CN101604695B - 阵列基板及其制造方法和液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种阵列基板及其制造方法和液晶显示装置。该阵列基板包括衬底基板、栅极扫描线、栅极绝缘层、钝化层和像素电极，在衬底基板上还布设有第一电极，与像素电极区域形成存储电容，其中：在第一电极和像素电极之间还设有阻隔层。该方法包括：在衬底基板上形成栅极扫描线和第一电极；沉积栅极绝缘层；形成有源层；形成数据线、源电极、漏电极和阻隔层，该阻隔层形成在第一电极的上方；形成钝化层和钝化层过孔；形成像素电极。该液晶显示装置采用本发明的阵列基板。本发明采用在存储电容结构第一电极和第二电极之间设置阻隔层的技术手段，避免了重叠区域出现绝缘层空洞导致第一、第二电极导通而使产品不良的问题，提高了产品合格率。

Description

阵列基板及其制造方法和液晶显示装置 

技术领域

本发明涉及液晶显示技术领域，尤其涉及一种阵列基板及其制造方法，和采用该阵列基板的液晶显示装置 

背景技术

目前，液晶显示装置是平板显示装置中的主流产品。以薄膜晶体管液晶显示装置(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display，以下简称TFT-LCD)为例，在其LCD显示面板中通常需要设置存储电容(CapacitorStorage，以下简称Cst)结构，其作用是当液晶分子在数据信号驱动电压作用下发生旋转之后，存储电容能继续提供一定电压，使液晶分子的状态能得到保持，直到下一次更新画面时再输入数据信号驱动电压。 

现有的存储电容结构主要有两种，分别为存储电容形成在栅极扫描线上的方式(以下称为Cst on gate方式)和存储电容形成在公共电极线上的方式(以下称为Cst on common方式)。图1a所示为存储电容形成在栅极扫描线上的方式中存储电容结构的阵列基板俯视结构示意图，阵列基板的主要功能部件包括像素电极7、栅极扫描线1、数据线2、有源层3、源电极12和漏电极11，以及起到绝缘作用的栅极绝缘层5和钝化层6，如图1b所示，图1b为图1a中的A-A向局部剖面图，在钝化层6上一般还通过构图工艺形成钝化层过孔10，使漏电极11通过钝化层过孔10与像素电极7相连。当采用存储电容结构形成在栅极扫描线上的方式时，即如图1a所示，设置栅极扫描线1和像素电极7之间具有一定的重叠区域，该区域的栅极扫描线1形成存储电容的第一电极，而像素电极7即作为存储电容的第二电极。在LCD工作时，在作为第一电极的栅极扫描线1和作为第二电极的像素电极7重叠区域之间可形成存储电容。存储电容形成在公共电极线上的方式与存储电容形成在栅极扫描线上的方式类似，如图2a和2b所示，区别在于栅极扫描线1不与相邻的像素电极7重叠，而是单独设置一条公共电极线13(common)作为第一电极。

现有技术阵列基板采用上述存储电容结构时，通过生产实践证明存在着一定的缺陷：存储电容上下设置的第一电极和第二电极极易因颗粒物(Particle)引起导通的问题，发生率在2％～5％之间。该问题形成的原因是：在完成钝化层6沉积之后，通常需要进行钝化层过孔10的干法刻蚀，在进行刻蚀之前的一段时间内，存储电容第一电极和第二电极之间的重叠区域，因为涂胶、显影等工艺，可能会出现颗粒物，颗粒物出现后还可能脱落，如图3a所示。此后进行干法刻蚀过程中，就会在该重叠区域形成绝缘层空洞14。随后进行像素电极7沉积时，作为存储电容第二电极的像素电极7就会通过该绝缘层空洞14与位于下方的第一电极导通，如图3b所示为图3a的C-C向剖面图，从而导致产品的不良。并且，因该重叠区域的位置特殊，使得现有激光等维修技术时，容易使第一电极和第二电极导通，所以无法修复此类不良或修复成功率较低。 

发明内容

本发明的目的是提供一种阵列基板及其制造方法和液晶显示装置，以避免存储电容结构在加工过程中出现导通的不良问题，从而提高产品合格率。 

为实现上述目的，本发明提供了一种阵列基板，包括衬底基板，以及逐层布设在所述衬底基板上的栅极扫描线、栅极绝缘层、钝化层和像素电极，在所述衬底基板上还布设有第一电极，所述第一电极与所述像素电极区域至少部分重叠以形成存储电容，其中：在所述形成存储电容部分的所述第一电极和所述像素电极之间还设有阻隔层，所述阻隔层用于防止所述第一电极和所述像素电极的导通。 

