液晶显示面板、阵列基板及其制造方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201610006137.7

申请日:

2016.01.05

公开号:

CN105655290A

公开日:

2016.06.08

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):H01L 21/77申请日:20160105|||公开

IPC分类号:

H01L21/77; H01L27/12; G02F1/1362; G02F1/1368

主分类号:

H01L21/77

申请人:

深圳市华星光电技术有限公司

发明人:

郝思坤

地址:

518006 广东省深圳市光明新区塘明大道9-2号

优先权:

专利代理机构:

深圳市威世博知识产权代理事务所(普通合伙) 44280

代理人:

梁恺峥

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内容摘要

本发明提供一种阵列基板的制造方法,通过彩色滤光片的光罩制程以及黑矩阵的光罩制程形成凸柱,由凸柱实现Sub PS的作用,无需用以制造Sub PS的光罩(包括灰阶光罩和半色调光罩),从而减少制造PS所使用的光罩的类型及数量,简化制程并降低生产成本。本发明还提供一种采用上述方法制造的阵列基板和液晶显示面板。

权利要求书

1.一种阵列基板的制造方法,其特征在于,所述方法包括:
在基材上依次形成栅极、绝缘层、有源半导体层;
在所述有源半导体层上形成源极和漏极;
在所述绝缘层上形成信号线;
在所述源极、所述漏极和所述绝缘层上形成彩色滤光片,所述彩色
滤光片包括由同一光罩形成的第一彩色滤光片和第二彩色滤光片,所述
第一彩色滤光片形成有暴露所述漏极的表面的接触孔,第二彩色滤光片
形成于所述第一彩色滤光片上且位于所述源极和漏极的上方;
在所述彩色滤光片上形成黑矩阵,所述黑矩阵包括由同一光罩形成
的第一黑矩阵和第二黑矩阵,所述第一黑矩阵形成于所述第一彩色滤光
片上且对应位于所述信号线的上方,所述第二黑矩阵形成于所述第二彩
色滤光片上且对应位于所述漏极和/或所述源极的上方;
在所述第一彩色滤光片上以及所述接触孔内形成像素电极,以使所
述像素电极通过所述接触孔与所述漏极电连接;
其中,所述第二黑矩阵和所述第二彩色滤光片形成凸柱,且所述凸
柱高出所述像素电极的顶面。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第二彩色滤光片
形成有暴露所述第一彩色滤光片的表面的沟槽,用于容置感光间隙子,
所述感光间隙子位于与所述阵列基板相对间隔的彩膜基板上。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一彩色滤光片
包括由三次曝光显影形成且位于同一平面的R、G、B色阻,所述第二
彩色滤光片由三次所述曝光显影中的一次形成。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述源极和所述漏极
与所述信号线经同一光罩制程形成。
5.一种阵列基板,其特征在于,所述阵列基板包括:
基材;
依次形成于所述基材上的栅极、绝缘层、有源半导体层;
形成于所述有源半导体层上的源极和漏极;
形成于所述绝缘层上的信号线;
形成于所述源极、所述漏极和所述绝缘层上的彩色滤光片,所述彩
色滤光片包括由同一光罩形成的第一彩色滤光片和第二彩色滤光片,所
述第一彩色滤光片形成有暴露所述漏极的表面的接触孔,第二彩色滤光
片形成于所述第一彩色滤光片上且位于所述源极和漏极的上方;
形成于所述彩色滤光片上的黑矩阵,所述黑矩阵包括由同一光罩形
成的第一黑矩阵和第二黑矩阵,所述第一黑矩阵形成于所述第一彩色滤
光片上且对应位于所述信号线的上方,所述第二黑矩阵形成于所述第二
彩色滤光片上且对应位于所述漏极和/或所述源极的上方;
像素电极,形成于所述第一彩色滤光片上以及所述接触孔内,所述
像素电极通过所述接触孔与所述漏极电连接;
其中,所述第二黑矩阵和所述第二彩色滤光片形成凸柱,且所述凸
柱高出所述像素电极的顶面。
6.根据权利要求5所述的阵列基板,其特征在于,所述第二彩色滤
光片形成有暴露所述第一彩色滤光片的表面的沟槽,用于容置感光间隙
子,所述感光间隙子位于与所述阵列基板相对间隔的彩膜基板上。
7.根据权利要求5所述的阵列基板,其特征在于,所述第一彩色滤
光片包括由三次曝光显影形成且位于同一平面的R、G、B色阻,所述
第二彩色滤光片由三次所述曝光显影中的一次形成。
8.根据权利要求5所述的阵列基板,其特征在于,所述源极和所述
漏极与所述信号线经同一光罩制程形成。
9.一种液晶显示面板,其特征在于,所述液晶显示面板包括相对间
隔设置的第一基板和第二基板,以及填充于所述第一基板和所述第二基
板之间的液晶,其中,所述第一基板和所述第二基板中的一者包括上述
权利要求5-8任意一项所述的阵列基板。
10.根据权利要求9所述的液晶显示面板,其特征在于,所述第一
基板和所述第二基板中的另一者设置有感光间隙子,所述感光间隙子容
置于所述沟槽中且所述感光间隙子的高度大于所述凸柱的高度。

