一種陣列基板的制造方法
【專利摘要】本發明提供了一種陣列基板的制造方法，包括：形成一第一金屬層于一基板的上方，該第一金屬層包括一柵極；形成一圖案化的柵極絕緣層于基板的上方以覆蓋第一金屬層，并形成一金屬氧化物層于柵極絕緣層的上方；形成一第二金屬層于柵極絕緣層的上方，該第二金屬層包括一漏極和一源極，該金屬氧化物層位于漏極與源極之間；形成一鈍化層于柵極絕緣層及第二金屬層的上方；以及形成一透明導電層于鈍化層的上方。相比于現有技術，本發明將諸如氧化銦鎵鋅的金屬氧化物層作為硬掩膜層，可透過硬掩膜層來形成具有陡峭狀圖案邊緣的鈍化層，進而改善L0漏光情形，并且提升入射光的穿透率。
【專利說明】
一種陣列基板的制造方法
技術領域
[0001]本發明涉及液晶顯示技術領域，尤其涉及一種液晶顯示設備中的陣列基板的制造方法。
【背景技術】
[0002]當前，液晶顯示器作為平板顯示器的一種已被廣泛地應用在各個領域中，它具有低功耗、薄形質輕等優點。通常來說，液晶顯示器包括一液晶面板，該液晶面板包括具有像素電極的薄膜晶體管陣列基板(array substrate)、具有公共電極的彩色濾光片基板(color filter substrate)以及填充在薄膜晶體管陣列基板和彩色濾光片基板之間的液晶層。由于像素電極和公共電極各自所施加的電壓不同從而會產生垂直電場，通過這兩個電極控制施加到液晶層的電場強度以便控制入射光的透射率，進而實現對液晶面板亮與暗的控制。
[0003]在現有技術中，薄膜晶體管陣列基板的一種設計方案是采用PSA(PolymerSustained Alignment，聚合物穩定配向)技術，利用UV光線控制液晶分子的配向，不僅可省去突起和狹縫，還可改善液晶分子的偏轉速度，最快可達到4ms，提升了像素開口率。另一設計方案是米用TDE(Three Dimens1nally shaped pixel Electrode，三維形狀的像素電極)技術，在玻璃基板上形成一柵極絕緣層，然后在柵極絕緣層的上方形成一圖案化的保護層(patterned passivat1n layer)，再將像素電極層覆蓋于該圖案化保護層。相比于PSA技術，當液晶分子的間隙(gap)較小時，TDE技術仍然可實現較高的穿透率。
[0004]此外，在液晶顯示器的生產過程中，某些像素無法正常顯示，導致像素的點缺陷。一般來說，點缺陷可分為亮點和暗點，為了確保液晶面板的顯示品質，通常在完成陣列基板和彩色濾光片基板的制作工序后將會進行全黑畫面檢查和全白畫面檢查，以發現液晶面板的點缺陷。由于人眼對亮點非常敏感且易于辨認，因此往往針對最暗灰階LO來觀看是否存在漏光現象。在現有的TDE制程中，尤其是鈍化層透過干蝕刻工藝形成預設圖案時，圖案化鈍化層的圖案邊緣與水平方向的夾角往往較平緩(諸如70度)，進而在該位置附近出現了明顯的LO漏光情形。
[0005]有鑒于此，如何設計一種新的陣列基板的制程方案，或者對現有的陣列基板制程進行改進，以改善鈍化層圖案邊緣附近的LO漏光情形，提升入射光穿透率，是業內相關技術人員亟待解決的一項課題。
【發明內容】
[0006]針對現有技術中的陣列基板的制造方法在鈍化層的圖案邊緣附近出現LO漏光等缺陷，本發明提供了一種陣列基板的制造方法。
[0007]依據本發明的一個方面，提供了一種陣列基板的制造方法，包括以下步驟:
[0008]形成一第一金屬層于一基板的上方，所述第一金屬層包括一柵極；
[0009]形成一圖案化的柵極絕緣層于所述基板的上方以覆蓋所述第一金屬層，并形成一金屬氧化物層于所述柵極絕緣層的上方，所述金屬氧化物層與所述柵極正對設置；
[0010]形成一第二金屬層于所述柵極絕緣層的上方，其中所述第二金屬層包括一漏極和一源極，所述金屬氧化物層位于所述漏極與所述源極之間作為一主動層；
[0011 ]形成一鈍化層于所述柵極絕緣層及所述第二金屬層的上方；以及
[0012]形成一透明導電層于所述鈍化層的上方。
[0013]在其中的一實施例，采用半調光罩(half-tone)方式形成所述柵極絕緣層和所述金屬氧化物層。