为实现上述目的，本发明还提供了一种阵列基板制造方法，包括： 

步骤1、在衬底基板上沉积金属材质，采用构图工艺形成栅极扫描线和第一电极； 

步骤2、在完成步骤1的衬底基板上沉积栅极绝缘层； 

步骤3、在完成步骤2的衬底基板上连续沉积非晶硅材质和n+非晶硅材质，采用构图工艺形成有源层； 

步骤4、在完成步骤3的衬底基板上沉积金属材质，采用构图工艺形成数据线、源电极、漏电极和阻隔层，所述阻隔层形成在所述第一电极的上方； 

步骤5、在完成步骤4的衬底基板上形成钝化层，并采用构图工艺在所述漏电极上方的钝化层中形成钝化层过孔； 

步骤6、在完成步骤5的衬底基板上沉积像素电极材质，采用构图工艺形成像素电极，且所述像素电极的区域与所述第一电极的区域至少部分重叠，所述阻隔层介于形成存储电容部分的所述第一电极和所述像素电极之间，且用于防止所述第一电极和所述像素电极的导通。 

为实现上述目的，本发明又提供了一种液晶显示装置，包括：本发明的阵列基板，与该阵列基板对盒设置的彩膜基板，填充在所述阵列基板和所述彩膜基板之间的液晶层。 

由以上技术方案可知，本发明采用在存储电容结构的重叠区域的第一电极和第二电极之间设置阻隔层的技术手段，克服了因颗粒物导致重叠区域出现贯通绝缘层空洞，使得作为第二电极的像素电极与第一电极导通的技术问题，从而提高了产品合格率，且制造该阵列基板的方法工序简单，易于在现有阵列基板制造方法的基础上改进实施。 

下面通过具体实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。 

附图说明

图1a为现有技术中采用存储电容形成在栅极扫描线上的方式时存储电容结构的阵列基板的俯视结构示意图； 

图1b为图1a中的A-A向局部剖面图； 

图2a为现有技术中采用存储电容形成在公共电极线上的方式时存储电容结构的阵列基板的俯视结构示意图； 

图2b为图2a中的B-B向局部剖面图； 

图3a为现有技术中阵列基板存储电容重叠区域具有绝缘层空洞的俯视结构示意图； 

图3b为图3a中的C-C向局部剖面图； 

图4a为本发明阵列基板具体实施例的俯视结构示意图； 

图4b为图4a中的D-D向局部剖面图； 

图4c为本发明阵列基板具体实施例在重叠区域产生绝缘层空洞的结构示意图； 

图5为本发明阵列基板制造方法具体实施例的流程图。 

图中： 

1-栅极扫描线     2-数据线        3-有源层 

4-阻隔层         5-栅极绝缘层    6-钝化层 

7-像素电极       10-钝化层过孔   11-漏电极 

12-源电极        13-公共电极线   14-绝缘层空洞 

具体实施方式

阵列基板实施例一 

如图4a所示为本发明阵列基板具体实施例一的结构示意图，图4b为图4a中的D-D向局部剖面图。该阵列基板的主要功能部件包括：衬底基板、数据线2、栅极扫描线1、栅极绝缘层5、钝化层6、像素电极7、有源层3、源电极12和漏电极11，在钝化层6上还设有钝化层过孔10供漏电极11通过钝化层过孔10与像素电极7导通。在衬底基板上，各层的布设结构为：首先在衬底基板上布设栅极扫描线1和栅电极；而后在栅极扫描线1所在层上布设栅极绝缘层5；在栅极绝缘层5上的适当区域处形成数据线2、源电极12和漏电极11；而后布设钝化层6；在漏电极11上方的钝化层6上形成钝 化层过孔10；随后在钝化层6上布设像素电极7。为形成存储电容结构，在衬底基板上还布设有第一电极，本实施例采用存储电容结构形成在栅极扫描线上的方式，即在形成栅极扫描线1时，使栅极扫描线1的图案能够与后续的像素电极7有一部分重叠区域，该区域的栅极扫描线1即作为存储电容的第一电极。本实施例的阵列基板中还进一步在第一电极和像素电极7之间设置阻隔层4，具体是在栅极绝缘层5和钝化层6之间，在栅极扫描线1和像素电极7的重叠区域设置阻隔层4。该阻隔层4的材质可以为钼、铜、铝或钕铝等，较佳的是与数据线2、源电极12和漏电极11等采用相同的材质，且该阻隔层4所在区域的范围可等于或略大于该重叠区域的范围。 