说明书

液晶显示面板、阵列基板及其制造方法

技术领域

本发明涉及液晶显示技术领域,具体而言涉及一种阵列基板及其制
造方法和具有该阵列基板的液晶显示面板。

背景技术

PS(PhotoSpacer,感光间隙子)用于支撑并保持液晶显示面板的液
晶盒的间隙(Cell-gap)均匀。基于COA(ColorFilteronArray,将彩色
滤光整合于阵列基板上)技术的液晶显示面板,其PS包括MainPS(Main
PhotoSpacer,主要感光间隙子或主要柱状隔垫物)和SubPS(SubPhoto
Spacer,辅助感光间隙子或辅助柱状隔垫物),MainPS和SubPS均设置
于彩膜基板上且MainPS的高度大于SubPS的高度。

为了实现MainPS和SubPS的高度差,业界通常采用半色调光罩
(Gray-tonemask)或灰阶光罩(Half-tonemask)并经由一道光罩制程
形成MainPS和SubPS,或者采用两个光罩并经由两道光罩形成MainPS
和SubPS。由于液晶显示面板还具有较多数量的其他层结构,如何减少
制造MainPS和SubPS所使用的光罩的类型及数量以简化制程并降低生
产成本,已成为业界当前迫切需要解决的问题。

发明内容

鉴于此,本发明提供一种液晶显示面板、阵列基板及其制造方法,
能够减少制造PS所使用的光罩的类型及数量,简化制程。

本发明提供的一种阵列基板的制造方法,包括:在基材上依次形成
栅极、绝缘层、有源半导体层;在有源半导体层上形成源极和漏极;在
绝缘层上形成信号线;在源极、漏极和绝缘层上形成彩色滤光片,彩色
滤光片包括由同一光罩形成的第一彩色滤光片和第二彩色滤光片,第一
彩色滤光片形成有暴露漏极的表面的接触孔,第二彩色滤光片形成于第
一彩色滤光片上且位于源极和漏极的上方;在彩色滤光片上形成黑矩
阵,黑矩阵包括由同一光罩形成的第一黑矩阵和第二黑矩阵,第一黑矩
阵形成于第一彩色滤光片上且对应位于信号线的上方,第二黑矩阵形成
于第二彩色滤光片上且对应位于漏极和/或源极的上方;在第一彩色滤光
片上以及接触孔内形成像素电极,以使像素电极通过接触孔与漏极电连
接;其中,第二黑矩阵和第二彩色滤光片形成凸柱,且凸柱高出像素电
极的顶面。