[0014]在其中的一實施例，上述形成所述柵極絕緣層和所述金屬氧化物層的步驟還包括:采用物理氣相沉積(Physical Vapor Deposit1n，PVD)方式形成一平坦的金屬氧化物層于所述柵極絕緣層的上方;涂布一光刻膠層于所述金屬氧化物層的上方;形成一圖案化的多個通孔于所述光刻膠層，以暴露出該金屬氧化物層的一部分;對暴露出的部分金屬氧化物層進行第一次濕蝕刻，以對所述金屬氧化物層進行圖案化處理，從而暴露出所述柵極絕緣層的一部分;對暴露出的部分柵極絕緣層進行干蝕刻，并對所述光刻膠層進行灰化處理；以及對圖案化的所述金屬氧化物層進行第二次濕蝕刻，以移除所述金屬氧化物層中的、位于所述柵極正上方區域之外的其它部分。
[0015]在其中的一實施例，所述金屬氧化物層為氧化銦鎵鋅(IGZO)材質。
[0016]在其中的一實施例，所述鈍化層的圖案邊緣與水平方向的夾角不小于70度。
[0017]在其中的一實施例，所述鈍化層的圖案邊緣與水平方向的夾角為86度。
[0018]在其中的一實施例，所述鈍化層為氧化硅、氮氧化硅或氮化硅材質。
[0019]在其中的一實施例，所述透明導電層為氧化銦錫(ITO)材質。
[0020]在其中的一實施例，所述陣列基板適于一平面顯示設備。
[0021]采用本發明的陣列基板的制造方法，首先形成第一金屬層于一基板的上方，接著形成圖案化的柵極絕緣層于基板的上方并形成一金屬氧化物層于柵極絕緣層的上方，然后形成第二金屬層于柵極絕緣層的上方，接著形成一鈍化層于柵極絕緣層及第二金屬層的上方，最后形成一透明導電層于鈍化層的上方。相比于現有技術，本發明將諸如氧化銦鎵鋅的金屬氧化物層作為硬掩膜層，可透過硬掩膜層來形成具有陡峭狀圖案邊緣的鈍化層，進而改善LO漏光情形，并且提升入射光的穿透率。
【附圖說明】
[0022]讀者在參照附圖閱讀了本發明的【具體實施方式】以后，將會更清楚地了解本發明的各個方面。其中，
[0023]圖1A和圖1B分別示出現有技術的一種陣列基板制程中，采用光刻膠對鈍化層進行蝕刻前后的狀態示意圖；
[0024]圖2A至圖2F分別示出現有技術的一種陣列基板的制造方法的分解示意圖；
[0025]圖3A至圖3F分別示出現有技術的另一陣列基板的制造方法的分解示意圖；
[0026]圖4示出依據本發明的一實施方式的陣列基板的制造方法的流程框圖；
[0027]圖5A至圖5E示出圖4的陣列基板的制造方法的分解示意圖；以及
[0028]圖6A至圖6F分別示出圖5B中的形成柵極絕緣層和金屬氧化物層的分解示意圖。
【具體實施方式】
[0029]為了使本申請所揭示的技術內容更加詳盡與完備，可參照附圖以及本發明的下述各種具體實施例，附圖中相同的標記代表相同或相似的組件。然而，本領域的普通技術人員應當理解，下文中所提供的實施例并非用來限制本發明所涵蓋的范圍。此外，附圖僅僅用于示意性地加以說明，并未依照其原尺寸進行繪制。
[0030]下面參照附圖，對本發明各個方面的【具體實施方式】作進一步的詳細描述。
[0031]圖1A和圖1B分別示出現有技術的一種陣列基板制程中，采用光刻膠對鈍化層進行蝕刻前后的狀態示意圖。其中，圖1A為利用光刻膠100對鈍化層102進行干蝕刻(dry etch)之前的狀態，圖1B為利用光刻膠100對鈍化層102進行干蝕刻之后的狀態。
[0032]將圖1A與圖1B對比可知，干蝕刻之后，位于鈍化層102上方的光刻膠100被蝕刻掉了一部分(如虛線所示)，而且光刻膠100下方的鈍化層也受到蝕刻的影響，在其圖案邊緣形成了與水平方向夾角為a的斜坡。由于光刻膠100與鈍化層102之間為直接接觸，鈍化層102也會被蝕刻掉一部分，從而使圖案邊緣處的斜坡較平緩。例如，該斜坡對應的夾角為70度時，在圖案化鈍化層102的狹縫位置附近，當鈍化層的厚度為0.2um時，其對比度從4220急劇下降至1316;當鈍化層的厚度為0.5um時，其對比度從4220更下降為625。此外，實驗數據也表明，在相同厚度的鈍化層時，當上述夾角為45度時，入射光的穿透率僅為0.145;當夾角增加至70度時，入射光的穿透率也可略微地提升至0.154，但仍然會出現最暗灰階LO漏光情形。
