TFT阵列基板、制造方法及液晶显示装置

摘要

本发明实施例提供一种TFT阵列基板、制造方法及液晶显示装置，涉及薄膜晶体管液晶显示器制造领域，无需为遮光增加掩膜板构图工艺，且能够有效保证遮光。其方法为：在基板上形成横纵交叉的数据线和栅线，数据线和栅线围设形成像素单元，每个像素单元包括TFT开关；在基板上形成钝化层；在钝化层上沉积像素电极层；在像素电极层上涂覆光刻胶，并进行曝光、显影，形成光刻胶完全保留区域和光刻胶完全去除区域，光刻胶完全保留区域对应像素电极区域，光刻胶完全去除区域对应其他区域；刻蚀去除光刻胶完全去除区域的像素电极层；对基板进行处理，使光刻胶完全去除区域的钝化层表面变为黑色；剥离去除光刻胶完全保留区域的光刻胶。

权利要求

1.一种TFT阵列基板制造方法，在基板上形成横纵交叉的数据线和栅线，所述数据线和栅线围设形成像素单元，每个像素单元包括TFT开关；其中，所述TFT开关包括栅电极、源电极、漏电极和有源层，其特征在于，在形成有上述结构的所述基板上形成钝化层；

在所述形成有钝化层的基板上沉积像素电极层；

在所述像素电极层上涂覆光刻胶，并进行曝光、显影，形成光刻胶完全保留区域和光刻胶完全去除区域，所述光刻胶完全保留区域对应像素电极区域，所述光刻胶完全去除区域对应像素电极层除像素电极区域之外的其他区域；

刻蚀去除光刻胶完全去除区域的像素电极层；

对基板进行处理，使光刻胶完全去除区域的钝化层表面变为黑色；

剥离去除光刻胶完全保留区域的光刻胶，在基板上形成像素电极。

2.根据权利要求1所述的TFT阵列基板制造方法，其特征在于，对基板进行处理，使光刻胶完全去除区域的钝化层表面变为黑色包括：对所述基板喷淋或浸泡黑色染料达到一定时间，使所述黑色染料渗透进光刻胶完全去除区域的钝化层的表面，使得该光刻胶完全去除区域的钝化层的表面变为黑色。

3.根据权利要求1所述的TFT阵列基板制造方法，其特征在于，对基板进行处理，使光刻胶完全去除区域的钝化层表面变为黑色包括：在所述基板上涂覆黑色树脂材料，使得光刻胶完全去除区域的钝化层的表面变为黑色。

4.一种TFT阵列基板，包括：

基板；所述基板上形成有横纵交叉的数据线和栅线；所述数据线和栅线围设形成像素单元，每个像素单元包括TFT开关，其中，所述TFT开关包括栅电极、源电极、漏电极和有源层；在所述基板上形成有钝化层；在钝化层上对应像素单元区域形成有像素电极区域；其特征在于，所述钝化层在像素电极区域的上面形成有像素电极；

