CN101533191A - Tft-lcd阵列基板结构及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及了一种TFT－LCD阵列基板结构及其制备方法。该基板结构包括：形成在基板上的栅线、数据线和像素电极图形，所述栅线和数据线的交叉处形成薄膜晶体管，所述像素电极形成在栅绝缘层上并搭接在所述薄膜晶体管的漏电极上方，所述像素电极图形以外区域上形成有黑矩阵图形。本发明只通过三次掩模工艺，制备得包含黑矩阵图形的TFT－LCD阵列基板结构，明显简化阵列基板制备工艺，提高阵列基板良品率，降低成本。此外，由于黑矩阵是制备在TFT－LCD阵列基板上，明显减小了液晶显示面板对盒精度的要求，不会对TFT－LCD的开口率造成影响，有利于提高TFT－LCD显示性能。
Description
技术领域
本发明涉及显示领域，特别是涉及一种在薄膜晶体管液晶显示器阵列基板结构及其制备方法。
背景技术
薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor Liquid CrystalDisplay，简称：TFT-LCD)具有体积小、功耗低、无辐射等特点，在当前的平板显示器市场占据了主导地位。对于TFT-LCD而言，TFT-LCD的色彩显示性能是影响TFT-LCD整体性能的重要因素之一。
在TFT-LCD实现彩色显示过程中，如果背光源光线或外界光线射入薄膜晶体管(Thin Film Transistor，简称：TFT)器件或从其它非像素区域泄漏(即：漏光现象)，将会对TFT-LCD的显示效果产生不利的影响。例如：TFT器件中的有源层通常为光敏感材料(如：a-Si)，外界光线很容易照射到作为导电沟道的a-Si材料上，从而引起TFT器件关态特性的劣化，影响液晶的保持特性，严重时会发生图像闪烁或灰度级的变化等。
因此，为了防止光线射入TFT器件或光线从非像素区域泄漏，在TFT-LCD制备过程中，通常采用制备黑矩阵(Black Matrics，简称：BM)的方式将非像素区域覆盖起来，从而起到防止光泄漏、提高液晶显示对比度、防止混色和增加色纯度的效果。
目前，黑矩阵的制备通常在彩膜(Color Filter；简称：CF)基板的制备工艺中完成。在彩膜基板制备过程中，首先在基板上沉积黑矩阵层，通过构图工艺形成黑矩阵图形；在形成黑矩阵图形后的基板上，依次沉积红(R)、绿(G)、蓝(B)滤光层，通过构图工艺形成R、G、B滤光单元图形；在形成R、G、B滤光单元图形的基板上，再沉积上覆层(Overcoat)和透明电极层(如：ITO)，通过构图工艺形成上覆层和透明电极层图形，即可完成彩膜基板的制备。
制备好的彩膜基板，需要与阵列基板进行精确对位，使得彩膜基板上的黑矩阵部分对应着阵列基板上的非像素区域，而R、G、B滤光单元对应着阵列基板上的像素区域。彩膜基板上增加了黑矩阵层后，对液晶显示面板的对盒精确提出了更高的要求。为了保证彩膜基板上的黑矩阵部分能够有效地遮挡住阵列基板上的非像素区域，降低液晶显示面板精确对盒的难度，通常将位于彩膜基板上的黑矩阵部分与位于阵列基板的像素电极重叠区域设计较大，但这将导致TFT-LCD的开口率(Aperture Ratio)的降低。此外，从TFT-LCD制备的成本角度考虑，彩膜基板成本在TFT-LCD成本中占据的比重很大，在彩膜基板上增加黑矩阵层后，由于增加了彩膜基板制备工艺的复杂性以及提高了液晶显示面板的对盒精度的要求，因此进一步提高了彩膜基板的制备成本，使得彩膜基板的成本居高不下，从而导致了TFT-LCD的成本难以降低。
