像素陣列和制作方法、以及顯示裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了像素陣列和制作方法、以及顯示裝置。該像素陣列包括：提供一基板，其上依次形成有：第一金屬層、柵極絕緣層、半導(dǎo)體層、第二金屬層，其中，第二金屬層形成數(shù)據(jù)線的第一區(qū)域以及形成第一像素電極的第二區(qū)域，所述第一區(qū)域使用至少兩金屬合金層，所述第二區(qū)域使用單金屬層。該像素陣列的制造方法包括：采用兩張二進(jìn)制的掩膜板，或者一張三進(jìn)制的掩膜板分別實(shí)現(xiàn)第二金屬層第一區(qū)域?yàn)榻饘俸辖鸠B層結(jié)構(gòu)以及第二區(qū)域?yàn)閱螌咏饘俳Y(jié)構(gòu)。通過本發(fā)明不僅可以實(shí)現(xiàn)像素開口率最大化，還可以增強(qiáng)存儲(chǔ)電容，實(shí)現(xiàn)電潤濕顯示的穩(wěn)定性。
【專利說明】像素陣列和制作方法、以及顯示裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及顯示【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種像素陣列和制作方法、以及顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電潤濕(Electro wetting)顯示技術(shù)利用油與水界面固有的自然力以及為利用這些力量而開發(fā)出的顯示技術(shù)。具體是通過施加電壓來調(diào)整染色油滴等疏水顏料疏水性表面的水合性，使染色油滴在不加電壓時(shí)均勻擴(kuò)散在像素內(nèi)，在施加電壓后被迅速推送到像素邊緣，從而實(shí)現(xiàn)彩色灰階顯示。
[0003]作為一種反射式顯示技術(shù)，電潤濕顯示器的光反射效率超過50%，因此，亮度比一般的被動(dòng)顯示裝置高兩倍，在強(qiáng)陽光下仍可觀看。同時(shí)，電潤濕顯示器無需偏光片、無需極化，沒有視角范圍限制，所有可視角度皆表現(xiàn)穩(wěn)定。另外，由于無需背光照明，所以可以大幅度降低功耗。另外與一般的無需背光的顯示裝置，如電子紙相比，電潤濕顯示器的優(yōu)勢(shì)是響應(yīng)速度更快。
[0004]傳統(tǒng)電潤濕顯示器的制造方法包括:提供一基板，其上至少依次形成有第一金屬層Ml (GE)，半導(dǎo)體層(AS)，第二金屬層M2 (SD)，PAS保護(hù)層(CH)，平坦層(ORG)，ITO透明電極層，反射金屬層M3，多層結(jié)構(gòu)(MBL)，疏水層(FB)以及親水性隔離層形成像素?fù)跛畨?pixel wall)等。
[0005]為了使存儲(chǔ)電容Cst最大化以及使像素的開口率最大化，由第二金屬層形成的金屬像素電極需布滿整個(gè)像素的開口區(qū)，與由第一金屬層形成的公共電極重疊，形成電容值較大的平行板電容Cst。第二金屬層的常用材料組合為Mo/Al/Mo或者為Al合金材料，當(dāng)在第二金屬層上方的保護(hù)層PAS形成接觸孔后，ITO透明電極與由第二金屬層形成的金屬像素電極中的Mo或Al合金導(dǎo)通，使ITO透明電極與金屬像素電極形成等電位。
[0006]現(xiàn)有制作工藝制作的像素陣列，在像素開口區(qū)域內(nèi)，容易導(dǎo)致保護(hù)層形成的接觸孔區(qū)域與下面的第二金屬層之間形成逆向倒角，造成ITO透明電極在逆向倒角處發(fā)生斷裂，像素電極的電壓不能正常地傳輸?shù)絀TO透明電極，從而會(huì)減小像素區(qū)的存儲(chǔ)電容大小，影響電潤濕顯示裝置顯示的穩(wěn)定性。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]有鑒于此，為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述或其他不足，本發(fā)明主要目的在于提供一種像素陣列和制作方法、以及顯示裝置，利用本發(fā)明提供的像素陣列的制造方法能夠保證金屬像素電極與ITO透明像素電極之間的有效導(dǎo)通，增加像素的存儲(chǔ)電容，使得顯示裝置的顯示穩(wěn)定性得到了很大的提升。