反射式薄膜晶体管阵列基板及其制作方法、反射式显示面板

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种反射式薄膜晶体管阵列基板及其制作方法、反射式显示面板。

背景技术

液晶显示装置(liquid crystal display，LCD)具有画质好、体积小、重量轻、低驱动电压、低功耗、无辐射和制造成本相对较低的优点，在平板显示领域占主导地位。

液晶显示装置包括穿透式显示装置、半透半反射式显示装置和反射式显示装置。穿透式显示装置要设置背光源才能显示影像。半透半反射式显示装置设置有反射层用于反射从环境中入射的光线，但同样也需要设置背光源。反射式显示装置是完全利用外界环境光来显示影像，无需设置背光源，功耗低，且可以与网络互联互通、易于更新、价格便宜等优点，具有广阔的市场前景。

现有的一种反射式显示装置中，显示面板在阵列基板上通常设有反射层，通过反射层反射环境光来实现画面显示，为了实现较好的反射效果，将反射层下方的平坦层设置成凹凸不平的突起，但平坦层的厚度较厚，导致显示面板表面膜层出现凹凸不平的现象，进而导致液晶层扩散时产生气泡(bubble)，最终形成气泡不良。

发明内容

本发明的目的在于提供一种反射式薄膜晶体管阵列基板及其制作方法、反射式显示面板，能有效地改善反射式显示面板的液晶层中的气泡不良。

本发明实施例提供一种反射式薄膜晶体管阵列基板，包括：衬底；栅极和多个支撑垫；该栅极和多个该支撑垫形成在该衬底上；栅极绝缘层；该栅极绝缘层具有与多个该支撑垫位置一一对应的多个第一凸块；晶体管半导体层和多个支撑块；该晶体管半导体层对应设置在该栅极的上方；多个该支撑块一一叠置在多个该第一凸块上，每一该第一凸块与叠置该第一凸块上方的该支撑块形成一个支撑结构；该晶体管半导体层具有半导体沟道；源极、漏极和反射层；该源极和该漏极相互间隔设置，该半导体沟道位于源极和漏极之间，该反射层与漏极相连；该反射层远离该衬底的一面为反射面；绝缘保护层；该绝缘保护层上形成有多条第三凹槽，每相邻的两条第三凹槽之间形成有多个棱镜结构，该棱镜结构包括对应设置在每个该支撑结构上方的第一棱镜结构和第二棱镜结构，该第一棱镜结构和该第二棱镜结构呈镜相对称设置；以及透明电极层；该透明电极层形成在该绝缘保护层上。

进一步地，多个该支撑垫在每个子像素单元内呈阵列排布。

进一步地，该第三凹槽包括第一子凹槽和第二子凹槽，该第一子凹槽对应设置在每列该支撑垫上方，该第二子凹槽对应设置在每相邻两列该支撑垫之间，该第一棱镜结构和该第二棱镜结构分别设置在该第一子凹槽的两侧。

进一步地，该第二子凹槽的深度大于该第一子凹槽的深度。

进一步地，该栅极绝缘层靠近该半导体薄膜层一侧形成有多条相互平行的第一凹槽和与该第一凹槽交叉设置且相互平行的多条第二凹槽，其中，每两列该支撑垫之间设有一条该第一凹槽，每两行该支撑垫之间设有一条该第二凹槽，该第一凹槽与该第二凹槽的交叉位置重合；该第一凸块设置在相邻的两条该第一凹槽和相邻的两条该第二凹槽之间。