其中,第二彩色滤光片形成有暴露第一彩色滤光片表面的沟槽,用
于容置感光间隙子,感光间隙子位于彩膜基板上。

其中,第一彩色滤光片包括由三次曝光显影形成且位于同一平面的
R、G、B色阻,第二彩色滤光片由三次曝光显影中的一次形成。

其中,源极和漏极与信号线经同一光罩制程形成。

本发明提供的一种阵列基板,包括:基材;依次形成于基材上的栅
极、绝缘层、有源半导体层;形成于有源半导体层上的源极和漏极;形
成于绝缘层上的信号线;形成于源极、漏极和绝缘层上的彩色滤光片,
彩色滤光片包括由同一光罩形成的第一彩色滤光片和第二彩色滤光片,
第一彩色滤光片形成有暴露漏极的表面的接触孔,第二彩色滤光片形成
于第一彩色滤光片上且位于源极和漏极的上方;形成于彩色滤光片上的
黑矩阵,黑矩阵包括由同一光罩形成的第一黑矩阵和第二黑矩阵,第一
黑矩阵形成于第一彩色滤光片上且对应位于信号线的上方,第二黑矩阵
形成于第二彩色滤光片上且对应位于漏极和/或源极的上方;像素电极,
形成于第一彩色滤光片上以及接触孔内,像素电极通过接触孔与漏极电
连接;其中,第二黑矩阵和第二彩色滤光片形成凸柱,且凸柱高出像素
电极的顶面。

其中,第二彩色滤光片形成有暴露第一彩色滤光片的表面的沟槽,
用于容置感光间隙子,感光间隙子位于彩膜基板上。

其中,第一彩色滤光片包括由三次曝光显影形成且位于同一平面的
R、G、B色阻,第二彩色滤光片由三次曝光显影中的一次形成。

其中,源极和漏极与信号线经同一光罩制程形成。

本发明提供的一种液晶显示面板,包括相对间隔设置的第一基板和
第二基板,以及填充于第一基板和第二基板之间的液晶,其中,第一基
板和第二基板中的一者包括上述阵列基板。

其中,第一基板和第二基板中的另一者设置有感光间隙子,感光间
隙子容置于沟槽中且感光间隙子的高度大于凸柱的高度。

本发明的液晶显示面板、阵列基板及其制造方法,通过彩色滤光片
的光罩制程和黑矩阵的光罩制程形成凸柱,由凸柱实现PS(SubPS)的
作用,无需用以制造该PS的光罩(包括灰阶光罩或半色调光罩),从而
减少制造PS所使用的光罩的类型及数量,简化制程并降低生产成本。

附图说明

图1是本发明一实施例的液晶显示面板的结构剖视图;

图2是本发明一实施例的阵列基板的制造方法的流程示意图;

图3是采用图2所示方法制造阵列基板的场景示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明所提供的示例性的实
施例的技术方案进行清楚、完整地描述。

图1是本发明一实施例的液晶显示面板的结构剖视图。如图1所示,
所述液晶显示面板10包括相对间隔设置的阵列基板(ArraySubstrate,又
称ThinFilmTransistorSubstrate,TFT基板或薄膜晶体管基板)11和彩膜
基板(ColorFilter,CF基板或彩色滤光片基板)12,以及夹持于阵列基
板11和彩膜基板12之间的液晶(液晶分子)13,其中,液晶13位于
阵列基板11和彩膜基板12叠加组合成的液晶盒内。

阵列基板11包括基材111以及形成于基材111上的薄膜晶体管(Thin
FilmTransistor,TFT)112、信号线113、PFA层(Polytetrafluoro-Ethylene
Layer,平坦钝化层或聚四氟乙烯层)114、彩色滤光片115、黑矩阵116
以及像素电极117。其中,薄膜晶体管112包括依次形成于基材111上
的栅极1121、绝缘层1122、有源半导体层(ActiveSemiconductorLayer,
AS)1123以及形成于有源半导体层1123上的源极S和漏极D,绝缘层
1122即为栅极绝缘层(GateInsulationLayer,GI);信号线113形成于绝
缘层1122上,可以为与源极S和漏极D经由同一光罩制程形成的数据
线,且该数据线与薄膜晶体管112在水平方向上间隔设置;平坦钝化层
114形成于源极S和漏极D、信号线113和绝缘层1122上,平坦钝化层
114形成有暴露漏极D的表面的第一接触孔O1;彩色滤光片115形成于
平坦钝化层114上,且形成有与第一接触孔O1相通的第二接触孔O2;
黑矩阵116形成于彩色滤光片115上;像素电极117形成于彩色滤光片
115上以及第一接触孔O1和第二接触孔O2内,像素电极117可以通过
第一接触孔O1和第二接触孔O2与漏极D电连接。

