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 Crystal Display，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-LCD在各種大中小尺寸的產(chǎn)品上得到了廣泛的應(yīng)用，幾乎 涵蓋了當(dāng)今信息社會的主要電子產(chǎn)品，如液晶電視、高清晰度數(shù)字電視、電腦(臺式和筆記 本)、手機、PDA、GPS、車載顯示、投影顯示、攝像機、數(shù)碼相機、電子手表、計算器、電子儀器、 儀表、公共顯示和虛幻顯示等。TFT-IXD由液晶面板(IXD panel)、驅(qū)動電路以及背光源組成，液晶面板是 TFT-LCD的重要部分。液晶面板是在陣列基板和彩膜基板之間注入液晶，四周用封框膠封 上，在陣列基板和彩膜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 有矩陣式排列的薄膜晶體管、像素電極和周邊電路。彩膜基板(也稱彩色濾光片，Color Filter)由紅(R)、綠(G)、藍(B)三原色樹脂構(gòu)成像素，并形成有透明的公共電極。為了遮擋漏光區(qū)域的光線，現(xiàn)有技術(shù)的液晶面板均在彩膜基板上設(shè)置黑矩陣。在 設(shè)計中，黑矩陣的寬度為漏光區(qū)域的寬度與對盒精度誤差之和，但由于對盒精度誤差較大， 造成設(shè)置在彩膜基板上黑矩陣的寬度一般比較大，造成現(xiàn)有TFT-IXD存在開口率低和顯示 亮度低等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種TFT-LCD陣列基板及其制造方法，有效解決現(xiàn)有 TFT-IXD存在開口率低和顯示亮度低等缺陷。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種TFT-IXD陣列基板，包括基板和多薄膜層， 多薄膜層包括柵線、柵絕緣層、數(shù)據(jù)線、薄膜晶體管和像素電極，還包括形成在所述基板和 多薄膜層之間的黑矩陣。所述黑矩陣的寬度大于所述柵線和數(shù)據(jù)線的寬度。所述黑矩陣材料為遮光的絕緣樹脂材料。所述黑矩陣材料為遮光的金屬材料。進一步地，還包括形成在黑矩陣上方的黑矩 陣絕緣層，所述黑矩陣絕緣層電性絕緣黑矩陣與柵線和數(shù)據(jù)線。所述黑矩陣和黑矩陣絕緣 層具有相同的形狀和尺寸。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、采用同一掩模板通過構(gòu)圖工藝在基板上形成包括黑矩陣、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)體薄膜、摻雜半導(dǎo)體薄膜和源漏金屬薄膜，通過構(gòu)圖工藝形成包括數(shù)據(jù)線、源電極、漏電極和TFT溝道區(qū)域的圖形；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所述漏電極的上方；步驟4、在完成步驟3的基板上沉積透明導(dǎo)電薄膜，通過構(gòu)圖工藝形成包括像素電 極的圖形，所述像素電極通過鈍化層過孔與漏電極連接。所述步驟1包括在基板上沉積遮光的絕緣樹脂薄膜；在完成前述步驟的基板上沉積柵金屬薄膜；采用半色調(diào)或灰色調(diào)掩模板通過構(gòu)圖工藝形成包括黑矩陣、柵線和柵電極的圖 形，包括在所述柵金屬薄膜上涂覆一層光刻膠；采用半色調(diào)或灰色調(diào)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)于柵線和柵電極圖形所在區(qū)域，光刻膠半保留區(qū)域?qū)?yīng)于黑矩陣圖形所在區(qū)域， 光刻膠完全去除區(qū)域?qū)?yīng)于黑矩陣圖形以外的區(qū)域；通過第一次刻蝕工藝完全刻蝕掉光刻 膠完全去除區(qū)域的柵金屬薄膜和遮光的絕緣樹脂薄膜，形成黑矩陣圖形；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)域的柵金屬薄膜；通過第二次刻蝕工藝完全刻 蝕掉光刻膠半保留區(qū)域的柵金屬薄膜，形成柵線和柵電極圖形；剝離剩余的光刻膠。所述步驟1包括在基板上沉積遮光的金屬材料；在完成前述步驟的基板上沉積黑矩陣絕緣層；在完成前述步驟的基板上沉積柵金屬薄膜；采用半色調(diào)或灰色調(diào)掩模板通過構(gòu)圖工藝形成包括黑矩陣、柵線和柵電極的圖 形，包括在所述柵金屬薄膜上涂覆一層光刻膠；采用半色調(diào)或灰色調(diào)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)于柵線和柵電極圖形所在區(qū)域，光刻膠半保留區(qū)域?qū)?yīng)于黑矩陣圖形所在區(qū)域， 光刻膠完全去除區(qū)域?qū)?yīng)于黑矩陣圖形以外的區(qū)域；通過第一次刻蝕工藝完全刻蝕掉光刻 膠完全去除區(qū)域的柵金屬薄膜、黑矩陣絕緣層和遮光的金屬材料，形成黑矩陣圖形；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)域的柵金屬薄膜；通過第二次刻蝕工 藝完全刻蝕掉光刻膠半保留區(qū)域的柵金屬薄膜，形成柵線和柵電極圖形；剝離剩余的光刻 膠。