TFT-LCD阵列基板结构及其制备方法技术

本发明专利技术涉及了一种ＴＦＴ－ＬＣＤ阵列基板结构及其制备方法。该基板结构包括：形成在基板上的栅线、数据线和像素电极图形，所述栅线和数据线的交叉处形成薄膜晶体管，所述像素电极形成在栅绝缘层上并搭接在所述薄膜晶体管的漏电极上方，所述像素电极图形以外区域上形成有黑矩阵图形。本发明专利技术只通过三次掩模工艺，制备得包含黑矩阵图形的ＴＦＴ－ＬＣＤ阵列基板结构，明显简化阵列基板制备工艺，提高阵列基板良品率，降低成本。此外，由于黑矩阵是制备在ＴＦＴ－ＬＣＤ阵列基板上，明显减小了液晶显示面板对盒精度的要求，不会对ＴＦＴ－ＬＣＤ的开口率造成影响，有利于提高ＴＦＴ－ＬＣＤ显示性能。

TFT-LCD array substrate structure and preparation method thereof

The invention relates to a TFT-LCD array substrate structure and preparation method thereof. The substrate structure includes: a gate line is formed on the substrate, a data line and a pixel electrode pattern, at the intersection of the gate line and the data line forming a thin film transistor, a pixel electrode formed on the gate insulating layer is lapped on the thin film transistor drain above the black matrix pattern forming region outside the pixel electrode pattern. The invention adopts the three mask process to prepare a TFT LCD array substrate structure containing black matrix graphics, obviously simplifies the preparation process of the array substrate, improves the quality yield of the array substrate and reduces the cost. In addition, the black matrix is fabricated in TFT LCD array substrate, liquid crystal display significantly reduces the requirements on the accuracy of the panel box, not on the TFT LCD opening rate impact, is conducive to improving the display performance of TFT - LCD.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及显示领域，特别是涉及一种在薄膜晶体管液晶显示器阵列基 板结构及其制备方法。
技术介绍
薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display,简称TFT-LCD)具有体积小、功耗低、无辐射等特点，在当前的 平板显示器市场占据了主导地位。对于TFT-LCD而言，TFT-LCD的色彩显示 性能是影响TFT-LCD整体性能的重要因素之一。在TFT-LCD实现彩色显示过程中，如果背光源光线或外界光线射入薄膜 晶体管(Thin Film Transistor,简称TFT )器件或从其它非像素区域泄漏 (即漏光现象)，将会对TFT-LCD的显示效果产生不利的影响。例如TFT 器件中的有源层通常为光敏感材料(如a-Si),外界光线很容易照射到作 为导电沟道的a-Si材料上，从而引起TFT器件关态特性的劣化，影响液晶的 保持特性，严重时会发生图像闪烁或灰度级的变化等。