CN107293517B - 一种包含导电图案的基板及其制备方法、显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种包含导电图案的基板及其制备方法、显示装置，涉及显示技术领域，可以使绝缘层的上表面不因绝缘层覆盖第一导电图案而凹凸不平。一种包含导电图案的基板的制备方法，包括：在承载层上形成金属薄膜，并在所述金属薄膜上经涂胶、曝光、显影以形成光刻胶图案；对所述承载层的形成有所述金属薄膜的一侧进行离子注入，以在所述金属薄膜中未被所述光刻胶图案覆盖的部分的中部形成阻挡层；去除所述光刻胶图案；对所述承载层的形成有所述金属薄膜的一侧进行绝缘化处理，以使金属薄膜中未被所述阻挡层遮挡的部分转化成绝缘层，所述金属薄膜中被所述阻挡层遮挡的部分为第一导电图案。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种包含导电图案的基板及其制备方法、显示装置。
背景技术
在制备阵列基板时，其制备过程一般为在衬底上依次形成栅极、栅绝缘层、有源层、以及源极和漏极。
具体的，首先在衬底上形成栅极，与此同时形成栅线；在形成有栅极和栅线的衬底上形成栅绝缘层，由于栅极和栅线是具有一定厚度的图形，因此，导致栅绝缘层与栅极和栅线对应位置处的表面凹凸不平；后续形成有源层，同样的，有源层表面凹凸不平；进一步地，在形成有有源层的衬底上形成导电薄膜，形成导电薄膜常采用溅射的方式，而由于栅绝缘层表面存在凸起，因此，容易造成导电薄膜表面不均匀的问题，即，相较于其他位置，在爬坡位置处的导电薄膜较疏松，进而可能导致源极、漏极、数据线在爬坡位置处断线，影响阵列基板的正常使用。
发明内容
本发明的实施例提供一种包含导电图案的基板及其制备方法、显示装置，可以使绝缘层的上表面不因绝缘层覆盖第一导电图案而凹凸不平。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
第一方面，提供一种包含导电图案的基板的制备方法，包括：在承载层上形成金属薄膜，并在所述金属薄膜上经涂胶、曝光、显影以形成光刻胶图案；对所述承载层的形成有所述金属薄膜的一侧进行离子注入，以在所述金属薄膜中未被所述光刻胶图案覆盖的部分的中部形成阻挡层；去除所述光刻胶图案；对所述承载层的形成有所述金属薄膜的一侧进行绝缘化处理，以使金属薄膜中未被所述阻挡层遮挡的部分转化成绝缘层，所述金属薄膜中被所述阻挡层遮挡的部分为第一导电图案。
优选的，所述承载层的上表面为平坦的表面。
优选的，对所述承载层的形成有所述金属薄膜的一侧进行离子注入，以在所述金属薄膜中未被所述光刻胶图案覆盖的部分的中部形成阻挡层，包括：对所述承载层的形成有所述金属薄膜的一侧进行锗离子注入，以在所述金属薄膜中未被所述光刻胶图案覆盖的部分的中部形成阻挡层。
优选的，所述金属薄膜的材料为铝和/或由铝和钛构成的铝钛合金，其中，钛在所述铝钛合金中的质量比为0.5％～5％。
对所述承载层的形成有所述金属薄膜的一侧进行绝缘化处理，包括：对所述承载层的形成有所述金属薄膜的一侧进行氧离子注入，以使得所述金属薄膜中未被所述阻挡层遮挡的部分转化成主要由氧化铝构成的绝缘层。
第二方面，提供一种包含导电图案的基板，包括承载层、依次设置于所述承载层上的第一导电图案、阻挡层、以及绝缘层；所述阻挡层与所述第一导电图案在所述承载层上的正投影重合；所述第一导电图案、所述阻挡层、以及所述绝缘层中位于所述阻挡层上的部分的厚度和，等于所述绝缘层中其他部分的厚度；其中，所述第一导电图案的材料为金属，所述绝缘层的材料为所述金属的化合物。
优选的，所述承载层的上表面为平坦的表面。
