專利名稱:Tft-lcd陣列基板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種薄膜晶體管液晶顯示器結(jié)構(gòu)及其制造方法,尤其是一種TFT-IXD 陣列基板及其制造方法。
背景技術(shù):
薄膜晶體管液晶顯示器(ThinFilm Transistor Liquid CrystalDisplay,簡稱 TFT-LCD)具有體積小、功耗低、無輻射等特點,近年來得到了迅速地發(fā)展,在當(dāng)前的平板顯 示器市場中占據(jù)了主導(dǎo)地位。TFT-IXD的主體結(jié)構(gòu)包括對盒的陣列基板和彩膜基板,兩基板上分別貼敷偏振方 向相互垂直的偏振片。其中陣列基板上形成有柵線、數(shù)據(jù)線以及以矩陣方式排列的薄膜晶 體管和像素電極,彩膜基板(也稱彩色濾光片,ColorFilter)上形成有黑矩陣、彩色樹脂和 公共電極。彩膜基板上設(shè)置黑矩陣的主要目的是隔離彩色樹脂(紅色樹脂、藍(lán)色樹脂和綠 色樹脂),同時遮擋漏光區(qū)域的光線。目前設(shè)計中,黑矩陣設(shè)置在彩膜基板上,其位置與陣列 基板柵線、數(shù)據(jù)線和薄膜晶體管對應(yīng),當(dāng)彩膜基板與陣列基板精確對盒后,黑矩陣可以遮擋 住穿過柵線和數(shù)據(jù)線以任何角度出射的光,從而實現(xiàn)防止漏光的目的。實際生產(chǎn)過程中,由于設(shè)備精度和工藝條件限制,彩膜基板與陣列基板很難能夠 精確對位,使黑矩陣位置偏離設(shè)計位置。實際使用中,當(dāng)彩膜基板或陣列基板受到外力沖擊 時,也會使黑矩陣位置偏離。上述兩種情況均會導(dǎo)致漏光缺陷,嚴(yán)重時,側(cè)面漏光和正面漏 光同時存在,嚴(yán)重影響了顯示性能。為了解決漏光缺陷,現(xiàn)有技術(shù)通常采用加大黑矩陣寬度 的解決方案,但較寬的黑矩陣會遮擋顯示區(qū)域,降低了 TFT-IXD的開口率和顯示亮度。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種TFT-IXD陣列基板及其制造方法,在保證開口率和顯示 亮度的前提下,有效解決漏光缺陷。為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供了一種TFT-IXD陣列基板,包括形成在基板上的 柵線和數(shù)據(jù)線,所述柵線和數(shù)據(jù)線限定的像素區(qū)域內(nèi)形成像素電極和薄膜晶體管,所述數(shù) 據(jù)線上方形成有遮擋漏光區(qū)域的遮擋層。所述數(shù)據(jù)線的兩側(cè)還設(shè)置有擋光條,所述遮擋層兩側(cè)的邊緣位于所述擋光條遮擋 的區(qū)域內(nèi)。所述遮擋層與像素電極在同一次構(gòu)圖工藝中形成。為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明還提供了一種TFT-IXD陣列基板制造方法,包括步驟1、在基板上沉積柵金屬薄膜,通過構(gòu)圖工藝形成包括柵線和柵電極的圖形;步驟2、在完成步驟1的基板上沉積柵絕緣層、半導(dǎo)體層、摻雜半導(dǎo)體層和源漏金 屬薄膜,通過構(gòu)圖工藝形成包括數(shù)據(jù)線、漏電極、源電極和TFT溝道的圖形;步驟3、在完成步驟2的基板上沉積鈍化層,通過構(gòu)圖工藝形成包括鈍化層過孔的 圖形,所述鈍化層過孔位于漏電極的上方;
步驟4、在完成步驟3的基板上沉積透明導(dǎo)電薄膜和遮光金屬薄膜,通過構(gòu)圖工藝形成包括像素電極和遮擋層的圖形,所述像素電極通過鈍化層過孔與漏電極連接,所述遮 擋層位于數(shù)據(jù)線的上方。所述步驟1中還同時形成有擋光條。所述遮擋層兩側(cè)的邊緣位于所述擋光條遮擋的區(qū)域內(nèi)。所述步驟4可以包括在完成步驟3的基板上,采用磁控濺射或熱蒸發(fā)的方法,依次沉積透明導(dǎo)電薄膜 和遮光金屬薄膜;在所述遮光金屬薄膜上涂覆一層光刻膠;采用半階或灰階掩模板曝光,使光刻膠形成光刻膠完全保留區(qū)域、光刻膠完全去 除區(qū)域和光刻膠半保留區(qū)域,光刻膠完全保留區(qū)域?qū)?yīng)于遮擋層圖形所在區(qū)域,光刻膠半 保留區(qū)域?qū)?yīng)于像素電極圖形所在區(qū)域,光刻膠完全去除區(qū)域?qū)?yīng)于上述圖形以外的區(qū) 域;顯影處理后,光刻膠完全保留區(qū)域的光刻膠厚度沒有變化,光刻膠完全去除區(qū)域的光刻 膠被完全去除,光刻膠半保留區(qū)域的光刻膠厚度變??;通過第一次刻蝕工藝完全刻蝕掉光刻膠完全去除區(qū)域的遮光金屬薄膜和透明導(dǎo) 電薄膜,形成遮擋層圖形,所述遮擋層位于數(shù)據(jù)線的上方;通過灰化工藝,去除光刻膠半保留區(qū)域的光刻膠,暴露出該區(qū)域的遮光金屬薄 膜;通過第二次刻蝕工藝完全刻蝕掉光刻膠半保留區(qū)域的遮光金屬薄膜,暴露出其下 方的透明導(dǎo)電薄膜,形成像素電極圖形,像素電極通過鈍化層過孔與漏電極連接;剝離剩余的光刻膠。所述步驟4也可以包括在完成步驟3的基板上,采用磁控濺射或熱蒸發(fā)的方法,沉積透明導(dǎo)電薄膜;在所述透明導(dǎo)電薄膜上涂覆一層光刻膠;采用普通掩模板曝光,使光刻膠形成光刻膠完全保留區(qū)域和光刻膠完全去除區(qū) 域,光刻膠完全保留區(qū)域?qū)?yīng)于像素電極所在區(qū)域,光刻膠完全去除區(qū)域?qū)?yīng)于像素電極 圖形以外的區(qū)域;顯影處理后,光刻膠完全保留區(qū)域的光刻膠厚度沒有變化,光刻膠完全去 除區(qū)域的光刻膠被完全去除;通過刻蝕工藝完全刻蝕掉光刻膠完全去除區(qū)域的透明導(dǎo)電薄膜,形成像素電極圖 形,像素電極通過鈍化層過孔與漏電極連接;在形成像素電極且像素電極上保留有光刻膠的基板上,采用磁控濺射或熱蒸發(fā)的 方法,沉積遮光金屬薄膜,所述遮光金屬薄膜在光刻膠邊緣區(qū)域發(fā)生斷裂;采用離地剝離工藝剝離光刻膠,同時剝離光刻膠上的遮光金屬薄膜,形成遮擋層 圖形,所述遮擋層圖形位于數(shù)據(jù)線的上方。