进一步地，该栅极绝缘层对应该第一凹槽/该第二凹槽位置具有第一厚度h1，该栅极绝缘层对应该支撑垫位置具有第二厚度h2，其中，h1

本发明实施例还提供一种反射式薄膜晶体管阵列基板的制作方法，包括：提供衬底，在该衬底上沉积形成第一金属薄膜层，并对该第一金属薄膜层进行蚀刻，使该第一金属薄膜层图案化形成栅极和多个支撑垫；在形成该栅极和多个该支撑垫后的该衬底上依次沉积形成栅极绝缘薄膜层和半导体薄膜层并对该半导体薄膜层和该栅极绝缘薄膜层进行蚀刻，以形成晶体管半导体层和多个支撑结构；其中，对该半导体薄膜层进行蚀刻使该半导体薄膜层图案化后形成晶体管半导体层和多个支撑块；该晶体管半导体层对应设置在该栅极的上方；多个该支撑块一一设置在多个该支撑垫上方；对栅极绝缘薄膜层进行蚀刻形成栅极绝缘层，该栅极绝缘层具有与多个该支撑垫位置一一对应的多个第一凸块，多个该支撑块一一叠置在多个该第一凸块的上，每一该第一凸块与叠置该第一凸块上方的该支撑块形成一个该支撑结构；在形成该栅极绝缘层后的该衬底上形成第二金属薄膜层，并对该第二金属薄膜层和该晶体管半导体层进行蚀刻，以形成源极、漏极、反射层和半导体沟道；其中，该源极和该漏极相互间隔设置，该半导体沟道位于源极和漏极之间，该反射层与漏极相连；该反射层远离该衬底的一面为反射面；在蚀刻形成该反射层后的该衬底上沉积形成绝缘保护薄膜层并对该绝缘保护薄膜层进行蚀刻，以形成绝缘保护层；其中，该绝缘保护层上形成有多条第三凹槽，每相邻的两条第三凹槽之间形成有多个棱镜结构，该棱镜结构包括对应设置在每个该支撑结构上方的第一棱镜结构和第二棱镜结构，该第一棱镜结构和该第二棱镜结构呈镜相对称设置；以及在该绝缘保护层上形成透明电极层。

进一步地，该栅极绝缘层靠近该半导体薄膜层一侧经蚀刻后形成有多条相互平行的第一凹槽和与该第一凹槽交叉设置且相互平行的多条第二凹槽，其中，每两列该支撑垫之间设有一条该第一凹槽，每两行该支撑垫之间设有一条该第二凹槽，该第一凹槽与该第二凹槽的交叉位置重合；该第一凸块形成在相邻的两条该第一凹槽和相邻的两条该第二凹槽之间；该栅极绝缘层对应该第一凹槽/该第二凹槽位置具有第一厚度h1，该栅极绝缘层对应该支撑垫位置具有第二厚度h2，其中，h1

进一步地，该第三凹槽包括第一子凹槽和第二子凹槽，该第一子凹槽对应设置在每列该支撑垫上方，该第二子凹槽对应设置在每相邻两列该支撑垫之间；该第二子凹槽的深度大于该第一子凹槽的深度；该第一棱镜结构和该第二棱镜结构位于相邻的两条该第二子凹槽之间并分别设置在该第一子凹槽的两侧。

本发明实施例还提供一种反射式显示面板，其特征在于，包括上述的反射式薄膜晶体管阵列基板，该反射式显示面板还包括与该反射式薄膜晶体管阵列基板对置的彩色滤光基板，以及夹设在该反射式薄膜晶体管阵列基板和该彩色滤光基板之间的液晶层。

本发明实施例提供的反射式薄膜晶体管阵列基板及其制作方法，反射式显示面板中，反射式薄膜晶体管阵列基板通过设置第一棱镜结构和第二棱镜结构，可有效地增强反射层的漫反射效果，反射层可以随光源强度和方向不同而反射不同的亮度，自适应环境光强的变化，不需要背光源。进一步地，在对应支撑结构上方的凸起位置蚀刻形成第一子凹槽，可降低整个膜面的段差，提升膜面的平整度，膜面段差均一性更好，在该反射式薄膜晶体管阵列基板后续形成的液晶显示面板时，有利于液晶扩散，减少气泡不良。同时，本发明的制程还可以匹配现行的生产流程，不会增加制作成本和制程时间。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明。

附图说明

图1a至图1k为本发明较佳实施例中的反射式薄膜晶体管阵列基板的制作过程的截面示意图；

图2为本发明较佳实施例中的反射式薄膜晶体管阵列基板在形成栅极绝缘层后的示意图；

图3为沿图2中Ⅲ-Ⅲ线的截面示意图；

图4为本发明较佳实施例中的反射式薄膜晶体管阵列基板在形成绝缘保护层后的示意图；

图5为沿图4中Ⅴ-Ⅴ线的截面示意图；

图6为本发明较佳实施例中的反射式薄膜晶体管阵列基板中的第一棱镜结构和第二棱镜结构的立体结构示意图；

图7为本发明较佳实施例中的反射式显示面板的示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下：

有关本发明的前述及其它技术内容、特点及功效，在以下配合参考图的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

