CN103715204A - 阵列基板及其制作方法、显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种阵列基板及其制作方法、显示装置,涉及显示技术领域,能够简化阵列基板的层结构和制作工艺,降低阵列基板的制作难度,进而提高阵列基板的生产良品率。该阵列基板包括衬底基板、位于所述衬底基板之上的薄膜晶体管单元和彩膜,所述彩膜与所述薄膜晶体管单元的漏极电性连接,其中,所述彩膜导电。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域,尤其涉及一种阵列基板及其制作方法、显示装置。
背景技术
有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode,简称OLED)是一种有机薄膜电致发光器件,其具有制作工艺简单、成本低、发光效率高、易形成柔性结构、视角宽等优点;因此,利用有机发光二极管的显示技术已成为一种重要的显示技术。
由于白光有机发光二极管(White Organic Light Emitting Diode,简称WOLED)的技术最为成熟,稳定性好、制作工艺简单,故在显示装置中获得了广泛应用。为使白光有机发光二极管能进行彩色显示,其还要与彩膜(又称彩色滤光层)配合使用。在白光有机发光二极管显示装置中,每个外界可见的最小像素点(即“可见像素”)由多个像素单元构成,每个像素单元中具有不同颜色的彩膜,从而不同像素单元的白光有机发光二极管发出的光在经过彩膜后变为不同颜色,这些不同颜色的光混合成为“可见像素”发出的光。
发明人在实现本发明的过程中发现,WOLED包括金属阳极、导电层、位于金属阳极和导电层之间的发光有机体,因此,阵列基板上除了包括薄膜晶体管单元的各层结构外,还包括彩膜和WOLED的各层结构,提高了阵列基板的层结构的复杂性,提高了阵列基板的制作难度,降低了阵列基板的生产良品率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种阵列基板及其制作方法、显示装置,能够简化阵列基板的层结构和制作工艺,降低阵列基板的制作难度,进而提高阵列基板的生产良品率。
为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:
本发明的第一方面提供了一种阵列基板,包括衬底基板、位于所述衬底基板之上的薄膜晶体管单元和彩膜,所述彩膜与所述薄膜晶体管单元的漏极电性连接,其中,所述彩膜导电。
所述的阵列基板还包括:位于所述彩膜和所述薄膜晶体管单元的漏极之间的第一绝缘层,所述第一绝缘层对应于所述薄膜晶体管单元的漏极的区域设置有第一过孔,所述彩膜通过所述第一过孔与所述漏极电性连接。
所述的阵列基板还包括:位于所述彩膜之上的有机层和导电层,所述彩膜与所述导电层配合共同驱动所述有机层发光。
所述彩膜之上形成有第二绝缘层,所述第二绝缘层设置有开口,所述有机层通过所述开口与所述彩膜电性连接。
所述的阵列基板还包括与所述彩膜配合的公共电极,以及位于所述彩膜和所述公共电极之间的第三绝缘层。
所述彩膜的材质为透明导电树脂。
在本发明实施例的技术方案中,采用了COA技术,将所述彩膜与所述薄膜晶体管单元都在同一衬底基板上形成,且使具有导电性能的彩膜与所述薄膜晶体管单元的漏极电性连接,使得彩膜相当于现有技术中的像素电极,使得该阵列基板与现有技术的阵列基板相比,至少减少了一层像素电极的结构,简化了阵列基板的层结构,降低了阵列基板的制作难度,进而提高了阵列基板的生产良品率。
本发明的第二方面提供了一种显示装置,其特征在于,包括上述的阵列基板。
本发明的第三方面提供了一种阵列基板的制作方法,包括:
形成包括薄膜晶体管单元的漏极的图形以及与所述漏极电性连接的彩膜。
所述形成包括薄膜晶体管单元的漏极的图形以及与所述漏极电性连接的彩膜包括:
形成包括薄膜晶体管单元的漏极的图形;
在所形成的薄膜晶体管单元的漏极的上方形成彩膜,所述彩膜导电,所述彩膜与所述薄膜晶体管单元的漏极电性连接;或,
形成彩膜;
在所述彩膜的上方形成包括薄膜晶体管单元的漏极的图形,所述彩膜导电,所述彩膜与所述薄膜晶体管单元的漏极电性连接。
在所形成的薄膜晶体管单元的图形的上方形成彩膜,所述彩膜导电,所述彩膜与所述薄膜晶体管单元的漏极电性连接之前,还包括:
在所形成的薄膜晶体管单元的漏极之上形成第一绝缘层,所述第一绝缘层对应于所述薄膜晶体管单元的漏极的区域设置有第一过孔,以使得所述彩膜通过所述第一过孔与所述漏极电性连接。
在所述彩膜的上方形成薄膜晶体管单元的漏极,所述彩膜导电,所述彩膜与所述薄膜晶体管单元的漏极电性连接之前,还包括:
在所述彩膜之上形成第一绝缘层,所述第一绝缘层对应于所述第一绝缘层对应于所述薄膜晶体管单元的漏极的区域设置有第一过孔,以使得所述彩膜通过所述第一过孔与所述漏极电性连接。
所述的制作方法,还包括:
在所形成的彩膜的上方形成有机层,在所述有机层的上方形成导电层,以使得所述彩膜和所述有机层接触、与所述导电层配合共同驱动所述有机层发光。
在所形成的彩膜的上方形成有机层,在所述有机层的上方形成导电层,以使得所述彩膜和所述有机层接触、与所述导电层配合共同驱动所述有机层发光之前,还包括:
在所述彩膜之上形成第二绝缘层,所述第二绝缘层设置有开口,以使得所述有机层通过所述开口与所述彩膜电性连接。
所述彩膜的材质为透明导电树脂。
所述的制作方法还包括:
在所述第一绝缘层之上形成包括黑矩阵的图形,所述黑矩阵对应于所述薄膜晶体管单元的有源层设置。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中的阵列基板的结构示意图一;
图2为本发明实施例中的阵列基板的结构示意图二;
图3为本发明实施例中的阵列基板的结构示意图三;
图4为本发明实施例中的阵列基板的结构示意图四;
图5为本发明实施例中的阵列基板的结构示意图五;
图6为本发明实施例中的阵列基板的结构示意图六;
图7为本发明实施例中的阵列基板的制作方法的流程图一;
图8为本发明实施例中的阵列基板的制作方法的流程图二;
图9为本发明实施例中的阵列基板的结构示意图七;
图10为本发明实施例中的阵列基板的结构示意图八;
图11为本发明实施例中的阵列基板的结构示意图九;
图12为本发明实施例中的阵列基板的结构示意图十;
图13为本发明实施例中的阵列基板的制作方法的流程图三;
图14为本发明实施例中的阵列基板的结构示意图十一;
图15为本发明实施例中的阵列基板的结构示意图十二。
附图标记说明:
1—衬底基板; 2—薄膜晶体管单元; 21—栅极;22—栅极绝缘层; 23—有源层; 24—源极;25—漏极; 3—彩膜; 4—有机层;5—导电层; 6—第一绝缘层; 7—第一过孔;8—第二绝缘层; 9—开口; 10—黑矩阵;11—第三绝缘层; 12—第四绝缘层; 13—公共电极。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例一
本发明实施例提供一种阵列基板,如图1所示,该阵列基板包括衬底基板1、位于所述衬底基板1之上的薄膜晶体管单元2和彩膜3,所述彩膜3与所述薄膜晶体管单元2的漏极25电性连接,其中,所述彩膜3导电。
由于薄膜晶体管单元2主要是通过在有源层24中形成导电沟道,使得源极23和漏极25之间可以实现电信号的传递。而光照会影响有源层24内的导电沟道对载流子的传输能力,进而影响薄膜晶体管单元2的工作效果。一般的,需要在对应于所述薄膜晶体管单元的有源层23设置黑矩阵10。
该黑矩阵可选用黑色或深色的树脂制作。由于黑矩阵10在制作过程中,首先在所形成的钝化层上沉积一层遮光材料,之后通过构图工艺形成对应各个薄膜晶体管单元2的多个黑矩阵10。为了减少阵列基板的制作流程,优选黑色的光刻胶来制作,利用光刻胶的感光性质,制作黑矩阵10时可以省略光刻胶的使用。
所述构图工艺指只要可以形成所需的图案的工艺都可以称为构图工艺,构图工艺通常包括光刻胶涂敷、曝光、显影、刻蚀、光刻胶剥离等部分或全部工艺,还可以为打印、印刷等更多其他的构图方式。
由于近年来人们对于显示装置的透光率、分辨率、功耗等的要求越来越高,显示装置都在向着高透过率、高分辨率、低功耗等方向发展。其中,分辨率越高,使得每一个像素单元的尺寸越小,当像素单元的边长由几十微米变为十几微米时,显然,像素单元的尺寸得到了大幅度的减小,此时,若划分像素单元的黑矩阵的宽度仍然保持不变,相对于像素单元而言,黑矩阵将变得明显,将会影响显示装置的显示效果。因此,黑矩阵的宽度应相应的减小以保证显示装置的显示效果。之后,在黑矩阵圈出来的对应像素单元的显示区域上方形成彩膜。
