CN101685803A - 液晶显示装置的阵列基板制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种液晶显示装置的阵列基板制造方法，该方法形成栅线和数据线并且在薄膜晶体管沟道上形成钝化层后，在形成过孔和像素电极时，采用一个单调掩模板从基板正面曝光光刻胶并且形成采用一个双调掩模板时能够形成的透射区域和非透射区域；通过适当减小用于曝光的光源的光强，在没有掩模板遮挡的前提下从基板的反面曝光光刻胶并形成采用一个双调掩模板时能够形成的半透射区域，从而用一个单调掩模板替代了一个双调掩模板。
Description
技术领域
本发明涉及液晶显示装置的阵列基板的制造方法，特别涉及形成栅线和数据线并且在薄膜晶体管沟道上形成钝化层后形成像素电极的阵列基板的制造方法。
背景技术
液晶显示装置(Liquid Crystal Display，简称为LCD)是一种主要的平板显示装置(Flat Panel Display，简称为FPD)。液晶显示装置的阵列基板(ArraySubstrate)主要由栅线、硅岛、薄膜晶体管(Thin Firm Transistor，简称为TFT)沟道(channel)、源/漏电极、过孔(via hole)和像素电极构成。
为了提高生产效率，增加产量，技术人员研发出了通过3次构图工艺制造阵列基板的方法。图1a为现有的制造方法中第一次构图工艺后的基板截面示意图。图1b为现有的制造方法中第二次构图工艺后的基板截面示意图。图1c为现有的制造方法的第三次构图工艺中曝光和显影后的基板截面示意图。图1d为现有的制造方法中第三次构图工艺后的基板截面示意图。如图1a～图1d所示，现有的制造阵列基板的方法包括：
第一次构图工艺，沉积栅金属层1，用一个单调掩模板(full tone mask)形成栅线；
第二次构图工艺，依次沉积栅绝缘层、半导体层、掺杂半导体层和源/漏电极金属层2，用一个双调掩模板(dual tone mask)形成硅岛、源/漏电极和薄膜晶体管沟道；
第三次构图工艺，沉积钝化层3，用一个双调掩模板形成过孔，然后对光刻胶4进行灰化(ashing)，并沉积像素电极透明导电层5后，通过剥离(liftoff)工艺形成像素电极。
虽然3次构图工艺提高了生产效率，但是使用了两个价格昂贵的双调掩模板。
发明内容
本发明的目的是提供一种液晶显示装置的阵列基板制造方法，以克服在现有的阵列基板的制造方法中使用两个双调掩模板而引起的制造成本高的缺陷。
为实现上述目的，本发明提供了一种液晶显示装置的阵列基板制造方法，包括：
步骤1，在基板正面上形成栅线和公共线；
步骤2，在完成步骤1的基板上形成硅岛、源电极、漏电极和薄膜晶体管沟道；
步骤3，在完成步骤2的基板上沉积钝化层；
步骤4，在完成步骤3的基板上涂覆光刻胶；
步骤5，通过在所述基板的正面采用单调掩模板进行曝光、在所述基板的反面进行曝光、以及显影和蚀刻，在漏电极的边缘区域蚀刻掉钝化层，并露出作为像素电极接触部的部分漏电极表面；
步骤6，在完成步骤5的基板上沉积像素电极透明导电层；
步骤7，剥离所述光刻胶，在像素区域形成像素电极图形，所述像素电极通过所述像素电极接触部与漏电极连接。
其中，所述步骤5具体为：
步骤101，用一个单调掩模板从所述阵列基板的正面对所述光刻胶进行曝光和显影，去除位于过孔区域的所述光刻胶，一部分过孔区域与所述像素电极接触部重叠；
步骤102，对所述钝化层进行蚀刻，在源漏电极的边缘形成过孔，并且在所述一部分过孔区域露出所述像素电极接触部；