优选的，所述第一导电图案的材料为铝和/或由铝和钛构成的铝钛合金，其中，钛在所述铝钛合金中的质量比为0.5％～5％；所述阻挡层的厚度为
优选的，所述包含导电图案的基板还包括设置于所述绝缘层上的第二导电图案，所述第二导电图案跨过所述第一导电图案的至少部分边界。
进一步优选的，所述第一导电图案包括栅极和栅线；所述绝缘层为栅绝缘层；所述第二导电图案包括源极、漏极、数据线。
第三方面，提供一种显示装置，包括第二方面所述的包含导电图案的基板。
本发明实施例提供一种包含导电图案的基板及其制备方法，通过在承载层上形成金属薄膜，并在金属薄膜上形成光刻胶图案，以使对承载层的形成有金属薄膜的一侧进行离子注入时，仅在金属薄膜位于第二区域的部分的中部形成阻挡层，再对承载层的形成有金属薄膜的一侧进行绝缘化处理，以使金属薄膜中未被阻挡层遮挡的部分转化成绝缘层，金属薄膜中被阻挡层遮挡的部分为第一导电图案，此过程中，由于金属薄膜在各个位置处的厚度均相等，因此，由金属薄膜转化的绝缘层位于第二区域的部分、阻挡层、以及第一导电图案的厚度和，始终等于金属薄膜转化的绝缘层位于第一区域的部分的厚度，相较于现有技术，本发明可以使绝缘层的上表面不因绝缘层覆盖第一导电图案而凹凸不平。
这样一来，在绝缘层远离承载层一侧形成第二导电图案时，若所述第二导电图案跨过第一导电图案的至少部分边界，则所述第二导电图案不因第一导电图案的图形而出现爬坡现象，进而可避免第二导电图案断线。
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使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种包含导电图案的基板制备方法的流程示意图；
图2(a)为本发明实施例提供的一种包含导电图案的基板的制备过程示意图一；
图2(b)为本发明实施例提供的一种包含导电图案的基板的制备过程示意图二；
图2(c)为本发明实施例提供的一种包含导电图案的基板的制备过程示意图三；
图2(d)为本发明实施例提供的一种包含导电图案的基板的制备过程示意图四；
图3为本发明实施例提供的一种包含导电图案的基板的示意图一；
图4为本发明实施例提供的一种包含导电图案的基板的示意图二。
附图标记：
10-承载层；11-导电薄膜；12-光刻胶图案；21-第一导电图案；22-阻挡层；23-绝缘层；24-第二导电图案。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种包含导电图案的基板的制备方法，如图1所示，具体包括如下步骤：
S10、如图2(a)所示，在承载层10上形成金属薄膜11，并在金属薄膜11上经涂胶、曝光、显影以形成光刻胶图案12。
其中，所述包含导电图案的基板，示例的可以是阵列基板。
此处，金属薄膜11的下表面与承载层10的上表面直接接触，承载层10可以是衬底基板，或者也可以是设置于衬底基板上的缓冲层，在此不做限定。
在此基础上，金属薄膜11的上表面与承载层10的上表面平行，且金属薄膜11在承载层10上各个位置处的厚度均相等。
其中，金属薄膜11中与承载层10接触的表面为金属薄膜11的下表面，金属薄膜11的上表面为金属薄膜11中与所述下表面相对的表面；承载层10中与金属薄膜11接触的表面为承载层10的上表面。
需要说明的是，第一，不对金属薄膜11的材料进行限定，只要对金属薄膜11进行绝缘化处理之前，其可以导电；对金属薄膜11进行绝缘化处理之后，其化合物为绝缘材料，并且绝缘化处理后所得的化合物可以使光透过即可。
第二，不对金属薄膜11的厚度进行限定，以实际制作过程中，待形成的第一导电图案、阻挡层、以及绝缘层位于第二区域的部分的厚度，来设定金属薄膜11的厚度。
