CN103676377B - 阵列基板及其制造方法、显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种阵列基板及其制造方法、显示装置，涉及液晶显示技术领域。本发明提供了一种阵列基板，所述阵列基板包括多条栅线，所述多条栅线在切割线区域的部分为切割线区域栅线，所述多条栅线在非切割线区域的部分为非切割线区域栅线，所述切割线区域栅线为单层结构。本发明提供的阵列基板可以防止阵列基板的栅线在切割后发生电化学腐蚀，提高阵列基板及包括该阵列基板的显示装置的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，尤其涉及一种阵列基板及其制造方法、和包括该阵列基板的显示装置。
背景技术
目前，薄膜晶体管液晶显示器因其体积小，耗能低等优点已经成为主要的平板显示装置并得到了广泛的应用。阵列基板作为液晶显示器的主要组成部件，对液晶显示器的性能有着十分重要的影响。
现有的阵列基板通常包括多条栅线，所述多条栅线延伸至阵列基板的边缘，并通过栅线引线互相连接，栅线引线可用于对栅线进行断/短路测试，测试完毕要切割。图1为现有阵列基板在切割线区域的示意图，包括由下到上设置的基板1、栅线金属层2、绝缘层4和钝化层5，所述栅线金属层2整体均为三层金属层结构，由下到上依次为第一Mo金属层201、Al金属层202、第二Mo金属层203。现有的阵列基板的制造方法，包括以下步骤：在基板上形成栅线金属层并形成光刻胶层；利用掩模板对光刻胶层进行曝光，形成与栅线图案对应的光刻胶保留区域和与栅线图案以外区域对应的光刻胶去除区域；通过显影去除光刻胶去除区域的光刻胶，通过刻蚀工艺刻蚀光刻胶保留区域以外的栅线金属层，光刻胶保留区域的栅线金属层未被刻蚀，形成包括栅线的栅线金属层图形，剥离光刻胶；形成栅绝缘层4和钝化层5。
由于现有阵列基板中的栅线为多层结构，进行切割工艺后的切割断面有三层金属同时与空气接触，而三层金属不是同一种材质，由于不同金属的化学性质存在差异，而空气中存在水汽及氧气，切割断面的相邻两层材质不同的金属间易发生原电池反应，现有栅线使用的金属Al和Mo是两种活泼性不同的金属，其在空气中易发生如下原电池反应：
在酸性条件下发生析氢腐蚀：
负极：Al-3e-=Al3+；正极：2H++2e-=H2；
在碱性条件下发生吸氧腐蚀：
负极：Al-3e-=Al3+；正极：2H2O+O2+4e-=4OH-；
这样就会造成对栅线的电化学腐蚀，而且这种腐蚀会持续发生并会逐步向阵列基板的显示区蔓延，影响显示效果，从而导致包括所述阵列基板的显示装置显示异常。
发明内容
本发明提供一种阵列基板及其制造方法、显示装置，可防止阵列基板的栅线在切割后发生电化学腐蚀，提高阵列基板及包括该阵列基板的显示装置在使用中的可靠性。
为达到上述目的，本发明提供了一种阵列基板，包括多条栅线，所述多条栅线在切割线区域的部分为切割线区域栅线，所述多条栅线在非切割线区域的部分为非切割线区域栅线，所述切割线区域栅线为单层结构。
进一步地，所述非切割线区域栅线为多层结构。
进一步地，所述切割线区域栅线仅包括第一金属层，所述非切割线区域栅线包括第一金属层、第二金属层和第三金属层。
更进一步的，所述第一金属层的材质为单质金属Mo、Ta、Cr、Al、Cu中的任一种，所述第二金属层材质和所述第三金属层的材质为单质金属Mo、Ta、Cr、Al、Cu中的任一种或者合金材料Mo-Ta、Al-Ta、Al-Ni中的任一种，所述第一金属层的材质与所述第二金属层的材质不同。
