CN104253089A - 一种阵列基板的制备方法、阵列基板及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阵列基板的制备方法、阵列基板及显示装置，在形成黑矩阵的图形之前，先在衬底基板上形成包围对位标记的限制层，且限制层的材料为负性光刻胶材料。而负性光刻胶材料的表面能一般均比较低，低表面能材料具有疏水、疏油的性能。因此，本发明实施例提供的上述制备方法，利用限制层的疏水、疏油的性能，使在形成限制层的衬底基板上形成黑矩阵时，黑矩阵材料会与限制层之间形成清晰的边界，从而显示出对位标记的位置，有利于在形成黑矩阵时曝光装置进行对位，并且，还可以防止黑矩阵污染导致的对位异常，从而可以达到在不改变黑矩阵材料和曝光装置的基础上提高阵列基板中黑矩阵的图形与前序工艺形成的图形的对位精度的目的。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤指一种阵列基板的制备方法、阵列基板及显示装置。
背景技术
液晶显示面板主要由阵列基板，对向基板，以及位于该两基板之间的液晶分子组成；其中，阵列基板上设置有呈矩阵排列的亚像素单元，每个亚像素单元都设置有薄膜晶体管(TFT)以及与薄膜晶体管相连的像素电极，对向基板上设置有公共电极和与各亚像素单元一一对应的彩色滤光片。
在显示技术迅猛发展的时代背景下，市场对液晶显示面板的要求越来越多，如高分辨率、低成本等。为了迎合市场的需求，多种新的液晶显示面板结构应运而生。而可以提高开口率及实现高分辨率的将彩色滤光片直接设置在阵列基板上(COA，CF on Array)的结构就是其中的一种。
但是COA结构存在黑矩阵(BM)对位的问题，这是因为在阵列基板上制备黑矩阵时一般需要：
步骤1、在预先形成有对位标记2的衬底基板1上沉积黑矩阵膜层3，如图1a所示；
具体地，在形成有对位标记2的衬底基板1上一般还形成有前序工艺形成的薄膜晶体管5、信号线6等的图形。
步骤2、采用构图工艺对黑矩阵膜层3进行处理，形成黑矩阵4的图形，如图1b所示。
具体地，在步骤2采用构图工艺对黑矩阵膜层进行处理时，是以衬底基板上的对位标记为对位标识实现黑矩阵的图形与前序工艺形成的图形的对位。而在现有技术中，采用构图工艺对黑矩阵膜层进行处理时，需要对黑矩阵膜层进行曝光处理。而对黑矩阵膜层进行曝光是在接近式曝光机中进行的，接近式曝光机进行对位采用的是透射光方式，但由于黑矩阵膜层的光密度较高，对位光线无法穿透，因此导致曝光机无法识别位于黑矩阵膜层下方的对位标记。
目前为了解决上述问题，一般采用的方法是变更黑矩阵的材料以及改造曝光机，例如使用在近红外区有一定透过率的黑矩阵材料，并且改造曝光机的对位设备，使其可以利用近红外区光线进行对位。然而该方法生产成本较高，不易推广。
因此，如何提高阵列基板中黑矩阵的图形与前序工艺形成的图形的对位精度，是本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种阵列基板的制备方法、阵列基板及显示装置，用以提高阵列基板中黑矩阵的图形与前序工艺形成的图形的对位精度。
因此，本发明实施例提供的一种阵列的制备方法，包括：
在衬底基板上形成对位标记的图形；
在所述衬底基板上包围所述对位标记所在的区域的预设区域内形成限制层的图形，且所述限制层的图形包围所述对位标记的图形，所述限制层的材料为负性光刻胶材料；
在形成有所述限制层的衬底基板上形成黑矩阵的图形，所述黑矩阵的图形所在的区域与所述限制层和所述对位标记的图形所在的区域无重合区。
较佳地，为了便于实施，在本发明实施例提供的上述的制备方法中，在所述衬底基板上包围所述对位标记所在的区域的预设区域内形成限制层的图形，具体包括：
在形成有所述对位标记的衬底基板上涂布负性光刻胶层；
对所述负性光刻胶层进行曝光处理，且对所述负性光刻胶层进行曝光处理的区域覆盖且大于所述对位标记所在的区域；
