CN107132710B - 一种阵列基板及其制备方法、显示面板 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种阵列基板及其制备方法、显示面板，属于显示技术领域，其可解决现有的存储电容电极线与数据线在水平方向的间隔产生漏光的问题。本发明的阵列基板中在绝缘层上同层设置相互绝缘的数据线和遮光金属线，这样在光刻制程中即使数据线存在偏移，由于遮光金属线的存在也不会产生漏光现象；绝缘层上的遮光金属线形成在数据线的两侧，相当于构成了台阶状的过渡结构，改善了数据线两侧段差，利于形成均匀的配向膜，进一步防止数据线两边的部分产生漏光的现象；此外，遮光金属线独立的存在于像素电极和存储电容电极线之间，能够增大存储电容的大小，提高画面显示品质。本发明的阵列基板适用于各种显示装置。

Description

一种阵列基板及其制备方法、显示面板

技术领域

本发明属于显示技术领域，具体涉及一种阵列基板及其制备方法、显示面板。

背景技术

随着显示技术的发展，液晶显示面板(LCD)因其轻便、低辐射等优点越来越受到人们的欢迎。液晶显示面板包括对置的彩膜基板(CF基板)和阵列基板(TFT基板)以及夹置在两者之间的液晶层(LC layer)。

图1为一种液晶显示面板结构的平面示意图，图2为图1中沿AB线方向的剖面结构示意图，图3为图1中沿CD线方向的剖面结构示意图，该液晶显示面板在阵列基板的玻璃基板100上设有扫描线112和数据线151，多条扫描线112和多条数据线151相互交叉排列限定多个像素区域，在扫描线112和数据线151交叉的位置附近设有薄膜晶体管(TFT)，薄膜晶体管由栅极102、源极105、漏极106以及有源层104组成，其中源极105与数据线151电连接，漏极106通过过孔171电连接像素电极108，栅极102电连接扫描线112。

每个像素电极108由薄膜晶体管控制，当薄膜晶体管打开时，像素电极108在打开时间内充电，充电结束后，像素电极108的电压将维持到下一次扫描时重新充电。由于液晶电容(Clc)不大，仅靠液晶电容不能维持像素电极108的电压，因此需要设置一个存储电容(Cs)来保持像素电极108的电压。该液晶显示面板在阵列基板的玻璃基板100上还设有存储电容电极线121，存储电容电极线121的作用是与像素电极108构成存储电容，以此来保持施加于像素电极108上的电压。通常，存储电容有两种主要类型：即存储点通在栅线上(Cs onGate)和存储电容在公共电极线上(Cs on common)，图中所示为存储电容在公共电极线上的架构。

如图1至图3所示，存储电容电极线121与TFT的栅极102及扫描线112处于同一层，且三者可由相同材料在同一制程中制作完成。图中存储电容电极线121与数据线151之间设有栅极绝缘层3，存储电容电极线121沿着数据线151所在方向延伸，并且存储电容在于数据线151相对应的位置形成凹槽，如图4所示，使存储电容电极线121位于数据线151的左右两侧且与数据线151之间没有重叠(参考图2)，主要目的是降低存储电容电极线121与数据线151之间的寄生电容。这样由于存储电容电极线121与数据线151在水平方向互相间隔开，为避免背光源的光线透过，该液晶显示面板在彩膜基板20上需要制作较宽的遮光层21。

发明人发现现有技术中至少存在如下问题：如图2所示，假设存储电容电极线121与数据线151在水平方向互相间隔开的距离为d，由于在阵列基板制程中，不同层之间的光刻工艺需要对位，并且存在着对位偏差，因此实际制程中，存储电容电极线121与数据线151在水平方向互相间隔开的距离可能有偏差，如果偏差较大，则人眼位于G处观察时将会观察到漏光光线。同时如图2所示，由于数据线151具有一定的段差，因此钝化层107在数据线151的两侧也存在着段差，在后续形成配向膜工艺时，该数据线151两边段差底部处(如区域E处)的配向膜不容易被刷出配向沟槽，会加剧显示面板在数据线151两边的部分产生漏光现象，使显示面板的亮度、色度不均匀，影响画质。