所述钝化层对应所述像素电极区域的部分为透明；

所述钝化层对应其他区域的部分表面在形成像素电极时形成为黑色。

5.根据权利要求4所述的TFT阵列基板，其特征在于，所述钝化层对应其他区域的部分表面渗透有黑色染料。

6.根据权利要求4所述的TFT阵列基板，其特征在于，所述钝化层对应其他区域的部分表面涂覆有黑色树脂材料。

7.一种液晶显示装置，其特征在于，包括权利要求4所述的TFT阵列基板和彩膜基板，所述彩膜基板上不设置黑矩阵。

说明书

TFT阵列基板、制造方法及液晶显示装置

技术领域

[0001] 本发明涉及薄膜晶体管液晶显示器制造领域，尤其涉及一种TFT阵列基板、制造方法及液晶显示装置。

背景技术

[0002] TFT-LCD(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display，薄膜晶体管液晶显示器)是利用设置在液晶层上电场强度的变化，改变液晶分子的旋转的程度，从而控制透光的强弱来显示图像的。一般来讲，一块完整的液晶显示面板必须具有由背光模块组、偏光片、上基板(通常是彩膜基板)和下基板(通常是阵列基板)以及由它们两块基板组成的盒中填充的液晶分子层构成。阵列基板上形成有横纵交叉的数据线和栅线；数据线和栅线围设形成矩阵形式排列的像素单元；每个像素单元包括薄膜晶体管(Thin Film Transistor，简称TFT)开关和像素电极；其中，TFT开关包括栅电极、源电极、漏电极和有源层；栅电极连接栅线，源电极连接数据线，漏电极连接像素电极，有源层形成在源电极和漏电极与栅电极之间。衬底基板上一般还形成有公共电极线，用于和像素电极形成存储电容。公共电极与像素电极之间的电场强度变化控制着液晶分子的旋转的程度。TFT阵列基板上与栅线平行并处于同一层的公共电极线和像素电极之间可以形成的存储电容用来维持下一个信号来临前液晶分子的状态。

[0003] 在TFT阵列基板的生产过程中，为了防止像素电极与薄膜晶体管数据线之间的间隙漏光，通常的做法是在玻璃基板的底层，数据线和像素电极之间的间隙处设置遮光条，用以防止漏光的发生。然后再在各个像素电极区域之间需要挡光的地方通过进行一次掩膜板构图工艺，形成黑色图形。

[0004] 在进行上述遮光的生产工艺中，发明人发现现有技术中，一是增加了掩膜板构图工艺，增加了制造成本，降低了生产效率；二是当对位精度较差时，像素电极和数据线之间的间距就会增大，现有方法不能完全保证遮光，增加了漏光的可能性，影响画面品质。

发明内容

[0005] 本发明的实施例提供一种TFT阵列基板、制造方法及液晶显示装置，无需为遮光增加掩膜板构图工艺，降低了制造成本，提高了生产效率，且能够有效保证遮光，保证了画面的品质。

[0006] 为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

[0007] 本发明实施例提供一种TFT阵列基板制造方法，在基板上形成横纵交叉的数据线和栅线，所述数据线和栅线围设形成像素单元，每个像素单元包括TFT开关；其中，所述TFT开关包括栅电极、源电极、漏电极和有源层，

[0008] 在形成有上述结构的所述基板上形成钝化层；

[0009] 在所述形成有钝化层的基板上沉积像素电极层；

[0010] 在所述像素电极层上涂覆光刻胶，并进行曝光、显影，形成光刻胶完全保留区域和光刻胶完全去除区域，所述光刻胶完全保留区域对应像素电极区域，所述光刻胶完全去除区域对应其他区域；

[0011] 刻蚀去除光刻胶完全去除区域的像素电极层；

[0012] 对基板进行处理，使光刻胶完全去除区域的钝化层表面变为黑色；

[0013] 剥离去除光刻胶完全保留区域的光刻胶。

[0014] 本发明实施例还提供一种TFT阵列基板，包括：

[0015] 基板；所述基板上形成有横纵交叉的数据线和栅线；所述数据线和栅线围设形成像素单元，每个像素单元包括TFT开关，其中，所述TFT开关包括栅电极、源电极、漏电极和有源层；在所述基板上形成有钝化层；在钝化层上对应像素单元区域形成有像素电极区域；

