CN102799014B - 液晶显示面板的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种液晶显示面板的制作方法，包括以下步骤：步骤1、提供基板；步骤2、在基板上形成黑色光阻材料层，并通过光罩制程形成预定图案，进而形成黑色矩阵；步骤3、在黑色光阻材料层上形成隔离层；步骤4、在隔离层上形成第一金属层，在第一金属层上形成第二金属层，并通过光罩制程形成预定图案，进而形成源/漏极与存储电容Com电极；步骤5、在第二金属层上形成欧姆接触层，并通过光罩制程形成预定图案，进而在金属电极上形成掺磷薄膜；步骤6、在欧姆接触层上形成沟道层，并通过光罩制程形成预定图案，进而形成岛；步骤7、在沟道层上形成栅极绝缘层，在栅极绝缘层上形成第三金属层，并过光罩制程形成预定图案，进而形成栅极及存储电容对电极，所述存储电容设于黑色矩阵的边缘位置；步骤8、在第三金属层上形成保护层；步骤9、在保护层上形成R、G、B像素；步骤10、在R、G、B像素对应源极与存储电容位置过孔；步骤11、在R、G、B像素上形成透明导电层，并通过光罩制程形成预定图案，进而形成像素电极，进而制得COA基板；步骤12、将COA基板与上基板贴合，并在COA基板与上基板注入液晶，进而制得液晶显示面板。
Description
技术领域
本发明涉及液晶显示领域，尤其涉及一种液晶显示面板的制作方法。
背景技术
液晶显示装置（LCD，Liquid Crystal Display）具有机身薄、省电、无辐射等众多优点，得到了广泛的应用。现有市场上的液晶显示装置大部分为背光型液晶显示装置，其包括液晶显示面板及背光模组（backlight module）。液晶显示面板的工作原理是在两片平行的玻璃基板当中放置液晶分子，通过玻璃基板通电与否来控制液晶分子改变方向，将背光模组的光线折射出来产生画面。
通常液晶显示面板由彩膜基板（CF，Color Filter）、薄膜晶体管基板（TFT，Thin Film Transistor)、夹于彩膜基板与薄膜晶体管基板之间的液晶（LC，LiquidCrystal）及密封胶框（Sealant）组成，其成型工艺一般包括：前段阵列（Array）制程（薄膜、黄光、蚀刻及剥膜）、中段成盒（Cell）制程（TFT基板与CF基板贴合）及后段模组组装制程（驱动IC与印刷电路板压合）。其中，前段Array制程主要是形成TFT基板，以便于控制液晶分子的运动；中段Cell制程主要是在TFT基板与CF基板之间添加液晶；后段模组组装制程主要是驱动IC压合与印刷电路板的整合，进而驱动液晶分子转动，显示图像。
现在主流的AMLCD（宽温液晶显示屏又叫主动式矩阵液晶显示器，Active Matrix Liquid Crystal Display）一般采用的是底栅（bottom gate）错列的TFT结构300（如图1所示）作为开关元件，主要出于以下几点考虑：一是bottom gate可以作为遮光型设计，避免来自背光源（Black Light）的光照产生的active layer（沟道层，普遍采用的是a-Si:H）的光电流，影响TFT器件的稳定性；二是工艺上依次沉积SiNx（氮化硅）/a-Si:H（氢化非晶硅）/n+a-Si:H（掺磷氢化非晶硅）对各界面态影响最小。而普遍被认识的顶栅（top-gate）结构TFT300’（如图2所示）由于存在背光源光照漏电流的影响而未被采用。
目前常用的COA（Color Filtering On Array）设计是将Black Matrix（黑色矩阵）依然设计在Color Filtering一层用于挡住外界的干扰光和背光源的漏光，而将R、G、B像素310部分涂布在薄膜晶体管基板300”一层（如图3所示），其中TFT部分采用的是底栅错列结构。其制程较为复杂，成本相对较高，而良率较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种液晶显示面板的制作方法，其简化了生产制程，有效降低了生产成本。
