半透明半反射式液晶显示器阵列基板及其制造方法.pdf

本发明公开了一种半透明半反射式液晶显示器阵列基板及其制造方法，涉及液晶显示器技术领域。解决了现有半透明半反射式液晶显示器阵列基板制造工艺复杂的问题。该半透明半反射式液晶显示器阵列基板，包括透明区和反射区；有源层形成于栅电极上方的栅极绝缘层上，浮凸层形成于反射区内的栅极绝缘层上；源电极和漏电极形成于有源层上方，呈凹凸结构的反射层形成于浮凸层上方。该半透明半反射式液晶显示器阵列基板的制造方法，在栅电极上方的栅极绝缘层上形成有源层，在反射区内的栅极绝缘层上形成浮凸层；在有源层上方形成源电极和漏电极，在浮凸层上方形成呈凹凸结构的反射层；本发明主要应用于液晶显示装置中。

1、  一种半透明半反射式液晶显示器阵列基板，包括透明区和反射区；其特征在于：所述阵列基板包括：
一衬底；
栅电极，形成于所述衬底之上；
栅极绝缘层，形成于在所述栅电极以及所述衬底之上；
有源层形成于栅电极上方的栅极绝缘层上，浮凸层形成于所述反射区内的栅极绝缘层上；
源电极和漏电极形成于所述有源层上方，呈凹凸结构的反射层形成于所述浮凸层上方；
钝化层形成于所述反射层、源电极、漏电极以及栅极绝缘层上，所述漏电极上方的钝化层上形成有钝化层过孔或沟槽；
像素电极层形成在所述钝化层上，所述像素电极层通过所述钝化层过孔或沟槽与所述漏电极相连接。

2、  根据权利要求1所述的半透明半反射式液晶显示器阵列基板，其特征在于，所述浮凸层包括多个呈列状或岛状排列的浮凸单元。

3、  根据权利要求2所述的半透明半反射式液晶显示器阵列基板，其特征在于：所述呈岛状的浮凸单元为圆台形、棱台形和球冠形其中的一种或多种的组合。

4、  根据权利要求2或3所述的半透明半反射式液晶显示器阵列基板，其特征在于：所述呈岛状的浮凸单元的尺寸大小不相同。

5、  根据权利要求2或3所述的半透明半反射式液晶显示器阵列基板，其特征在于：所述浮凸单元侧面的坡度角为25°～50°。

6、  根据权利要求2或3所述的半透明半反射式液晶显示器阵列基板，其特征在于：所述浮凸单元侧面的坡度角为30°。

7、  根据权利要求1或2或3所述的半透明半反射式液晶显示器阵列基板，其特征在于，所述反射层由具备反射性的金属材料制成。

8、  根据权利要求7所述的半透明半反射式液晶显示器阵列基板，其特征在于，所述具备反射性的金属材料包括铝、铝合金、钼、钼合金或钛。

9、  根据权利要求1所述的半透明半反射式液晶显示器阵列基板，其特征在于，所述有源层和浮凸层的材料为非晶硅半导体和掺杂非晶硅半导体其中的一种或者两者的组合。

10、  一种半透明半反射式液晶显示器阵列基板的制造方法，其特征在于：包括步骤：
在衬底上沉积金属薄膜，通过构图工艺，在所述衬底上形成栅电极；
在所述形成栅电极的衬底上沉积栅极绝缘层薄膜，形成栅极绝缘层；
在所述栅电极上方的所述栅极绝缘层上形成有源层，在所述反射区内的栅极绝缘层上形成浮凸层；
在所述有源层上方形成源电极和漏电极，在所述浮凸层上方形成呈凹凸结构的反射层；
在完成上述步骤的所述衬底上沉积钝化层薄膜，形成钝化层，在所述漏电极上方的钝化层上形成钝化层过孔或沟槽；
在完成上述步骤的所述衬底上沉积像素电极薄膜，形成与所述漏电极通过钝化层过孔或沟槽接触的像素电极层。

11、  根据权利要求10所述的半透明半反射式液晶显示器阵列基板的制造方法，其特征在于：
在所述栅电极上方的所述栅极绝缘层上形成有源层，在所述反射区内的栅极绝缘层上形成浮凸层的步骤包括：
在所述栅极绝缘层上涂覆非晶硅半导体和掺杂非晶硅半导体薄膜；
通过构图工艺，使所述栅电极上方的非晶硅半导体和掺杂非晶硅半导体薄膜形成有源层；使所述反射区内的非晶硅半导体和掺杂非晶硅半导体薄膜形成浮凸层。