步骤103，从所述阵列基板的反面对所述光刻胶进行曝光和显影，去除位于像素区域的光刻胶。
其中，在所述步骤101中，用一个单调掩模板从所述阵列基板的正面对所述光刻胶进行曝光和显影，去除位于像素区域内的所述公共线上的所述光刻胶。
其中，所述步骤5具体为：
步骤201，用一个单调掩模板从所述阵列基板的正面对位于过孔区域的光刻胶进行曝光，一部分过孔区域与所述像素电极接触部重叠；
步骤202，从所述阵列基板的反面对所述光刻胶进行曝光和显影，去除位于过孔区域和位于像素区域的光刻胶；
步骤203，对所述钝化层进行蚀刻，在源漏电极的边缘形成像素电极接触部。
其中，在所述步骤201中，用一个单调掩模板从所述阵列基板的正面对位于像素区域内的所述公共线上的光刻胶进行曝光。
其中，所述步骤5具体为：
步骤301，用一个单调掩模板从所述阵列基板的正面对位于过孔区域的光刻胶进行完全曝光，一部分过孔区域与所述像素电极接触部重叠；
步骤302，从所述阵列基板的反面对所述光刻胶进行部分曝光和显影，去除位于过孔区域的光刻胶，像素区域的光刻胶比其他区域的光刻胶薄；
步骤303，对所述钝化层进行蚀刻，在源漏电极的边缘形成像素电极接触部。
其中，所述步骤5还包括：
步骤304，在经过步骤303的基板上，对所述光刻胶进行灰化，露出位于像素区域的所述钝化层。
其中，所述步骤301中，用一个单调掩模板从所述阵列基板的正面对位于像素区域内的所述公共线上的光刻胶进行完全曝光。
其中，沉积像素电极透明导电层具体为：沉积氧化铟锡层或沉积氧化铟锌层。
其中，所述沉积钝化层具体为：沉积SiNx、SiOx或SiOxNy的单层结构，或者沉积SiNx、SiOx和SiOxNy任意组合所构成的复合层结构。
本发明的阵列基板制造方法，在形成过孔和像素电极时，通过用一个单调掩模板进行双面曝光的方法和剥离工艺，形成了过孔和像素电极，从而用一个单调掩模板替代了一个双调掩模板，从而有效地降低了液晶显示装置的阵列基板的制造成本。并且，相比现有制造方法，本发明的阵列基板制造方法减少了一次灰化工艺，从而有效地简化了阵列基板的制造工艺，并提高了生产效率。
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为现有的制造方法中第一次构图工艺后的基板截面示意图；
图1b为现有的制造方法中第二次构图工艺后的基板截面示意图；
图1c为现有的制造方法的第三次构图工艺中曝光和显影后的基板截面示意图；
图1d为现有的制造方法中第三次构图工艺后的基板截面示意图；
图2a为本发明实施例一中经过步骤101后的基板截面示意图；
图2b为本发明实施例一中经过步骤102后的基板截面示意图；
图2c为本发明实施例一中经过步骤103后的基板截面示意图；
图2d为本发明实施例一中经过步骤104后的基板截面示意图；
图2e为本发明实施例一中经过步骤105后的基板截面示意图；
图2f为本发明实施例一中经过步骤106后的基板截面示意图；
图3a为本发明实施例二中经过步骤201后的基板截面示意图；
图3b为本发明实施例二中经过步骤202后的基板截面示意图；
图3c为本发明实施例二中经过步骤203后的基板截面示意图；
图3d为本发明实施例二中经过步骤204后的基板截面示意图；
图3e为本发明实施例二中经过步骤205后的基板截面示意图；
图3f为本发明实施例二中经过步骤206后的基板截面示意图；
图3g为本发明实施例二中经过步骤207后的基板截面示意图；
图4a为本发明实施例三中经过步骤301后的基板截面示意图；
