CN112415799A - 阵列基板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阵列基板及其制备方法，该制备方法包括：沿垂直于玻璃基板的方向，在所述玻璃基板上依次铺设隔离层、金属层和光阻膜层；对所述光阻膜层进行曝光显影处理；对所述隔离层和所述金属层进行初蚀刻处理；对所述金属层进行二次蚀刻处理，使得沿所述玻璃基板的平面方向，所述隔离层的外周与所述金属层的外周之间的间距为0.1‑0.8μm；去除所述光阻膜层。本发明的制备方法简单，所制备得到的阵列基板在应用过程中，能够显著改善液晶面板的暗态漏光现象，提升产品对比度。
Description
技术领域
本发明涉及液晶面板技术领域，具体涉及一种阵列基板及其制备方法。
背景技术
液晶面板(Liquid Crystal Display，LCD)是决定液晶显示器亮度、对比度、色彩、可视角度的材料，液晶面板的质量、技术的好坏关系到液晶显示器整体性能的高低。
LCD面板中，通常包括两片大玻璃基板，两片玻璃基板之间设有由液晶、彩色滤波片、配向膜等制成的夹板，两片玻璃基板外侧对应设置有两片偏光板。背光经过下偏光板后成为线偏振光，其掠过金属线边缘时，由于金属消偏作用，线偏振光会成为椭圆偏振光，这种情况导致会有光线可以通过上偏光板，从而造成暗态漏光，严重影响产品的对比度。
改善金属漏光的方法有很多，诸如改变金属线的材料(银、铝、铜等)、降低金属线的厚度、降低金属线边缘的倾角等。上述方法能够一定程度上改善金属漏光的情况，但其效果有待进一步提高；并且，改变金属线材料和/或金属线厚度，可能会导致金属线本身的性能发生变化。
发明内容
本发明实施例提供一种阵列基板及其制备方法，以解决现有技术中液晶面板存在金属漏光现象而影响产品质量的技术问题。
一方面，本发明提供一种阵列基板的制备方法，包括：沿垂直于玻璃基板的方向，在玻璃基板上依次铺设隔离层、金属层和光阻膜层；
对光阻膜层进行曝光显影处理；
对隔离层和金属层进行初蚀刻处理；
对金属层进行二次蚀刻处理，使得沿玻璃基板的平面方向，隔离层的外周与金属层的外周之间的间距为0.1-0.8μm；
去除光阻膜层。
在玻璃基板的一侧顺序铺设隔离层、金属层和光阻膜层，其具体的铺设方法可以采用化学沉积、溅射或其他常规方式，只要能够满足要求即可。对光阻膜层进行显影处理和剥离的方式采用目前常规方式即可。其中，金属层上铺设的光阻膜层的厚度和范围大小可根据金属层和隔离层的形状或蚀刻范围适应性设置。
在进行初蚀刻处理时，对隔离层和金属层同时进行蚀刻处理。在进行初蚀刻处理时，沿玻璃基板的平面方向，隔离层的外周和金属层的外周之间的间距约为零或相差较小距离。通常来说，隔离层的外周和对应的玻璃基板边缘之间的距离略小于金属层的外周与对应的玻璃基板边缘之间的距离。
当二次蚀刻处理时，隔离层不被蚀刻处理，隔离层的外周与对应的玻璃基板边缘之间的距离保持不变。仅只对金属层进行蚀刻处理，使得金属层的外周与对应的玻璃基板边缘之间的距离扩大。则沿玻璃基板的平面方向，能够调控隔离层的外周与金属层的外周之间的间距L保持在0.1-0.8μm。
其中，形成隔离层的材料为钼、钛、铌和铊中的至少两种。金属层为铜层、银层或其他能够作为电极的金属层状物。通常情况下，金属层为铜层。形成隔离层的材料采用钼、钛、铌和铊中的至少两种，形成合金隔离层，采用此种材料的隔离层，不仅能够有利于增强金属层与玻璃基板之间的粘附能力；同时，在两步蚀刻的处理过程中，还有利于二次蚀刻处理时，在蚀刻金属层的同时，隔离层不易被蚀刻，易于二次蚀刻处理时试剂的选择和蚀刻过程的控制。
