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CN102569192B - 半穿半反液晶显示器的阵列基板制造方法 - Google Patents

半穿半反液晶显示器的阵列基板制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种半穿半反液晶显示器的阵列基板制造方法，包括以下步骤：步骤1、提供基板；步骤2、在基板上形成透明电极层、在透明电极层上形成第一金属层；步骤3、通过第一道光罩制程以形成预定图案的栅极、像素电极及反射部；步骤4、在栅极、像素电极及反射部上形成绝缘层；步骤5、通过第二道光罩制程在上述绝缘层上形成预定图案的栅极绝缘层；步骤6、在栅极绝缘层上形成半导体层、在半导体层上形成第二金属层；步骤7、通过第三道光罩制程在半导体层上形成预定图案的沟道层及在第二金属层上形成预定图案的漏极与源极，形成薄膜晶体管，其中，所述漏极电性连接于所述像素电极。

Description

半穿半反液晶显示器的阵列基板制造方法
技术领域
本发明涉及液晶显示领域，尤其涉及一种半穿半反液晶显示器的阵列基板制造方法。
背景技术
目前市场上显示器以光源需求大略分为三类，穿透式液晶显示器、反射式液晶显示器及半穿半反液晶显示器。穿透式液晶显示器适合使用在弱光源的环境中，如在室内使用，而在室外使用时，当外在光源过于强大时，会使背光源的强度受到外在光的干扰，而使得眼睛看显示器时会因此而觉得面板过亮而不清楚，影响到影像品质。而且长期使用背光源，使电量的消耗非常大，而小尺寸的显示器通常使用电池供电，所以容易出现很快没电的情况。反射式液晶显示器则适合用于外在光源强大的地方，因为结构中有一反射体，可以把强光反射，将外在光源的影响减低，此种结构轻薄且省电，但在光源弱的地方，会出现光强度不足的现象，影响影像品质。半穿半反式液晶显示器具有两种不同的显示模式，在光线较暗的环境下，主要靠透视模式，也就是利用液晶器自身的背光源透光液晶面板显示图像，在阳光下等光线充足的情况下，主要靠反射模式，即利用液晶面板内的反光镜将外部的光线反射出去，依次作为光源显示图像，因此半穿半反式液晶显示器适用于各种光线强度的外部环境，尤其具有优秀的户外可视性能，并且背光源的亮度不需要很高，具有功耗低的特点。
通常液晶显示器由一个上基板、一个下基板和夹于两者之间的液晶所组成。上基板是所谓的彩膜基板，通常包括公共电极和彩色滤光片。下基板是所谓的阵列基板，通常包括薄膜晶体管(TFT)和像素电极。彩膜基板可以通过数次光罩工艺形成彩色滤光片。阵列基板通常是使用4到6个掩膜(Mask)，经过薄膜沉积、Mask曝光和蚀刻等几步重复光罩制程工艺，形成矩阵排列的薄膜晶体管和像素电极，阵列基板制造过程中使用的Mask越多，相应工序也越多，进而导致不良率高，成本难以控制。
而现有制造半穿半反式阵列基板的制造方法，一般的是在完成薄膜晶体管后再进行另外的制程以形成反射部，使得制程更为复杂，成本更高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种半穿半反液晶显示器的阵列基板制造方法，其简化了阵列基板的生产制程、缩短了生产时间、降低生产成本。
为实现上述目的，本发明提供一种半穿半反液晶显示器的阵列基板制造方法，包括以下步骤：
步骤1、提供基板；
步骤2、在基板上形成透明电极层、在透明电极层上形成第一金属层；
步骤3、通过第一道光罩制程以形成预定图案的栅极、像素电极及反射部，其中，该栅极由透明电极层及第一金属层形成，该像素电极由透明电极层形成，该反射部由第一金属层形成；
