CN1963650A - 一种tft lcd阵列基板结构及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种TFT LCD阵列基板的结构，包括：玻璃基板，形成在玻璃基板上的薄膜晶体管阵列部分，其中一膜层，形成在玻璃基板和薄膜晶体管阵列部分之间，且膜层可为聚酰亚胺薄膜。本发明同时公开了该阵列基板结构的制造方法，包括：首先提供一玻璃基板，然后在玻璃基板上贴覆聚酰亚胺薄膜；最后在聚酰亚胺薄膜表面制备薄膜晶体管阵列部分。本发明在阵列基板检测后发现不合格产品，将薄膜连同其上的电路部分一同揭下，将玻璃基板回收重复利用，从而提高了TFT LCD玻璃基板的利用率，降低了制作成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种薄膜晶体管液晶显示器(TFT LCD)的结构及其制造方法，尤其涉及一种TFT LCD阵列基板的结构及其制造方法。
背景技术
液晶显示器(LCD)技术在近十年有了飞速地发展，从屏幕的尺寸到显示的质量都取得了很大进步。经过不断的努力，LCD各方面的性能已经达到了传统CRT的水平，大有取代CRT的趋势。
随着LCD生产的不断扩大，各个生产厂商之间的竞争也日趋激烈。各厂家在不断提高产品性能的同时，也再不断努力降低产品的生产成本，从而提高市场的竞争力。在LCD显示产品的成本中，玻璃基板占有很大的比例。在降低成品的方法中，提高原材料的利用率，特别是提高玻璃基板的利用率是目前各厂商普遍努力的方向之一。
现有技术中制造TFT LCD阵列基板的工艺中，直接在玻璃基板上通过溅射、PECVD、MBE等方法沉积薄膜材料，然后在薄膜上涂上光刻胶，通过掩膜曝光的方法在光刻胶上形成所需要的图形，再通过刻蚀将没有被光刻胶保护的材料区域刻蚀掉，最后剥离掉光刻胶。经过几次“沉积-光刻-刻蚀”工序的循环，最终制成所需的TFT电路版。其具体结构如图1所示。如图1所示，位于玻璃基板1之上依次为栅电极7、栅绝缘层8、a-Si层9。a-Si上为源电极和漏电极11。源漏电极上方依次为钝化层12、透明像素电极13。a-Si层9与源电极和漏电极11之间为N+a-Si层10，其主要作用为提高源漏金属电极与a-Si层的接触电导率。钝化层12包裹包括源漏电极11、栅电极7在内的所有部分，作用为保护TFT器件。在钝化层12上分别于源漏电极11、栅电极7位置上置连接孔。连接孔开至源漏金属。透明导电材料，如ITO等，制备连接线，通过连接孔在源极11部分形成透明像素电极13。
在近几年中，通过工程师们的不懈努力，在有机基板上制备显示元件的技术已趋于成熟。但由于有机基板的透光率较低，一直没有在TFT LCD面板的生产中大规模使用。玻璃基板凭借其优异的透光率和化学稳定性，一直是TFT LCD面板的主要基体。由于玻璃基板价格较高，并且TFT LCD面板工业生产的良率有限，使得不合格产品只能砸碎处理。由于不合格产品中不合格的只是薄膜晶体管(TFT)电路部分，对于其基体玻璃基板来说，从原材料投入到产出没有任何变化。将不合格产品砸碎对于占TFT LCD面板成本很大比例的玻璃基板来说，无疑是一种浪费。
发明内容
本发明针对现有技术的缺陷，提供一种TFT LCD阵列基板的结构和制造方法，其通过贴膜方式提高玻璃基板利用率的方法，从而降低TFT LCD面板的制作成本。
为了实现上述目的，本发明提供一种TFT LCD阵列基板的结构，包括：玻璃基板，形成在玻璃基板上的薄膜晶体管阵列部分，其中一膜层，形成在玻璃基板和薄膜晶体管阵列部分之间。
上述方案中，所述膜层为聚酰亚胺薄膜。所述聚酰亚胺薄膜依靠大气压力或者粘结剂和玻璃基板均匀结合在一起。所述聚酰亚胺薄膜具有耐高温性能和一定的耐腐蚀性能。
为了实现上述目的，本发明同时提供一种TFT LCD阵列基板的结构的制造方法，包括：
步骤1，提供一玻璃基板
步骤2，在玻璃基板上贴覆聚酰亚胺薄膜；
步骤3，在完成步骤2的聚酰亚胺薄膜表面制备薄膜晶体管阵列部分。
上述方案中，所述步骤2中的贴覆聚酰亚胺薄膜是采用专用的贴膜机械进行贴敷的。或者所述步骤2中的贴覆聚酰亚胺薄膜步骤为：首先，采用喷雾或者喷撒的方法在玻璃基板表面形成一层水膜；然后，将聚酰亚胺薄膜放置在附着有水膜的玻璃基板上，待聚酰亚胺薄膜正确定位后，用刮板清除聚酰亚胺薄膜内部的气泡和水份。