所述刻蝕工藝為濕法刻蝕且采用過刻方式,刻蝕掉光刻膠邊緣區(qū)域下方的透明導(dǎo) 電薄膜。所述遮光金屬薄膜的厚度為400A~ 600A。本發(fā)明提供了一種TFT-IXD陣列基板及其制造方法,通過在數(shù)據(jù)線上方形成遮擋 層,在保證開口率和顯示亮度的前提下,有效解決漏光缺陷。由于本發(fā)明遮擋層設(shè)置在陣 列基板上,因此無論是彩膜基板與陣列基板不能準(zhǔn)確對位,還是彩膜基板或陣列基板受到外力沖擊,雖然此時彩膜基板上的黑矩陣失效,但本發(fā)明遮擋層會起到黑矩陣的遮光作用,不受對位和沖擊影響,可以完全阻擋正面漏光,有效阻擋側(cè)面漏光。進(jìn)一步地,與現(xiàn)有技術(shù) 采用加大黑矩陣寬度的解決方案相比,由于本發(fā)明遮擋層可以有效消除對位誤差導(dǎo)致的漏 光,因此本發(fā)明可以最大限度地減少彩膜基板上黑矩陣的寬度,有效地提高TFT-LCD的開 口率和顯示亮度。此外,本發(fā)明形成有遮擋層的TFT-LCD陣列基板仍采用現(xiàn)有工藝設(shè)備和 條件制備,在沒有增加構(gòu)圖工藝的前提下,從整體上提高了 TFT-IXD性能和質(zhì)量。
圖1為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板的平面圖;圖2為圖1中Al-Al向的剖面圖;圖3為圖1中Bl-Bl向的剖面圖;圖4為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第一次構(gòu)圖工藝后的平面圖;圖5為圖4中A2-A2向的剖面圖;圖6為圖4中B2-B2向的剖面圖;圖7為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第二次構(gòu)圖工藝后的平面圖;圖8為圖7中A3-A3向的剖面圖;圖9為圖7中B3-B3向的剖面圖;圖10為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第三次構(gòu)圖工藝后的平面圖;圖11為圖10中A4-A4向的剖面圖;圖12為圖10中B4-B4向的剖面圖;圖13為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第四次構(gòu)圖工藝中沉積透明導(dǎo)電薄膜和遮光金 屬薄膜后Al-Al向的剖面圖;圖14為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第四次構(gòu)圖工藝中沉積透明導(dǎo)電薄膜和遮光金 屬薄膜后Bl-Bl向的剖面圖;圖15為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第四次構(gòu)圖工藝中曝光顯影后Al-Al向的剖面 圖;圖16為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第四次構(gòu)圖工藝中曝光顯影后Bl-Bl向的剖面 圖;圖17為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第四次構(gòu)圖工藝中第一次刻蝕工藝后Al-Al向 的剖面圖;圖18為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第四次構(gòu)圖工藝中第一次刻蝕工藝后B1-B1向 的剖面圖;圖19為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第四次構(gòu)圖工藝中灰化工藝后Al-Al向的剖面 圖;圖20為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第四次構(gòu)圖工藝中灰化工藝后Bl-Bl向的剖面 圖;圖21為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第四次構(gòu)圖工藝中第二次刻蝕工藝后Al-Al向 的剖面圖;圖22為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第四次構(gòu)圖工藝中第二次刻蝕工藝后Bl-Bl向的剖面圖;圖23為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板另一種第四次構(gòu)圖工藝中沉積透明導(dǎo)電薄膜后 的示意圖;圖24為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板另一種第四次構(gòu)圖工藝中形成像素電極后的示 意圖;圖25為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板另一種第四次構(gòu)圖工藝中沉積遮光金屬薄膜后 的示意圖;圖26為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板另一種第四次構(gòu)圖工藝中離地剝離工藝后的示 意圖;圖27為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板制造方法的流程圖;圖28為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板制造方法第一實施例的流程圖;圖29為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板制造方法第二實施例的流程圖。附圖標(biāo)記說明1-基板;2-柵電極;3-柵絕緣層;4-半導(dǎo)體層; 5-摻雜半導(dǎo)體層;6-源電極;7-漏電極;8-鈍化層;9-鈍化層過孔;11-柵線;12-擋光條;13-數(shù)據(jù)線;14-像素電極; 15-遮擋層;21-透明導(dǎo)電薄膜;22-遮光金屬薄膜;30-光刻膠。
