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CN104076561A - 用于制作hva像素电极的方法及阵列基板 - Google Patents

用于制作hva像素电极的方法及阵列基板 Download PDF

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CN104076561A
CN104076561A CN201410344992.XA CN201410344992A CN104076561A CN 104076561 A CN104076561 A CN 104076561A CN 201410344992 A CN201410344992 A CN 201410344992A CN 104076561 A CN104076561 A CN 104076561A
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CN
China
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conductive layer
pixel electrode
photomask
insulating
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CN201410344992.XA
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施明宏
姜佳丽
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TCL China Star Optoelectronics Technology Co Ltd
Original Assignee
Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co Ltd
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Publication date
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Abstract

本发明公开了一种用于制作HVA像素电极的方法及对应的阵列基板，应用于液晶显示技术领域，该方法包括：在基底上沉积第一金属材料经蚀刻形成第一金属导电层；在第一金属导电层上沉积第一绝缘材料和半导体材料经蚀刻形成中间层；在中间层上沉积第二金属材料经蚀刻形成第二金属导电层；在第二金属导电层以及裸露的中间层上涂敷第二绝缘材料经蚀刻同时形成接触孔及三维结构的绝缘结构体；在绝缘结构体表面以及裸露出的其它层上全面涂敷透明导电材料，并通过第五道光罩蚀刻形成透明导电层，同时还包括采用以上方法制成的阵列基板。本发明节省了一道光罩过程，节约了成本，缩短了阵列基板的制作时间，提高了产能，同时提高了液晶面板的穿透率。

Description

用于制作HVA像素电极的方法及阵列基板
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，具体地说，涉及一种用于制作HVA(HighVertical Alignment，高垂直排列)像素电极的方法及阵列基板。
背景技术
一般而言，HVA像素电极具有Fine Slit(改进的狭缝)结构样式。Fine Slit结构在狭缝部分不设置像素电极。因此狭缝部分对电场的控制力较差，进而对液晶分子的控制力较差。在显示的时候，该狭缝部分对应的区域会出现暗纹。这在一定程度上损失了液晶的透光效率，进而损失了液晶面板的穿透率。