此处，包含导电图案的基板中，与光刻胶图案12对应的区域为第一区域，除第一区域以外的区域为第二区域。
第三，不对光刻胶图案12的厚度进行限定，只要其在S20中，可以起到阻挡离子注入的作用即可，即，光刻胶图案12可以保护金属薄膜11中位于第一区域的部分，不受S20中离子注入工艺的影响。例如，光刻胶图案12的厚度范围可以是1.7～2.8μm。
S20、如图2(b)所示，对承载层10的形成有金属薄膜11的一侧进行离子注入，以在金属薄膜11中未被光刻胶图案12覆盖的部分的中部形成阻挡层22。
其中，可以采用离子注入设备(ion implanter)进行离子注入，以形成阻挡层22，形成阻挡层22的离子进入金属薄膜11后，穿插于金属薄膜11的缝隙中，且可以通过调整离子注入设备的能量和离子注入时间，使阻挡层22的厚度尽可能薄，因此，阻挡层22不会影响第二区域的总厚度，即，金属薄膜11中位于第二区域的部分和阻挡层22的厚度和，等于金属薄膜11中位于第一区域的部分的厚度。
需要说明的是，第一，不对阻挡层22的材料进行限定，只要该材料可以起到隔绝作用，且不对所隔绝的金属薄膜11的导电性造成影响、不对待形成的绝缘层的绝缘性造成影响即可。
第二，金属薄膜11中未被光刻胶图案12覆盖的部分的中部形成阻挡层22，是指：首先，阻挡层22形成于金属薄膜11中位于第二区域的部分，在此基础上，阻挡层22位于金属薄膜11的中部，即，相对于金属薄膜11的下表面，阻挡层22可以位于金属薄膜11中靠近上表面的一侧、且不与所述上表面接触；或者，相对于金属薄膜11的上表面，阻挡层22也可以位于金属薄膜11中靠近下表面的一侧、且不与所述下表面接触；或者，阻挡层22所在的位置到金属薄膜11的上表面和下表面的距离相等。
当然，在本发明中，应同时考虑待形成的第一导电图案的厚度、以及待形成的绝缘层位于第二区域的部分的厚度，来决定阻挡层22在金属薄膜11中的深度。
此处，阻挡层22在金属薄膜11中的深度是指：金属薄膜11的上表面到阻挡层22的距离。
S30、如图2(c)所示，去除光刻胶图案12。
此处，可以采用剥离工艺去除光刻胶图案12。
S40、如图2(d)所示，对承载层10的形成有金属薄膜11的一侧进行绝缘化处理，以使金属薄膜11中未被阻挡层22遮挡的部分转化成绝缘层23，金属薄膜11中被阻挡层22遮挡的部分为第一导电图案21。
需要说明的是，不对绝缘化处理的方式进行限定，只要通过绝缘化处理后，金属薄膜11中未被阻挡层22遮挡的部分转化成绝缘层23，且不影响金属薄膜11中被阻挡层22遮挡的部分的导电性即可。
本发明实施例提供一种包含导电图案的基板的制备方法，通过在承载层10上形成金属薄膜11，并在金属薄膜11上形成光刻胶图案12，以使对承载层10的形成有金属薄膜11的一侧进行离子注入时，仅在金属薄膜11位于第二区域的部分的中部形成阻挡层22，再对承载层10的形成有金属薄膜11的一侧进行绝缘化处理，以使金属薄膜11中未被阻挡层22遮挡的部分转化成绝缘层23，金属薄膜11中被阻挡层22遮挡的部分为第一导电图案21，此过程中，由于金属薄膜11在各个位置处的厚度均相等，因此，由金属薄膜11转化的绝缘层23位于第二区域的部分、阻挡层22、以及第一导电图案21的厚度和，始终等于金属薄膜11转化的绝缘层23位于第一区域的部分的厚度，相较于现有技术，本发明可以使绝缘层23的上表面不因绝缘层23覆盖第一导电图案21而凹凸不平。
这样一来，在绝缘层23远离承载层10一侧形成第二导电图案时，若所述第二导电图案跨过第一导电图案21的至少部分边界，则所述第二导电图案不因第一导电图案21的图形而出现爬坡现象，进而可避免第二导电图案断线。
