CN101819362B - Tft-lcd阵列基板制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种TFT-LCD阵列基板及其制造方法。阵列基板包括形成在基板上的栅线和数据线，栅线和数据线限定的像素区域内形成像素电极和薄膜晶体管，数据线上方形成有遮挡漏光区域的遮挡层。制造方法包括：形成包括栅线和栅电极的图形；形成包括数据线、漏电极、源电极和TFT沟道的图形；形成包括钝化层过孔的图形；沉积透明导电薄膜和遮光金属薄膜，通过构图工艺形成包括像素电极和遮挡层的图形，像素电极通过钝化层过孔与漏电极连接，遮挡层位于数据线的上方。本发明通过在数据线上方形成遮挡层，当彩膜基板与阵列基板不能准确对位或受到外力冲击，遮挡层起到黑矩阵的遮光作用，可以完全阻挡正面漏光，有效阻挡侧面漏光。
Description
技术领域
本发明涉及一种薄膜晶体管液晶显示器结构及其制造方法，尤其是一种TFT-LCD阵列基板及其制造方法。
背景技术
薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor Liquid CrystalDisplay，简称TFT-LCD)具有体积小、功耗低、无辐射等特点，近年来得到了迅速地发展，在当前的平板显示器市场中占据了主导地位。
TFT-LCD的主体结构包括对盒的阵列基板和彩膜基板，两基板上分别贴敷偏振方向相互垂直的偏振片。其中阵列基板上形成有栅线、数据线以及以矩阵方式排列的薄膜晶体管和像素电极，彩膜基板(也称彩色滤光片，ColorFilter)上形成有黑矩阵、彩色树脂和公共电极。彩膜基板上设置黑矩阵的主要目的是隔离彩色树脂(红色树脂、蓝色树脂和绿色树脂)，同时遮挡漏光区域的光线。目前设计中，黑矩阵设置在彩膜基板上，其位置与阵列基板栅线、数据线和薄膜晶体管对应，当彩膜基板与阵列基板精确对盒后，黑矩阵可以遮挡住穿过栅线和数据线以任何角度出射的光，从而实现防止漏光的目的。
实际生产过程中，由于设备精度和工艺条件限制，彩膜基板与阵列基板很难能够精确对位，使黑矩阵位置偏离设计位置。实际使用中，当彩膜基板或阵列基板受到外力冲击时，也会使黑矩阵位置偏离。上述两种情况均会导致漏光缺陷，严重时，侧面漏光和正面漏光同时存在，严重影响了显示性能。为了解决漏光缺陷，现有技术通常采用加大黑矩阵宽度的解决方案，但较宽的黑矩阵会遮挡显示区域，降低了TFT-LCD的开口率和显示亮度。
发明内容
本发明的目的是提供一种TFT-LCD阵列基板及其制造方法，在保证开口率和显示亮度的前提下，有效解决漏光缺陷。
为了实现上述目的，本发明提供了一种TFT-LCD阵列基板，包括形成在基板上的栅线和数据线，所述栅线和数据线限定的像素区域内形成像素电极和薄膜晶体管，所述数据线上方形成有遮挡漏光区域的遮挡层。
所述数据线的两侧还设置有挡光条，所述遮挡层两侧的边缘位于所述挡光条遮挡的区域内。
所述遮挡层与像素电极在同一次构图工艺中形成。
为了实现上述目的，本发明还提供了一种TFT-LCD阵列基板制造方法，包括：
步骤1、在基板上沉积栅金属薄膜，通过构图工艺形成包括栅线和栅电极的图形；
步骤2、在完成步骤1的基板上沉积栅绝缘层、半导体层、掺杂半导体层和源漏金属薄膜，通过构图工艺形成包括数据线、漏电极、源电极和TFT沟道的图形；
步骤3、在完成步骤2的基板上沉积钝化层，通过构图工艺形成包括钝化层过孔的图形，所述钝化层过孔位于漏电极的上方；
步骤4、在完成步骤3的基板上沉积透明导电薄膜和遮光金属薄膜，通过构图工艺形成包括像素电极和遮挡层的图形，所述像素电极通过钝化层过孔与漏电极连接，所述遮挡层位于数据线的上方。
所述步骤1中还同时形成有挡光条。
所述遮挡层两侧的边缘位于所述挡光条遮挡的区域内。
所述步骤4可以包括：
在完成步骤3的基板上，采用磁控溅射或热蒸发的方法，依次沉积透明 导电薄膜和遮光金属薄膜；
在所述遮光金属薄膜上涂覆一层光刻胶；
采用半阶或灰阶掩模板曝光，使光刻胶形成光刻胶完全保留区域、光刻胶完全去除区域和光刻胶半保留区域，光刻胶完全保留区域对应于遮挡层图形所在区域，光刻胶半保留区域对应于像素电极图形所在区域，光刻胶完全去除区域对应于上述图形以外的区域；显影处理后，光刻胶完全保留区域的光刻胶厚度没有变化，光刻胶完全去除区域的光刻胶被完全去除，光刻胶半保留区域的光刻胶厚度变薄；