采用上述两步蚀刻的处理方法，能够精准地控制隔离层的外周与金属层的外周之间的间距，减少或避免线偏振光掠过金属层侧部边缘，从而有效改善金属暗态漏光的现象，能够提升LCD产品的对比度。
为使得两次蚀刻处理过程中，相应的蚀刻液能够精准地蚀刻相应的待蚀刻层，需分别选择合适的蚀刻液。进一步地，初蚀刻处理采用第一蚀刻液进行蚀刻处理，第一蚀刻液需能够同时对隔离层和金属层进行蚀刻处理，通常采用含氟蚀刻液。对于含氟蚀刻液的具体组成可以不作限定，只要其能够实现同时蚀刻金属层和隔离层的目的即可。
例如，第一蚀刻液可包括氟化物、过氧化氢、含有氮原子和硫原子的化合物、有机酸和同时含有氨基和羧酸基的第一螯合剂，上述试剂溶于水中形成蚀刻液。本发明中的第一蚀刻液能够同时对金属层和隔离层进行蚀刻处理，也即，当依次铺设有隔离层、金属层和光阻膜层的玻璃基板浸入第一蚀刻液中时，金属层和隔离层未被光阻膜层覆盖的部分会被同时蚀刻。但由于形成金属层和隔离层的材料不同，二者被蚀刻的速度会略有不同，金属层的蚀刻速度会略快于隔离层。在沿玻璃基板的平面方向，金属层的外周与对应的玻璃基板边缘之间的间距等于或略大于隔离层与对应的玻璃基板边缘之间的间距。
本发明实施例中，第一蚀刻液中氟化物能够提高金属层与隔离层的蚀刻速度，避免或有效减少玻璃基板上蚀刻残留物导致电短路的情况，从而增加配线良率。
相对于第一蚀刻液的总重量，氟化物的重量比为0.01-1％，优选为0.1-1％。氟化物含量不宜过高，以免影响其他膜层，也不宜过低，以免影响蚀刻速度和效果。具体地，氟化物可以是氟化氢、氟化钠、氟化钾、氟化铵和氟化氢钠等能够离解得到F+的化合物或上述任意两种或两种以上化合物的组合。
其中，过氧化氢作为金属层和隔离层的酸化剂。相对于第一蚀刻液的总重量，过氧化氢的重量比为5-40％，优选为10-30％。
其中，含有氮原子和硫原子的化合物可以提高对金属层和隔离层的蚀刻速度。含有氮原子和硫原子的化合物优选为含有氮原子和硫原子的1-10元的单环或双环化合物。具体地，其可以是硫醇基咪唑啉、2-硫醇基-1-甲基咪唑啉、2-巯基噻唑、2-氨基噻唑、巯基三唑、氨基巯基三唑、巯基四氮唑、甲基巯基四氮唑、噻唑、苯基噻唑、2-甲基苯丙噻唑、2-氨基苯丙噻唑及2-巯基苯丙噻唑中的至少一种。相对于第一蚀刻液的总重量，含有氮原子和硫原子的化合物的重量比为0.01-5％，优选为0.1-3％。
其中，同时含有氨基和羧酸基的第一螯合剂在蚀刻过程中，能够与金属层和隔离层中离解的金属离子形成螯合，并使其非活化，从而抑制蚀刻液中过氧化氢的分解反应，以避免被酸化的金属离子促进过氧化氢的分解反应而导致发热，甚至发生危险。具体地，第一螯合剂可以是亚氨基二乙酸、氨三乙酸、乙二胺四乙酸、二乙烯三胺五乙酸、氨基三亚甲基膦酸、1-羟基亚乙基-1、1-二磷酸、乙二胺四甲撑磷酸、二亚乙基三胺五亚甲基磷酸、肌氨酸、丙氨酸、谷氨酸、氨基丁酸及甘氨酸等。相对于第一蚀刻液的总重量，第一螯合剂的重量比为0.1-5％，优选为0.5-3％。为控制过氧化氢的分解反应，还可加入磷酸盐、甘醇类及胺类稳定剂。