图1a至图1k为本发明较佳实施例中的反射式薄膜晶体管阵列基板的制作过程的截面示意图，图2为本发明较佳实施例中的反射式薄膜晶体管阵列基板在形成栅极绝缘层后的示意图，图3为沿图2中Ⅲ-Ⅲ线的截面示意图，图4为本发明较佳实施例中的反射式薄膜晶体管阵列基板的在形成绝缘保护层后的示意图，图5为沿图4中Ⅴ-Ⅴ线的截面示意图，图6为本发明较佳实施例中的反射式薄膜晶体管阵列基板中的第一棱镜结构和第二棱镜结构的立体结构示意图。

本发明提供的反射式薄膜晶体管阵列基板的制作方法包括：

请一并参图1a和图2，提供衬底11，在衬底11上沉积形成第一金属薄膜层，并对第一金属薄膜层进行蚀刻，使第一金属薄膜层图案化形成扫描线(图未绘示)、栅极121和多个支撑垫122，其中，多个支撑垫122在每个子像素单元P内呈阵列排布。

具体地，反射式薄膜晶体管阵列基板上设有多条扫描线、多条数据线、多个薄膜晶体管；该多条扫描线与该多条数据线绝缘交叉限定形成呈阵列排布的多个子像素单元P，每个子像素单元P由两条扫描线和两条数据线限定形成，在每一子像素单元P区域内，多个支撑垫122呈阵列排布(如图2所示)。

请一并参图1b、图1c、图1d、图2和图3，在形成栅极121和多个支撑垫122后的衬底11上依次沉积形成栅极绝缘薄膜层130、半导体薄膜层140和第一光阻层310。其中，栅极绝缘薄膜层130覆盖扫描线、栅极121和支撑垫122，半导体薄膜层140设置在栅极绝缘薄膜层130上，第一光阻层310设置在半导体薄膜层140上。

利用第一光罩31对第一光阻层310曝光形成第一光阻图案311，在第一光阻图案311的遮挡下依次对半导体薄膜层140和栅极绝缘薄膜层130进行蚀刻，以形成晶体管半导体层141和多个支撑结构134。

具体地，对半导体薄膜层140进行蚀刻使半导体薄膜层140图案化后形成晶体管半导体层141和多个支撑块142。晶体管半导体层141对应设置在栅极121的上方。多个支撑块142一一设置在多个支撑垫122上方。

对栅极绝缘薄膜层130进行蚀刻形成栅极绝缘层13，其中，栅极绝缘层13靠近半导体薄膜层140一侧经蚀刻后形成有多条相互平行的第一凹槽131和与第一凹槽131交叉设置且相互平行的多条第二凹槽132。其中，每一第一凹槽131位于相邻的两列支撑垫122之间，每两列支撑垫12之间设有一条第一凹槽131；每一第二凹槽132位于相邻的两行支撑垫122之间，每两行支撑垫12之间设有一条第二凹槽132。第一凹槽131与第二凹槽132的交叉位置重合。

如图1d和图3所示，栅极绝缘层13形成第一凹槽131与第二凹槽132后，在垂直于衬底11的方向上，栅极绝缘层13对应第一凹槽131/第二凹槽132位置的厚度h1小于栅极绝缘层13对应支撑垫122位置的厚度h2。

进一步地，第一凹槽131/第二凹槽132的深度为0.3-0.8微米(μm)，优选为0.5微米。第一凹槽131/第二凹槽132的深度是指第一凹槽131/第二凹槽132的底面与栅极绝缘薄膜层130的上表面之间的距离。在其它实施例中，可以根据设计需求调整第一凹槽131/第二凹槽132的深度，在此不作限制。

经上述对栅极绝缘薄膜层130的蚀刻后，所形成的栅极绝缘层13中具有与多个支撑垫122位置一一对应的多个第一凸块133，即第一凸块133设置在相邻的两条第一凹槽131和相邻的两条该第二凹槽132之间。多个支撑块142一一叠置在多个第一凸块133的上，每一支撑垫122、叠置该支撑垫122上方的第一凸块133与叠置该第一凸块133上方的支撑块142形成一个支撑结构134。第一凹槽131/第二凹槽132的深度也即是第一凸块133的高度。通过对栅极绝缘层13蚀刻形成与多个支撑垫122位置一一对应的多个第一凸块133，进一步增加支撑结构134的高度，可以有效地增强反射层153的漫反射效果。

请一并参阅图1e至图1g，在蚀刻形成栅极绝缘层13后的衬底11上依次形成第二金属薄膜层150和第二光阻层320。其中，第二金属薄膜层150覆盖晶体管半导体层141和多个支撑块142并填入第一凹槽131和第二凹槽132内与栅极绝缘层13接触，第二光阻层320设置在第二金属薄膜层150上。

