專利名稱：Tft陣列基板的制造方法、tft陣列基板及顯示器件的制作方法
技術領域：
本發明涉及顯示器制造技術領域，尤其涉及一種TFT (薄膜晶體管)陣列基板的制造方法、TFT陣列基板及顯示器件
背景技術：
薄膜晶體管顯不器件(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展。TFT-IXD包括液晶面板(IXD panel)、驅動電路以及背光源，其中液晶面板是TFT-LCD中最重要的部分，它是在兩塊玻璃基板之間注入液晶，四周用封框膠封上，在兩塊玻璃基板上分別貼敷偏振方向相互垂直的偏振片構成。其中上面的玻璃基板是彩色濾光片(Color Filter，CF)，由紅、綠、藍(R、G、B)三原色濾光片構成像素，并在彩色濾色片上鍍上透明的共用電極，下面的玻璃基板為TFT陣列基板，上面鍍有大量矩陣式排列的薄膜晶體管以及一些周邊電路。開口率是每個像素可透光的有效區域除以像素的總面積，開口率越高，整體畫面越亮。目前，現有TFT-IXD的制造方式是將紅、綠、藍三像素和遮光層加工在彩色濾光片上，然后通過對盒工藝，把TFT陣列基板和彩色濾光片結合到一起。然而由于對盒精度不高，而造成為了防止漏光一般把遮光層做的很大，從而大大降低了 TFT-LCD的開口率，從而影響了 TFT-LCD的亮度。
發明內容
為了達到上述目的，本發明的目的是提供一種TFT陣列基板的制造方法、TFT陣列基板及顯示器件，通過光刻工藝將R像素、G像素、B像素直接設置在TFT陣列基板上，可有效提高TFT-IXD的開口率，增加TFT-IXD的亮度。為了達到上述目的，本發明提供一種TFT陣列基板的制造方法，包括步驟I、在基板上沉積柵金屬層，在所述柵金屬層上通過光刻工藝形成柵電極和柵極掃描線；步驟2、在經過所述步驟I處理的所述基板上，依次沉積柵極絕緣層和半導體層，所述半導體層通過光刻工藝形成半導體層圖案；步驟3、在經過所述步驟2處理的所述基板上，沉積像素電極導電層、源電極層和漏電極層，在所述源電極層、所述漏電極層和所述像素電極導電層上分別通過光刻工藝形成源電極、漏電極、數據掃描線和像素電極；步驟4、在經過所述步驟3處理的所述基板上，通過光刻工藝分別形成R像素、B像素和G像素。優選地，所述方法還包括步驟5、在經過所述步驟4處理的所述基板上，涂敷一平坦層，在漏光區域或要覆蓋黑矩陣的區域所處的平坦層上，通過光刻工藝形成反射區域；
步驟6、在所述反射區域上，沉積用于反射光線的反射層，通過光刻工藝形成反光區。優選地，所述反射區域的形狀為波浪形。優選地，所述反射層的材料包括鉻、鋁、銀中的任意一種或幾種金屬。優選地，在所述步驟3之后，所述步驟4之前，所述方法還包括在經過所述步驟3處理的所述基板上，沉積保護層，所述保護層用于在后續進行R像素、B像素和G像素的光刻工藝時，防止所述源電極和所述漏電極之間的溝道部被破壞。優選地，所述保護層的材料為氧化物、氮化物或者氧氮化合物。優選地，所述柵金屬層的材料包括鉻、鎢、銅、鈦、鉭、鑰中的任意一種或幾種金屬。優選地，所述柵極絕緣層的材料為氧化物、氮化物或者氧氮化合物。優選地，所述半導體層包括硅基薄膜層和歐姆接觸層。