为避免漏光，同时减小遮光层21的宽度，现有技术中提出了如图5所示的结构，在图5中，沿着数据线151方向延伸的存储电容电极线121横跨整个数据线151的宽度，数据线151位于存储电容电极线121的正上方，且数据线151的线宽小于存储电容电极线121的线宽，使数据线151重叠在存储电容电极线121的正上方。此种像素结构可以减小遮光层21的宽度，有利于提高像素的开口率，但是由于数据线151与存储电容电极线121之间产生较大的寄生电容，导致信号延迟增大，对显示画质造成负面影响。

发明内容

本发明针对现有的存储电容电极线与数据线在水平方向的间隔产生漏光的问题，提供一种阵列基板及其制备方法、显示面板。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是：

一种阵列基板，包括衬底，所述衬底上设有存储电容电极线，以及覆盖所述存储电容电极线的绝缘层，所述绝缘层上同层设置有相互绝缘的数据线和遮光金属线，所述遮光金属线设置在所述数据线两侧。

优选的是，所述数据线在衬底上的正投影与所述存储电容电极线在衬底上的正投影无重合区域。

优选的是，所述数据线包括依次设置的多层导电结构，其中，靠近所述绝缘层的导电结构的材料相较于远离所述绝缘层的导电结构的材料易被干法刻蚀，所述靠近所述绝缘层的导电结构与所述遮光金属线同层。

优选的是，所述数据线包括依次设置的第一导电线、第二导电线，所述第一导电线相较于所述第二导电线更靠近所述绝缘层设置；所述第一导电线由Al构成，所述第二导电线由Mo构成。

优选的是，所述数据线与所述遮光金属线平行设置。

优选的是，在所述数据线的同一侧且平行于衬底所在平面内，所述遮光金属线远离所述数据线的一侧至所述数据线的距离小于所述存储电容电极线远离所述数据线的一侧至所述数据线的距离。

优选的是，在平行于衬底所在平面内且垂直于所述数据线延伸的方向上，所述遮光金属线与所述数据线之间的尺寸为d1，所述存储电容电极线与所述数据线之间的尺寸为d，d1≤d。

本发明还提供一种阵列基板的制备方法，包括以下制备步骤：

在衬底上形成存储电容电极线；

在衬底上形成覆盖所述存储电容电极线的绝缘层；

在所述绝缘层上形成相互绝缘的数据线和遮光金属线；其中，所述遮光金属线设置在所述数据线两侧。

优选的是，所述形成相互绝缘的数据线和遮光金属线包括以下步骤：

在所述绝缘层上形成第一导电层；

在所述第一导电层上形成第二导电层；

采用半色调工艺使第一导电层形成遮光金属线和第一导电线，使第二导电层形成第二导电线。

本发明还提供一种显示面板，包括彩膜基板以及上述的阵列基板。

优选的是，所述彩膜基板上设有遮光层，所述遮光金属线在衬底上的正投影所述落入所述遮光层在衬底上的正投影范围内。

本发明的阵列基板中在绝缘层上同层设置相互绝缘的数据线和遮光金属线，这样在光刻制程中即使数据线存在偏移，由于遮光金属线的存在也不会产生漏光现象；绝缘层上的遮光金属线形成在数据线的两侧，相当于构成了台阶状的过渡结构，改善了数据线两侧段差，利于形成均匀的配向膜，进一步防止数据线两边的部分产生漏光的现象；此外，遮光金属线独立的存在于像素电极和存储电容电极线之间，能够增大存储电容的大小，提高画面显示品质。本发明的阵列基板适用于各种显示装置。

附图说明

图1-图5为现有的液晶显示面板结构的示意图；

图6为本发明的实施例1的阵列基板的结构示意图；

图7、图8为本发明的实施例2的阵列基板的结构示意图；

图9、图10为本发明的实施例3的阵列基板的制备流程示意图；

图11为本发明的实施例4的显示面板结构的示意图；

其中，附图标记为：100、玻璃基板；102、栅极；103、绝缘层；104、有源层；105、源极；106、漏极；107、钝化层；108、像素电极；112、扫描线；151、数据线；121、存储电容电极线；171、过孔；20、彩膜基板；21、遮光层；40、光刻胶膜层；41、遮光金属线；421、第一导电线；422、第二导电线；431、第一导电层；432、第二导电层。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