具體實施例方式下面通過附圖和實施例,對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。圖1為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板的平面圖,圖2為圖1中Al-Al向的剖面圖,圖3 為圖1中Bl-Bl向的剖面圖。如圖1 圖3所示,本發(fā)明TFT-IXD陣列基板的主體結(jié)構(gòu)包 括形成在基板1上的柵線11、數(shù)據(jù)線13、像素電極14、遮擋層15和薄膜晶體管,相互垂直 的柵線11和數(shù)據(jù)線13定義了像素區(qū)域,薄膜晶體管和像素電極14形成在像素區(qū)域內(nèi),柵 線11用于向薄膜晶體管提供開啟信號,數(shù)據(jù)線13用于向像素電極14提供數(shù)據(jù)信號,遮擋 層15位于數(shù)據(jù)線13的上方,用于遮擋漏光區(qū)域。具體地,薄膜晶體管包括柵電極2、柵絕 緣層3、半導(dǎo)體層4、摻雜半導(dǎo)體層(歐姆接觸層)5、源電極6、漏電極7和鈍化層8,柵電極 2形成在基板1上,并與柵線11連接;柵絕緣層3形成在柵電極2和柵線11上并覆蓋整個 基板1,有源層(半導(dǎo)體層4和摻雜半導(dǎo)體層5)形成在柵絕緣層3上并位于柵電極2的上 方;源電極6的一端形成在有源層上,另一端與數(shù)據(jù)線13連接,漏電極7的一端形成在有源 層上,另一端通過鈍化層8上開設(shè)的鈍化層過孔9與像素電極14連接,源電極6與漏電極 7之間形成TFT溝道區(qū)域,TFT溝道區(qū)域的摻雜半導(dǎo)體層5被完全刻蝕掉,暴露出半導(dǎo)體層 4 ;鈍化層8形成在數(shù)據(jù)線13、源電極6和漏電極7上并覆蓋整個基板1,在漏電極7位置開 設(shè)有使漏電極7與像素電極14連接的鈍化層過孔9。遮擋層15形成在鈍化層8上,并位于 數(shù)據(jù)線13的上方,起到黑矩陣的遮光作用。在本發(fā)明上述技術(shù)方案中,還可以包括擋光條12結(jié)構(gòu),根據(jù)實際需要,擋光條12既可以設(shè)置在像素電極14的四周,也可以只設(shè)置在像素電極14的兩側(cè),即位于數(shù)據(jù)線13的兩側(cè),與柵線11同層設(shè)置。遮擋層15的寬度可以根據(jù)實際需要設(shè)置,本發(fā)明中,遮擋層15的寬度設(shè)置為大于或等于Li,小于或等于L2,其中Ll為兩個擋光條12靠近數(shù)據(jù)線13 — 側(cè)邊緣之間的距離,L2為兩個擋光條12遠(yuǎn)離數(shù)據(jù)線13 —側(cè)邊緣之間的距離。這樣,遮擋 層15兩側(cè)的邊緣位于兩個擋光條12的遮擋區(qū)域內(nèi),即遮擋層15與其兩側(cè)的擋光條12有 重疊,使遮擋層15與擋光條12 —起形成遮擋漏光區(qū)域的遮擋結(jié)構(gòu),不僅最大限度地提高遮 光效果,而且不會影響TFT-IXD的開口率和顯示亮度。圖4 圖26為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板制造過程的示意圖,可以進(jìn)一步說明本發(fā) 明的技術(shù)方案,在以下說明中,本發(fā)明所稱的構(gòu)圖工藝包括光刻膠涂覆、掩模、曝光、刻蝕等 工藝,光刻膠以正性光刻膠為例。圖4為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第一次構(gòu)圖工藝后的平面圖,圖5為圖4中A2-A2 向的剖面圖,圖6為圖4中B2-B2向的剖面圖。首先采用磁控濺射或熱蒸發(fā)的方法,在基板 1 (如玻璃基板或石英基板)上沉積一層?xùn)沤饘俦∧?,柵金屬薄膜可以采用Μο、?等金屬,也 可以采用由多層金屬薄膜構(gòu)成的復(fù)合薄膜(如Mo/Al/Mo復(fù)合薄膜)。采用普通掩模板對柵 金屬薄膜進(jìn)行構(gòu)圖,在基板1上形成包括柵電極2、柵線11和擋光條12的圖形,如圖4 圖 6所示。實際應(yīng)用中,也可以形成其它結(jié)構(gòu)形式的擋光條或不設(shè)置擋光條。本發(fā)明第一次構(gòu) 圖工藝中也可以同時形成公共電極線圖形,形成存儲電容在公共電極線上(Cs on Common) 的結(jié)構(gòu)。圖7為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第二次構(gòu)圖工藝后的平面圖,圖8為圖7中A3-A3 向的剖面圖,圖9為圖7中B3-B3向的剖面圖。在完成上述結(jié)構(gòu)圖形的基板上,首先采用等 離子體增強化學(xué)氣相沉積(簡稱PECVD)方法,依次沉積柵絕緣層3、半導(dǎo)體層4和摻雜半導(dǎo) 體層5 (也稱歐姆接觸層),然后采用磁控濺射或熱蒸發(fā)的方法,沉積一層源漏金屬薄膜。