本發明還提供一種TFT陣列基板，包括一基板；一柵金屬層，設置在所述基板上，所述柵金屬層包括柵電極和柵極掃描線，所述柵極和柵極掃描線連接成一體；一柵極絕緣層、半導體層，依次層疊設置在所述柵金屬層上，所述半導體層及位于所述柵電極上方的柵絕緣層刻蝕為一凸臺；一電極層，所述電極層包括源電極、漏電極和像素電極，所述像素電極設置在柵絕緣層上，所述源電極和所述漏電極設置在所述柵絕緣層上，所述源電極和漏電極由開設在所述凸臺上的溝道部隔離；一像素層，配置在所述像素電極上，所述像素層包括R像素、B像素和G像素。優選地，所述TFT陣列基板還包括一平坦層，設置在所述像素層上，在漏光區域或要覆蓋黑矩陣的區域所處的平坦層上通過光刻工藝形成反射區域；一用于反射光線的反射層，設置在所述反射區域上。優選地，所述反射區域的形狀為波浪形。本發明還提供一種顯示器件，包括TFT陣列基板，所述TFT陣列基板采用如上所述的TFT陣列基板。本發明還提供一種TFT陣列基板的制造方法，包括在基板上通過光刻工藝加工形成R像素、B像素和G像素；在形成有R像素、B像素和G像素的基板上、通過光刻工藝形成源電極、漏電極、數據掃描線和像素電極；在經過上述步驟處理的基板上，在漏光區域或者要覆蓋黑矩陣的區域，通過光刻工藝形成反射區域。本發明還提供一種TFT陣列基板，采用如上所述的制造方法制備得到。由上述技術方案可知，本發明具有如下有益效果通過光刻工藝將R像素、G像素和B像素直接設置在TFT陣列基板上，由于光刻工藝的精度一般在5um左右，遠大于對盒的精度(對盒精度一般在3mm)，有效提高TFT-IXD的開口率。而且，將原TFT-IXD的漏光區域設計成光的反射區域，不但省去了遮光層，還可以充分利用外界的光線，提高TFT-LCD在外界高亮度環境中的對比度。
圖I為本發明的實施例中TFT陣列基板的制造方法流程圖；圖2為本發明的實施例中TFT陣列基板在形成反射區域前的平面圖；圖3為本發明的實施例中TFT陣列基板制造方法完成第一次光刻工藝后的平面圖；圖4為本發明的實施例中TFT陣列基板制造方法完成第一次光刻工藝后沿A-A方向的不意圖；圖5為本發明的實施例中TFT陣列基板制造方法完成第二次光刻工藝后的平面圖；圖6為本發明的實施例中TFT陣列基板制造方法完成第二次光刻工藝后沿A-A方向的不意圖；圖7為本發明的實施例中TFT陣列基板制造方法完成第三次光刻工藝后的平面圖；圖8為本發明的實施例中TFT陣列基板制造方法完成第三次光刻工藝后沿A-A方向的不意圖；圖9為本發明的實施例中TFT陣列基板制造方法完成第四次光刻工藝后的平面圖；圖10為本發明的實施例中TFT陣列基板制造方法完成第四次光刻工藝后沿A-A方向的不意圖；圖11為本發明的實施例中TFT陣列基板制造方法完成第五次光刻工藝后的平面圖；圖12為本發明的實施例中TFT陣列基板制造方法完成第五次光刻工藝后沿A-A方向的不意圖；圖13為本發明的實施例中TFT陣列基板制造方法完成第六次光刻工藝后的平面圖；圖14為本發明的實施例中TFT陣列基板制造方法完成第六次光刻工藝后沿A-A方向的示意圖。
具體實施例方式為了使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本發明實施例做進一步詳細地說明。在此，本發明的示意性實施例及說明用于解釋本發明，但并不作為對本發明的限定。如圖I所示，為本發明的實施例中TFT陣列基板的制造方法流程圖，具體步驟如下
步驟101、在基板上沉積柵金屬層，該柵金屬層通過光刻工藝形成柵極和柵極掃描線.
