CN111077706A - Coa基板及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本揭示提供一种COA基板及其制作方法，COA基板包括衬底基板、栅极、栅极绝缘层、有源层、欧姆接触层、源极和漏极、第一钝化层、色阻层以及第二钝化层，在第一钝化层上设置有第一通孔、在色阻层上设置有第二通孔以及在第二钝化层上设置有第三通孔，第一通孔连通第二通孔，第二通孔连通第三通孔，以共同构成一开口，其中开口的内壁为一段连续分布的弧形，且开口的孔径从下至上逐渐递增，利用半透膜光罩对第二钝化层进行曝光，保证刻蚀掉第二钝化层的同时刻蚀掉部分色阻层，从而减小形成的开口的taper角，进而减小像素电极沉积时的taper角，避免沉积像素电极时出现覆盖不均、阻抗值过大甚至断路的现象，提高了COA基板的品质。

Description

COA基板及其制作方法
技术领域
本揭示涉及显示技术领域，尤其涉及一种COA基板及其制作方法。
背景技术
COA(Color-filter on Array)技术是一种将色阻层直接制作在阵列基板上的一种集成技术，能够有效解决液晶显示装置对盒工艺中因对位偏差造成的漏光等问题，并能显著提升显示开口率，在面板高解析度高频率的前提下，COA技术有其不可替代的优势。
为了使像素电极与金属电极相互导通，如图1所示为现有的COA基板100的截面结构示意图，所述COA基板100包括衬底基板101，在所述衬底基板101上依次形成有栅极102、栅极绝缘层103、有源层104、欧姆接触层105、源极106和漏极107；在所述COA基板100的导通孔(via hole)处自上而下依次将第二钝化层110、色阻层109以及第一钝化层108开设开口(CF open)112，通常情况下，实现所述开口112需要三个步骤：步骤一，通过化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition，CVD)在所述COA基板的所述源极106和所述漏极107上沉积所述第一钝化层108后，在所述第一钝化层108上直接涂布所述色阻层109，之后通过曝光显影工艺实现对所述色阻层109进行开孔；步骤二，在所述色阻层109上继续沉积所述第二钝化层110，再涂布光阻，如图2所示，并通过半透膜光罩113进行曝光显影，实现图案化设计，其中半透膜光罩113上对应所述第一钝化层开孔的区域为透光区1131，位于所述透光区1131两侧的区域为不透光区1132；步骤三，对所述第一钝化层108及所述第二钝化层110进行蚀刻，无光阻覆盖的部分，即位于所述导通孔处的所述第二钝化层110与所述第一钝化层108被依次蚀刻掉，最终剥离光阻以获得所述开口112。
然而，所述COA基板100的所述色阻层109的厚度通常为3um，像素电极111的厚度约为0.05um，所述色阻层109与所述像素电极111的厚度差达到了60倍，导致所述开口112的锥角(taper角)过大，进而导致后续进行沉积所述像素电极111时出现覆盖不均、阻抗值过大甚至断路的现象，影响显示效果。
综上所述，需要提供一种新的COA基板及其制作方法来解决上述技术问题。
发明内容
本揭示提供的COA基板及其制作方法，解决了现有的COA基板由于形成的开口的taper角过大，导致后续进行沉积像素电极时出现覆盖不均、阻抗值过大甚至断路的现象，影响显示效果的技术问题。
为解决上述问题，本揭示提供的技术方案如下：
本揭示实施例提供一种COA基板，包括：
衬底基板；
栅极、栅极绝缘层、有源层、欧姆接触层、源极和漏极，依次设置在所述衬底基板上；
第一钝化层，设置在所述源极、所述漏极、所述栅极绝缘层以及所述有源层上；
色阻层，设置在所述第一钝化层上；以及
第二钝化层，设置在所述色阻层上；
在所述第一钝化层上设置有第一通孔，在所述色阻层上设置有第二通孔，在所述第二钝化层上设置有第三通孔，所述第一通孔连通所述第二通孔，所述第二通孔连通所述第三通孔，以共同构成一开口，其中所述开口的内壁为一段连续分布的弧形，且所述开口的孔径从下至上逐渐递增。
