CN101650525A

CN101650525A - 掩模板

Info

Publication number: CN101650525A
Application number: CN200810043706A
Authority: CN
Inventors: 蒋顺; 常曙光; 马骏; 袁剑峰; 王志鹏; 荆常营
Original assignee: Shanghai Tianma Microelectronics Co Ltd
Current assignee: Shanghai Tianma Microelectronics Co Ltd
Priority date: 2008-08-12
Filing date: 2008-08-12
Publication date: 2010-02-17

Abstract

本发明公开一种掩模板，该掩模板上设置两个或两个以上不同的掩模图形，其中，所述两个或两个以上不同的掩模图形为用于同一液晶显示面板产品的不同工序的掩模图形。通过将形成阵列基板的图案化层所需要的不同掩模图形布置在一张掩模板上的结构设计，并通过该掩模板形成液晶显示面板的阵列基板的所有图案化层，在不增加工艺的同时，使得在液晶显示装置的阵列基板在开发过程的成本降低。

Description

掩模板

技术领域

本发明涉及一种阵列基板制造过程中所使用的掩模板，尤其涉及一种适用于多种图案化工序并降低成本的掩模板。

背景技术

近年来，信息通讯领域的迅速发展，提高了各种类型的显示设备的需求。目前主流的显示器件主要有：阴极射线管显示器(CRT)，液晶显示器(LCD)，等离子体显示器(PDP)，电致发光显示器(ELD)和真空荧光显示器(VFD)等。其中，薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)以其高清晰度，真彩视频显示，外观轻薄，耗电量少，无辐射污染等优点而成为显示器件发展的主流趋势。

液晶显示器通常包括用于显示画面的液晶显示面板和用于向液晶显示面板提供驱动信号的驱动电路部分。通常，液晶显示面板包括第一玻璃基板和第二玻璃基板，它们彼此粘接在一起并通过液晶盒间隙(CELL GAP)彼此间隔开。液晶材料层注入到第一玻璃基板和第二玻璃基板之间的间隙中。

在第一玻璃基板(即，薄膜晶体管液晶显示器的阵列基板)上形成有多条栅极线和多条数据线，其中多条栅极线以固定的间隔彼此分开并沿着第一方向延伸，而多条数据线以固定的间隔彼此分开并且沿着基本上垂直于第一方向的第二方向延伸，其中通过栅极线和数据线的相互交叉限定出多个像素区域，以矩阵方式设置在相应的每个像素区域中的多个像素电极；和多个薄膜晶体管(TFT)，能够响应提供给相应的每条栅极线的信号将来自数据线的信号发送给对应的每个像素电极。

第二玻璃基板(即，薄膜晶体管液晶显示器的滤色片基板)上形成有黑色矩阵层(BM)，能够防止在像素区域以外的面积中的光泄漏；滤色片层(R，G，B)，用于有选择地传输具有预定波长的光；和公共电极，用来实现画面。在平面开关模式(IPS模式)等水平场模式的LCD装置中，公共电极形成在第一玻璃基板上。

目前，薄膜晶体管液晶显示面板设计中采用的是同一种阵列工艺的产品使用套件掩模板100实现不同的工艺。

请参阅图1，图1所示为现有的制造阵列基板时所使用的套件掩模板100的示意图。所述套件掩模板100包括用以形成阵列基板上的不同层图案化层所需要的不同掩模板。在此为了方便说明起见，以薄膜晶体管液晶显示器产业界普遍采用的五道掩模工序为例。所述五道掩模工序分别对应五个不同的掩模板。具体而言，套件掩模板100包括第一掩模板110，用以在阵列基板上形成栅极和栅极线；第二掩模板120，用以在阵列基板上形成硅岛层；第三掩模板130，用以在阵列基板上形成源极、漏极和数据线；第四掩模板140，用以在阵列基板上形成过孔；第五掩模板150，用以在阵列基板上形成像素电极、栅焊盘端子及数据焊盘端子。