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明一方面提出了一種像素陣列，包括:提供一基板，其上依次形成有:第一金屬層、柵極絕緣層、半導(dǎo)體層、第二金屬層，其中，第二金屬層形成數(shù)據(jù)線的第一區(qū)域以及形成第一像素電極的第二區(qū)域，所述第一區(qū)域使用至少兩金屬合金層，所述第二區(qū)域使用單金屬層。
[0009]進(jìn)一步地，所述第二金屬上還形成有保護(hù)層；透明電極層；一親水性隔離層，用于定義多個(gè)像素區(qū)域。
[0010]進(jìn)一步地，所述第一金屬層至少形成有掃描線，公共電極；所述第二金屬層至少形成有數(shù)據(jù)線、第一像素電極；所述透明電極層至少形成有第二像素電極，所述第二像素電極通過接觸孔與所述第一像素電極電連接；其中，所述接觸孔形成在所述像素區(qū)域內(nèi)。
[0011]進(jìn)一步地，所述兩金屬合金層的材料為Al和Ti，所述單金屬層的材料為Ti。
[0012]本發(fā)明另一方面提出了一種顯示裝置，包括:一基板，其上形成有上述像素陣列；一對(duì)置基板，以及夾設(shè)在所述基板與所述對(duì)置基板間的一極性溶液層與非極性溶液的顯示介質(zhì)層。
[0013]本發(fā)明又一方面提出了一種像素陣列的制作方法，具體包括以下步驟:提供一基板，其上依次形成有:第一金屬層、柵極絕緣層、半導(dǎo)體層、第二金屬層，其中，第二金屬層通過兩次曝光兩次蝕刻形成數(shù)據(jù)線的第一區(qū)域以及形成第一像素電極的第二區(qū)域，所述第一區(qū)域使用至少兩種金屬合金材料，所述第二區(qū)域使用單層金屬材料。
[0014]進(jìn)一步地,所述金屬合金材料為Al和Ti,所述單層金屬材料為Ti。
[0015]本發(fā)明再一方面提出了一種像素陣列的制作方法，具體包括以下步驟:提供一基板，其上依次形成有:第一金屬層、柵極絕緣層、半導(dǎo)體層、第二金屬層，其中，第二金屬層通過一次曝光兩次蝕刻形成數(shù)據(jù)線的第一區(qū)域以及形成第一像素電極的第二區(qū)域，所述第一區(qū)域使用至少兩種金屬合金材料，所述第二區(qū)域使用單層金屬材料。
[0016]進(jìn)一步地，進(jìn)行一次曝光中使用的是灰階光罩，所述灰階光罩區(qū)域?qū)λ龅诙^(qū)域。
[0017]進(jìn)一步地,所述金屬合金材料為Al和Ti,所述單層金屬材料為Ti。
[0018]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于:本發(fā)明提供的像素陣列和制作方法、以及顯示裝置，不僅可以實(shí)現(xiàn)像素開口率最大化，還可以增強(qiáng)存儲(chǔ)電容，實(shí)現(xiàn)電潤濕顯示的穩(wěn)定性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為示意性示出本發(fā)明像素陣列中一像素的平面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為示意性示出本發(fā)明圖1中沿A-A’方向的剖面示意圖；
[0021]圖3A為為示意性示出本發(fā)明一實(shí)施例像素陣列制作方法中一次光刻過程示意圖；
[0022]圖3B為為示意性示出本發(fā)明上述實(shí)施例像素陣列制作方法中二次光刻過程示意圖；
[0023]圖4為為示意性示出本發(fā)明另一實(shí)施例像素陣列制作方法中一次光刻過程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]在以下描述中，為了解釋說明，提出許多具體的細(xì)節(jié)以提供對(duì)本發(fā)明的全面理解。但是顯然，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)為不具有這些具體細(xì)節(jié)。在其他情況中，已知結(jié)構(gòu)和設(shè)備以框圖形式示出，以避免不必要的對(duì)本發(fā)明的誤解。