根据本揭示实施例提供的COA基板，在所述第二钝化层、所述开口的内壁以及对应所述第一通孔的所述漏极上设置有像素电极。
根据本揭示实施例提供的COA基板，所述像素电极通过所述开口连接至所述漏极。
本揭示实施例提供一种COA基板的制作方法，包括以下步骤：
S10：在衬底基板上形成栅极；
S20：在所述衬底基板及所述栅极上形成栅极绝缘层；
S30：在所述栅极绝缘层上形成有源层；
S40：在所述有源层上形成欧姆接触层；
S50：在所述欧姆接触层上形成源极和漏极；
S60：在所述源极、所述漏极、所述栅极绝缘层、所述有源层以及所述欧姆接触层上形成第一钝化层；
S70：在所述第一钝化层上形成色阻层，并通过曝光显影工艺在所述色阻层上形成辅助通孔；
S80：在所述色阻层上形成第二钝化层；以及
S90：在所述第二钝化层上形成光阻，采用半透膜光罩对所述光阻进行曝光，并通过刻蚀工艺依次在所述第二钝化层上形成第三通孔、在所述色阻层上形成第二通孔以及在所述第一钝化层上形成第一通孔，其中所述第一通孔连通所述第二通孔，所述第二通孔连通所述第三通孔，以构成一开口，其中所述开口的内壁为一段连续的弧形，且所述开口的孔径从下至上逐渐递增。
根据本揭示实施例提供的COA基板的制作方法，所述半透膜光罩包括透光区、部分透光区与不透光区，其中所述透光区的透光程度大于所述部分透光区的透光程度，所述部分透光区的透光程度大于所述不透光区的透光程度。
根据本揭示实施例提供的COA基板的制作方法，所述透光区与所述第一通孔相对应，所述部分透光区与所述第三通孔相对应，所述不透光区与除去所述第三通孔的所述第二钝化层相对应。
根据本揭示实施例提供的COA基板的制作方法，所述第二通孔的上端孔径大于所述辅助通孔的上端孔径。
根据本揭示实施例提供的COA基板的制作方法，还包括步骤S100：剥离所述光阻，并通过物理气相沉积工艺在所述第二钝化层、所述开口的内壁以及对应所述第一通孔的所述漏极上形成像素电极，所述像素电极通过所述开口连接至所述漏极。
根据本揭示实施例提供的COA基板的制作方法，所述光阻为正性光阻。
根据本揭示实施例提供的COA基板的制作方法，步骤S90中的刻蚀工艺为干法刻蚀。
本揭示的有益效果为：本揭示提供的COA基板及其制作方法，通过利用半透膜光罩对第二钝化层进行曝光，从而保证在后续进行刻蚀操作时，在刻蚀掉第二钝化层的同时刻蚀掉部分色阻层，从而减小形成的开口的taper角，进而减小像素电极沉积时的taper角，避免沉积像素电极时出现覆盖不均、阻抗值过大甚至断路的现象，提高了COA基板的品质。
附图说明
为了更清楚地说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介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是揭示的一些实施例，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为现有技术的COA基板的截面结构示意图；
图2为现有技术的半透膜光罩与图1中COA基板的第二钝化层的对应位置关系示意图；
图3为本揭示实施例提供的一种COA基板的截面结构示意图；
图4为本揭示实施例提供的半透膜光罩与图3中COA基板的第二钝化层的对应位置关系示意图；
图5为本揭示实施例提供的一种COA基板的制作方法的流程图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附加的图示，用以例示本揭示可用以实施的特定实施例。本揭示所提到的方向用语，例如[上]、[下]、[前]、[后]、[左]、[右]、[内]、[外]、[侧面]等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本揭示，而非用以限制本揭示。在图中，结构相似的单元是用以相同标号表示。