利用第二光罩32对第二光阻层320曝光形成第二光阻图案321，在第二光阻图案311的遮挡下依次对第二金属薄膜层150和晶体管半导体层141进行蚀刻，以形成源极151、漏极152、反射层153和半导体沟道1411。其中，源极151和漏极152相互间隔设置，半导体沟道1411位于源极151和漏极152之间，反射层153与漏极152相连。

进一步地，第二金属薄膜层150(反射层153)远离衬底11的一面为反射面，反射面用于反射环境光。第二金属薄膜层150材料可以为Mo/AL/Cu等金属或复合层金属及金属化合物。

请一并参阅图1h、图1i、图1j、图4、图5和图6，在蚀刻形成反射层153后的衬底11上依次形成绝缘保护薄膜层160和第三光阻层330。其中，绝缘保护薄膜层160覆盖源极151、漏极152、反射层153和半导体沟道1411，第三光阻层330设置在绝缘保护薄膜层160上。

利用第三光罩33对第三光阻层330曝光形成第三光阻图案331，在第三光阻图案331的遮挡下对绝缘保护薄膜层160进行蚀刻，以形成绝缘保护层16，其中，绝缘保护层16经蚀刻后形成有多条第三凹槽161，每相邻的两条第三凹槽161之间形成在多个棱镜结构162。

具体地，第三凹槽161包括第一子凹槽1611和第二子凹槽1612，第一子凹槽1611对应设置在每列支撑垫122上方，第二子凹槽1612对应设置在每相邻两列支撑垫122之间。

进一步地，由于在形成绝缘保护薄膜层160时，对应第一凹槽131和第二凹槽132位置具有下沉凹陷1601，在蚀刻形成第三凹槽161时，第二子凹槽1612位置与下沉凹陷1601位置对应，因此，所形成的第二子凹槽1612的深度大于第一子凹槽1611的深度。第一子凹槽1611的深度是指第一子凹槽1611底面与绝缘保护层16的上表面之间的距离，第二子凹槽1612的深度是指第二子凹槽1612底面与绝缘保护层16的上表面之间的距离。

棱镜结构162包括对应设置在每个支撑结构134上方的第一棱镜结构1621和第二棱镜结构1622(如图6所示)，其中，第一棱镜结构1621和第二棱镜结构1622呈镜相对称设置。第一棱镜结构1621和第二棱镜结构1622位于相邻的两条第二子凹槽1612之间并分别设置在第一子凹槽1611的两侧。当方向不同和/或光源强度不同的光线入射至第一棱镜结构1621和第二棱镜结构1622时，第一棱镜结构1621和第二棱镜结构1622能分别反射出不同的亮度，自适应环境光的入射角度和光线强度的变化，有效地增强反射层153的漫反射效果。

请参图1k，在绝缘保护层16上形成透明电极层17，该透明电极层17可作为像素电极。

进一步地，透明电极层17通过设置在绝缘保护层16上的转接孔(图未绘示)与反射层153导电连接，反射层153和透明电极层17(像素电极)一一对应且相互电性连接可以降低透明电极层17与反射层153之间的寄生电容。转接孔的位置例如与漏极152的位置相对应设置。

其中，绝缘保护层16上的转接孔可在蚀刻形成绝缘保护层16的第三凹槽161时同步形成。具体地，第三光罩33使用半色调光罩(Half Tone Mask，HTM)，其中，半色调光罩包括不透光区、半透光区和全透光区，其中半透光区对应形成第三凹槽161的位置，全透光区对应形成转接孔的位置，不透光区对应其他区域，这样在经过曝光和显影后，转接孔能穿透绝缘保护层16。

在其它实施例中，反射层153也可以与漏极152断开，透明电极层17通过设置在绝缘保护层16上的转接孔与漏极152直接导通，并对反射层152上方的绝缘保护层16设置导通孔，透明电极层17通过导通孔与反射层152相互电性连接。

其中，绝缘保护层16上的转接孔、导通孔均可在蚀刻形成绝缘保护层16的第三凹槽161时使用一个光罩同步形成。

本发明的反射式薄膜晶体管阵列基板10通过对栅极绝缘层13蚀刻形成与多个支撑垫122位置一一对应的多个第一凸块133，并在绝缘保护层160上设置第一棱镜结构1621和第二棱镜结构1622，可有效地增强反射层153的漫反射效果，反射层153可以随光源强度和方向不同而反射不同的亮度，自适应环境光强的变化，不需要背光源。同时，在对应支撑结构134上方的凸起位置蚀刻形成第一子凹槽1611，可降低整个膜面的段差，提升膜面的平整度，膜面段差均一性更好，在该反射式薄膜晶体管阵列基板后续形成的液晶显示面板时，有利于液晶扩散，减少气泡不良。