为了降低TFT-LCD的成本，减小增加黑矩阵层后对液晶显示面板对盒精度的要求，现有技术中在制备好的阵列基板上继续制备彩膜基板，通过一套工艺完成阵列基板和彩膜基板的制备。采用该方法制备的TFT-LCD，由于阵列基板和彩膜基板通过一套工艺完成，黑矩阵层通过构图工艺直接形成在非像素区上，因此明显减小了液晶显示面板对盒精度的要求，也不会对TFT-LCD的开口率造成影响。但是，采用该方法制备黑矩阵层，通常只是简单地把彩膜基板的制备工艺转嫁到阵列基板上，对阵列基板和彩膜基板的整体工艺并无便捷之处；并且该方法产生的缺陷也很明显：由于在一套工艺中完成制备阵列基板和彩膜基板，增加了阵列基板工艺或彩膜基板工艺步骤，因此对阵列基板的良品率带来很大的影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种TFT-LCD阵列基板结构及其制备方法，通过利用3次掩膜(即：3mask)工艺将黑矩阵图形形成在阵列基板上，明显降低LCD对盒精度要求，提高TFT-LCD的开口率。
为实现本发明目的，本发明第一方面提供了一种TFT-LCD阵列基板结构，包括：形成在基板上的栅线、数据线和像素电极图形，所述栅线和数据线的交叉处形成薄膜晶体管，所述像素电极形成在栅绝缘层上并搭接在所述薄膜晶体管的漏电极上方，所述像素电极图形以外区域上形成有黑矩阵图形。
在上述技术方案的基础上，所述黑矩阵可具有钝化层作用，可选为无环感旋光性树脂或聚亚胺非感旋光树脂，或上述树脂的组合；可具有钝化层作用的所述黑矩阵还可为铬氧化物或钼氧化物，或上述氧化物的组合。所述黑矩阵图形下还可形成有厚度为70nm～600nm的钝化层，此时，黑矩阵还可为碳黑着色剂、铬或钼之一或任意组合。所述黑矩阵的厚度为100nm～300nm。
为实现本发明目的，本发明第二方面提供了一种TFT-LCD阵列基板结构的制备方法，包括：
步骤10、通过构图工艺在基板上依次形成栅电极和栅线、栅绝缘层、有源层、源漏电极和数据线图形；
步骤20、在完成步骤10的基板上沉积透明导电层，通过构图工艺形成像素电极图形，并保留所述像素电极上的光刻胶；
步骤30、在完成步骤20的基板上沉积黑矩阵层；
步骤40、在完成步骤30的基板上通过光刻胶剥离工艺，去除位于光刻胶上的黑矩阵层，在所述像素电极的以外区域上形成黑矩阵图形。
在上述技术方案的基础上，所述步骤10可具体包括：
步骤101、采用溅射或热蒸发的方法，在基板上沉积厚度为50nm～500nm的栅金属层，通过构图工艺形成栅电极和栅线图形；
步骤102、在完成步骤101的基板上通过PECVD方法，连续沉积厚度100nm～600nm为的栅绝缘层和厚度为100nm～400nm的有源层；
步骤103、在完成步骤102的基板上通过溅射或热蒸发的方法，沉积厚度为50nm～450nm的源漏金属层；
步骤104、在完成步骤103的基板上涂覆一层光刻胶；
步骤105、在完成步骤104的基板上采用狭缝掩模板或灰色调掩模板，通过曝光和显影工艺，在所述光刻胶上形成完全曝光区域、部分曝光区域和未曝光区域；
步骤106、通过刻蚀工艺连续刻蚀掉完全曝光区域的源漏金属层和有源层，形成源漏电极、数据线和有源层图形；
步骤107、对光刻胶进行灰化处理，去除部分曝光区域的光刻胶；
步骤108、通过刻蚀工艺连续刻蚀掉部分曝光区域的源漏金属层和有源层中的掺杂半导体层，形成TFT沟道。
所述步骤20可具体为：在完成步骤10的基板上采用溅射或热蒸发的方法，沉积厚度为30nm～70nm的透明导电层，通过构图工艺形成像素电极图形，并保留所述像素电极上的光刻胶。