其中，有机酸用于调节第一蚀刻液的pH，用于调控蚀刻速度。有机酸的用量根据所需的pH条件适当调控。具体地，第一蚀刻液的pH维持在3.5-4.5，优选为4。通常，有机酸含量占第一蚀刻液总重量的0.1-5％，优选为0.5-3％。可以理解的是，第一蚀刻液中也可采用有机酸与无机酸配合或采用无机酸以用于调控第一蚀刻液pH值。
其中，有机酸可以是醋酸、甲酸、丙酸、丁酸、柠檬酸、丙二酸、乙醇酸、甘氨酸等有机酸中的一种或多种，只要其能够有效地调控第一蚀刻液pH值即可。其中，无机酸可以磷酸、硝酸、硫酸等。
进一步地，第一蚀刻液还可包括杂环化合物。杂环化合物用于调节对金属层和隔离层的蚀刻速度，以形成具有适当蚀刻锥角的蚀刻轮廓。杂环化合物可以是含有氧、硫和氮中至少一个以上的杂原子、但不同时包含氮原子和硫原子的1-10元杂环碳氢化合物。具体可以是呋喃、噻吩、吡咯、恶唑、咪唑、吡唑、1,2,4-三氮唑、四唑、苯丙噻吩、氧茚、吲哚、苯丙咪唑、苯丙吡唑、氨基四唑、甲基四唑等杂环芳香族化合物以及哌嗪、甲基哌嗪、羟乙基哌嗪、吡咯烷等杂环脂肪族化合物中的至少一种。相对于第一蚀刻液的总重量，杂环化合物的重量比为0.1-5％，优选为0.5-3％。
其中，当第一蚀刻液对金属层和隔离层进行蚀刻时，其温度为30-40℃，优选为35℃。蚀刻时间为100-120s，优选为110s。
其中，第二蚀刻液用于对金属层进行进一步的蚀刻处理；第二蚀刻液只要能够满足对金属层进行蚀刻处理，但不会蚀刻隔离层的要求即可。例如，第二蚀刻液优选采用无氟蚀刻液，其可包括过氧化氢、第二螯合剂、唑类化合物、胺类化合物，上述试剂溶于水，形成蚀刻液。当铺设有隔离层、金属层和光阻膜层的玻璃基板浸入第二蚀刻液中时，第二蚀刻液只对金属层进行蚀刻，隔离层不会被同时蚀刻，即使得金属层的外周与隔离层的外周之间的间距扩大，保持在0.1～0.8μm。
其中，过氧化氢作为第二蚀刻液的氧化剂，用于氧化金属层，调节金属层的蚀刻速度。相对于第二蚀刻液的总重量，过氧化氢的重量比为5-15％。
其中，第二螯合剂可选择能够与铜离子螯合的试剂，用以螯合蚀刻液组合物中游离态的铜离子，提升氧化剂的稳定性，降低过氧化氢的离解速率，提高蚀刻的稳定性。第二螯合剂具体可以为氨基酸、不含氮且具有二个羧酸的有机酸、具二个羧基和分子上不同位置具有二组孤对电子的有机酸或苯基脲。具体地，其可以是丙氨酸、谷氨酸、甘氨酸、乙醇酸、琥珀酸、胱氨酸、天冬酰胺、苹果酸、乙二胺四乙酸、丙二酸、亚胺二乙酸、乳酸、氮三乙酸、苯基脲、乙酰苯胺、苯酚磺酸中的至少一种。以第二蚀刻液的总重量，第二螯合剂的重量比为5-20％。
胺类化合物用于调整第二蚀刻液的pH至4-5，优选为4.5。胺类化合物具体可以是单乙醇胺、异丙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇和四甲基氢氧化铵中的至少一种。通常胺类化合物的含量约占第二蚀刻液总重量的5-20％。
其中，第二蚀刻液进行蚀刻处理时的温度为25-40℃，优选为32℃。其进行蚀刻的时间为10s～80s，优选为30-70s。
其中，第二蚀刻液还可包括唑类化合物，唑类化合物用以抑制蚀刻制程中所可能发生的侧蚀，用于调控金属层的蚀刻倾角。具体地，唑类化合物可以是1,2,4-三唑，3-氨基-1,2,4-三唑及氨基四唑中的至少一种。相对于第二蚀刻液的总重量，唑类化合物的重量比为0.005-0.2％。使得隔离层的外周与金属层的外周之间的间距保持在合适的范围内的同时，还可进一步调控金属层的蚀刻倾角，从而进一步降低暗态金属漏光的现象。本发明的方案中，金属层的侧面优选为斜面，其该斜面与隔离层上表面之间的夹角优选为30-60°。
