CN102709236A - 阵列基板及其制造方法、显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种阵列基板及其制造方法、显示装置,属于液晶显示领域。其中,该阵列基板的制造方法采用一次构图工艺同时形成所述阵列基板的源电极、漏电极和像素电极,并采用石墨烯制作所述阵列基板的像素电极和/或公共电极。石墨烯具有优良的透光性、导电性、导热性以及化学稳定性,因此,本发明的技术方案能够降低阵列基板的制造成本,提高阵列基板的性能。同时,本发明通过一次构图工艺同时形成阵列基板的源电极、漏电极和像素电极,可以减少工艺步骤,从而提高产能。
Description
技术领域
本发明涉及液晶显示领域,特别是指一种阵列基板及其制造方法、显示装置。
背景技术
薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display,TFT-LCD)具有体积小、功耗低、无辐射等特点,在当前的平板显示器市场占据了主导地位。
ADSDS(ADvanced Super Dimension Switch),简称ADS,即高级超维场转换技术是液晶界为解决大尺寸、高清晰度桌面显示器和液晶电视应用而开发的广视角技术。其通过同一平面内狭缝电极边缘所产生的电场以及狭缝电极层与板状电极层间产生的电场形成多维电场,使液晶盒内狭缝电极间、电极正上方所有取向液晶分子都能够产生旋转,从而提高了液晶工作效率并增大了透光效率。高级超维场开关技术可以提高TFT-LCD产品的画面品质,具有高分辨率、高透过率、低功耗、宽视角、高开口率、低色差、无挤压水波纹(push Mura)等优点。
目前ADS型TFT-LCD中多采用ITO(氧化铟锡)作为像素电极以及公共电极,像素电极和公共电极其中之一是狭缝电极,另一个是板状电极。但是ITO价格很昂贵,并且ITO在酸和碱存在时,容易出现离子扩散,不但会对环境和人体健康造成危害,而且如果离子扩散到器件中会造成器件性能下降;另外ITO材质较脆,在发生变形时容易损坏,很难应用到柔性显示领域。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种阵列基板及其制造方法、显示装置,能够降低阵列基板的制造成本,提高阵列基板的性能。
为解决上述技术问题,本发明的实施例提供技术方案如下:
一方面,提供一种阵列基板的制造方法,所述制造方法采用一次构图工艺同时形成所述阵列基板的源电极、漏电极和像素电极,并采用石墨烯制作所述阵列基板的像素电极和/或公共电极。
进一步地,所述制造方法具体包括以下步骤:
第一次构图工艺,在透明基板上形成由金属层组成的栅线的图形;
第二次构图工艺,在经过所述第一次构图工艺的透明基板上形成栅绝缘层和由半导体层组成的有源层的图形;
第三次构图工艺,在经过所述第二次构图工艺的透明基板上形成由第一石墨烯层组成的包括源电极、漏电极和像素电极的图形;
第四次构图工艺,在经过所述第三次构图工艺的透明基板上形成钝化层的图形,所述钝化层的图形包括周边电路用钝化层过孔;
第五次构图工艺,在经过所述第四次构图工艺的透明基板上形成由第二石墨烯层组成的公共电极的图形。
进一步地,所述制造方法具体包括以下步骤:
第一次构图工艺,在透明基板上形成由第一石墨烯层组成的公共电极的图形;
第二次构图工艺,在经过所述第一次构图工艺的透明基板上形成由金属层组成的包括栅线和公共电极线的图形;
第三次构图工艺,在经过所述第二次构图工艺的透明基板上形成栅绝缘层、由半导体层组成有源层的图形和由钝化层组成的刻蚀阻挡层的图形;
第四次构图工艺,在经过所述第三次构图工艺的透明基板上形成由第二石墨烯层组成的包括源电极、漏电极和像素电极的图形。
进一步地,所述金属层为采用Nd、Cr、W、Ti、Ta、Mo、Al和Cu中的至少一种。
进一步地,所述栅绝缘层为采用SiNx、SiO2或树脂。
进一步地,所述钝化层为采用SiNx、SiO2或树脂。
进一步地,所述半导体层为采用a-Si非晶硅薄膜、n+a-Si非晶硅薄膜、低温多晶硅或铟镓锌氧化物IGZO。
本发明实施例还提供了一种以上述方法制造的阵列基板,所述阵列基板的源电极、漏电极、像素电极为采用一次构图工艺同时形成,所述阵列基板的像素电极和/或公共电极为采用石墨烯制作。
本发明实施例还提供了一种显示装置,包括上述的阵列基板。
本发明的实施例具有以下有益效果:
上述方案中,阵列基板的源电极、漏电极、像素电极和/或公共电极采用石墨烯制作,石墨烯具有优良的透光性、导电性、导热性以及化学稳定性,因此,本发明的技术方案能够降低阵列基板的制造成本,提高阵列基板的性能。同时,本发明通过一次构图工艺同时形成阵列基板的源电极、漏电极和像素电极,可以减少工艺步骤,从而提高产能。
附图说明
图1为本发明实施例一第一次构图工艺之后的阵列基板的平面示意图;
图2为本发明实施例一第一次构图工艺之后的阵列基板的截面示意图;
图3为本发明实施例一第二次构图工艺之后的阵列基板的平面示意图;
图4为本发明实施例一第二次构图工艺之后的阵列基板的截面示意图;
图5为本发明实施例一第三次构图工艺之后的阵列基板的平面示意图;
图6为本发明实施例一第三次构图工艺之后的阵列基板的截面示意图;
图7为本发明实施例一第四次构图工艺之后的阵列基板的截面示意图;
图8为本发明实施例一第五次构图工艺之后的阵列基板的平面示意图;
图9为本发明实施例一第五次构图工艺之后的阵列基板的截面示意图;
图10为本发明实施例二第一次构图工艺之后的阵列基板的平面示意图;
图11为本发明实施例二第一次构图工艺之后的阵列基板的截面示意图;
图12为本发明实施例二第二次构图工艺之后的阵列基板的平面示意图;
图13为本发明实施例二第二次构图工艺之后的阵列基板的截面示意图;
图14为本发明实施例二第三次构图工艺之后的阵列基板的平面示意图;
图15为本发明实施例二第三次构图工艺之后的阵列基板的截面示意图;
图16为本发明实施例二第四次构图工艺之后的阵列基板的平面示意图;
图17为本发明实施例二第四次构图工艺之后的阵列基板的截面示意图。
附图标记:
100-透明基板;11-栅线;12-栅绝缘层;13-有源层;14-源电极;15-漏电极;16-像素电极;17-钝化层的图形;18-公共电极层;
200-透明基板;21-公共电极;22-栅线;23-公共电极线;24-栅绝缘层;25-有源层;26-刻蚀阻挡层;27-源电极;28-漏电极;29-像素电极。
具体实施方式
为使本发明的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明的实施例针对现有技术中采用ITO作为像素电极以及公共电极,成本较高,并且容易出现离子扩散,从而造成器件性能下降的问题,提供一种阵列基板及其制造方法、显示装置,能够降低阵列基板的制造成本,提高阵列基板的性能。
本发明实施例提供了一种阵列基板的制造方法,其中,该制造方法采用一次构图工艺同时形成阵列基板的源电极、漏电极和像素电极,并采用石墨烯制作阵列基板的像素电极和/或公共电极。
本发明实施例还提供了一种以上述方法制造的阵列基板,该阵列基板的源电极、漏电极、像素电极为采用一次构图工艺同时形成,其中,该阵列基板的像素电极和/或公共电极为采用石墨烯制作。
本发明实施例还提供了一种显示装置,包括上述的阵列基板。
石墨烯(Graphene)是一种单层碳原子紧密堆积成二维蜂窝状结构的碳质新材料。石墨烯的室温本征电子迁移率可达200000cm2/Vs,是Si(1400cm2/Vs)的140倍,GaAs(8500cm2/Vs)的20倍,GaN(2000cm2/Vs)的100倍。而石墨烯室温下的电阻值却只有Cu的2/3,石墨烯还可耐受1亿~2亿A/cm2的电流密度,这是Cu耐受量的100倍左右。同时,石墨烯还具有优良的透光性、导电性、导热性以及化学稳定性。因此,本发明采用石墨烯制作出阵列基板的源电极、漏电极、像素电极和/或公共电极,能够降低阵列基板的制造成本,提高阵列基板的性能。进一步地,本发明通过一次构图工艺同时形成阵列基板的源电极、漏电极和像素电极,可以减少工艺步骤,从而提高产能。
下面结合具体的实施例对本发明的阵列基板及其制造方法进行进一步介绍:
实施例一
图1-9所示为以制作ADS型阵列基板为例,本实施例的阵列基板的制造方法的流程示意图,如图1-9所示,本实施例的阵列基板的制造方法包括以下步骤:
步骤1:第一次构图工艺,在透明基板上形成由金属层组成的栅线的图形;
在透明基板100上沉积一层金属层,如图1和图2所示,通过构图工艺形成栅线11,其中,所述构图工艺包括涂覆、曝光、显影、刻蚀和剥离等步骤。图2为图1所示结构的A-A’截面示意图,其中,金属层可以采用Nd、Cr、W、Ti、Ta、Mo、Al和Cu中的任一种或者其中至少两种金属的合金;
步骤2:第二次构图工艺,在经过第一次构图工艺的透明基板上形成栅绝缘层和由半导体层组成的有源层的图形;
如图3和图4所示,在完成步骤1的透明基板上连续沉积栅绝缘层12、半导体层,之后通过构图工艺形成由半导体层组成的有源层13,图4为图3所示结构的A-A’截面示意图。其中,栅绝缘层可以采用SiNx,SiO2,树脂等,半导体层可以采用a-Si非晶硅薄膜和n+a-Si非晶硅薄膜、低温多晶硅、IGZO等;
步骤3:第三次构图工艺,在经过第二次构图工艺的透明基板上形成由第一石墨烯层组成的包括源电极、漏电极和像素电极的图形;
在完成步骤2的透明基板上沉积一层石墨烯薄膜,即为第一石墨烯层,如图5和图6所示,通过构图工艺形成源电极14、漏电极15、以及像素电极16,图6为图5所示结构的A-A’截面示意图。本实施例中,源电极、漏电极、像素电极的材料均为石墨烯薄膜;
在本实施例中,阵列基板上的数据线与源电极14可以一体制作,因此,数据线也可采用石墨烯制成。当然,在实际的生产过程中也可以根据需要将数据线与源电极采用不同材料来制作。
步骤4:第四次构图工艺,在经过第三次构图工艺的透明基板上形成钝化层的图形,钝化层的图形包括周边电路用钝化层过孔;
在完成步骤3的透明基板上沉积一钝化层,如图7所示,通过构图工艺,形成钝化层的图形17,钝化层的图形17包括周边电路用钝化层过孔。其中,该钝化层可以采用SiNx,SiO2,树脂等;
步骤5:第五次构图工艺,在经过第四次构图工艺的透明基板上形成由第二石墨烯层组成的公共电极的图形。
在完成步骤4的透明基板上沉积一层石墨烯薄膜,即第二石墨烯层,如图8和图9所示,通过构图工艺形成公共电极层18,图9为图8所示结构的A-A’截面示意图。
最终,经过上述步骤1-5形成了如图9所示的阵列基板。
在本实施例中,优选地将像素电极层和公共电极层均采用石墨烯来制作;但本发明提供方案的实现方式不限于此,比如可以将像素电极层和公共电极层中的一层结构采用石墨烯来制作,而另一层还是采用传统的ITO或者铟锌氧化物IZO来制作。
本实施例中,采用石墨烯制作阵列基板的源电极、漏电极、像素电极和公共电极,能够降低阵列基板的制造成本,提高阵列基板的性能。同时,本实施例通过一次构图工艺同时形成阵列基板的源电极、漏电极和像素电极,可以减少工艺步骤,从而提高产能。
实施例二
图10-17所示为以制作ADS型阵列基板为例,本实施例的阵列基板的制造方法的流程示意图,如图10-17所示,本实施例的阵列基板的制造方法包括以下步骤:
步骤1:第一次构图工艺,在透明基板上形成由第一石墨烯层组成的公共电极的图形;
在透明基板200上沉积一石墨烯薄膜,即第一石墨烯层,如图10和图11所示,通过构图工艺形成公共电极21,图11为图10所示结构的A-A’截面示意图,其中,构图工艺包括涂覆、曝光、显影、刻蚀和剥离等步骤;
步骤2:第二次构图工艺,在经过第一次构图工艺的透明基板上形成由金属层组成的包括栅线和公共电极线的图形;
在完成步骤1的透明基板上沉积一金属层,如图12和图13所示,通过构图工艺形成栅线22以及公共电极线23,图13为图12所示结构的A-A’截面示意图。其中,金属层可以采用Nd、Cr、W、Ti、Ta、Mo、Al和Cu以及这些金属的合金;
步骤3:第三次构图工艺,在经过第二次构图工艺的透明基板上形成栅绝缘层、由半导体层组成有源层的图形和由钝化层组成的刻蚀阻挡层的图形;
在完成步骤2的透明基板上连续沉积栅绝缘层24、半导体层和钝化层,如图14和图15所示,通过构图工艺,先后在栅线22上形成有源层25和刻蚀阻挡层26,图15为图14所示结构的A-A’截面示意图。其中,栅绝缘层和钝化层可以采用SiNx,SiO2,树脂等,刻蚀阻挡层26起保护沟道的作用,防止在后续的刻蚀及其他工艺中对沟道造成损伤以及污染。半导体层可以采用a-Si非晶硅薄膜和n+a-Si非晶硅薄膜、低温多晶硅、IGZO等;
步骤4:第四次构图工艺,在经过第三次构图工艺的透明基板上形成由第二石墨烯层组成的包括源电极、漏电极和像素电极的图形。
在完成步骤3的透明基板上沉积一层石墨烯薄膜,即第二石墨烯层,如图16和图17所示,通过构图工艺形成源电极27、漏电极28、以及像素电极29,图17为图16所示结构的A-A’截面示意图。本实施例中,源电极、漏电极、像素电极的材料均为石墨烯薄膜。
在本实施例中,阵列基板上的数据线与源电极27可以一体制作,因此,数据线也可采用石墨烯制成。当然,在实际的生产过程中也可以根据需要将数据线与源电极采用不同材料来制作。
最终,经过上述步骤1-4形成了如图17所示的阵列基板。
在本实施例中,优选地将像素电极层和公共电极层均采用石墨烯来制作;但本发明提供方案的实现方式不限于此,比如可以将像素电极层和公共电极层中的一层结构采用石墨烯来制作,而另一层还是采用传统的ITO或者铟锌氧化物IZO来制作。
本实施例中,采用石墨烯制作阵列基板的源电极、漏电极、像素电极和公共电极,能够降低阵列基板的制造成本,提高阵列基板的性能。同时,本实施例通过一次构图工艺同时形成阵列基板的源电极、漏电极和像素电极,可以减少工艺步骤,从而提高产能。
本发明还提供一种显示装置,包括上述图9或图17所示的阵列基板。具体地,所述显示装置可以为液晶显示装置,例如液晶面板、液晶电视、手机、液晶显示器等,其包括彩膜基板、以及上述实施例中的阵列基板;除了液晶显示装置,所述显示装置还可以是其他类型的显示装置,比如电子阅读器等,其不包括彩膜基板,但是包括上述实施例中的阵列基板。
在本发明各方法实施例中,各步骤的序号并不能用于限定各步骤的先后顺序,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,对各步骤的先后变化也在本发明的保护范围之内。
以上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 (9)
1.一种阵列基板的制造方法,其特征在于,所述制造方法采用一次构图工艺同时形成所述阵列基板的源电极、漏电极和像素电极,并采用石墨烯制作所述阵列基板的像素电极和/或公共电极。
2.根据权利要求1所述的阵列基板的制造方法,其特征在于,所述制造方法具体包括以下步骤:
第一次构图工艺,在透明基板上形成由金属层组成的栅线的图形;
第二次构图工艺,在经过所述第一次构图工艺的透明基板上形成栅绝缘层和由半导体层组成的有源层的图形;
第三次构图工艺,在经过所述第二次构图工艺的透明基板上形成由第一石墨烯层组成的包括源电极、漏电极和像素电极的图形;
第四次构图工艺,在经过所述第三次构图工艺的透明基板上形成钝化层的图形,所述钝化层的图形包括周边电路用钝化层过孔;
第五次构图工艺,在经过所述第四次构图工艺的透明基板上形成由第二石墨烯层组成的公共电极的图形。
3.根据权利要求1所述的阵列基板的制造方法,其特征在于,所述制造方法具体包括以下步骤:
第一次构图工艺,在透明基板上形成由第一石墨烯层组成的公共电极的图形;
第二次构图工艺,在经过所述第一次构图工艺的透明基板上形成由金属层组成的包括栅线和公共电极线的图形;
第三次构图工艺,在经过所述第二次构图工艺的透明基板上形成栅绝缘层、由半导体层组成有源层的图形和由钝化层组成的刻蚀阻挡层的图形;
第四次构图工艺,在经过所述第三次构图工艺的透明基板上形成由第二石墨烯层组成的包括源电极、漏电极和像素电极的图形。
4.根据权利要求2或3所述的阵列基板的制造方法,其特征在于,所述金属层为采用Nd、Cr、W、Ti、Ta、Mo、Al和Cu中的至少一种。
5.根据权利要求2或3所述的阵列基板的制造方法,其特征在于,所述栅绝缘层为采用SiNx、SiO2或树脂。
6.根据权利要求2或3所述的阵列基板的制造方法,其特征在于,所述钝化层为采用SiNx、SiO2或树脂。
7.根据权利要求2或3所述的阵列基板的制造方法,其特征在于,所述半导体层为采用a-Si非晶硅薄膜、n+a-Si非晶硅薄膜、低温多晶硅或铟镓锌氧化物IGZO。
8.一种以权利要求1-7中任一项所述方法制造的阵列基板,其特征在于,所述阵列基板的源电极、漏电极、像素电极为采用一次构图工艺同时形成,所述阵列基板的像素电极和/或公共电极为采用石墨烯制作。
9.一种显示装置,其特征在于,包括如权利要求8所述的阵列基板。
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