因此，为了防止光线射入TFT器件或光线从非像素区域泄漏，在TFT-LCD 制备过程中，通常采用制备黑矩阵(BlackMatrics，简称BM)的方式将非 像素区域覆盖起来，从而起到防止光泄漏、提高液晶显示对比度、防止混色 和增加色纯度的效果。目前，黑矩阵的制备通常在彩膜(Color Filter;简称CF)基板的制 备工艺中完成。在彩膜基板制备过程中，首先在基板上沉积黑矩阵层，通过 构图工艺形成黑矩阵图形；在形成黑矩阵图形后的基板上，依次沉积红(R)、 绿(G)、蓝(B)滤光层，通过构图工艺形成R、 G、 B滤光单元图形；在形成R、 G、 B滤光单元图形的基板上，再沉积上覆层(Overcoat)和透明电极 层(如IT0)，通过构图工艺形成上覆层和透明电极层图形，即可完成彩膜 基板的制备。制备好的彩膜基板，需要与阵列基板进行精确对位，使得彩膜基板上的 黑矩阵部分对应着阵列基板上的非像素区域，而R、 G、 B滤光单元对应着阵 列基板上的像素区域。彩膜基板上增加了黑矩阵层后，对液晶显示面板的对 盒精确提出了更高的要求。为了保证彩膜基板上的黑矩阵部分能够有效地遮 挡住阵列基板上的非像素区域，降低液晶显示面板精确对盒的难度，通常将 位于彩膜基板上的黑矩阵部分与位于阵列基板的像素电极重叠区域设计较 大，但这将导致TFT-LCD的开口率(Aper ture Rat io )的降低。此外，从TFT-LCD 制备的成本角度考虑，彩膜基板成本在TFT-LCD成本中占据的比重很大，在 彩膜基板上增加黑矩阵层后，由于增加了彩膜基板制备工艺的复杂性以及提 高了液晶显示面板的对盒精度的要求，因此进一步提高了彩膜基板的制备成 本，使得彩膜基板的成本居高不下，从而导致了 TFT-LCD的成本难以降低。为了降低TFT-LCD的成本，减小增加黑矩阵层后对液晶显示面板对盒精 度的要求，现有技术中在制备好的阵列基板上继续制备彩膜基板，通过一套 工艺完成阵列基板和彩膜基板的制备。釆用该方法制备的TFT-LCD,由于阵 列基板和彩膜基板通过一套工艺完成，黑矩阵层通过构图工艺直接形成在非 像素区上，因此明显减小了液晶显示面板对盒精度的要求，也不会对TFT-LCD 的开口率造成影响。但是，采用该方法制备黑矩阵层，通常只是简单地把彩膜基板的制备工艺转嫁到阵列基板上，对阵列基板和彩膜基板的整体工艺并 无便捷之处；并且该方法产生的缺陷也很明显由于在一套工艺中完成制备 阵列基板和彩膜基板，增加了阵列基板工艺或彩膜基板工艺步骤，因此对阵 列基板的良品率带来很大的影响
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种TFT-LCD阵列基板结构及其制备方法，通过利 用3次掩膜(即3mask)工艺将黑矩阵图形形成在阵列基板上，明显降低 LCD对盒精度要求，提高TFT-LCD的开口率。为实现本专利技术目的，本专利技术第一方面提供了 一种TFT-LCD阵列基板结构， 包括形成在基板上的栅线、数据线和像素电极图形，所述栅线和数据线的 交叉处形成薄膜晶体管，所述像素电极形成在栅绝缘层上并搭接在所述薄膜 晶体管的漏电极上方，所述像素电极图形以外区域上形成有黑矩阵图形。在上述技术方案的基础上，所述黑矩阵可具有钝化层作用，可选为无环 感旋光性树脂或聚亚胺非感旋光树脂，或上述树脂的组合；可具有钝化层作 用的所述黑矩阵还可为铬氧化物或钼氧化物，或上述氧化物的组合。所述黑 矩阵图形下还可形成有厚度为70nm 600腿的钝化层，此时，黑矩阵还可为 碳黑着色剂、铬或钼之一或任意组合。所述黑矩阵的厚度为100nm 300腦。为实现本专利技术目的，本专利技术第二方面提供了一种TFT-LCD阵列基板结构 的制备方法，包括步骤IO、通过构图工艺在基板上依次形成栅电极和栅线、栅绝缘层、有 源层、源漏电极和数据线图形；步骤20、在完成步骤10的基板上沉积透明导电层，通过构图工艺形成 像素电极图形，并保留所述像素电极上的光刻胶；步骤30、在完成步骤20的基板上沉积黑矩阵层；步骤40、在完成步骤30的基板上通过光刻胶剥离工艺，去除位于光刻 胶上的黑矩阵层，在所述像素电极的以外区域上形成黑矩阵图形。