CN103219283A - 一种阵列基板及其制造方法、显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例涉及显示技术领域，尤其涉及一种阵列基板及其制造方法、显示装置，以解决现有技术中制造COA技术阵列基板的工艺过程较为复杂的问题。本发明实施例采用在有源层和未被有源层覆盖的栅极绝缘层上形成刻蚀阻挡层的图形；在刻蚀阻挡层上形成源极和漏极电极层的图形；在源极和漏极电极层以及未被源极和漏极电极层覆盖的刻蚀阻挡层上形成彩膜层的图形的方法。本发明实施例中，由于直接在源极和漏极电极层以及未被源极和漏极电极层覆盖的刻蚀阻挡层上形成彩膜层的图形，无需形成无机钝化层；在制造COA技术阵列基板的工艺过程中由于减少了无机钝化层的沉积和图形处理的工艺过程，简化了阵列基板的制造工艺过程。

Description

一种阵列基板及其制造方法、显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种阵列基板及其制造方法，显示装置。
背景技术
有源矩阵有机发光二极体面板AMOLED（Active Matrix/Organic LightEmitting Diode）被称为下一代显示技术，AMOLED将白光LED技术和彩色滤光片与阵列基板集成在一起的集成技术COA（Color Filter on Array）结合在一起，具有反应速度较快、对比度更高、视角较广等特点。
COA技术阵列基板一般包括：衬底，栅极，栅极绝缘层，氧化物有源层，刻蚀阻挡层，源极和漏极电极层，无机钝化层，彩膜层，Resin树脂层和像素电极层。
如图1所示，COA技术阵列基板中栅极11与衬底10相接触，栅极绝缘层12与栅极11和未被栅极覆盖的衬底10相接触，与栅极绝缘层12相接触的是氧化物有源层13；刻蚀阻挡层14与氧化物有源层13及未被氧化物有源层覆盖的栅极绝缘层12相接触；源极和漏极层15与刻蚀阻挡层14相接触，无机钝化层16形成在源极和漏极电极层15和阻挡层14上，无机钝化层16用于进一步阻止水汽和氢对氧化物有源层13的影响；彩膜层17形成在无机钝化层16上面，Resin层18形成在彩膜层17上，像素电极层19形成在Resin层18上面。COA技术阵列基板的结构中含有的刻蚀阻挡层14，其主要成分为二氧化硅；刻蚀阻挡层主要用于保护氧化物有源层13不被后续工艺中的刻蚀工艺刻蚀。无机钝化层16的主要成分为氮化硅化合物，用于防止水汽和氢对氧化物有源层13的影响，以及保护氧化物有源层13不被图形化处理破坏。Resin层18的主要成分是树脂，用于防止水汽和氢对彩膜层17和氧化物有源层13的影响。
制造COA技术阵列基板的过程中，每形成一层材料，就需要根据各层的形状及位置对该层进行图形化处理，由于图形化处理主要采用的是光刻和刻蚀工艺，使得图形化处理所需的时间较长。
因此现有技术中，COA技术阵列基板的制造过程中，由于需要形成多层材料，并且每形成一层材料就需要进行一次图形化处理，使得制作工艺复杂性较高
发明内容
本发明实施例提供一种阵列基板及其制造方法，以解决现有技术中制造COA技术阵列基板的工艺过程较为复杂的问题。
本发明实施例提供了一种阵列基板的制造方法，该方法包括：
在有源层和未被有源层覆盖的栅极绝缘层上形成刻蚀阻挡层的图形；
在所述刻蚀阻挡层上形成源极和漏极电极层的图形；
在所述源极和漏极电极层以及未被源极和漏极电极层覆盖的刻蚀阻挡层上形成彩膜层的图形。
本发明实施例提供了一种阵列基板，该阵列基板包括有源层、刻蚀阻挡层、源极和漏极电极层、彩膜层；
有源层与刻蚀阻挡层相接触，刻蚀阻挡层与源极和漏极电极层相接触，源极和漏极电极层和未被源极和漏极电极层覆盖的刻蚀阻挡层与彩膜层相接触。
本发明实施例采用在有源层和未被有源层覆盖的栅极绝缘层上形成刻蚀阻挡层的图形；在刻蚀阻挡层上形成源极和漏极电极层的图形；在源极和漏极电极层以及未被源极和漏极电极层覆盖的刻蚀阻挡层上形成彩膜层的图形。本发明实施例中，由于直接在源极和漏极电极层以及未被源极和漏极电极层覆盖的刻蚀阻挡层上形成彩膜层的图形，无需形成无机钝化层；在制造COA技术阵列基板的工艺过程中由于减少了无机钝化层的沉积和图形处理的工艺过程，简化了阵列基板的制造工艺过程。
附图说明
图1为背景技术中一种阵列基板的结构示意图；
图2本发明实施例中一种阵列基板的制造方法的流程示意图；
图3为本发明实施例中一种采用氧化硅化合物和氮化硅化合物作为刻蚀阻挡层的阵列基板的制造方法的流程示意图；
图4为本发明实施例中一种采用氧化硅化合物和氮化硅化合物作为刻蚀阻挡层的阵列基板的制造过程示意图；
图5为本发明实施例中一种单栅阵列基板的部分结构示意图；
图6为本发明实施例中一种单栅阵列基板的结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例采用在有源层和未被有源层覆盖的栅极绝缘层上沉积刻蚀阻挡层，对刻蚀阻挡层进行图形化处理；在图形化处理后的刻蚀阻挡层上沉积源极和漏极电极层，对源极和漏极电极层进行图形化处理；在图形化处理后的源极和漏极电极层以及未被源极和漏极电极层覆盖的刻蚀阻挡层上沉积彩膜层，对彩膜层进行图形化处理的方法；本发明实施例中，直接在源极和漏极电极层以及未被源极和漏极电极层覆盖的刻蚀阻挡层上形成彩膜层的图形，无需形成无机钝化层；所以，在制造COA技术阵列基板的工艺过程中由于减少了无机钝化层的沉积和图形处理的工艺过程，简化了阵列基板的制造工艺过程。
下面结合说明书附图对本发明实施例作进一步详细描述。
如图2所示，为本发明实施例中一种阵列基板的制造方法，该方法包括：
步骤201：在有源层和未被有源层覆盖的栅极绝缘层上形成刻蚀阻挡层的图形；
步骤202：在刻蚀阻挡层上形成源极和漏极电极层的图形；
步骤203：在源极和漏极电极层以及未被源极和漏极电极层覆盖的刻蚀阻挡层上形成彩膜层的图形。
其中，步骤201具体包括：在有源层和未被有源层覆盖的栅极绝缘层上沉积刻蚀阻挡层，通过构图工艺对刻蚀阻挡层进行图形化处理；刻蚀阻挡层由氧化硅化合物、氮化硅化合物，氮氧化硅化合物中的至少两种化合物叠层组成；或刻蚀阻挡层由氧化铝化合物，氮化硅化合物，氮氧化硅化合物中的至少两种化合物叠层组成。
由于刻蚀阻挡层的组成成分发生改变，氧化硅化合物，氧化铝化合物的主要作用是防止有源层被刻蚀，氮化硅化合物的主要作用是防止水汽和氢对有源层的影响，氮氧化硅化合物的主要作用是防止有源层被刻蚀，以及防止水汽和氢对有源层的影响。并且刻蚀阻挡层是由上述化合物中的至少两种化合物叠层沉积处理形成的，既能起到防止有源层被刻蚀的作用，又能起到防止水汽和氢对有源层的影响的作用，因此可以在不形成无机钝化层的基础上，达到防止有源层被刻蚀，以及防止水汽和氢对有源层的影响的目的，使得制备的面板中金属氧化物半导体TFT具有良好的特性，因此可以省去无机钝化层的制作工艺。
例如：刻蚀阻挡层由200nm的氧化硅化合物和100nm的氮化硅化合物组成，或由200nm的氧化硅化合物和100nm的氮氧化硅化合物组成，或由200nm的氧化硅化合物，100nm的氮化硅化合物和100nm的氮氧化硅化合物组成。其中，刻蚀阻挡层还可以由氧化铝化合物和氮化硅化合物组成，或由氧化铝化合物和氮氧化硅化合物组成，或由氧化铝化合物，氮化硅化合物和氮氧化硅化合物组成。
刻蚀阻挡层的各叠层厚度根据设计需求，在150℃～390℃之间的温度条件下，在有源层和未被有源层覆盖的栅极绝缘层上沉积各化合物对应的叠层厚度在20nm～300nm之间的刻蚀阻挡层。
步骤202具体包括：在图形化处理后的刻蚀阻挡层上沉积源极和漏极电极层，通过构图工艺对源极和漏极电极层进行图形化处理。
较佳地，步骤202中，由于彩膜显影液中含有KOH化合物，对Al等金属具有一定的腐蚀作用，因此沉积形成源极和漏极电极层时需要耐碱腐蚀的金属。如使用钼（Mo），或铜（Cu），或钨化钼（MoW），或氧化铟锡（ITO）等耐碱腐蚀的金属沉积形成源极和漏极电极层。
步骤203具体包括：在图形化处理后的源极和漏极电极层以及未被源极和漏极电极层覆盖的刻蚀阻挡层上沉积彩膜层，通过构图工艺对彩膜层进行图形化处理。
如图3所示，为本发明实施例中一种采用氧化硅化合物和氮化硅化合物作为刻蚀阻挡层的阵列基板的制造方法，图4所示，为本发明实施例中一种采用氧化硅化合物和氮化硅化合物作为刻蚀阻挡层的阵列基板的结构示意图。
步骤301：对透明衬底41采用标准方法进行清洗，并在清洗后的透明衬底41上，采用物理气相沉积的方法在透明衬底上沉积厚度为100nm的Mo作为栅极层42，步骤201对应的结构示意图具体参见图4的401；
步骤302：采用光刻及刻蚀的方法对沉积形成的栅极层42进行图形化处理，形成所需图形，步骤302对应的结构示意图具体参见图4的402；
步骤303：采用化学气相沉积的方法在栅极层42上，以及未被栅极层覆盖的透明衬底41上沉积厚度为100nm的氧化硅化合物作为栅极绝缘层43，步骤303对应的结构示意图具体参见图4的403；
步骤304：采用物理气相沉积的方法，在栅极绝缘层43上沉积厚度为50nm的铟镓锌氧IGZO作为有源层44，并采用光刻及刻蚀的方法对沉积形成的有源层44进行图形化处理形成所需图形，步骤304对应的结构示意图具体参见图4的404；
步骤305：采用物理气相沉积的方法，在有源层44上以及未被有源层覆盖的栅极绝缘层43上沉积厚度为200nm的氧化硅化合物，再沉积厚度为100nm的氮化硅化合物，形成刻蚀阻挡层45，步骤305对应的结构示意图具体参见图4的405；
步骤306：采用光刻及刻蚀的方法对沉积形成的刻蚀阻挡层45进行图形化处理，形成所需图形，步骤306对应的结构示意图具体参见图4的406；
步骤307：采用物理气相沉积的方法，在刻蚀阻挡层45上沉积厚度为200nm的Mo，形成源极和漏极电极层46，步骤307对应的结构示意图具体参见图4的407；
步骤308：采用光刻及刻蚀的方法对沉积形成的源极和漏极电极层46进行图形化处理，形成所需图形，步骤308对应的结构示意图具体参见图4的408；
步骤309：在源极和漏极电极层46上，以及未被源极和漏极电极层覆盖的刻蚀阻挡层45上制备所需颜色的彩膜47，并对彩膜层47进行图形化处理，形成所需图形，步骤309对应的结构示意图具体参见图4的409；
步骤310：在彩膜层47上进行旋涂处理，形成Resin层48，并对Resin层48进行图形化处理，形成所需图形，步骤310对应的结构示意图具体参见图4的410；
步骤311：采用物理气相沉积的方法，在Resin层48上沉积厚度为100nm的氧化铟锡ITO，形成像素电极层49，并对像素电极层49进行图形化处理，形成所需图形，步骤311对应的结构示意图具体参见图4的411。
其中，步骤301中，可以采用标准清晰的方法对透明衬底41进行清洗，也可以采用酸碱法，弱碱法等清洗方法对透明衬底41进行清洗。
步骤301中，还可以采用蒸镀法沉积获得栅极层42，栅极层的厚度可以在50nm～400nm之间。
步骤303中栅极绝缘层的厚度可以在100～500nm之间，栅极绝缘层由下列化合物中的至少一种组成：氮化硅化合物，氮氧化硅化合物，氧化硅化合物，氧化铝化合物，氮氧化铝化合物。其中当栅极绝缘层由两种或两种以上化合物组成时，每种化合物之间采用叠层的结构；如栅极绝缘层由氮化硅化合物，氮氧化硅化合物，氧化硅化合物组成，则先沉积一层氮化硅化合物，再沉积一层氮氧化硅化合物，最后沉积一层氧化硅化合物形成栅极绝缘层。
步骤304中，氧化物有源层的沉积厚度可以在10nm～80nm之间，形成氧化物有源层44的化合物包括但不限于下列化合物：铟锡锌氧ITZO，铪铟锌氧HIZO，氧化锌ZnO，氧化锡SnO，二氧化锡SnO2，氧化亚铜Cu2O，氮氧化锌ZnNO。
步骤307中，源极和漏极电极层46的厚度可以在50nm～400nm之间。
步骤309中彩膜层的彩膜的颜色排列可以根据阵列基板的类型不同而不同，如：彩膜层按照红绿蓝的顺序制备彩膜层，或按照红绿蓝白的顺序制备彩膜层；彩膜层的厚度在2～4μm之间。
步骤310中，Resin层48用于防止空气中的水汽进入阵列基板中，以及通过形成Resin层到达使基板表面平坦的作用，其中Resin层的厚度可以在1.5～5μm之间。
步骤311中，氧化铟锡像素电极层49的厚度可以在40nm～150nm之间。
如图5所示为本发明实施例中一种单栅阵列基板的部分结构示意图，该阵列基板包括：有源层51、刻蚀阻挡层52、源极和漏极电极层53、彩膜层54；
有源层51与刻蚀阻挡层52相接触，刻蚀阻挡层52与源极和漏极电极层53相接触，源极和漏极电极层53和未被源极和漏极电极层覆盖的刻蚀阻挡层52与彩膜层54相接触。
其中，在有源层51和未被有源层覆盖的栅极绝缘层上沉积刻蚀阻挡层52，通过构图工艺对刻蚀阻挡层52进行图形化处理；在图形化处理后的刻蚀阻挡层52上沉积源极和漏极电极层53，通过构图工艺对源极和漏极电极层53进行图形化处理；在图形化处理后的源极和漏极电极层53以及未被源极和漏极电极层覆盖的刻蚀阻挡层52上沉积彩膜层51，通过构图工艺对彩膜层51进行图形化处理。刻蚀阻挡层52由氧化硅化合物、氮化硅化合物，氮氧化硅化合物中的至少两种化合物叠层组成；或刻蚀阻挡层由氧化铝化合物，氮化硅化合物，氮氧化硅化合物中的至少两种化合物叠层组成。
刻蚀阻挡层52的各叠层厚度可以在20～300nm之间进行调整。
由于彩膜显影液中含有KOH化合物，对Al等金属具有一定的腐蚀作用，因此源极和漏极电极层53的金属是耐碱腐蚀的金属，如钼（Mo），或铜（Cu），或钨化钼（MoW），或氧化铟锡（ITO）。
如图6所示为本发明实施例中一种单栅阵列基板的结构示意图，该阵列基板包括：透明衬底61，栅极62，栅极绝缘层63，有源层64，刻蚀阻挡层65，源极和漏极电极层66，彩膜67，Resin层68，像素电极层69。
如图6所示，像素电极层69和栅极62的连接，是AMOLED背板结构中，像素驱动电路的Switch TFT（开关TFT）的漏极和driver TFT（驱动TFT）的gate的连接，driver TFT结构和Switch TFT的类似，这里在图中没有表示。
透明衬底61与栅极62相接触，栅极绝缘层63覆盖在栅极62和未被栅极覆盖的透明衬底61上；有源层64与栅极绝缘层63相接触，刻蚀阻挡层65覆盖在有源层64和未被有源层覆盖的栅极绝缘层63上；源极和漏极电极层66与刻蚀阻挡层65相接触，彩膜67覆盖在源极和漏极电极层66和未被源极和漏极电极层覆盖的刻蚀阻挡层65上；Resin层68覆盖在彩膜67上；像素电极层69覆盖在Resin层68上，与Resin层，以及未被Resin层和彩膜覆盖的源极和漏极电极层相接触。
阵列基板的各层厚度如下：栅极62的厚度可以在50nm～400nm之间，栅极绝缘层63的厚度可以在100～500nm之间，有源层64的厚度可以在10nm～80nm之间，源极和漏极电极层66的厚度可以在50nm～400nm之间，像素电极层69的厚度可以在40nm～150nm之间。
双栅阵列基板和多栅阵列基板的结构与单栅阵列基板的结构基本类似，在此不再赘述。
本发明实施例还提供了一种显示装置，该显示装置包括图5或图6所示的阵列基板。
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 (16)

1.一种阵列基板的制造方法，其特征在于，该方法包括：
在有源层和未被有源层覆盖的栅极绝缘层上形成刻蚀阻挡层的图形；
在所述刻蚀阻挡层上形成源极和漏极电极层的图形；
在所述源极和漏极电极层以及未被源极和漏极电极层覆盖的刻蚀阻挡层上形成彩膜层的图形。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法具体包括：
在有源层和未被有源层覆盖的栅极绝缘层上沉积刻蚀阻挡层，通过构图工艺对刻蚀阻挡层进行图形化处理；
在图形化处理后的刻蚀阻挡层上沉积源极和漏极电极层，通过构图工艺对源极和漏极电极层进行图形化处理；
在图形化处理后的源极和漏极电极层以及未被源极和漏极电极层覆盖的刻蚀阻挡层上沉积彩膜层，通过构图工艺对彩膜层进行图形化处理。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述刻蚀阻挡层由氧化硅化合物、氮化硅化合物，氮氧化硅化合物中的至少两种化合物叠层组成；或刻蚀阻挡层由氧化铝化合物，氮化硅化合物，氮氧化硅化合物中的至少两种化合物叠层组成。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在有源层和未被有源层覆盖的栅极绝缘层上沉积刻蚀阻挡层，包括：
在有源层和未被有源层覆盖的栅极绝缘层上沉积各化合物对应的各叠层厚度在20nm～300nm之间的刻蚀阻挡层。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在有源层和未被有源层覆盖的栅极绝缘层上沉积刻蚀阻挡层，包括：
在150℃～390℃之间的温度条件下，在有源层和未被有源层覆盖的栅极绝缘层上沉积刻蚀阻挡层。
6.如权利要求1～5任一所述的方法，其特征在于，所述所述有源层为氧化物有源层。
7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在图形化处理后的刻蚀阻挡层上沉积金属形成源极和漏极电极层，沉积的所述金属为耐碱腐蚀的金属。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述耐碱腐蚀的金属包括下列金属的一种：钼，钨化钼，铜，氧化铟锡。
9.一种阵列基板，其特征在于，该阵列基板包括有源层、刻蚀阻挡层、源极和漏极电极层、彩膜层；
有源层与刻蚀阻挡层相接触，刻蚀阻挡层与源极和漏极电极层相接触，源极和漏极电极层和未被源极和漏极电极层覆盖的刻蚀阻挡层与彩膜层相接触。
10.如权利要求9所述的阵列基板，其特征在于，该阵列基板还包括衬底、栅极、栅极绝缘层、树脂层、像素电极层；
栅极与衬底相接触，栅极绝缘层与栅极，以及未被栅极覆盖的衬底相接触，有源层与栅极绝缘层相接触，刻蚀阻挡层与有源层以及未被有源层覆盖的栅极绝缘层相接触，源极和漏极电极层与刻蚀阻挡层相接触，彩膜层与源极和漏极电极层以及未被源极和漏极电极层覆盖的刻蚀阻挡层相接触，树脂层与彩膜层相接触，像素电极层与树脂层相接触。
11.如如权利要求9所述的阵列基板，其特征在于，所述刻蚀阻挡层由氧化硅化合物、氮化硅化合物，氮氧化硅化合物中的至少两种化合物叠层组成；或刻蚀阻挡层由氧化铝化合物，氮化硅化合物，氮氧化硅化合物中的至少两种化合物叠层组成。
12.如权利要求9所述的阵列基板，其特征在于，所述刻蚀阻挡层中各化合物对应的各叠层厚度在20nm～300nm之间。
13.如权利要求9～12任一所述的阵列基板，其特征在于，所述有源层为氧化物有源层。
14.如权利要求9所述的阵列基板，其特征在于，所述源极和漏极电极层中的金属为耐碱腐蚀的金属。
15.如权利要求16所述的阵列基板，其特征在于，所述耐碱腐蚀的金属包括下列金属的一种：钼，钨化钼，铜，氧化铟锡。
16.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求9～15任一所述的阵列基板。
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