CN102629582A

CN102629582A - Tft阵列基板的制造方法、tft阵列基板及显示器件

Info

Publication number: CN102629582A
Application number: CN2011103191609A
Authority: CN
Inventors: 刘翔; 贾勇; 薛建设
Original assignee: BOE Technology Group Co Ltd
Current assignee: BOE Technology Group Co Ltd
Priority date: 2011-10-19
Filing date: 2011-10-19
Publication date: 2012-08-08
Anticipated expiration: 2031-10-19
Also published as: CN102629582B

Abstract

本发明提供一种TFT阵列基板的制造方法、TFT阵列基板及显示器件，该制造方法包括：步骤1、在基板上沉积栅金属层，在栅金属层上通过光刻工艺形成栅电极和栅极扫描线；步骤2、在经过步骤1处理的基板上，依次沉积栅极绝缘层和半导体层；步骤3、在经过步骤2处理的基板上，沉积像素电极导电层、源电极层和漏电极层，在源电极层、漏电极层和像素电极导电层上分别通过光刻工艺形成源电极、漏电极、数据扫描线和像素电极；步骤4、在经过步骤3处理的基板上，通过光刻工艺分别形成R像素、B像素和G像素。通过光刻工艺将R像素、G像素、B像素直接设置在TFT阵列基板上，可有效提高TFT-LCD的开口率，增加TFT-LCD的亮度。

Description

TFT阵列基板的制造方法、TFT阵列基板及显示器件

技术领域

本发明涉及显示器制造技术领域，尤其涉及一种TFT(薄膜晶体管)阵列基板的制造方法、TFT阵列基板及显示器件。

背景技术

薄膜晶体管显示器件(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，简称TFT-LCD)具有体积小、功耗低、无辐射等特点，近年来得到了迅速地发展。

TFT-LCD包括：液晶面板(LCD panel)、驱动电路以及背光源，其中液晶面板是TFT-LCD中最重要的部分，它是在两块玻璃基板之间注入液晶，四周用封框胶封上，在两块玻璃基板上分别贴敷偏振方向相互垂直的偏振片构成。其中上面的玻璃基板是彩色滤光片(Color Filter，CF)，由红、绿、蓝(R、G、B)三原色滤光片构成像素，并在彩色滤色片上镀上透明的共用电极，下面的玻璃基板为TFT阵列基板，上面镀有大量矩阵式排列的薄膜晶体管以及一些周边电路。开口率是每个像素可透光的有效区域除以像素的总面积，开口率越高，整体画面越亮。

目前，现有TFT-LCD的制造方式是将红、绿、蓝三像素和遮光层加工在彩色滤光片上，然后通过对盒工艺，把TFT阵列基板和彩色滤光片结合到一起。然而由于对盒精度不高，而造成为了防止漏光一般把遮光层做的很大，从而大大降低了TFT-LCD的开口率，从而影响了TFT-LCD的亮度。

发明内容

为了达到上述目的，本发明的目的是提供一种TFT阵列基板的制造方法、TFT阵列基板及显示器件，通过光刻工艺将R像素、G像素、B像素直接设置在TFT阵列基板上，可有效提高TFT-LCD的开口率，增加TFT-LCD的亮度。

为了达到上述目的，本发明提供一种TFT阵列基板的制造方法，包括：

步骤1、在基板上沉积栅金属层，在所述栅金属层上通过光刻工艺形成栅电极和栅极扫描线；

步骤2、在经过所述步骤1处理的所述基板上，依次沉积栅极绝缘层和半导体层，所述半导体层通过光刻工艺形成半导体层图案；

步骤3、在经过所述步骤2处理的所述基板上，沉积像素电极导电层、源电极层和漏电极层，在所述源电极层、所述漏电极层和所述像素电极导电层上分别通过光刻工艺形成源电极、漏电极、数据扫描线和像素电极；