请继续参阅图1，以第一掩模板110为例，该第一掩模板110具有第一边框111，对应于单位产品第一图案化层的第一掩模图形112及形成于第一掩模图形112外围的第一区域113。同样，第二掩模板120具有第二边框121，对应于单位产品第二图案化层的第二掩模图形122及形成于第二掩模图形122外围的第二区域123。第三掩模板130具有第三边框131，对应于单位产品第三图案化层的第三掩模图形132及形成于第三掩模图形132外围的第三区域133。第四掩模板140具有第四边框141，对应于单位产品第四图案化层的第四掩模图形142及形成于第四掩模图形142外围的第四区域143。第五掩模板150具有第五边框151，对应于单位产品第五图案化层的第五掩模图形152及形成于第五掩模图形152外围的第五区域153。

在阵列基板上形成第一掩模图形112对应的第一图案化层的方法是先在阵列基板上沉积第一金属层，并通过第一掩模工序对其进行构图以形成第一图案化层，具体而言，第一图案化层为栅极和栅极线。其中，在栅极线的一端处具有栅焊盘。形成该第一金属层的方法例如是物理气相沉积或化学气相沉积等方式，而且第一金属层的材质可以是钽(Ta)、铬(Cr)、钼(Mo)、钛(Ti)或铝(Al)等导电材质。接着，在第一金属层上形成第一光刻胶层。之后，提供第一掩模板110，并使第一掩模板110的第一掩模图形112与阵列基板的第一图案化层对应，以该第一掩模板110为掩模对第一光刻胶层进行曝光与显影，以形成第一图案化光刻胶层。最后，以第一图案化光刻胶层为掩模，移除部分第一金属层以形成第一图案化层。

介电层全面性地形成于阵列基板上，覆盖住第一图案化层。其中，形成介电层的方法例如是电浆加强化学气相沉积法或是其它沉积方式，介电层的材质例如是氮化硅、氮氧化硅、氧化硅或是其它介电材质。而形成于栅极上的介电层是作为栅极绝缘层之用。

通过顺序沉积本征非晶硅层和掺杂非晶硅层并随后通过第二掩模工序对其进行构图。提供第二掩模板120，依照上述第一图案化层形成的类似方法在栅极上的栅极绝缘层上形成硅岛层，所述硅岛层包括本征非晶硅的有源层以及掺杂非晶硅的欧姆接触层。

在包含有源层和欧姆接触层的阵列基板的整个表面上沉积金属材料，随后提供第三掩模板130，并依照上述第一图案化层形成的类似方法，通过第三掩模工序对其进行构图，以形成源极、漏极和数据线。数据焊盘形成在数据线的一端。源极和漏极在欧姆接触层上彼此分开。在栅极线的上方，并与源极和漏极同时形成岛形的金属图案。

在包含源极和漏极及数据线的阵列基板的整个表面上通过沉积从包含氮化硅和二氧化硅无机绝缘材料组中选出的一种材料形成钝化层。提供第四掩模板140，并依照上述第一图案化层形成的类似方式，通过第四掩模工序对钝化层进行构图，以便形成漏极接触孔、存储接触孔、栅焊盘接触孔及数据焊盘接触孔。漏极接触孔暴露出漏极，存储接触孔暴露出金属图案，栅焊盘接触孔暴露出栅焊盘及数据焊盘接触孔暴露出数据焊盘。

通过在包含钝化层的阵列基板上顺序沉积从包含氧化铟锡和氧化铟锌的透明导电材料组中的一种材料并随后提供第五掩模板150，依照上述第一图案化层形成的类似方式，通过第五掩模工序对其进行构图形成像素电极、栅焊盘端子和数据焊盘端子。像素电极与漏极和金属图案相接触。栅焊盘端子与栅焊盘相接触，而数据焊盘端子与数据焊盘相接触。