本实施例设置阻隔层的作用在于：在进行钝化层过孔的干法刻蚀过程之前的一段时间内，在存储电容结构第一电极和作为第二电极的像素电极重叠区域之间，因涂胶，显影等工艺会出现颗粒物，或颗粒物出现后会脱落；在随后进行干法刻蚀中在重叠区域的钝化层会形成空洞；本实施例的阵列基板由于阻隔层的存在，避免了在该重叠区域也同时刻蚀形成贯通栅极绝缘层直达第一电极的绝缘层空洞。这样在形成像素电极时，像素电极不会通过这些绝缘层空洞与第一电极导通，从而避免了存储电容两电极的导通现象，提高了阵列基板在加工过程中的产品合格率。 

在本实施例中，阻隔层能够不受干法刻蚀作用形成绝缘层空洞的原因在于：现有技术在形成钝化层过孔时，涂覆光刻胶，而后在应形成钝化层过孔的区域进行曝光，而在存储电容结构区域不进行曝光。但是，由于存储电容结构区域存在颗粒物，可能导致在涂覆光刻胶时就形成空洞，或者在光刻胶涂覆后进行曝光时形成空洞，相当于在第一电极和第二电极之间重叠区域的颗粒物脱落部位进行了光刻胶曝光。随后进行刻蚀用的干刻气体将在这些曝光或相当于曝光的区域进行刻蚀，一方面形成了钝化层过孔，另一方面也在重叠区域形成了不需要的光刻胶空洞，又称PR孔，使得重叠区域该绝缘层空洞处的钝化层和栅极绝缘层被刻蚀掉。阻隔层能够起到阻隔刻蚀作用的原理 是由于干法刻蚀所用的干刻气体对所刻蚀材料的选择性很大，如干刻气体对例如钼等金属材质无法进行刻蚀，所以在曝光后进行干法刻蚀时，能够穿越钝化层形成钝化层过孔，而不能够刻蚀采用钼等金属材质形成的漏电极。基于此，即使重叠区域形成有绝缘层空洞14，采用特定材料形成的阻隔层4也能够像漏电极11那样有效阻隔对其下方栅极绝缘层5的刻蚀，如图4c所示。 

本实施例的技术方案通过设置阻隔层，有效避免了因颗粒物问题导致的存储电容结构重叠区域出现贯通绝缘层空洞，解决了第一电极和第二电极导通引起的产品不良问题。 

该阻隔层结构也可以应用到其他方式的存储电容结构中，例如应用到形成在公共电极线上的存储电容，区别在于第一电极为独立设置的公共电极线，而阻隔层的设置没有改变。 

阵列基板制造方法实施例 

如图5所示为本发明阵列基板制造方法具体实施例的流程图，该方法包括如下步骤： 

步骤1、在衬底基板上沉积金属材质的薄膜，采用构图工艺形成一定的图形，即形成栅极扫描线、连接栅极扫描线的TFT栅电极、第一电极等，若采用存储电容结构形成在栅极扫描线上的方式，则该第一电极即为栅极扫描线与随后形成的像素电极相重叠的区域，若采用存储电容结构形成在公共电极线上的方式，则第一电极为公共电极线； 

步骤2、在完成步骤1的衬底基板上沉积栅极绝缘层； 

步骤3、在完成步骤2的衬底基板上连续沉积非晶硅材质和n+非晶硅材质的薄膜，采用构图工艺在TFT栅电极上方、数据线和栅极扫描线的交叠区域，分别形成非晶硅层和n+非晶硅层，即形成有源层； 

步骤4、在完成步骤3的衬底基板上沉积金属材质的薄膜，采用构图工艺形成数据线、TFT源电极和漏电极，同时形成阻隔层，且使阻隔层形成在第一电极的上方。该阻隔层与源电极、漏电极以及数据线可以采用相同材质 同层沉积，较佳的是选用钼、铜、铝或钕铝，或者采用上述材料的合金，沉积后以相同工艺完成构图工艺中的曝光、显影、蚀刻等流程。阻隔层区域的面积可以预设为与存储电容结构的第一电极和第二电极的正对面积相同或稍大，使阻隔层区域的面积稍大，可以提高阻隔作用的可靠性，避免因加工误差导致重叠区域错位时使阻隔层外出现绝缘层空洞导通现象；或者，在本步骤中，还可以将阻隔层与数据线、源电极和漏电极等分别设置，例如，先形成数据线、源电极和漏电极，再进行沉积金属材料，采用构图工艺形成阻隔层，阻隔层的形成位置与数据线、源电极和漏电极并不冲突，所以可以独立设置或一并形成。 

