本公开涉及显示技术领域， 具体地， 涉及一种阵列基板及其制造方法和 显示装置。 背景技术

在薄月莫晶体管液晶显示器 (Thin Film Transistor Liquid Crystal Display, TFT-LCD)的生产领域， 液晶面板的开口率是一个重要的产品指标。 液晶面板 中的数据线、扫描线和薄膜晶体管，通常釆用 设置在彩膜层中的黑矩阵遮挡， 黑矩阵区域不能透光。 液晶面板的开口率是指光线通过的那一部分的 面积与 液晶面板整体的面积之间的比值。 开口率越高， 光线通过的效率越高。 而且， 液晶面板的高开口率对于提高液晶面板的清晰 度、 亮度以及节省能源等方面 都具有重要意义。

常规的液晶面板通常包括阵列基板、 彩膜基板和液晶层， 液晶层对盒封 装在阵列基板和彩膜基板之间。 彩膜基板包括透明基板、 黑矩阵、 彩膜层和 公共电极， 阵列基板包括基板、 扫描线、 数据线、 薄膜晶体管和像素电极。 将阵列基板和彩膜基板对盒封装之后， 彩膜基板的黑矩阵与阵列基板的薄膜 晶体管、 扫描线和数据线对应设置， 以遮挡阵列基板的薄膜晶体管、 扫描线 和数据线位置处产生的漏光。 然而， 由于实际生产中的设备精度和工艺条件 的限制， 彩膜基板的黑矩阵与阵列基板的薄膜晶体管、 扫描线、 数据线很难 精确对应， 或者在使用液晶面板的时候， 外力的冲击也可能造成彩膜基板的 黑矩阵相对于阵列基板的薄膜晶体管、 扫描线、 数据线偏离， 都可能导致漏 光。 现有技术中， 可以通过增大黑矩阵的面积来避免阵列基板上 的薄膜晶体 管、 扫描线、 数据线位置处的漏光产生的缺陷。 但是， 增大黑矩阵的面积将 导致液晶面板的开口率减小， 液晶面板的显示亮度低。

并且， OLED显示面板， 电子纸显示面板等显示面板也包括上述类似结 构的阵列基板。 当这些显示面板需要在与阵列基板相对设置的 另一基板上设 置黑矩阵时， 同样存在上述黑矩阵失配造成的问题。 发明内容

本公开的实施例提供了一种阵列基板， 其包括基板， 以及在所述基板上 形成的薄膜晶体管、 扫描线、 数据线和像素电极， 所述薄膜晶体管的栅极和 源极分别与所述扫描线和数据线连接， 所述薄膜晶体管的漏极与所述像素电 极连接， 其特征在于， 所述阵列基板还包括： 黑矩阵， 所述黑矩阵与所述薄 膜晶体管、 扫描线和数据线对应设置。

在一个示例中， 所述黑矩阵和所述像素电极交错互补设置。

上述黑矩阵形成于所述薄膜晶体管、 所述扫描线或数据线上方。

上述黑矩阵形成于所述薄膜晶体管、 所述扫描线或数据线下方。

在一个示例中， 所述阵列基板还包括公共电极， 其中， 所述公共电极位 于所述像素电极的上方或者下方， 所述公共电极和所述像素电极中位于上方 者为狭缝状。 此时为 ADS型阵列基板。

在一个示例中， 黑矩阵可设置在钝化层上。 黑矩阵设置在钝化层与基板 之间。

本公开还提供一种显示装置， 其中包括上述的阵列基板。

本公开还提供一种阵列基板的制造方法， 包括在基板上制备薄膜晶体 管、 扫描线、 数据线和像素电极， 其中， 所述制造方法还包括：

在所述基板的上方制备黑矩阵， 所述黑矩阵与所述扫描线、 数据线和薄 膜晶体管对应设置。

其中， 所述在所述基板上方制备黑矩阵包括：

步骤 1、 在制备栅极、 栅绝缘层、 有源层、 源 /漏电极和数据线的基板上 沉积黑矩阵层和光刻胶层； 其中， 所述黑矩阵层和所述光刻胶层为具有相同 光感应特性的光刻胶材料；

步骤 2、 通过灰色调掩膜板或半色调掩膜板对完成步骤 1的基板进行构 图工艺以得到过孔， 然后灰化去除像素电极区域上的光刻胶和黑矩 阵层， 同 时在基板的其余位置保留预设厚度的光刻胶层 ； 和

