阵列基板及其制造方法、显示面板和显示装置

文档序号:532078 发布日期:2021-06-01 浏览:12次 >En<

阅读说明:本技术 阵列基板及其制造方法、显示面板和显示装置 (Array substrate, manufacturing method thereof, display panel and display device ) 是由 周逸琛 吴伟 陈炎 李凯 张昊 刘翔 代俊锋 张伊伊 仝远 陈麒 朱陶和 张荡 于 2021-03-10 设计创作,主要内容包括:本申请公开了一种阵列基板及其制造方法、显示面板和显示装置,其中,阵列基板包括:薄膜晶体管层包括开口区和非开口区;第一光导层,设置于薄膜晶体管层的入光侧,第一光导层包括镂空区和导光图案,镂空区与开口区对应设置,导光图案与非开口区对应设置,导光图案用于将射入导光图案的至少部分背光光线导入开口区。导光图案可以将原本被非开口区遮挡或反射的背光光线中的至少一部分背光光线导入开口区,在不改变背光亮度的情况下,使得更多的背光光线可以进入到开口区,因此可以在同等背光亮度的情况下,提高显示亮度,有利于降低能耗,绿色环保。(The application discloses array substrate and manufacturing method, display panel and display device thereof, wherein, array substrate includes: the thin-film transistor layer comprises an opening area and a non-opening area; the first light guide layer is arranged on the light incidence side of the thin film transistor layer and comprises a hollowed-out area and a light guide pattern, the hollowed-out area is arranged corresponding to the opening area, the light guide pattern is arranged corresponding to the non-opening area, and the light guide pattern is used for guiding at least part of backlight light rays which penetrate into the light guide pattern into the opening area. The light guide pattern can lead at least one part of backlight light in the backlight light which is originally shielded or reflected by the non-opening area into the opening area, and under the condition of not changing the backlight brightness, more backlight light can enter the opening area, so that the display brightness can be improved under the condition of the same backlight brightness, and the light guide pattern is favorable for reducing energy consumption and is green and environment-friendly.)

阵列基板及其制造方法、显示面板和显示装置

技术领域

本发明一般涉及显示技术领域,具体涉及一种阵列基板及其制造方法、显示面板和显示装置。

背景技术

薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display;TFT-LCD)广泛应用于电视、显示器、笔记本电脑、智能手机等产品中,是人类生活中重要的显示器件。TFT-LCD具有制作工艺成熟、清晰度高、价格低等优点。

对于TFT-LCD来说,其显示亮度主要取决于透过率及背光亮度,在相同的显示亮度下,透过率越高则所需的背光亮度越低,整个显示模组的功耗也相对较低,反之,透过率越低则所需的背光亮度越高,整个显示模组的功耗也相对较高。因此,如何在相同的背光亮度条件下,提高显示亮度是本领域技术人员所要解决的技术问题。

发明内容

本申请期望提供一种阵列基板及其制造方法、显示面板和显示装置,用以在同等背光亮度的情况下,提高显示亮度。

第一方面,本发明提供一种阵列基板,包括:

薄膜晶体管层,所述薄膜晶体管层包括开口区和非开口区;

第一光导层,设置于所述薄膜晶体管层的入光侧,所述第一光导层包括镂空区和导光图案,所述镂空区与所述开口区对应设置,所述导光图案与所述非开口区对应设置,所述导光图案用于将射入所述导光图案的至少部分背光光线导入所述开口区。

作为可实现方式,所述导光图案为纳米晶粒导光图案,所述纳米晶粒导光图案内布设有多个纳米晶粒。

作为可实现方式,所述纳米晶粒为纳米球晶、纳米椭球晶和纳米多面体晶中的至少任一种。

作为可实现方式,所述纳米晶粒的粒径为1nm~200nm。

作为可实现方式,所述纳米晶粒的材料为纳米硅、纳米氮化硅、纳米氮氧化硅和纳米氧化硅中的任一种。

作为可实现方式,所述薄膜晶体管层与所述第一光导层之间设置有第二光导层,所述第二光导层为平坦化透光层。

作为可实现方式,所述第二光导层的材料为氮化硅、氮氧化硅和氧化硅中的至少任一种。

第二方面,本发明提供一种如上述的阵列基板的制备方法,包括:

提供衬底;

在所述衬底上形成第一光导层,所述第一光导层包括镂空区和导光图案;

在所述第一光导层上形成薄膜晶体管层,所述薄膜晶体管层包括开口区和非开口区,所述镂空区与所述开口区对应设置,所述导光图案与所述非开口区对应设置,所述导光图案用于将射入所述导光图案的至少部分背光光线导入所述开口区。