本發(fā)明提供了一種TFT-LCD陣列基板及其制造方法，通過將黑矩陣形成在 TFT-IXD陣列基板上，有效解決了現(xiàn)有TFT-IXD存在開口率低和顯示亮度低等缺陷。與黑矩 陣的寬度為漏光區(qū)域的寬度與對盒精度誤差之和的現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明黑矩陣的寬度僅 為漏光區(qū)域的寬度，最大限度地減少了黑矩陣的寬度，有效地提高了 TFT-IXD的開口率和 顯示亮度。此外，本發(fā)明形成有黑矩陣的TFT-LCD陣列基板仍采用現(xiàn)有工藝設(shè)備和條件制 備，在不增加TFT-LCD陣列基板制備工藝的前提下，減少了彩膜基板的制備工藝，因此本發(fā) 明從整體上降低了 TFT-IXD的生產(chǎn)成本，從整體上提高了 TFT-IXD顯示的性能和質(zhì)量。


圖1為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第一實施例的平面圖2為圖1中Al-Al向的剖面圖；圖3為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第一實施例第一次構(gòu)圖工藝后的平面圖；圖4為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第一實施例第一次構(gòu)圖工藝中曝光顯影后A2-A2 向的剖面圖；圖5為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第一實施例第一次構(gòu)圖工藝中第一次刻蝕工藝后 A2-A2向的剖面圖；圖6為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第一實施例第一次構(gòu)圖工藝中灰化工藝后A2-A2 向的剖面圖；圖7為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第一實施例第一次構(gòu)圖工藝中第二次刻蝕工藝后 A2-A2向的剖面圖；圖8為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第一實施例第一次構(gòu)圖工藝后A2-A2向的剖面 圖；圖9為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第一實施例第二次構(gòu)圖工藝后的平面圖；圖10為圖9中A3-A3向的剖面圖；圖11為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第一實施例第三次構(gòu)圖工藝后的平面圖；圖12為圖11中A4-A4向的剖面圖；圖13為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第二實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖14為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第二實施例第一次構(gòu)圖工藝后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖15為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第二實施例第二次構(gòu)圖工藝后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖16為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第二實施例第三次構(gòu)圖工藝后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖17為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板制造方法的流程圖；圖18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19為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板制造方法第二實施例的流程圖；圖20為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板制造方法第三實施例的流程圖；圖21為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板制造方法第四實施例的流程圖。