在本實施例中，首先在基板上采用濺射或熱蒸發的方法沉積柵金屬層，該柵金屬層的材料包括鉻(Cr)、鎢(W)、銅(Cu)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鑰(Mo)中的任意一種或幾種金屬，然后通過一次光刻工藝形成柵極和柵極掃描線。步驟102、在經過步驟I處理的基板上，依次沉積柵極絕緣層和半導體層，在半導體層上通過光刻工藝形成半導體層圖案；在本實施例中，可通過PECVD (等離子增強的化學蒸發沉積)方法依次沉積柵極絕緣層和半導體層，該柵極絕緣層可選用氧化物、氮化物或者氧氮化合物，對應的反應氣體可以為31!14(硅烷)，順3(氨氣)，隊(氮氣)或SiH2Cl2 (二氯硅烷)，NH3, N2。上述半導體層分為兩層，下面的一層為a-Si :H(硅基薄膜)層，上面的一層為歐姆接觸層，a-Si : H層對應的反應氣體可以是SiH4, H2 (氫氣)或SiH2Cl2, H2,歐姆接觸層對應的氣體是SiH4, PH3, H2或SiH2Cl2, PH3。在該半導體層上可通過一次光刻形成半導體層圖案。步驟103、在經過步驟102處理的基板上，沉積像素電極導電層、源漏電極層，在源漏電極層和像素電極導電層上分別通過光刻工藝形成源電極、漏電極、數據掃描線和像素電極； 在本實施例中，像素電極導電層一般為ITO (氧化銦錫)，也可以是其它的金屬及金屬氧化物；在本實施例中，源電極和漏電極的材料可以選用0、1、1^&、] 0、41、(11等金屬中的任意一種或多種。步驟104、在經過步驟103處理的基板上，沉積保護層，該保護層用于在后續進行R像素、B像素和G像素的光刻工藝時，防止破壞源電極和漏電極之間的溝道部。在本實施例中，步驟104中可采用PECVD方法沉積保護層。步驟105、在經過步驟104處理的基板上，通過光刻工藝分別形成R像素、B像素和G像素。通過光刻工藝將R像素、G像素、B像素直接設置在TFT陣列基板上，由于光刻工藝的精度一般在5um左右，遠大于對盒的精度(對盒精度一般在3_)，從而可以大幅度提高TFT-LCD的開口率。當然可以理解的是，在本實施例中并不具體限定步驟101 105執行的先后順序，上述制作順序可以進行調整。步驟106、在經過步驟105處理的基板上，涂敷一平坦層，在漏光區域或要覆蓋黑矩陣的區域所處的平坦層上，通過光刻工藝形成反射區域；步驟107、在反射區域上，沉積用于反射光線的反射層，通過光刻工藝形成反光區。在本實施例中，將漏光區域設計成光的反射區域，不但省去了遮光層，還可以充分利用外界的光線，提高TFT-LCD在外界高亮度環境中的對比度。下面結合圖2 圖12來詳細介紹TFT陣列基板的制造方法。圖2 12中附圖標記說明1基板，2柵電極，3柵極絕緣層，4半導體層，5像素電極，6源電極，7漏電極，8保護層，9R像素，IOG像素，11平坦層，12反射層，13柵極掃描線，14數據掃描線。其中圖2為本發明的實施例中TFT陣列基板在形成反射區域前的平面圖，由該圖可知圖4、6、8、10和12中的A-A的示意方向。 在本實施例中，TFT陣列基板的制造方法的流程包括如下步驟
步驟201、在基板1(例如透明玻璃基板或者石英)上，采用濺射或熱蒸發的方法依次沉積上厚度為4000~ 15000A (埃)的柵金屬層，在該柵金屬層上通過光刻工藝(第一次光刻工藝)形成柵極2和柵極掃描線13在本實施例中,柵金屬層的材料可以選用Cr、W、Cu、Ti、Ta、Mo等中的任意一種或幾種。在本實施例中，柵極掃描線13和柵極2的平面圖和截面圖分別如圖3、圖4所示。步驟202、在完成步驟201的基板I上通過PECVD (等離子體增強化學氣相沉積)法，依次沉積厚度為1000 ~ 4000 A的絕緣層3和厚度為1500 ~3500人的半導體層4，通過光刻工藝(第二次光刻工藝)形成半導體層圖案。