所述步骤30可具体为：在完成步骤20的基板上沉积厚度为100nm～300nm具有钝化层作用的黑矩阵层。
所述步骤30还可为：在完成步骤20的基板上沉积厚度均为70nm～600nm钝化层和黑矩阵层；所述步骤40可具体为：在完成步骤30的基板上，通过光刻胶剥离，去除光刻胶上面的钝化层和黑矩阵层。
本发明提供的一种TFT-LCD阵列基板结构及其制备方法，通过将黑矩阵制备在TFT-LCD阵列基板上，明显减小了液晶显示面板对盒精度的要求，黑矩阵形成区域与像素电极形成区域没有重叠，因此在不会对TFT-LCD的开口率造成影响，同时还避免了像素电极以外的区域产生“漏光现象”，有利于提高TFT-LCD显示性能。同时，本发明TFT-LCD阵列基板结构的制备方法只通过三次掩模即可获得黑矩阵图形，完成TFT-LCD阵列基板结构的制备，明显简化阵列基板制备工艺，提高阵列基板良品率，降低成本。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1a为本发明TFT-LCD阵列基板结构的平面图；
图1b为本发明TFT-LCD阵列基板结构第一实施例的结构示意图；
图1c为本发明TFT-LCD阵列基板结构第二实施例的结构示意图；
图2a为本发明TFT-LCD阵列基板结构第一实施例第一次掩模工艺后的平面图；
图2b为图2a中B-B向截面图；
图3a为本发明第二次掩模工艺中形成源漏电极和数据线后的平面图；
图3b为图3a中C-C向截面图；
图3c为本发明第二次掩模工艺中形成TFT沟道后的平面图；
图3d为图3a中D-D向截面图；
图4a为本发明TFT-LCD阵列基板结构第一实施例第三次掩模工艺中形成像素电极后的平面图；
图4b为图4a中E-E向截面图；
图4c为本发明TFT-LCD阵列基板结构第一实施例在图4b上沉积黑矩阵层的示意图；
图4d为本发明TFT-LCD阵列基板结构第二实施例在图4b上沉积钝化层和黑矩阵层的示意图；
图5为本发明TFT-LCD阵列基板结构制备方法的流程图；
图6为图5中步骤10的具体实施流程图。
附图标记说明：
1—基板； 21—栅电极； 22—栅线；
3—栅绝缘层； 41—半导体层； 42—掺杂半导体层；
43—TFT沟道； 51—漏电极； 52—源电极；
53—数据线； 6—像素电极； 7—黑矩阵层；
71—具有钝化层作用的黑矩阵层； 8—钝化层；
9—光刻胶。
具体实施方式
图1a为本发明TFT-LCD阵列基板结构的平面图。如图1a所示，TFT-LCD阵列基板结构包括栅线22、数据线53和像素电极6，栅线22和数据线53限定了像素区域，并在交叉处形成TFT，TFT包括与栅线22连接的栅电极21、TFT沟道43、漏电极51和源电极52，其中，源电极52与数据线53连接，漏电极51与像素电极6搭接，像素电极6以外区域上形成有黑矩阵7。
图1b为本发明TFT-LCD阵列基板结构第一实施例的结构示意图，为图1a中A-A向截面图。如图1b所示，TFT-LCD阵列基板结构包括基板1、栅电极21、栅绝缘层3、由半导体层41和掺杂半导体层(欧姆接触层)42组成的有源层、由漏电极51和源电极52组成的源漏电极。其中，栅电极21形成在基板1上；栅绝缘层3形成在具有栅电极图形的基板上；半导体层41和掺杂半导体层42依次形成在栅绝缘层3上，并位于栅电极21的上方；漏电极51和源电极52位于掺杂半导体层42上，并在漏电极51和源电极52之间形成TFT沟道；像素电极6形成在栅电极21一侧的栅绝缘层3上，并与漏电极51搭接；具有钝化层作用的黑矩阵层71形成在像素电极6以外的区域上。其中，具有钝化层作用的黑矩阵层即为黑矩阵层具有钝化层的绝缘作用。