但是,黑矩阵的宽度减小有可能导致阵列基板和彩膜基板之间的对盒出现偏差,导致漏光等不良现象的产生,因此位于彩膜基板上的黑矩阵的宽度不能任意减小。人们为了克服黑矩阵减小带来的漏光等不良现象,将黑矩阵和彩膜挪到阵列基板上。由于此时黑矩阵位于阵列基板上,在适当减小黑矩阵的宽度时,也能保证黑矩阵能够充分遮挡栅线、数据线和薄膜晶体管单元等需遮光的结构,同时,减少漏光现象发生的可能性,在提高分辨率、透过率的同时又保证了显示装置的显示效果。这种技术又叫做COA(Color Filter on Array)技术。
在本发明实施例中,采用了COA技术,将所述彩膜3与所述薄膜晶体管单元2都在同一衬底基板1上形成,且使具有导电性能的彩膜3与所述薄膜晶体管单元2的漏极25电性连接,使得彩膜3相当于现有技术中的像素电极,使得该阵列基板与现有技术的阵列基板相比,至少减少了一层像素电极的结构,简化了阵列基板的层结构,降低了阵列基板的制作难度,进而提高了阵列基板的生产良品率。
需要说明的是,由于本发明实施例中的彩膜3具有导电能力,因此,各像素单元之间的彩膜3需要绝缘,具体的,可以利用绝缘的黑矩阵10或别的方式来实现,本发明实施例对此不进行限制。此外,彩膜3和薄膜晶体管单元2的漏极可以直接接触实现电性连接,当然彩膜3可以位于薄膜晶体管单元2漏极的上方或者下方。
如图1所示,除了彩膜3和薄膜晶体管单元2之外,该阵列基板还包括位于所述彩膜3和所述薄膜晶体管单元2的漏极25之间的第一绝缘层6,所述第一绝缘层6对应于所述薄膜晶体管单元2的漏极25的区域设置有第一过孔7,所述彩膜3通过所述第一过孔7与所述漏极25电性连接。
显然,图1所示的阵列基板中的薄膜晶体管单元2为底栅型的,即该薄膜晶体管单元2的结构由下至上包括:栅极21、栅极绝缘层22、同层设置且绝缘的源极24和漏极25、以及连接源极24和漏极25的有源层23。
在图1中,彩膜3位于薄膜晶体管单元2的上方,因此第一绝缘层6位于薄膜晶体管单元2的上方,此时,该第一绝缘层6通常又称为钝化层,采用钝化层工艺不仅提高了显示装置的耐严酷环境的能力,而且有助于改善薄膜晶体管单元2的光电参数性能。但是钝化层通常采用氧化硅、氮化硅、氧化铪、树脂等绝缘材料,为了实现所述彩膜3与漏极25之间的电性连接,可以在第一绝缘层6对应于所述薄膜晶体管单元2的漏极25的区域设置有贯穿第一绝缘层6的第一过孔7,使得所述彩膜3可以通过所述第一过孔7与所述漏极25电性连接。
本说明书虽然把底栅型薄膜晶体管作为实施例进行了说明,但不限于此,例如顶栅型薄膜晶体管;底栅型薄膜晶体管应该被解释为底栅薄膜晶体管的统称,所谓底栅薄膜晶体管:薄膜晶体管的栅极位于薄膜晶体管半导体层下方的这一类薄膜晶体管。依据同一理由,顶栅型薄膜晶体管应该被解释为顶栅薄膜晶体管的统称,所谓顶栅薄膜晶体管:薄膜晶体管的栅极位于薄膜晶体管半导体层上方的这一类薄膜晶体管。
例如,薄膜晶体管单元2也可如图2所示的顶栅型。顶栅型的薄膜晶体管单元2的结构与图1所示的底栅型的近乎相反,即顶栅型的薄膜晶体管单元2由下至上包括:同层设置且绝缘的源极24和漏极25、连接源极24和漏极25的有源层23、栅极绝缘层22和栅极21。
在图2中,为了实现所述彩膜3与漏极25之间的接触,可以在第一绝缘层6和栅极绝缘层22对应于所述薄膜晶体管单元2的漏极25的区域设置第一过孔7。即第一过孔7此时需要贯穿第一绝缘层6和栅极绝缘层22两层绝缘层,方可使得所述彩膜3可以通过所述第一过孔7与所述漏极25电性连接。
需要说明的是,在图1或图2的阵列基板的结构中,可以直接利用黑矩阵10绝缘各个像素单元对应的彩膜3,也可以通过另外在黑矩阵10上方设置一层绝缘层的方式实现彩膜3之间的绝缘。
另外,如图3所示,彩膜3也可位于薄膜晶体管单元2的下方,若薄膜晶体管单元2也为底栅型的。显然此时,由于底栅型的薄膜晶体管单元2的漏极25位于整个薄膜晶体管单元2的结构中的最上层,为了实现漏极25与彩膜3之间的接触,第一过孔7必须至少贯穿第一绝缘层6和栅极绝缘层22,才可实现彩膜3和漏极25的电性连接。
或如图4所示,此时彩膜3同样位于薄膜晶体管单元2的下方,而薄膜晶体管单元2为顶栅型的。显然此时,由于顶栅型的薄膜晶体管单元2的漏极25位于整个薄膜晶体管单元2的结构中的最下层,为了实现漏极25与彩膜3之间的电性连接,第一过孔7仅需要贯穿第一绝缘层6。