柵 絕緣層3可以采用氧化物、氮化物或氧氮化合物,源漏金屬薄膜可以采用Mo、Al等金屬,或 采用Cu等電阻率低的金屬,也可以采用由多層金屬薄膜構(gòu)成的復(fù)合薄膜(如Mo/Al/Mo復(fù) 合薄膜)。采用半階或灰階掩模板通過構(gòu)圖工藝形成數(shù)據(jù)線13、源電極6、漏電極7和TFT 溝道區(qū)域圖形,如圖7 圖9所示。本發(fā)明第二次構(gòu)圖工藝是一種采用多步刻蝕方法的構(gòu)圖 工藝,與現(xiàn)有技術(shù)四次構(gòu)圖工藝中形成數(shù)據(jù)線、源電極、漏電極和TFT溝道區(qū)域圖形的過程 相同,工藝過程具體為首先在源漏金屬薄膜上涂覆一層光刻膠,采用半階或灰階掩模板對 光刻膠進(jìn)行曝光,使光刻膠形成完全曝光區(qū)域、未曝光區(qū)域和半曝光區(qū)域,其中未曝光區(qū)域 對應(yīng)于數(shù)據(jù)線、源電極和漏電極圖形所在區(qū)域,半曝光區(qū)域?qū)?yīng)于源電極和漏電極之間TFT 溝道區(qū)域圖形所在區(qū)域,完全曝光區(qū)域?qū)?yīng)于上述圖形以外的區(qū)域。顯影處理后,未曝光區(qū) 域的光刻膠厚度沒有變化,形成光刻膠完全保留區(qū)域,完全曝光區(qū)域的光刻膠被完全去除, 形成光刻膠完全去除區(qū)域,半曝光區(qū)域的光刻膠厚度變薄,形成光刻膠半保留區(qū)域。通過第 一次刻蝕工藝完全刻蝕掉完全曝光區(qū)域的源漏金屬薄膜、摻雜半導(dǎo)體層和半導(dǎo)體層,形成 數(shù)據(jù)線13、源電極6和漏電極7圖形。通過灰化工藝,去除半曝光區(qū)域的光刻膠,暴露出該 區(qū)域的源漏金屬薄膜。通過第二次刻蝕工藝完全刻蝕掉半曝光區(qū)域的源漏金屬薄膜和摻雜 半導(dǎo)體層5,并刻蝕掉部分厚度的半導(dǎo)體層4,暴露出半導(dǎo)體層4,形成TFT溝道區(qū)域圖形。 最后剝離剩余的光刻膠,完成本發(fā)明TFT-LCD陣列基板第二次構(gòu)圖工藝。本次構(gòu)圖工藝后, 柵線11和數(shù)據(jù)線13限定了像素區(qū)域,數(shù)據(jù)線13位于兩個擋光條12之間,源電極6的一端 位于柵電極2上方,另一端與數(shù)據(jù)線13連接,漏電極7的一端位于柵電極2上方,與源電極6相對設(shè)置,源電極6和漏電極7之間TFT溝道區(qū)域的摻雜半導(dǎo)體層5被完全刻蝕掉,暴露出半導(dǎo)體層4。此外,數(shù)據(jù)線13、源電極6和漏電極7的下方保留有摻雜半導(dǎo)體層5和半導(dǎo) 體層4。當(dāng)源漏金屬薄膜采用Cu等電阻率低的金屬時,由于電阻率低,數(shù)據(jù)線13的寬度可 以控制在5 μ m左右甚至更小,從而最小化可能出現(xiàn)的寄生電容。圖10為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第三次構(gòu)圖工藝后的平面圖,圖11為圖10中 A4-A4向的剖面圖,圖12為圖10中B4-B4向的剖面圖。在完成上述結(jié)構(gòu)圖形的基板上,采 用PECVD方法沉積一層鈍化層8。鈍化層8可以采用氧化物、氮化物或氧氮化合物。采用普 通掩模板對鈍化層進(jìn)行構(gòu)圖,形成鈍化層過孔9,鈍化層過孔9位于漏電極7的上方,如圖 10 圖12所示。本構(gòu)圖工藝中,還同時形成有柵線接口區(qū)域(柵線PAD)的柵線接口過孔 和數(shù)據(jù)線接口區(qū)域(數(shù)據(jù)線PAD)的數(shù)據(jù)線接口過孔等圖形,通過構(gòu)圖工藝形成柵線接口過 孔和數(shù)據(jù)線接口過孔圖形的工藝已廣泛應(yīng)用于目前的構(gòu)圖工藝中,這里不再贅述。最后,在完成上述結(jié)構(gòu)圖形的基板上,采用磁控濺射或熱蒸發(fā)的方法,依次沉積透 明導(dǎo)電薄膜和遮光金屬薄膜,采用半階或灰階掩模板通過構(gòu)圖工藝在像素區(qū)域內(nèi)形成像素 電極14圖形,在數(shù)據(jù)線13上方形成遮擋層15圖形,像素電極14通過鈍化層過孔9與漏電 極7連接,如圖1 圖3所示。本發(fā)明第四次構(gòu)圖工藝是一種采用多步刻蝕方法的構(gòu)圖工 藝,工藝過程說明如下。圖13為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第四次構(gòu)圖工藝中沉積透明導(dǎo)電薄膜和遮光金 屬薄膜后Al-Al向的剖面圖,圖14為本發(fā)明TFT-LCD陣列基板第四次構(gòu)圖工藝中沉積透明 導(dǎo)電薄膜和遮光金屬薄膜后Bl-Bl向的剖面圖。在完成上述結(jié)構(gòu)圖形的基板上,采用磁控 濺射或熱蒸發(fā)的方法,依次沉積透明導(dǎo)電薄膜21和遮光金屬薄膜22,透明導(dǎo)電薄膜21可以 采用氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)或氧化鋁鋅等材料,也可以采用其它金屬及金屬氧化 物,遮光金屬薄膜22可以采用Mo、Cr、Al等金屬,或遮光性較好的樹脂,如圖13和圖14所