步骤5、在完成步骤4的衬底基板上形成钝化层，并采用构图工艺中的干法刻蚀工艺在漏电极上方的钝化层中形成钝化层过孔，用以使随后沉积的像素电极与漏电极通过钝化层过孔导通； 

步骤6、在完成步骤5的衬底基板上沉积像素电极材质，采用构图工艺形成像素电极，且像素电极的区域与第一电极的区域至少部分重叠。 

在上述步骤中，构图工艺的具体执行方法为：在已沉积于当前制备层的材料上涂覆光刻胶；用掩模板进行曝光；显影后，进行刻蚀，有光刻胶保护的材料不会被刻蚀；洗去光刻胶残余物，当前制备层最终形成的形状与掩模板上的图案相对应。 

本实施例的技术方案能够用于制备本发明阵列基板的任一实施例，通过设置阻隔层，有效避免了因颗粒物问题导致的存储电容结构重叠区域出现贯通绝缘层空洞，解决了第一电极和第二电极导通引起的产品不良问题。该阻隔层可以与数据线、源电极和漏电极等一同形成，只要改变掩模板的形状设计即可，因此该方法的工序简单易实现。 

液晶显示装置实施例 

本发明液晶显示装置实施例的基本结构包括本发明阵列基板的任一实施例，还包括与该阵列基板对盒设置的彩膜基板，并在阵列基板和彩膜基板之 间填充有液晶层，且还可根据需要包括液晶显示装置中的其他功能部件。 

采用该阵列基板的液晶显示装置，有效避免了因颗粒物问题导致的存储电容结构重叠区域出现贯通绝缘层空洞，提高了产品的合格率。 

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，而非对其限制；尽管参照前述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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。 

Claims (8)

1.一种阵列基板，包括衬底基板，以及逐层布设在所述衬底基板上的栅极扫描线、栅极绝缘层、钝化层和像素电极，在所述衬底基板上还布设有第一电极，所述第一电极与所述像素电极区域至少部分重叠以形成存储电容，其特征在于：在所述形成存储电容部分的所述第一电极和所述像素电极之间还设有阻隔层，所述阻隔层用于防止所述第一电极和所述像素电极的导通。

2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于：所述阻隔层的材质为钼、铜、铝或钕铝，或上述材料的合金。

3.根据权利要求1或2所述的阵列基板，其特征在于：所述阻隔层设置在所述钝化层与所述栅极绝缘层之间。

4.根据权利要求1或2所述的阵列基板，其特征在于：所述阻隔层所占区域的范围大于或等于所述第一电极与所述像素电极的重叠区域的范围。

5.根据权利要求1或2所述的阵列基板，其特征在于：所述第一电极为栅极扫描线或公共电极线。

6.一种阵列基板制造方法，其特征在于包括：

步骤1、在衬底基板上沉积金属材质，采用构图工艺形成栅极扫描线和第一电极；

步骤2、在完成步骤1的衬底基板上沉积栅极绝缘层；

步骤3、在完成步骤2的衬底基板上连续沉积非晶硅材质和n+非晶硅材质，采用构图工艺形成有源层；

步骤4、在完成步骤3的衬底基板上沉积金属材质，采用构图工艺形成数据线、源电极、漏电极和阻隔层，所述阻隔层形成在所述第一电极的上方；

步骤5、在完成步骤4的衬底基板上形成钝化层，并采用构图工艺在所述漏电极上方的钝化层中形成钝化层过孔；

步骤6、在完成步骤5的衬底基板上沉积像素电极材质，采用构图工艺形成像素电极，且所述像素电极的区域与所述第一电极的区域至少部分重叠， 所述阻隔层介于形成存储电容部分的所述第一电极和所述像素电极之间，且用于防止所述第一电极和所述像素电极的导通。

7.根据权利要求6所述的阵列基板制造方法，其特征在于：在所述步骤4中，所述阻隔层与所述数据线、源电极和漏电极同时形成或分别形成。

8.一种采用权利要求1～5所述的任一阵列基板的液晶显示装置，其特征在于还包括：与所述阵列基板对盒设置的彩膜基板，填充在所述阵列基板和所述彩膜基板之间的液晶层。 

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