步骤4、在栅极、像素电极及反射部上形成绝缘层；
步骤5、通过第二道光罩制程在上述绝缘层上形成预定图案的栅极绝缘层；
步骤6、在栅极绝缘层上形成半导体层、在半导体层上形成第二金属层；
步骤7、通过第三道光罩制程在半导体层上形成预定图案的沟道层及在第二金属层上形成预定图案的漏极与源极，形成薄膜晶体管，其中，所述漏极电性连接于所述像素电极。
所述第一道光罩制程利用灰阶掩膜或半灰阶掩膜对透明电极层及第一金属层进行曝光、显影、蚀刻以形成预定图案的栅极、像素电极及反射部，所述栅极位于所述基板上，由部分透明电极层及设于该部分透明电极层上的部分第一金属层形成，所述像素电极与所述栅极分离设置，该像素电极由另一部分透明电极层形成，所述反射部位于所述像素电极上。
所述步骤5中，第二道光罩制程利用灰阶掩膜或半灰阶掩膜对绝缘层进行曝光、显影、蚀刻还形成像素电极绝缘层，该像素电极绝缘层位于所述像素电极与反射部上。
所述第三道光罩制程利用灰阶掩膜或半灰阶掩膜对半导体层及第二金属层进行曝光、显影、蚀刻以形成预定图案的沟道层、漏极与源极，所述沟道层位于所述栅极绝缘层上，并部分延伸于所述像素电极，所述漏极与源极分离设置于所述沟道层的两端，该漏极一端沿所述沟道层延伸于所述像素电极上。
所述透明电极层为氧化铟锡层。
所述步骤7后还包括，步骤8、在薄膜晶体管上形成平坦化层。
所述步骤8中的平坦化层为透明绝缘层。
所述第一金属层、第二金属层、及透明电极层分别通过溅射制程而形成。
所述绝缘层、半导体层、及平坦层通过化学气相沉积而形成。
本发明的有益效果：本发明半穿半反液晶显示器的阵列基板制造方法，只需三道光罩制程就完成了半穿半反液晶显示器的阵列基板制造，简化了生产制程，缩短了生产时间，降低了生产成本。
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
附图中，
图1为本发明半穿半反液晶显示器的阵列基板制造方法的流程图；
图2至图6为本发明半穿半反液晶显示器的阵列基板制造方法一实施例的各制造阶段的结构示意图；
图7为通过本发明半穿半反液晶显示器的阵列基板制造方法制成的阵列基板的另一结构示意图；
图8为通过本发明半穿半反液晶显示器的阵列基板制造方法制成的阵列基板的又一结构示意图；
图9为通过本发明半穿半反液晶显示器的阵列基板制造方法制成的阵列基板的再一结构示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
请参阅图1至图6，本发明半穿半反液晶显示器的阵列基板制造方法，包括以下步骤：
步骤1、提供基板100，该基板100由可透光材料构成，通常为玻璃基板、石英基板或其他合适的材料的基板。
步骤2、在基板100上形成透明电极层200、在透明电极层200上形成第一金属层300(如图2所示)，所述透明电极层200为氧化铟锡(ITO)层，该透明电极层200与第一金属层300均通过溅射(Sputtering)制程而形成，该第一金属层300的材料可为钼、钨、铬、铝、铜或其叠层或其他适当材料。
步骤3、通过第一道光罩制程以形成预定图案的栅极20、像素电极30及反射部40(如图3所示)，其中，该栅极20由透明电极层200及第一金属层300形成，该像素电极30由透明电极层200形成，该反射部40由第一金属层300形成。