附圖標(biāo)記說明1-基板；2-黑矩陣； 3-黑矩陣絕緣層；4-柵電極；5-柵絕緣層；6-半導(dǎo)體層；7-摻雜半導(dǎo)體層；8-漏電極； 9-源電極；10-鈍化層；11-像素電極；12-柵線；13-數(shù)據(jù)線；14-鈍化層過孔；21-遮光的金屬材料；22-柵金屬薄膜；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)方案做進一步的詳細描述。本發(fā)明TFT-IXD陣列基板的主體結(jié)構(gòu)包括基板和多薄膜層，多薄膜層包括柵線、 柵絕緣層、數(shù)據(jù)線、薄膜晶體管和像素電極，還包括形成在基板和多薄膜層之間的黑矩陣。圖1為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第一實施例的平面圖，圖2為圖1中Al-Al向的 剖面圖。如圖1和圖2所示，本實施例TFT-IXD陣列基板包括形成在基板1上的柵線12、數(shù)據(jù)線13、像素電極11、薄膜晶體管和黑矩陣2，相互垂直的柵線12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11形成在像素區(qū)域內(nèi)，柵線12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11提供數(shù)據(jù)信號，黑矩陣2用于遮擋漏光區(qū)域，且黑矩陣 2與柵線12在同一次構(gòu)圖工藝中形成。具體地，采用遮光的金屬材料的黑矩陣2形成在基 板1上，其上形成有黑矩陣絕緣層3，柵線12、數(shù)據(jù)線13和薄膜晶體管形成在黑矩陣絕緣層 3上并位于黑矩陣2的上方，黑矩陣2和黑矩陣絕緣層3具有相同的形狀和尺寸，黑矩陣絕 緣層3電性絕緣黑矩陣2與柵線12和數(shù)據(jù)線13。薄膜晶體管包括柵電極4、柵絕緣層5、 半導(dǎo)體層6、摻雜半導(dǎo)體層7、漏電極8、源電極9和鈍化層10，柵電極4與柵線12連接，并 形成在黑矩陣絕緣層3上；柵絕緣層5形成在柵電極4和柵線12上并覆蓋整個基板1，有 源層(半導(dǎo)體層6和摻雜半導(dǎo)體層7)形成在柵絕緣層5上并位于柵電極4的上方；漏電極 8和源電極9形成在有源層上，漏電極8的一端位于柵電極4的上方，另一端與像素電極11 連接，源電極9的一端位于柵電極4的上方，另一端與數(shù)據(jù)線13連接，漏電極8和源電極9 之間形成TFT溝道區(qū)域，TFT溝道區(qū)域的摻雜半導(dǎo)體層被完全刻蝕掉，并刻蝕掉部分厚度的 半導(dǎo)體層，使TFT溝道區(qū)域的半導(dǎo)體層暴露出來；鈍化層10形成在數(shù)據(jù)線13、漏電極8和 源電極9上并覆蓋整個基板1，在漏電極8位置開設(shè)有使漏電極8與像素電極11連接的鈍 化層過孔14。本實施例上述技術(shù)方案中，黑矩陣2的寬度大于柵線12和數(shù)據(jù)線13的寬度，且等 于漏光區(qū)域的寬度，通常，漏光區(qū)域是指像素電極邊緣以外的區(qū)域，一般來說，對于鄰近柵 線區(qū)域，像素電極邊緣寬度為15 y m 20 y m的邊緣區(qū)域也為漏光區(qū)域，對于鄰近數(shù)據(jù)線區(qū) 域，像素電極邊緣寬度為10 y m 15 y m的邊緣區(qū)域也為漏光區(qū)域。黑矩陣2位于柵線12、 數(shù)據(jù)線13和薄膜晶體管的下方，當(dāng)黑矩陣2的寬度等于或稍大于漏光區(qū)域的寬度時，即可 實現(xiàn)漏光區(qū)域的遮擋，所以黑矩陣遮擋漏光區(qū)域的效果不受對盒精度誤差影響，最大限度 地減小了黑矩陣的寬度，有效地提高了 TFT-IXD的開口率和顯示亮度。圖3 圖12為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第一實施例制造過程的示意圖，可以進 一步說明本實施例的技術(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、刻蝕和光刻膠剝離等工藝，光刻膠以正性光刻膠為例。圖3為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第一實施例第一次構(gòu)圖工藝后的平面圖，圖4為 本發(fā)明TFT-LCD陣列基板第一實施例第一次構(gòu)圖工藝中曝光顯影后A2-A2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)上沉積一層厚度為 500A~ 2000A的遮光的金屬材料21，接著采用等離子體增強化學(xué)氣相沉積(簡稱PECVD) 方法，沉積一層厚度為1000A ~3000A的黑矩陣絕緣層3，之后采用磁控濺射或熱蒸發(fā)的方 法，沉積一層厚度為500A~ 4000A的柵金屬薄膜22。遮光的金屬材料21可采用遮光性好 的金屬，柵金屬薄膜22可以采用W、Ti、Ta、Mo、Al、Cu等金屬或合金，也可以采用由多層金 屬薄膜構(gòu)成的復(fù)合薄膜。在柵金屬薄膜22上涂覆一層光刻膠30，采用半色調(diào)或灰色調(diào)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) 于柵線和柵電極圖形所在區(qū)域，半曝光區(qū)域C對應(yīng)于黑矩陣圖形所在區(qū)域，完全曝光區(qū)域A 對應(yīng)于黑矩陣圖形以外區(qū)域。顯影處理后，未曝光區(qū)域B的光刻膠厚度無變化，形成光刻膠 完全保留區(qū)域，完全曝光區(qū)域A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光刻膠厚度變薄，形成光刻膠半保留區(qū)域，如圖4所示。