具体地，所述第一金属层为Mo金属层，所述第二金属层为Al金属层，所述第三金属层为Mo金属层。
更进一步地，所述阵列基板还包括栅极绝缘层和钝化层，所述栅极绝缘层和所述钝化层覆盖所述切割线区域栅线和所述非切割线区域栅线，所述多条栅线延伸至所述阵列基板边缘区域并通过栅线引线连接。
更进一步地、所述阵列基板还包括形成在所述栅极绝缘层上的有源层、形成在所述有源层上的源漏极层以及形成在所述钝化层上的像素电极层，所述钝化层形成于所述源漏极层上。
为实现上述目的，本发明还提供了一种阵列基板的制造方法，包括:
形成包括切割线区域栅线和非切割线区域栅线的栅线金属层图形，所述切割线区域栅线为单层结构。
进一步地，所述形成包括切割线区域栅线和非切割线区域栅线的栅线金属层图形包括：
在基板上形成栅线金属层，所述栅线金属层为多层结构，包括第一金属层和第一金属层以外的金属层；
在所述栅线金属层上形成光刻胶层；
采用灰阶掩模板或半阶掩模板对形成有所述栅线金属层和所述光刻胶层的基板进行曝光、显影，形成光刻胶完全保留区域、光刻胶半保留区域和光刻胶完全去除区域；
刻蚀所述栅线金属层，光刻胶完全去除区域的栅线金属层被去除，形成包括栅线的栅线金属层图形；
采用灰化工艺去除所述光刻胶半保留区域的光刻胶，所述光刻胶完全保留区域的光刻胶被减薄；
刻蚀所述光刻胶半保留区域的栅线金属层除所述第一金属层以外的金属层，在所述光刻胶半保留区域形成所述切割线区域栅线的栅线金属层图形；
剥离光刻胶，得到包括所述非切割线区域栅线的栅线金属层图形。
进一步地，所述刻蚀所述光刻胶半保留区域的栅线金属层除第一金属层以外的金属层，包括，利用刻蚀液对所述栅线金属层进行刻蚀，通过调整刻蚀液浓度并控制刻蚀时间，使所述切割线区域栅线仅保留第一金属层。
更进一步地，所述阵列基板的制作方法还包括：
形成栅极绝缘层，所述栅极绝缘层覆盖所述切割线区域栅线和所述非切割线区域栅线；
形成有源层图形；
形成源漏极层图形；
形成钝化层图形，所述钝化层图形覆盖所述切割线区域栅线和所述非切割线区域栅线；
形成像素电极层图形。
本发明还提供了一种显示装置，包括上述任一技术方案所述的阵列基板。
本发明提供的阵列基板及其制造方法、显示装置，所述阵列基板的切割线区域栅线为单层结构，使得所述栅线经切割后，在切割断面只有一层金属与空气接触，由于原电池反应需要两种活泼性不同的金属分别作为正、负电极且同时与电解质相接触，而本发明所提供阵列基板中的切割线区域栅线只有一层金属与空气接触，无法同时作为正、负电极，因此不满足发生原电池反应的条件，由此避免了原电池反应的发生，可防止阵列基板的栅线在切割后发生电化学腐蚀，提高阵列基板及包括该阵列基板的显示装置在使用中的可靠性。
附图说明
图1为现有阵列基板在切割线区域的示意图；
图2为本发明实施例阵列基板在切割线区域的示意图；
图3为本发明实施例阵列基板的制造方法的流程图；
图4为执行完图3中步骤S2后的结构示意图；
图5为图4的俯视图；
图6为执行完图3中步骤S4后的结构示意图；
图7为图6的俯视图；
图8为执行完图3中步骤S5后的结构示意图；
图9为图8的俯视图；
图10为执行完图3中步骤S6后的结构示意图；
图11为图10的俯视图；
图12为执行完图3中步骤S12后的结构示意图；
图13为本发明实施例阵列基板在进行切割后在切割线区域的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例阵列基板及其制造方法、显示装置进行详细描述。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