[0025]圖1為示意性示出本發(fā)明像素陣列中一像素的平面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，為使存儲(chǔ)電容Cst最大化以及使像素的開口率最大化，由第二金屬層形成的金屬像素電極35需布滿整個(gè)像素的開口區(qū)，與由第一金屬層形成的公共電極32重疊，形成電容值較大的平行板電容Cst。第二金屬層的常用材料組合為Mo/Al/Mo或者為Al合金材料，當(dāng)在第二金屬層上方的鈍化層PAS挖出接觸孔36后，ITO透明電極37與由第二金屬層形成的金屬像素電極35中的Mo或Al合金導(dǎo)通，使ITO透明電極37與金屬像素電極35形成等電位。
[0026]舉例來說，當(dāng)?shù)诙饘賹訛門i/Al結(jié)構(gòu)的時(shí)候，當(dāng)在第二金屬層上方的鈍化層PAS挖出接觸孔36后，位于鈍化層PAS和Ti金屬之間的Al金屬往往被刻蝕的更快、更多，導(dǎo)致鈍化層與下面的Al金屬層之間形成逆向倒角，造成ITO透明電極37在逆向倒角處發(fā)生斷裂，金屬像素電極的電壓不能正常地傳輸?shù)絀TO透明電極37。如果將金屬像素電極35在開口區(qū)做成圖形，就會(huì)減小像素區(qū)的存儲(chǔ)電容大小，影響電潤濕顯示的穩(wěn)定性。
[0027]圖2為示意性示出本發(fā)明圖1中沿A-A，方向的剖面示意圖。為了解決上述技術(shù)問題，結(jié)合參考圖1和圖2，本發(fā)明提供一像素陣列，包括:提供一基板50，其上依次形成有:第一金屬層52、柵極絕緣層和半導(dǎo)體層53、第二金屬層55，其中，第二金屬層形成數(shù)據(jù)線34的第一區(qū)域A以及形成金屬像素電極35的第二區(qū)域B，所述第一區(qū)域A使用至少兩金屬合金層55a、55b,所述第二區(qū)域B使用單金屬層55b。優(yōu)選地,所述金屬合金材料55a、55b為Al和Ti，所述單層金屬材料55b為Ti。
[0028]在實(shí)際的使用中，所述第二金屬上還形成有保護(hù)層57 ;透明電極層37，優(yōu)選地為ITO透明電極；一親水性隔離層38，用于定義多個(gè)像素區(qū)域。
[0029]進(jìn)一步地，所述第一金屬層52至少形成有掃描線31，公共電極32 ;所述第二金屬層至少形成有數(shù)據(jù)線34、金屬像素電極35 ;所述透明電極層37至少形成有透明像素電極，所述透明像素電極通過接觸孔36與所述金屬像素電極35電連接；還包括所述掃描線31作為柵極、數(shù)據(jù)線34的沿所述掃描線方向的延長線作為源極以及所述金屬像素電極35的作為漏極形成的薄膜晶體管33 ;其中，所述接觸孔36形成在所述像素區(qū)域內(nèi)。
[0030]本發(fā)明另一方面提出了一種顯示裝置，包括:一基板，其上形成有上述像素陣列；一對(duì)置基板，以及夾設(shè)在所述基板與所述對(duì)置基板間的一極性溶液層與非極性溶液的顯示介質(zhì)層。優(yōu)選地，所述基板為陣列基板，所述對(duì)置基板為彩色濾光片，所述非極性溶液為帶有顯示色彩染料。
[0031]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明再提出了上述像素陣列的制造方法，包括:
[0032]采用兩張二進(jìn)制的掩膜板，使用第一張二進(jìn)制的掩膜板，經(jīng)過第一次曝光刻蝕工藝，在第二金屬層55上形成對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)線34的圖案和對(duì)應(yīng)金屬像素電極35的圖案。再使用第二張二進(jìn)制的掩膜板，進(jìn)行第二次曝光刻蝕工藝，去掉金屬像素電極35上的Al金屬層。通過所述的兩次曝光刻蝕工藝，使數(shù)據(jù)線34上的第二金屬層形成Ti/Al結(jié)構(gòu)，使開口區(qū)的金屬像素電極35形成單層的Ti結(jié)構(gòu)。