在本實施例中，絕緣層3可以選用氧化物、氮化物或者氧氮化合物，在采用PECVD法時，對應的反應氣體可以為SiH4, NH3, N2或SiH2Cl2, NH3, N2 ； 上述半導體層4可分為兩層，其中下面一層為a_Si:H層，上面一層為歐姆接觸層，a-Si: H層對應的反應氣體可以是SiH4, H2或SiH2Cl2, H2，歐姆接觸層對應的反應氣體是SiH4, PH3, H2 或 SiH2Cl2, PH3。在本實施例中，通過光刻工藝形成半導體層圖案的平面圖和截面圖分別如圖5和圖6所示。步驟203、在完成步驟202的基板I上通過濺射或熱蒸發的方法，沉積厚度約為300 ~ 600 A的像素電極導電層15和厚度約為2000 ~ 3000 A源/漏電極層，通過光刻工藝(第三次光刻工藝)形成源電極6，漏電極7，數據掃描線14以及像素電極5。在本實施例中，像素電極導電層15的材料一般為ΙΤ0,也可以是其它的金屬及金屬氧化物；在本實施例中，源/漏電極的材料可以選用Cr、W、Ti、Ta、Mo、Al、Cu等金屬中的任意一種或幾種。在本實施例中，通過一次灰色調或者半色調掩模板曝光顯影和多部刻蝕工藝之后，形成源電極6，漏電極7，數據掃描線14以及像素電極5，其平面圖和截面圖分別如圖7和圖8所示。步驟204、在完成步驟203的基板I上，通過PECVD方法連續沉積厚度為500 ~ 3000 A的保護層8，然后通過光刻工藝(第四次光刻工藝)分別形成R像素9，B像素10,和G像素。在本實施例中，保護層8可以選用氧化物、氮化物或者氧氮化合物，在采用PECVD方法時，可采用的反應氣體可以為SiH4, NH3, N2或SiH2Cl2, NH3, N2，該保護層8可以保護后續形成R像素9、B像素10、G像素時，防止對溝道破壞。通過三次光刻工藝分別形成的R像素9，B像素10，和G像素，其平面圖和截面圖分別如圖9和圖10所示。步驟205、在完成步驟204的基板I上，通過一次旋涂的方式涂敷一層5000 ~ 25000 A的平坦層11，通過光刻工藝(第五次光刻工藝)形成反射區域，該反射區域形成波浪形的圖案的。在本實施例中，該平坦層11不僅具有很好的絕緣性、透光性還具有很好的感光性，通過控制曝光量，曝光顯影后，可在反射區域形成波浪形的圖案，其平面圖和截面圖分別如圖11和圖12所示。步驟206、在完成步驟205的基板I上，在反射區域通過濺射或熱蒸發的方法沉積上厚度約為800 ~ 2000 A的反射層12，通過光刻工藝形成反光區。在本實施例中，反射層12的材料可以是選用Cr、Al、Ag等金屬，也可選用其他反射系數的金屬或者合金，反光區的平面圖和截面圖分別如圖13和圖14所示。在本實施例中，反光區不但可以起到遮光層作用，還可以充分利用外界的光線，提高TFT-IXD在外界高亮度環境中的對比度。
由上述技術方案可知，本發明具有如下有益效果通過光刻工藝將R像素、G像素和B像素直接設置在TFT陣列基板上，由于光刻工藝的精度一般在5um左右，遠大于對盒的精度(對盒精度一般在3mm)，可以大幅度提高TFT-LCD的開口率。而且，在漏光區域設計成光的反射區域，不但省去了遮光層，還可以充分利用外界的光線，提高TFT-LCD在外界高亮度環境中的對比度。在本發明的實施例中還提供了一種通過上述制造方法制造的TFT陣列基板，該TFT陣列基板，包括一基板；一柵金屬層，設置在所述基板上，所述柵金屬層包括柵電極和柵極掃描線，所述柵極和柵極掃描線連接成一體；一柵極絕緣層、半導體層，依次層疊設置在所述柵金屬層上，所述半導體層及位于所述柵電極上方的柵絕緣層刻蝕為一凸臺；—電極層，所述電極層包括源電極、漏電極和像素電極，所述像素電極設置在柵絕緣層上，所述源電極和所述漏電極設置在所述柵絕緣層上，所述源電極和漏電極由開設在所述凸臺上的溝道部隔離；一像素層，配置在所述像素電極上，所述像素層包括R像素、B像素和G像素。