通过第一次刻蚀工艺完全刻蚀掉光刻胶完全去除区域的遮光金属薄膜和透明导电薄膜，形成遮挡层图形，所述遮挡层位于数据线的上方；
通过灰化工艺，去除光刻胶半保留区域的光刻胶，暴露出该区域的遮光金属薄膜；
通过第二次刻蚀工艺完全刻蚀掉光刻胶半保留区域的遮光金属薄膜，暴露出其下方的透明导电薄膜，形成像素电极图形，像素电极通过钝化层过孔与漏电极连接；
剥离剩余的光刻胶。
所述步骤4也可以包括：
在完成步骤3的基板上，采用磁控溅射或热蒸发的方法，沉积透明导电薄膜；
在所述透明导电薄膜上涂覆一层光刻胶；
采用普通掩模板曝光，使光刻胶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于像素电极所在区域，光刻胶完全去除区域对应于像素电极图形以外的区域；显影处理后，光刻胶完全保留区域的光刻胶厚度没有变化，光刻胶完全去除区域的光刻胶被完全去除；
通过刻蚀工艺完全刻蚀掉光刻胶完全去除区域的透明导电薄膜，形成像素电极图形，像素电极通过钝化层过孔与漏电极连接；
在形成像素电极且像素电极上保留有光刻胶的基板上，采用磁控溅射或热蒸发的方法，沉积遮光金属薄膜，所述遮光金属薄膜在光刻胶边缘区域发生断裂；
采用离地剥离工艺剥离光刻胶，同时剥离光刻胶上的遮光金属薄膜，形成遮挡层图形，所述遮挡层图形位于数据线的上方。
所述刻蚀工艺为湿法刻蚀且采用过刻方式，刻蚀掉光刻胶边缘区域下方的透明导电薄膜。所述遮光金属薄膜的厚度为 
本发明提供了一种TFT-LCD阵列基板及其制造方法，通过在数据线上方形成遮挡层，在保证开口率和显示亮度的前提下，有效解决漏光缺陷。由于本发明遮挡层设置在阵列基板上，因此无论是彩膜基板与阵列基板不能准确对位，还是彩膜基板或阵列基板受到外力冲击，虽然此时彩膜基板上的黑矩阵失效，但本发明遮挡层会起到黑矩阵的遮光作用，不受对位和冲击影响，可以完全阻挡正面漏光，有效阻挡侧面漏光。进一步地，与现有技术采用加大黑矩阵宽度的解决方案相比，由于本发明遮挡层可以有效消除对位误差导致的漏光，因此本发明可以最大限度地减少彩膜基板上黑矩阵的宽度，有效地提高TFT-LCD的开口率和显示亮度。此外，本发明形成有遮挡层的TFT-LCD阵列基板仍采用现有工艺设备和条件制备，在没有增加构图工艺的前提下，从整体上提高了TFT-LCD性能和质量。
附图说明
图1为本发明TFT-LCD阵列基板的平面图；
图2为图1中A1-A1向的剖面图；
图3为图1中B1-B1向的剖面图；
图4为本发明TFT-LCD阵列基板第一次构图工艺后的平面图；
图5为图4中A2-A2向的剖面图；
图6为图4中B2-B2向的剖面图；
图7为本发明TFT-LCD阵列基板第二次构图工艺后的平面图；
图8为图7中A3-A3向的剖面图；
图9为图7中B3-B3向的剖面图；
图10为本发明TFT-LCD阵列基板第三次构图工艺后的平面图；
图11为图10中A4-A4向的剖面图；
图12为图10中B4-B4向的剖面图；
图13为本发明TFT-LCD阵列基板第四次构图工艺中沉积透明导电薄膜和遮光金属薄膜后A1-A1向的剖面图；
图14为本发明TFT-LCD阵列基板第四次构图工艺中沉积透明导电薄膜和遮光金属薄膜后B1-B1向的剖面图；
图15为本发明TFT-LCD阵列基板第四次构图工艺中曝光显影后A1-A1向的剖面图；
图16为本发明TFT-LCD阵列基板第四次构图工艺中曝光显影后B1-B1向的剖面图；
图17为本发明TFT-LCD阵列基板第四次构图工艺中第一次刻蚀工艺后A1-A1向的剖面图；
图18为本发明TFT-LCD阵列基板第四次构图工艺中第一次刻蚀工艺后B1-B1向的剖面图；
图19为本发明TFT-LCD阵列基板第四次构图工艺中灰化工艺后A1-A1向的剖面图；
图20为本发明TFT-LCD阵列基板第四次构图工艺中灰化工艺后B1-B1向的剖面图；
图21为本发明TFT-LCD阵列基板第四次构图工艺中第二次刻蚀工艺后A1-A1向的剖面图；
图22为本发明TFT-LCD阵列基板第四次构图工艺中第二次刻蚀工艺后B1-B1向的剖面图；
图23为本发明TFT-LCD阵列基板另一种第四次构图工艺中沉积透明导电薄膜后的示意图；
图24为本发明TFT-LCD阵列基板另一种第四次构图工艺中形成像素电极后的示意图；
图25为本发明TFT-LCD阵列基板另一种第四次构图工艺中沉积遮光金属薄膜后的示意图；