参照图2，图2为本发明实施例提供的阵列基板的一个具体实施例，
本实施例所述的阵列基板包括多条栅线，多条栅线在切割线区域6的部分为切割线区域栅线，多条栅线在非切割线区域的部分为非切割线区域栅线，切割线区域栅线为单层结构。
本发明实施例提供的阵列基板的切割线区域栅线为单层结构，使得在所述切割线区域6的栅线经切割后，在切割断面7（如图13所示）只有一层金属与空气接触，由于原电池反应需要两种活泼性不同的金属分别作为正、负电极且同时与电解质相接触，而本发明所提供阵列基板中的切割线区域栅线只有一层金属与空气接触，无法同时作为正、负电极，因此不满足发生原电池反应的条件，由此避免了原电池反应的发生，可防止阵列基板的栅线在切割后发生电化学腐蚀，提高了阵列基板及包括该阵列基板的显示装置在使用中的可靠性。
由于栅线在使用中需要有较好的导电性，因此常选用低电阻率的材料，但单层结构的材料可能会产生电子迁移，导致栅线损坏，影响正常使用，因此非切割线区域栅线可为两层或两层以上的多层结构，可将其中一层作为主要的导电层，其它层作为阻挡层，使栅线能保持在正常使用状态。
具体地，切割线区域栅线可仅包括第一金属层201，所述非切割线区域栅线包括第一金属层201、第二金属层202和第三金属层203，其中，第一金属层201、第二金属层202和第三金属层203可由下到上依次分布，在进行切割工艺时可以从上到下切割，降低了加工难度。
第一金属层201的材质可选用单质金属Mo、Ta、Cr、Al、Cu中的任一种，第二金属层202材质和所述第三金属层203的材质可为单质金属Mo、Ta、Cr、Al、Cu中的任一种或者合金材料Mo-Ta、Al-Ta、Al-Ni中的任一种，第一金属层201的材质与第二金属层202的材质不同。
第一金属层201为Mo金属层，第二金属层202为Al金属层，第三金属层203为Mo金属层，位于切割线区域6的栅线可以仅保留第一金属层201。
本实施例所述的阵列基板还包括栅极绝缘层4和钝化层5，栅极绝缘层4和钝化层5覆盖所述切割线区域栅线和所述非切割线区域栅线，所述多条栅线延伸至所述阵列基板边缘区域并通过栅线引线（图中未示出）互相连接，通过所述栅线引线可同时对所述多条栅线进行断/短路测试，在测试完成后，对切割线区域栅线进行切割，所述栅线引线与所述多条栅线分离。
所述阵列基板还包括形成在栅极绝缘层4上的有源层（图中未示出）、形成在有源层上的源漏极层（图中未示出）以及形成在钝化层5上的像素电极层（图中未示出），钝化层5形成于源漏极层上。
本发明实施例还提供了一种阵列基板的制造方法，包括:
形成包括切割线区域栅线和非切割线区域栅线的栅线金属层图形，所述切割线区域栅线为单层结构。
本实施例所述的阵列基板的制造方法，因为切割线区域栅线为单层结构，使得在所述切割线区域6的栅线经切割后，在切割断面7（如图13所示）只有一层金属与空气接触，由于原电池反应需要两种活泼性不同的金属分别作为正、负电极且同时与电解质相接触，而本实施例所提供阵列基板的制造方法中的阵列基板的切割线区域栅线只有一层金属与空气接触，无法同时作为正、负电极，因此不满足发生原电池反应的条件，由此避免了原电池反应的发生，可防止阵列基板的栅线在切割后发生电化学腐蚀，提高阵列基板及包括该阵列基板的显示装置在使用中的可靠性。
参照图3～图12，形成包括切割线区域栅线和非切割线区域栅线的栅线金属层图形的方法具体包括以下步骤：