本发明实施例还提供一种阵列基板，其采用上述方法制备得到。参见图1所示，具体地，其包括玻璃基板1以及在玻璃基板1一侧顺次铺设的隔离层2和金属层3。沿垂直于玻璃基板1的方向，隔离层2位于玻璃基板1和金属层3之间。其中，隔离层2的厚度为
优选为
金属层3的厚度为
优选为
本发明通过对隔离层和金属层进行同时蚀刻处理的初蚀刻处理，再单独对金属层进行蚀刻处理的二次蚀刻处理，采用两步蚀刻的方法，使得沿玻璃基板的平面方向，隔离层的外周与金属层的外周之间的间距L保持在0.1-0.8μm的范围，能够减少阵列基板中经衍射至金属层侧部的光，从而降低金属暗态漏光的现象，能够增强LCD面板的对比度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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是本发明实施例提供的阵列基板的结构示意图；
图2是本发明实施例1中所制备得到的阵列基板的暗态漏光效果图；
图3是本发明实施例2中所制备得到的阵列基板的暗态漏光效果图。
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，本领域技术人员在没有作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。
实施例1
1)在玻璃基板上铺设
厚度的隔离层，隔离层为钼和铌合金；
2)在隔离层上铺设
厚度的铜层；
3)在铜层上铺设光阻膜层；
4)对光阻膜层进行显影处理；
5)采用第一蚀刻液对隔离层和金属层进行初蚀刻处理，处理温度为35℃，蚀刻时间为110s；其中，第一蚀刻液为0.35％的氟化钠、27％的过氧化氢、3％的硫醇基咪唑啉、2.5％的亚氨基二乙酸、2％的呋喃、醋酸和水，采用醋酸调节pH至pH为4；
6)采用第二蚀刻液对金属层进行二次蚀刻处理，处理温度为35℃，蚀刻时间为15s；其中，第二蚀刻液含有9％的过氧化氢、0.1％的1,2,4-三唑、12％的丙氨酸、单乙醇胺和水，采用单乙醇胺调节pH值至pH至4.2；
7)去除所述光阻膜层。
沿玻璃基板的平面方向，所得阵列基板的隔离层的外周与金属层的外周之间间距L为0.1μm。所得的阵列基板应用于LCD面板中时，其金属暗态漏光测试图如图2(图中白色圈内示出暗态漏光强度)所示。
实施例2
1)在玻璃基板上铺设
厚度的隔离层，隔离层为钼和铌合金；
2)在隔离层上铺设
厚度的铜层；
3)在铜层上铺设光阻膜层；
4)对光阻膜层进行显影处理；
5)采用第一蚀刻液对隔离层和金属层进行初蚀刻处理，处理温度为35℃，蚀刻时间为110s；其中，第一蚀刻液为0.4％的氟化钠、25％的过氧化氢、2％的硫醇基咪唑啉、2％的亚氨基二乙酸、2％的呋喃、醋酸和水，采用醋酸调节pH至pH为4；
6)采用第二蚀刻液对金属层进行二次蚀刻处理，处理温度为35℃，蚀刻时间为35s；其中，第二蚀刻液含有10％的过氧化氢、0.1％的1,2,4-三唑、12％的丙氨酸、单乙醇胺和水，采用单乙醇胺调节pH值至pH至4.5；
7)去除所述光阻膜层。
沿玻璃基板的平面方向，所得阵列基板的隔离层的外周与金属层的外周之间间距L为0.3μm。所得的阵列基板应用于LCD面板中时，其金属暗态漏光测试图如图3(图中白色圈内示出暗态漏光强度)所示。