在本發明的另一實施例中，所述TFT陣列基板還包括一平坦層，設置在所述像素層上，在漏光區域或要覆蓋黑矩陣的區域所處的平坦層上通過光刻工藝形成反射區域；一用于反射光線的反射層，設置在所述反射區域上。在本發明的另一實施例中，所述反射區域的形狀為波浪形。在本發明的實施例中還提供了一種顯示器件，包括TFT陣列基板，TFT陣列基板包括一基板；一柵金屬層，設置在所述基板上，所述柵金屬層包括柵電極和柵極掃描線，所述柵極和柵極掃描線連接成一體；一柵極絕緣層、半導體層，依次層疊設置在所述柵金屬層上，所述半導體層及位于所述柵電極上方的柵絕緣層刻蝕為一凸臺；一電極層，所述電極層包括源電極、漏電極和像素電極，所述像素電極設置在柵絕緣層上，所述源電極和所述漏電極設置在所述柵絕緣層上，所述源電極和漏電極由開設在所述凸臺上的溝道部隔離；一像素層，配置在所述像素電極上，所述像素層包括R像素、B像素和G像素。
在上述實施 例中詳細說明了先制作好薄膜晶體管(包括柵極、半導體層、源極和漏極)及像素電極，再制作R像素、B像素和G像素和反射區域的方案。當然可以理解的是，上述制作順序可以做很多改變，比如R像素、B像素和G像素可以直接形成在基板上，然后制作TFT和像素電極，最后制作反射區域。其中制作TFT和像素電極的順序也可以調換，比如制作頂柵型的TFT，或最先制作像素電極等，總之通過構圖工藝的減少、增加或者膜層順序的變化，只要可以做出正常驅動的TFT，并將R像素、B像素和G像素直接設置在TFT陣列基板上即可，進一步的，可以將原TFT-LCD的漏光區域設計成光的反射區域都是本發明的保護范圍。在本發明的另一實施例中還提供一種TFT陣列基板的制造方法，包括在基板上通過光刻工藝加工形成R像素、B像素和G像素；在形成有R像素、B像素和G像素的基板上通過光刻工藝形成源電極、漏電極、數據掃描線和像素電極；在經過上述步驟處理的基板上，在源電極和漏電極所處的區域，通過光刻工藝形成反射區域。由上述技術方案可知，本發明具有如下有益效果通過光刻工藝將R像素、G像素和B像素直接設置在TFT陣列基板上，由于光刻工藝的精度一般在5um左右，遠大于對盒的精度(對盒精度一般在3mm)，有效提高TFT-IXD的開口率。而且，將原TFT-IXD的漏光區域設計成光的反射區域，不但省去了遮光層，還可以充分利用外界的光線，提高TFT-LCD在外界高亮度環境中的對比度。本發明實施例還提供了一種顯示器件，包括液晶面板、液晶電視、液晶顯示器、手機、電子紙、數碼相框等等，其包括本發明上述實施例中提供的陣列基板。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種TFT陣列基板的制造方法，其特征在于，包括 步驟I、在基板上沉積柵金屬層，在所述柵金屬層上通過光刻工藝形成柵電極和柵極掃描線； 步驟2、在經過所述步驟I處理的所述基板上，依次沉積柵極絕緣層和半導體層，所述半導體層通過光刻工藝形成半導體層圖案； 步驟3、在經過所述步驟2處理的所述基板上，沉積像素電極導電層、源電極層和漏電極層，在所述源電極層、所述漏電極層和所述像素電極導電層上分別通過光刻工藝形成源電極、漏電極、數據掃描線和像素電極； 步驟4、在經過所述步驟3處理的所述基板上，通過光刻工藝分別形成R像素、B像素和G像素。
2.根據權利要求I所述的制造方法，其特征在于，所述方法還包括 步驟5、在經過所述步驟4處理的所述基板上，涂敷一平坦層，在漏光區域或要覆蓋黑矩陣的區域所處的平坦層上，通過光刻工藝形成反射區域； 步驟6、在所述反射區域上，沉積用于反射光線的反射層，通過光刻工藝形成反光區。