示 ο圖15為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第四次構(gòu)圖工藝中曝光顯影后Al-Al向的剖面 圖,圖16為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第四次構(gòu)圖工藝中曝光顯影后Bl-Bl向的剖面圖。在 遮光金屬薄膜22上涂覆一層光刻膠30,采用半階或灰階掩模板曝光,使光刻膠形成完全曝 光區(qū)域A、未曝光區(qū)域B和半曝光區(qū)域C。未曝光區(qū)域B對應(yīng)于遮擋層圖形所在區(qū)域,半曝 光區(qū)域C對應(yīng)于像素電極圖形所在區(qū)域,完全曝光區(qū)域A對應(yīng)于上述圖形以外的區(qū)域。顯 影處理后,未曝光區(qū)域B的光刻膠厚度沒有變化,形成光刻膠完全保留區(qū)域,完全曝光區(qū)域 A的光刻膠被完全去除,形成光刻膠完全去除區(qū)域,半曝光區(qū)域C的光刻膠厚度變薄,形成 光刻膠半保留區(qū)域,如圖15和圖16所示。圖17為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第四次構(gòu)圖工藝中第一次刻蝕工藝后Al-Al向 的剖面圖,圖18為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第四次構(gòu)圖工藝中第一次刻蝕工藝后Bl-Bl向 的剖面圖。通過第一次刻蝕工藝完全刻蝕掉完全曝光區(qū)域A的遮光金屬薄膜22和透明導(dǎo) 電薄膜21,形成遮擋層圖形,如圖17和圖18所示。本次濕法蝕掉工藝中,可以先采用第一 刻蝕液刻蝕掉遮光金屬薄膜22,然后采用第二刻蝕液刻蝕掉透明導(dǎo)電薄膜21,第一刻蝕液 刻可采用硝酸、乙酸、磷酸的混合物,第二刻蝕液可以采用鹽酸、乙酸的混合物??涛g完成的 遮擋層圖形位于數(shù)據(jù)線13上方。圖19為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第四次構(gòu)圖工藝中灰化工藝后Al-Al向的剖面圖,圖20為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第四次構(gòu)圖工藝中灰化工藝后Bl-Bl向的剖面圖。通過灰化工藝,去除半曝光區(qū)域C的光刻膠,暴露出該區(qū)域的遮光金屬薄膜22,如圖19和圖 20所示。由于未曝光區(qū)域B光刻膠的厚度大于半曝光區(qū)域C光刻膠的厚度,因此灰化工藝 后,未曝光區(qū)域B仍覆蓋有一定厚度的光刻膠。圖21為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第四次構(gòu)圖工藝中第二次刻蝕工藝后Al-Al向 的剖面圖,圖22為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第四次構(gòu)圖工藝中第二次刻蝕工藝后Bl-Bl向 的剖面圖。通過第二次刻蝕工藝完全刻蝕掉半曝光區(qū)域C的遮光金屬薄膜,暴露出其下方 的透明導(dǎo)電薄膜,形成像素電極14圖形,像素電極14通過鈍化層過孔9與漏電極7連接, 如圖21和圖22所示。最后剝離剩余的光刻膠,完成本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第四次構(gòu)圖工藝,如圖1 圖3所示。此時,遮擋層15下方保留有透明導(dǎo)電薄膜,即遮擋層和透明導(dǎo)電薄膜形成在鈍 化層8上。以上所說明的四次構(gòu)圖工藝僅僅是制備本發(fā)明TFT-IXD陣列基板的一種實現(xiàn)方 法,實際使用中還可以通過增加或減少構(gòu)圖工藝次數(shù)、選擇不同的材料或材料組合來實現(xiàn) 本發(fā)明。例如,本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第二次構(gòu)圖工藝可以由二個采用普通掩模板的 構(gòu)圖工藝完成,即通過一次采用普通掩模板的構(gòu)圖工藝形成有源層圖形,通過另一次采用 普通掩模板的構(gòu)圖工藝形成數(shù)據(jù)線、源電極、漏電極和TFT溝道區(qū)域圖形。又如,本發(fā)明 TFT-IXD陣列基板第四次構(gòu)圖工藝可以由二個采用普通掩模板的構(gòu)圖工藝完成,即通過一 次采用普通掩模板的構(gòu)圖工藝形成像素電極圖形,通過另一次采用普通掩模板的構(gòu)圖工藝 形成遮擋層圖形,這里不再贅述。圖23 圖26為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板另一種第四次構(gòu)圖工藝的示意圖,采用 離地剝離(lift off)技術(shù)通過一次構(gòu)圖工藝形成像素電極和遮擋層圖形。下面僅以圖1 中Bl-Bl向的剖面圖簡單說明本發(fā)明TFT-LCD陣列基板另一種第四次構(gòu)圖工藝過程。圖23為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板另一種第四次構(gòu)圖工藝中沉積透明導(dǎo)電薄膜后 的示意圖。在完成第三次構(gòu)圖工藝的基板上,采用磁控濺射或熱蒸發(fā)的方法沉積透明導(dǎo)電 薄膜21,如圖23所示。透明導(dǎo)電薄膜21可以采用氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)或氧化 鋁鋅等材料,也可以采用其它金屬及金屬氧化物。圖24為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板另一種第四次構(gòu)圖工藝中形成像素電極后的示 意圖。在透明導(dǎo)電薄膜上涂覆一層光刻膠30,采用普通掩模板曝光,使光刻膠形成完全曝光 區(qū)域A和未曝光區(qū)域B,未曝光區(qū)域B對應(yīng)于像素電極圖形所在區(qū)域,完全曝光區(qū)域A對應(yīng) 于像素電極圖形以外的區(qū)域。顯影處理后,未曝光區(qū)域B的光刻膠厚度沒有變化,形成光刻 膠完全保留區(qū)域,完全曝光區(qū)域A的光刻膠被完全去除,形成光刻膠完全去除區(qū)域。