第三方面,本发明提供一种显示面板,包括上述的阵列基板。

第四方面,本发明提供一种显示装置,包括上述的显示面板。

上述方案中,由于设置了具有导光图案的第一光导层,导光图案可以将射入导光图案的至少部分背光光线导入开口区,也就是说导光图案可以将原本被非开口区遮挡或反射的背光光线中的至少一部分背光光线导入开口区,在不改变背光亮度的情况下,使得更多的背光光线可以进入到开口区,因此可以在同等背光亮度的情况下,提高显示亮度,有利于降低能耗,绿色环保。此外,由于第一光导层的镂空区与开口区对应设置,导光图案与非开口区对应设置,然而,开口区是与彩膜基板的子像素区域是对应的,非开口区是与彩膜基板的黑矩阵区域是对应的,那么,就可以使用现有设备并采用同一掩膜(Mask)来制备导光图案及黑矩阵区域,因此在增加显示亮度的情况下无需增加额外的Mask成本,且无需对现有设备进行改造。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述,本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显:

图1为本发明实施例提供的阵列基板的结构示意图;

图2为本发明实施例提供的阵列基板提高显示亮度的原理图;

图3-图7为本发明实施例提供的阵列基板的制备过程结构示意图;

图8为本发明实施例提供的阵列基板的制备方法的流程图;

图9为本发明实施例提供的显示面板的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明,而非对该发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

至少参见图1所示,本发明实施例示出的一种阵列基板,包括:

薄膜晶体管层4,所述薄膜晶体管层4包括开口区A和非开口区B;

薄膜晶体管层4是复合层状结构,例如但不限于,薄膜晶体管层4的薄膜晶体管可以采用背沟道阻挡型、背沟道刻蚀型或顶栅型。该示例中,薄膜晶体管层4中的薄膜晶体管结构采用背沟道刻蚀型,其可以包括顺次层叠设置的栅极层41、栅绝缘层42、有源层43、源漏极层44、钝化层45,钝化层45上可以形成像素电极10,另参见图7。

其中,开口区A是对应于各子像素的位置,非开口区B是对应于黑矩阵的位置,并且,薄膜晶体管的栅线及源漏极线等同样位于非开口区B。

另参见图5,第一光导层2,设置于所述薄膜晶体管层4的入光侧,所述第一光导层2包括镂空区C和导光图案6,所述镂空区C与所述开口区A对应设置,使得背光光线可以直接经过镂空区C进入到开口区A,所述导光图案6与所述非开口区B对应设置,所述导光图案6用于将射入所述导光图案6的至少部分背光光线导入所述开口区A。

这里所指的对应设置可以指正对设置,正对设置的两个部件/结构的尺寸可以相同,也可以不同,例如,镂空区C的结构可以与开口区A的结构相似,而面积可以大于等于开口区A,以保证具有足够的开口率。

上述方案中,另参见图2,由于该阵列基板301设置了具有导光图案6的第一光导层2,导光图案6可以将射入导光图案6的至少部分背光光线导入开口区A,也就是说导光图案6可以将原本被非开口区B遮挡或反射的背光光线中的至少一部分背光光线导入开口区A,在不改变背光亮度的情况下,使得更多的背光光线(图2中向上的箭头表示背光光线)可以进入到开口区A,进而对彩膜基板302的子像素区域2311提供背光,因此可以在同等背光亮度的情况下,提高显示亮度,有利于降低能耗,绿色环保。此外,由于阵列基板301的第一光导层2的镂空区C与开口区A对应设置,导光图案6与非开口区B对应设置,然而,开口区A是与彩膜基板302的子像素区域2311是对应的,非开口区B是与彩膜基板的黑矩阵区域2312是对应的,参见图9,那么,就可以使用现有设备并采用同一掩膜(Mask)来制备导光图案6及黑矩阵区域2312,因此在增加显示亮度的情况下无需增加额外的Mask成本,且无需对现有设备进行改造。

作为可实现方式,所述导光图案6为纳米晶粒导光图案,所述纳米晶粒导光图案内布设有多个纳米晶粒5。通过在纳米晶粒导光图案内布设有多个纳米晶粒5,纳米晶粒5可以对射入纳米晶粒导光图案的背光光线进行多次反射,以使射入纳米晶粒导光图案的部分背光光线被导入到开口区A,提高了开口区A的背光光线通过量,因此可以在背光光源亮度不变的情况下,提高显示亮度。