圖5為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第一實施例第一次構(gòu)圖工藝中第一次刻蝕工藝后 A2-A2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的柵金屬薄膜22、黑 矩陣絕緣層3和遮光的金屬材料21，形成黑矩陣圖形，如圖5所 示。圖6為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第一實施例第一次構(gòu)圖工藝中灰化工藝后A2-A2 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)域的柵金屬薄膜22， 如圖6所示。圖7為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第一實施例第一次構(gòu)圖工藝中第二次刻蝕工藝后 A2-A2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的柵金屬薄膜，形成柵線 和柵電極4圖形，如圖7所示。本實施例第一次構(gòu)圖工藝中，在形成柵線和柵電極圖形的同 時，也可以形成公共電極線圖形。圖8為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第一實施例第一次構(gòu)圖工藝后A2-A2向的剖面 圖。最后剝離剩余的光刻膠，完成本實施例TFT-LCD陣列基板第一次構(gòu)圖工藝，如圖3和圖 8所示。本實施例第一次構(gòu)圖工藝后，黑矩陣2形成在基板1上，其上覆蓋有黑矩陣絕緣層 3，黑矩陣2和黑矩陣絕緣層3具有相同的形狀和尺寸，柵電極4和柵線12位于黑矩陣2的 上方，黑矩陣絕緣層3電性絕緣黑矩陣2與柵線12。圖9為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第一實施例第二次構(gòu)圖工藝后的平面圖，圖10 為圖9中A3-A3向的剖面圖。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
積厚度為1000A- 4000A的柵絕緣層、厚度為1000A~ 3000A的半導(dǎo)體薄膜和厚度為 500A~ 1000A的摻雜半導(dǎo)體薄膜，然后采用磁控濺射或熱蒸發(fā)的方法，沉積一層厚度為 2000A~ 3000A的源漏金屬薄膜。柵絕緣層5可以采用氧化物、氮化物或氧氮化合物，對 應(yīng)的反應(yīng)氣體可以為SiH4、NH3、N2的混合氣體或SiH2Cl2、NH3、N2的混合氣體，半導(dǎo)體薄膜對 應(yīng)的反應(yīng)氣體可以是SiH4、H2的混合氣體或SiH2Cl2、H2的混合氣體，摻雜半導(dǎo)體薄膜對應(yīng) 的反應(yīng)氣體可以為SiH4、PH3、H2的混合氣體或SiH2Cl2、PH3、H2的混合氣體，源漏金屬薄膜可 以采用Cr、W、Ti、Ta、Mo、Al、Cu等金屬或合金，也可以采用由多層金屬薄膜構(gòu)成的復(fù)合薄 膜。采用半色調(diào)或灰色調(diào)掩模板通過構(gòu)圖工藝形成數(shù)據(jù)線13、漏電極8、源電極9和TFT溝 道區(qū)域圖形，如圖9和圖10所示。本實施例第二次構(gòu)圖工藝是一種多步刻蝕工藝，工藝過 程具體為首先在源漏金屬薄膜上涂覆一層光刻膠，采用半色調(diào)或灰色調(diào)掩模板對光刻膠 進行曝光，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?qū)?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的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)體薄膜和半導(dǎo)體薄膜，形 成包括有源層和數(shù)據(jù)線的圖形。通過灰化工藝去除半曝光區(qū)域的光刻膠，暴露出源漏金屬 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)體薄膜，并 刻蝕掉部分厚度的半導(dǎo)體薄膜，形成源電極、漏電極和TFT溝道區(qū)域圖形。最后剝離剩余的 光刻膠，完成本實施例TFT-LCD陣列基板第二次構(gòu)圖工藝。