S1、在基板1上形成栅线金属层2；
具体可以采用沉积、涂敷、溅射或其它方法在基板1上形成栅线金属层2，栅线金属层2为多层结构，所述多层结构包括第一金属层201和第一金属层201以外的金属层，第一金属层201的材质可为导电性能较好的单质金属Mo、Ta、Cr、Al、Cu中的任一种，例如：可在基板1上依次沉积第一金属层201、第二金属层202和第三金属层203。
S2、在栅线金属层2上形成光刻胶层3，即可采用涂覆或本领域技术人员所知的其它方法在栅线金属层2上形成一层光刻胶，参照图4、图5；
S3、对形成有栅线金属层2和光刻胶层3的基板1进行曝光、显影；
具体可采用灰阶掩模板或半阶掩模板对形成有栅线金属层2和光刻胶层3的基板1进行曝光、显影，形成光刻胶完全保留区域301、光刻胶半保留区域302和光刻胶完全去除区域（图中未示出），其中，光刻胶完全保留区域301与非切割线区域的栅线的对应，光刻胶半保留区域302与切割线区域6的栅线对应，光刻胶完全去除区域与栅线所在区域以外的区域对应。
S4、对光刻胶完全去除区域的栅线金属层2进行刻蚀，使光刻胶完全去除区域的栅线金属层2被去除，并在光刻胶完全保留区域301和光刻胶半保留区域302形成包括栅线的栅线金属层图形，参照图6、图7。
S5、去除光刻胶半保留区域302的光刻胶；
具体可采用灰化工艺对残留的光刻胶进行处理，使光刻胶半保留区域302的光刻胶完全被去除，同时使光刻胶完全保留区域301的光刻胶被减薄，参照图8、图9。
S6、对光刻胶半保留区域302的栅线金属层2进行刻蚀；
具体地，去除光刻胶半保留区域302的栅极金属层2除所述第一金属层201以外的金属层，即可去除第二金属层202和第三金属层203，在光刻胶半保留区域302形成切割线区域栅线的栅线金属层图形，由此可使切割线区域6的栅线为单层结构，参照图10、图11。
S7、剥离光刻胶，利用剥离液对光刻胶完全保留区域301的光刻胶进行剥离处理，将光刻胶完全保留区域301的光刻胶完全去除，得到包括所述非切割线区域栅线的栅线金属层图形。
依次沉积每个金属层有利于对各个金属层的厚度进行控制，由于灰阶掩模板或半阶掩模板均可同时实现曝光和半曝光，因此可使得只需要一次曝光、显影过程就能在光刻胶层3上形成光刻胶完全保留区域301、光刻胶半保留区域302和光刻胶完全去除区域，避免了对光刻胶层3的不同区域分别进行曝光、显影，从而可简化所述阵列基板的制作过程，灰化工艺可使光刻胶半保留区域302的光刻胶完全被去除，同时使光刻胶完全保留区域301的光刻胶被减薄，有利于实现对光刻胶半保留区域302的栅线金属层2进行刻蚀而不影响光刻胶完全保留区域301的栅线金属层2，通过步骤S1～S6可形成包括切割线区域栅线和非切割线区域栅线的栅线金属层图形，且切割线区域栅线为单层结构，由此可避免在切割线区域6的栅线发生原电池反应，从而防止阵列基板的栅线在切割后发生电化学腐蚀，进而提高阵列基板及包括该阵列基板的显示装置在使用中的可靠性。
步骤S6中对光刻胶半保留区域302的栅线金属层2进行刻蚀的方法，可采用湿法刻蚀或干法刻蚀，但由于干法刻蚀的设备较为复杂，且成本较高，因此，优选利用湿法刻蚀对光刻胶半保留区域302的栅线金属层2进行刻蚀，具体可包括：利用刻蚀液对光刻胶半保留区域302的栅线金属层2进行刻蚀，通过调整刻蚀液浓度并控制刻蚀时间，使切割线区域栅线的第二金属层202和第三金属层203被去除，仅保留第一金属层201，在光刻胶半保留区域302形成包括切割线区域栅线的栅线金属层图形，最终可使切割线区域6的栅线为单层结构，由于调整刻蚀液浓度并控制刻蚀时间易于实现，且湿法刻蚀的设备简单，成本较低，因此，可使步骤S6中的刻蚀过程容易控制，且成本较低，从而有利于阵列基板的制作。