实施例1：

本实施例提供一种阵列基板，如图6所示，包括衬底，所述衬底为玻璃基板100，其上设有存储电容电极线121，以及覆盖所述存储电容电极线121的绝缘层103，所述绝缘层103上同层设置有相互绝缘的数据线151和遮光金属线41，所述遮光金属线41设置在所述数据线151两侧。

本实施例的阵列基板中在绝缘层103上同层设置相互绝缘的数据线151和遮光金属线41，这样在光刻制程中即使数据线151存在偏移，由于遮光金属线41的存在也不会产生漏光现象；绝缘层103上的遮光金属线41形成在数据线的两侧，相当于构成了台阶状的过渡结构，改善了数据线151两侧段差，利于形成均匀的配向膜，进一步防止数据线151两边的部分产生漏光的现象；此外，遮光金属线41独立的存在于像素电极108和存储电容电极线121之间，能够增大存储电容的大小，提高画面显示品质，这是由于在电容的两个电极板中加入金属层，相当于两个电容串联，且每个电容容电极之间的距离较之前变小，因此电容值会变大。因此，本实施例的阵列基板能大幅度改善显示面板的亮度和色度，进而提高画质。

实施例2：

本实施例提供一种阵列基板，如图7所示，包括衬底，所述衬底为玻璃基板100，玻璃基板100上设有两条存储电容电极线121，以及覆盖所述存储电容电极线121的绝缘层103，绝缘层103上同层设置有相互绝缘的数据线151和两条遮光金属线41，两条遮光金属线41设置在所述数据线151两侧，钝化层107覆盖数据线151和遮光金属线41，钝化层107上设有像素电极108。其中，所述数据线151在衬底上的正投影与所述存储电容电极线121在衬底上的正投影无重合区域。

参见图7的截面图，为了清楚表示，图中均采用了简略画法，省略了不相关部分的膜层，只示意了相关部分的膜层，数据线151与存储电容电极线121在玻璃基板100上的正投影间没有重合区域，因此数据线151与存储电容电极线121之间不会产生寄生电容，不会增大信号延迟，不会对显示画质造成负面影响。

作为本实施例中的一种可选实施方案，数据线151的厚度与遮光金属线41的厚度(在此是指在垂直于衬底的方向上的尺寸)不同，数据线151的厚度可以在400nm-500nm，遮光金属线41的厚度能达到遮光的目的即可；遮光金属线41的厚度低于数据线151的厚度的作用是：一是降低材料成本，二是构成台阶状的过渡结构，改善数据线151两侧段差，利于形成均匀的配向膜，进一步防止数据线151两边的部分产生漏光的现象。

优选的是，所述数据线151包括依次设置的多层导电结构，其中，靠近所述绝缘层103的导电结构的材料相较于远离所述绝缘层103的导电结构的材料易被干法刻蚀，所述靠近所述绝缘层103的导电结构与所述遮光金属线41同层。

也就是说，数据线151可以是两层、三层或更多层构成，在此给出一种较优的具体实施方案：利用不同材料的干法刻蚀程度不同来实现上述厚度不同的方案，即靠近所述绝缘层103的导电结构的材料易被干法刻蚀，远离绝缘层103的导电结构的材料相对不易被干法刻蚀，并且靠近所述绝缘层103的导电结构与所述遮光金属线41同层形成，以节省制备工艺。

优选的是，参见图8，所述数据线151包括依次设置的第一导电线421、第二导电线422，所述第一导电线421相较于所述第二导电线422更靠近所述绝缘层103设置；所述第一导电线421由Al构成，所述第二导电线422由Mo构成。

也就是说，上层金属层的第二导电线422为金属Mo层，厚度大约为250nm左右，下层金属层的第一导电线421为金属Al层，厚度约为250nm左右。需要说明的是，由于金属Al层抗干法刻蚀性能极强，这是因为在氧等离子体环境中，金属Al的表面会生成一层Al₂O₃层，Al₂O₃是一种陶瓷材料，几乎不会被干法刻蚀，从而可以保护底层的金属Al不会被等离子体损伤。

优选的是，所述数据线151与所述遮光金属线41平行设置。

也就是说，从俯视图中看数据线151与所述遮光金属线41是平行布线的。

优选的是，在所述数据线151的同一侧且平行于衬底所在平面内，所述遮光金属线41远离所述数据线151的一侧至所述数据线151的距离小于所述存储电容电极线121远离所述数据线151的一侧至所述数据线151的距离。