圖11為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第一實施例第三次構(gòu)圖工藝后的平面圖，圖12 為圖11中A4-A4向的剖面圖。在完成上述結(jié)構(gòu)圖形的基板上，采用PECVD方法沉積厚度為700A~ 2000A的鈍化層10。鈍化層10可以采用氧化物、氮化物或氧氮化合物，對應(yīng)的反 應(yīng)氣體可以為SiH4、NH3、N2的混合氣體或SiH2Cl2、NH3、N2的混合氣體。采用普通掩模板通 過構(gòu)圖工藝形成鈍化層過孔14，鈍化層過孔14位于漏電極8的上方，如圖11和圖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。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，沉積一層厚度為 300人~ 600人的透明導(dǎo)電薄膜，透明導(dǎo)電薄膜可以采用氧化銦錫(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。采用普通掩模板通過構(gòu)圖工藝在 像素區(qū)域形成像素電極11，像素電極11通過鈍化層過孔14與漏電極8連接，如圖1和圖2 所示。圖13為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第二實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，為圖1中A1-A1向的 剖面圖。如圖13所示，本實施例TFT-LCD陣列基板的主體結(jié)構(gòu)與前述第一實施例基本相同， 包括形成在基板1上的柵線12、數(shù)據(jù)線13、像素電極11、薄膜晶體管和黑矩陣2，不同之處 在于，黑矩陣2采用遮光的絕緣樹脂材料，柵線12、數(shù)據(jù)線13和薄膜晶體管形成在黑矩陣2 上。其它結(jié)構(gòu)以及黑矩陣的作用和效果與前述第一實施例相同，不再贅述。圖14 圖16為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第二實施例制造過程的示意圖，可以進 一步說明本實施例的技術(shù)方案。圖14為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第二實施例第一次構(gòu)圖工藝后的結(jié)構(gòu)示意圖，為 圖3中A2-A2向的剖面圖。如圖13所示，首先采用PECVD方法，在基板1上沉積一層遮光的 絕緣樹脂薄膜，接著采用磁控濺射或熱蒸發(fā)的方法，沉積一層?xùn)沤饘俦∧?。隨后在柵金屬薄 膜上涂覆一層光刻膠，采用半色調(diào)或灰色調(diào)掩模板曝光，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。未曝光區(qū)域?qū)?yīng)于柵線和柵電極圖形所在區(qū)域，半曝光區(qū)域?qū)?yīng)于 黑矩陣圖形所在區(qū)域，完全曝光區(qū)域?qū)?yīng)于黑矩陣圖形以外的區(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)域的柵金屬薄膜和遮光的絕緣樹脂薄膜，形成黑矩陣 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)域的柵金屬薄膜。通過第二次 刻蝕工藝完全刻蝕掉半曝光區(qū)域的柵金屬薄膜，形成柵線和柵電極圖形。最后剝離剩余的 光刻膠，完成本實施例TFT-LCD陣列基板第一次構(gòu)圖工藝，如圖3和圖14所示。本實施例 第一次構(gòu)圖工藝后，絕緣樹脂材料的黑矩陣2形成在基板1上，柵電極4和柵線12形成在 黑矩陣2上。圖15為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第二實施例第二次構(gòu)圖工藝后的結(jié)構(gòu)示意圖，為 圖9中A3-A3向的剖面圖。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)體薄膜和摻雜半導(dǎo)體薄膜，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。采用半色調(diào)或灰色調(diào)掩模板通過構(gòu)圖工藝形成數(shù)據(jù)線13、漏電極8、源電極9 和TFT溝道區(qū)域圖形，如圖9和圖15所示。本實施例第二次構(gòu)圖工藝是一種多步刻蝕工藝， 與前述第一實施例的第二次構(gòu)圖工藝相同。圖16為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板第二實施例第三次構(gòu)圖工藝后的結(jié)構(gòu)示意圖，為
