CN107479260A - Coa基板及其制作方法、显示面板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种COA基板，包括基板以及依次形成于基板上的栅极、栅极绝缘层、有源层、源极、漏极、第一钝化层、色阻层、第二钝化层、像素电极、黑色矩阵和隔离柱，所述像素电极经过孔与漏极接触，还包括用于形成不同高度的隔离柱的垫块，所述垫块设置在与色阻层相同的一层上，所述垫块设置于黑色矩阵的区域中且与隔离柱的位置相对。本发明还提供了一种COA基板的制作方法以及显示面板。与现有技术相比，从而可以简化制程，降低光罩用的掩模版的使用成本。

Description

COA基板及其制作方法、显示面板
技术领域
本发明涉及一种液晶面板技术，特别是一种COA基板及其制作方法、显示面板。
背景技术
目前，液晶显示面板通常包括彩色滤光片基板(CF基板)、阵列基板(TFT基板)以及填充于彩色滤光片基板和阵列基板之间的液晶(LC)，形成液晶盒，其中彩色滤光片基板用于实现彩色画面的显示。COA(Color-filter on Array)技术是一种将彩色滤光层直接制作在阵列基板上的一种集成技术，目前正常COA基板制作包括在基板上制作M1(栅极层)-GI(栅极绝缘层)-AS(有源层)-M2(源极、漏极)-PV1(第一钝化层)-R/G/B(色阻层)-PV2(第二钝化层)-ITO(像素电极)外加BM(黑色矩阵)-PS(隔离子)两道制程共9-10道光罩(mask)黄光制程，而为了节省制成，现有的做法为将BM和PS合成一道制程进行制作，从而减少了一道制程，形成了BPS(Black Photo Spacer，has functions of BM and PS，简称黑色隔离柱，它是由用于填充色阻层中彩色色阻间隙的黑色矩阵以及隔离柱)；但BPS同一站制程需要做出BM(黑色矩阵)和Main PS(主隔离柱)和SUB PS(次隔离柱)三个不同高度；而Main PS(主隔离柱)的透过率为100％、Sub PS(次隔离柱)的透过率为30％和BM(黑色矩阵)的透过率为20％，由于膜厚以及CD(Critical dimension)关键尺寸均匀性差；且同一种材料采用三种透过率对材料要求严格，制程界限(Process Window)极小，制程极不稳定，材料开发难度大且三段差的光罩用的掩模版昂贵。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提供一种COA基板及其制作方法、显示面板，从而简化制程。
本发明提供了一种COA基板，包括基板以及依次形成于基板上的栅极、栅极绝缘层、有源层、源极、漏极、第一钝化层、色阻层、第二钝化层、像素电极、黑色矩阵和隔离柱，所述像素电极经过孔与漏极接触，还包括用于形成不同高度的隔离柱的垫块，所述垫块设置在与色阻层相同的一层上，所述垫块设置于黑色矩阵的区域中且与隔离柱的位置相对。
进一步地，所述垫块包括第一垫块和第二垫块，所述第一垫块的厚度大于第二垫块的厚度。
进一步地，所述隔离柱包括主隔离柱和次隔离柱，所述第一垫块与主隔离柱位置相对，第二垫块与次隔离柱位置相对，使主隔离柱和次隔离柱高度不同。
进一步地，所述垫块与色阻层采用相同的光阻材料。
本发明还提供了一种COA基板的制作方法，包括如下步骤：
在第一钝化层上形成色阻层的同时形成用于形成不同高度的隔离柱的垫块；
在色阻层以及垫块上形成第二钝化层；
在第二钝化层上形成连接漏极的过孔；
在第二钝化层上形成透明导电层，对透明导电层进行图形化处理形成像素电极，所述像素电极经过孔与漏极接触；