图4b为本发明实施例三中经过步骤302后的基板截面示意图；
图4c为本发明实施例三中经过步骤305后的基板截面示意图；
图4d为本发明实施例三中经过步骤306后的基板截面示意图；
图4e为本发明实施例三中经过步骤307后的基板截面示意图；
图4f为本发明实施例三中经过步骤308后的基板截面示意图。
附图标记说明
1-栅金属层； 2-源/漏电极金属层； 3-钝化层；
4-光刻胶； 5-像素电极透明导电层。
具体实施方式
实施例一
图2a为本发明实施例一中经过步骤101后的基板截面示意图。图2b为本发明实施例一中经过步骤102后的基板截面示意图。图2c为本发明实施例一中经过步骤103后的基板截面示意图。图2d为本发明实施例一中经过步骤104后的基板截面示意图。图2e为本发明实施例一中经过步骤105后的基板截面示意图。图2f为本发明实施例一中经过步骤106后的基板截面示意图。
如图2a～图2f所示，本发明实施例一的液晶显示装置的阵列基板的制造方法包括：
步骤101，在干净的基板表面沉积栅金属层1，并且均匀地涂覆光刻胶。然后用一个单调掩模板对光刻胶进行曝光和显影，在栅线和公共线上残留光刻胶。然后对未被光刻胶覆盖的栅金属层3进行蚀刻，并形成栅线和公共线，最后去除残留的光刻胶。
步骤102，经过步骤101的基板表面依次沉积栅绝缘层、半导体层、掺杂半导体层、源/漏电极金属层2，并且均匀地涂覆光刻胶。然后用一个双调掩模板对光刻胶进行曝光和显影，在硅岛、源/漏电极和数据线上残留光刻胶。此时，位于硅岛的薄膜晶体管沟道区域的光刻胶比较薄。然后对未被光刻胶覆盖的源/漏电极金属层2、掺杂半导体层和半导体层进行蚀刻，形成硅岛和数据线。然后对光刻胶进行灰化，进一步露出薄膜晶体管沟道区域的源/漏电极金属层2，并且对源/漏电极金属层2、掺杂半导体层和部分半导体层进行蚀刻，形成薄膜晶体管沟道，最后去除残留的光刻胶。
步骤103，经过步骤102的基板表面沉积钝化层3，并且均匀地涂覆光刻胶。然后用一个单调掩模板从基板的正面曝光和显影光刻胶，去除位于过孔区域的光刻胶，并且同时去除位于像素区域内公共线上的光刻胶。此时，一部分过孔区域与像素电极接触部完全重叠。
步骤104，对未被光刻胶覆盖的钝化层3进行蚀刻，在钝化层上形成过孔，并且在过孔的一部分区域内露出漏电极的边缘，形成了像素电极接触部。此时，在公共线上残留栅绝缘层。
步骤105，没有掩模板遮挡的前提下，从基板的反面曝光和显影光刻胶4，进一步去除位于像素区域内的光刻胶。
步骤106，经过步骤105的基板表面沉积像素电极透明导电层5，然后剥离残留的光刻胶4。此时，位于光刻胶上面的像素电极透明导电层5同时被去掉，形成了通过像素电极接触部与漏电极电连接的像素电极。
实施例一的阵列基板制造方法，在形成过孔和像素电极时，通过用一个单调掩模板进行双面曝光的方法和剥离工艺，形成了过孔和像素电极，从而用一个单调掩模板替代了一个双调掩模板，从而有效地降低了液晶显示装置的阵列基板的制造成本。并且，相比现有制造方法，实施例一的阵列基板制造方法减少了一次灰化工艺，从而有效地简化了阵列基板的制造工艺，并提高了生产效率。
在实施例一中，形成栅线、公共线、硅岛、源/漏电极和薄膜晶体管沟道时(步骤101和步骤102)，可以通过2次构图工艺、3次构图工艺或者通过更多次构图工艺来实现。并且此部分为现有技术部分，因此在这里不在对此进行赘述。
在实施例一的步骤103中沉积钝化层具体为：沉积SiNx、SiOx或SiOxNy的单层结构，或者沉积SiNx、SiOx和SiOxNy任意组合所构成的复合层结构。
