CN102629583B - 阵列基板制作方法、阵列基板及液晶显示器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阵列基板制作方法、阵列基板及液晶显示器，用以提高TFT-LCD的画面质量。该方法包括：形成至少包含有栅极、栅绝缘层、有源层、源漏电极和像素电极的基板；在所述基板上形成平坦层；在所述平坦层上形成凹槽；以及，在所述凹槽内设置第一支撑物。
Description
技术领域
本发明涉及液晶显示器技术领域，特别涉及一种阵列基板制作方法、阵列基板及液晶显示器。
背景技术
近年来，随着科学技术的进步，数字化电视开始走进日常生活中。薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，TFT-LCD)以其体积小，功耗低，无辐射等优点成为了目前的主导产品。
TFT-LCD是由阵列基板和彩膜基板对盒后形成的，这样，TFT-LC显示屏形成几十万到上百万的像素阵列，每个像素通过TFT的控制来显示图像。
目前，TFT-LCD阵列基板是通过多次构图工艺来完成，每一次构图工艺中又分别包括：掩膜、曝光、显影、刻蚀和剥离等工艺，其中，刻蚀工艺包括干法刻蚀和湿法刻蚀，所以构图工艺的次数是衡量制作TFT-LCD阵列基板的繁简程度的标准，减少构图工艺的次数就意味着制作成本的降低。现有的TFT-LCD阵列基板的TFT位置的剖面如图1所示，包括：玻璃基板(Glass)1、栅极层(Gate)2、栅极绝缘层(SiNx)3、有源层(a-Si，n+a-Si)4、像素电极层(1st ITO)5、源漏电极层(S/D)6、钝化层(PVX)7，以及公共电极层(2ndITO)8。其中，
一般可通过四次、五次或六次构图工艺来完成TFT-LCD阵列基板的制作，其中，1+5次构图工艺形成TFT-LCD阵列基板的具体过程包括：在玻璃基板上沉积栅金属，通过第一次构图工艺形成栅极层；然后，连续沉积栅极绝缘层和有源层，通过第二次构图工艺形成有源层；沉积透明导电层ITO，通过第三次构图工艺形成像素电极层；沉积源漏金属层，通过第四次构图工艺，形成源漏电极层；继续沉积钝化层，通过第五次构图工艺形成钝化层以及过孔；沉积透明导电层，通过第六次构图工艺形成公共电极层。从而形成了TFT-LCD阵列基板。
形成阵列基板后，进行摩擦(Rubbing)处理，并在阵列基板上设置支撑物。一般支撑物位于非显示区域。设置支撑物后，将阵列基板和彩膜基板对盒，形成TFT-LCD。
由于TFT-LCD阵列基板中各层图形不尽相同，这样形成的阵列基板存在段差，因此，进行Rubbing处理时，会经常存在摩擦纹路(rubbing mura)不良。并且，由于阵列基板存在段差，TFT-LCD中的支撑物会发生位置移动，可能会移动到显示区域，从而，TFT-LCD上出现亮点或暗点。
可见，由于TFT-LCD阵列基板存在段差，易造成TFT-LCD画面质量的不良。
发明内容
本发明实施例提供一种阵列基板制作方法、阵列基板及液晶显示器，用以提高TFT-LCD的画面质量。
本发明实施例提供一种阵列基板的制作方法，包括：
形成至少包含有栅极、栅绝缘层、有源层、源漏电极和像素电极的基板；
在所述基板上形成平坦层；
在所述平坦层的上表面，涂覆光刻胶；
通过掩膜板对所述光刻胶进行曝光处理；
通过显影和刻蚀处理，在与薄膜晶体管TFT对应的位置上形成凹槽，其中所述掩膜板与形成所述有源层所使用的掩膜板相同；以及，
在所述凹槽内设置第一支撑物。
另外，在所述平坦层上，与所述基板的至少一条栅极线对应的位置上设置第二支撑物。
本发明实施例提供一种阵列基板，包括：至少含有栅极、栅绝缘层、有源层、源漏电极和像素电极的基板，平坦层，以及第一支撑物，其中，
所述平坦层覆盖在所述基板之上；
所述平坦层上，与所述基板的至少一个薄膜晶体管TFT对应的位置有凹槽，以及所述凹槽内设置有第一支撑物。
另外，所述平坦层上，与所述基板的至少一条栅极线对应的位置上设置有第二支撑物。
本发明实施例提供一种薄膜晶体管液晶显示器，包括上述的阵列基板。