基于上述情况，亟需一种能够提高液晶面板穿透率的HVA像素电极的制作方法及对应的阵列基板。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种能够提高液晶面板穿透率的HVA像素电极的制作方法及对应的阵列基板。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于制作HVA像素电极的方法，其包括以下步骤：
在一基底上沉积第一金属材料，并采用第一道光罩对所述第一金属材料进行蚀刻以图案化形成第一金属导电层；
在所述第一金属导电层上沉积第一绝缘材料和半导体材料，并采用第二道光罩对所述半导体材料进行蚀刻以图案化形成硅岛图案，裸露的第一绝缘材料和蚀刻后的半导体材料形成中间层；
在所述中间层上沉积第二金属材料，并采用第三道光罩对所述第二金属材料进行蚀刻以图案化形成第二金属导电层；
在图案化的第二金属导电层以及裸露的中间层上涂敷第二绝缘材料，并通过第四道光罩对所述第二绝缘材料进行蚀刻，以形成至少到达所述第二金属导电层的接触孔，其中，所述第四道光罩设计成还能蚀刻出具有三维结构的绝缘结构体；
在所述绝缘结构体表面以及裸露出的其它层上全面涂敷透明导电材料，并通过第五道光罩蚀刻形成透明导电层。
根据本发明的一个实施例，所述绝缘结构体为米字形结构。
根据本发明的一个实施例，所述米字形结构包括垂直相交的水平主干和竖直主干，以及分别从水平主干和竖直主干向两侧以一定夹角延伸出的若干分支，各个分支部分和主干部分具有凸条形状，在分支之间具有凹槽形状。
根据本发明的一个实施例，所述第四道光罩上的透光区域对应形成阵列基板上的绝缘结构体的凹槽。
根据本发明的一个实施例，经所述第五道光罩蚀刻后形成的透明导电层覆盖于所述凸条的表面和所述的凹槽表面形成像素电极。
根据本发明的另一方面，还提供了一种具有以上方法制作的像素电极的阵列基板，其包括；
基底；
在基底上形成的多个像素单元，所述像素单元包括：
设置在开口区的像素电极，所述像素电极设置于绝缘结构体上，其中，所述绝缘结构体包括相间排列的凸条和凹槽。
根据本发明的一个实施例，所述所述绝缘结构体为米字形结构。
根据本发明的一个实施例，所述米字形结构包括垂直相交的水平主干和竖直主干，以及分别从中向两侧以一定夹角延伸出的若干分支，各个分支部分和主干部分具有所述凸条形状，在分支之间具有所述凹槽形状。
根据本发明的一个实施例，所述凸条和所述凹槽的宽度设置为相等。
根据本发明的一个实施例，所述凸条和所述凹槽的宽度设置为不等，其中，相邻凸条的宽度相等，相邻凹槽的宽度相等。
本发明带来了以下有益效果：
在本发明所述的方法中，将蚀刻接触孔与蚀刻形成绝缘结构体的步骤合并为一个步骤进行，节省了一道光罩过程，节约了成本，缩短了阵列基板的制作时间，提高了产能。同时将像素电极全面覆盖于开口区中，提高了像素电极对液晶分子的控制力，提高了液晶面板的穿透率。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图做简单的介绍：
图1为现有的Fine Slit形式的HVA像素电极平面示意图；
图2为图1的A-A方向剖面示意图；
图3为本发明的一个实施例的方法步骤图；
图4为具有按本发明所述方法制成的像素电极的阵列基板的一个实施例的平面示意图；
图5是图4的B-B方向剖面示意图；
其中，1、基底，2、栅线，3、数据线，4、TFT(薄膜晶体管)，5、像素电极，5a、Slit(缝隙)，5b、凸条，5c、凹槽，6、公共电极线，7、接触孔，8、栅极绝缘层，9、沉积钝化层。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
另外，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
如图1所示为现有的一种具有Fine Slit形式HVA像素电极的阵列基板。该阵列基板包括基底1和像素单元。像素单元包括设置于基底1上的栅线2、数据线3、TFT4、像素电极5和公共电极线6。其中，栅线2与公共电极线6平行设置。栅线2与公共电极6均与数据线3垂直设置。TFT4设置于栅线2上，其栅极、源极和漏极分别与栅线2、数据线3和像素电极5电连接。在一种设置中，TFT4通过接触孔7与像素电极5连接。像素单元上设置有缝隙5a，缝隙5a上不设置透明导电材料来形成像素电极。