与现有技术不同的是,在本发明实施例中:

彩色滤光片115包括由同一光罩形成的第一彩色滤光片1151和第二
彩色滤光片1152,其中,第一彩色滤光片1151即为现有技术中位于像
素的有效显示区内的彩色滤光片,第一接触孔O1形成于第一彩色滤光片
1151中,第二彩色滤光片1152形成于第一彩色滤光片1151上且第二彩
色滤光片1152位于薄膜晶体管112的上方;

黑矩阵116包括由同一光罩形成的第一黑矩阵1161和第二黑矩阵
1162,其中,第一黑矩阵1161和第二黑矩阵1162均为现有技术中用于
遮光的黑矩阵,不同的是第二黑矩阵1162的最大高度大于现有技术的,
第一黑矩阵1161形成于未被第二彩色滤光片1152覆盖的第一彩色滤光
片1151上且对应位于信号线113的上方,第二黑矩阵1162形成于第二
彩色滤光片1152上且对应位于薄膜晶体管112的上方。

其中,第二彩色滤光片1152形成有暴露第一彩色滤光片1151表面
的沟槽O3,该沟槽O3用于容置位于彩膜基板12上的感光间隙子121
(MainPS),第二黑矩阵1162的一部分对应位于源极S的上方,另一
部分对应位于漏极D的上方。基于此,第二黑矩阵1162的最大高度大
于现有技术的指的是:一、在图1所示实施例中,对应位于源极S上方
的第二黑矩阵1162的高度与现有技术的相同,对应位于漏极D上方的
第二黑矩阵1162的高度大于现有技术的;二、对应位于漏极D上方的
第二黑矩阵1162的高度与现有技术的相同,对应位于源极S上方的第
二黑矩阵1162的高度大于现有技术的。

其中,第二彩色滤光片1152和(图1所示位于漏极D上方的)第
二黑矩阵1162形成凸柱P,且凸柱P高出像素电极117的顶面。可见,
本实施例通过彩色滤光片的光罩制程和黑矩阵的光罩制程形成凸柱P,
由凸柱P实现SubPS的作用,无需用以制造SubPS的光罩,从而减少
制造PS所使用的光罩的类型及数量,简化制程并降低生产成本。

对于由R(Red,红)、G(Green,绿)、B(Blue,蓝)色阻形成的
彩色滤光片115,第一彩色滤光片1151包括由三次曝光显影形成且位于
同一平面的R、G、B色阻,第二彩色滤光片1152可以由三次曝光显影
中的一次形成。以第二彩色滤光片1152由B色阻曝光显影形成为例,
在平坦钝化层114上涂布光阻,而后真空干燥、去掉边缘光阻、预烘烤
与冷却、曝光显影以及再次烘烤,从而在对应于薄膜晶体管112的上方
形成高度较高的B色阻,并在其余部分的平坦钝化层114上形成高度较
低的B色阻,其中高度较高的B色阻即包括第一彩色滤光片1151(图
示虚线以下)和第二彩色滤光片1152(图示虚线以上)。

由于黑矩阵116设置于阵列基板11上,因此所述液晶显示面板20
为采用BOA(BlackmatrixonArray,将黑矩阵整合于阵列基板上)技术的
液晶显示面板。另外,由于彩色滤光片115设置于阵列基板11上,因此
所述液晶显示面板20还为采用COA技术的液晶显示面板。需要指出的
是,液晶显示面板20可以如图所示将公共电极122设置于彩膜基板12
的基材123上,也可以将公共电极122设置于阵列基板11上,例如公
共电极122与像素电极117在阵列基板11上交替排布,此时液晶显示面
板20可视为IPS(In-PlaneSwitching,横向电场效应显示)模式。