12、  根据权利要求11所述的半透明半反射式液晶显示器阵列基板的制造方法，其特征在于：所述浮凸层包括多个呈列状或岛状排列的浮凸单元，所述呈岛状布置的浮凸单元为圆台形、棱台形和球冠形其中的一种或多种的组合。

13、  根据权利要求12所述的半透明半反射式液晶显示器阵列基板的制造方法，其特征在于：所述浮凸单元侧面的坡度角为25°～50°。

14、  根据权利要求10或11所述的半透明半反射式液晶显示器阵列基板的制造方法，其特征在于：
在所述有源层上方形成源电极和漏电极，在所述浮凸层上方形成呈凹凸结构的反射层的步骤包括：
在所述有源层、浮凸层和栅极绝缘层上沉积具备反射性的金属薄膜；
通过构图工艺，在所述有源层上方形成源电极和漏电极，在所述浮凸层上方形成呈凹凸结构的反射层。

15、  根据权利要求14所述的半透明半反射式液晶显示器阵列基板的制造方法，其特征在于：所述具备反射性的金属包括铝、铝合金、钼、钼合金或钛。

半透明半反射式液晶显示器阵列基板及其制造方法
技术领域
本发明涉及液晶显示器技术领域，具体涉及一种半透明半反射式液晶显示器阵列基板及其制造方法。
背景技术
近年来，随着液晶显示器的不断发展，其更加广泛地应用于个人数码助理PDA(Personal Digital Assistant)、移动电话、掌上游戏机PSP(PlayStation Portable)、全球定位系统GPS(Global Positioning System)和户外电视等各个领域，尤其是薄膜液晶显示器TFT LCD(Thin film transistorLiquid Crystal Display)由于具有功耗低、辐射小的优点，已经在平板显示器市场占据了主导地位。
液晶显示器由显示屏、背光源及驱动电路三大核心部件组成。显示屏包括对盒而成的阵列基板和彩膜基板以及液晶，液晶充满在阵列基板和彩膜基板之间的间隙内。液晶显示器显示图像的原理基于液晶中的椭圆状的液晶分子随着驱动电路所施电压大小而旋转时，液晶分子的排列方向也发生改变，导致穿透过液晶分子的照射光线的多少也随之发生变化的特性。液晶显示出图像后，图像的光照射到人眼人才能看的见，由于液晶材料本身并不发光，需要设置在阵列基板后部或侧部的背光源对其施加照射光，该照射光穿透显示屏照射到人们的眼睛后，人们就能看到图像。
为了节省背光源的能源消耗，人们发明一种半透明半反射式的液晶显示装置，在原有显示装置的阵列基板上的部分区域内，通过光刻工艺增加一层浮凸单元组成的树脂层，树脂层之上形成一层金属漫反射板，起到了漫反射穿透显示屏外表面、彩膜基板以及液晶照射进来的外界光线的作用，称之为反射区，而未增加树脂层的区域背光源的照射光仍旧可以穿透，相对反射区而言人们称其为透明区。背光源的照射光可穿透透明区对液晶施加照射光，反射区可将显示屏前面依次穿透显示屏外表面、彩膜基板以及液晶照射进来的外界光线反射到液晶，与背光源一起或独自对液晶施加透射光，所以一定程度节省了背光源的能耗。
如图1所示，现有的半透明半反射式液晶显示器阵列基板包括衬底(或称基板或衬底基板)1，在衬底1上设置有TFT器件8，衬底1多采用玻璃材料制成，TFT器件8由栅电极2、源电极81、漏电极82以及栅极绝缘层3所组成，源电极81与漏电极82之间设置有有源层4，TFT器件8和有源层4上依次形成有钝化层7和像素电极层15，像素电极层15的部分区域涂覆有一层浮凸(embossing)单元52组成的树脂层9，在浮凸单元52涂覆有一层具备反射性的金属层，具备反射性的金属层形成漫反射板，树脂层9与具备反射性的金属层形成了可反射外界光线的反射区，未涂覆树脂层9与具备反射性的金属层的区域形成透明区，浮凸单元52组成的反射表面具有很好的漫反射特性，可使光线反射到液晶以及显示屏前更广阔的角度范围，使人们从多个角度都看的见液晶显示出来的图像，从而可将外界光线反射到液晶以及人眼，达到节省背光源电能的效果。