图2为图1沿A-A方向的剖面图。如图所示，基底1上覆有栅极绝缘层8。在数据线3和栅极绝缘层8上覆盖有沉积钝化层9。沉积钝化层9上设置有像素电极5。在像素电极5之间设置有缝隙5a，缝隙5a部分未设置导电材料。由于缝隙5a部分不设置导电材料，因此该部分对电场的控制力差，进而导致该部分对液晶分子的控制力差。在电场控制液晶分子翻转时，缝隙5a对应位置的液晶分子不能翻转到位，因此会影响该位置的光透过率。在这种情况下，就会在缝隙5a对应位置引起暗纹，损失液晶分子的透光率，进而损失液晶面板的穿透率。因此，需要一种新的制作工艺来改进像素电极结构及对应该像素电极结构的阵列基板，从而提高液晶分子的透光率。
如图3所示为根据本发明的原理制作一种新的像素电极的方法步骤图。
在步骤S001中，在选择的基底上沉积第一金属材料，并经过第一道光罩对第一金属材料进行蚀刻以图案化从而形成第一金属导电层。该处的第一金属导电层对应栅极金属层。在该步骤中，首先通过溅射方式在基底上形成一层金属层。然后在该金属层上涂布一层正性PR(光刻胶)。之后采用对应的光罩进行曝光处理。之后经显影处理、湿刻处理和PR剖离处理，得到所需的栅极金属层。
在步骤S002中，首先在第一层金属导电层上沉积第一绝缘材料用以形成栅极绝缘层。然后在栅极绝缘层上沉积半导体材料，并经过第二道光罩对半导体材料进行蚀刻以形成硅岛图案。之后在裸露的栅极绝缘层和蚀刻后的半导体材料上涂布一层正性PR(光刻胶)。然后采用对应的光罩进行曝光处理。之后经显影处理、湿刻处理和PR剖离处理，得到所需的中间层。
在步骤S003中，首先在中间层上沉积第二层金属材料，并经过第三道光罩形成第二金属导电层。该处的第二金属导电层包括数据线、TFT的源极和漏极。在该步骤中，首先利用溅射方式在中间层上形成一层金属层。然后在该金属层上涂布一层正性PR(光刻胶)。之后采用对应的光罩进行曝光的处理。之后经显影处理、湿刻处理和PR剖离处理，得到所需的第二金属导电层。
在步骤S004中，首先在裸露的中间层及第二金属导电层上沉积钝化层，然后采用对应的第四道光罩在该沉积钝化层上进行蚀刻以同时形成接触孔和绝缘结构体。
在该过程中，首先沉积钝化层用于对裸露的中间层及第二金属导电层进行绝缘保护，然后在沉积钝化层上进行蚀刻处理。在本发明的一个实施例中，在采用正性PR(光刻胶)的条件下，此处采用的第四道光罩上的透光区域设置为两部分。一部分透光区域对应阵列基板上接触孔部位，该透光区域对应形成到达第二金属导电层的接触孔。另一部分透光区域对应阵列基板上部分像素单元开口区域，对应该透光区域的阵列基板上的绝缘材料被蚀刻形成凹槽。同时，第四道光罩上对应阵列基板上像素单元开口区域还设有不透光区域，该不透光区域对应的阵列基板上的绝缘材料不被蚀刻从而在基板上形成凸条。阵列基板上的凹槽和凸条形成具有立体形状的绝缘结构体。
通常情况下，接触孔和阵列基板上绝缘材料的蚀刻是通过两步来完成的，即采用一道光罩蚀刻阵列基板上的绝缘材料形成接触孔，然后采用另一道光罩蚀刻阵列基板上的绝缘材料来形成凸条和凹槽。在本发明中，采用第四道光罩同时蚀刻形成接触孔、凸条和凹槽。该制作方法节约了一张光罩和一道制程，节约了成本，同时缩短了阵列基板的制作时间，提高了产能。
在步骤S005中，在绝缘结构体表面以及裸露的其它层上全面涂敷透明导电材料，并经过第五道光罩形成透明导电层，即像素电极。像素电极覆盖于整个绝缘结构体的凸条和凹槽上，又由于绝缘结构体位于像素单元的开口区域，所以像素电极覆盖于整个像素单元的开口区域。在这种情况下，就会提高像素电极对电场的控制力，从而提高了对液晶分子的控制力。对液晶分子的控制力提高就会降低暗纹的出现，从而提高了液晶的透光率进而提高了液晶面板的穿透率。