因此，可以通过以上五个掩模工序制造现有技术中液晶显示面板的阵列基板。

但是，通常的阵列基板上不同层结构的形成需要使用五道掩模工序，即需要五种不同的掩模图形，使用五张不同的掩模板分别进行光蚀刻，以分别在阵列基板上形成不同的图案化层，在这种情况下，掩模板的数量需求较多，同时掩模板的成本及开模费用又相当昂贵，所以使得在产品开发阶段的成本较高。

针对现有技术所存在的问题，本案设计人凭借从事此行业多年的经验，积极研究改良，于是有了本发明掩模板的产生。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷提供一种可以降低液晶显示面板的阵列基板在开发过程中成本的掩模板。

所述掩模板上设置两个或两个以上不同的掩模图形，其中，所述两个或两个以上不同的掩模图形为用于同一液晶显示面板产品的不同工序的掩模图形。并将形成阵列基板的图案化层所需要的不同掩模图形布置在一张掩模板上。

如上所述，通过将形成阵列基板的图案化层所需要的不同掩模图形布置在一张掩模板上的结构设计，并通过该掩模板形成液晶显示面板的阵列基板的所有图案化层，在不增加工艺的同时，使得在液晶显示装置的阵列基板在开发过程的成本降低。

附图说明

图1为现有阵列基板开发过程中使用的套件掩模板的结构示意图。

图2为本发明第一实施例中掩模图形沿着水平方向布置的掩模板的结构示意图。

图3为本发明第二实施例中掩模图形按照纵向布置的掩模板的结构示意图。

图4为本发明第三实施例中掩模图形按照掩模工序独立布置的掩模板的结构示意图。

图中各组件的附图标记说明如下：

【现有技术】

套件掩模极 100

第一掩模板 110 第一边框 111

第一掩模图形 112 第一区域 113

第二掩模板 120 第二边框 121

第二掩模图形 122 第二区域 123

第三掩膜板 130 第三边框 131

第三掩模图形 132 第三区域 133

第四掩模板 140 第四边框 141

第四掩模图形 142 第四区域 143

第五掩模板 150 第五边框 151

第五掩模图形 152 第五区域 153

【本发明】

第六掩模板 200 第六边框 210

第六掩模图形 220 第六栅极掩模图形 221

第六硅岛层掩模图形 222 第六源/漏极掩模图形 223

第六钝化层掩模图形 224 第六像素电极掩模图形 225

第七掩模板 300 第七边框 310

第七掩模图形 320 第七栅极掩模图形 321

第七硅岛层掩模图形 322 第七源/漏极掩模图形 323

第七钝化层掩模图形 324 第七像素电极掩模图形 325

第八掩模板 400 第八边框 410

第八掩模图形 420 第八栅极掩模图形 421

第八硅岛层掩模图形 422 第八源/漏极掩模图形 423

第八钝化层掩模图形 424 第八像素电极掩模图形 425

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合图式予以详细说明。

第一实施例

请参阅图2，图2示出了制造阵列基板时所使用的第六掩模板200的示意图。在阵列基板的制造过程中，所述第六掩模板200具有第六边框210，与单元产品的图案化层对应并用以形成阵列基板上的不同层结构所需要的第六掩模图形220及形成于第六掩模图形220外围的第六区域230。其中，为了方便说明起见，以薄膜晶体管液晶显示器产业界普遍采用的五道掩模工序为例，所述五道掩模工序分别对应五种不同的掩模图形。所述五个不同的掩模图形形成在所述第六掩模板200内。具体而言，第六掩模图形220包括第六栅极掩模图形221，用以在阵列基板上形成栅极和栅极线；第六硅岛层掩模图形222，用以在阵列基板上形成硅岛层；第六源/漏极掩模图形223，用以在阵列基板上形成源极、漏极和数据线；第六钝化层掩模图形224，用以在阵列基板上形成过孔及像素电极掩模图形225，用以在阵列基板上形成像素电极、栅焊盘端子及数据焊盘端子。在本实施例中，第六栅极掩模图形221、第六硅岛层掩模图形222、第六源/漏极掩模图形223、第六钝化层掩模图形224及第六像素电极掩模图形225依次沿水平方向间隔布置，在所述一张第六掩膜板200上包括多组所述第六掩模图形220。