现有的半透明半反射式液晶显示器阵列基板的制造方法，为了形成反射区，在普通的阵列基板制造完成后，在阵列基板上接近TFT器件的部分区域涂覆树脂层，通过光刻工艺在树脂层的上表面形成浮凸单元；然后在浮凸单元上的涂覆具备反射性的金属层，由于具备反射性的金属具有很好的反光特性，具备反射性的金属层本身形成了漫反射板的作用。
现有技术虽然一定程度上能够实现利用外界光线，达到节省背光源能源消耗的目的，但至少存在如下问题：
1、与普通阵列基板制造工艺相比，多了制造树脂层以及漫反射板的步骤，增加了制作环节，导致产品缺陷的概率也相应增加了，另外由于增加一步光刻工序使得制造不方便、生产效率低；
2、树脂以及其上形成的浮凸单元，影响了显示屏的盒厚，从设计过程开始就需要精密的计算波长以及盒厚等参数。
发明内容
本发明所要解决的一个技术问题在于提供了一种液晶显示器的阵列基板，既能够利用外界光线，节省背光源能源消耗；又不影响整个显示屏盒厚。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
该半透明半反射式液晶显示器阵列基板，包括透明区和反射区；所述阵列基板包括：
一衬底；
栅电极，形成于所述衬底之上；
栅极绝缘层，形成于在所述栅电极以及所述衬底之上；
有源层形成于栅电极上方的栅极绝缘层上，浮凸层形成于所述反射区内的栅极绝缘层上；
源电极和漏电极形成于所述有源层上方，呈凹凸结构的反射层形成在所述浮凸层上方；
钝化层形成于所述反射层、源电极、漏电极以及栅极绝缘层上，所述漏电极上方的钝化层上形成有钝化层过孔或沟槽；
像素电极层形成在所述钝化层上，所述像素电极层通过所述钝化层过孔或沟槽与所述漏电极相连接。
与现有技术相比，本发明中呈凹凸结构的反射层形成在浮凸层之上，起到了漫反射板的作用，当外界光线从显示屏前面依次穿透显示屏外表面、彩膜基板以及液晶照射进来后，反射层可将其反射到液晶，对液晶施加照射光，所以减少了背光源的负荷，达到了节省显示器背光源电能消耗的效果；有源层和浮凸层均形成在栅极绝缘层上，可以采用同一沉积薄膜制造而成，无额外膜层，所以不会影响整个显示屏的盒厚。
本发明所要解决的另一技术问题在于提供了一种制造工艺简单，制作效率较高的半透明半反射式液晶显示器阵列基板制造方法。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
该半透明半反射式液晶显示器阵列基板的制造方法，包括：
在衬底上沉积金属薄膜，通过构图工艺，在所述衬底上形成栅电极；
在所述形成栅电极的衬底上沉积栅极绝缘层薄膜，形成栅极绝缘层；
在所述栅电极上方的所述栅极绝缘层上形成有源层，在所述反射区内的栅极绝缘层上形成浮凸层；
在所述有源层上方形成源电极和漏电极，在所述浮凸层上方形成呈凹凸结构的反射层；
在完成上述步骤的所述衬底上沉积钝化层薄膜，形成钝化层，在所述漏电极上方的钝化层上形成钝化层过孔或沟槽；
在完成上述步骤的所述衬底上沉积像素电极薄膜，形成与所述漏电极通过钝化层过孔或沟槽接触的像素电极层。
与现有技术中阵列基板的制造方法相比，本发明中有源层与现有技术中有源层作用相同，浮凸层上呈凹凸结构的反射层起到了漫反射板的作用，漫反射板无需附加专门的制造工序，省略了现有技术中树脂层以及漫反射板的光刻和刻蚀工艺等步骤，所以制造更为方便、工作效率较高。
附图说明
图1为现有的半透明半反射式液晶显示器阵列基板的一个像素单元的截面示意图；
图2为本发明所提供的半透明半反射式液晶显示器阵列基板的一个像素单元的截面示意图；
图3为图2所示本发明所提供的一种半透明半反射式液晶显示器阵列基板中衬底的示意图；
图4为本发明半透明半反射式液晶显示器阵列基板制造方法的步骤中在图3所示的衬底上形成栅电极的示意图；
图5为本发明半透明半反射式液晶显示器阵列基板制造方法的步骤中在图4所示的衬底上形成栅极绝缘层的示意图；
图6为本发明半透明半反射式液晶显示器阵列基板制造方法的步骤中在图5所示的栅极绝缘层上沉积非晶硅半导体和掺杂非晶硅半导体薄膜的示意图；