本揭示针对现有技术的COA基板及其制作方法，由于形成的开口的taper角过大，导致后续进行沉积像素电极时出现覆盖不均、阻抗值过大甚至断路的现象，影响显示效果，本实施例能够解决该缺陷。
如图3所示，本揭示实施例提供的COA(Color-filter on Array)基板200，包括：
衬底基板201；
栅极202，位于所述衬底基板201上；
栅极绝缘层203，位于所述栅极202和所述衬底基板201上，所述栅极绝缘层203覆盖所述衬底基板201和所述栅极202；
有源层204，位于所述栅极绝缘层203上，用于形成沟道；
欧姆接触层205，位于所述有源层204上；
源极206和漏极207，位于所述欧姆接触层205上；
第一钝化层208，位于所述源极206、所述漏极207、所述栅极绝缘层203、所述有源层204以及所述欧姆接触层205上，用于隔绝所述源极206、所述漏极207及色阻层209；
所述色阻层209，位于所述第一钝化层208上，所述色阻层209包括按序排列的红绿蓝三色色阻；以及
第二钝化层210，位于所述色阻层209上，用于隔绝所述色阻层209以及位于所述第二钝化层210上的像素电极211。
在所述第一钝化层208上设置有第一通孔2081，以使所述漏极207暴露；在所述色阻层209上设置有第二通孔2091；在所述第二钝化层210上设置有第三通孔2101；其中所述第一通孔2081连通所述第二通孔2091，所述第二通孔2091连通所述第三通孔2101，以共同构成一开口212，所述开口212的内壁为一段连续分布的弧形，也就是说，所述第一通孔2081的内壁、所述第二通孔2091的内壁及所述第三通孔2101的内壁共同构成一段连续分布的弧形。
同时，所述像素电极211设置于所述第二钝化层210、所述开口212的内壁以及对应所述第一通孔2081的所述漏极207上，所述像素电极211通过所述开口212连接至所述漏极207，其中所述像素电极211的材料可为铟锡氧化物(Indium tin oxide，ITO)，在其他实施方式中，也可以根据需要将ITO替换成其他材料，在此不做限定。
所述开口212的孔径从下至上逐渐递增，具体地，所述第一通孔2081的上端孔径小于所述第二通孔2091的上端孔径，所述第二通孔2091的上端孔径小于所述第三通孔2101的上端孔径，使得所述开口212的内壁呈光滑状，避免所述开口212的内壁形成断差，从而避免后续沉积所述像素电极211时，出现爬坡断线的可能。
进一步地，如图4所示为所述第二钝化层210对应的半透膜光罩213与所述COA基板200的位置关系示意图，所述开口212是通过半透膜光罩213曝光而形成，所述半透膜光罩213包括透光区2131、部分透光区2132与不透光区2133，所述部分透光区2132位于所述透光区2131的两侧，所述不透光区2133位于所述部分透光区2132的两侧，其中所述透光区2131的透光程度大于所述部分透光区2132的透光程度，所述部分透光区2132的透光程度大于所述不透光区2133的透光程度。
进一步地，所述透光区2131与所述第一通孔2081相对应，所述部分透光区2132与所述第三通孔2101相对应，所述不透光区2133与除去所述第三通孔2101的所述第二钝化层210相对应，因此，当对所述第二钝化层210曝光之后进行刻蚀操作时，在刻蚀掉所述第二钝化层210的同时，将刻蚀掉部分所述色阻层209，相较于现有技术，本揭示实施例形成的所述开口212的taper角减小，当后续进行沉积所述像素电极211时，与此同时，能够减小所述像素电极211沉积时的taper角，避免出现覆盖不均、阻抗值过大甚至断路的现象，提高所述COA基板200的品质。
如图5所示，本揭示实施例提供的COA基板200的制作方法，包括以下步骤：
S10：在衬底基板201上形成栅极202；
S20：在所述衬底基板201及所述栅极202上形成栅极绝缘层203；
S30：在所述栅极绝缘层203上形成有源层204；
S40：在所述有源层204上形成欧姆接触层205；
S50：在所述欧姆接触层205上形成源极206和漏极207；