在像素电极以及第二钝化层上覆盖黑色光阻材料，通过光刻工艺形成黑色矩阵以及隔离柱，所述垫块设置在形成黑色矩阵的区域中并且与隔离柱位置相对，从而使隔离柱具有不同的高度。
进一步地，通过光刻工艺形成黑色矩阵以及隔离柱中黑色矩阵和隔离柱使用相同的曝光量进行曝光。
进一步地，所述垫块包括第一垫块和第二垫块，所述第一垫块的厚度大于第二垫块的厚度。
进一步地，所述垫块与色阻层采用相同的光阻材料。
进一步地，所述黑色光阻材料的流平性的等级为0-7。
本发明还提供了一种显示面板，包括所述的COA基板。
本发明与现有技术相比，通过在色阻层中覆盖黑色矩阵的区域内且位于隔离柱的位置处设置垫块，通过BPS制程，覆盖黑色光阻材料后通过一次光光刻工艺即可形成黑色矩阵以及隔离柱，通过垫块自身的厚度使黑色矩阵、隔离柱形成不同的，从而可以简化制程，降低光刻工艺中光罩所使用的掩模版的使用成本。
附图说明
图1是本发明剖视图；
图2是本发明形成第二垫块以及红或绿色阻块的示意图；
图3是本发明形成绿或红色阻块的示意图；
图4是本发明形成第一垫块以及蓝色阻块的示意图；
图5是本发明形成黑色矩阵以及隔离柱的示意图；
图6是本发明中黑色矩阵与垫块的位置关系示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
图1示出的为一般COA基板的组成的示意图，图2、图3、图4和图5为为了能够清楚的理解本发明而省略了第二钝化层以及像素电极部分以及夸大了层和区域的厚度，图2、图3、图4和图5中标示100则为具有第一钝化层的TFT阵列基板，但是值得注意的是，结合附图所示出的示意性附图以及实施例是为了解释本发明的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够理解本发明的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。
如图1、图5和图6所示，本发明的一种COA基板，包括基板1以及依次形成于基板1上的栅极2、栅极绝缘层3、有源层4、源极5、漏极6、第一钝化层7、色阻层81、第二钝化层9、像素电极10、黑色矩阵11和隔离柱12；还包括用于形成不同高度的隔离柱12的垫块82，其中：
垫块82设置在与色阻层81相同的一层上；
栅极2设置于基板1的表面上；
栅极绝缘层3形成于栅极2上，覆盖栅极2以及基板1上；具体地，为未设置有栅极2的这部分基板1以及栅极2上；
有源层4形成于栅极绝缘层3上；
所述源极5以及漏极6形成于有源层4上，且与有源层4的源极区以及漏极区接触；
第一钝化层7形成于源极5以及漏极6上，覆盖源极5、漏极6以及栅极绝缘层3上；具体地，覆盖在源极5、漏极6以及未设置有源极5、漏极6的这部分栅极绝缘层3上；
所述色阻层81包括彼此分开的色阻块；
所述垫块82设置于黑色矩阵11的区域中且与隔离柱12的位置相对；
第二钝化层9覆盖在色阻层81、垫块82以及第一钝化层7上，在第二钝化层9上位于漏极6处形成过孔；
所述像素电极10经过孔与漏极6接触；图1中所示出的漏极6所在位置远离有源层4，这是剖切位置所致，在实际制作中，在第一钝化层7的其余区域位置中有相连，也就是说源极6是与有源层4接触的；
在第二钝化层9以及像素电极10上设置黑色光阻材料，通过一次光刻工艺形成黑色矩阵11以及隔离柱12；通过控制黑色光阻材料的流动性，在像素电极10以及第二钝化层9上形成用于填平COA基板不平整区域以及隔离彩色色阻811的黑色矩阵11、在位于垫块82的位置上方形成隔离柱12，具体地，在制作黑色矩阵11以及隔离柱12所采用的光刻工艺中黑色矩阵11和隔离柱12采用相同的曝光量曝光形成，具体地，这里所述采用相同的曝光量形成为掩模版上用于形成黑色矩阵11以及隔离柱12的位置光可100％的通过。黑色光阻材料的流平性等级为0-7。