图7为本发明半透明半反射式液晶显示器阵列基板制造方法的步骤中在图6所示的非晶硅薄膜上涂覆的光刻胶经过曝光和显影工艺后形成光刻胶单元的示意图；
图8为本发明半透明半反射式液晶显示器阵列基板制造方法的步骤中形成有源层和浮凸层的示意图；
图9为本发明半透明半反射式液晶显示器阵列基板制造方法的步骤中在图8所示的有源层和浮凸层上沉积具备反射性的金属薄膜的示意图；
图10为本发明半透明半反射式液晶显示器阵列基板制造方法的步骤中在图9所示的具备反射性的金属薄膜上涂覆光刻胶的示意图；
图11为本发明半透明半反射式液晶显示器阵列基板制造方法的步骤中形成的源电极、漏电极以及反射层的示意图；
图12为本发明半透明半反射式液晶显示器阵列基板制造方法的步骤中在图11所示的基板上形成钝化层和钝化层过孔或沟槽的示意图；
图13为本发明半透明半反射式液晶显示器阵列基板制造方法的步骤中在图12所示的钝化层和钝化层过孔或沟槽上形成像素电极层的示意图；
图14为本发明所提供的半透明半反射式液晶显示器阵列基板的实施例的一种实施方式的示意图；
图15为图14所示的半透明半反射式液晶显示器阵列基板浮凸层部分的局部立体示意图；
图16为本发明所提供的半透明半反射式液晶显示器阵列基板的实施例的另一种实施方式的示意图；
图17为本发明所提供的半透明半反射式液晶显示器阵列基板的实施例的再一种实施方式的示意图；
图18为本发明所提供的半透明半反射式液晶显示器阵列基板的实施例的又一种实施方式示意图；
图19为本发明所提供的半透明半反射式液晶显示器阵列基板的实施例的又一种实施方式的示意图；
图20为本发明所提供的半透明半反射式液晶显示器阵列基板的实施例的又一种实施方式的示意图；
图21为本发明所提供的半透明半反射式液晶显示器阵列基板的实施例的又一种实施方式的示意图。
图中标记：1、衬底；2、栅电极；3、栅极绝缘层；4、有源层；5、浮凸层；51、浮凸单元；52、浮凸单元；6、反射层；61、具备反射性的金属薄膜；7、钝化层；71、钝化层过孔或沟槽；8、TFT器件；81、源电极；82、漏电极；9、树脂层；10、光刻胶；11、光刻胶单元；12、透明区；13、反射区；14、栅极扫描线；15、像素电极层；16、数据扫描线。
具体实施方式
本发明旨在提供一种半透明半反射式液晶显示器阵列基板及其制造方法，该半透明半反射式液晶显示器阵列基板既能利用外界光线，节省背光源能源消耗；又不会影响整个显示屏盒厚。
下面结合附图对本发明的实施例进行详细描述。
如图2、图14和图15所示，本发明半透明半反射式液晶显示器阵列基板，包括：玻璃材料的衬底1；在衬底1之上，形成有栅电极2和栅极扫描线14；在栅电极2、栅极扫描线14以及衬底1之上涂覆有栅极绝缘层3；在栅极绝缘层3之上，形成有均为非晶硅半导体或掺杂非晶硅半导体材料的有源层4和浮凸层5，其中，有源层4形成于栅电极2上方的栅极绝缘层3上，浮凸层5形成于反射区13内的栅极绝缘层3上；本发明实施例中有源层4和浮凸层5处于同一层，在有源层4、浮凸层5和栅极绝缘层3之上形成有源电极81、漏电极82以及数据扫描线16，相邻的栅极扫描线14和数据扫描线16交叉形成一个像素单元；
浮凸层5包括多个的均匀排列，如图14和图15所示为正四棱台形的呈岛状或者如图21所示呈呈列状的浮凸单元51，本发明中浮凸单元51也可以间隙设置为如图18所示大小不一的正四棱台形或如图19所示的圆台形或球冠形，当然浮凸单元51也可以为间隙设置的正四棱台形与圆台形，浮凸单元51可以形成在接近有源层4的栅极绝缘层3的部分区域上，当然也可以如图16、图17所示形成在像素单元的一边或者如图20所示形成在像素单元的两个角或者一个角；浮凸单元51侧面的坡度角太大、太小都会减弱光线漫反射的效果，坡度角太大还会使其上沉积的薄膜在浮凸单元51的棱角处发生断裂，所以本发明中坡度角为25°～50°，优选为30°；