其中，绝缘层23中与承载层10和第一导电图案21直接接触的表面为绝缘层23的下表面，绝缘层23的上表面为绝缘层23中与所述下表面相对的表面；第一导电图案21的至少部分边界，包括：第一导电图案21的一个或多个边界，或者一个或多个边界的一部分。
优选的，承载层10的上表面为平坦的表面。
本发明实施例中，由于通过使承载层10的上表面为平坦的表面，因此，形成于承载层10上的金属薄膜11的上表面也为平坦的表面，进而使得后续形成的绝缘层23的上表面为平坦的表面。
优选的，对承载层10的形成有金属薄膜11的一侧进行离子注入，以在金属薄膜11中未被光刻胶图案12覆盖的部分的中部形成阻挡层22，包括：对承载层10的形成有金属薄膜11的一侧进行锗(Ge)离子注入，以在金属薄膜11中未被光刻胶图案12覆盖的部分的中部形成阻挡层22。
本发明实施例中，由于锗的原子半径较大，在半导体行业中常用来作为阻挡层22使用，且锗具有较重的相对原子质量(72.6)，在离子注入过程中，容易控制其形成的阻挡层22的厚度，并且，锗离子对导电薄膜11的导电性、及后续形成的绝缘层23的绝缘性无影响。
优选的，金属薄膜11的材料为铝和/或由铝和钛构成的铝钛合金，其中，钛在所述铝钛合金中的质量比为0.5％～5％；对承载层10的形成有金属薄膜11的一侧进行绝缘化处理，包括：对承载层10的形成有金属薄膜11的一侧进行氧离子注入，以使得金属薄膜11中未被阻挡层22遮挡的部分转化成主要由氧化铝构成的绝缘层23。
其中，当金属薄膜11的材料为铝和所述铝钛合金时，铝可以位于所述铝钛合金靠近承载层10的一侧，也可以位于所述铝钛合金远离承载层10的一侧，并且，由于铝和所述铝钛合金进行绝缘化处理之前均可作为导电材料，进行绝缘化处理后均可转化为绝缘层23，因此，不对铝和所述铝钛合金的厚度差进行限定。
此处，可以采用离子注入设备进行氧离子注入，氧离子进入金属薄膜11后，迅速与铝和/或所述铝钛合金发生化学反应，生成氧化铝(Al2O3)、或者氧化铝和氧化钛(TiO2)的混合物，其中，铝和/或所述铝钛合金的氧化物均为绝缘材料、且可以使光透过，因此，可以用作绝缘层23。
本发明实施例中，铝和钛是常见的金属材料，并且容易对铝和所述铝钛合金进行绝缘化处理，在金属薄膜11为铝和/或所述铝钛合金的情况下，可以使其与氧离子发生化学反应，以使得金属薄膜11中未被阻挡层22遮挡的部分转化成主要由氧化铝构成的绝缘层23，工艺较为成熟。
优选的，形成光刻胶图案12之后，对承载层10的形成有金属薄膜11的一侧进行离子注入之前，所述方法还包括：对光刻胶图案12进行固化处理，可进一步提高光刻胶图案12的硬度，避免其在离子注入过程中脱落，进而导致形成阻挡层22的离子进入到导电薄膜11中位于第一区域的部分。
其中，固化温度可以在200～300℃范围内，固化时间可以为15～45分钟。
优选的，对承载层10的形成有金属薄膜11的一侧进行绝缘化处理之后，所述方法还包括：对形成有绝缘层23的承载层10进行退火处理，可以使用作绝缘层23的金属化合物均匀且致密。
其中，退火处理的温度可以在100～150℃范围内，退火处的时间可以为30～45分钟。
本发明实施例提供一种包含导电图案的基板，如图2(d)所示，包括承载层10、依次设置于承载层10上的第一导电图案21、阻挡层22、以及绝缘层23；阻挡层22与第一导电图案21在承载层10上的正投影重合；第一导电图案21、阻挡层22、以及绝缘层23中位于阻挡层22上的部分的厚度和，等于绝缘层23中其他部分的厚度；其中，第一导电图案21的材料为金属，绝缘层23的材料为金属的化合物。