对经过曝光处理的负性光刻胶层进行显影处理，形成所述限制层的图形。
较佳地，为了便于实施，在本发明实施例提供的上述的制备方法中，在对负性光刻胶层进行显影处理之后，还包括：
对经过显影处理之后的负性光刻胶层进行烘干处理。
较佳地，为了便于实施，在本发明实施例提供的上述的制备方法中，在对负性光刻胶层进行烘干处理之后，还包括：
采用剥离液对经过烘干处理之后的负性光刻胶层进行清洗处理。
较佳地，为了便于实施，在本发明实施例提供的上述的制备方法中，对所述负性光刻胶层进行曝光处理，具体为：
采用小型紫外灯从所述衬底基板背离所述对位标记的一侧对所述负性光刻胶层进行接近式曝光处理。
较佳地，为了便于实施，在本发明实施例提供的上述的制备方法中，所述负性光刻胶层中包括有含氟添加剂或有机硅添加剂。
较佳地，为了便于实施，在本发明实施例提供的上述的制备方法中，还包括：
在所述衬底基板上形成薄膜晶体管和信号线的图形；其中，
所述信号线与所述对位标记同层制备。
较佳地，为了便于实施，在本发明实施例提供的上述的制备方法中，在形成所述黑矩阵的图形之后，还包括：
在形成有所述黑矩阵的衬底基板上依次形成彩色滤光层的图形、第一透明电极的图形、以及与所述第一透明电极相互绝缘的第二透明电极的图形。
相应地，本发明实施例还提供了一种采用上述制备方法制备的阵列基板，所述阵列基板包括：衬底基板，依次位于所述衬底基板上的对位标记、限制层和黑矩阵；其中，
所述限制层包围所述对位标记，且所述限制层的材料为负性光刻胶材料；
所述黑矩阵所在的区域与所述限制层和所述对位标记所在的区域无重合区。
相应地，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括本发明实施例提供的上述阵列基板。
本发明实施例提供的阵列基板的制备方法、阵列基板及显示装置，在形成黑矩阵的图形之前，先在衬底基板上形成包围对位标记的限制层，且限制层的材料为负性光刻胶材料。而负性光刻胶材料的表面能一般均比较低，低表面能材料具有疏水、疏油的性能。因此，本发明实施例提供的上述制备方法，利用限制层的疏水、疏油的性能，使在形成限制层的衬底基板上形成黑矩阵时，黑矩阵材料会与限制层之间形成清晰的边界，从而显示出对位标记的位置，有利于在形成黑矩阵时曝光装置进行对位，并且，还可以防止黑矩阵污染导致的对位异常，从而可以达到在不改变黑矩阵材料和曝光装置的基础上提高阵列基板中黑矩阵的图形与前序工艺形成的图形的对位精度的目的。
附图说明
图1a和图1b分别为现有的阵列基板中形成黑矩阵的图形的形成过程的结构示意图；
图2为本发明实施提供的阵列基板的制备方法的流程示意图；
图3a至图3f分别为按照本发明实例提供的制备方法执行各步骤后的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的阵列基板的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明实施例提供的阵列基板的制备方法、阵列基板及显示装置的具体实施方式进行详细地说明。
其中，附图中各膜层厚度和形状不反映阵列基板的真实比例，目的只是示意说明本发明内容。
本发明实施例提供的一种阵列的制备方法，如图2所示，具体可以包括以下步骤：
S101、在衬底基板上形成对位标记的图形；
S102、在衬底基板上包围对位标记所在的区域的预设区域内在形成限制层的图形，且限制层的图形包围对位标记的图形，限制层的材料为负性光刻胶材料；
S103、在形成有限制层的衬底基板上形成黑矩阵的图形，黑矩阵的图形所在的区域与限制层和对位标记的图形所在的区域无重合区。