[0016] 所述钝化层对应所述像素电极区域的部分为透明；

[0017] 所述钝化层对应其他区域的部分表面为黑色。

[0018] 本发明实施例还提供一种液晶显示装置，包括上述的TFT阵列基板和彩膜基板，所述彩膜基板上不设置黑矩阵。

[0019] 本发明实施例提供的TFT阵列基板、制造方法及液晶显示装置，在基板上形成横纵交叉的数据线和栅线的，数据线和栅线围设形成像素单元，每个像素单元包括TFT开关；其中，TFT开关包括栅电极、源电极、漏电极和有源层；在基板上形成钝化层之后，再在形成有钝化层的基板上沉积像素电极层；在像素电极层上涂覆光刻胶，并进行曝光、显影，形成光刻胶完全保留区域和光刻胶完全去除区域，光刻胶完全保留区域对应像素电极区域，光刻胶完全去除区域对应其他区域；刻蚀去除光刻胶完全去除区域的像素电极层；对基板进行处理，使光刻胶完全去除区域的钝化层表面变为黑色；剥离去除光刻胶完全保留区域的光刻胶。这样，由于各个像素电极区域之间的钝化层的表面为黑色，因而省略了现有技术中为遮光所进行的掩膜板构图工艺，降低了制造成本，提高了生产效率。再有，由于像素电极区域之间的钝化层表面变为遮光的黑色，即遮光的黑色层与像素电极之间无缝连接，这样即使对位精度较差，也能够很好地实现遮光，保证了画面的品质。

附图说明

[0020] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0021] 图1为本发明实施例提供的TFT阵列基板制造方法的流程框图；

[0022] 图2为本发明实施例提供的TFT阵列基板的俯视示意图；

[0023] 图3为图2的A-A向截面示意图；

[0024] 图4为本发明实施例提供的TFT阵列基板制造方法中进行喷淋黑色染料的示意图；

[0025] 图5为本发明实施例提供的TFT阵列基板制造方法中浸泡黑色染料的示意图；

[0026] 图6为本发明实施例提供的TFT阵列基板制造方法中涂覆黑色树脂材料的示意图；

[0027] 图7为本发明实施例提供的另一TFT阵列基板的俯视示意图；

[0028] 图8为图7的A-A向截面示意图；

[0029] 图9为图7的另一A-A向截面示意图。

具体实施方式

[0030] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0031] 本发明实施例提供的TFT阵列基板制造方法，如图1所示，其步骤包括：

[0032] S101、在玻璃基板上形成第一导电薄膜，通过构图工艺处理得到栅线和栅电极。

[0033] 具体的，可以使用磁控溅射方法，在玻璃基板上制备一层厚度在1000至7000的金属薄膜。金属材料通常可以采用钼、铝、铝镍合金、钼钨合金、铬、或铜等金属，也可以使用上述几种材料薄膜的组合结构。然后，用掩模版通过曝光、显影、刻蚀、剥离等构图工艺处理，在玻璃基板的一定区域上形成多条横向的栅线和与栅线相连的栅电极。

[0034] S102、在栅线上形成栅绝缘层，对应栅线的栅电极，在栅绝缘层上形成有源层。

[0035] 具体的，可以利用化学汽相沉积法在玻璃基板上连续沉积厚度为1000至6000的栅电极绝缘层薄膜和厚度为1000至6000的非晶硅薄膜和n+非晶硅薄膜，也可以是在栅电极绝缘层薄膜之上沉积金属氧化物半导体薄膜。栅电极绝缘层的材料通常是氮化硅，也可以使用氧化硅和氮氧化硅等。用有源层的掩模版对非晶硅薄膜进行曝光，之后对该非晶硅薄膜进行干法刻蚀，在栅电极的上方形成有源层。

[0036] 具体的，如果是在栅电极绝缘层薄膜之上沉积金属氧化物半导体薄膜作为有源层，则对金属氧化物半导体薄膜进行一次构图工艺即可形成有源层，即在光刻胶涂覆后，用普通的掩模版对基板进行曝光、显影、刻蚀形成有源层即可。

[0037] 如果栅电极绝缘层之上形成的是非晶硅薄膜和n+非晶硅薄膜，则需要在步骤S103中，对沟道上方的n+非晶硅薄膜进行刻蚀，以形成沟道。

[0038] S103、在栅绝缘层上形成第二导电薄膜，在第二导电薄膜上涂覆光刻胶，之后通过构图工艺处理得到数据线以及源电极、漏电极。该源电极、漏电极和有源层、栅电极构成薄膜晶体管。

[0039] 具体的，可以采用和制备栅线类似的方法，在玻璃基板上沉积一层类似于栅金属的厚度在1000到7000金属薄膜。通过构图工艺处理在一定区域形成数据线和源电极、漏电极。源电极、漏电极通过有源层形成沟道，且和栅电极一起构成薄膜晶体管。