通過刻 蝕工藝完全刻蝕掉完全曝光區(qū)域A的透明導(dǎo)電薄膜,形成像素電極14圖形,如圖24所示。 本次刻蝕工藝為濕法刻蝕,刻蝕液可以采用鹽酸、乙酸的混合物,并采用過刻方式,刻蝕掉 光刻膠邊緣區(qū)域下方的透明導(dǎo)電薄膜。圖25為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板另一種第四次構(gòu)圖工藝中沉積遮光金屬薄膜 后的示意圖。保留像素電極14圖形上的光刻膠30,采用磁控濺射或熱蒸發(fā)的方法,沉積 一層遮光金屬薄膜22。由于形成像素電極圖形工藝中采用了過刻方式,因此使遮光金屬 薄膜22在光刻膠邊緣區(qū)域發(fā)生斷裂,如圖25所示。實際應(yīng)用中,遮光金屬薄膜的厚度為400A ~ 600A,以免過厚的遮光金屬薄膜不利于后面的剝離工藝。圖26為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板另一種第四次構(gòu)圖工藝中離地剝離工藝后的示意圖。采用離地剝離工藝剝離光刻膠,同時剝離光刻膠上的遮光金屬薄膜,形成位于數(shù)據(jù)線 13上方的遮擋層15圖形,如圖26所示。本工藝中,可以對光刻膠進(jìn)行加熱或激光照射,使 光刻膠產(chǎn)生膨脹或收縮,從而使其上的遮光金屬薄膜發(fā)生斷裂,這樣剝離液可以容易地接 觸光刻膠,提高剝離效果。此時,遮擋層15直接形成在鈍化層8上。本發(fā)明提供了一種TFT-IXD陣列基板,通過在數(shù)據(jù)線上方形成遮擋層,在保證開 口率和顯示亮度的前提下,有效解決漏光缺陷。由于本發(fā)明遮擋層設(shè)置在陣列基板上,因此 無論是彩膜基板與陣列基板不能準(zhǔn)確對位,還是彩膜基板或陣列基板受到外力沖擊,雖然 此時彩膜基板上的黑矩陣失效,但本發(fā)明遮擋層會起到黑矩陣的遮光作用,不受對位和沖 擊影響,可以完全阻擋正面漏光,有效阻擋側(cè)面漏光。進(jìn)一步地,與現(xiàn)有技術(shù)采用加大黑矩 陣寬度的解決方案相比,由于本發(fā)明遮擋層可以有效消除對位誤差導(dǎo)致的漏光,因此本發(fā) 明可以最大限度地減少彩膜基板上黑矩陣的寬度,甚至可以取代彩膜基板上的黑矩陣,有 效地提高TFT-IXD的開口率和顯示亮度。此外,本發(fā)明形成有遮擋層的TFT-IXD陣列基板 仍采用現(xiàn)有工藝設(shè)備和條件制備,在沒有增加構(gòu)圖工藝的前提下,從整體上提高了 TFT-LCD 性能和質(zhì)量。雖然上述內(nèi)容以遮擋層形成在數(shù)據(jù)線上為例說明了本發(fā)明技術(shù)方案,實際應(yīng)用 中,遮擋層也可以形成在柵線上方,同樣可以實現(xiàn)在保證開口率和顯示亮度的前提下,有效 解決漏光缺陷。圖27為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板制造方法的流程圖,包括步驟1、在基板上沉積柵金屬薄膜,通過構(gòu)圖工藝形成包括柵線和柵電極的圖形;步驟2、在完成步驟1的基板上沉積柵絕緣層、半導(dǎo)體層、摻雜半導(dǎo)體層和源漏金 屬薄膜,通過構(gòu)圖工藝形成包括數(shù)據(jù)線、漏電極、源電極和TFT溝道的圖形;步驟3、在完成步驟2的基板上沉積鈍化層,通過構(gòu)圖工藝形成包括鈍化層過孔的 圖形,所述鈍化層過孔位于漏電極的上方;步驟4、在完成步驟3的基板上沉積透明導(dǎo)電薄膜和遮光金屬薄膜,通過構(gòu)圖工藝 形成包括像素電極和遮擋層的圖形,所述像素電極通過鈍化層過孔與漏電極連接,所述遮 擋層位于數(shù)據(jù)線的上方。本發(fā)明提供了一種TFT-IXD陣列基板制造方法,通過在數(shù)據(jù)線上方形成遮擋層, 在保證開口率和顯示亮度的前提下,有效解決漏光缺陷。由于本發(fā)明遮擋層設(shè)置在陣列基 板上,因此無論是彩膜基板與陣列基板不能準(zhǔn)確對位,還是彩膜基板或陣列基板受到外力 沖擊,遮擋層均會起到黑矩陣的遮光作用,不受對位和沖擊影響,完全阻擋正面漏光,有效 阻擋側(cè)面漏光。本發(fā)明形成有遮擋層的TFT-LCD陣列基板仍采用現(xiàn)有工藝設(shè)備和條件制 備,在沒有增加構(gòu)圖工藝的前提下,從整體上提高了 TFT-IXD性能和質(zhì)量。下面通過具體實施例進(jìn)一步說明本發(fā)明TFT-IXD陣列基板制造方法的技術(shù)方案。圖28為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板制造方法第一實施例的流程圖,在圖27所示技 術(shù)方案中,所述步驟4包括步驟411、在完成步驟3的基板上,采用磁控濺射或熱蒸發(fā)的方法,依次沉積透明 導(dǎo)電薄膜和遮光金屬薄膜;
步驟412、在所述遮光金屬薄膜上涂覆一層光刻膠;步驟413、采用半階或灰階掩模板曝光,使光刻膠形成光刻膠完全保留區(qū)域、光刻膠完全去除區(qū)域和光刻膠半保留區(qū)域,光刻膠完全保留區(qū)域?qū)?yīng)于遮擋層圖形所在區(qū)域, 光刻膠半保留區(qū)域?qū)?yīng)于像素電極圖形所在區(qū)域,光刻膠完全去除區(qū)域?qū)?yīng)于上述圖形以 外的區(qū)域;顯影處理后,光刻膠完全保留區(qū)域的光刻膠厚度沒有變化,光刻膠完全去除區(qū)域 的光刻膠被完全去除,光刻膠半保留區(qū)域的光刻膠厚度變薄;步驟414、通過第一次刻蝕工藝完全刻蝕掉光刻膠完全去除區(qū)域的遮光金屬薄膜 和透明導(dǎo)電薄膜,形成遮擋層圖形,所述遮擋層位于數(shù)據(jù)線的上方;步驟415、通過灰化工藝,去除光刻膠半保留區(qū)域的光刻膠,暴露出該區(qū)域的遮光 金屬薄膜;步驟416、通過第二次刻蝕工藝完全刻蝕掉光刻膠半保留區(qū)域的遮光金屬薄膜, 暴露出其下方的透明導(dǎo)電薄膜,形成像素電極圖形,像素電極通過鈍化層過孔與漏電極連 接;步驟417、剝離剩余的光刻膠。本實施例是一種采用多步刻蝕方法通過一次構(gòu)圖工藝同時形成像素電極和遮擋 層圖形的技術(shù)方案,其制備過程已在前述圖13 圖22所示技術(shù)方案中詳細(xì)介紹,這里不再 贅述。圖29為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板制造方法第二實施例的流程圖,在圖27所示技 術(shù)方案中,所述步驟4包括步驟421、在完成步驟3的基板上,采用磁控濺射或熱蒸發(fā)的方法,沉積透明導(dǎo)電