9圖11中A4-A4向的剖面圖。在完成上述結(jié)構(gòu)圖形的基板上，采用PECVD方法沉積鈍化層10。 采用普通掩模板通過構(gòu)圖工藝形成鈍化層過孔14，鈍化層過孔14位于漏電極8的上方，如 圖11和圖16所示。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，沉積透明導(dǎo)電薄 膜。采用普通掩模板通過構(gòu)圖工藝在像素區(qū)域形成像素電極11，像素電極11通過鈍化層過 孔14與漏電極8連接，如圖1和圖13所示。以上實施例所說明的四次構(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，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，這里不再贅述。本發(fā)明提供了一種TFT-IXD陣列基板，通過將黑矩陣形成在TFT-IXD陣列基板上， 有效解決了現(xiàn)有TFT-LCD存在開口率低和顯示亮度低等缺陷。與黑矩陣的寬度為漏光區(qū)域 的寬度與對盒精度誤差之和的現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明黑矩陣的寬度僅為漏光區(qū)域的寬度， 最大限度地減少了黑矩陣的寬度，有效地提高了 TFT-IXD的開口率和顯示亮度。此外，本發(fā) 明形成有黑矩陣的TFT-LCD陣列基板仍采用現(xiàn)有工藝設(shè)備和條件制備，在不增加TFT-LCD 陣列基板制備工藝的前提下，減少了彩膜基板的制備工藝，因此本發(fā)明從整體上降低了 TFT-IXD的生產(chǎn)成本，從整體上提高了 TFT-IXD顯示的性能和質(zhì)量。圖17為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板制造方法的流程圖，包括步驟1、采用同一掩模板通過構(gòu)圖工藝在基板上形成包括黑矩陣、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)體薄膜、摻雜半導(dǎo)體薄膜和源 漏金屬薄膜，通過構(gòu)圖工藝形成包括有源層、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所述漏電極的上方；步驟4、在完成步驟3的基板上沉積透明導(dǎo)電薄膜，通過構(gòu)圖工藝形成包括像素電 極的圖形，所述像素電極通過鈍化層過孔與漏電極連接。本發(fā)明上述技術(shù)方案中，由于黑矩陣位于柵線、數(shù)據(jù)線和薄膜晶體管的下方，所以 黑矩陣遮擋漏光區(qū)域的效果不受對盒精度誤差影響，最大限度地減小了黑矩陣的寬度，有 效地提高了 TFT-IXD的開口率和顯示亮度。下面進一步說明本發(fā)明TFT-IXD陣列基板制造方法的技術(shù)方案。圖18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17所示技 術(shù)方案中，所述步驟1包括步驟11、采用磁控濺射或熱蒸發(fā)的方法在基板上沉積遮光的金屬材料；步驟12、在完成步驟11的基板上，采用PECVD方法沉積黑矩陣絕緣層；步驟13、在完成步驟12的基板上，采用磁控濺射或熱蒸發(fā)的方法沉積柵金屬薄 膜；步驟14、在所述柵金屬薄膜上涂覆一層光刻膠；步驟15、采用半色調(diào)或灰色調(diào)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)于柵線和柵電極圖形所 在區(qū)域，光刻膠半保留區(qū)域?qū)?yīng)于黑矩陣圖形所在區(qū)域，光刻膠完全去除區(qū)域?qū)?yīng)于黑矩 陣圖形以外的區(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16、通過第一次刻蝕工藝完全刻蝕掉光刻膠完全去除區(qū)域的柵金屬薄膜、黑 矩陣絕緣層和遮光的金屬材料，形成黑矩陣圖形；步驟17、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)域的柵金屬
薄膜；步驟18、通過第二次刻蝕工藝完全刻蝕掉光刻膠半保留區(qū)域的柵金屬薄膜，形成 柵線和柵電極圖形；步驟19、剝離剩余的光刻膠。 本實施例是一種采用多步刻蝕工藝通過一次構(gòu)圖工藝同時形成黑矩陣、柵線和柵 電極圖形的技術(shù)方案，其制備過程已在前述圖3 圖8所示技術(shù)方案中詳細介紹，這里不再 贅述。圖19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17所示技 術(shù)方案中，所述步驟1包括步驟21、在基板上沉積遮光的絕緣樹脂薄膜；步驟22、在完成前述步驟的基板上沉積柵金屬薄膜；步驟23、在所述柵金屬薄膜上涂覆一層光刻膠；步驟24、采用半色調(diào)或灰色調(diào)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)于柵線和柵電極圖形所 在區(qū)域，光刻膠半保留區(qū)域?qū)?yīng)于黑矩陣圖形所在區(qū)域，光刻膠完全去除區(qū)域?qū)?yīng)于黑矩 陣圖形以外的區(qū)域；步驟25、通過第一次刻蝕工藝完全刻蝕掉光刻膠完全去除區(qū)域的柵金屬薄膜和遮 光的絕緣樹脂薄膜，形成黑矩陣圖形；步驟26、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)域的柵金屬