步骤 3、在完成步骤 2的基板上沉积透明导电层，利用离地剥离（li ft off) 工艺剥离掉保留的光刻胶层以及其上的透明导 电层， 形成像素电极的图形并 露出黑矩阵。

在一个示例中， 所述步骤 2包括：

步骤 21、利用灰色调掩膜板或半色调掩膜板对所述� ��矩阵层和光刻胶层 进行曝光和显影处理， 形成光刻胶半保留区、 光刻胶完全去除区和光刻胶完 全保留区， 其中， 光刻胶半保留区对应像素电极区域， 光刻胶完全去除区对 应过孔区域， 光刻胶完全保留区对应黑矩阵层区域， 所述光刻胶半保留区域 中光刻胶被完全去除且黑矩阵层保留， 所述光刻胶完全去除区中光刻胶和黑 矩阵被完全去除；

步骤 22、 刻蚀所述光刻胶完全去除区的钝化层形成过孔 的图形； 和 步骤 23、 对完成步骤 22的基板进行灰化处理， 控制灰化处理时间以去 除像素电极区域上的黑矩阵层， 同时在基板的其余位置保留预设厚度的光刻 胶层。

在一个示例中， 所述黑矩阵层和光刻胶层均由负性光刻胶材料 形成。 在一个示例中， 所述阵列基板的制造方法还包括：

在完成所述步骤 3的基板上形成公共电极， 所述公共电极为狭缝状。 本公开提供的阵列基板和显示装置， 通过将黑矩阵设置在阵列基板上， 并将黑矩阵与薄膜晶体管、 扫描线和数据线对应设置， 避免了常规显示装置 中设置在彩膜基板上的黑矩阵与阵列基板上的 薄膜晶体管、 数据线和扫描线 之间发生的偏离， 解决了由于上述偏离造成的漏光现象， 同时也有利于降低 黑矩阵的面积， 增大液晶面板等显示面板的开口率， 提高液晶面板等显示面 板的亮度。

本公开提供的阵列基板的制造方法， 通过 3次掩膜工艺就可以制备得到 设置有黑矩阵阵列基板， 黑矩阵与薄膜晶体管、 扫描线和数据线对应设置， 不仅避免了常规显示装置中设置在彩膜基板上 的黑矩阵与阵列基板上的薄膜 晶体管、 数据线和扫描线之间发生偏离而造成的漏光现 象， 有利于降低黑矩 阵的面积， 增大液晶面板等显示面板的开口率， 提高液晶面板等显示面板的 亮度， 同时也减少了制备的工艺步骤， 提高了制约生产效率的曝光机的利用 率， 降低了生产成本。 附图说明

为了更清楚地说明本公开或现有技术中的技术 方案， 下面将对本公开提 供的技术方案或现有技术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公开的技术方案的 部分具体实施方式图示说 明， 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。

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中 的技术方案， 下面将对实 施例或现有技术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公开的一些实施例， 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为本公开一种阵列基板实施例的俯视图；

图 2为图 1中 A-A方向的切面图；

图 3为本公开液晶面板实施例的结构示意图；

图 4为本公开阵列基板的一种制造方法实施例的� �程图；

图 5至图 11为本公开阵列基板的一种制造方法的各个阶� ��所获得的装 置的结构示意图。 具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图， 对本公开实施例中的技术方案进行 清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例， 而 不是全部的实施例。 基于本公开中的实施例， 本领域普通技术人员在没有作 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例 ， 都属于本公开保护的范围。

本公开实施例提供一种阵列基板， 包括基板， 以及在基板上形成的薄膜 晶体管、 扫描线、 数据线和像素电极， 薄膜晶体管的栅极和源极分别与扫描 线和数据线连接， 薄膜晶体管的漏极与像素电极连接。 该阵列基板还包括： 黑矩阵， 该黑矩阵与薄膜晶体管、 扫描线和数据线对应设置。 对应设置主要 指黑矩阵覆盖薄膜晶体管、 扫描线和数据线。 下面， 以一个典型的实施例具 体介绍本公开实施例的阵列基板结构。

