CN102651316A - 过孔的刻蚀方法、阵列基板、液晶面板及显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种过孔的刻蚀方法、阵列基板、液晶面板及显示设备，涉及液晶显示技术领域，解决了现有像素电极过孔的制造成本高，及过孔形貌不佳导致的薄膜晶体管液晶显示器良率降低等问题。本发明实施例将有机绝缘层的曝光、显影工艺与热磷酸的湿法刻蚀工艺结合起来，热磷酸的高温使得悬空的有机绝缘层软化，软化的有机绝缘层在重力的作用下覆盖在栅极绝缘层的过孔上，可实现像素电极过孔形貌的自动修补，相比于现有技术，无需增加后续的灰化扩孔工序，工艺简单，且湿法刻蚀设备简单、便宜，从而降低了像素电极过孔的制造成本，进而降低了薄膜晶体管液晶显示器的制造成本，并提高了薄膜晶体管液晶显示器的良率。

Description

过孔的刻蚀方法、阵列基板、液晶面板及显示设备

技术领域

本发明涉及液晶显示技术领域，尤其涉及过孔的刻蚀方法、阵列基板、液晶面板及显示设备。

背景技术

随着平板显示产品生产的不断扩大，各个生产厂商之间的竞争也日趋激烈。各厂家在不断提高产品性能的同时，也在不断努力降低产品的生产成本，从而提高市场的竞争力。

TFT-LCD(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display，薄膜晶体管液晶显示器)作为家喻户晓的平板显示产品，降低生产成本也是其技术革新的一个重要方面。

在TFT-LCD阵列基板上，像素电极通过像素电极过孔与栅电极电连接。在制备像素电极过孔时，需要对由钝化层和栅极绝缘层构成的复合层进行刻蚀，现有技术通常采用干法刻蚀工艺制备像素电极过孔。

干法刻蚀工艺需要先在刻蚀设备的腔体内抽真空，再通入各种反应气体进行刻蚀，刻蚀完成后还需再次抽真空，然后通入氮气使气压平衡。由此可知，采用干法刻蚀工艺制备像素电极过孔时，不能在腔体内连续进行刻蚀工序，因此产能较低。另外，干法刻蚀的设备也比较昂贵，这些都是导致现有技术制备像素电极过孔成本较高的因素。

随着有机绝缘层在显示领域的广泛使用，阵列基板上也普遍采用有机绝缘层作为钝化层。在制备像素电极过孔时，需要对由有机绝缘层和栅极绝缘层构成的复合层进行干法刻蚀，但由于有机绝缘层和栅极绝缘层的刻蚀速率不匹配，在有机绝缘层和栅极绝缘层的接面处会出现如图1中黑色圆圈部分所示的悬空结构，导致必须在栅极绝缘层过孔刻蚀完成后增加灰化扩孔工序，以扩大有机绝缘层过孔的形貌，避免后续在像素电极过孔中形成ITO(氧化铟锡)时出现搭接断路的情况。

在利用干法刻蚀工艺制备上述像素电极过孔的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

1、干法刻蚀设备昂贵，且工艺复杂，导致了像素电极过孔制造成本的增加。

2、对不同绝缘层干法刻蚀时由于刻蚀速率不匹配，导致需要增加额外的工艺，从而增加了像素电极过孔的制造成本。

3、干法刻蚀获得的像素电极过孔形貌不佳，容易出现像素电极搭接断路的情况，导致阵列基板的良率降低。

发明内容

本发明的实施例提供一种过孔的刻蚀方法、阵列基板、液晶面板及显示设备，可降低像素电极过孔的制造成本，并能保证较好的过孔形貌，从而能防止薄膜晶体管液晶显示器的良率降低。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种过孔的刻蚀方法，包括：采用过孔掩膜对形成在栅极绝缘层上的有机绝缘层进行曝光、显影工艺，以在所述有机绝缘层中形成第一过孔，暴露出部分所述栅极绝缘层；所述栅极绝缘层覆盖在形成有栅电极的衬底上；用热磷酸对所述暴露出的栅极绝缘层进行湿法刻蚀，以在所述栅极绝缘层中形成第二过孔，并暴露出所述栅电极，所述热磷酸的温度为140℃～190℃；用温水清洗依次形成有所述栅电极、所述栅极绝缘层、所述有机绝缘层的衬底；剥离所述过孔掩膜。