S60：在所述源极206、所述漏极207、所述栅极绝缘层203、所述有源层204以及所述欧姆接触层205上形成第一钝化层208；
具体地，可通过化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，CVD)工艺形成所述第一钝化层208，所述第一钝化层208的材料为氮化硅或非晶氮化硅中的至少一种。
S70：在所述第一钝化层208上形成色阻层209，并通过曝光显影工艺在所述色阻层209上形成辅助通孔2090；
具体地，在所述第一钝化层208上以涂布的方式形成所述色阻层209，并通过曝光显影工艺在所述色阻层209上形成所述辅助通孔2090，其中所述辅助通孔2090的内壁同样也为弧形。
S80：在所述色阻层209上形成第二钝化层210；
同样地，可通过化学气相沉积工艺在所述色阻层209上形成所述第二钝化层210，所述第一钝化层208的材料为氮化硅或非晶氮化硅中的至少一种。以及
S90：在所述第二钝化层210上形成光阻(图中未示出)，采用半透膜光罩213对所述光阻进行曝光，并通过刻蚀工艺依次在所述第二钝化层210上形成第三通孔2101、在所述色阻层209上形成第二通孔2091以及在所述第一钝化层208上形成第一通孔2081，其中所述第一通孔2081连通所述第二通孔2091，所述第二通孔2091连通所述第三通孔2101，以共同构成一开口212，所述开口212的内壁为一段连续的弧形，且所述开口212的孔径从下至上逐渐递增。
具体地，在所述第二钝化层210上涂布一层所述光阻，采用所述半透膜光罩213对所述光阻进行曝光，其中所述半透膜光罩213的具体结构已在实施例一中介绍，具体可参照上述对所述半透膜光罩213的相关描述，在此不再赘述。
其中，采用的所述光阻为正性光阻，被紫外光线照射到的部分所述光阻可以被显影液刻蚀掉，而未被曝光的部分所述光阻则不会被显影液刻蚀掉，由于所述半透膜光罩213的所述部分透光区2132与部分所述第二钝化层210与部分所述色阻层209相对应，则对应所述部分透光区2132的所述第二钝化层210上的所述光阻被刻蚀掉，因此通过刻蚀工艺将未被所述光阻遮盖的所述第二钝化层210刻蚀掉，以形成所述第三通孔2101；且当所述第二钝化层210被刻蚀掉之后，也会继续刻蚀掉一部分所述色阻层209，从而扩大所述辅助通孔2090的孔径以形成所述第二通孔2091，其中，所述第二通孔2091的上端孔径大于所述辅助通孔2090的上端孔径。
又由于所述半透膜光罩213的所述透光区2131与部分所述第二钝化层210与部分所述第一钝化层208相对应，则对应所述部分透光区2131的所述第二钝化层210上的所述光阻被刻蚀掉，因此通过刻蚀工艺依次将未被所述光阻遮盖的所述第二钝化层210及所述第一钝化层208刻蚀掉，以形成所述第一通孔2081，其中所述刻蚀工艺采用干法刻蚀。
所述第一通孔2081连通所述第二通孔2091，所述第二通孔2091连通所述第三通孔2101，以构成所述开口212，其中所述开口212的内壁为一段连续的弧形，且所述开口212的孔径从下至上逐渐递增，由于利用所述半透膜光罩213形成的所述第二通孔2091的上端孔径大于所述辅助通孔2090的上端孔径，使得所述开口212的taper角相比现有技术大大减小。
进一步地，所述COA基板200的制作方法还包括步骤S100：剥离所述光阻，并通过物理气相沉积工艺在所述第二钝化层210、所述开口212的内壁以及对应所述第一通孔2081的所述漏极207上形成像素电极211，所述像素电极211通过所述开口212连接至所述漏极207。
具体地，所述像素电极通过所述开口212连接至所述漏极207，其中所述像素电极211的材料可为ITO，在其他实施方式中，也可以根据需要将ITO替换成其他材料，在此不做限定。
当在所述开口212的内壁沉积所述像素电极211时，由于所述开口212的taper角相比现有技术大大减小，因此所述像素电极211沉积时的taper角相比现有技术大大减小，能够避免沉积所述像素电极211时出现覆盖不均、阻抗值过大甚至断路的现象，提高了所述COA基板200的品质。