本发明实施例中，在形成了至少含有栅极、栅绝缘层、有源层、源漏电极和像素电极的基板上形成平坦层，在该平坦层上形成凹槽，以及在凹槽内设置第一支撑物。这样，消除了阵列基板上的段差，从而，减少了rubbing mura不良几率，并且平坦层上有凹槽，可以减少支撑物移动的几率，提高了TFT-LCD画面质量。并且，在平坦层上，形成设置支撑物的凹槽时，可采用单独形成阵列基板有源层的构图工艺中的掩膜板，这样，没有额外增加掩膜板的数量，简化了工艺流程，并且也降低了制作成本。
附图说明
图1为现有技术中阵列基板的TFT位置的剖面图；
图2为本发明实施例中TFT-LCD制作的流程图；
图3为本发明实施例中在覆盖保护层的阵列基板上形成凹槽的流程图；
图4为本发明实施例中阵列基板的TFT位置的剖面图；
图5为本发明实施例中TFT-LCD的剖面图。
具体实施方式
本发明实施例中，形成至少包含有栅极、栅绝缘层、有源层、源漏电极和像素电极的基板后，在该基板上覆盖平坦层，其中，该平坦层的上表面为平面，然后，在平坦层上形成凹槽，并在凹槽内设置第一支撑物，这样，形成了阵列基板，并将该阵列基板与彩膜基板对盒，形成薄膜晶体管液晶显示器。这样，由于平坦层的上表面为平面，消除了阵列基板因各层图形不尽相同导致的段差，减少了因段差产生的rubbing mura不良几率，并且平坦层上有凹槽，可以减少支撑物移动的几率，提高了TFT-LCD画面质量。
参见图2，TFT-LCD制作的过程包括：
步骤201：形成至少包含有栅极、栅绝缘层、有源层、源漏电极和像素电极的基板。
这里，基板可以包括公共电极，也可以不包括公共电极。并且，可采用现有技术的多次构图工艺形成基板。例如：通过四次、五次或六次构图工艺来完成基板。当然，构图工艺分别包括：掩膜、曝光、显影、刻蚀和剥离等工艺。
其中，通过1+4次构图工艺完成包括公共电极的基板的制造过程包括：通过第一次构图工艺形成栅极层；通过第二次构图工艺形成有源层以及源漏电极层；通过第三次构图工艺形成像素电极层；通过第四次构图工艺形成钝化层以及过孔，以及通过第五次构图工艺形成公共电极层。
而通过1+5次构图工艺完成包括公共电极的基板的过程包括：通过第一次构图工艺形成栅极层；通过第二次构图工艺单独形成有源层；通过第三次构图工艺形成像素电极层；通过第四次构图工艺形成源漏电极层；通过第五次构图工艺形成钝化层以及过孔；以及通过第六次构图工艺形成公共电极层。
其他的通过多次构图工艺形成基板的过程就不再类举了。现有技术中形成基板的工艺都适用于此。
不管上述通过几次构图工艺形成基板，形成的基板因各层图形不尽相同存在段差。
步骤202：在形成的基板上以绝缘材质形成平坦层。
由于基板中各层图形不尽相同，这样形成的基板存在段差，为消除段差，减少rubbing mura不良的几率，这里，在基板上沉积绝缘材质，形成平坦层，采用平坦化处理，这样，形成的平坦层的上表面为平面。即基板不同地方上对应的平坦层的厚度不尽相同，但平坦层的上表面为平面。这样，覆盖平坦层的阵列基板不存在段差了。其中，较佳的绝缘材质包括：氮化硅材料。
步骤203：在覆盖平坦层的基板上形成凹槽，并在凹槽中设置第一支撑物，形成阵列基板。
一般在与基板的非显示区域对应的位置上设置支撑物，支撑物可以是一个，两个或多个。本发明实施例中，在平坦层上，与基板的至少一个TFT对应的位置上设置第一支撑物。
本发明实施例中，有的与TFT对应的位置上设置第一支撑物，有的与TFT对应的位置上没有第一支撑物，或者，全部与TFT对应的位置上都设置第一支撑物。
可直接将第一支撑物设置在覆盖平坦层的基板上，但本发明实施例中，为防止第一支撑物从非显示区域移动到显示区域，因此，在平坦层上，与基板的至少一个TFT对应的位置上设置第一支撑物包括：在平坦层上，与基板的至少一个TFT对应的位置上形成凹槽；然后，在该凹槽中设置第一支撑物。
本发明实施例中，还可在平坦层上，与基板的至少一条栅极线对应的位置上设置第二支撑物。
同样，有的与栅极线对应的位置上设置第二支撑物，有的与栅极线对应的位置上没有第二支撑物，或者，全部与栅极线对应的位置上都设置第二支撑物。