在阵列基板上形成与第六栅极掩模图形221对应的第一图案化层的方法是先在阵列基板上形成金属层，形成该金属层的方法例如是物理气相沉积或化学气相沉积等方式，而且金属层的材质可以是钽(Ta)、铬(Cr)、钼(Mo)、钛(Ti)或铝(Al)等导电材质。接着，在金属层上形成光刻胶层。之后，提供第六掩模板200，移动该第六掩模板200至适当位置，此时，第六掩模板200的第六栅极掩模图形221与阵列基板的第一图案化层对应，并以该第六掩模板200的第六栅极掩模图形221为掩模对光刻胶层进行曝光与显影，以形成图案化光刻胶层。最后，以图案化光刻胶层为掩模，移除部分金属层以形成第一图案化层。

通过顺序沉积本征非晶硅层和掺杂非晶硅层并随后通过第二掩模工序对其进行构图。提供第六掩模板200，移动该第六掩模板200至适当位置，此时，第六掩模板200的第六硅岛层掩模图形222与阵列基板的第二图案化层对应。依照上述第一图案化层形成的类似方法在栅极上的栅极绝缘层上形成硅岛层，所述硅岛层包括本征非晶硅的有源层以及掺杂非晶硅的欧姆接触层。

在包含有源层和欧姆接触层的阵列基板的整个表面上沉积金属材料，随后提供第六掩模板200，移动该第六掩模板200至适当位置，此时，第六掩模板200的第六源/漏极掩模图形223与阵列基板的第三图案化层对应。依照上述第一图案化层形成的类似方法，通过第三掩模工序对其进行构图，以形成源极、漏极和数据线。数据焊盘形成在数据线的一端。源极和漏极在欧姆接触层上彼此分开。在栅极线的上方，并与源极和漏极同时形成岛形的金属图案。

在包含源极和漏极及数据线的阵列基板的整个表面上通过沉积从包含氮化硅和二氧化硅无机绝缘材料组中选出的一种材料形成钝化层。提供第六掩模板200，移动该第六掩模板200至适当位置，此时，第六掩模板200的第六钝化层掩模图形224与阵列基板的第四图案化层对应。依照上述第一图案化层形成的类似方法，通过第四掩模工序对钝化层进行构图，以便形成漏极接触孔、存储接触孔、栅焊盘接触孔及数据焊盘接触孔。漏极接触孔暴露出漏极，存储接触孔暴露出金属图案，栅焊盘接触孔暴露出栅焊盘及数据焊盘接触孔暴露出数据焊盘。

通过在包含钝化层的阵列基板上顺序沉积从包含氧化铟锡和氧化铟锌的透明导电材料组中的一种材料，并随后提供第六掩模板200，移动该第六掩模板200至适当位置，此时，第六掩模板200的第六像素电极掩模图形225与阵列基板的第五图案化层对应。依照上述第一图案化层形成的类似方法，通过第五掩模工序对其进行构图形成像素电极、栅焊盘端子和数据焊盘端子。像素电极与漏极和金属图案相接触。栅焊盘端子与栅焊盘相接触，而数据焊盘端子与数据焊盘相接触。

在第一实施例中，与阵列基板上单元产品不同层结构对应的五种不同掩模图形布置在一张掩模板上，即将第六掩模图形220所包括的第六栅极掩模图形221、第六硅岛层掩模图形222、第六源/漏极掩模图形223、第六钝化层掩模图形224及第六像素电极掩模图形225布置在一张第六掩模板200上，通过该第六掩模板200形成液晶显示面板的阵列基板的不同层结构，在不增加工序的同时，很大程度上降低了液晶显示装置在产品开发制造过程中的成本。