步骤4、在经过所述步骤3处理的所述基板上，通过光刻工艺分别形成R像素、B像素和G像素。

优选地，所述方法还包括：

步骤5、在经过所述步骤4处理的所述基板上，涂敷一平坦层，在漏光区域或要覆盖黑矩阵的区域所处的平坦层上，通过光刻工艺形成反射区域；

步骤6、在所述反射区域上，沉积用于反射光线的反射层，通过光刻工艺形成反光区。

优选地，所述反射区域的形状为波浪形。

优选地，所述反射层的材料包括：铬、铝、银中的任意一种或几种金属。

优选地，在所述步骤3之后，所述步骤4之前，所述方法还包括：

在经过所述步骤3处理的所述基板上，沉积保护层，所述保护层用于在后续进行R像素、B像素和G像素的光刻工艺时，防止所述源电极和所述漏电极之间的沟道部被破坏。

优选地，所述保护层的材料为氧化物、氮化物或者氧氮化合物。

优选地，所述栅金属层的材料包括：铬、钨、铜、钛、钽、钼中的任意一种或几种金属。

优选地，所述栅极绝缘层的材料为氧化物、氮化物或者氧氮化合物。

优选地，所述半导体层包括：硅基薄膜层和欧姆接触层。

本发明还提供一种TFT阵列基板，包括：

一基板；

一栅金属层，设置在所述基板上，所述栅金属层包括：栅电极和栅极扫描线，所述栅极和栅极扫描线连接成一体；

一栅极绝缘层、半导体层，依次层叠设置在所述栅金属层上，所述半导体层及位于所述栅电极上方的栅绝缘层刻蚀为一凸台；

一电极层，所述电极层包括：源电极、漏电极和像素电极，所述像素电极设置在栅绝缘层上，所述源电极和所述漏电极设置在所述栅绝缘层上，所述源电极和漏电极由开设在所述凸台上的沟道部隔离；

一像素层，配置在所述像素电极上，所述像素层包括：R像素、B像素和G像素。

优选地，所述TFT阵列基板还包括：

一平坦层，设置在所述像素层上，在漏光区域或要覆盖黑矩阵的区域所处的平坦层上通过光刻工艺形成反射区域；

一用于反射光线的反射层，设置在所述反射区域上。

优选地，所述反射区域的形状为波浪形。

本发明还提供一种显示器件，包括：TFT阵列基板，所述TFT阵列基板采用如上所述的TFT阵列基板。

本发明还提供一种TFT阵列基板的制造方法，包括：

在基板上通过光刻工艺加工形成R像素、B像素和G像素；

在形成有R像素、B像素和G像素的基板上通过光刻工艺形成源电极、漏电极、数据扫描线和像素电极；

在经过上述步骤处理的基板上，在漏光区域或者要覆盖黑矩阵的区域，通过光刻工艺形成反射区域。

本发明还提供一种TFT阵列基板，采用如上所述的制造方法制备得到。

由上述技术方案可知，本发明具有如下有益效果：通过光刻工艺将R像素、G像素和B像素直接设置在TFT阵列基板上，由于光刻工艺的精度一般在5um左右，远大于对盒的精度(对盒精度一般在3mm)，有效提高TFT-LCD的开口率。而且，将原TFT-LCD的漏光区域设计成光的反射区域，不但省去了遮光层，还可以充分利用外界的光线，提高TFT-LCD在外界高亮度环境中的对比度。