与现有技术阵列基板的制造工艺中，对基板检测后出现的不合格阵列基板只能砸碎后处理相比，本发明采用了在玻璃基板上均匀贴覆一层聚酰亚胺薄膜，然后在聚酰亚胺薄膜上采用典型TFT LCD的阵列基板制造工艺制备电路，如检测后发现不合格产品，将薄膜连同其上的电路部分一同揭下，将玻璃基板回收重复利用的方法。本发明可以将不合格阵列基板的玻璃基板重新回收使用，降低了TFT LCD面板的制造成本，防止了玻璃破碎产生灰尘，减少了废弃物的排放，保护了环境。
下面结合附图说明和具体实施例对本发明进行进一步详细说明。
附图说明
图1是现有技术中TFT LCD阵列基板结构的截面图；
图2是发明玻璃基板贴膜后完成TFT LCD阵列基板的结构工艺后的截面图；
图3是本发明玻璃基板贴膜后制造过程中出现不良后的揭膜工艺示意图；
图4是本发明在玻璃基板上贴膜工艺示意图；
图5是本发明玻璃基板上贴膜后的截面图；
图6是本发明玻璃基板贴膜后第一次沉积栅金属层后的截面图；
图7是本发明玻璃基板贴膜后第一次进行光刻工艺后的截面图；
图8是本发明玻璃基板贴膜后第一次进行刻蚀工艺后的截面图；
图9是本发明在玻璃基板表面采用喷雾或者喷撒的方法形成一层水膜示意图；
图10是本发明将尺寸略大于玻璃基板的聚酰亚胺薄膜放置在附着有水膜的玻璃基板上示意图；
图11是本发明用耙形塑料刮板清除内部的气泡和水份示意图。
图中标记：1、玻璃基板；2、聚酰亚胺薄膜、3、贴膜辊；4、玻璃基板传送辊；5、栅金属层；6、栅极部分光刻胶；7、栅电极；8、栅绝缘层；9、a-Si层；10、N+a-Si层；11、源漏极；12、钝化层；13、透明像素电极；14、水膜；15、刮板。
具体实施方式
图2所示为本发明的TFT LCD阵列基板的结构的截面图。如图2所示，该结构包括，玻璃基板1，形成在玻璃基板1上的阵列结构，其中阵列结构包括，栅电极7、栅绝缘层8、a-Si层9。a-Si上为源电极和漏电极11。源漏电极上方依次为源漏绝缘层12、透明像素电极13。a-Si层9与源电极和漏电极11之间为N+a-Si层10，其主要作用为提高源漏金属电极与a-Si层的接触电导率。钝化层12包裹包括源漏电极11、栅电极7在内的所有部分，作用为保护TFT器件。在钝化层12上分别于源漏电极11、栅电极7位置上置连接孔。连接孔开至源漏金属。透明导电材料，如ITO等，制备连接线，通过连接孔在源极11部分形成透明像素电极13。上述部分，与现有技术中的没有差异，本发明区别于现有技术之处在于，在玻璃基板1和薄膜晶体管阵列之间有聚酰亚胺薄膜2。所贴覆的聚酰亚胺膜薄2厚度为50μm左右，对TFT LCD面板的透过率影响不大，克服了在有机基板上直接制备TFTLCD的阵列基板透过率差的问题。另外，由于本发明在玻璃基板1和薄膜晶体管阵列之间有聚酰亚胺膜薄2，所以当通过阵列基板检测，发现有不合格产品的时候，可以将聚酰亚胺膜层2连同附着其上的薄膜晶体管阵列揭下，如图3所示，将玻璃基板回收，重新投入使用，从而减少了TFT LCD面板的制造成本。图2中给出的聚酰亚胺膜薄2上的薄膜晶体管阵列的结构仅为一个具体的实施列，该薄膜晶体管阵列的结构可变化成现有技术中的任何一种形式。
下面结合具体实施例详述本发明阵列基板的制造方法。
实施例一：
首先，采用专用的贴膜机械，依靠其上的贴膜辊3和大气压力将聚酰亚胺薄膜2平整地贴在玻璃基板1(玻璃基板1放置在玻璃基板传送辊4上)，其贴覆的方法如图4所示。贴覆完聚酰亚胺薄膜后的截面具体结构如图5所示。某些聚酰亚胺薄膜产品一面涂有粘结剂，有助于更好地和玻璃基板粘结在一起。
然后，使用溅射、PECVD、MBE或者印刷等方法，在聚酰亚胺薄膜2上制备栅金属层5，其截面具体结构如图6所示。再在薄膜上涂上光刻胶，通过掩膜曝光的方法在光刻胶上形成所需要的图形，其中栅极部分光刻胶6保留，其截面具体结构如图7所示。再通过刻蚀将没有被光刻胶保护的材料区域刻蚀掉，最后剥离掉光刻胶，得到栅电极7，其截面具体结构如图8所示。
经过3至5次“沉积-光刻-刻蚀”工序的循环，最终制成所需的TFT阵列基板结构。其TFT位置部分截面图如图2所示。
将检验合格的阵列基板再进行典型TFT LCD的制备工艺，如对盒、液晶注入等工序即可完成TFT LCD显示模块的制备。