图26为本发明TFT-LCD阵列基板另一种第四次构图工艺中离地剥离工艺后的示意图；
图27为本发明TFT-LCD阵列基板制造方法的流程图；
图28为本发明TFT-LCD阵列基板制造方法第一实施例的流程图；
图29为本发明TFT-LCD阵列基板制造方法第二实施例的流程图。
附图标记说明：
1-基板； 2-栅电极； 3-栅绝缘层；
4-半导体层； 5-掺杂半导体层； 6-源电极；
7-漏电极； 8-钝化层； 9-钝化层过孔；
11-栅线； 12-挡光条； 13-数据线；
14-像素电极； 15-遮挡层； 21-透明导电薄膜；
22-遮光金属薄膜； 30-光刻胶。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本发明TFT-LCD阵列基板的平面图，图2为图1中A1-A1向的剖面图，图3为图1中B1-B1向的剖面图。如图1～图3所示，本发明TFT-LCD阵列基板的主体结构包括形成在基板1上的栅线11、数据线13、像素电极14、遮挡层15和薄膜晶体管，相互垂直的栅线11和数据线13定义了像素区域，薄膜晶体管和像素电极14形成在像素区域内，栅线11用于向薄膜晶体 管提供开启信号，数据线13用于向像素电极14提供数据信号，遮挡层15位于数据线13的上方，用于遮挡漏光区域。具体地，薄膜晶体管包括栅电极2、栅绝缘层3、半导体层4、掺杂半导体层(欧姆接触层)5、源电极6、漏电极7和钝化层8，栅电极2形成在基板1上，并与栅线11连接；栅绝缘层3形成在栅电极2和栅线11上并覆盖整个基板1，有源层(半导体层4和掺杂半导体层5)形成在栅绝缘层3上并位于栅电极2的上方；源电极6的一端形成在有源层上，另一端与数据线13连接，漏电极7的一端形成在有源层上，另一端通过钝化层8上开设的钝化层过孔9与像素电极14连接，源电极6与漏电极7之间形成TFT沟道区域，TFT沟道区域的掺杂半导体层5被完全刻蚀掉，暴露出半导体层4；钝化层8形成在数据线13、源电极6和漏电极7上并覆盖整个基板1，在漏电极7位置开设有使漏电极7与像素电极14连接的钝化层过孔9。遮挡层15形成在钝化层8上，并位于数据线13的上方，起到黑矩阵的遮光作用。
在本发明上述技术方案中，还可以包括挡光条12结构，根据实际需要，挡光条12既可以设置在像素电极14的四周，也可以只设置在像素电极14的两侧，即位于数据线13的两侧，与栅线11同层设置。遮挡层15的宽度可以根据实际需要设置，本发明中，遮挡层15的宽度设置为大于或等于L1，小于或等于L2，其中L1为两个挡光条12靠近数据线13一侧边缘之间的距离，L2为两个挡光条12远离数据线13一侧边缘之间的距离。这样，遮挡层15两侧的边缘位于两个挡光条12的遮挡区域内，即遮挡层15与其两侧的挡光条12有重叠，使遮挡层15与挡光条12一起形成遮挡漏光区域的遮挡结构，不仅最大限度地提高遮光效果，而且不会影响TFT-LCD的开口率和显示亮度。
图4～图26为本发明TFT-LCD阵列基板制造过程的示意图，可以进一步说明本发明的技术方案，在以下说明中，本发明所称的构图工艺包括光刻胶涂覆、掩模、曝光、刻蚀等工艺，光刻胶以正性光刻胶为例。
图4为本发明TFT-LCD阵列基板第一次构图工艺后的平面图，图5为图 4中A2-A2向的剖面图，图6为图4中B2-B2向的剖面图。首先采用磁控溅射或热蒸发的方法，在基板1(如玻璃基板或石英基板)上沉积一层栅金属薄膜，栅金属薄膜可以采用Mo、Al等金属，也可以采用由多层金属薄膜构成的复合薄膜(如Mo/Al/Mo复合薄膜)。采用普通掩模板对栅金属薄膜进行构图，在基板1上形成包括栅电极2、栅线11和挡光条12的图形，如图4～图6所示。实际应用中，也可以形成其它结构形式的挡光条或不设置挡光条。本发明第一次构图工艺中也可以同时形成公共电极线图形，形成存储电容在公共电极线上(Cs on Common)的结构。