本发明实施例提供的上述阵列基板的制备方法，在形成黑矩阵的图形之前，先在衬底基板上形成包围对位标记的限制层，且限制层的材料为负性光刻胶材料。而负性光刻胶材料的表面能一般均比较低，低表面能材料具有疏水、疏油的性能。因此，本发明实施例提供的上述制备方法，利用限制层的疏水、疏油的性能，使在形成限制层的衬底基板上形成黑矩阵时，黑矩阵材料会与限制层之间形成清晰的边界，从而显示出对位标记的位置，有利于在形成黑矩阵时曝光装置进行对位，并且，还可以防止黑矩阵污染导致的对位异常，从而可以达到在不改变黑矩阵材料和曝光装置的基础上提高阵列基板中黑矩阵的图形与前序工艺形成的图形的对位精度的目的。
较佳地，在本发明实施例提供的上述的制备方法中，步骤S102在衬底基板上包围对位标记所在的区域的预设区域内形成限制层的图形，具体可以包括：
在形成有对位标记的衬底基板上涂布负性光刻胶层；
对负性光刻胶层进行曝光处理，且对负性光刻胶层进行曝光处理的区域覆盖且大于对位标记所在的区域；
对经过曝光处理的负性光刻胶层进行显影处理，形成限制层的图形。
需要说明的是，在本发明实施例提供的上述制备方法中，对负性光刻胶层进行曝光处理时，可以利用掩膜板从衬底基板面向对位标记的一侧进行曝光处理，当然在具体实施时，也可以利用掩膜板从衬底基板背离对位标记的一侧进行曝光处理，在此不作限定。
较佳地，为了节约生产成本，在本发明实施例提供的上述的制备方法中，对负性光刻胶层进行曝光处理，具体为：
采用小型紫外灯从衬底基板背离对位标记的一侧对负性光刻胶层进行接近式曝光处理。这样，利用对位标记自身可以遮光的特性，在对负性光刻胶层进行接近式曝光处理时，采用对位标记充当遮光的掩膜板，从而减少制备过程中使用掩膜板的数量，进而降低生产成本。并且，采用小型紫外灯对负性光刻胶层进行接近式曝光处理，操作十分方便，且小型紫外灯相对一般的曝光设备价格也比较便宜，从而进一步降低生产成本。
较佳地，在本发明实施例提供的上述的制备方法中，在对负性光刻胶层进行显影处理之后，还包括：
对经过显影处理之后的负性光刻胶层进行烘干处理，以加快负性光刻胶的固化。
较佳地，为了去掉小分子有机污染物，在本发明实施例提供的上述的制备方法中，在对负性光刻胶层进行烘干处理之后，还包括：
采用剥离液对经过烘干处理之后的负性光刻胶层进行清洗处理。
较佳地，为了降低限制层的表面能，在本发明实施例提供的上述的制备方法中，负性光刻胶层中包括有含氟添加剂或有机硅添加剂。例如有机硅表面助剂聚醚改性聚二甲基硅氧烷(BYK-333)、有机硅表面助剂一丙烯酸酯宫能基的聚酯改性聚二甲基硅氧烷(BYK-371)、或水溶性乙氧基类非离子型氟碳表面活性剂(FSN-100)等。
较佳地，为了便于实施，在本发明实施例提供的上述的制备方法中，还包括：
在衬底基板上形成薄膜晶体管和信号线的图形；其中，
信号线和对位标记同层制备。
具体地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述制备方法中，在衬底基板上形成薄膜晶体管的可以顶栅型结构，也可以是底栅型结构，在此不作限定。
较佳地，为了便于实施，在本发明实施例提供的上述的制备方法中，在形成黑矩阵的图形之后，还包括：
在形成有黑矩阵的衬底基板上依次形成彩色滤光层的图形、第一透明电极的图形、以及与第一透明电极相互绝缘的第二透明电极的图形。
下面通过一个具体的实施例说明本发明实施例提供的上述阵列基板的制备方法，具体可以包括以下步骤：
(1)在形成有对位标记02的衬底基板01上涂布负性光刻胶层03，如图3a所示；
具体地，在具体实施时，在形成有对位标记02的衬底基板01上一般还形成有前序工艺形成的薄膜晶体管04、信号线05等的图形。具体形成薄膜晶体管、信号线、对位标记等这些图形的方法与现有技术相同，在此不作详述。
(2)采用小型紫外灯从衬底基板01背离对位标记02的一侧对该对负性光刻胶层03进行接近式曝光处理，且对负性光刻胶层03进行曝光处理的区域覆盖且大于对位标记02所在的区域，如图3b所示；
(3)对经过曝光处理的负性光刻胶层03进行显影处理，形成限制层06的图形，其中限制层06的图形为包围对位标记02的图形，如图3c所示；