附图说明

图1为本发明的实施例中TFT阵列基板的制造方法流程图；

图2为本发明的实施例中TFT阵列基板在形成反射区域前的平面图；

图3为本发明的实施例中TFT阵列基板制造方法完成第一次光刻工艺后的平面图；

图4为本发明的实施例中TFT阵列基板制造方法完成第一次光刻工艺后沿A-A方向的示意图；

图5为本发明的实施例中TFT阵列基板制造方法完成第二次光刻工艺后的平面图；

图6为本发明的实施例中TFT阵列基板制造方法完成第二次光刻工艺后沿A-A方向的示意图；

图7为本发明的实施例中TFT阵列基板制造方法完成第三次光刻工艺后的平面图；

图8为本发明的实施例中TFT阵列基板制造方法完成第三次光刻工艺后沿A-A方向的示意图；

图9为本发明的实施例中TFT阵列基板制造方法完成第四次光刻工艺后的平面图；

图10为本发明的实施例中TFT阵列基板制造方法完成第四次光刻工艺后沿A-A方向的示意图；

图11为本发明的实施例中TFT阵列基板制造方法完成第五次光刻工艺后的平面图；

图12为本发明的实施例中TFT阵列基板制造方法完成第五次光刻工艺后沿A-A方向的示意图；

图13为本发明的实施例中TFT阵列基板制造方法完成第六次光刻工艺后的平面图；

图14为本发明的实施例中TFT阵列基板制造方法完成第六次光刻工艺后沿A-A方向的示意图。

具体实施方式

为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明实施例做进一步详细地说明。在此，本发明的示意性实施例及说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1所示，为本发明的实施例中TFT阵列基板的制造方法流程图，具体步骤如下：

步骤101、在基板上沉积栅金属层，该栅金属层通过光刻工艺形成栅极和栅极扫描线；

在本实施例中，首先在基板上采用溅射或热蒸发的方法沉积栅金属层，该栅金属层的材料包括：铬(Cr)、钨(W)、铜(Cu)、钛(Ti)、钽(Ta)、钼(Mo)中的任意一种或几种金属，然后通过一次光刻工艺形成栅极和栅极扫描线。

步骤102、在经过步骤1处理的基板上，依次沉积栅极绝缘层和半导体层，在半导体层上通过光刻工艺形成半导体层图案；

在本实施例中，可通过PECVD(等离子增强的化学蒸发沉积)方法依次沉积栅极绝缘层和半导体层，该栅极绝缘层可选用氧化物、氮化物或者氧氮化合物，对应的反应气体可以为SiH₄(硅烷)，NH₃(氨气)，N₂(氮气)或SiH₂Cl₂(二氯硅烷)，NH₃，N₂。

上述半导体层分为两层，下面的一层为a-Si:H(硅基薄膜)层，上面的一层为欧姆接触层，a-Si:H层对应的反应气体可以是SiH₄，H₂(氢气)或SiH₂Cl₂，H₂，欧姆接触层对应的气体是SiH₄，PH₃，H₂或SiH₂Cl₂，PH₃。在该半导体层上可通过一次光刻形成半导体层图案。

步骤103、在经过步骤102处理的基板上，沉积像素电极导电层、源漏电极层，在源漏电极层和像素电极导电层上分别通过光刻工艺形成源电极、漏电极、数据扫描线和像素电极；

在本实施例中，像素电极导电层一般为ITO(氧化铟锡)，也可以是其它的金属及金属氧化物；

在本实施例中，源电极和漏电极的材料可以选用Cr、W、Ti、Ta、Mo、Al、Cu等金属中的任意一种或多种。

步骤104、在经过步骤103处理的基板上，沉积保护层，该保护层用于在后续进行R像素、B像素和G像素的光刻工艺时，防止破坏源电极和漏电极之间的沟道部。

在本实施例中，步骤104中可采用PECVD方法沉积保护层。

步骤105、在经过步骤104处理的基板上，通过光刻工艺分别形成R像素、B像素和G像素。

通过光刻工艺将R像素、G像素、B像素直接设置在TFT阵列基板上，由于光刻工艺的精度一般在5um左右，远大于对盒的精度(对盒精度一般在3mm)，从而可以大幅度提高TFT-LCD的开口率。