图4所示为具有以上所述像素电极的阵列基板的一个实施例的平面示意图。如图所示，该阵列基板包括基底1和像素单元。像素单元包括设置于基底1上的栅线2、数据线3、TFT4、像素电极5和公共电极线6。其中，栅线2与公共电极线6平行设置。数栅线2和公共电极线6均与据线3垂直设置。TFT4设置于栅线2上，其栅极、源极和漏极分别与栅线2、数据线3和像素电极5电连接。其中，TFT4的漏极通过接触孔7与像素电极5连接。凸条5b和凹槽5c相间排列，构成绝缘结构体。像素电极5覆盖于绝缘结构体上。
再次如图4所示，绝缘结构体为米字形结构。米字形结构包括垂直相交的水平主干和竖直主干，以及分别从中向两侧以一定夹角延伸出的若干分支。各个分支与引出其的主干之间的夹角范围设置为30°～60°。各个分支部分和主干部分为凸条形状，分支之间为凹槽形状。其中，凸条和凹槽相间排列设置。在本发明的一个实施例中，凸条和凹槽的宽度可以设置为相等，如图4所示。在本发明的另一个实施例中，凸条和凹槽的宽度也可设置为不等。
图5为图4沿B-B方向的剖面图。如图所示，基底1上覆有栅极绝缘层8。在数据线3和栅极绝缘层8上覆盖有沉积钝化层9。像素电极5与基底1之间为绝缘结构体。该绝缘结构体包括凸条和凹槽。在凸条和凹槽上均覆盖透明导电材料形成像素电极，这样就提高了液晶面板的像素电极覆盖面积，进而提高了像素电极对液晶分子的控制。对液晶分子的控制提高就会降低暗纹的出现，就会提高液晶的透光率，进而提高了液晶面板的穿透率。
虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种用于制作HVA像素电极的方法，其特征在于，包括以下步骤：
在一基底上沉积第一金属材料，并采用第一道光罩对所述第一金属材料进行蚀刻以图案化形成第一金属导电层；
在所述第一金属导电层上沉积第一绝缘材料和半导体材料，并采用第二道光罩对所述半导体材料进行蚀刻以图案化形成硅岛图案，裸露的第一绝缘材料和蚀刻后的半导体材料形成中间层；
在所述中间层上沉积第二金属材料，并采用第三道光罩对所述第二金属材料进行蚀刻以图案化形成第二金属导电层；
在图案化的第二金属导电层以及裸露的中间层上涂敷第二绝缘材料，并通过第四道光罩对所述第二绝缘材料进行蚀刻，以形成至少到达所述第二金属导电层的接触孔，其中，所述第四道光罩设计成还能蚀刻出具有三维结构的绝缘结构体；
在所述绝缘结构体表面以及裸露出的其它层上全面涂敷透明导电材料，并通过第五道光罩蚀刻以图案化形成透明导电层。
2.如权利要求1所述的用于制作HVA像素电极的方法，其特征在于，所述绝缘结构体为米字形结构。
3.如权利要求2所述的用于制作HVA像素电极的方法，其特征在于，所述米字形结构包括垂直相交的水平主干和竖直主干，以及分别从水平主干和竖直主干向两侧以一定夹角延伸出的若干分支，各个分支部分和主干部分具有凸条形状，在分支之间具有凹槽形状。
4.如权利要求3所述的用于制作HVA像素电极的方法，其特征在于，所述第四道光罩上的透光区域对应形成阵列基板上的绝缘结构体的凹槽。
5.如权利要求4所述的用于制作HVA像素电极的方法，其特征在于，经所述第五道光罩蚀刻后形成的透明导电层覆盖于所述凸条的表面和所述的凹槽表面形成像素电极。
6.一种阵列基板，其特征在于，所述阵列基板具有按权利要求1-5中任一项所述的方法制作的像素电极，其中，所述阵列基板包括；
基底；
在基底上形成的多个像素单元，所述像素单元包括：
设置在开口区的像素电极，所述像素电极设置于绝缘结构体上，其中，所述绝缘结构体包括相间排列的凸条和凹槽。
7.如权利要求6所述的阵列基板，其特征在于，所述绝缘结构体为米字形结构。
8.如权利要求7所述的阵列基板，其特征在于，所述米字形结构包括垂直相交的水平主干和竖直主干，以及分别从中向两侧以一定夹角延伸出的若干分支，各个分支部分和主干部分具有所述凸条形状，在分支之间具有所述凹槽形状。
9.如权利要求8所述的阵列基板，其特征在于，所述凸条和所述凹槽的宽度设置为不等。
10.如权利要求8所述的阵列基板，其特征在于，所述凸条和所述凹槽的宽度设置为相等。
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