具体地，在具体实施时，在对经过曝光处理的负性光刻胶层03进行显影处理后，还需要对经过显影处理之后的负性光刻胶层进行烘干处理，以加快其固化；然后还采用剥离液对经过烘干处理之后的负性光刻胶层进行清洗处理，以去除小分子有机污染物。
(4)在形成有限制层06的衬底基板上涂布黑矩阵膜层07，如图3d所示；
需要说明的是，这里涂布黑矩阵膜层是在形成限制层06的图形之后直接进行的，即在涂布黑矩阵膜层之前是不需要像现有技术一样，先对衬底基板进行超级紫外线(Extreme Ultraviolet，EUV)清洗。现有技术中对衬底基板进行超级紫外线(Extreme Ultraviolet，EUV)清洗可以分解有机小分子污染，并且经过EUV清洗，有机薄膜的表面能会增大、接触角降低，有利于将要涂布的黑矩阵膜层的铺展。而本发明提供的上述制备方法由于是利用限制层的表面能较低的特性，因此不需要对衬底基板进行超级紫外线(Extreme Ultraviolet，EUV)清洗。
(5)采用构图工艺对黑矩阵膜层07进行构图，形成黑矩阵08的图形，其中黑矩阵08的图形所在的区域与限制层06和对位标记02的图形所在的区域无重合区，如图3e所示。
本发明实施例提供的上述制备方法，由于在形成黑矩阵的图形之前，先在衬底基板上形成包围对位标记的限制层，且限制层的材料为负性光刻胶材料。而负性光刻胶材料的表面能一般均比较低，低表面能材料具有疏水、疏油的性能。因此正是利用限制层的疏水、疏油的性能，使在形成限制层的衬底基板上形成黑矩阵时，黑矩阵材料会与限制层之间形成清晰的边界，从而显示出对位标记的位置，有利于在形成黑矩阵时曝光装置进行对位，并且，还可以防止黑矩阵污染导致的对位异常，从而可以达到在不改变黑矩阵材料和曝光装置的基础上提高阵列基板中黑矩阵的图形与前序工艺形成的图形的对位精度的目的。
进一步地，在发明实施例提供的上述制备方法中，在形成黑矩阵08之后，在黑矩阵08的上方还依次形成彩色滤光层09的图形、第一透明电极10的图形、绝缘层11、以及与第一透明电极10相互绝缘的第二透明电极12的图形；其中，第二透明电极12通过过孔与薄膜晶体管中的漏电极连接，如图3f所示。具体地，在形成黑矩阵08之后衬底基板01上形成的其它膜层的制备方法与现有技术相同，在此不作详述。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种采用上述制备方法制备的阵列基板，如图4所示，阵列基板包括：衬底基板01，依次位于衬底基板01上的对位标记02、限制层06和黑矩阵08；其中，
限制层06包围对位标记02，且限制层06的材料为负性光刻胶材料；
黑矩阵08所在的区域与限制层06和对位标记02所在的区域无重合区。
本发明实施例提供的上述阵列基板，在衬底基板上形成包围对位标记的限制层，且限制层的材料为负性光刻胶材料。而负性光刻胶材料的表面能一般均比较低，低表面能材料具有疏水、疏油的性能。因此，本发明实施例提供的上述阵列基板，利用限制层的疏水、疏油的性能，使在形成限制层的衬底基板上形成黑矩阵时，黑矩阵材料会与限制层之间形成清晰的边界，从而显示出对位标记的位置，有利于在形成黑矩阵时曝光装置进行对位，并且，还可以防止黑矩阵污染导致的对位异常，从而可以达到在不改变黑矩阵材料和曝光装置的基础上提高阵列基板中黑矩阵的图形与前序工艺形成的图形的对位精度的目的。
进一步地，在本发明实施例提供的上述阵列基板中，如图3f所示，还可以包括：位于黑矩阵08下方的薄膜晶体管04、信号线05等，位于黑矩阵08上方的彩色滤光层09、第一透明电极10、绝缘层11和第二透明电极12等。具体地，由于这些膜层均与现有技术中相同，故在此不作详述。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括本发明实施例提供的上述阵列基板。对于显示装置的其它必不可少的组成部分均为本领域的普通技术人员应该理解具有的，在此不做赘述，也不应作为对本发明的限制。该显示装置的实施可以参见上述阵列基板的实施例，重复之处不再赘述。