显然,对于第一过孔7的形成难度而言,图1或图4所示的阵列基板的结构中的第一过孔7的形成难度、制作工艺较低,但是,图4所示的阵列基板由于彩膜3位于薄膜晶体管单元2的下方,此时,无法将位于彩膜3和薄膜晶体管单元2之间的第一绝缘层6作为钝化层,必须另外形成作为钝化层的第四绝缘层12,使得图4所示的阵列基板的层数多于图1所示的阵列基板。因此,本发明实施例中,优选图1所示的阵列基板的结构。
与图4类似的,图3所示的阵列基板也同样具有作为钝化层的第四绝缘层12,图3和图4中的第四绝缘层12也可采用氧化硅、氮化硅、氧化铪、树脂等绝缘材料形成。
显然,在图3和图4所示的结构中,可以利用第一绝缘层6来绝缘各像素单元对应的彩膜3。
需要说明的是,在本发明实施例中,薄膜晶体管单元2的源极24和漏极25都是同层设置且在同一次构图工艺中形成的,但是,源极24和漏极25非同层设置的薄膜晶体管单元2同样适用于本发明实施例。
需要说明的是,由于图1-图4所示的结构具有一定的相似性,以下以图1所示的阵列基板为例进行具体说明。
在前文中叙述过,由于彩膜3电性连接薄膜晶体管单元2的漏极25,且彩膜3导电(例如:彩膜3采用透光的导电材料制作),则彩膜3还相当于现有技术中的像素电极(相当于板状电极),显然,图1-图4所示的阵列基板为COA工艺的扭曲向列型(Twisted Nematic,简称TN)模式的阵列基板。在此基础上,可以考虑对图1所示的阵列基板的结构进行改进,例如,如图5所示,该阵列基板在图1所示的阵列基板的基础上还包括与所述彩膜3配合的公共电极13(相当于狭缝状电极),以及位于所述彩膜3和所述公共电极13之间的第三绝缘层11,此时该阵列基板为COA工艺的高级超维场转换(Advanced Super DimensionSwitch,简称ADS)模式的阵列基板。
所谓高级超维场转换技术(ADvanced Super Dimension Switch),简称ADS,其核心技术特性描述为:通过同一平面内狭缝电极边缘所产生的电场以及狭缝电极层与板状电极层间产生的电场形成多维电场,使液晶盒内狭缝电极间、电极正上方所有取向液晶分子都能够产生旋转,从而提高了液晶工作效率并增大了透光效率。高级超维场转换技术可以提高TFT-LCD产品的画面品质,具有高分辨率、高透过率、低功耗、宽视角、高开口率、低色差、无挤压水波纹(pushMura)等优点。针对不同应用,ADS技术的改进技术有高透过率I-ADS技术、高开口率H-ADS和高分辨率S-ADS技术等。
本领域技术人员应该可以理解,上述实施例的公共电极可以为板状或者狭缝状,像素电极也是如此;当然,像素电极和公共电极的上下顺序可颠倒,而且像素电极和公共电极均可以为狭缝状电极。
当然,本实施例的阵列基板还适用于水平电场模式(In-Plane Switch,简称IPS),IPS其核心技术特性描述为:通过同一平面内的狭缝状的公共电极与狭缝状的像素电极产生的电场形成水平电场。例如:同一层的导电彩膜一部分作为像素电极,一部分作为公共电极。
类似的,可在图2-图4所示的阵列基板的基础上添加与所述彩膜3配合的公共电极13,以及位于所述彩膜3和所述公共电极13之间的第三绝缘层11。或者,如图6所示,该阵列基板在图1所示的阵列基板的基础上还包括位于所述彩膜3之上的有机层4和导电层5,所述彩膜3与所述导电层5配合共同驱动所述有机层4发光,即此时的阵列基板为有机发光二极管(Organic Light-EmittingDiode,简称OLED)模式的阵列基板。
在图6所示的阵列基板的结构中,由于彩膜3电性连接薄膜晶体管单元2的漏极25且导电,即该彩膜3相当于现有技术中的有机层4的金属阳极,因而,该阵列基板中可省去金属阳极这一层结构;同时,还可省去现有技术中位于金属阳极和彩膜3之间的平坦层结构,显著地简化了OLED模式的阵列基板的层结构,同时由于该OLED模式的阵列基板的层结构简化了,该OLED模式的阵列基板的制作流程、制作难度也减少了,进而提高了该OLED模式的阵列基板的生产良品率。
类似的,可在图2-图4所示的阵列基板的基础上添加位于所述彩膜3之上的公共电极13,形成ADS模式的阵列基板,在此不再赘述。
一般的,OLED模式的阵列基板的出光方向如图6中的虚线箭头所示,为自有机层4发出、经过多层结构后从衬底基板1出射。