第二实施例

下面参照图3说明本发明的第二实施例。第二实施例为与阵列基板不同层的结构形成所对应的掩模图形按照纵向的方式进行布置。

请参阅图3，图3示出了制造阵列基板时所使用的第七掩模板300的示意图。在阵列基板的制造过程中，所述第七掩模板300具有第七边框310，与单元产品的图案化层对应并用以形成阵列基板上的不同层结构所需要的第七掩模图形320及形成于第七掩模图形320外围的第七区域330。其中，为了方便说明起见，以薄膜晶体管液晶显示器产业界普遍采用的五道掩模工序为例，所述五道掩模工序分别对应五种不同的掩模图形。所述五个不同的掩模图形形成在所述第七掩模板300内。具体而言，第七掩模图形320包括第七栅极掩模图形321，用以在阵列基板上形成栅极和栅极线；第七硅岛层掩模图形322，用以在阵列基板上形成硅岛层；第七源/漏极掩模图形323，用以在阵列基板上形成源/漏极和数据线；第七钝化层掩模图形324，用以在阵列基板上形成过孔及第七像素电极掩模图形325，用以在阵列基板上形成像素电极、栅焊盘端子及数据焊盘端子。

在本实施例中，与阵列基板的不同层图案化层对应的第七掩模图形320布置在一张第七掩模板300上，具体而言，在本实施例中，第七栅极掩模图形321、第七硅岛层掩模图形322、第七源/漏极掩模图形323、第七钝化层掩模图形324及第七像素电极掩模图形325依次按照纵向间隔布置在一张第七掩模板300上，在所述一张第七掩膜板300上包括多组所述第七掩模图形320。

同样地，在本实施例中，采用与形成第一实施例中阵列基板的不同层图案化层相同的方法，通过移动所述第七掩模板300，以在阵列基板上形成不同层的结构。在本实施例中，形成阵列基板的不同层图案化层的方法与第一实施例阵列基板的不同层图案化层形成的方法相同，在此并不再赘述。

第三实施例

下面参照图4说明本发明的第三实施例。第三实施例为与阵列基板不同层图案化层所对应的一组掩模图形分别单独的布置在掩模板的不同位置。

请参阅图4，图4示出了制造阵列基板时所使用的第八掩模板400的示意图。在阵列基板的制造过程中，所述第八掩模板400具有第八边框410，与单元产品的图案化层对应并用以形成阵列基板上的不同层结构所需要的第八掩模图形420及形成于第八掩模图形420外围的第八区域430。其中，为了方便说明起见，以薄膜晶体管液晶显示器产业界普遍采用的五道掩模工序为例，所述五道掩模工序分别对应五种不同的掩模图形。所述五个不同的掩模图形形成在所述第八掩模板400内。具体而言，第八掩模图形420包括第八栅极掩模图形421，用以在阵列基板上形成栅极和栅极线；第八硅岛层掩模图形422，用以在阵列基板上形成硅岛层；第八源/漏极掩模图形423，用以在阵列基板上形成源极、漏极和数据线；第八钝化层掩模图形424，用以在阵列基板上形成过孔及第八像素电极掩模图形425，用以在阵列基板上形成像素电极、栅焊盘端子及数据焊盘端子。

在本实施例中，与阵列基板的不同层图案化层对应的第八掩模图形420布置在一张第八掩模板400上，具体而言，在本实施例中，定义一次完整的五道掩模工序所需要的一组掩模图形为第八掩模图形420。即第八掩模图形420所包括第八栅极掩模图形421、第八硅岛层掩模图形422、第八源/漏极掩模图形423、第八钝化层掩模图形424及第八像素电极掩模图形425按组间隔、独立的布置在一张第八掩模板400上。在所述一张第八掩膜板400上包括多组所述第八掩模图形420。