图 1为本公开一种阵列基板实施例的俯视图，图 2为图 1中 A-A方向的 切面图。 如图 1和图 2所示， 本实施例中阵列基板包括基板 101、 像素电极 110、 扫描线 111和数据线 112和薄膜晶体管， 该薄膜晶体管包括栅极 102、 栅绝缘层 103、 有源层 104a、 源极 105和漏极 106。 具体地， 在基板 101上 制备有栅极 102、 栅绝缘层 103、 有源层 104a、 源极 105、 漏极 106、 像素电 极 110、 扫描线 111和数据线 112; 其中， 栅绝缘层 103覆盖在栅极 102上， 有源层 104a设置在栅绝缘层 103上， 欧姆接触层 104b可以选择性地形成于 有源层 104a和源极 105/漏极 106之间，从而有源层 104a通过欧姆接触层 104b 分别与源极 105和漏极 106连接， 像素电极 110通过过孔 109与漏极 106相 连。 在源极 105和漏极 106上可覆盖一层具有保护作用的钝化层 107, 栅极 102与扫描线 111连接， 源极 105与数据线 112连接。 本实施例阵列基板中， 在源极 105和漏极 106等上方的钝化层 107上还覆盖一层黑矩阵 108, 黑矩 阵 108与薄膜晶体管、 扫描线 111和数据线 112对应设置。 考虑连接像素电 极的需要， 薄膜晶体管的过孔区域没有覆盖黑矩阵。

由图 2得知， 本实施例中的黑矩阵 108和像素电极 110设置于阵列基板 的顶层， 黑矩阵 108位于像素电极 110相邻的两侧。 其中， 黑矩阵 108在基 板 101上的投影将完全覆盖住薄膜晶体管、 扫描线 111和数据线 112在基板 101上的投影， 而且黑矩阵 108与像素电极 110互补设置， 即黑矩阵 108与 像素电极 110在基板 101的平面上的投影图形互补或近似互补， 以使黑矩阵 108既能阻挡除像素电极 110之外区域的漏光， 又不妨碍像素电极 110的透 光。 当光线垂直于基板 101入射时， 光线将从透明的像素电极 110出射， 而 经过薄膜晶体管、 扫描线 111和数据线 112的光线将被黑矩阵 108遮挡住， 从而确保光线只从像素电极 110出射。

由图 1所示， I区域对应阵列基板的像素电极 110, II区域对应钝化层 107中的过孔 109, III区域对应阵列基板的黑矩阵 108。

在实际应用中， 可以将黑矩阵 108设置在基板 101上的任何位置， 即黑 矩阵 108可位于所述薄膜晶体管、 所述扫描线或数据线上方， 也可位于所述 薄膜晶体管、 所述扫描线或数据线下方， 只要确保黑矩阵 108在基板 101上 的投影将完全覆盖住薄膜晶体管、 扫描线 111和数据线 112在基板 101上的 投影即可， 避免黑矩阵 108与薄膜晶体管、 扫描线 111和数据线 112发生偏 离。 当然， 考虑到连接像素电极的需要， 薄膜晶体管的过孔区域可以不覆盖 黑矩阵； 由于形成于过孔底部的漏极金属同样具有遮光 作用， 因此并不影响 过孔处的遮光效果。

以上实施例描述的是传统的 TN模式的阵列基板。 进一步地， 本公开的 黑矩阵设置方式也可以在 ADS等模式的电场中实现，即所述阵列基板可以 还 包括公共电极， 其中， 所述公共电极位于所述像素电极的上方或者下 方， 所 述公共电极和所述像素电极中位于上方的为狭 缝状。

本公开实施例还提供一种显示装置， 使用了上述的阵列基板。 所述显示 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、 平板电脑等任何具有显示功能的产品或部件。 下面以液晶面 板为例进行阐释。

图 3为本公开液晶面板实施例的结构示意图。 如图 3所示， 本实施例液 晶面板包括阵列基板 10、彩膜基板 20和液晶层 30, 其中， 阵列基板 10釆用 上述任意一种阵列基板， 阵列基板 10的黑矩阵 108与薄膜晶体管、 扫描线 111和数据线 112对应设置。 在本实施例中， 阵列基板 10釆用图 1、 2所示 的结构， 由于阵列基板 10上已经设置有防止漏光的黑矩阵层，所以本� ��施例 中的彩膜基板 30中不需要设置黑矩阵。