在实施例一的步骤106中沉积像素电极透明导电层具体为：沉积氧化铟锡层或沉积氧化铟锌层。
实施例二
图3a为本发明实施例二中经过步骤201后的基板截面示意图。图3b为本发明实施例二中经过步骤202后的基板截面示意图。图3c为本发明实施例二中经过步骤203后的基板截面示意图。图3d为本发明实施例二中经过步骤204后的基板截面示意图。图3e为本发明实施例二中经过步骤205后的基板截面示意图。图3f为本发明实施例二中经过步骤206后的基板截面示意图。图3g为本发明实施例二中经过步骤207后的基板截面示意图。
如图3a～图3g所示，本发明实施例二的液晶显示装置的阵列基板的制造方法包括：
步骤201，在干净的基板表面沉积栅金属层1，并且均匀地涂覆光刻胶。然后用一个单调掩模板对光刻胶进行曝光和显影，在栅线和公共线上残留光刻胶。然后对未被光刻胶覆盖的栅金属层1进行蚀刻，并形成栅线和公共线，最后去除残留的光刻胶。
步骤202，经过步骤201的基板表面依次沉积栅绝缘层、半导体层、掺杂半导体层、源/漏电极金属层2，并且均匀地涂覆光刻胶。然后用一个双调掩模板对光刻胶进行曝光和显影，在硅岛、源/漏电极和数据线上残留光刻胶。此时，位于硅岛的薄膜晶体管沟道区域的光刻胶比较薄。然后对未被光刻胶覆盖的源/漏电极金属层2、掺杂半导体层和半导体层进行蚀刻，形成硅岛和数据线。然后对光刻胶进行灰化，进一步露出薄膜晶体管沟道区域的源/漏电极金属层2，并且对源/漏电极金属层2、掺杂半导体层和部分半导体层进行蚀刻，形成薄膜晶体管沟道，最后去除残留的光刻胶。
步骤203，在经过步骤202的基板表面均匀地涂覆光刻胶4，并用一个单调掩模板从基板的正面曝光位于过孔区域的光刻胶4和位于像素区域内公共线上的光刻胶4。
步骤204，在没有掩模板遮挡的前提下，从基板的反面曝光光刻胶4。此时，包括位于漏电极的边缘的光刻胶4和位于像素区域的所有光刻胶4被曝光。
步骤205，在经过步骤204的基板表面，对光刻胶进行显影，去除位于漏电极的边缘的光刻胶4和位于像素区域的光刻胶，并且在漏电极的边缘和像素区域露出钝化层3。
步骤206，在经过步骤205的基板上，对未被光刻胶覆盖的钝化层进行蚀刻，露出漏电极的边缘，形成像素电极接触部，并且在像素区域露出栅绝缘层。
步骤207，经过步骤206的基板表面沉积像素电极透明导电层5，然后剥离残留的光刻胶4。此时，位于光刻胶上面的像素电极透明导电层5同时被去掉，形成了通过像素电极接触部与漏电极电连接的像素电极。
实施例二的阵列基板制造方法，在像素区域去除了钝化层，因此相比实施例一的阵列基板制造方法，具有更平坦的像素区域，因此在后续的摩擦取向膜的工艺中有利于减少摩擦不良。
在实施例二中，形成栅线、公共线、硅岛、源/漏电极和薄膜晶体管沟道时(步骤201和步骤202)，可以通过2次构图工艺、3次构图工艺或者通过更多次构图工艺来实现。并且此部分为现有技术部分，因此在这里不在对此进行赘述。
在实施例二的步骤203中沉积钝化层具体为：沉积SiNx、SiOx或SiOxNy的单层结构，或者沉积SiNx、SiOx和SiOxNy任意组合所构成的复合层结构。
在实施例二的步骤207中沉积像素电极透明导电层具体为：沉积氧化铟锡层或沉积氧化铟锌层。
实施例三
图4a为本发明实施例三中经过步骤301后的基板截面示意图。图4b为本发明实施例三中经过步骤302后的基板截面示意图。图4c为本发明实施例三中经过步骤305后的基板截面示意图。图4d为本发明实施例三中经过步骤306后的基板截面示意图。图4e为本发明实施例三中经过步骤307后的基板截面示意图。图4f为本发明实施例三中经过步骤308后的基板截面示意图。