图1c为本发明TFT-LCD阵列基板结构第二实施例的结构示意图，为图1a中A-A向截面图。如图1c所示，本发明TFT-LCD阵列基板结构第二实施例与本发明TFT-LCD阵列基板结构第一实施例的区别在于，在像素电极6以外的区域上形成有钝化层8和黑矩阵层7，该黑矩阵层7可具有或不具有钝化层作用。
图2a～图4d为本发明TFT-LCD阵列基板结构的制造示意图，下面通过TFT-LCD阵列基板结构的二个制造工艺过程进一步说明本发明的技术方案。
图2a为本发明TFT-LCD阵列基板结构第一实施例第一次掩模工艺后的平面图，图2b为图2a中B-B向截面图。采用溅射或热蒸发的方法，在基板1(如玻璃基板或石英基板)上沉积一层厚度为50nm～500nm(优选厚度范围为：50nm～100nm，优选厚度为：270nm)的栅金属层。栅金属层可以使用Cr、W、Ti、Ta、Mo、Al、Cu等金属及其合金，栅金属层也可以由多层金属薄膜组成。通过第一次掩模工艺可在基板1上形成栅电极21和栅线22，如图2a、图2b所示。
图3a为本发明第二次掩模工艺中形成源漏电极和数据线后的平面图；图3b为图3a中C-C向截面图。图3c为本发明第二次掩模工艺中形成TFT沟道后的平面图；图3d为图3a中D-D向截面图。在完成栅电极和栅线图形的基板上通过等离子体增强化学气相沉积(简称PECVD)方法连续沉积厚度为100nm～600nm(优选厚度范围为：100nm～400nm，优选厚度为：350nm)的栅绝缘层3、厚度为70nm～340nm(优选厚度为：250nm)半导体层41厚度为30nm～60nm(优选厚度为：45nm)掺杂半导体层42，其中半导体层41和掺杂半导体层42形成有源层。其中，栅绝缘层3可以选用氧化物、氮化物或者氧氮化合物，对应的反应气体可以为SiH4、NH3、N2的混合气体或SiH2Cl2、NH3、N2的混合气体。半导体层41(如：非晶硅层)对应的反应气体可为SiH4、H2的混合气体或SiH2Cl2、H2的混合气体。掺杂半导体层42(如：掺杂非晶硅层)对应的反应气体可为SiH4、H2、PH3的混合气体或SiH2Cl2、H2、PH3的混合气体。之后，在掺杂半导体层42上通过溅射或热蒸发的方法，沉积厚度为50nm～450nm(优选厚度范围为：50nm～250nm，优选厚度为250nm)的源漏金属层，源漏金属层由漏金属层和源金属层组成。源漏金属层可以选用Cr、W、Ti、Ta、Mo、Al、Cu等金属及其合金。上述各层沉积完成后，进行第二次掩模工艺。首先在沉积上述各层的基板上涂敷厚度为1000nm～2500nm光刻胶，采用狭缝掩模板或灰色调掩模板，通过曝光和显影工艺，使基板上的光刻胶形成完全曝光区域、部分曝光区域和未曝光区域，未曝光区域上的光刻胶厚度大于部分曝光区域的光刻胶厚度。通过刻蚀工艺连续刻蚀掉完全曝光区域下方的源漏金属层、掺杂半导体层42、半导体层41，形成漏电极51、源电极52、数据线53和有源层图形，如图3a、图3b所示。接着对光刻胶部分曝光区域进行灰化处理，通过刻蚀工艺连续刻蚀掉部分曝光区域下方的源漏金属层和有源层中的掺杂半导体层42，并刻蚀少部分的半导体层41，形成TFT沟道43，去除未曝光区域上方的光刻胶如图3c、图3d所示。