支撑物的大小可以不相同，即有的与TFT对应的位置上设置较大的支撑物，即主支撑物，有的与TFT对应的位置上设置较小的支撑物，即从支撑物。当然，在与TFT对应的位置上设置的第一支撑物的大小可以相同，因此，第一支撑物包括：主支撑物和/或从支撑物。其中，主支撑物的高度高于从支撑物。
在与栅极线对应的位置上设置的第二支撑物一般为从支撑物。当然本发明也不限于此，第二支撑物也可包括主支撑物。
设置了支撑物后，即可形成阵列基板。
步骤204：将覆盖平坦层的阵列基板与彩膜基板对盒，形成薄膜晶体管液晶显示器。
支撑物位于覆盖平坦层的阵列基板与彩膜基板之间，通过支撑物，保证了盒厚度的均匀性。
覆盖平坦层的阵列基板与彩膜基板对盒后，其间抽真空后封灌液晶材料，形成薄膜晶体管液晶显示器，或者，先在阵列基板或彩膜基板上滴注液晶，然后将阵列基板与彩膜基板对盒，形成薄膜晶体管液晶显示器。
通过上述过程形成的TFT-LCD中，在基板上覆盖了平坦层，由于进行了平坦化工艺，该平坦层的上表面为平面，从而消除了阵列基板上的段差，减少了rubbing mura不良几率，以及减少了支撑物移动的几率，提高了TFT-LCD画面质量。
另外，本发明实施例中，还可在平坦层上，与基板的至少一个TFT对应的位置上形成凹槽，将第一支撑物设置于该凹槽内，从而进一步减少支撑物移动的几率，进一步提高了TFT-LCD画面质量。
本发明实施例可以有多种方法在平坦层上，与基板的至少一个TFT对应的位置上形成凹槽，例如：通过激光烧蚀形成凹槽，或者通过构图工艺形成凹槽。其中，通过构图工艺形成凹槽的过程参见图3包括：
步骤301：在覆盖了平坦层的基板上涂覆光刻胶。
基板上覆盖了平坦层，并且，通过平坦化处理，使得该平坦层的上表面为平面，在平坦层的上表面涂覆光刻胶。光刻胶根据其化学反应机理和显影原理，可分负性胶和正性胶两类。其中，光照后形成可溶性物质的是正性光刻胶，光照后形成不可溶物质的是负性光刻胶。
步骤302：通过掩膜板对光刻胶进行曝光处理。
光刻胶不同，所采用的掩膜板不同。例如：采用负性光刻胶，则对应的掩膜板中与至少一个TFT对应的位置为非透光区，其他位置为透光区。而对正性光刻胶，则对应的掩膜板中与至少一个TFT对应的位置为透光区，其他位置为非透光区。
掩膜板可以根据TFT对应的位置进行设计和制造。但是，掩膜板制造比较繁琐，而且成本也比较高，为降低成本，简化工艺流程，这里，也可以采用现有的掩膜板。由于通过1+5次构图工艺完成基板制作时，其中通过一次构图工艺单独形成有源层，并且，有源层正好位于TFT对应的位置，因此，单独形成有源层构图工艺中的掩膜板可直接应用于此，此时，采用的光刻胶为负性光刻胶，与单独形成有源层所采用的正性光刻胶不同。若另一实施例中，单独形成有源层是采用负性光刻胶，这里，仍可直接应用单独形成有源层构图工艺中的掩膜板，但此时的光刻胶为正性光刻胶。由此可见，本步骤中的掩膜板可采用单独形成有源层构图工艺中的掩膜板，但步骤301中涂覆的光刻胶与制作有源层的光刻胶是反性的。
步骤303：通过显影和刻蚀处理，在与基板的至少一个TFT对应的位置上形成凹槽。
对光刻胶进行显影处理，并对暴露出的平坦层进行刻蚀。这里，刻蚀设定厚度的平坦层。然后，剥离保留的光刻胶，形成凹槽。本发明实施例中，根据支撑物的大小确定凹槽的深度。一般凹槽的深度为0.5um左右。
若步骤302中的掩膜板为单独形成阵列基板有源层的构图工艺中的掩膜板，此时，在与阵列基板的每一个TFT对应的位置上都形成凹槽。并且，步骤301中的光刻胶与形成所述有源层所使用的光刻胶的极性相反。
通过上述方法可在覆盖了平坦层的阵列基板上形成凹槽。这里，覆盖了平坦层的阵列基板TFT位置的剖面图如图4所示，包括：玻璃基板(Glass)1、栅极层(Gate)2、栅极绝缘层(SiNx)3、有源层(a-Si，n+a-Si)4、像素电极层(1st ITO)5、源漏电极层(S/D)6、钝化层(PVX)7，公共电极层((2nd ITO)8，以及平坦层9。其中平坦层9中与TFT对应的位置有凹槽10。
这样，将第一支撑物设置于凹槽10内后，有效地防止了第一支撑物的移动，提高了TFT-LCD画面质量。