图7为本发明TFT-LCD阵列基板第二次构图工艺后的平面图，图8为图7中A3-A3向的剖面图，图9为图7中B3-B3向的剖面图。在完成上述结构图形的基板上，首先采用等离子体增强化学气相沉积(简称PECVD)方法，依次沉积栅绝缘层3、半导体层4和掺杂半导体层5(也称欧姆接触层)，然后采用磁控溅射或热蒸发的方法，沉积一层源漏金属薄膜。栅绝缘层3可以采用氧化物、氮化物或氧氮化合物，源漏金属薄膜可以采用Mo、Al等金属，或采用Cu等电阻率低的金属，也可以采用由多层金属薄膜构成的复合薄膜(如Mo/Al/Mo复合薄膜)。采用半阶或灰阶掩模板通过构图工艺形成数据线13、源电极6、漏电极7和TFT沟道区域图形，如图7～图9所示。本发明第二次构图工艺是一种采用多步刻蚀方法的构图工艺，与现有技术四次构图工艺中形成数据线、源电极、漏电极和TFT沟道区域图形的过程相同，工艺过程具体为：首先在源漏金属薄膜上涂覆一层光刻胶，采用半阶或灰阶掩模板对光刻胶进行曝光，使光刻胶形成完全曝光区域、未曝光区域和半曝光区域，其中未曝光区域对应于数据线、源电极和漏电极图形所在区域，半曝光区域对应于源电极和漏电极之间TFT沟道区域图形所在区域，完全曝光区域对应于上述图形以外的区域。显影处理后，未曝光区域的光刻胶厚度没有变化，形成光刻胶完全保留区域，完全曝光区域的光刻胶被完全去除，形成光刻胶完全去除区域，半曝光区域的光刻胶厚度变薄，形成光刻胶半保留区域。通过 第一次刻蚀工艺完全刻蚀掉完全曝光区域的源漏金属薄膜、掺杂半导体层和半导体层，形成数据线13、源电极6和漏电极7图形。通过灰化工艺，去除半曝光区域的光刻胶，暴露出该区域的源漏金属薄膜。通过第二次刻蚀工艺完全刻蚀掉半曝光区域的源漏金属薄膜和掺杂半导体层5，并刻蚀掉部分厚度的半导体层4，暴露出半导体层4，形成TFT沟道区域图形。最后剥离剩余的光刻胶，完成本发明TFT-LCD阵列基板第二次构图工艺。本次构图工艺后，栅线11和数据线13限定了像素区域，数据线13位于两个挡光条12之间，源电极6的一端位于栅电极2上方，另一端与数据线13连接，漏电极7的一端位于栅电极2上方，与源电极6相对设置，源电极6和漏电极7之间TFT沟道区域的掺杂半导体层5被完全刻蚀掉，暴露出半导体层4。此外，数据线13、源电极6和漏电极7的下方保留有掺杂半导体层5和半导体层4。当源漏金属薄膜采用Cu等电阻率低的金属时，由于电阻率低，数据线13的宽度可以控制在5μm左右甚至更小，从而最小化可能出现的寄生电容。
图10为本发明TFT-LCD阵列基板第三次构图工艺后的平面图，图11为图10中A4-A4向的剖面图，图12为图10中B4-B4向的剖面图。在完成上述结构图形的基板上，采用PECVD方法沉积一层钝化层8。钝化层8可以采用氧化物、氮化物或氧氮化合物。采用普通掩模板对钝化层进行构图，形成钝化层过孔9，钝化层过孔9位于漏电极7的上方，如图10～图12所示。本构图工艺中，还同时形成有栅线接口区域(栅线PAD)的栅线接口过孔和数据线接口区域(数据线PAD)的数据线接口过孔等图形，通过构图工艺形成栅线接口过孔和数据线接口过孔图形的工艺已广泛应用于目前的构图工艺中，这里不再赘述。
最后，在完成上述结构图形的基板上，采用磁控溅射或热蒸发的方法，依次沉积透明导电薄膜和遮光金属薄膜，采用半阶或灰阶掩模板通过构图工艺在像素区域内形成像素电极14图形，在数据线13上方形成遮挡层15图形，像素电极14通过钝化层过孔9与漏电极7连接，如图1～图3所示。本发明 第四次构图工艺是一种采用多步刻蚀方法的构图工艺，工艺过程说明如下。
图13为本发明TFT-LCD阵列基板第四次构图工艺中沉积透明导电薄膜和遮光金属薄膜后A1-A1向的剖面图，图14为本发明TFT-LCD阵列基板第四次构图工艺中沉积透明导电薄膜和遮光金属薄膜后B1-B1向的剖面图。在完成上述结构图形的基板上，采用磁控溅射或热蒸发的方法，依次沉积透明导电薄膜21和遮光金属薄膜22，透明导电薄膜21可以采用氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)或氧化铝锌等材料，也可以采用其它金属及金属氧化物，遮光金属薄膜22可以采用Mo、Cr、Al等金属，或遮光性较好的树脂，如图13和图14所示。
图15为本发明TFT-LCD阵列基板第四次构图工艺中曝光显影后A1-A1向的剖面图，图16为本发明TFT-LCD阵列基板第四次构图工艺中曝光显影后B1-B1向的剖面图。在遮光金属薄膜22上涂覆一层光刻胶30，采用半阶或灰阶掩模板曝光，使光刻胶形成完全曝光区域A、未曝光区域B和半曝光区域C。未曝光区域B对应于遮挡层图形所在区域，半曝光区域C对应于像素电极图形所在区域，完全曝光区域A对应于上述图形以外的区域。显影处理后，未曝光区域B的光刻胶厚度没有变化，形成光刻胶完全保留区域，完全曝光区域A的光刻胶被完全去除，形成光刻胶完全去除区域，半曝光区域C的光刻胶厚度变薄，形成光刻胶半保留区域，如图15和图16所示。