所述第一道光罩制程利用灰阶掩膜或半灰阶掩膜对透明电极层200及第一金属层300进行曝光、显影、蚀刻以形成预定图案的栅极20、像素电极30及反射部40，所述栅极20位于所述基板100上，由部分透明电极层200及设于该部分透明电极层200上的部分第一金属层300形成，所述像素电极30与所述栅极20分离设置，该像素电极30由另一部分透明电极层200形成，所述反射部40位于所述像素电极30上，由第一金属层300形成。该第一道光罩制程的具体实施方式可为在第一金属层300上覆一层感光(photo-sensitive)材料，即光致抗蚀剂层，然后使得光线通过灰阶掩膜或半灰阶掩膜照射于光致抗蚀剂层上以将该光致抗蚀剂层曝光。由于灰阶掩膜或半灰阶掩膜上具有有源区域的图案，将使部分光线得以穿过灰阶掩膜或半灰阶掩膜而照射于光致抗蚀剂层上，使得光致抗蚀剂层的曝光具有选择性，同时借此将灰阶掩膜或半灰阶掩膜上的图案完整的复印至光致抗蚀剂层上。然后，利用合适的显影液剂(developer)除去部分光致抗蚀剂，使得光致抗蚀剂层显现所需要的图案。接着，通过蚀刻工艺将部分第一金属层300及部分透明电极层200去除，在此的蚀刻工艺可选用湿式蚀刻、干式蚀刻或两者配合使用。最后，将剩余的图案化的光致抗蚀剂层全部去除，进而形成预定图案的栅极20、像素电极30及反射部40。
步骤4、在栅极20、像素电极30及反射部40上形成绝缘层400(如图4所示)，该绝缘层400通过化学气相沉积(Chemical vapor deposition，CVD)而形成，所述绝缘层400通常为氧化层，但也可以为氮化层、其他适宜的绝缘材料层或前述各绝缘层的复合层。
步骤5、通过第二道光罩制程在上述绝缘层400上形成预定图案的栅极绝缘层50(如图5所示)。
步骤6、在栅极绝缘层50上形成半导体层(未图示)、在半导体层上形成第二金属层(未图示)，所述半导体层通过化学气相沉积而形成，该半导体层一般为多晶硅层，所述第二金属层通过溅射制程而形成，该第二金属层的材料可为钼、钨、铬、铝、铜或其叠层或其他适当材料。
步骤7、通过第三道光罩制程在半导体层上形成预定图案的沟道层60及在第二金属层上形成预定图案的漏极70与源极80(如图6所示)，形成薄膜晶体管，其中，所述漏极70电性连接于所述像素电极30。
所述第三道光罩制程利用灰阶掩膜或半灰阶掩膜对半导体层及第二金属层进行曝光、显影、蚀刻以形成预定图案的沟道层60、漏极70与源极80，所述沟道层60位于所述栅极绝缘层50上，并部分延伸于所述像素电极30，所述漏极70与源极80分离设置于所述沟道层60的两端，且，该漏极70一端沿所述沟道层60延伸于所述像素电极30上，进而形成一薄膜晶体管。该第三道光罩制程与上述光罩制程相同，需要特别指出的是，在蚀刻工艺时，所述沟道层60对应漏极70部分多蚀刻一部分，使得所述漏极70的一端失去支撑而延伸至所述像素电极30上，进而使得漏极70与像素电极30电性连接。
步骤8、在薄膜晶体管上形成平坦化层(未图示)，该平坦化层为透明绝缘层，通过化学气相沉积而形成。
请参阅图7，为通过本发明半穿半反液晶显示器的阵列基板制造方法制成的阵列基板的另一结构示意图，形成该种结构的阵列基板，其与上述制程的区别在于，在上述步骤5中，第二道光罩制程利用灰阶掩膜或半灰阶掩膜对绝缘层进行曝光、显影、蚀刻还可以形成像素电极绝缘层90，该像素电极绝缘层90位于所述像素电极30与反射部40上。
请参阅图8，为通过本发明半穿半反液晶显示器的阵列基板制造方法制成的阵列基板的又一结构示意图，其区别制程为，在上述步骤7中，第三道光罩制程利用灰阶掩膜或半灰阶掩膜对绝缘层进行曝光、显影、蚀刻在半导体层上形成的漏极70’完全设于沟道层60上，该漏极70’通过沟道层60电性连接于像素电极30。