图4a为本发明TFT-LCD阵列基板结构第一实施例第三次掩模工艺中形成像素电极后的平面图，图4b为图4a中E-E向截面图，图4c为本发明TFT-LCD阵列基板结构第一实施例在图4b上沉积黑矩阵层的示意图。通过溅射或热蒸发的方法，沉积厚度为30nm～70nm(优选厚度范围为：30nm～60nm，优选厚度为：50nm)的透明导电层，透明导电层用于形成像素电极6，透明导电层可以具体为氧化铟锡(Indium Tin Oxide，简称ITO)或氧化铟锌(IndiumZinc-Oxide，简称IZO)。通过第三次掩模工艺形成像素电极6，像素电极6与漏电极51连接，如图4a和图4b所示。其中像素电极6通过常规光刻胶的光刻工艺形成后，保留像素电极6上的光刻胶9。如图4c所示，在图4b形成的基板上，通过成膜工艺形成厚度为100nm～300nm的具有钝化层作用的黑矩阵层71，具有钝化层作用的黑矩阵层71可以选用无环(Acrylic)感旋光性树脂、聚亚胺(Poly-imido)非感旋光树脂或上述树脂的组合；或者铬氧化物或钼氧化物之一或上述氧化物的组合。具有钝化层作用的黑矩阵层71形成后，进行光刻胶9剥离，这样沉积在光刻胶上面的具有钝化层作用的黑矩阵层71也同时被去除，如图1a、图1b所示。
在光刻胶剥离时，由于光刻胶9的厚度为1000nm～2500nm，具有钝化层作用的黑矩阵层71的厚度为100nm～300nm，因此，位于像素电极6上的光刻胶9涂层与位于漏电极51上的具有钝化层作用的黑矩阵层71形成一个层系断面，使光刻胶剥离液从层系断面(侧面)中进入，由于每个像素电极的宽度很小，剥离液易贯穿像素区，因此能够有效的剥离光刻胶9，在剥离光刻胶9的同时剥离光刻胶9上具有钝化层作用的黑矩阵层71。这即为本发明采用半导体工艺中的带胶剥离工艺(Lift-Off工艺)进行光刻胶的剥离，该工艺是一项很成熟的技术，在该工艺中，腐蚀液会完全溶解光刻胶9，使光刻胶9上方的具有钝化层作用的黑矩阵层71同时被去除，制备得本发明TFT-LCD阵列基板结构第一实施例。
图4d为本发明TFT-LCD阵列基板结构第二实施例在图4b上沉积钝化层和黑矩阵层的示意图。本发明TFT-LCD阵列基板结构第二实施例与本发明TFT-LCD阵列基板结构第一实施例的区别在于，该实施例中在像素电极以外的区域上形成有钝化层和黑矩阵层图形，因此，该实施例形成像素电极并保留像素电极上的光刻胶之前的制备工艺，与本发明TFT-LCD阵列基板结构第一实施例相同，具体可参见本发明TFT-LCD阵列基板结构第一实施例相关部分的文字描述及图2a～图4b的记载，不再赘述。如图4d所示，制备本发明TFT-LCD阵列基板结构第二实施例中，在保留了像素电极的光刻胶后的工艺，与本发明TFT-LCD阵列基板结构第一实施例不同。通过PECVD方法形成厚度为70nm～600nm的钝化层8，并通过PECVD方法、溅射方法、热蒸发方法或旋涂工艺在形成有钝化层8的基板上形成黑矩阵层7。其中，钝化层8可以选用氧化物、氮化物或者氧氮化合物，对应的反应气体可以为SiH4、NH3、N2的混合气体或SiH2Cl2、NH3、N2的混合气体；黑矩阵层7可以选用深色吸光材料，其材料的选择非常的灵活，如：无环感旋光性树脂、聚亚胺非感旋光树脂或其组合、碳黑着色剂、铬、钼、铬氧化物或钼氧化物之一或任意组合等。钝化层8和黑矩阵层7形成后，进行光刻胶9剥离，这样沉积在光刻胶上面的钝化层8和黑矩阵层7也同时被去除，如图1a、图1c所示。在光刻胶剥离时，由于光刻胶9的厚度为1000nm～2500nm，钝化层8的厚度为70nm～600nm(优选厚度范围为：70nm～300nm，优选厚度为：300nm)，黑矩阵层的厚度为100nm～300nm，因此，位于像素电极6上的光刻胶9涂层与位于漏电极51上的钝化层8和黑矩阵层7形成一个层系断面，使光刻胶剥离液从层系断面(侧面)中进入，由于每个像素电极的宽度很小，剥离液很容易贯穿像素区，因此能够有效的剥离光刻胶9，在剥离光刻胶9的同时剥离光刻胶9上的钝化层8和黑矩阵层7。此外，也可采用半导体工艺中的带胶剥离工艺(Lift-Off工艺)，剥离光刻胶9后形成钝化层8和黑矩阵层7图形，制备得本发明TFT-LCD阵列基板结构第二实施例。