图17为本发明TFT-LCD阵列基板第四次构图工艺中第一次刻蚀工艺后A1-A1向的剖面图，图18为本发明TFT-LCD阵列基板第四次构图工艺中第一次刻蚀工艺后B1-B1向的剖面图。通过第一次刻蚀工艺完全刻蚀掉完全曝光区域A的遮光金属薄膜22和透明导电薄膜21，形成遮挡层图形，如图17和图18所示。本次湿法蚀掉工艺中，可以先采用第一刻蚀液刻蚀掉遮光金属薄膜22，然后采用第二刻蚀液刻蚀掉透明导电薄膜21，第一刻蚀液刻可采用硝酸、乙酸、磷酸的混合物，第二刻蚀液可以采用盐酸、乙酸的混合物。刻蚀完成的遮挡层图形位于数据线13上方。
图19为本发明TFT-LCD阵列基板第四次构图工艺中灰化工艺后A1-A1向的剖面图，图20为本发明TFT-LCD阵列基板第四次构图工艺中灰化工艺后B1-B1向的剖面图。通过灰化工艺，去除半曝光区域C的光刻胶，暴露出该区域的遮光金属薄膜22，如图19和图20所示。由于未曝光区域B光刻胶的厚度大于半曝光区域C光刻胶的厚度，因此灰化工艺后，未曝光区域B仍覆盖有一定厚度的光刻胶。
图21为本发明TFT-LCD阵列基板第四次构图工艺中第二次刻蚀工艺后A1-A1向的剖面图，图22为本发明TFT-LCD阵列基板第四次构图工艺中第二次刻蚀工艺后B1-B1向的剖面图。通过第二次刻蚀工艺完全刻蚀掉半曝光区域C的遮光金属薄膜，暴露出其下方的透明导电薄膜，形成像素电极14图形，像素电极14通过钝化层过孔9与漏电极7连接，如图21和图22所示。
最后剥离剩余的光刻胶，完成本发明TFT-LCD阵列基板第四次构图工艺，如图1～图3所示。此时，遮挡层15下方保留有透明导电薄膜，即遮挡层和透明导电薄膜形成在钝化层8上。
以上所说明的四次构图工艺仅仅是制备本发明TFT-LCD阵列基板的一种实现方法，实际使用中还可以通过增加或减少构图工艺次数、选择不同的材料或材料组合来实现本发明。例如，本发明TFT-LCD阵列基板第二次构图工艺可以由二个采用普通掩模板的构图工艺完成，即通过一次采用普通掩模板的构图工艺形成有源层图形，通过另一次采用普通掩模板的构图工艺形成数据线、源电极、漏电极和TFT沟道区域图形。又如，本发明TFT-LCD阵列基板第四次构图工艺可以由二个采用普通掩模板的构图工艺完成，即通过一次采用普通掩模板的构图工艺形成像素电极图形，通过另一次采用普通掩模板的构图工艺形成遮挡层图形，这里不再赘述。
图23～图26为本发明TFT-LCD阵列基板另一种第四次构图工艺的示意图，采用离地剥离(lift off)技术通过一次构图工艺形成像素电极和遮挡层图形。下面仅以图1中B1-B1向的剖面图简单说明本发明TFT-LCD阵列基 板另一种第四次构图工艺过程。
图23为本发明TFT-LCD阵列基板另一种第四次构图工艺中沉积透明导电薄膜后的示意图。在完成第三次构图工艺的基板上，采用磁控溅射或热蒸发的方法沉积透明导电薄膜21，如图23所示。透明导电薄膜21可以采用氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)或氧化铝锌等材料，也可以采用其它金属及金属氧化物。
图24为本发明TFT-LCD阵列基板另一种第四次构图工艺中形成像素电极后的示意图。在透明导电薄膜上涂覆一层光刻胶30，采用普通掩模板曝光，使光刻胶形成完全曝光区域A和未曝光区域B，未曝光区域B对应于像素电极图形所在区域，完全曝光区域A对应于像素电极图形以外的区域。显影处理后，未曝光区域B的光刻胶厚度没有变化，形成光刻胶完全保留区域，完全曝光区域A的光刻胶被完全去除，形成光刻胶完全去除区域。通过刻蚀工艺完全刻蚀掉完全曝光区域A的透明导电薄膜，形成像素电极14图形，如图24所示。本次刻蚀工艺为湿法刻蚀，刻蚀液可以采用盐酸、乙酸的混合物，并采用过刻方式，刻蚀掉光刻胶边缘区域下方的透明导电薄膜。
图25为本发明TFT-LCD阵列基板另一种第四次构图工艺中沉积遮光金属薄膜后的示意图。保留像素电极14图形上的光刻胶30，采用磁控溅射或热蒸发的方法，沉积一层遮光金属薄膜22。由于形成像素电极图形工艺中采用了过刻方式，因此使遮光金属薄膜22在光刻胶边缘区域发生断裂，如图25所示。实际应用中，遮光金属薄膜的厚度为 