有益效果为：本揭示提供的本揭示提供的COA基板及其制作方法，通过利用半透膜光罩对第二钝化层进行曝光，从而保证在后续进行刻蚀操作时，在刻蚀掉第二钝化层的同时刻蚀掉部分色阻层，从而减小形成的开口的taper角，进而减小像素电极沉积时的taper角，避免沉积像素电极时出现覆盖不均、阻抗值过大甚至断路的现象，提高了COA基板的品质。
综上所述，虽然本揭示已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本揭示，本领域的普通技术人员，在不脱离本揭示的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本揭示的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种COA基板，其特征在于，包括：
衬底基板；
栅极、栅极绝缘层、有源层、欧姆接触层、源极和漏极，依次设置在所述衬底基板上；
第一钝化层，设置在所述源极、所述漏极、所述栅极绝缘层以及所述有源层上；
色阻层，设置在所述第一钝化层上；以及
第二钝化层，设置在所述色阻层上；
在所述第一钝化层上设置有第一通孔，在所述色阻层上设置有第二通孔，在所述第二钝化层上设置有第三通孔，所述第一通孔连通所述第二通孔，所述第二通孔连通所述第三通孔，以共同构成一开口，其中所述开口的内壁为一段连续分布的弧形，且所述开口的孔径从下至上逐渐递增。
2.根据权利要求1所述的COA基板，其特征在于，在所述第二钝化层、所述开口的内壁以及对应所述第一通孔的所述漏极上设置有像素电极。
3.根据权利要求2所述的COA基板，其特征在于，所述像素电极通过所述开口连接至所述漏极。
4.一种COA基板的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
S10：在衬底基板上形成栅极；
S20：在所述衬底基板及所述栅极上形成栅极绝缘层；
S30：在所述栅极绝缘层上形成有源层；
S40：在所述有源层上形成欧姆接触层；
S50：在所述欧姆接触层上形成源极和漏极；
S60：在所述源极、所述漏极、所述栅极绝缘层、所述有源层以及所述欧姆接触层上形成第一钝化层；
S70：在所述第一钝化层上形成色阻层，并通过曝光显影工艺在所述色阻层上形成辅助通孔；
S80：在所述色阻层上形成第二钝化层；以及
S90：在所述第二钝化层上形成光阻，采用半透膜光罩对所述光阻进行曝光，并通过刻蚀工艺依次在所述第二钝化层上形成第三通孔、在所述色阻层上形成第二通孔以及在所述第一钝化层上形成第一通孔，其中所述第一通孔连通所述第二通孔，所述第二通孔连通所述第三通孔，以构成一开口，其中所述开口的内壁为一段连续的弧形，且所述开口的孔径从下至上逐渐递增。
5.根据权利要求4所述的COA基板的制作方法，其特征在于，所述半透膜光罩包括透光区、部分透光区与不透光区，其中所述透光区的透光程度大于所述部分透光区的透光程度，所述部分透光区的透光程度大于所述不透光区的透光程度。
6.根据权利要求5所述的COA基板的制作方法，其特征在于，所述透光区与所述第一通孔相对应，所述部分透光区与所述第三通孔相对应，所述不透光区与除去所述第三通孔的所述第二钝化层相对应。
7.根据权利要求4所述的COA基板的制作方法，其特征在于，所述第二通孔的上端孔径大于所述辅助通孔的上端孔径。
8.根据权利要求4所述的COA基板的制作方法，其特征在于，还包括步骤S100：剥离所述光阻，并通过物理气相沉积工艺在所述第二钝化层、所述开口的内壁以及对应所述第一通孔的所述漏极上形成像素电极，所述像素电极通过所述开口连接至所述漏极。
9.根据权利要求4所述的COA基板的制作方法，其特征在于，所述光阻为正性光阻。
10.根据权利要求4所述的COA基板的制作方法，其特征在于，步骤S90中的刻蚀工艺为干法刻蚀。
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