薄膜;步驟422、在所述透明導(dǎo)電薄膜上涂覆一層光刻膠;步驟423、采用普通掩模板曝光,使光刻膠形成光刻膠完全保留區(qū)域和光刻膠完全 去除區(qū)域,光刻膠完全保留區(qū)域?qū)?yīng)于像素電極所在區(qū)域,光刻膠完全去除區(qū)域?qū)?yīng)于像 素電極圖形以外的區(qū)域;顯影處理后,光刻膠完全保留區(qū)域的光刻膠厚度沒有變化,光刻膠 完全去除區(qū)域的光刻膠被完全去除;步驟424、通過刻蝕工藝完全刻蝕掉光刻膠完全去除區(qū)域的透明導(dǎo)電薄膜,形成像 素電極圖形,像素電極通過鈍化層過孔與漏電極連接;步驟425、在形成像素電極且像素電極上保留有光刻膠的基板上,采用磁控濺射或 熱蒸發(fā)的方法,沉積遮光金屬薄膜,所述遮光金屬薄膜在光刻膠邊緣區(qū)域發(fā)生斷裂;步驟426、采用離地剝離工藝剝離光刻膠,同時剝離光刻膠上的遮光金屬薄膜,形 成遮擋層圖形,所述遮擋層圖形位于數(shù)據(jù)線的上方。本實施例是一種采用離地剝離工藝通過一次構(gòu)圖工藝同時形成像素電極和遮擋 層圖形的技術(shù)方案,其制備過程已在前述圖23 圖26所示技術(shù)方案中詳細(xì)介紹,這里不 再贅述。本實施例中,刻蝕工藝為濕法刻蝕,刻蝕液可以采用鹽酸、乙酸的混合物,并采用 過刻方式,刻蝕掉光刻膠邊緣區(qū)域下方的透明導(dǎo)電薄膜。此外,遮光金屬薄膜的厚度為 400A~ 600A,以免過厚的遮光金屬薄膜不利于后面的剝離工藝。本發(fā)明步驟1中,采用磁控濺射或熱蒸發(fā)的方法,在基板(如玻璃基板或石英基 板)上沉積一層?xùn)沤饘俦∧ぃ瑬沤饘俦∧た梢圆捎忙?、?等金屬,也可以采用由多層金屬薄膜構(gòu)成的復(fù)合薄膜(如Mo/Al/Mo復(fù)合薄膜)。采用普通掩模板對柵金屬薄膜進(jìn)行構(gòu)圖,在 基板上形成包括柵電極和柵線圖形。本次構(gòu)圖工藝中也可以同時形成擋光條的圖形,且遮 擋層兩側(cè)的邊緣位于擋光條遮擋的區(qū)域內(nèi)。實際應(yīng)用中,本次構(gòu)圖工藝中也可以同時形成 公共電極線圖形,形成存儲電容在公共電極線上(Cs on Common)的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明步驟2中,在完成上述結(jié)構(gòu)圖形的基板上,首先采用PECVD方法,依次沉積柵絕緣層、半導(dǎo)體層和摻雜半導(dǎo)體層,然后采用磁控濺射或熱蒸發(fā)的方法,沉積一層源漏金 屬薄膜。柵絕緣層可以采用氧化物、氮化物或氧氮化合物,源漏金屬薄膜可以采用Μο、Α1等 金屬,或采用Cu等電阻率低的金屬,也可以采用由多層金屬薄膜構(gòu)成的復(fù)合薄膜(如Mo/ Al/Mo復(fù)合薄膜)。采用半階或灰階掩模板通過構(gòu)圖工藝形成數(shù)據(jù)線、源電極、漏電極和TFT 溝道區(qū)域圖形。該構(gòu)圖工藝是一種采用多步刻蝕方法的構(gòu)圖工藝,與現(xiàn)有四次構(gòu)圖工藝中 形成數(shù)據(jù)線、源電極、漏電極和TFT溝道區(qū)域圖形的過程相同。本發(fā)明步驟3中,在完成上述結(jié)構(gòu)圖形的基板上,采用PECVD方法沉積厚度一層鈍 化層,鈍化層可以采用氧化物、氮化物或氧氮化合物。采用普通掩模板對鈍化層進(jìn)行構(gòu)圖, 形成鈍化層過孔,鈍化層過孔位于漏電極的上方。本構(gòu)圖工藝中,還同時形成有柵線接口過 孔和數(shù)據(jù)線接口過孔等圖形。最后應(yīng)說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制,盡管參照 較佳實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,可以對本發(fā)明的 技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換,而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
一種TFT-LCD陣列基板,包括形成在基板上的柵線和數(shù)據(jù)線,所述柵線和數(shù)據(jù)線限定的像素區(qū)域內(nèi)形成像素電極和薄膜晶體管,其特征在于,所述數(shù)據(jù)線上方形成有遮擋漏光區(qū)域的遮擋層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TFT-LCD陣列基板,其特征在于,所述數(shù)據(jù)線的兩側(cè)還設(shè)置有 擋光條,所述遮擋層兩側(cè)的邊緣位于所述擋光條遮擋的區(qū)域內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TFT-LCD陣列基板,其特征在于,所述遮擋層與像素電極在同 一次構(gòu)圖工藝中形成。