为实现上述目的，本发明提供一种液晶显示面板的制作方法，包括以下步骤：
步骤1、提供基板；
步骤2、在基板上形成黑色光阻材料层，并通过光罩制程形成预定图案，进而形成黑色矩阵；
步骤3、在黑色光阻材料层上形成隔离层；
步骤4、在隔离层上形成第一金属层，在第一金属层上形成第二金属层，并通过光罩制程形成预定图案，进而形成源/漏极与存储电容Com电极；
步骤5、在第二金属层上形成欧姆接触层，并通过光罩制程形成预定图案，进而在金属电极上形成掺磷薄膜；
步骤6、在欧姆接触层上形成沟道层，并通过光罩制程形成预定图案，进而形成岛；
步骤7、在沟道层上形成栅极绝缘层，在栅极绝缘层上形成第三金属层，并过光罩制程形成预定图案，进而形成栅极及存储电容对电极，所述存储电容设于黑色矩阵的边缘位置；
步骤8、在第三金属层上形成保护层；
步骤9、在保护层上形成R、G、B像素；
步骤10、在R、G、B像素对应源极与存储电容位置过孔；
步骤11、在R、G、B像素上形成透明导电层，并通过光罩制程形成预定图案，进而形成像素电极，进而制得COA基板；
步骤12、将COA基板与上基板贴合，并在COA基板与上基板注入液晶，进而制得液晶显示面板。
所述基板为玻璃基板。
所述第一金属层为铝层，其通过溅射工艺形成于隔离层上。
所述第二金属层为钼层，其通过溅射工艺形成于第一金属层上。
所述欧姆接触层为掺磷的氢化非晶硅层，其通过化学气相沉积形成于第二金属层上。
所述沟道层为氢化非晶硅层，其通过化学气相沉积形成于欧姆接触层上。
所述栅极绝缘层为氮化硅层，其通过化学气相沉积形成于沟道层上。
所述第三金属层为钼层、铝层或钼层与铝层的组合层，其通过溅射形成于保护层上。
所述R、G、B像素通过涂布工艺形成于保护层上。
所述透明导电层为铟锡金属氧化物层，其通过溅射形成于R、G、B像素上。
本发明的有益效果：本发明液晶显示面板的制作方法，大大简化了现有AMLCD的彩膜基板工艺，这样上玻璃基板只需要进行沉积ITO薄膜，而且由于没有Black Matrix，ITO薄膜成膜性能较好，平坦而且与玻璃的附着作用比较好；且，由于采用的顶栅结构的TFT，沟道层可以做的比较薄减少了薄膜沉积时间，同时提高了电学特性，开态电流会提高，关态电流也会降低；相对于底栅结构TFT的COA，该设计可以简化TFT基板一层玻璃上比较复杂的COA工序，主要是由于TFT的工序的简化，而且由于最后完成的是R、G、B涂布，相对而言TFT基板一侧也比较平坦，这样对液晶盒内的液晶控制有利。
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为现有的底栅错列的TFT基板结构示意图；
图2为现有的顶栅错列的TFT基板结构示意图；
图3为现有R、G、B形成于TFT基板液晶显示面板的结构示意图；
图4本发明液晶显示面板的制作方法的流程图；
图5至图16为用本发明液晶显示面板的制作方法制作的液晶显示面板各阶段对应的结构示意图；
图17为用本发明液晶显示面板的制作方法制作的液晶显示面板的结构示意图。
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4至图17，本发明提供一种液晶显示面板的制作方法，包括以下步骤：
步骤1、提供基板20。
所述基板20为透明基板，在本实施例中，该基板20为玻璃基板。
步骤2、在基板20上形成黑色光阻材料层，并通过光罩制程形成预定图案，进而形成黑色矩阵22（如图5所示）。
所述黑色光阻材料层可通过打印、印刷或涂布等方式形成于基板20上。所述光罩制程包括曝光、显影及蚀刻等制程。
步骤3、在黑色光阻材料层上形成隔离层30（如图6所示）。