同样地，在本实施例中，采用与形成第一实施例中阵列基板的不同层图案化层相同的方法，通过移动所述第八掩模板400，以在阵列基板上形成不同层的结构。在本实施例中，形成阵列基板的不同层图案化层的方法与第一实施例阵列基板的不同层图案化层形成的方法相同，在此并不再赘述。

综上所述，通过将不同的掩模图形布置在同一掩模板上的结构设计，并通过该掩模板形成薄膜晶体管的阵列基板的所有不同层结构。在不增加工序的同时，很大程度上降低了液晶显示装置在产品开发制造过程中的成本。

以上，仅以薄膜晶体管液晶显示器产业界普遍采用的五道掩模工序为例，但本发明的精神不限于采用五道掩模工序制造液晶显示面板的工艺中，同样适于四道掩模工序和三道掩模工序的液晶显示面板的制造工艺中。

本领域技术人员均应了解，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以对本发明进行各种修改和变型。因而，如果任何修改和变型落入所附权利要求书以及等同物的保护范围内时，认为本发明涵盖这些修改和变型。

Claims

1.一种掩模板，其上设置两个或两个以上不同的掩模图形，其中，所述两个或两个以上不同的掩模图形为用于同一液晶显示面板产品的不同工序的掩模图形。

2.根据权利要求1所述的掩模板，其中，所述掩模图形包括形成液晶显示面板的阵列基板上的栅极和栅极线的掩模图形。

3.根据权利要求1所述的掩模板，其中，所述掩模图形包括形成液晶显示面板的阵列基板上的硅岛层的掩模图形。

4.根据权利要求1所述的掩模板，其中，所述掩模图形包括形成液晶显示面板的阵列基板上的源极和漏极的掩模图形。

5.根据权利要求1所述的掩模板，其中，所述掩模图形包括形成液晶显示面板的阵列基板上的过孔的掩模图形。

6.根据权利要求1所述的掩模板，其中，所述掩模图形包括形成液晶显示面板的阵列基板上的像素电极的掩模图形。

7.一种掩模板，其上设置两个或两个以上不同的掩模图形，其中，所述两个或两个以上不同的掩模图形用于形成同一液晶显示面板产品的所有图案化层。

8.根据权利要求7所述的掩模板，其中，所述图案化层包括栅极和栅极线层、硅岛层及像素电极层。

9.根据权利要求8所述的掩模板，其中，所述图案化层进一步包括源极和漏极层。

10.根据权利要求9所述的掩模板，其中，所述图案化层进一步包括钝化层。

11.一种制造液晶显示面板的方法，包括通过掩模板形成阵列基板上不同层图案化层的步骤，其中，该掩模板上设置两个或两个以上不同的掩模图形，且所述两个或两个以上不同的掩模图形用于形成同一液晶显示面板产品的所有图案化层，其中，所述形成阵列基板上不同层图案化层的步骤包括使用同一掩模板形成所有图案化层的步骤。

12.根据权利要求11所述的制造液晶显示面板的方法，其中，所述使用同一掩模板形成所有图案化层的步骤包括：

使用该掩模板形成阵列基板上的栅极和栅极线图案化层的步骤；

使用该掩掩模板形成阵列基板上的硅岛层图案化层的步骤；以及

使用该掩模板形成阵列基板上的像素电极图案化层的步骤。

13.根据权利要求12所述的制造液晶显示面板的方法，其中，所述使用同一掩模板形成所有图案化层的步骤包括：使用该掩模板形成阵列基板上的源极和漏极图案化层的步骤。

14.根据权利要求13所述的制造液晶显示面板的方法，其中，所述使用同一掩模板形成所有图案化层的步骤包括：使用该掩模板形成阵列基板上的过孔图案化层的步骤。