4.一種TFT-IXD陣列基板制造方法,其特征在于,包括步驟1、在基板上沉積柵金屬薄膜,通過構(gòu)圖工藝形成包括柵線和柵電極的圖形; 步驟2、在完成步驟1的基板上沉積柵絕緣層、半導(dǎo)體層、摻雜半導(dǎo)體層和源漏金屬薄 膜,通過構(gòu)圖工藝形成包括數(shù)據(jù)線、漏電極、源電極和TFT溝道的圖形;步驟3、在完成步驟2的基板上沉積鈍化層,通過構(gòu)圖工藝形成包括鈍化層過孔的圖 形,所述鈍化層過孔位于漏電極的上方;步驟4、在完成步驟3的基板上沉積透明導(dǎo)電薄膜和遮光金屬薄膜,通過構(gòu)圖工藝形成 包括像素電極和遮擋層的圖形,所述像素電極通過鈍化層過孔與漏電極連接,所述遮擋層 位于數(shù)據(jù)線的上方。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的TFT-LCD陣列基板制造方法,其特征在于,所述步驟1中還同 時形成有擋光條。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的TFT-LCD陣列基板制造方法,其特征在于,所述遮擋層兩側(cè)的 邊緣位于所述擋光條遮擋的區(qū)域內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的TFT-IXD陣列基板制造方法,其特征在于,所述步驟4包括 在完成步驟3的基板上,采用磁控濺射或熱蒸發(fā)的方法,依次沉積透明導(dǎo)電薄膜和遮光金屬薄膜;在所述遮光金屬薄膜上涂覆一層光刻膠;采用半階或灰階掩模板曝光,使光刻膠形成光刻膠完全保留區(qū)域、光刻膠完全去除區(qū) 域和光刻膠半保留區(qū)域,光刻膠完全保留區(qū)域?qū)?yīng)于遮擋層圖形所在區(qū)域,光刻膠半保留 區(qū)域?qū)?yīng)于像素電極圖形所在區(qū)域,光刻膠完全去除區(qū)域?qū)?yīng)于上述圖形以外的區(qū)域;顯 影處理后,光刻膠完全保留區(qū)域的光刻膠厚度沒有變化,光刻膠完全去除區(qū)域的光刻膠被 完全去除,光刻膠半保留區(qū)域的光刻膠厚度變??;通過第一次刻蝕工藝完全刻蝕掉光刻膠完全去除區(qū)域的遮光金屬薄膜和透明導(dǎo)電薄 膜,形成遮擋層圖形,所述遮擋層位于數(shù)據(jù)線的上方;通過灰化工藝,去除光刻膠半保留區(qū)域的光刻膠,暴露出該區(qū)域的遮光金屬薄膜; 通過第二次刻蝕工藝完全刻蝕掉光刻膠半保留區(qū)域的遮光金屬薄膜,暴露出其下方的 透明導(dǎo)電薄膜,形成像素電極圖形,像素電極通過鈍化層過孔與漏電極連接; 剝離剩余的光刻膠。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的TFT-IXD陣列基板制造方法,其特征在于,所述步驟4包括 在完成步驟3的基板上,采用磁控濺射或熱蒸發(fā)的方法,沉積透明導(dǎo)電薄膜;在所述透明導(dǎo)電薄膜上涂覆一層光刻膠;采用普通掩模板曝光,使光刻膠形成光刻膠完全保留區(qū)域和光刻膠完全去除區(qū)域,光刻膠完全保留區(qū)域?qū)?yīng)于像素電極所在區(qū)域,光刻膠完全去除區(qū)域?qū)?yīng)于像素電極圖形以 外的區(qū)域;顯影處理后,光刻膠完全保留區(qū)域的光刻膠厚度沒有變化,光刻膠完全去除區(qū)域 的光刻膠被完全去除;通過刻蝕工藝完全刻蝕掉光刻膠完全去除區(qū)域的透明導(dǎo)電薄膜,形成像素電極圖形, 像素電極通過鈍化層過孔與漏電極連接;在形成像素電極且像素電極上保留有光刻膠的基板上,采用磁控濺射或熱蒸發(fā)的方 法,沉積遮光金屬薄膜,所述遮光金屬薄膜在光刻膠邊緣區(qū)域發(fā)生斷裂;采用離地剝離工藝剝離光刻膠,同時剝離光刻膠上的遮光金屬薄膜,形成遮擋層圖形, 所述遮擋層圖形位于數(shù)據(jù)線的上方。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的TFT-LCD陣列基板制造方法,其特征在于,所述刻蝕工藝為濕 法刻蝕且采用過刻方式,刻蝕掉光刻膠邊緣區(qū)域下方的透明導(dǎo)電薄膜。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的TFT-LCD陣列基板制造方法,其特征在于,所述遮光金屬薄 膜的厚度為400A~ 600A。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種TFT-LCD陣列基板及其制造方法。陣列基板包括形成在基板上的柵線和數(shù)據(jù)線,柵線和數(shù)據(jù)線限定的像素區(qū)域內(nèi)形成像素電極和薄膜晶體管,數(shù)據(jù)線上方形成有遮擋漏光區(qū)域的遮擋層。制造方法包括形成包括柵線和柵電極的圖形;形成包括數(shù)據(jù)線、漏電極、源電極和TFT溝道的圖形;形成包括鈍化層過孔的圖形;沉積透明導(dǎo)電薄膜和遮光金屬薄膜,通過構(gòu)圖工藝形成包括像素電極和遮擋層的圖形,像素電極通過鈍化層過孔與漏電極連接,遮擋層位于數(shù)據(jù)線的上方。本發(fā)明通過在數(shù)據(jù)線上方形成遮擋層,當(dāng)彩膜基板與陣列基板不能準(zhǔn)確對位或受到外力沖擊,遮擋層起到黑矩陣的遮光作用,可以完全阻擋正面漏光,有效阻擋側(cè)面漏光。
文檔編號G02F1/1362GK101819362SQ20091007864
公開日2010年9月1日 申請日期2009年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月27日
發(fā)明者董敏 申請人:北京京東方光電科技有限公司