当然可以理解的是，在本实施例中并不具体限定步骤101～105执行的先后顺序，上述制作顺序可以进行调整。

步骤106、在经过步骤105处理的基板上，涂敷一平坦层，在漏光区域或要覆盖黑矩阵的区域所处的平坦层上，通过光刻工艺形成反射区域；

步骤107、在反射区域上，沉积用于反射光线的反射层，通过光刻工艺形成反光区。

在本实施例中，将漏光区域设计成光的反射区域，不但省去了遮光层，还可以充分利用外界的光线，提高TFT-LCD在外界高亮度环境中的对比度。

下面结合图2～图12来详细介绍TFT阵列基板的制造方法。图2～12中附图标记说明：1基板，2栅电极，3栅极绝缘层，4半导体层，5像素电极，6源电极，7漏电极，8保护层，9R像素，10G像素，11平坦层，12反射层，13栅极扫描线，14数据扫描线。其中图2为本发明的实施例中TFT阵列基板在形成反射区域前的平面图，由该图可知图4、6、8、10和12中的A-A的示意方向。

在本实施例中，TFT阵列基板的制造方法的流程包括如下步骤：

步骤201、在基板1(例如透明玻璃基板或者石英)上，采用溅射或热蒸发的方法依次沉积上厚度为

(埃)的栅金属层，在该栅金属层上通过光刻工艺(第一次光刻工艺)形成栅极2和栅极扫描线13

在本实施例中，栅金属层的材料可以选用Cr、W、Cu、Ti、Ta、Mo等中的任意一种或几种。

在本实施例中，栅极扫描线13和栅极2的平面图和截面图分别如图3、图4所示。

步骤202、在完成步骤201的基板1上通过PECVD(等离子体增强化学气相沉积)法，依次沉积厚度为

的绝缘层3和厚度为

的半导体层4，通过光刻工艺(第二次光刻工艺)形成半导体层图案。

在本实施例中，绝缘层3可以选用氧化物、氮化物或者氧氮化合物，在采用PECVD法时，对应的反应气体可以为SiH₄，NH₃，N₂或SiH₂Cl₂，NH₃，N₂；

上述半导体层4可分为两层，其中下面一层为a-Si:H层，上面一层为欧姆接触层，a-Si:H层对应的反应气体可以是SiH₄，H₂或SiH₂Cl₂，H₂，欧姆接触层对应的反应气体是SiH₄，PH₃，H₂或SiH₂Cl₂，PH₃。

在本实施例中，通过光刻工艺形成半导体层图案的平面图和截面图分别如图5和图6所示。

步骤203、在完成步骤202的基板1上通过溅射或热蒸发的方法，沉积厚度约为

的像素电极导电层15和厚度约为源/漏电极层，通过光刻工艺(第三次光刻工艺)形成源电极6，漏电极7，数据扫描线14以及像素电极5。

在本实施例中，像素电极导电层15的材料一般为ITO，也可以是其它的金属及金属氧化物；

在本实施例中，源/漏电极的材料可以选用Cr、W、Ti、Ta、Mo、Al、Cu等金属中的任意一种或几种。

在本实施例中，通过一次灰色调或者半色调掩模板曝光显影和多部刻蚀工艺之后，形成源电极6，漏电极7，数据扫描线14以及像素电极5，其平面图和截面图分别如图7和图8所示。

步骤204、在完成步骤203的基板1上，通过PECVD方法连续沉积厚度为

的保护层8，然后通过光刻工艺(第四次光刻工艺)分别形成R像素9，B像素10，和G像素。

在本实施例中，保护层8可以选用氧化物、氮化物或者氧氮化合物，在采用PECVD方法时，可采用的反应气体可以为SiH₄，NH₃，N₂或SiH₂Cl₂，NH₃，N₂，该保护层8可以保护后续形成R像素9、B像素10、G像素时，防止对沟道破坏。

通过三次光刻工艺分别形成的R像素9，B像素10，和G像素，其平面图和截面图分别如图9和图10所示。

步骤205、在完成步骤204的基板1上，通过一次旋涂的方式涂敷一层

的平坦层11，通过光刻工艺(第五次光刻工艺)形成反射区域，该反射区域形成波浪形的图案的。

在本实施例中，该平坦层11不仅具有很好的绝缘性、透光性还具有很好的感光性，通过控制曝光量，曝光显影后，可在反射区域形成波浪形的图案，其平面图和截面图分别如图11和图12所示。