其中的有机层4优选能发出白光的材料,则在本发明实施例中,与彩膜3配合驱动有机层4发光的导电层5优选铝等成本较低、不透光的材料,可将有机层4发出的光反射进入彩膜3中,提高有机层4发出的光的利用率。同时,还可防止有机层4发出的光经由导电层反射后变色,保证显示装置的显示效果。
另外,由于并不是整个阵列基板在工作中都向观看者发出光,因此,可以在彩膜3上不需要发光的区域(例如薄膜晶体管单元2的对应区域、黑矩阵10的覆盖区域等)设置第二绝缘层8,以将彩膜3和有机层4绝缘,防止该区域的有机层4发光;而在需要发光的区域,即亚像素区域,则通过在第二绝缘层8上设置有开口9,使得有机层4通过所述开口9与所述彩膜3接触。由于该第二绝缘层8可对出光区域进行限定,即对亚像素区域进行限定,通常,该第二绝缘层8又称为像素限定层,则开口9对应的区域为发光区域,而第二绝缘层8覆盖的区域不发光。
与第一绝缘层6、第三绝缘层11等类似的,第二绝缘层8也可采用氧化硅、氮化硅、氧化铪、树脂等绝缘材料制成。
在本发明实施例中,该彩膜3不仅需要具有良好的导电效果,还需要具有较高的色域、感光性、固化性、透光度等性质,例如:彩膜作为OLED阳极时,彩膜不仅满足透光度(或者滤光),还具有与有机层匹配的功函数。因此,彩膜3优选为透明导电树脂。
透明导电树脂应该理解为具有透光(或者滤光)和导电性能的树脂的统称。例如:在形成透明导电树脂的工艺过程中掺入相应色彩的颜料,或者在形成彩膜树脂的工艺过程中掺入导电材料等。具体的,可通过如下方法制成透明导电树脂
将10~50质量份透明基体树脂,1~20质量份有机酸掺杂的聚苯胺,加入到40~90质量份甲苯中,搅拌至完全溶解形成所述透明导电树脂。
或者将10~50质量份透明基体树脂,1~20质量份有机酸掺杂的聚苯胺,1~15质量份交联单体,加入到40~90质量份甲苯中,搅拌至完全溶解形成所述透明导电树脂。
或者将10~50质量份透明基体树脂,1~20质量份有机酸掺杂的聚苯胺,1~15质量份交联单体,0.1~1质量份固化引发剂,加入到40~90质量份甲苯中,搅拌至完全溶解形成所述透明导电树脂。
制得透明导电树脂后,仅需要将相应的颜料掺入,即可利用该具有颜料的透明导电树脂来形成彩膜。
另外,也可将纳米级的掺锑的SnO2通过和颜料、光引发剂、高分子聚合物单体、分散剂、表面活性剂等均匀混合,形成制作彩膜3的透明导电树脂。
导电粒子除了可采用纳米级的掺锑的SnO2之外,还可采用纳米级氧化铟锡或纳米银等纳米级的导电粒子。一般的,导电粒子的尺寸为20~50nm。
另外,通过调节树脂的固化温度、导电粒子的大小、光照等因素可以改变最终形成的彩膜3的电阻率,保证彩膜3可以为漏极25和有机层4提供良好的接触。
进一步的,本发明实施例还提供了一种显示装置,包括上述任意一种阵列基板。具体的,该显示装置可以为:液晶面板、电子纸、OLED面板、液晶电视、液晶显示器、数码相框、手机、平板电脑等具有任何显示功能的产品或部件。
实施例二
本发明实施例提供一种实施例一所记载的阵列基板的制作方法,如图7所示,该制作方法包括:
步骤S101、形成包括薄膜晶体管单元的漏极的图形以及与所述漏极电性连接的彩膜。
由此,可以形成图1-图4所示的彩膜和漏极电性连接的阵列基板。具体的,由实施例一可知,本发明实施例所提供的阵列基板至少有如图1-4所示四种结构,即薄膜晶体管单元的漏极既可以在所述彩膜的上方,也可以在所述彩膜的下方,并且,薄膜晶体管单元可以为底栅型也可以为顶栅型。具体的,若要形成图1所示的阵列基板,则如图8所示,步骤S101具体包括:
步骤S201、依次形成位于衬底基板上的包括薄膜晶体管单元的栅极、栅极绝缘层、有源层的图形。
如图9所示,该薄膜晶体管单元2由下到上依次包括栅极21、位于栅极21之上的栅极绝缘层22、位于栅极绝缘层22之上的有源层23,因此在制作时,依次在阵列基板上形成栅极21、栅极绝缘层22、有源层23。
需要说明的是,在形成薄膜晶体管单元的栅极的同时,衬底基板上的栅线(图中未示出)等结构也一体成型。
步骤S202、形成包括薄膜晶体管单元的漏极的图形。
所述薄膜晶体管单元漏极25位于有源层23上方,除了上述的栅极21、栅极绝缘层22、有源层23、漏极25等结构外,薄膜晶体管单元2还包括源极24。在本发明实施例中,薄膜晶体管单元2的源极24和漏极25同层设置,因此可以考虑在步骤S202形成漏极25的同时形成源极24,如图10所示。
若是源极24与漏极25不同层设置,则可以考虑根据实际情况,在形成漏极25之前或之后形成源极24,本发明实施例对此不进行限制。