参照图12，上述实施例提供的阵列基板的制作方法可用于制作底栅型的薄膜晶体管阵列基板，顶栅型薄膜晶体管阵列基板同样适用，所述底栅型的薄膜晶体管阵列基板制作方法还包括：
S8、形成栅极绝缘层4，所述栅极绝缘层4覆盖切割线区域栅线和非切割线区域栅线；
具体地，可以采用等离子体增强化学气相沉积等本领域技术人员所知的其它工艺方法，在经过步骤S7的基板1上形成栅绝缘层材料，之后在栅绝缘层材料上涂覆一层光刻胶，并对光刻胶进行曝光、显影处理，再通过刻蚀工艺形成栅绝缘层4的图形，最后剥离剩余的光刻胶其中，栅绝缘层材料可以选用氧化物、氮化物或者氮氧化物，栅绝缘层4可以为单层或多层结构。栅绝缘层可以是覆盖基板的完整膜层，不需要图案化，即无需光刻胶涂覆、曝光、显影、刻蚀等工艺步骤。
S9、形成有源层图形；
具体地。可在经过步骤S8的基板1采用沉积、涂敷、溅射或其它成膜方法形成一层有源层材料，之后在有源层材料上涂覆一层光刻胶，并对光刻胶进行曝光、显影处理，再通过刻蚀工艺形成有源层图形，最后剥离剩余的光刻胶。
S10、形成源漏极层图形；
具体地，可在经过步骤S9的基板1采用沉积、涂敷、溅射或其它成膜方法形成一层源漏极层材料，源漏极层材料可以是Cr、W、Ti、Ta、Mo、Al、Cu等金属或其合金，之后在源漏极层材料上涂覆一层光刻胶，并对光刻胶进行曝光、显影处理，再通过刻蚀工艺形成源漏极层图形，最后剥离剩余的光刻胶。
S9和S10中形成有源层图形和形成源漏极层图形也可以通过一次构图工艺形成，例如使用灰阶掩模板或半阶掩模板曝光、显影、刻蚀、灰化、第二次刻蚀、剥离剩余的光刻胶。
S11、形成钝化层5的图形，钝化层5的图形覆盖切割线区域栅线和非切割线区域栅线；
具体地，可以采用等离子体增强化学气相沉积等本领域技术人员所知的其它工艺方法，在经过步骤S10的基板1上形成钝化层材料，之后在钝化层材料上涂覆一层光刻胶，并对光刻胶进行曝光、显影处理，再通过刻蚀工艺形成钝化层5的图形，最后剥离剩余的光刻胶。
S12、形成像素电极层图形。
具体地，可在经过步骤S11的基板1采用沉积、涂敷、溅射或其它成膜方法形成一层像素电极材料，像素电极材料可以是氧化铟锡、氧化铟锌等材料，之后在像素电极材料上涂覆一层光刻胶，并对光刻胶进行曝光、显影处理，再通过刻蚀工艺形成像素电极图形，最后剥离剩余的光刻胶。
由此，可得到本实施例所述的底栅型的薄膜晶体管阵列基板，从而可用于制造包括该阵列基板的显示装置，实现显示功能。
本发明实施例还提供了一种显示装置，包括上述任一实施例所述的阵列基板，所述显示装置可以为：液晶面板、电子纸、OLED（OrganicLight-EmittingDiode，有机发光二极管）面板、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件，由于在本实施例的显示装置中使用的阵列基板与上述阵列基板的各实施例提供的阵列基板相同，因此二者能够解决相同的技术问题，并达到相同的预期效果。
关于本发明实施例的显示装置的其他构成等已为本领域的技术人员所熟知，在此不再详细说明。
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 (11)