[0033]圖2A至圖2F分別示出現有技術的一種陣列基板的制造方法的分解示意圖。
[0034]如圖2A所示，首先形成第一金屬層(first metal layer)202于基板200的上方，該第一金屬層202包括一柵極(gate electrode)。如圖2B所示，于第一金屬層202的上方以及基板200的上方形成柵極絕緣層(gate insulat1n layer)204，并且還需使用光罩在第一金屬層202上方形成一通孔(through hole)。在圖2C中，于柵極絕緣層204的上方形成一非晶娃半導體層206。在圖2D中，于柵極絕緣層204的上方形成圖案化的第二金屬層(secondmetal layer)，該第二金屬層包括源極(source electrode)208和漏極(drain electrode)210。如圖2E所示，形成一圖案化的鈍化層(passivat1n layer)212于柵極絕緣層204和第二金屬層的上方。如圖2F所示，在圖案化的鈍化層表面以及對應的鈍化層溝槽(groove)中填充一透明導電層214。由上述可知，第二金屬層上的源極208與漏極210之間采用非晶硅半導體層作為主動層，當使用光刻膠對鈍化層進行蝕刻時，其圖案邊緣與水平方向的夾角較小，容易造成最暗灰階LO漏光的不良情形。
[0035]圖3A至圖3F分別示出現有技術的另一陣列基板的制造方法的分解示意圖。
[0036]類似于圖2A?圖2F，在圖3A?圖3F的制程分解示意圖中，其主要區別是在于，在圖3B中形成非晶硅半導體層206時，無需使用額外的光罩在第一金屬層202的上方形成通孔。在圖3D中，在柵極絕緣層204和第二金屬層的上方形成鈍化層212時，才形成第一金屬層202上方的通孔。無論如何，由于第二金屬層上的源極208與漏極210之間仍然采用非晶硅半導體層作為主動層，當使用光刻膠對鈍化層進行蝕刻時，其圖案邊緣與水平方向的夾角較小，也容易造成最暗灰階LO漏光的不良情形。
[0037]圖4示出依據本發明的一實施方式的陣列基板的制造方法的流程框圖。圖5A至圖5E示出圖4的陣列基板的制造方法的分解示意圖。
[0038]參照圖4并結合圖5A?5E，首先執行步驟Sll，形成第一金屬層302于基板300的上方，該第一金屬層302包括一柵極(如圖5A)。接著執行步驟S13，形成一圖案化的柵極絕緣層304于基板300的上方以覆蓋第一金屬層302，并形成一金屬氧化物層306于柵極絕緣層304的上方，該金屬氧化物層304與柵極正對設置(如圖5B)。例如，可采用半調光罩(half-tone)方式形成柵極絕緣層304和金屬氧化物層306。較佳地，金屬氧化物層306為氧化銦鎵鋅(IGZO)材質。
[0039]然后，在步驟S15中，形成第二金屬層于柵極絕緣層304的上方。第二金屬層包括一漏極310和一源極308。金屬氧化物層306位于漏極310與源極308之間作為一主動層(如圖5C)。接著執行步驟S17，形成一鈍化層312于柵極絕緣層304及第二金屬層的上方(如圖f5D)。最后執行步驟S19，形成一透明導電層314于鈍化層312的上方(如圖5E)。較佳地，鈍化層312為氧化硅、氮氧化硅或氮化硅材質。透明導電層314為氧化銦錫(ITO)材質。
[0040]圖6A至圖6F分別示出圖5B中的形成柵極絕緣層和金屬氧化物層的分解示意圖。
[0041]參照圖6A，在形成柵極絕緣層304之后，采用物理氣相沉積(Physical VaporDeposit1n，PVD)方式形成一平坦的金屬氧化物層306于柵極絕緣層304的上方。接著，涂布一光刻膠層316于金屬氧化物層306的上方(如圖6B)。然后在圖6C中，形成一圖案化的多個通孔(through hole)于光刻膠層316，以暴露出該金屬氧化物層306的一部分。接著在圖6D中，對暴露出的部分金屬氧化物層306進行第一次濕蝕刻(first wet etch)，以對金屬氧化物層306進行圖案化處理，從而暴露出柵極絕緣層304的一部分。在圖6E中，對暴露出的部分柵極絕緣層304進行干蝕刻(dry etch)，并對光刻膠層316進行灰化處理(ash process)。如圖6F，對圖案化的金屬氧化物層306進行第二次濕蝕刻(second wet etch)，以移除金屬氧化物層306中的位于柵極正上方區域之外的其它部分。