在上述的COA基板中，垫块的厚度为0.2-0.5um；此处为了方便制作，垫块82可采用与色阻层81相同的光阻材料进行制作；具体地，垫块82包括第一垫块821、第二垫块822，第一垫块821的厚度大于第二垫块822的厚度。
本发明中色阻层81包括红绿蓝三色色阻块，作为一种优选，第一垫块821可采用与蓝色阻块相同的光阻材料制成；第二垫块822则可采用与红色阻块或绿色阻块相同的光阻材料制成。
为了进一步地简化制作，与第一垫块821一同制作的蓝色阻块(B)的厚度与第一垫块821的厚度相同，第二垫块822与一同制作的红或绿色阻块的厚度相同，但本发明不限于此，也可通过控制光刻工艺的曝光量在色阻块的厚度相同的情况下，第一垫块821的厚度大于第二垫块822。
本发明的隔离柱12包括主隔离柱121和次隔离柱122，所述主隔离柱121和次隔离柱122均设于阵列基板的非透光区域，即黑色矩阵11的区域。
在本发明中，主隔离柱121形成于第一垫块821的上方，次隔离柱122形成于第二垫块822的上方，通过一次光罩实现了三种不同高度，即黑色矩阵11、主隔离柱121、次隔离柱122，这里需要注意的是，主隔离柱121和次隔离柱122之间的高度差的差值通过垫块色阻82的厚度决定，而隔离柱12与黑色矩阵11之间的高度差的差值，则通过涂覆的黑色光阻材料的厚度决定，黑色光阻材料的涂覆厚度为2.0-4.5um；隔离柱12的具体设置位置可根据设计制作要求进行改变，此处不做详细说明。
本发明中构成COA基板的栅极2、栅极绝缘层3、有源层4、源极5、漏极6、第一钝化层7、色阻层81、第二钝化层9、像素电极10在黑色矩阵11和隔离柱12可采用现有技术的COA基板结构，在此不作具体限定，本发明改进点仅在于增加了垫块。
本发明还公开了一种COA基板的制作方法，如图1所示，包括如下步骤：
(1)提供一基板1，基板1可例如是透明的玻璃基板或者树脂基板，但本发明并不限制于此。
(2)在基板1上形成第一金属层，对第一金属层进行图形化处理形成栅极2；具体地，具体是通过带有图形的掩模板，对所述第一金属层经过曝光显影、刻蚀后形成栅极，所述栅极部分以外的第一金属层在制程中被刻蚀掉。所述第一金属层的材料可为铬、钼、铝或铜等。
(3)在栅极2及基板1上形成栅极绝缘层3；具体地，栅极绝缘层3设置在栅极2以及未设置有栅极2的这部分基板1上，栅极绝缘层3可以是SiNx/SiOx结构，但本发明并不限制于此，例如栅极绝缘层3也可以是单层的SiNx结构或SiOx结构。
(4)在栅极绝缘层上形成有源层4，有源层4的制备可采用现有的制备方法，在此不做具体限定。
(5)在有源层4上形成第二金属层，对第二金属层进行图形化处理形成漏极6和源极5；具体地，是通过带有图形的掩模板，对所述第二金属层经过曝光显影、刻蚀后形成漏极6和源极5，漏极6和源极5部分以外的第二金属层在制程过程中被刻蚀掉；当然，本发明不限于此，还可采用现有制作源极、漏极的制程进行。
(6)在源极5、漏极6以及栅极绝缘层3上形成第一钝化层7，具体地，在源极5、漏极6以及未设置有源极5、漏极6的这部分栅极绝缘层3上形成第一钝化层7在第一钝化层7的制备可采用现有的制备方法，在此不做具体限定。
(7)在第一钝化层7上形成色阻层81以及垫块82，所述色阻层81以及垫块82的制作通过在第一钝化层7上制作光阻材料，并对光阻材料进行曝光、显影、固化以形成彩色的色阻块81以及垫块82。