薄膜；步驟27、通過第二次刻蝕工藝完全刻蝕掉光刻膠半保留區(qū)域的柵金屬薄膜，形成 柵線和柵電極圖形；步驟28、剝離剩余的光刻膠。本實施例也是一種采用多步刻蝕工藝通過一次構(gòu)圖工藝同時形成黑矩陣、柵線和 柵電極圖形的技術(shù)方案，與前述第一實施例不同的是，本實施例黑矩陣采用遮光的絕緣樹 脂薄膜，制備過程基本相同，這里不再贅述。圖20為本發(fā)明TFT-IXD陣列基板制造方法第三實施例的流程圖，在圖17所示技 術(shù)方案中，所述步驟2包括步驟31、在完成步驟1的基板上，采用PECVD方法依次沉積柵絕緣層、半導(dǎo)體薄膜 和摻雜半導(dǎo)體薄膜；步驟32、在完成步驟31的基板上，采用磁控濺射或熱蒸發(fā)的方法沉積源漏金屬薄 膜；
步驟33、在所述源漏金屬薄膜上涂覆一層光刻膠；步驟34、采用半色調(diào)或灰色調(diào)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)于數(shù)據(jù)線、源電極和漏 電極圖形所在區(qū)域，光刻膠半保留區(qū)域?qū)?yīng)于TFT溝道區(qū)域圖形所在區(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??；步驟35、通過第一次刻蝕工藝完全刻蝕掉光刻膠完全去除區(qū)域的源漏金屬薄膜、 摻雜半導(dǎo)體薄膜和半導(dǎo)體薄膜，形成包括有源層和數(shù)據(jù)線的圖形；步驟36、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)域的源漏金
屬薄膜；步驟37、通過第二次刻蝕工藝完全刻蝕掉光刻膠半保留區(qū)域的源漏金屬薄膜和摻 雜半導(dǎo)體薄膜，并刻蝕掉部分厚度的半導(dǎo)體薄膜，使該區(qū)域的半導(dǎo)體薄膜暴露出來，形成源 電極、漏電極和TFT溝道區(qū)域圖形；步驟38、剝離剩余的光刻膠。本實施例是一種采用多步刻蝕工藝通過一次構(gòu)圖工藝同時形成有源層、數(shù)據(jù)線、 源電極、漏電極和TFT溝道區(qū)域圖形的技術(shù)方案，其制備過程已在前述圖9和圖10所示技 術(shù)方案中詳細介紹，這里不再贅述。圖21為本發(fā)明TFT-LCD陣列基板制造方法第四實施例的流程圖，在圖17所示技 術(shù)方案中，所述步驟2包括步驟41、在完成步驟1的基板上，采用PECVD方法依次沉積柵絕緣層、半導(dǎo)體薄膜 和摻雜半導(dǎo)體薄膜；步驟42、采用普通調(diào)掩模板通過構(gòu)圖工藝形成有源層圖形；步驟43、在完成步驟42的基板上，采用磁控濺射或熱蒸發(fā)的方法沉積源漏金屬薄 膜；步驟44、采用普通掩模板通過構(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。本實施例是一種采用普通掩模板通過二次構(gòu)圖工藝分別形成有源層、數(shù)據(jù)線、源 電極、漏電極和TFT溝道區(qū)域圖形的技術(shù)方案，該構(gòu)圖工藝廣為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知，不再 贅述。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方法沉積鈍化層。采 用普通掩模板通過構(gòu)圖工藝形成鈍化層過孔，鈍化層過孔位于漏電極的上方。本發(fā)明步驟4中，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， 沉積一層透明導(dǎo)電薄膜。采用普通掩模板通過構(gòu)圖工藝形成像素電極，像素電極通過鈍化 層過孔與漏電極連接。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)明進行了詳細說明，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。
1權(quán)利要求
一種TFT-LCD陣列基板，包括基板和多薄膜層，多薄膜層包括柵線、柵絕緣層、數(shù)據(jù)線、薄膜晶體管和像素電極，其特征在于，還包括形成在所述基板和多薄膜層之間的黑矩陣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TFT-LCD陣列基板，其特征在于，所述黑矩陣的寬度大于所述 柵線和數(shù)據(jù)線的寬度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TFT-LCD陣列基板，其特征在于，所述黑矩陣材料為遮光的絕 緣樹脂材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TFT-LCD陣列基板，其特征在于，所述黑矩陣材料為遮光的金 屬材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的TFT-IXD陣列基板，其特征在于，還包括形成在黑矩陣上方的 黑矩陣絕緣層，所述黑矩陣絕緣層電性絕緣黑矩陣與柵線和數(shù)據(jù)線。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的TFT-LCD陣列基板，其特征在于，所述黑矩陣和黑矩陣絕緣層 具有相同的形狀和尺寸。