如图4a～图4f所示，本发明实施例三的液晶显示装置的基板的制造方法包括：
步骤301，在干净的基板表面沉积栅金属层1，并且均匀地涂覆光刻胶。然后用一个单调掩模板对光刻胶进行曝光和显影，在栅线和公共线上残留光刻胶。然后对未被光刻胶覆盖的栅金属层1进行蚀刻，并形成栅线和公共线，最后去除残留的光刻胶。
步骤302，经过步骤301的基板表面依次沉积栅绝缘层、半导体层、掺杂半导体层、源/漏电极金属层2，并且均匀地涂覆光刻胶。然后用一个双调掩模板对光刻胶进行曝光和显影，在硅岛、源/漏电极和数据线上残留光刻胶。此时，位于硅岛的薄膜晶体管沟道区域的光刻胶比较薄。然后对未被光刻胶覆盖的源/漏电极金属层2、掺杂半导体层和半导体层进行蚀刻，形成硅岛和数据线。然后对光刻胶进行灰化，进一步露出薄膜晶体管沟道区域的源/漏电极金属层2，并且对源/漏电极金属层2、掺杂半导体层和部分半导体层进行蚀刻，形成薄膜晶体管沟道，最后去除残留的光刻胶。
步骤303，在经过步骤302的基板表面均匀地涂覆光刻胶4，并用一个单调掩模板从基板的正面，完全曝光位于过孔区域的光刻胶4和位于像素区域内公共线上的光刻胶4。
步骤304，在没有掩模板遮挡的前提下，从基板的反面，适当减小用于曝光的光源的光强，部分曝光位于像素区域的光刻胶4。
步骤305，在经过步骤304的基板表面，对光刻胶进行显影，去除位于过孔区域的光刻胶4和位于像素区域内公共线上的光刻胶4，并且在过孔区域和像素区域内的公共线上露出钝化层3。并且，一部分过孔区域与像素电极接触部完全重叠。此时，在像素区域残留的光刻胶比较薄，而在栅线、数据线和薄膜晶体管上残留的光刻胶比较厚。
步骤306，在经过步骤305的基板上，对未被光刻胶覆盖的钝化层进行蚀刻，在过孔的一部分区域内露出漏电极的边缘，形成像素电极接触部。此时，在公共线上残留栅绝缘层。
步骤307，在经过步骤306的基板上，对光刻胶进行灰化，进一步露出位于像素区域的钝化层，而在栅线、数据线和薄膜晶体管上依然残留光刻胶4。
步骤308，在经过步骤307的基板表面沉积像素电极透明导电层5，然后剥离残留的光刻胶4。此时，位于光刻胶上面的像素电极透明导电层5同时被去掉，形成了通过像素电极接触部与漏电极电连接的像素电极。
实施例三的液晶显示装置的阵列基板制造方法，通过正面完全曝光形成了采用一个双调掩模板时能够形成的透射区域和非透射区域，通过反面部分曝光形成了采用一个双调掩模板时能够形成的半透射区域，从而通过双面曝光的方法，用一个单调掩模板代替了一个双调掩模板，并且通过降低掩模板的成本(双调掩模板的价格相比单调掩模板的价格非常贵)，降低了液晶显示装置的阵列基板的制造成本。
在实施例三中，形成栅线、公共线、硅岛、源/漏电极和薄膜晶体管沟道时(步骤301和步骤302)，可以通过2次构图工艺、3次构图工艺或者通过更多次构图工艺来实现。并且此部分为现有技术部分，因此在这里不在对此进行赘述。
在实施例三的步骤303中沉积钝化层具体为：沉积SiNx、SiOx或SiOxNy的单层结构，或者沉积SiNx、SiOx和SiOxNy任意组合所构成的复合层结构。
在实施例三的步骤308中沉积像素电极透明导电层具体为：沉积氧化铟锡层或沉积氧化铟锌层。
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 (10)