3.根據權利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述反射區域的形狀為波浪形。
4.根據權利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述反射層的材料包括鉻、鋁、銀中的任意一種或幾種金屬。
5.根據權利要求2所述的制造方法，其特征在于，在所述步驟3之后，所述步驟4之前，所述方法還包括 在經過所述步驟3處理的所述基板上，沉積保護層，所述保護層用于在后續進行R像素、B像素和G像素的光刻工藝時，防止所述源電極和所述漏電極之間的溝道部被破壞。
6.根據權利要求5所述的制造方法，其特征在于，所述保護層的材料為氧化物、氮化物或者氧氮化合物。
7.根據權利要求I所述的制造方法，其特征在于，所述柵金屬層的材料包括鉻、鎢、銅、鈦、鉭、鑰中的任意一種或幾種金屬。
8.根據權利要求I所述的制造方法，其特征在于，所述柵極絕緣層的材料為氧化物、氮化物或者氧氮化合物。
9.根據權利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述半導體層包括硅基薄膜層和歐姆接觸層。
10.一種TFT陣列基板，其特征在于，包括 一基板； 一柵金屬層，設置在所述基板上，所述柵金屬層包括柵電極和柵極掃描線，所述柵極和柵極掃描線連接成一體； 一柵極絕緣層、半導體層，依次層疊設置在所述柵金屬層上，所述半導體層及位于所述柵電極上方的柵絕緣層刻蝕為一凸臺； 一電極層，所述電極層包括源電極、漏電極和像素電極，所述像素電極設置在柵絕緣層上，所述源電極和所述漏電極設置在所述柵絕緣層上，所述源電極和漏電極由開設在所述凸臺上的溝道部隔離； 一像素層，配置在所述像素電極上，所述像素層包括R像素、B像素和G像素。
11.根據權利要求10所述的TFT陣列基板，其特征在于，所述TFT陣列基板還包括 一平坦層，設置在所述像素層上，在漏光區域或要覆蓋黑矩陣的區域所處的平坦層上通過光刻工藝形成反射區域； 一用于反射光線的反射層，設置在所述反射區域上。
12.根據權利要求11所述的TFT陣列基板，其特征在于，所述反射區域的形狀為波浪形。
13.—種顯示器件，包括TFT陣列基板，其特征在于，所述TFT陣列基板采用權利要求10 12任一所述的TFT陣列基板。
14.一種TFT陣列基板的制造方法，其特征在于，包括 在基板上通過光刻工藝加工形成R像素、B像素和G像素； 在形成有R像素、B像素和G像素的基板上通過光刻工藝形成源電極、漏電極、數據掃描線和像素電極； 在經過上述步驟處理的基板上，在漏光區域或者要覆蓋黑矩陣的區域，通過光刻工藝形成反射區域。
15.一種TFT陣列基板，其特征在于，采用如權利要求14所述的制造方法制造。
全文摘要
本發明提供一種TFT陣列基板的制造方法、TFT陣列基板及顯示器件，該制造方法包括步驟1、在基板上沉積柵金屬層，在柵金屬層上通過光刻工藝形成柵電極和柵極掃描線；步驟2、在經過步驟1處理的基板上，依次沉積柵極絕緣層和半導體層；步驟3、在經過步驟2處理的基板上，沉積像素電極導電層、源電極層和漏電極層，在源電極層、漏電極層和像素電極導電層上分別通過光刻工藝形成源電極、漏電極、數據掃描線和像素電極；步驟4、在經過步驟3處理的基板上，通過光刻工藝分別形成R像素、B像素和G像素。通過光刻工藝將R像素、G像素、B像素直接設置在TFT陣列基板上，可有效提高TFT-LCD的開口率，增加TFT-LCD的亮度。
文檔編號H01L27/02GK102629582SQ201110319160
公開日2012年8月8日 申請日期2011年10月19日 優先權日2011年10月19日
發明者劉翔, 薛建設, 賈勇 申請人:京東方科技集團股份有限公司