[0042]由上述可知，相比于現有技術，本發明將諸如氧化銦鎵鋅的金屬氧化物層306作為硬掩膜層，當采用光刻膠層進行蝕刻時，可透過硬掩膜層來形成具有陡峭狀圖案邊緣的鈍化層，進而改善LO漏光情形，并且提升入射光的穿透率。實驗數據表明，當該夾角為45度時，入射光的穿透率為0.145；當該夾角為70度時，入射光的穿透率為0.154；而當該夾角為86度時，入射光的穿透率增大為0.182，提升幅度為(0.182-0.154)/0.154，即18.18%。
[0043]采用本發明的陣列基板的制造方法，首先形成第一金屬層于一基板的上方，接著形成圖案化的柵極絕緣層于基板的上方并形成一金屬氧化物層于柵極絕緣層的上方，然后形成第二金屬層于柵極絕緣層的上方，接著形成一鈍化層于柵極絕緣層及第二金屬層的上方，最后形成一透明導電層于鈍化層的上方。相比于現有技術，本發明將諸如氧化銦鎵鋅的金屬氧化物層作為硬掩膜層，可透過硬掩膜層來形成具有陡峭狀圖案邊緣的鈍化層，進而改善LO漏光情形，并且提升入射光的穿透率。
[0044]上文中，參照附圖描述了本發明的【具體實施方式】。但是，本領域中的普通技術人員能夠理解，在不偏離本發明的精神和范圍的情況下，還可以對本發明的【具體實施方式】作各種變更和替換。這些變更和替換都落在本發明權利要求書所限定的范圍內。
【主權項】
1.一種陣列基板的制造方法，其特征在于，該制造方法包括以下步驟: 形成一第一金屬層于一基板的上方，所述第一金屬層包括一柵極； 形成一圖案化的柵極絕緣層于所述基板的上方以覆蓋所述第一金屬層，并形成一金屬氧化物層于所述柵極絕緣層的上方，所述金屬氧化物層與所述柵極正對設置； 形成一第二金屬層于所述柵極絕緣層的上方，其中所述第二金屬層包括一漏極和一源極，所述金屬氧化物層位于所述漏極與所述源極之間作為一主動層； 形成一鈍化層于所述柵極絕緣層及所述第二金屬層的上方；以及 形成一透明導電層于所述鈍化層的上方。2.根據權利要求1所述的陣列基板的制造方法，其特征在于，采用半調光罩方式形成所述柵極絕緣層和所述金屬氧化物層。3.根據權利要求2所述的陣列基板的制造方法，其特征在于，上述形成所述柵極絕緣層和所述金屬氧化物層的步驟還包括: 采用物理氣相沉積方式形成一平坦的金屬氧化物層于所述柵極絕緣層的上方； 涂布一光刻膠層于所述金屬氧化物層的上方； 形成一圖案化的多個通孔于所述光刻膠層，以暴露出該金屬氧化物層的一部分； 對暴露出的部分金屬氧化物層進行第一次濕蝕刻，以對所述金屬氧化物層進行圖案化處理，從而暴露出所述柵極絕緣層的一部分； 對暴露出的部分柵極絕緣層進行干蝕刻，并對所述光刻膠層進行灰化處理；以及對圖案化的所述金屬氧化物層進行第二次濕蝕刻，以移除所述金屬氧化物層中的、位于所述柵極正上方區域之外的其它部分。4.根據權利要求1所述的陣列基板的制造方法，其特征在于，所述金屬氧化物層為氧化銦鎵鋅材質。5.根據權利要求1所述的陣列基板的制造方法，其特征在于，所述鈍化層的圖案邊緣與水平方向的夾角不小于70度。6.根據權利要求5所述的陣列基板的制造方法，其特征在于，所述鈍化層的圖案邊緣與水平方向的夾角為86度。7.根據權利要求1所述的陣列基板的制造方法，其特征在于，所述鈍化層為氧化硅、氮氧化硅或氮化硅材質。8.根據權利要求1所述的陣列基板的制造方法，其特征在于，所述透明導電層為氧化銦錫材質。9.根據權利要求1所述的陣列基板的制造方法，其特征在于，所述陣列基板適于一平面顯示設備。
【文檔編號】G02F1/1368GK105870055SQ201610206328
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月5日
【發明人】杜振源, 吳振中, 張家銘
【申請人】友達光電股份有限公司