其中，所述包含导电图案的基板，示例的可以是阵列基板。
需要说明的是，第一，不对第一导电图案21、阻挡层22、以及绝缘层23中位于第二区域的部分的厚度和进行限定，以实际应用为准。
第二，不对阻挡层22的材料进行限定，只要该材料可以起到隔绝作用，且不对第一导电图案21的导电性造成影响，不对绝缘层23的绝缘性造成影响即可。
本发明实施例提供一种包含导电图案的基板，包括承载层10、依次设置于承载层10上的第一导电图案21、阻挡层22、以及绝缘层23，其中，阻挡层22与第一导电图案21在承载层10上的正投影重合，由于第一导电图案21、阻挡层22、以及绝缘层23中位于第二区域的部分的厚度和，等于绝缘层23位于第一区域的部分的厚度，相较于现有技术，本发明可以使绝缘层23的上表面不因绝缘层23覆盖第一导电图案21而凹凸不平。
其中，绝缘层23中与承载层10和第一导电图案21直接接触的表面为绝缘层23的下表面，绝缘层23的上表面为绝缘层23中与所述下表面相对的表面。
优选的，承载层10的上表面为平坦的表面。
本发明实施例中，由于通过使承载层10的上表面为平坦的表面，因此，形成于承载层10上的金属薄膜11的上表面也为平坦的表面，进而使得后续形成的绝缘层23的上表面为平坦的表面。
优选的，第一导电图案21的材料为铝和/或由铝和钛构成的铝钛合金，其中，钛在所述铝钛合金中的质量比为0.5％～5％。
这样一来，绝缘层23的材料可以为铝、或者铝和所述铝钛合金的氧化物。
此处，当金属薄膜11的材料为铝和所述铝钛合金时，铝可以位于所述铝钛合金靠近承载层10的一侧，也可以位于所述铝钛合金远离承载层10的一侧，并且，由于铝和所述铝钛合金均可作为导电材料，铝和所述铝钛合金的氧化物均可作为绝缘层23，因此，不对铝和所述铝钛合金的厚度差进行限定。
本发明实施例中，铝和钛是常见的金属材料，其氧化物为透光的绝缘材料，且容易得到。
优选的，阻挡层22的厚度为
其中，可以采用离子注入设备进行离子注入，以形成阻挡层22，阻挡层22的厚度可以通过调整离子注入设备的能量和离子注入时间来确定。
本发明实施例中，使阻挡层22的厚度范围为
当所述包含导电图案的基板作为阵列基板应用于显示面板时，有利于显示面板的薄型化设计。
优选的，如图3和图4所示，所述包含导电图案的基板还包括设置于绝缘层23上的第二导电图案24，第二导电图案24跨过第一导电图案21的至少部分边界。
此处，第一导电图案21的至少部分边界，包括：第一导电图案21的一个或多个边界，或者一个或多个边界的一部分。
示例的，如图3所示，第一导电图案21为栅极和栅线(图中未画出)，绝缘层23为栅绝缘层，第二导电图案24为源极、漏极、以及数据线(图中未画出)，其中，源极和漏极分别跨过栅极的至少部分边界，数据线跨过栅线的至少部分边界。
此处，栅极和栅线、阻挡层22、以及栅绝缘层位于第二区域的部分的厚度和可以为
阻挡层22的厚度可以为
阻挡层22的深度为
当包含有导电图案的基板为阵列基板时，由于栅绝缘层的上表面不因栅绝缘层覆盖栅极和栅线而凹凸不平，从而后续形成的源极、漏极、数据线不因栅线和栅极的图形出现爬坡现象，进而可避免源极、漏极、数据线断线。
如图4所示，第一导电图案21为源极、漏极、以及数据线(图中未画出)，第二导电图案24可以为公共电极，其中，公共电极跨过源极、漏极、数据线的至少部分边界。
当包含有导电图案的基板为阵列基板时，由于覆盖源极、漏极、数据线部分的绝缘层23，不因覆盖源极、漏极、数据线而凹凸不平，从而后续形成的公共电极不因源极、漏极、数据线的图形出现爬坡现象，进而可避免公共电极断线。