本实施例液晶面板中， 将黑矩阵设置在阵列基板上， 并将黑矩阵与薄膜 晶体管、 扫描线和数据线对应设置， 避免了常规显示装置中设置在彩膜基板 上的黑矩阵与阵列基板上的薄膜晶体管、 数据线和扫描线之间发生的偏离， 解决了由于上述偏离造成的漏光现象， 同时也有利于降低黑矩阵的面积， 增 大液晶面板的开口率， 提高液晶面板的亮度。

本公开实施例提供的显示装置， 由于阵列基板上的黑矩阵与薄膜晶体 管、 扫描线和数据线对应设置， 避免了常规显示装置中将黑矩阵设置在彩膜 基板时， 由于彩膜基板与阵列基板的对位不精确而导致 黑矩阵与阵列基板上 的薄膜晶体管、 扫描线和数据线发生偏离， 防止由于上述偏离造成的漏光现 象， 同时也有利于降低黑矩阵的面积， 增大液晶面板等显示面板的开口率， 提高液晶面板等显示面板的亮度。

本公开还提供一种阵列基板的制造方法。 该方法包括在基板上制备薄膜 晶体管、 扫描线、 数据线、 像素电极和钝化层。 该方法还包括在阵列基板上 制备一层黑矩阵， 黑矩阵与薄膜晶体管、 扫描线和数据线对应设置， 黑矩阵 可以位于阵列基板的顶层， 也可以位于基板与钝化层之间的任意位置， 只要 确保黑矩阵在基板上的投影完全覆盖住薄膜晶 体管、 扫描线和数据线在基板 上的投影即可。 当光线进入阵列基板时， 阵列基板的薄膜晶体管、 扫描线和 数据线的位置处的光线将被黑矩阵阻挡， 因此不会有光线输出。 在利用该阵 列基板制备的液晶面板时， 可以避免光线经过阵列基板的薄膜晶体管、 扫描 线和数据线的位置输出， 从而解决了液晶面板的漏光现象。

图 4为本公开的阵列基板的一种制造方法实施例� �流程图，图 5至图 11 为本公开的阵列基板的一种制造方法的各个阶 段所获得的装置的结构示意 图。 如图 4所示， 本实施例阵列基板的制造方法具体包括如下步 骤。 步骤 401、 在基板上制备栅极。

在本步骤中， 如图 5所示并参阅图 1和 2, 在基板 101上沉积一金属层 和光刻胶层， 然后通过掩膜工艺得到栅极 102、 扫描线 111和公共电极 (图中 未示出），掩膜工艺包括对光刻胶进行曝光和 显影的光刻工艺， 以在光刻胶层 中形成栅极 102、 扫描线和公共电极的光刻胶图案， 然后利用光刻胶图案作 为遮挡层对金属层进行刻蚀工艺， 从而得到栅极 102、 扫描线和公共电极， 然后进入步骤 402。

步骤 402、 在完成上述步骤的基板上制备栅绝缘层、 有源层、 源电极和 漏电极。

本步骤中， 如图 6所示并参阅图 1和 2, 在完成上述步骤 401的装置上 依次沉积栅绝缘层 103、 半导体材料层、 金属层和光刻胶层， 然后对光刻胶 层进行光刻以得到光刻胶图案， 然后利用该光刻胶图案作为遮挡层对半导体 材料层和金属层进行刻蚀， 以由半导体材料层得到有源层 104a, 由金属层得 到源极 105、 漏极 106和数据线 112, 其中， 半导体材料层可以由 a-Si、 p-Si、 IGZO ( In-Ga-Zn-O)等半导体材料沉积得到。在实际应用� ��， 为了增大有源层 140a与源极 105和漏极 106欧姆接触， 可以在沉积半导体材料层之后， 对半 导体材料层进行离子注入以得到欧姆接触层 104b。

在基板 101上制备栅绝缘层 103、有源层 104a、源电极 105和漏电极 106 之后， 进入步骤 403。

步骤 403、 在完成上述步骤的基板上制备钝化层、 黑矩阵和像素电极。 在本步骤中， 如图 7 所示， 在完成上述步骤的装置上依次沉积钝化层 107、 黑矩阵 108和光刻胶层 119, 其中， 黑矩阵层 108和光刻胶层 119为具 有相同光感应特性的光刻胶材料； 优选地， 黑矩阵 108和光刻胶层 119均为 负性光刻胶材料， 未被曝光的负性光刻胶可以被显影液去除。