当TFT LCD的阵列基板经过检测，发现产品不合格，需要报废时，不必使用像现在所采用的将基板敲碎后回收的方法，只需将玻璃基板上的聚酰亚胺薄膜连同其上的TFT阵列部分一同揭下，然后将玻璃基板回收即可。其具体实施方法如图3所示。
实施例二：
首先，采用喷雾或者喷撒的方法在玻璃基板表面形成一层水膜14，如图9所示。该水膜14的作用是：提高聚酰亚胺薄膜的流动性，驱除划痕、砂眼、凹坑和织物凹陷等部位上滞留的气泡，从而提高贴膜的平整度和均匀性。
然后，将尺寸略大于玻璃基板的聚酰亚胺薄膜放置在附着有水膜的玻璃基板上，如图10所示。将薄膜正确定位后，用胶端平直的耙形塑料刮板15由中间向两边拨刮，清除内部的气泡和水份，如图11所示。遇到局部有不贴合的地方，用电吹风机加热，使膜与玻璃完全贴合。检查聚酰亚胺薄膜与玻璃基板之间无任何气泡或皱纹后，按照与实施例1中的方法或现有技术中的其他方法在薄膜上制备所需的TFT电路，最终制成所需的TFT LCD的阵列基板。
将检验合格的阵列基板再进行典型TFT LCD的制备工艺，如对盒、液晶注入等工序即可完成TFT LCD显示模块的制备。
当TFT LCD的阵列基板经过检测，发现产品不合格，需要报废时，不必使用像现在所采用的将基板敲碎后回收的方法，只需将玻璃基板上的聚酰亚胺薄膜连同其上的TFT阵列部分一同揭下，然后将玻璃基板回收即可。
目前TFT LCD工艺中，加工的最高温度为350℃，出现在等离子增强化学气相沉积法(PECVD)加工过程中。沉积第一层栅极材料的磁控溅射工艺中，加工温度为120℃。聚酰亚胺薄膜是一种新型的耐高温有机聚合物薄膜，是由均苯四甲酸二酐(PMDA)和二氨基二苯醚(ODA)在极强性溶剂二甲基乙酰胺(DMAC)中经缩聚并流涎成膜，再经亚胺化而成.它是目前世界上性能最好的薄膜类绝缘材料，具有优良的力学性能、电性能、化学稳定性以及很高的抗辐射性能、耐高温和耐低温性能(-269℃至+400℃)。使用聚酰亚胺薄膜作为贴覆的膜层可以满足使用的要求。
与现有技术阵列基板的制造工艺中，对基板检测后出现的不合格阵列基板只能砸碎后处理。采用本发明后可以将不合格阵列基板的玻璃基板重新回收使用，这对于降低TFT LCD面板的制造成本，防止玻璃破碎产生灰尘，减少废弃物的排放，保护环境都有着有益的影响。
另外，本发明的核心是玻璃基板上贴附可以撕下来的膜，然后再在上面制作阵列结构部分，至于阵列结构的具体形式，可以变换为现有技术中的任何一种；另外，本发明尽管给出的膜具体为聚酰亚胺薄膜，但也可为其它满足性能要求的膜所替代。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当按照需要可使用不同材料和设备实现之，即可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1、一种TFT LCD阵列基板的结构，包括：玻璃基板，形成在玻璃基板上的薄膜晶体管阵列部分，其特征在于：一膜层，形成在玻璃基板和薄膜晶体管阵列部分之间。
2、根据权利要求1所述的阵列基板的结构，其特征在于：所述膜层为聚酰亚胺薄膜。
3、根据权利要求2所述的阵列基板的结构，其特征在于：所述聚酰亚胺薄膜依靠大气压力或者粘结剂和玻璃基板均匀结合在一起。
4、根据权利要求2或3所述的阵列基板的结构，其特征在于：所述聚酰亚胺薄膜是具有耐高温性能和耐腐蚀性能的聚酰亚胺薄膜。
5、一种TFT LCD阵列基板的结构的制造方法，其特征在于，包括：
步骤1，提供一玻璃基板；
步骤2，在玻璃基板上贴覆聚酰亚胺薄膜；
步骤3，在完成步骤2的聚酰亚胺薄膜表面制备薄膜晶体管阵列部分。
6、根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于：所述步骤2中的贴覆聚酰亚胺薄膜是采用贴膜机械进行贴敷的。
7、根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于：所述步骤2中的贴覆聚酰亚胺薄膜步骤包括：
首先，采用喷雾或者喷撒的方法在玻璃基板表面形成一层水膜；
然后，将聚酰亚胺薄膜放置在附着有水膜的玻璃基板上，待聚酰亚胺薄膜正确定位后，用刮板清除聚酰亚胺薄膜内部的气泡和水份。
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