当然，包含有导电图案的基板也可以应用于其他工艺，以避免第二导电图案24在第一导电图案21上的部分出现爬坡，进而避免第二导电图案24断线。
本发明实施例提供一种显示装置，包括前述任一实施例所述的包含导电图案的基板。
其中，显示装置可以是液晶显示器，也可以是OLED(Organic Light-EmittingDiode，简称有机发光二极管)显示器。例如该显示装置可以为液晶显示器、液晶电视、数码相机、手机或平板电脑等任何具有显示功能的产品或者部件。
本发明实施例提供一种显示装置，具有与前述包含导电图案的基板相同的技术效果，在此不再赘述。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种包含导电图案的基板的制备方法，其特征在于，包括：
在承载层上形成金属薄膜，并在所述金属薄膜上经涂胶、曝光、显影以形成光刻胶图案；
对所述承载层的形成有所述金属薄膜的一侧进行离子注入，以在所述金属薄膜中未被所述光刻胶图案覆盖的部分的中部形成阻挡层；
去除所述光刻胶图案；
对所述承载层的形成有所述金属薄膜的一侧进行绝缘化处理，以使金属薄膜中未被所述阻挡层遮挡的部分转化成绝缘层，所述金属薄膜中被所述阻挡层遮挡的部分为第一导电图案。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述承载层的上表面为平坦的表面。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，对所述承载层的形成有所述金属薄膜的一侧进行离子注入，以在所述金属薄膜中未被所述光刻胶图案覆盖的部分的中部形成阻挡层，包括：
对所述承载层的形成有所述金属薄膜的一侧进行锗离子注入，以在所述金属薄膜中未被所述光刻胶图案覆盖的部分的中部形成阻挡层。
4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述金属薄膜的材料为铝和/或由铝和钛构成的铝钛合金，其中，钛在所述铝钛合金中的质量比为0.5％～5％；
对所述承载层的形成有所述金属薄膜的一侧进行绝缘化处理，包括：
对所述承载层的形成有所述金属薄膜的一侧进行氧离子注入，以使得所述金属薄膜中未被所述阻挡层遮挡的部分转化成主要由氧化铝构成的绝缘层。
5.一种包含导电图案的基板，其特征在于，包括承载层、依次设置于所述承载层上的第一导电图案、阻挡层、以及绝缘层；所述阻挡层与所述第一导电图案的上表面在所述承载层上的正投影重合；所述第一导电图案、所述阻挡层、以及所述绝缘层中位于所述阻挡层上的部分的厚度和，等于所述绝缘层中其他部分的厚度；
其中，所述第一导电图案的材料为金属，所述绝缘层的材料为所述金属的化合物。
6.根据权利要求5所述的基板，其特征在于，所述承载层的上表面为平坦的表面。
7.根据权利要求5或6所述的包含导电图案的基板，其特征在于，所述第一导电图案的材料为铝和/或由铝和钛构成的铝钛合金，其中，钛在所述铝钛合金中的质量比为0.5％～5％；
所述阻挡层的厚度为
8.根据权利要求5或6所述的包含导电图案的基板，其特征在于，所述包含导电图案的基板还包括设置于所述绝缘层上的第二导电图案，所述第二导电图案跨过所述第一导电图案的至少部分边界。
9.根据权利要求8所述的包含导电图案的基板，其特征在于，所述第一导电图案包括栅极和栅线；所述绝缘层为栅绝缘层；所述第二导电图案包括源极、漏极、数据线。
10.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求5-9任一项所述的包含导电图案的基板。
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