[0033]采用一張三進(jìn)制的掩膜板，進(jìn)行一次曝光顯影工藝和兩次刻蝕工藝，使數(shù)據(jù)線上的第二金屬層形成Ti/Al結(jié)構(gòu)，使開口區(qū)的金屬像素電極形成單層的Ti結(jié)構(gòu)。
[0034]為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。
[0035]實(shí)施例1
[0036]圖3A為示意性示出本發(fā)明一實(shí)施例像素陣列制作方法中一次光刻過程示意圖；圖3B為示意性示出本發(fā)明上述實(shí)施例像素陣列制作方法中二次光刻過程示意圖。如圖3A、3B所示，本發(fā)明實(shí)施例1提出了一種像素陣列的制作方法，具體包括以下步驟:提供一基板50,其上依次形成有:第一金屬層、柵極絕緣層和半導(dǎo)體層53、第二金屬層55,其中,第二金屬層55通過兩次曝光兩次蝕刻形成數(shù)據(jù)線的第一區(qū)域A以及形成第一像素電極的第二區(qū)域B。具體地，所述制作方法使用物理氣相沉積PVD技術(shù)連續(xù)進(jìn)行Ti金屬和Al金屬的成膜，形成第二金屬層55。然后,米用第一掩膜10進(jìn)行第一次曝光刻蝕工藝,在第二金屬層55上形成第一區(qū)域A對(duì)應(yīng)第一區(qū)域A對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)線的圖案和第二區(qū)域B對(duì)應(yīng)的金屬像素電極的圖案。然后，利用第二掩膜10’再進(jìn)行第二次曝光刻蝕工藝，去掉金屬像素電極上的Al金屬層。其中，第一、二掩膜10,10’為三進(jìn)制的掩膜板。
[0037]通過所述的兩次曝光刻蝕工藝，使第一區(qū)域A的第二金屬層55形成兩金屬合金層55a、55b,使第二區(qū)域B對(duì)應(yīng)的金屬像素電極形成單層金屬55b。優(yōu)選地,所述的兩金屬合金層55a、55b采用Ti/Al合金材料，所述單層金屬55b采用Ti結(jié)構(gòu)。
[0038]本發(fā)明實(shí)施例一提供的像素陣列工藝流程，與傳統(tǒng)的陣列基板的工藝流程相比，實(shí)施例一的工藝流程在第二金屬層的處理過程中增加了一次曝光工藝和一次刻蝕工藝。從而能夠保證金屬像素電極與ITO透明像素電極之間的有效導(dǎo)通，可增加像素的存儲(chǔ)電容，使得顯示裝置的顯示穩(wěn)定性得到了很大的提升。
[0039]實(shí)施例2
[0040]圖4為示意性示出本發(fā)明另一實(shí)施例像素陣列制作方法中一次光刻過程示意圖。如圖4所示，本發(fā)明實(shí)施例2提出了一種像素陣列的制作方法，具體包括以下步驟:提供一基板50,其上依次形成有:第一金屬層、柵極絕緣層和半導(dǎo)體層53、第二金屬層55,其中，第二金屬層55通過一次曝光兩次蝕刻形成數(shù)據(jù)線的第一區(qū)域A以及形成第一像素電極的第二區(qū)域B。
[0041]具體地，所述制作方法使用物理氣相沉積PVD技術(shù)連續(xù)進(jìn)行Ti金屬和Al金屬的成膜，形成第二金屬層。然后，采用灰階第三掩膜20—次曝光顯影工藝和兩次刻蝕工藝，使第一區(qū)域A的數(shù)據(jù)線上的第二金屬層形成Ti/Al結(jié)構(gòu)，使開口區(qū)的金屬像素電極形成單層的Ti結(jié)構(gòu)。其中，第三掩膜為三進(jìn)制的掩膜板。
[0042]圖4為為示意性示出本發(fā)明另一實(shí)施例像素陣列制作方法中一次光刻過程示意圖。與傳統(tǒng)的陣列基板的工藝流程相比，實(shí)施例2的工藝流程在第二金屬層的處理過程中增加了一次刻蝕工藝。從而能夠保證金屬像素電極與ITO透明電極之間的有效導(dǎo)通，可增加像素的存儲(chǔ)電容，使得顯示裝置的顯示穩(wěn)定性得到了很大的提升。