1、一种液晶显示装置的阵列基板制造方法，其特征在于，包括：
步骤1，在基板正面上形成栅线和公共线；
步骤2，在完成步骤1的基板上形成硅岛、源电极、漏电极和薄膜晶体管沟道；
步骤3，在完成步骤2的基板上沉积钝化层；
步骤4，在完成步骤3的基板上涂覆光刻胶；
步骤5，通过在所述基板的正面采用单调掩模板进行曝光、在所述基板的反面进行曝光、以及显影和蚀刻，在漏电极的边缘区域蚀刻掉钝化层，并露出作为像素电极接触部的部分漏电极表面；
步骤6，在完成步骤5的基板上沉积像素电极透明导电层；
步骤7，剥离所述光刻胶，在像素区域形成像素电极图形，所述像素电极通过所述像素电极接触部与漏电极连接。
2、根据权利要求1所述的液晶显示装置的阵列基板制造方法，其特征在于，所述步骤5具体为：
步骤101，用一个单调掩模板从所述阵列基板的正面对所述光刻胶进行曝光和显影，去除位于过孔区域的所述光刻胶，一部分过孔区域与所述像素电极接触部重叠；
步骤102，对所述钝化层进行蚀刻，在源漏电极的边缘形成过孔，并且在所述一部分过孔区域露出所述像素电极接触部；
步骤103，从所述阵列基板的反面对所述光刻胶进行曝光和显影，去除位于像素区域的光刻胶。
3、根据权利要求2所述的液晶显示装置的阵列基板制造方法，其特征在于，在所述步骤101中，用一个单调掩模板从所述阵列基板的正面对所述光刻胶进行曝光和显影，去除位于像素区域内的所述公共线上的所述光刻胶。
4、根据权利要求1所述的液晶显示装置的阵列基板制造方法，其特征在于，所述步骤5具体为：
步骤201，用一个单调掩模板从所述阵列基板的正面对位于过孔区域的光刻胶进行曝光，一部分过孔区域与所述像素电极接触部重叠；
步骤202，从所述阵列基板的反面对所述光刻胶进行曝光和显影，去除位于过孔区域和位于像素区域的光刻胶；
步骤203，对所述钝化层进行蚀刻，在源漏电极的边缘形成像素电极接触部。
5、根据权利要求4所述的液晶显示装置的阵列基板制造方法，其特征在于，在所述步骤201中，用一个单调掩模板从所述阵列基板的正面对位于像素区域内的所述公共线上的光刻胶进行曝光。
6、根据权利要求1所述的液晶显示装置的阵列基板制造方法，其特征在于，所述步骤5具体为：
步骤301，用一个单调掩模板从所述阵列基板的正面对位于过孔区域的光刻胶进行完全曝光，一部分过孔区域与所述像素电极接触部重叠；
步骤302，从所述阵列基板的反面对所述光刻胶进行部分曝光和显影，去除位于过孔区域的光刻胶，像素区域的光刻胶比其他区域的光刻胶薄；
步骤303，对所述钝化层进行蚀刻，在源漏电极的边缘形成像素电极接触部。
7、根据权利要求6所述的液晶显示装置的阵列基板制造方法，其特征在于，所述步骤5还包括：
步骤304，在经过步骤303的基板上，对所述光刻胶进行灰化，露出位于像素区域的所述钝化层。
8、根据权利要求6所述的液晶显示装置的阵列基板制造方法，其特征在于，所述步骤301中，用一个单调掩模板从所述阵列基板的正面对位于像素区域内的所述公共线上的光刻胶进行完全曝光。
9、根据权利要求1～8任一所述的液晶显示装置的阵列基板制造方法，其特征在于，沉积像素电极透明导电层具体为：沉积氧化铟锡层或沉积氧化铟锌层。
10、根据权利要求1～8任一所述的液晶显示装置的阵列基板制造方法，其特征在于，所述沉积钝化层具体为：沉积SiNx、SiOx或SiOxNy的单层结构，或者沉积SiNx、SiOx和SiOxNy任意组合所构成的复合层结构。
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