步骤S203、在所形成的薄膜晶体管单元的漏极之上形成第一绝缘层。
在步骤S202对应的图10的基础上,通过涂覆、沉积等方式在所述薄膜晶体管单元的漏极之上形成第一绝缘层6。因此第一绝缘层6位于薄膜晶体管单元2的上方,此时,该第一绝缘层6通常又称为钝化层,采用钝化层工艺不仅提高了显示装置的耐严酷环境的能力,而且有助于改善薄膜晶体管单元2的光电参数性能。但是钝化层通常采用氧化硅、氮化硅、氧化铪、树脂等绝缘材料。
步骤S204、在所述第一绝缘层之上形成包括黑矩阵的图形,所述黑矩阵对应于所述薄膜晶体管单元的有源层设置。
在所形成的第一绝缘层6的图形之上,通过涂覆、沉积等形式形成一层遮光材料,之后通过包括刻蚀在内的构图工艺形成对应各个薄膜晶体管单元2的有源层23的多个黑矩阵10,如图11所示。为了简化阵列基板的制作流程,优选黑色的光刻胶来制作,利用光刻胶的感光性质,制作黑矩阵10时可以省略光刻胶的使用。
需要说明的是,为了保证薄膜晶体管单元2在工作时,其有源层23内形成的导电沟道不会被光照射到,因此黑矩阵10通常要对应覆盖整个有源层23。
进一步的,在形成黑矩阵10后,还需通过构图工艺,在对应于所示薄膜晶体管单元2的漏极25的区域设置第一过孔7,如图11所示,以保证彩膜3和漏极25的有效连接。虽然第一绝缘层6可采用氧化硅、氮化硅、氧化铪、树脂等绝缘材料制成,但是由于需要对第一绝缘层6进行构图工艺以形成第一过孔7,优选的,可以采用光刻胶形成第一绝缘层6。利用光刻胶的感光性质,制作第一过孔7时可以省略光刻胶的使用,简化阵列基板的制作流程,降低阵列基板的制作成本。
步骤S205、在所形成的薄膜晶体管单元的漏极的上方形成彩膜,所述彩膜导电,所述彩膜与所述薄膜晶体管单元的漏极电性连接。
如图12所示,在步骤S204的基础上,在所形成的薄膜晶体管单元的漏极的上方形成彩膜,该彩膜3可以通过第一绝缘层6上的第一过孔7与薄膜晶体管单元2的漏极25电性连接。
为了保证彩膜3不仅具有良好的导电能力,还具有较高的色域、感光性、固化性、透光度等性质,在本发明实施例中,优选的,所述彩膜3的材质为透明导电树脂。具体的,可通过如下方法制成透明导电树脂:
将10~50质量份透明基体树脂,1~20质量份有机酸掺杂的聚苯胺,加入到40~90质量份甲苯中,搅拌至完全溶解形成所述透明导电树脂。
或者将10~50质量份透明基体树脂,1~20质量份有机酸掺杂的聚苯胺,1~15质量份交联单体,加入到40~90质量份甲苯中,搅拌至完全溶解形成所述透明导电树脂。
或者将10~50质量份透明基体树脂,1~20质量份有机酸掺杂的聚苯胺,1~15质量份交联单体,0.1~1质量份固化引发剂,加入到40~90质量份甲苯中,搅拌至完全溶解形成所述透明导电树脂。
制得透明导电树脂后,仅需要将相应的颜料掺入,即可利用该具有颜料的透明导电树脂来形成彩膜。
例如可以将纳米级的导电粒子和颜料、光引发剂、高分子聚合物单体、分散剂、表面活性剂等均匀混合后,通过涂覆、沉积等形式,形成彩膜3的透明导电树脂。
其中,纳米级的导电粒子可选为纳米级的掺锑的SnO2之外,还可采用纳米级氧化铟锡或纳米银等。
在前文中叙述过,由于彩膜3连接薄膜晶体管单元2的漏极25,且彩膜3采用透光的导电材料制作,则彩膜3相当于现有技术中的像素电极,显然,图1所示的阵列基板为COA工艺的扭曲向列型(Twisted Nematic,简称TN)模式的显示面板中的阵列基板。在此基础上,可以考虑对图1所示的阵列基板的结构进行改进,例如,如图5所示,该阵列基板在图1所示的阵列基板的基础上还形成与所述彩膜3配合的公共电极13,以及位于所述彩膜3和所述公共电极13之间的第三绝缘层11,此时该阵列基板为COA工艺的高级超维场转换(Advanced Super Dimension Switch,简称ADS)模式的显示面板中的阵列基板。
进一步的,还可以在图1所示的基础上形成有机发光二极管(OrganicLight-Emitting Diode,简称OLED)显示面板中的阵列基板,具体的,如图13所示,在步骤S205之后还包括:
步骤S301、在所述彩膜之上形成第二绝缘层,所述第二绝缘层设置有开口,以使得所述有机层通过所述开口与所述彩膜电性连接。
与第一绝缘层6类似的,所述第二绝缘层8也可采用氧化硅、氮化硅、氧化铪、树脂等绝缘材料制成,但是由于同样需要对第二绝缘层8进行构图工艺以形成第一过孔,因而优选的,可以采用光刻胶形成第二绝缘层8。利用光刻胶的感光性质,制作开口9时可以省略光刻胶的使用,简化阵列基板的制作流程,降低阵列基板的制作成本。
在本发明实施例中,该开口9所对应的区域为该阵列基板在工作时的发光区域,而开口9周围保留有第二绝缘层8为不发光区域,如图14所示,因此,第二绝缘层8又称为像素限定层。
步骤S302、在所形成的彩膜的上方形成有机层,在所述有机层的上方形成导电层,以使得所述彩膜和所述有机层接触、与所述导电层配合共同驱动所述有机层发光。
步骤S302之后,该阵列基板的结构如图15所示。
具体的,有机层4内包括发光层,还可以包括空穴传输层、电子传输层等。例如:当彩膜3和导电层5之间的电压适当时,空穴传输层中的正极空穴与电子传输层中的阴极电荷就会在发光层中结合,使发光层产生光亮。
需要说明的是,由于适合传递电子的有机材料不一定适合传递空穴,所以有机发光二极体的电子传输层和空穴传输层可以选用不同的有机材料或仅是掺杂的杂质不同的有机材料。目前最常被用来制作电子传输层的材料都是制膜稳定性定高、热稳定且电子传输性佳,一般通常采用荧光染料化合物,如蒽二唑类衍生物、含萘环类衍生物、1-萘基、3-甲基苯基等。而空穴传输层的材料属于一种芳香胺荧光化合物,如1-萘基等有机材料。
有机层4的发光层的材料须具备固态下有较强荧光、载子传输性能好、热稳定性和化学稳定性佳、量子效率高且能够真空蒸镀的特性,例如可采用八羟基喹啉铝。
其中,优选能够发出白光的发光层。
步骤S303、在所述有机层之上形成导电层。
在图15所示的阵列基板的结构的基础上,通过蒸镀、溅射等方式形成导电层5。在本发明实施例中,与彩膜3配合驱动有机层4发光的导电层5成本较低、表面平滑、不透光的材料,可防止有机层4发出的光从导电层5一侧射出,降低阵列基板对光线的利用率。
进一步的,若有机层4发出的光为白色的,则导电层优选白色的表面光滑的金属,如铝,可以防止有机层4发出的光被导电层5反射后变色,保证显示装置的显示效果。
该制作方法制作形成的阵列基板中的彩膜采用透明导电树脂制成,所述彩膜与所述薄膜晶体管单元的漏极和所述有机层接触,所述彩膜与所述导电层配合共同驱动所述有机层发光,因而,该阵列基板中可省去金属阳极这一层结构;同时,还可省去现有技术中的金属阳极和彩膜之间的平坦层结构,显著地简化了阵列基板的层结构,同时由于阵列基板的层结构简化了,阵列基板的制作流程、制作难度也减少了,进而提高了阵列基板的生产良品率。
进一步的,由图8所示的阵列基板的制作方法,可以推知其他图2-图4个阵列基板的制作方法,具体如下:
例如,图2和图1之间的区别在于图2中的薄膜晶体管单元2为顶栅型的,则由图8所示的制作步骤可推知图2的阵列基板的制作步骤大致如下:
顶栅型的薄膜晶体管单元2的结构与图1所示的底栅型的近乎相反,即顶栅型的薄膜晶体管单元2由下至上包括:同层设置且绝缘的源极24和漏极25、连接源极24和漏极25的有源层23、栅极绝缘层22和栅极21,因此首先需要在衬底基板上形成包括漏极25、源极24、有源层23、栅极绝缘层22和栅极21等薄膜晶体管单元2的各结构,类似的,漏极25和源极24可以同层形成也可以非同层形成。
之后,在薄膜晶体管单元2的上方形成第一绝缘层6,并在第一绝缘层6上对应有源层23之处形成黑矩阵10。之后,为了使得彩膜3可以与位于底层的漏极25电性连接,在第一绝缘层6和栅极绝缘层22上形成第一通孔7。最后,带颜色的透明导电树脂形成该导电的彩膜3,同时,第一通孔7内也填充有彩膜,使得彩膜3可以与漏极25电性连接。至此,可形成图2所示的阵列基板。
显然,如图1和图2所示,彩膜3都位于漏极25的上方。类似的,也可考虑采用顺序不同的制作方法,使得彩膜3位于漏极25的下方。
例如,如图3所示,首先在衬底基板上形成彩膜3,并在彩膜3上形成第一绝缘层6,之后在所述彩膜3的上方形成包括薄膜晶体管单元2的漏极25的图形,所述彩膜3的材质为透明导电树脂,所述彩膜3与所述薄膜晶体管单元2的漏极25电性连接。
显然,由于此时薄膜晶体管单元2为底栅型结构,则图3的薄膜晶体管单元2的制作方法与图1中的类似的,在此不再赘述,但需要说明的是,为了使得漏极25和彩膜3可以相接触,在形成漏极25之前,应对栅极绝缘层22和第一绝缘层6进行构图工艺形成贯穿这两层的第一通孔7,则在形成漏极25时,同时利用漏极25的材料填充第一通孔7,实现漏极25和彩膜3的接触。