一种阵列基板，其像素电极过孔的侧壁覆盖有有机绝缘层。

一种液晶面板，包括上述的阵列基板。

一种显示设备，包括上述的阵列基板。

本发明实施例提供的过孔的刻蚀方法、阵列基板、液晶面板及显示设备中，将有机绝缘层的曝光、显影工艺与热磷酸的湿法刻蚀工艺结合起来，热磷酸的高温使得悬空的有机绝缘层软化，软化的有机绝缘层在重力的作用下覆盖在栅极绝缘层的过孔上，可实现像素电极过孔形貌的自动修补，相比于现有技术，无需增加后续的灰化扩孔工序，工艺简单，且湿法刻蚀设备简单、便宜，从而降低了像素电极过孔的制造成本，进而降低了阵列基板、液晶面板以及显示设备的制造成本，并提高了阵列基板、液晶面板以及显示设备的良率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中用干法刻蚀工艺制造的像素电极过孔的剖面图；

图2A～2E为本发明实施例过孔的刻蚀方法的流程剖面图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种过孔的刻蚀方法，包括：采用过孔掩膜对形成在栅极绝缘层上的有机绝缘层进行曝光、显影工艺，以在所述有机绝缘层中形成第一过孔，暴露出部分所述栅极绝缘层；所述栅极绝缘层覆盖在形成有栅电极的衬底上；用热磷酸对所述暴露出的栅极绝缘层进行湿法刻蚀，以在所述栅极绝缘层中形成第二过孔，并暴露出所述栅电极，所述热磷酸的温度为140℃～190℃；用温水清洗依次形成有所述栅电极、所述栅极绝缘层、所述有机绝缘层的衬底；剥离所述过孔掩膜。

本发明实施例又提供一种阵列基板，具有利用上述过孔的刻蚀方法制备的像素电极过孔。所述像素电极过孔的侧壁覆盖有有机绝缘层。

本发明实施例还提供一种液晶面板，包括上述的阵列基板。

本发明实施例再提供一种显示设备，包括上述的阵列基板。

本发明实施例提供的过孔的刻蚀方法、阵列基板、液晶面板及显示设备中，将有机绝缘层的曝光、显影工艺与热磷酸的湿法刻蚀工艺结合起来，热磷酸的高温使得悬空的有机绝缘层软化，软化的有机绝缘层在重力的作用下覆盖在栅极绝缘层的过孔上，可实现像素电极过孔形貌的自动修补，相比于现有技术，无需增加后续的灰化扩孔工序，工艺简单，且湿法刻蚀设备简单、便宜，从而降低了像素电极过孔的制造成本，进而降低了阵列基板、液晶面板以及显示设备的制造成本，并提高了阵列基板、液晶面板以及显示设备的良率。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种过孔的刻蚀方法，该方法包括如下步骤。

步骤一、采用过孔掩膜对形成在栅极绝缘层上的有机绝缘层进行曝光、显影工艺，以在所述有机绝缘层中形成第一过孔，并暴露出部分所述栅极绝缘层；所述栅极绝缘层覆盖在形成有栅电极的衬底上。

具体地，如图2A所示，衬底201上由下向上依次形成有栅电极202、栅极绝缘层203及有机绝缘层204，该有机绝缘层204可利用掩膜通过曝光、显影工艺进行图案化。

如图2B所示，使用过孔掩膜205对有机绝缘层204进行曝光、显影工艺后，可在有机绝缘层204中形成第一过孔206，以暴露出有机绝缘层204下面的栅极绝缘层203。其中，过孔掩膜205可以是掩膜版，或者是光刻胶。

步骤二、用热磷酸对所述暴露出的栅极绝缘层203进行湿法刻蚀，如图2C所示，以在所述栅极绝缘层203中形成第二过孔207，并暴露出所述栅电极202，所述热磷酸的温度为140℃～190℃。