由上述本发明TFT-LCD阵列基板结构的制备过程可以看出，本发明只采用了三次掩模工艺完成TFT-LCD阵列基板结构的制备，并在像素电极以外的区域上形成有黑矩阵图形，明显简化了制备工艺，降低TFT-LCD阵列基板的制备成本。本发明在同一次掩模工艺中，通过保留像素电极上的光刻胶，在保留的光刻胶上继续沉积具有钝化层作用的黑矩阵或连续沉积钝化层和黑矩阵层，通过光刻胶剥离工艺，在剥离光刻胶过程中同时剥离沉积在光刻胶上的黑矩阵和/或钝化层，形成黑矩阵图形和/或钝化层图形。由于黑矩阵是制备在TFT-LCD阵列基板上，明显减小了液晶显示面板对盒精度的要求，黑矩阵形成区域与像素电极形成区域没有重叠，因此在不会对TFT-LCD的开口率造成影响，同时还避免了像素电极以外的区域产生“漏光现象”，有利于提高TFT-LCD显示性能。
图5为本发明TFT-LCD阵列基板结构制备方法的流程图，包括：
步骤10、通过构图工艺在基板上依次形成栅电极和栅线、栅绝缘层、有源层、源漏电极和数据线图形；
步骤20、在完成步骤10的基板上沉积透明导电层，通过构图工艺形成像素电极图形，并保留所述像素电极上的光刻胶；
步骤30、在完成步骤20的基板上沉积黑矩阵层；
步骤40、在完成步骤30的基板上通过光刻胶剥离工艺，去除位于光刻胶上的黑矩阵层，在像素电极的以外区域上形成黑矩阵图形。
其中，步骤10中可包含二次掩模工艺(第一次掩模工艺和第二次掩模工艺)，形成栅电极和栅线、栅绝缘层、有源层、源漏电极和数据线图形；步骤20～步骤40通过一次掩模工艺(第三次掩模工艺)，形成像素电极以及黑矩阵图形。
图6为图5中步骤10的具体实施流程图，步骤10具体包括：
步骤101、采用溅射或热蒸发的方法，在基板上沉积厚度为50nm～500nm(优选厚度范围为：50nm～100nm，优选厚度为：270nm)的栅金属层，通过构图工艺形成栅电极和栅线图形；
栅金属层可以使用Cr、W、Ti、Ta、Mo、Al、Cu等金属及其合金，栅金属层也可以由多层金属薄膜组成。
步骤102、在完成步骤101的基板上通过PECVD方法，连续沉积厚度为100nm～600nm(优选厚度范围为：100nm～440nm，优选厚度为：350nm)的栅绝缘层和厚度为100nm～400nm的有源层；
有源层包括厚度为70nm～340nm半导体层厚度为30nm～60nm掺杂半导体层。栅绝缘层可以选用氧化物、氮化物或者氧氮化合物，对应的反应气体可以为SiH4、NH3、N2的混合气体或SiH2Cl2、NH3、N2的混合气体。半导体层(如：非晶硅层)对应的反应气体可为SiH4、H2的混合气体或SiH2Cl2、H2的混合气体。掺杂半导体层(如：掺杂非晶硅层)对应的反应气体可为SiH4、H2PH3的混合气体或SiH2Cl2、H2、PH3的混合气体。
步骤103、在完成步骤102的基板上通过溅射或热蒸发的方法，沉积厚度为50nm～450nm(优选厚度范围为：50nm～250nm，优选厚度为：250nm)的源漏金属层；