与图3类似的,图4中的彩膜3也是位于薄膜晶体管单元2的漏极25的下方,则图4的阵列基板也必须首先形成彩膜3,之后再形成包括薄膜晶体管单元2的漏极25的图形以实现彩膜3和漏极25的接触,与图3不同的是,图4中的薄膜晶体管单元2为顶栅型,因此,图4中的薄膜晶体管单元2的制作方法与图2的类似,在此不再赘述,但需要注意的是,在图4对应的制作步骤中,在彩膜3上形成第一绝缘层6之后,需要在第一绝缘层6上形成第一通孔7,以便于在制作漏极25的同时使得漏极25和彩膜3接触。
类似的,可在图2-图4所示的阵列基板的基础上添加与所述彩膜3配合的公共电极13,以及位于所述彩膜3和所述公共电极13之间的第三绝缘层11,同样形成ADS模式的阵列基板。
进一步的,也可类似图12所示的步骤,在图2-图4所示的阵列基板的基础上添加第二绝缘层8、有机层4和导电层5等结构,形成OLED模式的阵列基板。具体不再赘述。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (13)
1.一种阵列基板,其特征在于,包括衬底基板、位于所述衬底基板之上的薄膜晶体管单元和彩膜,所述彩膜与所述薄膜晶体管单元的漏极电性连接,其中,所述彩膜导电。
2.根据权利要求1所述的阵列基板,其特征在于,还包括:位于所述彩膜和所述薄膜晶体管单元的漏极之间的第一绝缘层,所述第一绝缘层对应于所述薄膜晶体管单元的漏极的区域设置有第一过孔,所述彩膜通过所述第一过孔与所述漏极电性连接。
3.根据权利要求2所述的阵列基板,其特征在于,还包括:位于所述彩膜之上的有机层和导电层,所述彩膜与所述导电层配合共同驱动所述有机层发光。
4.根据权利要求3所述的阵列基板,其特征在于,所述彩膜之上形成有第二绝缘层,所述第二绝缘层设置有开口,所述有机层通过所述开口与所述彩膜电性连接。
5.根据权利要求2所述的阵列基板,其特征在于,还包括与所述彩膜配合的公共电极,以及位于所述彩膜和所述公共电极之间的第三绝缘层。
6.根据权利要求1-5任一项所述的阵列基板,其特征在于,
所述彩膜的材质为透明导电树脂。
7.一种显示装置,其特征在于,包括如权利要求1-6任一项所述的阵列基板。
8.一种阵列基板的制作方法,其特征在于,包括:
形成包括薄膜晶体管单元的漏极的图形以及与所述漏极电性连接的彩膜。
9.根据权利要求8所述的制作方法,其特征在于,所述形成包括薄膜晶体管单元的漏极的图形以及与所述漏极电性连接的彩膜包括:
形成包括薄膜晶体管单元的漏极的图形;
在所形成的薄膜晶体管单元的漏极的上方形成彩膜,所述彩膜导电,所述彩膜与所述薄膜晶体管单元的漏极电性连接;或,
形成彩膜;
在所述彩膜的上方形成包括薄膜晶体管单元的漏极的图形,所述彩膜导电,所述彩膜与所述薄膜晶体管单元的漏极电性连接。
10.根据权利要求9所述的制作方法,其特征在于,在所形成的薄膜晶体管单元的图形的上方形成彩膜,所述彩膜导电,所述彩膜与所述薄膜晶体管单元的漏极电性连接之前,还包括:
在所形成的薄膜晶体管单元的漏极之上形成第一绝缘层,所述第一绝缘层对应于所述薄膜晶体管单元的漏极的区域设置有第一过孔,以使得所述彩膜通过所述第一过孔与所述漏极电性连接。
11.根据权利要求9所述的制作方法,其特征在于,在所述彩膜的上方形成薄膜晶体管单元的漏极,所述彩膜导电,所述彩膜与所述薄膜晶体管单元的漏极电性连接之前,还包括:
在所述彩膜之上形成第一绝缘层,所述第一绝缘层对应于所述第一绝缘层对应于所述薄膜晶体管单元的漏极的区域设置有第一过孔,以使得所述彩膜通过所述第一过孔与所述漏极电性连接。
12.根据权利要求10或11所述的制作方法,其特征在于,还包括:
在所形成的彩膜的上方形成有机层,在所述有机层的上方形成导电层,以使得所述彩膜和所述有机层接触、与所述导电层配合共同驱动所述有机层发光。
13.根据权利要求12所述的制作方法,其特征在于,在所形成的彩膜的上方形成有机层,在所述有机层的上方形成导电层,以使得所述彩膜和所述有机层接触、与所述导电层配合共同驱动所述有机层发光之前,还包括:
在所述彩膜之上形成第二绝缘层,所述第二绝缘层设置有开口,以使得所述有机层通过所述开口与所述彩膜电性连接。
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