步骤206、在完成步骤205的基板1上，在反射区域通过溅射或热蒸发的方法沉积上厚度约为

的反射层12，通过光刻工艺形成反光区。

在本实施例中，反射层12的材料可以是选用Cr、Al、Ag等金属，也可选用其他反射系数的金属或者合金，反光区的平面图和截面图分别如图13和图14所示。

在本实施例中，反光区不但可以起到遮光层作用，还可以充分利用外界的光线，提高TFT-LCD在外界高亮度环境中的对比度。

由上述技术方案可知，本发明具有如下有益效果：通过光刻工艺将R像素、G像素和B像素直接设置在TFT阵列基板上，由于光刻工艺的精度一般在5um左右，远大于对盒的精度(对盒精度一般在3mm)，可以大幅度提高TFT-LCD的开口率。而且，在漏光区域设计成光的反射区域，不但省去了遮光层，还可以充分利用外界的光线，提高TFT-LCD在外界高亮度环境中的对比度。

在本发明的实施例中还提供了一种通过上述制造方法制造的TFT阵列基板，该TFT阵列基板，包括：

一基板；

在本发明的另一实施例中，所述TFT阵列基板还包括：

一用于反射光线的反射层，设置在所述反射区域上。

在本发明的另一实施例中，所述反射区域的形状为波浪形。

在本发明的实施例中还提供了一种显示器件，包括：TFT阵列基板，TFT阵列基板包括：

一基板；

在上述实施例中详细说明了先制作好薄膜晶体管(包括栅极、半导体层、源极和漏极)及像素电极，再制作R像素、B像素和G像素和反射区域的方案。当然可以理解的是，上述制作顺序可以做很多改变，比如R像素、B像素和G像素可以直接形成在基板上，然后制作TFT和像素电极，最后制作反射区域。其中制作TFT和像素电极的顺序也可以调换，比如制作顶栅型的TFT，或最先制作像素电极等，总之通过构图工艺的减少、增加或者膜层顺序的变化，只要可以做出正常驱动的TFT，并将R像素、B像素和G像素直接设置在TFT阵列基板上即可，进一步的，可以将原TFT-LCD的漏光区域设计成光的反射区域都是本发明的保护范围。

在本发明的另一实施例中还提供一种TFT阵列基板的制造方法，包括：

在基板上通过光刻工艺加工形成R像素、B像素和G像素；

在经过上述步骤处理的基板上，在源电极和漏电极所处的区域，通过光刻工艺形成反射区域。

本发明实施例还提供了一种显示器件，包括液晶面板、液晶电视、液晶显示器、手机、电子纸、数码相框等等，其包括本发明上述实施例中提供的阵列基板。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种TFT阵列基板的制造方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述方法还包括：

3.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述反射区域的形状为波浪形。

4.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述反射层的材料包括：铬、铝、银中的任意一种或几种金属。

5.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，在所述步骤3之后，所述步骤4之前，所述方法还包括：

6.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，所述保护层的材料为氧化物、氮化物或者氧氮化合物。

7.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述栅金属层的材料包括：铬、钨、铜、钛、钽、钼中的任意一种或几种金属。

8.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述栅极绝缘层的材料为氧化物、氮化物或者氧氮化合物。

9.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述半导体层包括：硅基薄膜层和欧姆接触层。

10.一种TFT阵列基板，其特征在于，包括：

一基板；

11.根据权利要求10所述的TFT阵列基板，其特征在于，所述TFT阵列基板还包括：

一用于反射光线的反射层，设置在所述反射区域上。

12.根据权利要求11所述的TFT阵列基板，其特征在于，所述反射区域的形状为波浪形。

13.一种显示器件，包括：TFT阵列基板，其特征在于，所述TFT阵列基板采用权利要求10～12任一所述的TFT阵列基板。

14.一种TFT阵列基板的制造方法，其特征在于，包括：

在基板上通过光刻工艺加工形成R像素、B像素和G像素；

15.一种TFT阵列基板，其特征在于，采用如权利要求14所述的制造方法制造。