请参阅图9，为通过本发明半穿半反液晶显示器的阵列基板制造方法制成的阵列基板的再一结构示意图，其区别制程为，所述步骤5中，第二道光罩制程利用灰阶掩膜或半灰阶掩膜对绝缘层进行曝光、显影、蚀刻还可以形成像素电极绝缘层90，该像素电极绝缘层90位于所述像素电极30与反射部40上；同时，在上述步骤7中，第三道光罩制程利用灰阶掩膜或半灰阶掩膜对绝缘层进行曝光、显影、蚀刻在半导体层上形成的漏极70’完全设于沟道层60上，该漏极70’通过沟道层60电性连接于像素电极30。
综上所述，本发明半穿半反液晶显示器的阵列基板制造方法，只需三道光罩制程就完成了半穿半反液晶显示器的阵列基板制造，简化了生产制程，缩短了生产时间，降低了生产成本。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种半穿半反液晶显示器的阵列基板制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、提供基板；
步骤2、在基板上形成透明电极层、在透明电极层上形成第一金属层；
步骤3、通过第一道光罩制程以形成预定图案的栅极、像素电极及反射部，其中，该栅极由透明电极层及第一金属层形成，该像素电极由透明电极层形成，该反射部由第一金属层形成；
步骤4、在栅极、像素电极及反射部上形成绝缘层；
步骤5、通过第二道光罩制程在上述绝缘层上形成预定图案的栅极绝缘层；
步骤6、在栅极绝缘层上形成半导体层、在半导体层上形成第二金属层；
步骤7、通过第三道光罩制程在半导体层上形成预定图案的沟道层及在第二金属层上形成预定图案的漏极与源极，形成薄膜晶体管，其中，所述漏极电性连接于所述像素电极；
所述第一道光罩制程利用灰阶掩膜或半灰阶掩膜对透明电极层及第一金属层进行曝光、显影、蚀刻以形成预定图案的栅极、像素电极及反射部，所述栅极位于所述基板上，由部分透明电极层及设于该部分透明电极层上的部分第一金属层形成，所述像素电极与所述栅极分离设置，该像素电极由另一部分透明电极层形成，所述反射部位于所述像素电极上。
2.如权利要求1所述的半穿半反液晶显示器的阵列基板制造方法，其特征在于，所述步骤5中，第二道光罩制程利用灰阶掩膜或半灰阶掩膜对绝缘层进行曝光、显影、蚀刻还形成像素电极绝缘层，该像素电极绝缘层位于所述像素电极与反射部上。
3.如权利要求1所述的半穿半反液晶显示器的阵列基板制造方法，其特征在于，所述第三道光罩制程利用灰阶掩膜或半灰阶掩膜对半导体层及第二金属层进行曝光、显影、蚀刻以形成预定图案的沟道层、漏极与源极，所述沟道层位于所述栅极绝缘层上，并部分延伸于所述像素电极，所述漏极与源极分离设置于所述沟道层的两端，该漏极一端沿所述沟道层延伸于所述像素电极上。
4.如权利要求1所述的半穿半反液晶显示器的阵列基板制造方法，其特征在于，所述透明电极层为氧化铟锡层。
5.如权利要求1所述的半穿半反液晶显示器的阵列基板制造方法，其特征在于，所述步骤7后还包括，步骤8、在薄膜晶体管上形成平坦化层。
6.如权利要求5所述的半穿半反液晶显示器的阵列基板制造方法，其特征在于，所述步骤8中的平坦化层为透明绝缘层。
7.如权利要求1所述的半穿半反液晶显示器的阵列基板制造方法，其特征在于，所述第一金属层、第二金属层及透明电极层分别通过溅射制程而形成。
8.如权利要求5所述的半穿半反液晶显示器的阵列基板制造方法，其特征在于，所述绝缘层、半导体层及平坦化层通过化学气相沉积而形成。
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