也就是说，图8中d2大于等于0，即遮光金属线41外侧的边缘只要不超出存储电容电极线121的外侧即可，这样不会增大开口率。

优选的是，在平行于衬底所在平面内且垂直于所述数据线151延伸的方向上，所述遮光金属线41与所述数据线151之间的尺寸为d1，所述存储电容电极线121与所述数据线151之间的尺寸为d，d1≤d。

其中，当d1＜d时，对底部背光的遮蔽效果更佳，且不会增大数据线151与存储电容电极线121之间的耦合电容。

实施例3：

本实施例提供一种阵列基板的制备方法，如图9、图10包括以下制备步骤：

S01、以玻璃基板100作为衬底，在其上形成存储电容电极线121；

S02、在衬底上形成覆盖所述存储电容电极线121的绝缘层103；

S03、通过磁控溅射制在所述绝缘层103上形成相互绝缘的数据线151和遮光金属线41；其中，所述遮光金属线41设置在所述数据线151两侧。

具体的，形成相互绝缘的数据线151和遮光金属线41包括以下步骤：

S03a、在所述绝缘层103上形成第一导电层431；第一导电层431为不易被干法刻蚀的金属Al层，厚度约为250nm左右；

S03b、在所述第一导电层431上形成第二导电层432；第二导电层432为易被干法刻蚀的金属Mo层，厚度大约为250nm左右；

S03c、采用半色调工艺使第一导电层431形成遮光金属线41和第一导电线421，使第二导电层432形成第二导电线422。S03c具体的步骤如下：

通过涂覆的方法在金属Mo层上表面涂覆一层光刻胶膜层40。

利用半色调工艺(Halftone Mask)技术，通过曝光显影的方式，制作出数据线151的光刻胶掩膜层图案，数据线151区域的光刻胶掩膜图案包括光刻胶完全保留区域、光刻胶半保留区域以及光刻胶完全去除区域，同时光刻胶半保留区域对称地分布在光刻胶完全保留区域的两侧，且互相断开。需要注意的是光刻胶掩膜图案同样包括阵列基板中TFT区域源极、漏极的光刻胶掩膜图案，并且在TFT区域的源漏极的光刻胶掩膜图案不包括光刻胶半保留区域。也就是说图9中数据线151区域的光刻胶掩膜图案只是光刻胶掩膜图案的一部分。

以光刻胶掩膜图案为抗刻蚀层对金属层进行湿法刻蚀，即金属Mo层和金属Al层将同时被刻蚀溶液刻蚀，刻蚀完成后金属Mo与金属Al叠至的区域构成了阵列基板的数据线151。

利用ICP刻蚀设备，使用O₂进行灰化处理，对光刻胶掩膜图案进行灰化，灰化完成后，光刻胶半保留区域将会被完全去除，此时光刻胶掩膜图案在数据线151区域只剩下光刻胶完全保留区域。

采用ICP设备腔，继续以光刻胶完全保留区域为抗刻蚀层，以SF₆和O₂为刻蚀气体对金属Mo层进行快速干法刻蚀，刻蚀完成后数据线151两侧的遮光金属线41只剩下了底层的金属Al。需要注意的是，在本步骤中，由于金属Al层抗干法刻蚀性能极强，这是因为在等离子体环境中，金属Al的表面会生成一层Al₂O₃层，Al₂O₃是一种陶瓷材料，几乎不会被干法刻蚀，从而可以保护底层的金属Al不会被等离子体损伤。