源漏金属层可以选用Cr、W、Ti、Ta、Mo、Al、Cu等金属及其合金。上述各层沉积完成后，进行第二次构图工艺。
步骤104、在完成步骤103的基板上涂覆一层厚度为1000nm～2500nm光刻胶；
步骤105、在完成步骤104的基板上采用狭缝掩模板或灰色调掩模板，通过曝光和显影工艺，在光刻胶上形成完全曝光区域、部分曝光区域和未曝光区域；
步骤106、通过刻蚀工艺连续刻蚀掉完全曝光区域的源漏金属层和有源层，形成源漏电极、数据线和有源层图形；
步骤107、对光刻胶进行灰化处理，去除部分曝光区域上的光刻胶；
步骤108、通过刻蚀工艺连续刻蚀掉部分曝光区域的源漏金属层和有源层中的掺杂半导体层，形成TFT沟道。
在上述技术方案的基础上，步骤20可具体为：在完成步骤10的基板上采用溅射或热蒸发的方法，沉积厚度为30nm～70nm(优选厚度范围为：30nm～60nm，优选厚度为：50nm)的透明导电层，通过构图工艺形成像素电极图形，并保留所述像素电极上的光刻胶。
步骤可30具体为：在完成步骤20的基板上沉积厚度为100nm～300nm具有钝化层作用的黑矩阵层，其中，黑矩阵层可选用为具有钝化层作用的深色吸光材料，具体可选用选用无环(Acrylic)感旋光性树脂、聚亚胺(Poly-imido)非感旋光树脂或上述树脂的组合；或者铬氧化物或钼氧化物之一或上述氧化物的组合。
此外，在上述技术方案的基础上，步骤30具体还可为步骤301：在完成步骤20的基板上连续沉积厚度为70nm～600nm的钝化层(优选厚度范围为：70nm～300nm)和厚度为100nm～300nm的黑矩阵层。该钝化层可以采用氧化物、氮化物或者氧氮化合物，对应的反应气体可以为SiH4、NH3、N2的混合气体或SiH2Cl2、NH3、N2的混合气体；黑矩阵层材料选取非常灵活，为深色吸光材料，具体可选用无环感旋光性树脂或聚亚胺非感旋光树脂，或上述树脂的组合、碳黑着色剂、铬、钼、铬氧化物或钼氧化物之一或任意组合等。步骤40具体还可为步骤401：在完成步骤301的基板上通过光刻胶剥离工艺，去除位于光刻胶上的黑矩阵层，在像素电极的以外区域上形成黑矩阵图形。
优选的，在进行TFT-LCD阵列基板各功能层厚度设计时，黑矩阵层和/或钝化层的厚度应大于或等于源漏金属层和掺杂半导体层的厚度之和，使得沉积在TFT沟道上的具有钝化层作用的黑矩阵层或钝化层和黑矩阵层能够覆盖住暴露在TFT沟道的源漏金属层以及掺杂半导体层的剖面，起到保护TFT沟道暴露出的剖面的作用。
从上述技术方案可知，本发明TFT-LCD阵列基板结构制备方法，通过保留像素电极上的光刻胶，在保留的光刻胶上继续沉积具有钝化层作用的黑矩阵或连续沉积钝化层和黑矩阵层，通过光刻胶剥离工艺，在剥离光刻胶过程中同时剥离沉积在光刻胶上的黑矩阵层和/或钝化层，形成黑矩阵图形和/或钝化层图形。本发明不增加现有阵列基板制备过程中所需的掩模次数的基础上，只通过三次掩模，同时获得黑矩阵图形，完成TFT-LCD阵列基板结构的制备。本发明TFT-LCD阵列基板结构的制备方法明显简化阵列基板制备工艺，提高阵列基板良品率，降低成本。由于在阵列基板上制备黑矩阵，明显减小了液晶显示面板对盒精度的要求，黑矩阵形成区域与像素电极形成区域没有重叠，不会对TFT-LCD的开口率造成影响，同时还避免了像素电极以外的区域产生“漏光现象”，有利于提高TFT-LCD显示性能。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (11)