7.—種TFT-IXD陣列基板制造方法，其特征在于，包括步驟1、采用同一掩模板通過構(gòu)圖工藝在基板上形成包括黑矩陣、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)體薄膜、摻雜半導(dǎo)體薄膜和源漏金 屬薄膜，通過構(gòu)圖工藝形成包括有源層、數(shù)據(jù)線、源電極、漏電極和TFT溝道區(qū)域的圖形；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所述漏電極的上方；步驟4、在完成步驟3的基板上沉積透明導(dǎo)電薄膜，通過構(gòu)圖工藝形成包括像素電極的 圖形，所述像素電極通過鈍化層過孔與漏電極連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的TFT-IXD陣列基板制造方法，其特征在于，所述步驟1包括在基板上沉積遮光的絕緣樹脂薄膜；在完成前述步驟的基板上沉積柵金屬薄膜；采用半色調(diào)或灰色調(diào)掩模板通過構(gòu)圖工藝形成包括黑矩陣、柵線和柵電極的圖形，包 括在所述柵金屬薄膜上涂覆一層光刻膠；采用半色調(diào)或灰色調(diào)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 對應(yīng)于柵線和柵電極圖形所在區(qū)域，光刻膠半保留區(qū)域?qū)?yīng)于黑矩陣圖形所在區(qū)域，光刻 膠完全去除區(qū)域?qū)?yīng)于黑矩陣圖形以外的區(qū)域；通過第一次刻蝕工藝完全刻蝕掉光刻膠完 全去除區(qū)域的柵金屬薄膜和遮光的絕緣樹脂薄膜，形成黑矩陣圖形；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)域的柵金屬薄膜；通過第二次刻蝕工藝完全刻蝕掉 光刻膠半保留區(qū)域的柵金屬薄膜，形成柵線和柵電極圖形；剝離剩余的光刻膠。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的TFT-IXD陣列基板制造方法，其特征在于，所述步驟1包括在基板上沉積遮光的金屬材料；在完成前述步驟的基板上沉積黑矩陣絕緣層；在完成前述步驟的基板上沉積柵金屬薄膜；采用半色調(diào)或灰色調(diào)掩模板通過構(gòu)圖工藝形成包括黑矩陣、柵線和柵電極的圖形，包 括在所述柵金屬薄膜上涂覆一層光刻膠；采用半色調(diào)或灰色調(diào)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 對應(yīng)于柵線和柵電極圖形所在區(qū)域，光刻膠半保留區(qū)域?qū)?yīng)于黑矩陣圖形所在區(qū)域，光刻 膠完全去除區(qū)域?qū)?yīng)于黑矩陣圖形以外的區(qū)域；通過第一次刻蝕工藝完全刻蝕掉光刻膠完 全去除區(qū)域的柵金屬薄膜、黑矩陣絕緣層和遮光的金屬材料，形成黑矩陣圖形；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)域的柵金屬薄膜；通過第二次刻蝕工藝完 全刻蝕掉光刻膠半保留區(qū)域的柵金屬薄膜，形成柵線和柵電極圖形；剝離剩余的光刻膠。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種TFT-LCD陣列基板及其制造方法。陣列基板包括基板和多薄膜層，多薄膜層包括柵線、柵絕緣層、數(shù)據(jù)線、薄膜晶體管和像素電極，還包括形成在基板和多薄膜層之間的黑矩陣。制造方法包括采用同一掩模板通過構(gòu)圖工藝在基板上形成包括黑矩陣、柵線和柵電極的圖形；沉積柵絕緣層、半導(dǎo)體薄膜、摻雜半導(dǎo)體薄膜和源漏金屬薄膜，形成包括有源層、數(shù)據(jù)線、源電極、漏電極和TFT溝道區(qū)域的圖形；沉積鈍化層，形成包括鈍化層過孔的圖形；沉積透明導(dǎo)電薄膜，形成包括像素電極的圖形。本發(fā)明通過將黑矩陣形成在TFT-LCD陣列基板上，最大限度地減少了黑矩陣的寬度，有效地提高了TFT-LCD的開口率和顯示亮度。
文檔編號H01L21/84GK101825815SQ200910079289
公開日2010年9月8日 申請日期2009年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月6日
發(fā)明者劉翔 申請人:北京京東方光電科技有限公司