以免过厚的遮光金属薄膜不利于后面的剥离工艺。
图26为本发明TFT-LCD阵列基板另一种第四次构图工艺中离地剥离工艺后的示意图。采用离地剥离工艺剥离光刻胶，同时剥离光刻胶上的遮光金属薄膜，形成位于数据线13上方的遮挡层15图形，如图26所示。本工艺中，可以对光刻胶进行加热或激光照射，使光刻胶产生膨胀或收缩，从而使其上的遮光金属薄膜发生断裂，这样剥离液可以容易地接触光刻胶，提高剥离效 果。此时，遮挡层15直接形成在钝化层8上。
本发明提供了一种TFT-LCD阵列基板，通过在数据线上方形成遮挡层，在保证开口率和显示亮度的前提下，有效解决漏光缺陷。由于本发明遮挡层设置在阵列基板上，因此无论是彩膜基板与阵列基板不能准确对位，还是彩膜基板或阵列基板受到外力冲击，虽然此时彩膜基板上的黑矩阵失效，但本发明遮挡层会起到黑矩阵的遮光作用，不受对位和冲击影响，可以完全阻挡正面漏光，有效阻挡侧面漏光。进一步地，与现有技术采用加大黑矩阵宽度的解决方案相比，由于本发明遮挡层可以有效消除对位误差导致的漏光，因此本发明可以最大限度地减少彩膜基板上黑矩阵的宽度，甚至可以取代彩膜基板上的黑矩阵，有效地提高TFT-LCD的开口率和显示亮度。此外，本发明形成有遮挡层的TFT-LCD阵列基板仍采用现有工艺设备和条件制备，在没有增加构图工艺的前提下，从整体上提高了TFT-LCD性能和质量。
虽然上述内容以遮挡层形成在数据线上为例说明了本发明技术方案，实际应用中，遮挡层也可以形成在栅线上方，同样可以实现在保证开口率和显示亮度的前提下，有效解决漏光缺陷。
图27为本发明TFT-LCD阵列基板制造方法的流程图，包括：
步骤1、在基板上沉积栅金属薄膜，通过构图工艺形成包括栅线和栅电极的图形；
步骤2、在完成步骤1的基板上沉积栅绝缘层、半导体层、掺杂半导体层和源漏金属薄膜，通过构图工艺形成包括数据线、漏电极、源电极和TFT沟道的图形；
步骤3、在完成步骤2的基板上沉积钝化层，通过构图工艺形成包括钝化层过孔的图形，所述钝化层过孔位于漏电极的上方；
步骤4、在完成步骤3的基板上沉积透明导电薄膜和遮光金属薄膜，通过构图工艺形成包括像素电极和遮挡层的图形，所述像素电极通过钝化层过孔与漏电极连接，所述遮挡层位于数据线的上方。
本发明提供了一种TFT-LCD阵列基板制造方法，通过在数据线上方形成遮挡层，在保证开口率和显示亮度的前提下，有效解决漏光缺陷。由于本发明遮挡层设置在阵列基板上，因此无论是彩膜基板与阵列基板不能准确对位，还是彩膜基板或阵列基板受到外力冲击，遮挡层均会起到黑矩阵的遮光作用，不受对位和冲击影响，完全阻挡正面漏光，有效阻挡侧面漏光。本发明形成有遮挡层的TFT-LCD阵列基板仍采用现有工艺设备和条件制备，在没有增加构图工艺的前提下，从整体上提高了TFT-LCD性能和质量。
下面通过具体实施例进一步说明本发明TFT-LCD阵列基板制造方法的技术方案。
图28为本发明TFT-LCD阵列基板制造方法第一实施例的流程图，在图27所示技术方案中，所述步骤4包括：
步骤411、在完成步骤3的基板上，采用磁控溅射或热蒸发的方法，依次沉积透明导电薄膜和遮光金属薄膜；
步骤412、在所述遮光金属薄膜上涂覆一层光刻胶；
步骤413、采用半阶或灰阶掩模板曝光，使光刻胶形成光刻胶完全保留区域、光刻胶完全去除区域和光刻胶半保留区域，光刻胶完全保留区域对应于遮挡层图形所在区域，光刻胶半保留区域对应于像素电极图形所在区域，光刻胶完全去除区域对应于上述图形以外的区域；显影处理后，光刻胶完全保留区域的光刻胶厚度没有变化，光刻胶完全去除区域的光刻胶被完全去除，光刻胶半保留区域的光刻胶厚度变薄；
步骤414、通过第一次刻蚀工艺完全刻蚀掉光刻胶完全去除区域的遮光金属薄膜和透明导电薄膜，形成遮挡层图形，所述遮挡层位于数据线的上方；
步骤415、通过灰化工艺，去除光刻胶半保留区域的光刻胶，暴露出该区域的遮光金属薄膜；
步骤416、通过第二次刻蚀工艺完全刻蚀掉光刻胶半保留区域的遮光金属薄膜，暴露出其下方的透明导电薄膜，形成像素电极图形，像素电极通过 钝化层过孔与漏电极连接；
步骤417、剥离剩余的光刻胶。
本实施例是一种采用多步刻蚀方法通过一次构图工艺同时形成像素电极和遮挡层图形的技术方案，其制备过程已在前述图13～图22所示技术方案中详细介绍，这里不再赘述。
图29为本发明TFT-LCD阵列基板制造方法第二实施例的流程图，在图27所示技术方案中，所述步骤4包括：