所述色阻层81包括彼此分开的色阻块，垫块82用于形成不同高度的隔离柱12；具体地，色阻层81的形成通过三步或更多的步骤进行，垫块82的厚度为0.2-0.5um；此处为了方便制作，垫块82可采用与色阻层81相同的光阻材料进行制作；具体地，垫块82包括第一垫块821、第二垫块822，第一垫块821的厚度大于第二垫块822，通过厚度的不同，使隔离柱12之间出现高度差，作为一种优选，第一垫块821可采用与蓝色阻块相同的光阻材料制成；第二垫块822则可采用与红色阻块或绿色阻块相同的光阻材料制成；而在光刻工艺中，色阻层81与垫块82采用相同曝光量进行制作，也就是说第一垫块821采用与蓝色阻块相同的曝光量进行制作；第二垫块822则可采用与红色阻块或绿色阻块相同的曝光量进行制作。
垫块82设置在形成黑色矩阵11的区域中并且与隔离柱12位置相对，其中第一垫块821与主隔离柱121位置相对，第二垫块822与次隔离柱122位置相对。
下面将以红、绿、蓝三色色阻块进行说明：
首先，在第一钝化层7上形成红色阻块(R)同时在位于黑色矩阵的区域中一同形成与红色阻块使用相同光阻材料的第二垫块822(图2所示)；
第二，在第一钝化层7上形成绿色阻块(G)(图3所示)；
最后，在第一钝化层7上形成蓝色阻块(B)同时在位于黑色矩阵的区域中一同形成与蓝色阻块使用相同光阻材料的第一垫块821(图4、图6所示)；从图中可以看出，蓝色阻块的厚度大于红色阻块以及绿色阻块的厚度。
(8)在色阻层8上形成第二钝化层9；具体地，通过化学气相沉积形成第二钝化层9。
(9)在第二钝化层9上形成连接漏极6的过孔；具体地，通过干蚀刻或湿蚀刻工艺形成所述过孔。
(10)在第二钝化层9上形成透明导电层，对透明导电层进行图形化处理形成像素电极10，所述像素电极10经过孔与漏极6接触，具体地，可采用溅射镀膜法，在设置在第二钝化层上形成透明导电层，对透明导电层通过湿蚀刻工艺形成所述像素电极。
(11)在像素电极10以及未形成有像素电极10的第二钝化层9上覆盖黑色光阻材料，通过一次光刻工艺形成黑色矩阵11以及隔离柱12，在第一垫块821上形成主隔离柱121，在第二垫块822上形成次隔离柱122，这样就能够使主隔离柱121、次隔离柱122与黑色矩阵11之间的高度不同(图5所示)。
上述步骤(1)-(6)以及(8)-(10)的制作均为现有技术中COA基板的制作方法相同，在此不做具体的阐述。
上述步骤(11)具体采用黄光工艺制作黑色矩阵11以及隔离柱12，通过黑色光阻材料的流动性，在像素电极10以及第二钝化层9上形成用于填平COA基板不平整区域以及隔离色阻块的黑色矩阵11，在位于垫块色阻82的位置上方形成隔离柱12，具体地，在制作黑色矩阵11以及隔离柱12所采用的黄光工艺中黑色矩阵11和隔离柱12采用相同的曝光量曝光形成，具体地，这里所述采用相同的曝光量形成为掩模版上用于形成黑色矩阵11以及隔离柱12的位置光可100％的通过，黑色光阻材料的流平性等级为0-7。
本发明的隔离柱12包括主隔离柱121和次隔离柱122，主隔离柱121形成与第一垫块色阻821的上方，次隔离柱122设置在第二垫块色阻822的上方，通过一次光罩实现了三种不同高度，即黑色矩阵11、主隔离柱121、次隔离柱122，这里需要注意的是，主隔离柱121和次隔离柱122之间的高度差的差值可通过垫块色阻82决定，而隔离柱与黑色矩阵11之间的高度差的差值，则可通过涂覆的黑色光阻材料的厚度决定，一般为2.0-4.5um；隔离柱12的具体设置位置可根据设计制作要求进行改变，此处不做详细说明。
本发明还公开了一种显示面板，包括上述的COA基板，在COA基板上设有隔离柱12的一侧上方设置有基板200，基板200与隔离柱12相对的一侧表面设置有透明导电膜13，该透明导电膜13可作为公共电极，在此不再赘述。