如图 8所示并参阅图 1 , 利用灰色调掩膜板或半色调掩膜板对光刻胶层

119进行曝光,基板 101上的 I区域对应灰色调掩膜板或半色调掩膜板的半� � 光区域， II区域对应灰色调掩膜板或半色调掩膜板的未� ��光区域， III区域对 应灰色调掩膜板或半色调掩膜板的完全曝光区 域， 对经过曝光的黑矩阵 108 和光刻胶层 119进行显影之后，1区域上的光刻胶层 119被去除但该区域的黑 矩阵层 108则被保留， II区域上的光刻胶层 119和黑矩阵层 108被完全去除， III区域上的光刻胶层 119和黑矩阵 108被保留， 从而得到光刻胶层图案和黑 矩阵层图案。

如图 9所示， 利用图 8中得到的光刻胶层图案和黑矩阵层图案作为� �挡 层刻蚀钝化层 107以得到过孔 109的图形。

如图 10所示， 对图 9中的基板上的光刻胶 119和黑矩阵 108进行灰化 处理， 控制灰化处理的时间， 将 I区域上的黑矩阵 108全部去除， 同时将 III 区域上的光刻胶层 119部分去除，使 III区域上仍然保留一定厚度的光刻胶层 119。

如图 11所示， 在图 10所示的装置上沉积一层透明导电材料层 120以制 备像素电极。 透明导电材料层 120可以例如为铟锡氧化物 (ITO)等。 由于 III 区域上的黑矩阵 108和光刻胶层 119的厚度较大，因此 III区域上的光刻胶层 119的顶部距离过孔 109的底部较长， 所以在沉积厚度较小的透明导电材料 层 120时， 透明导电材料层 120在过孔 109靠近 III区域的侧壁处发生断裂， 导致 I区域上的透明导电材料层与 III区域上的透明导电材料层相互独立；参 阅图 2, 利用离地剥离 (Lift Off)工艺剥离光刻胶层 119, 该离地剥离工艺就是 利用剥离液来剥离掉光刻胶层 119以及光刻胶层 119上方的透明导电材料层 120, 而且该剥离液对黑矩阵 108无剥离作用。本实施例在釆用剥离液来剥离 III区域上的光刻胶层 119时，由于 I区域和 III区域上的透明导电材料层相互 独立， III区域上光刻胶层 119上的透明导电材料层也将随着光刻胶层 119而 脱离阵列基板， 从而露出黑矩阵 108, 而沉积在 I区域上的透明导电材料层 则形成像素电极 110, 从而得到包括有黑矩阵 108的阵列基板， 阵列基板如 图 1或 2所示。

以上工艺步骤， 实现了典型的 TN模式的阵列基板的制造。

在一个示例中， 在完成上述步骤后， 所述方法还包括： 在完成上述步骤 的基板上形成公共电极， 所述公共电极为狭缝状。 这样就形成了一种典型的 ADS模式的阵列基板结构。 本领域的技术人员可以理解， 上述形成 ADS的 公共电极的步骤， 还可能包括形成绝缘层的步骤， 其与现有技术无异， 此处 不赘。 当然， 形成公共电极的步骤也可以根据实际设计安排 在上述各个步骤 的某些步骤之间， 以形成不同类型的 ADS结构。

在实际应用中， 也可以将黑矩阵设置在基板和钝化层之间的任 意位置， 只要确保黑矩阵的介电常数符合阵列基板的电 学要求即可， 在此不再赘述。

本实施例中， 通过 3次掩膜工艺就可以制备得到设置有黑矩阵阵� �基板 (针对 TN模式， 制作 ADS模式需相应增加掩摸工艺 ), 黑矩阵与薄膜晶体 管、 扫描线和数据线对应设置， 不仅避免了常规显示装置中设置在彩膜基板 上的黑矩阵与阵列基板上的薄膜晶体管、 数据线和扫描线之间发生偏离而造 成的漏光现象， 有利于降低黑矩阵的面积， 增大液晶面板的开口率， 提高液 晶面板等显示面板的亮度， 同时也减少了制备的工艺步骤， 提高了制约生产 效率的曝光机的利用率， 降低了生产成本。

以上实施方式仅用于说明本发明， 而并非对本发明的限制， 有关技术领 域的普通技术人员， 在不脱离本发明的精神和范围的情况下， 还可以做出各 种变化和变型， 因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴 ， 本发明的专 利保护范围应由权利要求限定。