在浮凸层5之上的反射层6呈凹凸结构，反射层6为铝、铝合金、钼、钼合金或钛等具备反射性和优良导电性的金属制造而成，具有很好的反射光线的特性，所以呈凹凸结构的反射层6起到了漫反射板的作用，进而形成了反射区13；衬底1上未设置栅电极2、有源层4以及反射层6的透明区域形成了可透过背光源照射光线的透明区12；
在反射层6、源电极81、漏电极82以及栅极绝缘层3之上形成有钝化层7和钝化层过孔或沟槽71，钝化层7起保护层的作用。在钝化层7之上形成有与漏电极82通过钝化层过孔或沟槽71相接触的像素电极层15。
本实施例中反射区内的呈凹凸结构的反射层起到了漫反射板的作用，具有较好的漫反射特性。当外界光线从显示屏前面依次穿透显示屏外表面、彩膜基板以及液晶照射进阵列基板后，起到漫反射板作用的呈凹凸结构反射层可将其反射到液晶，与背光源一起或独自对液晶施加透射光，所以减少了背光源的负荷，节省了显示器背光源电能消耗；有源层和浮凸层对整个显示屏的盒厚。
本发明还提供了一种制造方便、工作效率较高的液晶显示器的阵列基板的制造方法。
该半透明半反射式液晶显示器阵列基板的制造方法，包括：
步骤1：如图3、图4所示，使用磁控溅射方法，玻璃材料的衬底1上沉积钼、铝或铝镍合金材料的金属薄膜，然后通过光刻、刻蚀和剥离等构图工艺，在衬底1的一定区域形成栅电极2和栅极扫描线(图中未标记)；
构图工艺的流程通常包括涂胶、掩膜、曝光、显影、刻蚀、剥离等工艺。
步骤2：在完成步骤1的衬底上，利用化学气相沉积方法沉积如图5所示的1000(1＝10^-10m)到6000的栅极绝缘层薄膜，形成栅极绝缘层3；
步骤3：在完成步骤2的衬底上，利用化学气相沉积方法沉积如图6所示的1000到6000非晶硅半导体和掺杂非晶硅半导体薄膜，用光刻胶涂覆在非晶硅薄膜上，通过有源层掩模版进行曝光之后形成如图7所示的光刻胶单元11，通过光刻、刻蚀和剥离等构图工艺在栅电极的正上方的栅极绝缘层薄膜之上的非晶硅半导体和掺杂非晶硅半导体薄膜上形成如图8所示的有源层4，且在反射区13内的栅极绝缘层3上方的非晶硅半导体和掺杂非晶硅半导体薄膜上形成浮凸层5，浮凸层5包括多个的均匀排列的浮凸单元51；
步骤4：在完成步骤3的衬底上沉积如图9所示的厚度在1000到7000之间的具备反射性的金属薄膜61，具备反射性的金属为铝、铝合金、钼、钼合金、或钛，在具备反射性的金属薄膜61上涂覆如图10所示的光刻胶10，然后用掩模版通过光刻、刻蚀和剥离等构图工艺，在有源层上表面形成如图11所示的反射层6、源电极81和漏电极82，源电极81和漏电极82形成于有源层4上表面的两端，反射层6形成在浮凸层之上，由于浮凸层由多个浮凸单元构成，而反射层6厚度很薄，所以形成了随着浮凸单元起伏的凹凸结构，凹凸结构的反射层6起到漫反射板作用；
步骤5：在完成步骤4的衬底上沉积厚度在1000到6000之间的氮化硅材料的钝化层薄膜，通过光刻、刻蚀和剥离等构图工艺，形成如图12所示的钝化层，同时在漏电极上部的钝化层薄膜形成钝化层过孔或沟槽71。
步骤6：在完成步骤5的衬底上采用磁控溅射方法沉积如图13所示厚度在100到1000之间的像素电极薄膜，像素电极薄膜的材料为氧化铟锡、氧化铟锌或氧化铝锌，在像素电极薄膜上涂覆光刻胶，通过光刻、刻蚀和剥离等构图工艺，形成与漏电极82相接触的像素电极层15。
本发明实施例中有源层与浮凸层为同一层，所以可在制造有源层的步骤中同时完成，而凹凸结构的反射层形成了漫反射板，反射层的材料为具备反射性的金属，形成了反射区，漫反射板无需附加专门的制造工序，省略了树脂层以及漫反射板的光刻工艺和刻蚀工艺等步骤，所以制造更为方便、工作效率更高。
以上本发明所提供的实施例以及制造方法仅为本发明的几种典型的实施例的具体实现方法，也可以有其他的实现方法，比如：本发明实施例中的反射层也可以形成在玻璃基板或栅极绝缘层上，本发明也可以选择其他的材料、材料的组合实施上述方法，但这些都不脱离本发明技术方案的精神和范围，都在该专利的保护范围之内。