所述隔离层30用于防止黑色矩阵22光阻材料对上层TFT器件材料的污染，而且气相沉积法和溅射工艺的温度和等离子体会破坏黑色矩阵22，因此要求隔离层30沉积温度比较低。同时所述隔离层30还可以解决后段工序薄膜材料的附着力问题。
步骤4、在隔离层30上形成第一金属层，在第一金属层上形成第二金属层，并通过光罩制程形成预定图案，进而形成源/漏极42与存储电容Com电极44（如图7及图8所示，其中图8为图7的俯视图）。
所述第一金属层通过溅射（Sputtering）工艺形成于隔离层30上，所述第二金属层通过溅射工艺形成于第一金属层上，在本实施例中，所述第一金属层为铝（Al）层，第二金属层为钼（Mo）层，该第一与第二金属层通过涂布光阻、曝光、显影、刻蚀及光阻剥离等制程，在隔离层30形成源/漏极42与存储电容Com电极44。
步骤5、在第二金属层上形成欧姆接触层，并通过光罩制程形成预定图案，进而在金属电极上形成掺磷薄膜52（如图9所示）。
所述欧姆接触层为掺磷的氢化非晶硅（n+a-Si:H）层，其通过化学气相沉积形成于第二金属层上，并通过涂布光阻、曝光、显影、刻蚀及光阻剥离等制程在第二金属层上形成掺氮（n+）薄膜52。
步骤6、在欧姆接触层上形成沟道层，并通过光罩制程形成预定图案，进而形成岛62（如图10所示）。
所述沟道层为氢化非晶硅（a-Si:H）层，其通过化学气相沉积（Chemicalvapor deposition，CVD）形成于欧姆接触层上，并通过涂布光阻、曝光、显影、刻蚀及光阻剥离等制程形成岛（island）62。
步骤7、在沟道层上形成栅极绝缘层70，在栅极绝缘层70上形成第三金属层，并过光罩制程形成预定图案，进而形成栅极82及存储电容对电极，所述存储电容对电极设于黑色矩阵22的边缘位置（如图11所示）。
所述栅极绝缘层70为氮化硅（SiNx）层，其通过化学气相沉积形成于沟道层上。该栅极绝缘层70为栅极绝缘层（GI-SiNx）。
所述第三金属层为钼层、铝层或钼层与铝层的组合层，其通过溅射形成于栅极绝缘层70上。该第三金属层的具体结构可根据材料的接触来适当调整，在本实施例中，该第三金属层为钼层-铝层-钼层三层结构。
存储电容可第一、二金属层和第三金属层之间形成，也可由第一、二金属层与透明导电层之间形成，优选所述存储电容由第一二金属层和第三金属层之间形成。
请参阅图12，其为图11的俯视图，所述存储电容设于黑色矩阵22的边缘位置，进而提高了液晶显示面板的开口率。
步骤8、在第三金属层上形成保护层90（如图13所示）。
该保护层90为SiNx层。
步骤9、在保护层90上形成R、G、B像素102、104、106（如图14所示）。
所述R、G、B像素102、104、106通过涂布工艺形成于保护层90上。
步骤10、在R、G、B像素102、104、106对应源极42与存储电容位置过孔，以形成孔部108，该孔部108主要是为了使像素电极112与源极42以及存储电容进行导通（如图15所示）。
步骤11、在R、G、B像素102、104、106上形成透明导电层，并通过光罩制程形成预定图案，进而形成像素电极112，进而制得COA基板200（如图16所示）。
所述透明导电层为铟锡金属氧化物（Indium Tin Oxides，ITO）层，其通过溅射形成于R、G、B像素102、104、106上。
步骤12、将COA基板200与上基板400贴合，并在COA基板200与上基板400注入液晶（未图示），进而制得液晶显示面板（如图17所示）。
值得一提的是，本发明还可以进一步简化制程，其方法可为：
方法一、将源极、漏极和n+层一次沉积，然后再刻蚀。
方法二、源极、漏极先以黑色矩阵作为掩膜（MASK），然后曝光、显影，并在n+层蚀刻的时候再将横向的Metal刻蚀掉。