上述只是一种覆盖了平坦层的阵列基板的结构，本发明实施例不限于此，该阵列基板中可以不包括公共电极层，或者，像素电极层的位置发生了改变等等。不管阵列基板中栅极层，有源层，源漏金属层，像素电极层，钝化层的位置如何改变，平坦层依然位于最上层，且该平坦层的上表面为平面。
并且，为防止支撑物的移动，还可在平坦层上，与阵列基板的TFT对应的位置上形成凹槽。
因此，本发明实施例中形成的阵列基板包括：至少含有栅极、栅绝缘层、有源层、源漏电极和像素电极的基板，平坦层，以及第一支撑物，其中，平坦层覆盖在基板之上；平坦层上有凹槽，以及凹槽内设置有第一支撑物。
较佳地，平坦层上，与基板的至少一个薄膜晶体管TFT对应的位置有凹槽。
另外，该阵列基板中，该平坦层上，与基板的至少一条栅极线对应的位置上设置有第二支撑物。
本发明实施例中形成的TFT-LCD如图5所示，包括：阵列基板100、彩膜基板200、第一支撑物300、以及液晶材料400，其中，
阵列基板100上覆盖了平坦层，且该平坦层的上表面为平面，并且，平坦层上，与阵列基板的至少一个薄膜晶体管TFT对应的位置有凹槽。
第一支撑物300位于阵列基板100的凹槽之内。
该TFT-LCD，第一支撑物位于覆盖平坦层的阵列基板与彩膜基板之间，让阵列基板与彩膜基板之间有一定的空间，并空间内分布了液晶材料400。
由于阵列基板上100覆盖了平坦层，且该平坦层的上表面为平面，消除阵列基板的段差，减少了因段差产生的rubbing mura不良几率，提高了TFT-LCD画面质量。
第一支撑物300位于阵列基板100之内，一般，平坦层上，与阵列基板的至少一个薄膜晶体管TFT对应的位置上设置有第一支撑物。此外，平坦层上，与阵列基板的至少一条栅极线对应的位置上还可设置有第二支撑物。
本发明实施例中，在平坦层上，与阵列基板100的至少一个TFT对应的位置可以有凹槽，这样，第一支撑物位于该凹槽之中，可进一步减少支撑物移动的几率。
本发明实施例中，形成基板后，沉积绝缘材质，形成平坦层，其中，平坦层的上表面为平面，在覆盖平坦层的阵列基板上设置支撑物，将覆盖平坦层的阵列基板与彩膜基板对盒，形成薄膜晶体管液晶显示器。这样，消除了阵列基板上的段差，从而，减少了rubbing mura不良几率，以及减少了支撑物移动的几率，提高了TFT-LCD画面质量。
并且，还可在平坦层上，与阵列基板的至少一个TFT对应的位置上形成凹槽，这样，支撑物位于该凹槽内后，进一步减少了支撑物移动的几率，进一步提高了TFT-LCD画面质量。
另外，在通过构图工艺在平坦层上形成凹槽的过程中，该构图工艺中采用的掩膜板可以采用单独形成阵列基板有源层的构图工艺中的掩膜板，这样，不用制作新的掩膜板，简化了工艺流程，并且也降低了制作成本。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (5)
1.一种阵列基板的制作方法，其特征在于，包括：
形成包含薄膜晶体管TFT的基板，所述薄膜晶体管TFT至少包含有栅极、栅绝缘层、有源层、源漏电极和像素电极；
在所述基板上形成平坦层；
在所述平坦层的上表面，涂覆光刻胶；
通过掩膜板对所述光刻胶进行曝光处理；
通过显影和刻蚀处理，在与薄膜晶体管TFT对应的位置上形成凹槽，其中所述掩膜板与形成所述有源层所使用的掩膜板相同；以及，
在所述凹槽内设置第一支撑物。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
在所述平坦层上，与所述基板的至少一条栅极线对应的位置上设置第二支撑物。
3.一种阵列基板，其特征在于，包括：包含薄膜晶体管TFT的基板、平坦层，以及第一支撑物，所述薄膜晶体管TFT至少包含有栅极、栅绝缘层、有源层、源漏电极和像素电极；其中，
所述平坦层覆盖在所述基板之上；
所述平坦层上，与所述基板的至少一个薄膜晶体管TFT对应的位置有凹槽，以及所述凹槽内设置有第一支撑物。
4.如权利要求3所述的阵列基板，其特征在于，所述平坦层上，与所述基板的至少一条栅极线对应的位置上设置有第二支撑物。
5.一种薄膜晶体管液晶显示器，其特征在于，包括权利要求3、4中任一权利要求所述的阵列基板。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |