CN103472612B - 阵列基板制备方法、阵列基板以及液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种阵列基板制备方法、阵列基板以及液晶显示装置，涉及液晶显示领域，节省了阻挡层结构的设置，提高了液晶显示装置的光学利用率。本发明实施例提供的一种阵列基板制备方法，包括：形成栅极金属层，通过构图工艺形成包括栅极、栅极线的图形；形成栅极绝缘层；形成有源层以及半导体层，通过构图工艺形成包括硅岛的图形；形成源漏金属层，通过构图工艺形成包括数据线的图形；形成第一感光树脂层以及第二感光树脂层，通过构图工艺以及固化工艺形成沟道开口、接触孔的图形以及包括凹凸图案的第一钝化层；通过刻蚀工艺刻蚀掉沟道开口位置处的源漏金属层以及半导体层，形成包括源极、漏极以及沟道的图形。

Description

阵列基板制备方法、阵列基板以及液晶显示装置

技术领域

本发明涉及液晶显示领域，尤其涉及一种阵列基板制备方法、阵列基板以及液晶显示装置。

背景技术

近年来，随着液晶显示产品的应用领域越来越广泛，液晶显示技术也越来越完善。TFT-LCD(ThinFilmTransistor-LiquidCrystalDisplay，薄膜场效应晶体管-液晶显示器)以其高品质的图像显示、低能耗、环保等优势在显示领域占据着十分重要位置。

作为一种常见的现有技术液晶显示装置结构。如图1所示，图1为该现有技术液晶显示装置的层间结构示意图，包括：基板1a'以及依次设置在基板1a'上的栅极金属层2'、栅极绝缘层3'、有源层包括非晶硅半导体层4'以及掺杂硅半导体层5'、源漏金属层6'、第一钝化层7'、像素电极层9'、第二钝化层10'、公共电极层11'；基板1b'以及设置在基板1b'上的配向膜12'、黑矩阵13'、彩色滤光片14'；以及封框胶15'、隔垫物16'、液晶分子17'。

然而，发明人发现制备现有技术液晶显示装置时至少存在如下问题：本领域技术人员通常利用涂覆并固化有机树脂的方式形成第一钝化层。然而形成第一钝化层的有机树脂材料中包含有例如：-OH基团以及其它不饱和键，即使固化交联后不饱和键依然存在，因此会对沟道产生影响（例如：导致TFT特性下降或是漏电流过大等不良现象）。为了克服该影响，通常需要在沟道上涂覆一层氮化硅阻挡层，阻止树脂材料不饱和键与沟道的接触。然而，这又会引入新的问题，例如：在阻挡层上制备过孔时，氮化硅材料的横向刻蚀速率较快而纵向刻蚀速率较慢，因此生成的过孔其结构上部小下部大，再进行制备ITO或金属连接线时容易出现断线情况。另一方面，现有技术液晶显示装置中形成的平坦结构的第一钝化层，其对光线的会聚效果有限，致使无法进一步提高液晶显示装置对光的利用率。

发明内容

本发明的实施例提供一种阵列基板制备方法、阵列基板以及液晶显示装置，节省了阻挡层结构的设置，提高了液晶显示装置的光学利用率。

为解决上述技术问题，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种阵列基板制备方法，包括：

形成栅极金属层，通过构图工艺形成包括栅极、栅极线的图形；

形成栅极绝缘层；

形成有源层，通过构图工艺形成包括硅岛的图形；

形成源漏金属层，通过构图工艺形成包括数据线的图形；

形成第一感光树脂层以及第二感光树脂层，通过构图工艺以及固化工艺形成沟道开口、接触孔的图形以及包括凹凸图案的第一钝化层；

通过刻蚀工艺刻蚀掉所述沟道开口位置处的所述源漏金属层以及部分所述有源层，形成包括源极、漏极以及沟道的图形。

进一步的，阵列基板制备方法，在形成所述包括源极、漏极以及沟道的图形之后，还包括：

形成像素电极层，通过构图工艺形成包括像素电极的图形，所述像素电极通过所述接触孔与所述漏极相连；

形成第二钝化层，通过构图工艺形成包括栅极线过孔、数据线过孔的图形；

形成公共电极层，通过构图工艺形成包括公共电极的图形。

进一步的，所述第一感光树脂层材料的光灵敏度小于所述第二感光树脂层材料的光灵敏度。

优选的，所述第一感光树脂层材料的折射率小于所述第二感光树脂层材料的折射率。

优选的，所述有源层包括非晶硅半导体层以及掺杂硅半导体层。

另一方面，本发明实施例还提供了一种阵列基板，所述阵列基板通过上述的制备方法制备生成。

另一方面，本发明实施例还提供了一种液晶显示装置，包括上述阵列基板，所述液晶显示装置中还包括：隔垫物；所述隔垫物设置于第二钝化层的凹陷位置处，所述隔垫物的凸起形状与所述第二钝化层的凹陷形状相匹配。

本发明实施例提供的一种阵列基板制备方法、阵列基板以及液晶显示装置，利用源漏金属层，避免了有机树脂材料中的不饱和键进入沟道而影响沟道特性，从而省去了阻挡层的设置；同时制备生成具有凹凸图案的第一钝化层，有利于提高液晶显示装置的光学利用率。

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为现有技术液晶显示装置的层间结构示意图；

图2为本发明实施例阵列基板制备方法的流程图之一；

图3为本发明实施例阵列基板制备方法的流程图之二；

图4a至图4i为本发明实施例阵列基板的结构示意图，其中，图4i为本发明实施例阵列基板最终的层间结构示意图；

图5为本发明实施例液晶显示装置的层间结构示意图。

具体实施方式

本发明的实施例提供一种阵列基板制备方法、阵列基板以及液晶显示装置，节省了阻挡层结构的设置，提高了液晶显示装置的光学利用率。

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、接口、技术之类的具体细节，以便透切理解本发明。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

下面结合下述附图对本发明实施例做详细描述。

本发明实施例提供了一种阵列基板制备方法，如图2所示，该方法包括：

步骤S101：形成栅极金属层，通过构图工艺形成包括栅极、栅极线的图形；

需要说明的是，在本发明中，构图工艺包括涂胶、曝光、显影、刻蚀、光刻胶剥离等步骤。

具体的，如图4a所示，首先在基板1a上形成一层栅极金属层2，然后通过一次构图工艺经掩膜、曝光、刻蚀和光刻胶去除等工艺步骤形成包括栅极、栅极线的图形。其中，基板1a可为玻璃基板或高分子有机树脂基板等等。

步骤S102：形成栅极绝缘层。

具体的，如图4b所示，在完成上述步骤S101的基板上形成一层栅极绝缘层3。该栅极绝缘层3的材质可为SiNx、SiOx、SiNx/SiOx中的任意一种或几种。

步骤S103：形成有源层，通过构图工艺形成包括硅岛的图形。

具体的，如图4c所示，在完成上述步骤S102的基板上形成有源层，具体的，该有源层可包括一层非晶硅半导体层4以及一层掺杂硅半导体层5，然后通过一次构图工艺经掩膜、曝光、刻蚀和光刻胶去除等工艺步骤形成包括硅岛的图形。其中，非晶硅半导体层4的材质可为非晶硅（a-Si）；掺杂硅半导体层5的材质可为掺杂硅（n+Si）。

进一步的，步骤S103还包括：在完成上述工艺的基础上，可通过再一次构图工艺经掩膜、曝光、刻蚀和光刻胶去除等工艺步骤进一步在栅极绝缘层3上形成包括阵列基板周边区域所需的过孔的图案。

步骤S104：形成源漏金属层，通过构图工艺形成包括数据线的图形。

具体的，如图4d所示，在完成上述步骤S103的基板上形成一层源漏金属层6，然后通过一次构图工艺经掩膜、曝光、刻蚀和光刻胶去除等工艺步骤形成包括数据线的图形。其中，源漏金属层6的材质可为钼、铝等金属材料。

需要说明的是，如图4d所示，源漏金属层6设置在非晶硅半导体层4以及掺杂硅半导体层5的上方。因此在后续步骤形成感光树脂层时，源漏金属层6可将非晶硅半导体层4以及掺杂硅半导体层5与感光树脂材料隔绝开来，从而避免了包含例如：-OH基团以及其它不饱和键的感光树脂进入沟道造成影响。因此，本发明实施例的阵列基板制备方法节省了阻挡层结构，使得生成的阵列基板结构更加紧凑。

步骤S105：形成第一感光树脂层以及第二感光树脂层，通过构图工艺以及固化工艺形成沟道开口、接触孔的图形以及包括凹凸图案的第一钝化层。

具体的，如图4e所示，在完成上述步骤S104的基板上依次形成一层第一感光树脂层71以及一层第二感光树脂层72，然后通过一次构图工艺经掩膜、曝光、刻蚀和光刻胶去除等工艺步骤以及树脂固化工艺步骤，形成沟道开口、接触孔的图形以及包括凹凸图案的第一钝化层7。

进一步的，第一感光树脂层71材料的光灵敏度小于第二感光树脂层72材料的光灵敏度。

需要说明的是，在形成本步骤所需的第一钝化层7的过程中，需要利用半透灰阶掩膜板。具体的，在沟道开口对应位置以及接触孔对应位置处进行全曝光工艺，因为第一感光树脂层71材料的光灵敏度小于第二感光树脂层72材料的光灵敏度。因此，例如对于沟道开口来说，高光灵敏度的第二感光树脂层72通过曝光工艺形成的沟道开口的上部开口口径较大，而低光灵敏度的第一感光树脂层71通过曝光工艺形成形成的沟道开口的下部开口口径较小，从而可以使得沟道开口图形呈现一种比较缓和的坡度。需要说明的是，当沟道开口图形呈现一种比较缓和的坡度时，通过后续工艺步骤在沟道开口处形成其它层间结构时，例如：在沟道开口位置处形成第二钝化层时，不易发生断线等不良现象。

进一步具体的，例如：形成沟道开口呈上宽下窄的梯形结构，其中该梯形结构的沟道开口下部开口口径为3～5um，该沟道开口高约为3um，该沟道开口上部开口口径为6～12um。同样道理，形成类似的上宽下窄结构的接触孔图形。

另一方面，在同一次构图工艺中，对形成凹凸图案对应位置处进行部分曝光工艺，从而使得高光灵敏度的第二感光树脂层72接收曝光而低光灵敏度的第一感光树脂层71不发生曝光，使得第一钝化层7形成如图4e所示的结构形状。

进一步的，对完成上述曝光工艺的第一感光树脂层71以及第二感光树脂层72进行固化工艺处理，从而形成具有凹凸图案的第一钝化层7。需要说明的是，具有凹凸图案的第一钝化层相比于平坦结构的钝化层来说，其对光线的会聚作用更好，因此利用该具有凹凸图案的第一钝化层可以有效的提高液晶显示装置的光学利用率。

优选的，第一感光树脂层71材料的折射率小于第二感光树脂层72材料的折射率。根据折射率原理，如图4e所示，当光线由第一感光树脂层71射向第二感光树脂层72时，即光线是从光疏介质进入光密介质，此时光线会全部由第一感光树脂层71进入第二感光树脂层72而不会发生全反射现象；当光线由第二感光树脂层72射向第一感光树脂层71时，即光线是从光密介质进入光疏介质，此时光线易于发生全反射。因此，选择第一感光树脂层71材料的折射率小于第二感光树脂层72材料的折射率可以进一步的使光线进入液晶层，提高最终生成的液晶显示装置对光线的利用率。

步骤S106：通过刻蚀工艺刻蚀掉沟道开口位置处的源漏金属层以及部分有源层，形成包括源极、漏极以及沟道的图形。

具体的，如图4f所示，对完成上述步骤S105的基板进行刻蚀工艺处理，刻蚀掉沟道开口位置处的源漏金属层6以及部分有源层，形成包括源极61、漏极62以及沟道的图形。其中，刻蚀工艺可为湿法刻蚀。首先刻蚀掉沟道开口位置处的源漏金属层6，然后再利用湿法刻蚀刻蚀掉部分有源层，例如：当有源层包括非晶硅半导体层4以及掺杂硅半导体层5时，具体的在本步骤中刻蚀掉部分有源层即指的是刻蚀掉有源层中包括的掺杂硅半导体层5，形成如图4f所示的阵列基板层间结构。

进一步的，在完成上述步骤后，本发明实施例提供的阵列基板制备方法，如图3所示，还包括：

步骤S107：形成像素电极层，通过构图工艺形成包括像素电极的图形，像素电极通过接触孔与漏极相连。

具体的，如图4g所示，在完成上述步骤S106的基板上形成一层像素电极层9，然后通过一次构图工艺经掩膜、曝光、刻蚀和光刻胶去除等工艺步骤形成包括像素电极的图形。进一步的，形成的像素电极通过步骤S105形成的接触孔与漏极62相连。其中，像素电极层9的材质可为金属氧化物（例如：ITO，氧化铟锡薄膜）。

步骤S108：形成第二钝化层，通过构图工艺形成包括栅极线过孔、数据线过孔的图形。

具体的，如图4h所示，在完成上述步骤S107的基板上形成一层第二钝化层10，然后通过一次构图工艺经掩膜、曝光、刻蚀和光刻胶去除等工艺步骤形成包括栅极线过孔、数据线过孔的图形，栅极线过孔以及数据线过孔用于提供引线过孔从而为栅极线、数据线输入信号。其中，第二钝化层10可为氮化硅薄膜，用于保护其下方各层间结构的绝缘性、稳定性。

步骤S109：形成公共电极层，通过构图工艺形成包括公共电极的图形。

具体的，如图4i所示，在完成上述步骤S108的基板上形成一层公共电极层11，然后通过一次构图工艺经掩膜、曝光、刻蚀和光刻胶去除等工艺步骤形成包括公共电极的图形。其中，公共电极层11的材质可为金属氧化物（例如：ITO，氧化铟锡薄膜）。

需要说明的是，在完成步骤S109后，该阵列基板制备方法可还包括：形成保护层、形成配向膜以及在阵列基板上形成周边过孔或通孔等其它阵列基板所需结构，所述具体结构的制备本领域技术人员可参考现有技术的制备，在此不作赘述。

本发明时候寺里提供的一种阵列基板制备方法最终形成的阵列基板层间结构如图4i所示。

本发明实施例提供的一种阵列基板制备方法，利用源漏金属层，避免了有机树脂材料中的不饱和键进入沟道而影响沟道特性，从而省去了阻挡层的设置；同时制备生成具有凹凸图案的第一钝化层，有利于提高液晶显示装置的光学利用率。

另一方面，本发明实施例还提供了一种阵列基板，所述阵列基板通过上述制备方法制备生成。

再一方面，本发明实施例还提供了一种液晶显示装置，如图5所示，包括上述阵列基板。

优选的，所述液晶显示装置中还包括：隔垫物16；隔垫物16设置于第二钝化层的凹陷位置处，隔垫物16的凸起形状与第二钝化层的凹陷形状相匹配。当隔垫物16的凸起形状与第二钝化层的凹陷形状相匹配时，形成的液晶显示装置层间结构更加稳定，隔垫物也不易因外力发生移动从而引起液晶层的不均等不良现象。

需要说明的是，本发明实施例提供的液晶显示装置还包括彩膜基板，其中彩膜基板的结构可参考现有技术彩膜基板的设置，例如：如图5所示，彩膜基板包括基板1b以及设置在基板1b上的的配向膜12、黑矩阵13、彩色滤光片14。另外，所述液晶显示装置由上述实施例阵列基板与彩膜基板构成，具体的，通过液晶分子滴注以及对盒工艺等步骤制备完成，因此液晶显示装置还包括封框胶15、液晶分子17等等。

其中，所述液晶显示装置中包括的阵列基板的结构以及其制备方法，可参考上述实施例；而所述液晶显示装置中的其他结构可参考现有技术，在此不作赘述。具体的，液晶显示装置可包括电脑显示屏、手机显示屏等常见的具有显示功能的装置或设置。

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 (6)

1.一种阵列基板制备方法，其特征在于，包括：

形成栅极金属层，通过构图工艺形成包括栅极、栅极线的图形；

形成栅极绝缘层；

形成有源层，通过构图工艺形成包括硅岛的图形；

形成源漏金属层，通过构图工艺形成包括数据线的图形；

形成第一感光树脂层以及第二感光树脂层，通过构图工艺以及固化工艺形成沟道开口、接触孔的图形以及包括凹凸图案的第一钝化层；所述第一感光树脂层材料的光灵敏度小于所述第二感光树脂层材料的光灵敏度；

通过刻蚀工艺刻蚀掉所述沟道开口位置处的所述源漏金属层以及部分所述有源层，形成包括源极、漏极以及沟道的图形。

2.根据权利要求1所述的阵列基板制备方法，其特征在于，在形成所述包括源极、漏极以及沟道的图形之后，还包括：

形成像素电极层，通过构图工艺形成包括像素电极的图形，所述像素电极通过所述接触孔与所述漏极相连；

形成第二钝化层，通过构图工艺形成包括栅极线过孔、数据线过孔的图形；

形成公共电极层，通过构图工艺形成包括公共电极的图形。

3.根据权利要求1所述的阵列基板制备方法，其特征在于，所述第一感光树脂层材料的折射率小于所述第二感光树脂层材料的折射率。

4.根据权利要求1所述的阵列基板制备方法，其特征在于，所述有源层包括非晶硅半导体层以及掺杂硅半导体层。

5.一种阵列基板，其特征在于，所述阵列基板通过权利要求1-4任一项所述的制备方法制备生成。

6.一种液晶显示装置，其特征在于，包括权利要求5所述的阵列基板，所述液晶显示装置中还包括：隔垫物；所述隔垫物设置于第二钝化层的凹陷位置处，所述隔垫物的凸起形状与所述第二钝化层的凹陷形状相匹配。