根据瑞利散射定律可知,不同方向散射光的强度正比于1+cos2θ,若非开口区B的占比为阵列基板的50%,第一光导层2的消光率为1-k,那么透过率的增加值ΔT为:

其中,θ为由导光图案6导入至开口区A的光线(散射光)与射入导光图案6的背光光线(入射光)间的夹角;散射光中取θ为π/4~π/2为有效光;k为常数,由纳米晶粒导光图案内布设的纳米晶粒5的材料、形状及粒径确定,例如,采用下述的材料、形状及粒径,透过率可以提高3%~5%。

作为可实现方式,所述纳米晶粒5为纳米球晶、纳米椭球晶和纳米多面体晶中的至少任一种。

作为可实现方式,所述纳米晶粒5的粒径为1nm~200nm。

作为可实现方式,所述纳米晶粒5的材料为纳米硅(Si)、纳米氮化硅(SiNx)、纳米氮氧化硅(Si(ON)x)和纳米氧化硅(SiOx)中的任一种。

作为可实现方式,所述薄膜晶体管层4与所述第一光导层2之间设置有第二光导层3,所述第二光导层3为平坦化透光层。

通过在薄膜晶体管层4与第一光导层2之间设置平坦化透光层,一方面,其可以作为形成薄膜晶体管层4的平坦化层,由于利于使该阵列基板的结构更加稳定,另一方面可以提高由导光图案6导入至开口区A的光线的均匀性。

作为可实现方式,所述第二光导层3的材料为氮化硅、氮氧化硅和氧化硅中的至少任一种。

第二方面,如图3-图8所示,本发明提供一种如上述的阵列基板的制备方法,包括:

S21:提供衬底1;

S22:在所述衬底1上形成第一光导层2,所述第一光导层2包括镂空区C和导光图案6;

S23:在所述第一光导层2上形成薄膜晶体管层4,所述薄膜晶体管层4包括开口区A和非开口区B,所述镂空区C与所述开口区A对应设置,所述导光图案6与所述非开口区B对应设置,所述导光图案6用于将射入所述导光图案6的至少部分背光光线导入所述开口区A。

下面以其中一种实现方式,对该发明提供的阵列基板的制备方法予以示例性说明,其并非是对该制备方法的唯一性限定,可以根据实际需要对某一或某些工艺步骤进行替换或省略。

如图3所示,提供一衬底1,该衬底1例如但不限于为玻璃衬底;

如图4所示,在所述衬底1上涂覆光刻胶7,并进行图案化,形成用于沉积导光图案6的凹槽8;

如图5所示,通过蒸镀的方式在所述凹槽8内形成导光图案6,导光图案6内布设有多个纳米晶粒5,纳米晶粒5的粒径为1nm~200nm,材料为纳米硅(Si)、纳米氮化硅(SiNx)、纳米氮氧化硅(Si(ON)x)和纳米氧化硅(SiOx)中的任一种,纳米晶粒5的形状为纳米球晶、纳米椭球晶和纳米多面体晶中的至少任一种;去除光刻胶7形成了具有镂空区C和导光图案6的第一光导层2。

如图6所述,在第一光导层2上沉积第二光导层3,第二光导层3的材料为氮化硅、氮氧化硅和氧化硅中的至少任一种,可以为单层、双层或者多层结构,如SiNx/SiOx的复合薄膜,这样可以起到更好的阻挡和平坦作用,同时也有利于膜层之间的应力释放。

在第二光导层3上形成薄膜晶体管层4,该薄膜晶体管层4包括顺次层叠设置的基底(图中未示出)、栅极层41、栅绝缘层42、有源层43、源漏极层44、钝化层45,并在钝化层45上形成像素电极10。

当然,在其他示例中,可以不设置第二光导层3,而是将薄膜晶体管层4中的基底做的厚一些亦可。

第三方面,本发明提供一种显示面板,包括上述的阵列基板。

具体地,如图9所示,包括顺次设置的上述的阵列基板301、液晶层22及彩膜基板302,其中,彩膜基板包括彩膜层231和封装层232,彩膜层231的子像素区域2311与阵列基板301的开口区A对应,彩膜基板302的黑矩阵区域2312与阵列基板301的非开口区B对应。

第四方面,本发明提供一种显示装置,包括上述的显示面板。

本实施例中的显示装置可以为电子纸、手机、平板电脑、电视机、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。

需要理解的是,上文如有涉及术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解,本申请中所涉及的发明范围,并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案,同时也应涵盖在不脱离发明构思的情况下,由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

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