[0040] S104、在形成有上述结构的基板上形成透明的钝化层，并在漏电极位置处形成过孔。

[0041] 具体的，采用和栅电极绝缘层以及有源层相类似的方法，在整个玻璃基板上涂覆一层厚度在1000到6000的钝化层，其材料通常是氮化硅或透明的有机树脂材料。此时栅线、数据线上面覆盖有钝化层。通过掩模版，利用曝光和刻蚀等构图工艺处理，在漏电极位置处形成连接过孔。

[0042] S105、在透明钝化层上沉积像素电极层。

[0043] 具体的，采用和栅电极绝缘层以及有源层相类似的方法，在整个玻璃基板的钝化层上沉积一层像素电极层。常用的像素电极为ITO(Indium Tin Oxides，铟锡氧化物)或IZO(Indium Zinc Oxide，铟锌氧化物)，厚度在100至1000之间。

[0044] S106、在该像素电极层上涂覆光刻胶，并进行曝光、显影、刻蚀处理。

[0045] 具体的，沉积的像素电极层上涂覆一层光刻胶，然后使用掩模版，进行曝光、显影，形成光刻胶完全保留区域和光刻胶完全去除区域，光刻胶完全保留区域对应像素电极区域，光刻胶完全去除区域对应其他区域，刻蚀去除光刻胶完全去除区域的像素电极层。在本步骤S106中暂不进行剥离处理。

[0046] 在本步骤S106之后，得到如图2所示的TFT阵列基板。在图2中，包括：栅线1，数据线2，光刻胶完全保留区域对应像素电极区域3，斜线部分则是刻蚀去除光刻胶完全去除区域的像素电极层后裸露的透明钝化层。

[0047] 图3是图2的A-A向截面图。在图3中，包括：玻璃基板4，栅绝缘层5，数据线2，透明钝化层6，被光刻胶32覆盖的像素电极31，未剥离的光刻胶(光刻胶完全保留区域的光刻胶)32。

[0048] S107、对基板进行处理，使光刻胶完全去除区域的钝化层表面变为黑色。

[0049] 具体的，一种处理方式是，对步骤S106得到的TFT阵列基板喷淋黑色染料达一定时间，如图4所示，使得黑色染料渗进未剥离的光刻胶完全保留区域的光刻胶32和裸露的钝化层6中，从而导致裸露的透明钝化层6的表面变为黑色。

[0050] 再一种方法是，将步骤S106得到的TFT阵列基板放到黑色染料中达一定时间，如图5所示，使得黑色染料渗进未剥离的光刻胶完全保留区域的光刻胶32和裸露的钝化层6中，从而导致裸露的透明钝化层6的表面变为黑色。

[0051] 第三种方法是，在步骤S106得到的TFT阵列基板上涂覆黑色树脂材料，使得该裸露的透明钝化层6的表面以及光刻胶完全保留区域的光刻胶32的表面变为黑色。

[0052] S108、剥离去除光刻胶完全保留区域的光刻胶。

[0053] 将光刻胶完全保留区域的光刻胶32剥离后，得到如图7所示的TFT阵列基板。各个像素电极区域3之间的钝化层表面均为黑色，而各个像素电极区域3下方的钝化层为透明。图8和图9为图7的A-A向截面图，图8所示的钝化层表面的黑色为喷淋或浸泡而成，图9所示的钝化层表面的黑色为涂覆黑色树脂材料而成。