本发明的制程还可以匹配现行的生产流程，不会增加制作成本和制程时间。

请再参图1k，经上述制作方法所形成的反射式薄膜晶体管阵列基板10包括：

衬底11；

栅极121和多个支撑垫122；形成在衬底11上；

栅极绝缘层13；栅极绝缘层13具有与多个支撑垫122位置一一对应的多个第一凸块133；

晶体管半导体层141和多个支撑块142；晶体管半导体层141对应设置在栅极121的上方；多个支撑块142一一叠置在多个第一凸块133的上，每一支撑垫122、叠置支撑垫122上方的第一凸块133以及叠置第一凸块133上方的支撑块142形成一个支撑结构134；晶体管半导体层141具有半导体沟道1411；

源极151、漏极152和反射层153；其中，源极151和漏极152相互间隔设置，半导体沟道1411位于源极151和漏极152之间，反射层153与漏极152相连；反射层153远离衬底11的一面为反射面；

绝缘保护层16；绝缘保护层16上形成有多条第三凹槽161，每相邻的两条第三凹槽161之间形成在多个棱镜结构162；以及

透明电极层17；透明电极层17形成在绝缘保护层16上，透明电极层17通过设置在绝缘保护层16上的转接孔与反射层153导电连接。

在其它实施例中，反射层153也可以与漏极152断开，透明电极层17通过设置在绝缘保护层16上的转接孔与漏极152直接导通，并对反射层152上方的绝缘保护层16设置导通孔，透明电极层17通过导通孔与反射层152相互电性连接。

进一步地，多个支撑垫122在每个子像素单元P内呈阵列排布。

进一步地，第三凹槽161包括第一子凹槽1611和第二子凹槽1612，第一子凹槽1611对应设置在每列支撑垫122上方，第二子凹槽1612对应设置在每相邻两列支撑垫122之间，第一棱镜结构1621和第二棱镜结构1622分别设置在第一子凹槽1611的两侧。

进一步地，第二子凹槽1612的深度大于第一子凹槽1611的深度。

进一步地，栅极绝缘层13靠近半导体薄膜层140一侧形成有多条相互平行的第一凹槽131和与第一凹槽131交叉设置且相互平行的多条第二凹槽132，其中，每两列支撑垫12之间设有一条第一凹槽131，每两行支撑垫12之间设有一条第二凹槽132，第一凹槽131与第二凹槽132的交叉位置重合；第一凸块133形成在相邻的两条第一凹槽131和相邻的两条第二凹槽132之间。在垂直于衬底11的方向上，栅极绝缘层13对应第一凹槽131/第二凹槽132位置具有第一厚度h1，栅极绝缘层13对应支撑垫122位置具有第二厚度h2，其中，h1

进一步地，第一凹槽131/第二凹槽132的深度为0.3-0.8微米，优选为0.5微米。在其它实施例中，可以根据设计需求调整第一凹槽131/第二凹槽132的深度，在此不作限制。

本发明的反射式薄膜晶体管阵列基板10通过对栅极绝缘层13蚀刻形成与多个支撑垫122位置一一对应的多个第一凸块133，并在绝缘保护层160上设置第一棱镜结构1621和第二棱镜结构1622，可有效地增强反射层153的漫反射效果，反射层153可以随光源强度和方向不同而反射不同的亮度，自适应环境光强的变化，不需要背光源。同时，在对应支撑结构134上方的凸起位置蚀刻形成第一子凹槽1611，可降低整个膜面的段差，提升膜面的平整度，膜面段差均一性更好，在该反射式薄膜晶体管阵列基板后续形成的液晶显示面板时，有利于液晶扩散，减少气泡不良。

如图7所示，本发明还提供一种反射式显示面板，包括上述的反射式薄膜晶体管阵列基板10。具体地，该反射式显示面板可以是液晶显示面板，还包括与反射式薄膜晶体管阵列基板10对置的彩色滤光基板20，以及夹设在该反射式薄膜晶体管阵列基板10和该彩色滤光基板20之间的液晶层30。

以上应用具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。