[0043]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，本發(fā)明所公開的像素陣列除了包括于本發(fā)明的電潤濕顯示裝置以外，還可以包括于其他需要增加開口率和存儲(chǔ)電容的其他顯示裝置中，同時(shí)，上述金屬合金層以及單金屬層除了選用Ti/Al和Al以外，也可以替換為有相同性質(zhì)的其他金屬或金屬合金。
[0044]以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種等同變換，這些等同變換均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種像素陣列，包括:提供一基板，其上依次形成有:第一金屬層、柵極絕緣層、半導(dǎo)體層、第二金屬層，其中，第二金屬層形成數(shù)據(jù)線的第一區(qū)域以及形成第一像素電極的第二區(qū)域，所述第一區(qū)域使用至少兩金屬合金層，所述第二區(qū)域使用單金屬層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述像素陣列，其特征在于:所述第二金屬上還形成有保護(hù)層；透明電極層；一親水性隔離層，用于定義多個(gè)像素區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述像素陣列，其特征在于:所述第一金屬層至少形成有掃描線，公共電極；所述第二金屬層至少形成有數(shù)據(jù)線、第一像素電極；所述透明電極層至少形成有第二像素電極，所述第二像素電極通過接觸孔與所述第一像素電極電連接；其中，所述接觸孔形成在所述像素區(qū)域內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述像素陣列，其特征在于:所述兩金屬合金層的材料為Al和Ti，所述單金屬層的材料為Ti。
5.一種顯示裝置，包括:一基板，其上形成有如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的像素陣列；一對(duì)置基板，以及夾設(shè)在所述基板與所述對(duì)置基板間的一極性溶液層與非極性溶液的顯示介質(zhì)層。
6.一種像素陣列的制作方法，具體包括以下步驟: 提供一基板，其上依次形成有:第一金屬層、柵極絕緣層、半導(dǎo)體層、第二金屬層，其中，第二金屬層通過兩次曝光兩次蝕刻形成數(shù)據(jù)線的第一區(qū)域以及形成第一像素電極的第二區(qū)域，所述第一區(qū)域使用至少兩種金屬合金材料，所述第二區(qū)域使用單層金屬材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述像素陣列的制作方法，其特征在于:所述金屬合金材料為Al和Ti，所述單層金屬材料為Ti。
8.一種像素陣列的制作方法，具體包括以下步驟: 提供一基板，其上依次形成有:第一金屬層、柵極絕緣層、半導(dǎo)體層、第二金屬層，其中，第二金屬層通過一次曝光兩次蝕刻形成數(shù)據(jù)線的第一區(qū)域以及形成第一像素電極的第二區(qū)域，所述第一區(qū)域使用至少兩種金屬合金材料，所述第二區(qū)域使用單層金屬材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述像素陣列的制作方法，其特征在于:進(jìn)行一次曝光中使用的是灰階光罩，所述灰階光罩區(qū)域?qū)λ龅诙^(qū)域。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述像素陣列的制作方法，其特征在于:所述金屬合金材料為Al和Ti，所述單層金屬材料為Ti。
【文檔編號(hào)】G02B26/00GK104459992SQ201410840772
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月30日
【發(fā)明者】時(shí)陶, 洪孟鋒 申請(qǐng)人:南京中電熊貓液晶顯示科技有限公司