剥离掉整个阵列基板的光刻胶掩膜图案，包括数据线151区域的光刻胶完全保留区域。

S04、通过PECVD的方式沉积生长氮化硅钝化层107，图案化氮化硅钝化层107后继续制作并图案化透明像素电极108，并且透明像素电极108通过钝化层107过孔171(图中未示出)与TFT的漏极(图中未示出)电连接。此时由于金属Mo与金属Al叠加构成的数据线151两侧具有独立的金属Al层，在数据线151两侧就形成了台阶状的过渡结构，这样就减缓了金属Mo与金属Al叠加构成的数据线151两侧的段差，有助于数据线151两边段差底部处配向膜的摩擦配向，改善显示面板在数据线151两边的部分产生漏光的现象；同时数据线151两侧的独立的金属Al层距离数据线151(金属Mo与金属Al叠加构成)的距离为d1，且d1≤d，这样由于有独立的金属Al层对背光光线的遮挡，制作在存储电容电极线121凹槽中的数据线151即使在光刻工艺中产生偏移也不会产生严重的漏光现象。最后，位于存储电容即像素电极108和存储电容线之间的独立的金属铝层，能够增大存储电容的大小，提高画面显示品质，这是由于在电容的两个电极板中加入金属层，相当于减小了电容电极之间的距离，因此电容值会变大。以上三点叠加在一起，能大幅度改善显示面板的亮度和色度，进而提高画质。

实施例4：

本实施例提供一种显示面板，如图11所示，包括彩膜基板20以及上述的阵列基板。

优选的是，所述彩膜基板20上设有遮光层21，所述遮光金属线41在衬底上的正投影所述落入所述遮光层21在衬底上的正投影范围内。

显然，上述各实施例的具体实施方式还可进行许多变化；例如：遮光金属线的具体材料可以根据实际需要进行选择，遮光金属线的具体尺寸可以根据产品实际情况进行改变。

实施例5：

本实施例提供了一种显示装置，其包括上述任意一种显示面板。所述显示装置可以为：液晶显示面板、电子纸、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种阵列基板，其特征在于，包括衬底，所述衬底上设有存储电容电极线，以及覆盖所述存储电容电极线的绝缘层，所述绝缘层上同层设置有相互绝缘的数据线和遮光金属线，所述遮光金属线设置在所述数据线两侧，所述数据线包括依次设置的多层导电结构，其中，靠近所述绝缘层的导电结构的材料相较于远离所述绝缘层的导电结构的材料不易被干法刻蚀，所述靠近所述绝缘层的导电结构与所述遮光金属线同层；所述数据线在衬底上的正投影与所述存储电容电极线在衬底上的正投影无重合区域；

在平行于衬底所在平面内且垂直于所述数据线延伸的方向上，所述遮光金属线与所述数据线之间的尺寸为d1，所述存储电容电极线与所述数据线之间的尺寸为d，d1≤d。

2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述数据线包括依次设置的第一导电线、第二导电线，所述第一导电线相较于所述第二导电线更靠近所述绝缘层设置；所述第一导电线由Al构成，所述第二导电线由Mo构成。

3.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述数据线与所述遮光金属线平行设置。

4.根据权利要求3所述的阵列基板，其特征在于，在所述数据线的同一侧且平行于衬底所在平面内，所述遮光金属线远离所述数据线的一侧至所述数据线的距离小于所述存储电容电极线远离所述数据线的一侧至所述数据线的距离。

5.一种阵列基板的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：

在衬底上形成存储电容电极线；

在衬底上形成覆盖所述存储电容电极线的绝缘层；

在所述绝缘层上形成相互绝缘的数据线和遮光金属线；其中，所述遮光金属线设置在所述数据线两侧，所述数据线包括依次设置的多层导电结构，其中，靠近所述绝缘层的导电结构的材料相较于远离所述绝缘层的导电结构的材料不易被干法刻蚀，所述靠近所述绝缘层的导电结构与所述遮光金属线同层；在平行于衬底所在平面内且垂直于所述数据线延伸的方向上，所述遮光金属线与所述数据线之间的尺寸为d1，所述存储电容电极线与所述数据线之间的尺寸为d，d1≤d；

所述数据线包括依次设置的第一导电线、第二导电线，所述第一导电线相较于所述第二导电线更靠近所述绝缘层设置，所述形成相互绝缘的数据线和遮光金属线包括以下步骤：

在所述绝缘层上形成第一导电层；

在所述第一导电层上形成第二导电层；

采用半色调工艺使第一导电层形成遮光金属线和第一导电线，使第二导电层形成第二导电线。

6.一种显示面板，其特征在于，包括彩膜基板以及权利要求1-4任一项所述的阵列基板。

7.根据权利要求6所述的显示面板，其特征在于，所述彩膜基板上设有遮光层，所述遮光金属线在衬底上的正投影落入所述遮光层在衬底上的正投影范围内。

Images