[0054] 步骤S108之后，可以继续进行TFT阵列基本制造的其他工艺流程。

[0055] 本发明实施例提供的TFT阵列基板制造方法，在基板上形成横纵交叉的数据线和栅线的，数据线和栅线围设形成像素单元，每个像素单元包括TFT开关；其中，TFT开关包括栅电极、源电极、漏电极和有源层；在基板上形成钝化层之后，再在形成有钝化层的基板上沉积像素电极层；在像素电极层上涂覆光刻胶，并进行曝光、显影，形成光刻胶完全保留区域和光刻胶完全去除区域，光刻胶完全保留区域对应像素电极区域，光刻胶完全去除区域对应其他区域；刻蚀去除光刻胶完全去除区域的像素电极层；对基板进行处理，使光刻胶完全去除区域的钝化层表面变为黑色；剥离去除光刻胶完全保留区域的光刻胶。这样，由于各个像素电极区域之间的钝化层的表面为黑色，因而省略了现有技术中为遮光所进行的掩膜板构图工艺，降低了制造成本，提高了生产效率。再有，由于像素电极区域之间的钝化层表面变为遮光的黑色，即遮光的黑色层与像素电极之间无缝连接，这样即使对位精度较差，也能够很好地实现遮光，保证了画面的品质。

[0056] 另外，由于像素电极区域之间的钝化层表面变为遮光的黑色，即遮光的黑色层与像素电极之间无缝连接，这样即使对位精度较差，也能够很好地实现遮光，保证了画面的品质。

[0057] 再有，本发明实施例提供的进行遮光的处理过程，是通过对原有钝化层进行处理，这样能够降低TFT阵列基板的段差，使得基板的平整度较好，有利于保证基板的产品特性。

[0058] 本发明实施例提供的TFT阵列基板，包括：基板；基板上形成有横纵交叉的数据线和栅线；数据线和栅线围设形成像素单元，每个像素单元包括TFT开关，其中，TFT开关包括栅电极、源电极、漏电极和有源层；在该基板上形成有钝化层；在钝化层上对应像素单元区域形成有像素电极区域。

[0059] 参照附图7、8、9进行说明，图7为本发明实施例提供的TFT阵列基板的俯视图，图8、图9为图7的A-A向截面图。具体的，图7中表示有像素单元3、图8图9表示有玻璃基板4、栅绝缘层5、数据线2、钝化层6，以及像素电极层31。

[0060] 本发明实施例提供的TFT阵列基板，钝化层6对应像素电极区域31的部分为透明；钝化层6对应其他区域(即不对应像素电极区域31)的部分表面为黑色。

[0061] 图8所示的TFT阵列基板上的钝化层6对应其他区域的部分表面为黑色，是由于该部分钝化层6渗透有黑色染料。

[0062] 图9所示的TFT阵列基板上的钝化层6对应其他区域的部分表面为黑色，是由于该部分钝化层6的表面涂覆有黑色树脂材料。

[0063] 本发明实施例提供的TFT阵列基板，包括：基板；基板上形成有横纵交叉的数据线和栅线；数据线和栅线围设形成像素单元，每个像素单元包括TFT开关，其中，TFT开关包括栅电极、源电极、漏电极和有源层；在该基板上形成有钝化层；在钝化层上对应像素单元区域形成有像素电极区域。钝化层对应像素电极区域的部分为透明；对应其他区域的部分表面为黑色。这样，省略了现有技术中为遮光所进行的掩膜板构图工艺，降低了制造成本，提高了生产效率。

[0064] 另外，由于像素电极区域之间的钝化层表面变为遮光的黑色，即遮光的黑色层与像素电极之间无缝连接，这样即使对位精度较差，也能够很好地实现遮光，保证了画面的品质。

[0065] 再有，本发明实施例提供的进行遮光的处理过程，是通过对原有钝化层进行处理，这样能够降低TFT阵列基板的段差，使得基板的平整度较好，有利于保证基板的产品特性。

[0066] 本发明实施例提供的液晶显示装置，包括上述实施例得到的TFT阵列基板和彩膜基板，并且该彩膜基板上不设置黑矩阵。

[0067] 由于TFT阵列基板通过使钝化层对应像素电极区域的部分为透明，对应其他区域的部分表面为黑色；已经很好地解决了遮光问题，因而彩膜基板无需再设置黑矩阵，从而省略了相关的掩膜板构图工艺，降低了制造成本，提高了生产效率。

[0068] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。