在上述技术方案的基础上，所述步骤10可具体包括步骤IOI、采用溅射或热蒸发的方法，在基板上沉积厚度为50nm~ 500nm 的栅金属层，通过构图工艺形成栅电极和栅线图形；步骤102、在完成步骤101的基板上通过PECVD方法，连续沉积厚度 100nm~ 6Q0nm为的栅绝缘层和厚度为100nm~ 4Q0nm的有源层；步骤103、在完成步骤102的基板上通过賊射或热蒸发的方法，沉积厚度为50nm~ 450nm的源漏金属层；步骤104、在完成步骤103的基板上涂覆一层光刻胶；步骤105、在完成步骤104的基板上采用狭缝掩模板或灰色调掩模板，通过曝光和显影工艺，在所述光刻胶上形成完全曝光区域、部分曝光区域和未曝光区域；步骤106、通过刻蚀工艺连续刻蚀掉完全曝光区域的源漏金属层和有源 层，形成源漏电极、数据线和有源层图形；步骤107、对光刻胶进行灰化处理，去除部分曝光区域的光刻胶；步骤108、通过刻蚀工艺连续刻蚀掉部分曝光区域的源漏金属层和有源 层中的掺杂半导体层，形成TFT沟道。所述步骤20可具体为在完成步骤10的基板上采用'减射或热蒸发的方 法，沉积厚度为3 0腿~ 7 0腿的透明导电层，通过构图工艺形成像素电极图形， 并保留所述像素电极上的光刻胶。所述步骤30可具体为在完成步骤20的基板上沉积厚度为100鍾~ 300鍾具有钝化层作用的黑矩阵层。所述步骤30还可为在完成步骤20的基板上沉积厚度均为70腿~ 600nm 钝化层和黑矩阵层；所述步骤40可具体为在完成步骤30的基板上，通过 光刻胶剥离，去除光刻胶上面的钝化层和黑矩阵层。本专利技术提供的一种TFT-LCD阵列基板结构及其制备方法，通过将黑矩阵 制备在TFT-LCD阵列基板上，明显减小了液晶显示面板对盒精度的要求，黑 矩阵形成区域与像素电极形成区域没有重叠，因此在不会对TFT-LCD的开口 率造成影响，同时还避免了像素电极以外的区域产生漏光现象，有利于 提高TFT-LCD显示性能。同时，本专利技术TFT-LCD阵列基板结构的制备方法只 通过三次掩模即可获得黑矩阵图形，完成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＴＦＴ－ＬＣＤ阵列基板结构，包括形成在基板上的栅线、数据线和像素电极图形，所述栅线和数据线的交叉处形成薄膜晶体管，其特征在于，所述像素电极形成在栅绝缘层上并搭接在所述薄膜晶体管的漏电极上方，所述像素电极图形以外区域上形成有黑矩阵图形。

【技术特征摘要】
1、一种TFT-LCD阵列基板结构，包括形成在基板上的栅线、数据线和像素电极图形，所述栅线和数据线的交叉处形成薄膜晶体管，其特征在于，所述像素电极形成在栅绝缘层上并搭接在所述薄膜晶体管的漏电极上方，所述像素电极图形以外区域上形成有黑矩阵图形。2、 根据权利要求1所述的TFT-LCD阵列基板结构，其特征在于，所述黑 矩阵为无环感旋光性树脂或聚亚胺非感旋光树脂，或上述树脂的组合；或者， 所述黑矩阵层为铬氧化物或钼氧化物，或上述氧化物的组合。3、 根据权利要求2所述的TFT-LCD阵列基板结构，其特征在于，所述黑 矩阵图形下还形成有厚度为70nm 60()mn的钝化层。4、 根据权利要求3所述的TFT-LCD阵列基板结构，其特征在于，所述黑 矩阵为碳黑着色剂、铬或钼之一或任意组合。5、 根据权利要求1 ~ 4所述的任一 TFT-LCD阵列基板结构，其特征在于， 所述黑矩阵的厚度为100nm 300nm。6、 一种TFT-LCD阵列基板结构的制备方法，其特征在于，包括 步骤IO、通过构图工艺在基板上依次形成栅电极和栅线、栅绝缘层、有源层、源漏电极和数据线图形；步骤20、在完成步骤10的基板上沉积透明导电层，通过构图工艺形成 像素电极图形，并保留所述像素电极上的光刻胶；步骤30、在完成步骤20的基板上沉积黑矩阵层；步骤40、在完成步骤3Q的基板上通过光刻胶剥离工艺，去除位于光刻 胶上的黑矩阵层，在所述像素电极的以外区域上形成黑矩阵图形。7、 根据权利要求6所述的TFT-LCD阵列基板结构的制备方法，其特征在 于，所述步骤10具体为步骤IOI、采用溅射或热蒸发的方法，在基板上沉积厚度为50nm~ 500nm 的栅金属层，通过构图工艺形成栅电极和栅线图形；步骤102、在完成步骤101的基板上通过PECVD方法，连续沉积厚度为 100腿~ 600nm的栅绝缘层和厚度为100腿~ 400nm的有源层；步骤103、在完成步骤1...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝金刚，
申请(专利权)人：北京京东方光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]