具体地，由于有机绝缘层与热磷酸不发生化学反应，因此，在形成了第二过孔207后，在第一过孔206和第二过孔207的连接部位会有部分有机绝缘层悬空，由于热磷酸的温度为140℃～190℃，悬空的有机绝缘层会因高温而逐渐软化并在重力的作用下覆盖第二过孔207的侧壁，可使得第一过孔206和第二过孔207合并为像素电极过孔208，如图2D所示，因此，消除了图2C中第一过孔206和第二过孔207连接部位的悬空结构。

步骤三、用温水清洗依次形成有所述栅电极、所述栅极绝缘层、所述有机绝缘层的衬底，以清除表面上残留的磷酸。其中，所述温水的温度为20℃～80℃。

步骤四、如图2E所示，剥离所述过孔掩膜。

需要说明的是：当本发明实施例中热磷酸的温度为160℃～180℃时，可达到更好的刻蚀效果。

另外，当本发明实施例中温水的温度为60℃时，可达到更好的清洗效果。

同时，用热磷酸对暴露出的栅极绝缘层进行湿法刻蚀的步骤可以具体为但不限于：用热磷酸浸泡或者喷淋依次形成有栅电极、栅极绝缘层、有机绝缘层的衬底。以使热磷酸与栅极绝缘层上待刻蚀的部位充分接触，达到更好的刻蚀效果。

本发明实施例还提供了一种阵列基板，其像素电极的过孔侧壁上覆盖有有机绝缘层。这一像素电极具有的特殊结构(像素电极的过孔侧壁上覆盖有有机绝缘层)是采用上述过孔的刻蚀方法进行过孔刻蚀实现的。

本发明实施例还提供了一种液晶面板，其包括上述阵列基板。

本发明实施例还提供了一种显示设备，其包括上述阵列基板。该显示设备可以是包括电子纸，有机电致发光器件、以及普通液晶面板等器件的显示设备，共同点是上述器件均包括上述阵列基板。该显示设备可以为显示器、监视器、电视、手机、电子阅读器等。

本发明实施例提供的过孔的刻蚀方法、阵列基板、液晶面板及显示设备中，将有机绝缘层的曝光、显影工艺与热磷酸的湿法刻蚀工艺结合起来，热磷酸的高温使得悬空的有机绝缘层软化，软化的有机绝缘层在重力的作用下覆盖在栅极绝缘层的过孔上，可实现像素电极过孔形貌的自动修补，相比于现有技术，无需增加后续的灰化扩孔工序，工艺简单，且湿法刻蚀设备简单、便宜，从而降低了像素电极过孔的制造成本，进而降低了阵列基板、液晶面板及显示设备的制造成本，并提高了阵列基板、液晶面板及显示设备的良率。

本发明实施例主要用于制备阵列基板以及使用阵列基板的液晶面板、显示设备。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种过孔的刻蚀方法，其特征在于，包括：

采用过孔掩膜对形成在栅极绝缘层上的有机绝缘层进行曝光、显影工艺，以在所述有机绝缘层中形成第一过孔，暴露出部分所述栅极绝缘层；所述栅极绝缘层覆盖在形成有栅电极的衬底上；

用热磷酸对所述暴露出的栅极绝缘层进行湿法刻蚀，以在所述栅极绝缘层中形成第二过孔，并暴露出所述栅电极，所述热磷酸的温度为140℃～190℃；

用温水清洗依次形成有所述栅电极、所述栅极绝缘层、所述有机绝缘层的衬底；

剥离所述过孔掩膜。

2.根据权利要求1所述的过孔的刻蚀方法，其特征在于，所述热磷酸的温度为160℃～180℃。

3.根据权利要求1所述的过孔的刻蚀方法，其特征在于，所述温水的温度为20～80℃。

4.根据权利要求1所述的过孔的刻蚀方法，其特征在于，所述温水的温度为60℃。

5.根据权利要求1～4任一项所述的过孔的刻蚀方法，其特征在于，所述用热磷酸对所述暴露出的栅极绝缘层进行湿法刻蚀，包括：用所述热磷酸浸泡或者喷淋依次形成有所述栅电极、所述栅极绝缘层、所述有机绝缘层的衬底。

6.一种阵列基板，其特征在于，其像素电极过孔的侧壁覆盖有有机绝缘层。

7.一种液晶面板，其特征在于，包括权利要求6所述的阵列基板。

8.一种显示设备，其特征在于，包括权利要求6所述的阵列基板。

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