步骤421、在完成步骤3的基板上，采用磁控溅射或热蒸发的方法，沉积透明导电薄膜；
步骤422、在所述透明导电薄膜上涂覆一层光刻胶；
步骤423、采用普通掩模板曝光，使光刻胶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于像素电极所在区域，光刻胶完全去除区域对应于像素电极图形以外的区域；显影处理后，光刻胶完全保留区域的光刻胶厚度没有变化，光刻胶完全去除区域的光刻胶被完全去除；
步骤424、通过刻蚀工艺完全刻蚀掉光刻胶完全去除区域的透明导电薄膜，形成像素电极图形，像素电极通过钝化层过孔与漏电极连接；
步骤425、在形成像素电极且像素电极上保留有光刻胶的基板上，采用磁控溅射或热蒸发的方法，沉积遮光金属薄膜，所述遮光金属薄膜在光刻胶边缘区域发生断裂；
步骤426、采用离地剥离工艺剥离光刻胶，同时剥离光刻胶上的遮光金属薄膜，形成遮挡层图形，所述遮挡层图形位于数据线的上方。
本实施例是一种采用离地剥离工艺通过一次构图工艺同时形成像素电极和遮挡层图形的技术方案，其制备过程已在前述图23～图26所示技术方案中详细介绍，这里不再赘述。本实施例中，刻蚀工艺为湿法刻蚀，刻蚀液可以采用盐酸、乙酸的混合物，并采用过刻方式，刻蚀掉光刻胶边缘区域下方的透明导电薄膜。此外，遮光金属薄膜的厚度为 
以免过厚的遮 光金属薄膜不利于后面的剥离工艺。
本发明步骤1中，采用磁控溅射或热蒸发的方法，在基板(如玻璃基板或石英基板)上沉积一层栅金属薄膜，栅金属薄膜可以采用Mo、Al等金属，也可以采用由多层金属薄膜构成的复合薄膜(如Mo/Al/Mo复合薄膜)。采用普通掩模板对栅金属薄膜进行构图，在基板上形成包括栅电极和栅线图形。本次构图工艺中也可以同时形成挡光条的图形，且遮挡层两侧的边缘位于挡光条遮挡的区域内。实际应用中，本次构图工艺中也可以同时形成公共电极线图形，形成存储电容在公共电极线上(Cs on Common)的结构。
本发明步骤2中，在完成上述结构图形的基板上，首先采用PECVD方法，依次沉积栅绝缘层、半导体层和掺杂半导体层，然后采用磁控溅射或热蒸发的方法，沉积一层源漏金属薄膜。栅绝缘层可以采用氧化物、氮化物或氧氮化合物，源漏金属薄膜可以采用Mo、Al等金属，或采用Cu等电阻率低的金属，也可以采用由多层金属薄膜构成的复合薄膜(如Mo/Al/Mo复合薄膜)。采用半阶或灰阶掩模板通过构图工艺形成数据线、源电极、漏电极和TFT沟道区域图形。该构图工艺是一种采用多步刻蚀方法的构图工艺，与现有四次构图工艺中形成数据线、源电极、漏电极和TFT沟道区域图形的过程相同。
本发明步骤3中，在完成上述结构图形的基板上，采用PECVD方法沉积厚度一层钝化层，钝化层可以采用氧化物、氮化物或氧氮化合物。采用普通掩模板对钝化层进行构图，形成钝化层过孔，钝化层过孔位于漏电极的上方。本构图工艺中，还同时形成有栅线接口过孔和数据线接口过孔等图形。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (5)
1.一种TFT-LCD阵列基板制造方法，其特征在于，包括：
步骤1、在基板上沉积栅金属薄膜，通过构图工艺形成包括栅线和栅电极的图形；
步骤2、在完成步骤1的基板上沉积栅绝缘层、半导体层、掺杂半导体层和源漏金属薄膜，通过构图工艺形成包括数据线、漏电极、源电极和TFT沟道的图形；
步骤3、在完成步骤2的基板上沉积钝化层，通过构图工艺形成包括钝化层过孔的图形，所述钝化层过孔位于漏电极的上方；
步骤4、在完成步骤3的基板上沉积透明导电薄膜和遮光金属薄膜，通过构图工艺形成包括像素电极和遮挡层的图形，所述像素电极通过钝化层过孔与漏电极连接，所述遮挡层位于数据线的上方；
其中，所述步骤4包括：
在完成步骤3的基板上，采用磁控溅射或热蒸发的方法，依次沉积透明导电薄膜和遮光金属薄膜；
在所述遮光金属薄膜上涂覆一层光刻胶；
采用半阶或灰阶掩模板曝光，使光刻胶形成光刻胶完全保留区域、光刻胶完全去除区域和光刻胶半保留区域，光刻胶完全保留区域对应于遮挡层图形所在区域，光刻胶半保留区域对应于像素电极图形所在区域，光刻胶完全去除区域对应于上述图形以外的区域；显影处理后，光刻胶完全保留区域的光刻胶厚度没有变化，光刻胶完全去除区域的光刻胶被完全去除，光刻胶半保留区域的光刻胶厚度变薄；