本发明的制作方法中所采用的制作流程以及制作工艺均采用现有的COA基板的制作流程以及工艺进行，而本发明中制作黑色矩阵以及隔离柱采用一次光刻工艺，通过100％的曝光量进行制作，使垫块上形成两种不同高度的隔离柱在进行最后一道BPS制程时无需考虑隔离柱以及黑色矩阵的高度差问题，该高度差通过垫块解决，较目前的需要通过3次光刻工艺或正常隔离柱(PS)光罩Gray-tone制程更简单同时在进行光罩时只需使用一块掩模版，降低了掩模版的使用成本。
虽然已经参照特定实施例示出并描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解：在不脱离由权利要求及其等同物限定的本发明的精神和范围的情况下，可在此进行形式和细节上的各种变化。

Claims (10)

1.一种COA基板，包括基板(1)以及依次形成于基板(1)上的栅极(2)、栅极绝缘层(3)、有源层(4)、源极(5)、漏极(6)、第一钝化层(7)、色阻层(81)、第二钝化层(9)、像素电极(10)、黑色矩阵(11)和隔离柱(12)，所述像素电极(10)经过孔与漏极(6)接触，其特征在于：还包括用于形成不同高度的隔离柱(12)的垫块(82)，所述垫块(82)设置在与色阻层(8)相同的一层上，所述垫块(82)设置于黑色矩阵(11)的区域中且与隔离柱(12)的位置相对。
2.根据权利要求1所述的COA基板，其特征在于：所述垫块(82)包括第一垫块(821)和第二垫块(822)，所述第一垫块(821)的厚度大于第二垫块822的厚度。
3.根据权利要求2所述的COA基板，其特征在于：所述隔离柱(12)包括主隔离柱(121)和次隔离柱(122)，所述第一垫块(821)与主隔离柱(121)位置相对，第二垫块(822)与次隔离柱(122)位置相对，使主隔离柱(121)和次隔离柱(122)高度不同。
4.根据权利要求1-3所述的COA基板，其特征在于：所述垫块82与色阻层81采用相同的光阻材料。
5.一种COA基板的制作方法，其特征在于：包括如下步骤：
在第一钝化层(7)上形成色阻层(81)的同时形成用于形成不同高度的隔离柱(12)的垫块(82)；
在色阻层(81)以及垫块(82)上形成第二钝化层(9)；
在第二钝化层(9)上形成连接漏极(6)的过孔；
在第二钝化层(9)上形成透明导电层，对透明导电层进行图形化处理形成像素电极(10)，所述像素电极(10)经过孔与漏极(6)接触；
在像素电极(10)以及第二钝化层(9)上覆盖黑色光阻材料，通过光刻工艺形成黑色矩阵(11)以及隔离柱(12)，所述垫块(82)设置在形成黑色矩阵(11)的区域中并且与隔离柱(12)位置相对，从而使隔离柱(12)具有不同的高度。
6.根据权利要求5所述的COA基板的制作方法，其特征在于：通过光刻工艺形成黑色矩阵(11)以及隔离柱(12)中黑色矩阵(11)和隔离柱(12)使用相同的曝光量进行曝光。
7.根据权利要求5所述的COA基板的制作方法，其特征在于：所述垫块(82)包括第一垫块(821)和第二垫块(822)，所述第一垫块(821)的厚度大于第二垫块822的厚度。
8.根据权利要求5-7所述的COA基板的制作方法，其特征在于：所述垫块(82)与色阻层(81)采用相同的光阻材料。
9.根据权利要求5所述的COA基板的制作方法，其特征在于：所述黑色光阻材料的流平性的等级为0-7。
10.一种显示面板，其特征在于：包括如权利要求1-4任意一项所述的COA基板。
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