当然,阵列基板11还具有现有技术的其他结构,例如还包括形成
于像素电极117上的保护层,此处不予赘述。

图2是本发明一实施例的阵列基板的制造方法的流程示意图,用于
制造图1所示阵列基板11。结合图1-图3所示,所述方法包括:

S21:在基材上依次形成栅极、绝缘层、有源半导体层;

如图3所示,基材111用于形成液晶显示面板10的阵列基板11,
所述基材111可为玻璃基体、塑料基体或可挠式基体。

本发明实施例可采用例如化学气相沉积(Chemicalvapordeposition,
CVD)、真空蒸镀、等离子化学气相沉积(PlasmaEnhancedChemicalvapor
deposition,PECVD)、溅射等方法在基材111上形成栅极1121、绝缘层
1122、有源半导体层1123。在其他实施例中,可采用具有两个光罩分别
形成具有预定图案的栅极2111和有源半导体层1123。

S32:在有源半导体层上形成源极和漏极、在绝缘层上形成信号线;

参阅图3所示,可采用同一光罩形成源极S和漏极D以及信号线
113,即源极S和漏极D与信号线113经同一光罩制程形成。当然,也
可以采用不同光罩制程形成源极S和漏极D以及信号线113。

S33:在源极、漏极和绝缘层上形成彩色滤光片,彩色滤光片包括
由同一光罩形成的第一彩色滤光片和第二彩色滤光片,第一彩色滤光片
形成有暴露漏极的表面的接触孔,第二彩色滤光片形成于第一彩色滤光
片上且位于源极和漏极的上方;

本发明实施例可以先在源极S和漏极D、信号线113和绝缘层1122
上形成平坦钝化层114,平坦钝化层114形成有暴露漏极的表面的第一
接触孔O1。其中,可以利用包含有磷酸、硝酸、醋酸以及去离子水的蚀
刻液对一整片的平坦钝化层114进行蚀刻,从而得到具有第一接触孔O1
的平坦钝化层114,当然也可以采用干法蚀刻。而后,在平坦钝化层114
上形成彩色滤光片115,该彩色滤光片115的第一彩色滤光片1151形成
有与第一接触孔O1相通的第二接触孔O2。

S34:在彩色滤光片上形成黑矩阵,黑矩阵包括由同一光罩形成的
第一黑矩阵和第二黑矩阵,第一黑矩阵形成于第一彩色滤光片上且对应
位于信号线的上方,第二黑矩阵形成于第二彩色滤光片上且对应位于漏
极和/或源极的上方;

其中,形成黑矩阵116的步骤具体可以为:在彩色滤光片115上形
成一整面的遮光层,而后对遮光层进行图案化制程以形成黑矩阵116,
该图案化制程可以为刻蚀。本发明实施例还可以采用光罩在彩色滤光片
115上直接形成具有图所示结构的黑矩阵116。

S35:在第一彩色滤光片上以及接触孔内形成像素电极,以使像素
电极通过接触孔与漏极电连接,其中,第一黑矩阵和第二彩色滤光片形
成凸柱,且凸柱高出像素电极的顶面。

当然,阵列基板11还具有现有的其他结构,例如还包括用于隔绝
液晶13的保护层,因此,在形成像素电极117之后,所述方法还包括:
在像素电极117上形成保护层。

应理解,以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专
利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程
变换,例如各实施例之间技术特征的相互结合,或直接或间接运用在其
他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

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本发明提供一种阵列基板的制造方法,通过彩色滤光片的光罩制程以及黑矩阵的光罩制程形成凸柱,由凸柱实现SubPS的作用,无需用以制造SubPS的光罩(包括灰阶光罩和半色调光罩),从而减少制造PS所使用的光罩的类型及数量,简化制程并降低生产成本。本发明还提供一种采用上述方法制造的阵列基板和液晶显示面板。。

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