通过第一次刻蚀工艺完全刻蚀掉光刻胶完全去除区域的遮光金属薄膜和透明导电薄膜，形成遮挡层图形，所述遮挡层位于数据线的上方；
通过灰化工艺，去除光刻胶半保留区域的光刻胶，暴露出该区域的遮光金属薄膜；
通过第二次刻蚀工艺完全刻蚀掉光刻胶半保留区域的遮光金属薄膜，暴露出其下方的透明导电薄膜，形成像素电极图形，像素电极通过钝化层过孔与漏电极连接；
剥离剩余的光刻胶；
或，所述步骤4包括：
在完成步骤3的基板上，采用磁控溅射或热蒸发的方法，沉积透明导电薄膜；
在所述透明导电薄膜上涂覆一层光刻胶；
采用普通掩模板曝光，使光刻胶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于像素电极所在区域，光刻胶完全去除区域对应于像素电极图形以外的区域；显影处理后，光刻胶完全保留区域的光刻胶厚度没有变化，光刻胶完全去除区域的光刻胶被完全去除；
通过刻蚀工艺完全刻蚀掉光刻胶完全去除区域的透明导电薄膜，形成像素电极图形，像素电极通过钝化层过孔与漏电极连接；
在形成像素电极且像素电极上保留有光刻胶的基板上，采用磁控溅射或热蒸发的方法，沉积遮光金属薄膜，所述遮光金属薄膜在光刻胶边缘区域发生断裂；
采用离地剥离工艺剥离光刻胶，同时剥离光刻胶上的遮光金属薄膜，形成遮挡层图形，所述遮挡层图形位于数据线的上方。
2.根据权利要求1所述的TFT-LCD阵列基板制造方法，其特征在于，所述步骤1中还同时形成有挡光条。
3.根据权利要求2所述的TFT-LCD阵列基板制造方法，其特征在于，所述遮挡层两侧的边缘位于所述挡光条遮挡的区域内。
4.根据权利要求1所述的TFT-LCD阵列基板制造方法，其特征在于，所述刻蚀工艺为湿法刻蚀且采用过刻方式，刻蚀掉光刻胶边缘区域下方的透明导电薄膜。
5.根据权利要求1所述的TFT-LCD阵列基板制造方法，其特征在于，所述遮光金属薄膜的厚度为
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Owner name: JINGDONGFANG SCIENCE AND TECHNOLOGY GROUP CO., LTD Free format text: FORMER OWNER: BEIJING BOE PHOTOELECTRICITY SCIENCE + TECHNOLOGY CO., LTD. Effective date: 20141202 Owner name: BEIJING BOE PHOTOELECTRICITY SCIENCE + TECHNOLOGY Effective date: 20141202 |
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| COR | Change of bibliographic data |
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Effective date of registration: 20141202 Address after: 100015 Jiuxianqiao Road, Beijing, No. 10, No. Patentee after: BOE Technology Group Co., Ltd. Patentee after: Beijing BOE Photoelectricity Science & Technology Co., Ltd. Address before: 100176 Beijing economic and Technological Development Zone, West Central Road, No. 8 Patentee before: Beijing BOE Photoelectricity Science & Technology Co., Ltd. |
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Granted publication date: 20111228 Termination date: 20210227 |
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