1、一种TFT-LCD阵列基板结构，包括形成在基板上的栅线、数据线和像素电极图形，所述栅线和数据线的交叉处形成薄膜晶体管，其特征在于，所述像素电极形成在栅绝缘层上并搭接在所述薄膜晶体管的漏电极上方，所述像素电极图形以外区域上形成有黑矩阵图形。
2、根据权利要求1所述的TFT-LCD阵列基板结构，其特征在于，所述黑矩阵为无环感旋光性树脂或聚亚胺非感旋光树脂，或上述树脂的组合；或者，所述黑矩阵层为铬氧化物或钼氧化物，或上述氧化物的组合。
3、根据权利要求2所述的TFT-LCD阵列基板结构，其特征在于，所述黑矩阵图形下还形成有厚度为70nm～600nm的钝化层。
4、根据权利要求3所述的TFT-LCD阵列基板结构，其特征在于，所述黑矩阵为碳黑着色剂、铬或钼之一或任意组合。
5、根据权利要求1～4所述的任一TFT-LCD阵列基板结构，其特征在于，所述黑矩阵的厚度为100nm～300nm。
6、一种TFT-LCD阵列基板结构的制备方法，其特征在于，包括：
步骤10、通过构图工艺在基板上依次形成栅电极和栅线、栅绝缘层、有源层、源漏电极和数据线图形；
步骤20、在完成步骤10的基板上沉积透明导电层，通过构图工艺形成像素电极图形，并保留所述像素电极上的光刻胶；
步骤30、在完成步骤20的基板上沉积黑矩阵层；
步骤40、在完成步骤30的基板上通过光刻胶剥离工艺，去除位于光刻胶上的黑矩阵层，在所述像素电极的以外区域上形成黑矩阵图形。
7、根据权利要求6所述的TFT-LCD阵列基板结构的制备方法，其特征在于，所述步骤10具体为：
步骤101、采用溅射或热蒸发的方法，在基板上沉积厚度为50nm～500nm的栅金属层，通过构图工艺形成栅电极和栅线图形；
步骤102、在完成步骤101的基板上通过PECVD方法，连续沉积厚度为100nm～600nm的栅绝缘层和厚度为100nm～400nm的有源层；
步骤103、在完成步骤102的基板上通过溅射或热蒸发的方法，沉积厚度为50nm～450nm的源漏金属层；
步骤104、在完成步骤103的基板上涂覆一层光刻胶；
步骤105、在完成步骤104的基板上采用狭缝掩模板或灰色调掩模板，通过曝光和显影工艺，在所述光刻胶上形成完全曝光区域、部分曝光区域和未曝光区域；
步骤106、通过刻蚀工艺连续刻蚀掉完全曝光区域的源漏金属层和有源层，形成源漏电极、数据线和有源层图形；
步骤107、对光刻胶进行灰化处理，去除部分曝光区域上的光刻胶；
步骤108、通过刻蚀工艺连续刻蚀掉部分曝光区域的源漏金属层和有源层中的掺杂半导体层，形成TFT沟道。
8、根据权利要求6所述的TFT-LCD阵列基板结构的制备方法，其特征在于，所述步骤20具体为：
在完成步骤10的基板上采用溅射或热蒸发的方法，沉积厚度为30nm～70nm的透明导电层，通过构图工艺形成像素电极图形，并保留所述像素电极上的光刻胶。
9、根据权利要求6～8所述的任一TFT-LCD阵列基板结构的制备方法，其特征在于，所述步骤30具体为：
在完成步骤20的基板上沉积厚度为100nm～300nm具有钝化层作用的黑矩阵层。
10、根据权利要求6～8所述的任一TFT-LCD阵列基板结构的制备方法，其特征在于，所述步骤30具体为：
在完成步骤20的基板上连续沉积厚度为70nm～600nm的钝化层和厚度为100nm～300nm的黑矩阵层。
11、根据权利要求10所述的TFT-LCD阵列基板结构的制备方法，其特征在于，所述步骤40具体为：
在完成步骤30的基板上，通过光刻胶剥离，去除光刻胶上面的钝化层和黑矩阵层。
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