本发明实施例提供的上述阵列基板的制备方法、阵列基板及显示装置，在形成黑矩阵的图形之前，先在衬底基板上形成包围对位标记的限制层，且限制层的材料为负性光刻胶材料。而负性光刻胶材料的表面能一般均比较低，低表面能材料具有疏水、疏油的性能。因此，本发明实施例提供的上述制备方法，利用限制层的疏水、疏油的性能，使在形成限制层的衬底基板上形成黑矩阵时，黑矩阵材料会与限制层之间形成清晰的边界，从而显示出对位标记的位置，有利于在形成黑矩阵时曝光装置进行对位，并且，还可以防止黑矩阵污染导致的对位异常，从而可以达到在不改变黑矩阵材料和曝光装置的基础上提高阵列基板中黑矩阵的图形与前序工艺形成的图形的对位精度的目的。
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 (10)
1.一种阵列基板的制备方法，包括：
在衬底基板上形成对位标记的图形；
在所述衬底基板上包围所述对位标记所在的区域的预设区域内形成限制层的图形，且所述限制层的图形包围所述对位标记的图形，所述限制层的材料为负性光刻胶材料；
在形成有所述限制层的衬底基板上形成黑矩阵的图形，所述黑矩阵的图形所在的区域与所述限制层和所述对位标记的图形所在的区域无重合区。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述衬底基板上包围所述对位标记所在的区域的预设区域内形成限制层的图形，具体包括：
在形成有所述对位标记的衬底基板上涂布负性光刻胶层；
对所述负性光刻胶层进行曝光处理，且对所述负性光刻胶层进行曝光处理的区域覆盖且大于所述对位标记所在的区域；
对经过曝光处理的负性光刻胶层进行显影处理，形成所述限制层的图形。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在对负性光刻胶层进行显影处理之后，还包括：
对经过显影处理之后的负性光刻胶层进行烘干处理。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在对负性光刻胶层进行烘干处理之后，还包括：
采用剥离液对经过烘干处理之后的负性光刻胶层进行清洗处理。
5.如权利要求2-4任一项所述的制备方法，其特征在于，对所述负性光刻胶层进行曝光处理，具体为：
采用小型紫外灯从所述衬底基板背离所述对位标记的一侧对所述负性光刻胶层进行接近式曝光处理。
6.如权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述负性光刻胶层中包括有含氟添加剂或有机硅添加剂。
7.如权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，还包括：
在所述衬底基板上形成薄膜晶体管和信号线的图形；其中，
所述信号线与所述对位标记同层制备。
8.如权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，在形成所述黑矩阵的图形之后，还包括：
在形成有所述黑矩阵的衬底基板上依次形成彩色滤光层的图形、第一透明电极的图形、以及与所述第一透明电极相互绝缘的第二透明电极的图形。
9.一种采用如权利要求1-8任一项所述的制备方法制备的阵列基板，其特征在于，所述阵列基板包括：衬底基板，依次位于所述衬底基板上的对位标记、限制层和黑矩阵；其中，
所述限制层包围所述对位标记，且所述限制层的材料为负性光刻胶材料；
所述黑矩阵所在的区域与所述限制层和所述对位标记所在的区域无重合区。
10.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求9所述的阵列基板。
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