1.一种阵列基板，其特征在于，所述阵列基板包括多条栅线，所述多条栅线在切割线区域的部分为切割线区域栅线，所述多条栅线在非切割线区域的部分为非切割线区域栅线，所述切割线区域栅线为单层结构；所述非切割线区域栅线为多层结构。
2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述切割线区域栅线仅包括第一金属层，所述非切割线区域栅线包括第一金属层、第二金属层和第三金属层。
3.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述第一金属层的材质为单质金属Mo、Ta、Cr、Al、Cu中的任一种，所述第二金属层材质和所述第三金属层的材质为单质金属Mo、Ta、Cr、Al、Cu中的任一种或者合金材料Mo-Ta、Al-Ta、Al-Ni中的任一种，所述第一金属层的材质与所述第二金属层的材质不同。
4.根据权利要求3所述的阵列基板，其特征在于，所述第一金属层为Mo金属层，所述第二金属层为Al金属层，所述第三金属层为Mo金属层。
5.根据权利要求1-4任一项所述的阵列基板，其特征在于，所述阵列基板还包括栅极绝缘层和钝化层，所述栅极绝缘层和所述钝化层覆盖所述切割线区域栅线和所述非切割线区域栅线，所述多条栅线延伸至所述阵列基板边缘区域并通过栅线引线连接。
6.根据权利要求5所述的阵列基板，其特征在于，所述阵列基板还包括形成在所述栅极绝缘层上的有源层、形成在所述有源层上的源漏极层以及形成在所述钝化层上的像素电极层，所述钝化层形成于所述源漏极层上。
7.一种阵列基板的制造方法，其特征在于，包括:
形成包括切割线区域栅线和非切割线区域栅线的栅线金属层图形，所述切割线区域栅线为单层结构；所述非切割线区域栅线为多层结构。
8.根据权利要求7所述阵列基板的制造方法，其特征在于，所述形成包括切割线区域栅线和非切割线区域栅线的栅线金属层图形包括：
在基板上形成栅线金属层，所述栅线金属层为多层结构，包括第一金属层和第一金属层以外的金属层；
在所述栅线金属层上形成光刻胶层；
采用灰阶掩模板或半阶掩模板对形成有所述栅线金属层和所述光刻胶层的基板进行曝光、显影，形成光刻胶完全保留区域、光刻胶半保留区域和光刻胶完全去除区域；
刻蚀所述栅线金属层，光刻胶完全去除区域的栅线金属层被去除，形成包括栅线的栅线金属层图形；
采用灰化工艺去除所述光刻胶半保留区域的光刻胶，所述光刻胶完全保留区域的光刻胶被减薄；
刻蚀所述光刻胶半保留区域的栅线金属层除所述第一金属层以外的金属层，在所述光刻胶半保留区域形成所述切割线区域栅线的栅线金属层图形；
剥离光刻胶，得到包括所述非切割线区域栅线的栅线金属层图形。
9.根据权利要求8所述阵列基板的制造方法，其特征在于，
所述刻蚀所述光刻胶半保留区域的栅线金属层除所述第一金属层以外的金属层的步骤，还包括，利用刻蚀液对所述栅线金属层进行刻蚀，通过调整刻蚀液浓度并控制刻蚀时间，使所述切割线区域栅线仅保留第一金属层。
10.根据权利要求7-9中任一项所述的阵列基板的制造方法，其特征在于，所述制造方法还包括：
形成栅极绝缘层，所述栅极绝缘层覆盖所述切割线区域栅线和所述非切割线区域栅线；
形成有源层图形；
形成源漏极层图形；
形成钝化层图形，所述钝化层图形覆盖所述切割线区域栅线和所述非切割线区域栅线；
形成像素电极层图形。
11.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-6中任一项所述的阵列基板。
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