这样栅极的上层都会有一层n+层。如果采用此工艺，采用MIM设计的存储电容就在Black Matrix上方。
另，还可以在步骤6沉积a-Si:H之后再沉积一层比较薄的GI-SiNx，以形成比较好的interface（分界），防止后续的界面污染问题。还可以在a-Si:H/GI-SiNx的island形成之后再沉积一层厚的GI-SiNx，由于界面已经形成可以采用快速沉积降低沉积时间。这里还可以采用SiO2/Si的绝缘接触层。
综上所述，本发明液晶显示面板的制作方法，大大简化了现有AMLCD的彩膜基板工艺，这样上玻璃基板只需要进行沉积ITO薄膜，而且由于没有BlackMatrix，ITO薄膜成膜性能较好，平坦而且与玻璃的附着作用比较好；且，由于采用的顶栅结构的TFT，沟道层可以做的比较薄减少了薄膜沉积时间，同时提高了电学特性，开态电流会提高，关态电流也会降低；相对于底栅结构TFT的COA，该设计可以简化TFT基板一层玻璃上比较复杂的COA工序，主要是由于TFT的工序的简化，而且由于最后完成的是R、G、B涂布，相对而言TFT基板一侧也比较平坦，这样对液晶盒内的液晶控制有利。
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 (10)
1.一种液晶显示面板的制作方法，包括以下步骤：步骤1、提供基板；
其特征在于，还包括以下步骤：
步骤2、在基板上形成黑色光阻材料层，并通过光罩制程形成预定图案，进而形成黑色矩阵；
步骤3、在黑色光阻材料层上形成隔离层；
步骤4、在隔离层上形成第一金属层，在第一金属层上形成第二金属层，并通过光罩制程形成预定图案，进而形成源/漏极与存储电容Com电极；
步骤5、在第二金属层上形成欧姆接触层，并通过光罩制程形成预定图案，进而在金属电极上形成掺磷薄膜；
步骤6、在欧姆接触层上形成沟道层，并通过光罩制程形成预定图案，进而形成岛；
步骤7、在沟道层上形成栅极绝缘层，在栅极绝缘层上形成第三金属层，并过光罩制程形成预定图案，进而形成栅极及存储电容对电极，所述存储电容设于黑色矩阵的边缘位置；
步骤8、在第三金属层上形成保护层；
步骤9、在保护层上形成R、G、B像素；
步骤10、在R、G、B像素对应源极与存储电容位置过孔；
步骤11、在R、G、B像素上形成透明导电层，并通过光罩制程形成预定图案，进而形成像素电极，进而制得COA基板；
步骤12、将COA基板与上基板贴合，并在COA基板与上基板之间注入液晶，进而制得液晶显示面板。
2.如权利要求1所述的液晶显示面板的制作方法，其特征在于，所述基板为玻璃基板。
3.如权利要求1所述的液晶显示面板的制作方法，其特征在于，所述第一金属层为铝层，其通过溅射工艺形成于隔离层上。
4.如权利要求1所述的液晶显示面板的制作方法，其特征在于，所述第二金属层为钼层，其通过溅射工艺形成于第一金属层上。
5.如权利要求1所述的液晶显示面板的制作方法，其特征在于，所述欧姆接触层为掺磷的氢化非晶硅层，其通过化学气相沉积形成于第二金属层上。
6.如权利要求1所述的液晶显示面板的制作方法，其特征在于，所述沟道层为氢化非晶硅层，其通过化学气相沉积形成于欧姆接触层上。
7.如权利要求1所述的液晶显示面板的制作方法，其特征在于，所述栅极绝缘层为氮化硅层，其通过化学气相沉积形成于沟道层上。
8.如权利要求1所述的液晶显示面板的制作方法，其特征在于，所述第三金属层为钼层、铝层或钼层与铝层的组合层，其通过溅射形成于保护层上。
9.如权利要求1所述的液晶显示面板的制作方法，其特征在于，所述R、G、B像素通过涂布工艺形成于保护层上。
10.如权利要求1所述的液晶显示面板的制作方法，其特征在于，所述透明导电层为铟锡金属氧化物层，其通过溅射形成于R、G、B像素上。
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