对比图2和图3可知，所得阵列基板的隔离层的外周与金属层的外周之间间距L为0.3μm时的暗态漏光强度明显低于0.1μm时的强度。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见上文针对其他实施例的详细描述，此处不再赘述。
具体实施时，以上各个单元或结构可以作为独立的实体来实现，也可以进行任意组合，作为同一或若干个实体来实现，以上各个单元或结构的具体实施可参见前面的方法实施例，在此不再赘述。
以上各个操作的具体实施可参见前面的实施例，在此不再赘述。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种阵列基板的制备方法，其特征在于，包括：
沿垂直于玻璃基板的方向，在所述玻璃基板上依次铺设隔离层、金属层和光阻膜层；
对所述光阻膜层进行曝光显影处理；
对所述隔离层和所述金属层进行初蚀刻处理；
对所述金属层进行二次蚀刻处理，使得沿所述玻璃基板的平面方向，所述隔离层的外周与所述金属层的外周之间的间距为0.1-0.8μm；
去除所述光阻膜层。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，形成所述隔离层的材料包括钼、钛、铌和铊中的至少两种。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述初步蚀刻处理采用第一蚀刻液进行蚀刻处理；相对于所述第一蚀刻液的总重量，所述第一蚀刻液包括0.01-1％重量比的氟化物、5-40％重量比的过氧化氢、0.01-5％重量比的含有氮原子和硫原子的化合物、0.1-5％重量比的同时含有氨基和羧酸基的第一螯合剂和用于调节所述第一蚀刻液pH值的有机酸；所述第一蚀刻液的pH为3.5-4.5；
其中，所述含有氮原子和硫原子的化合物为硫醇基咪唑啉、2-硫醇基-1-甲基咪唑啉、2-巯基噻唑、2-氨基噻唑、巯基三唑、氨基巯基三唑、巯基四氮唑、甲基巯基四氮唑、噻唑、苯基噻唑、2-甲基苯丙噻唑、2-氨基苯丙噻唑及2-巯基苯丙噻唑中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述初步蚀刻处理的时间为100-120s。
5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述二次蚀刻处理采用第二蚀刻液处理；相对于所述第二蚀刻液的总重量，所述第二蚀刻液包括5-15％重量比的过氧化氢、5-20％重量比的第二螯合剂和用于调节所述第二蚀刻液的pH值的胺类化合物；
所述第二蚀刻液的pH为4-5。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述二次蚀刻处理的时间为10s～80s。
7.一种阵列基板，其特征在于，所述阵列基板由权利要求1-6任一项所述的制备方法制备得到。
8.根据权利要求7所述的阵列基板，其特征在于，沿垂直于所述玻璃基板的方向，所述隔离层的厚度为
9.根据权利要求7所述的阵列基板，其特征在于，沿垂直于所述玻璃基板的方向，所述金属层的厚度为
10.根据权利要求7所述的阵列基板，其特征在于，相对于所述金属层的平面方向，所述金属层的侧面为斜面；所述金属层的平面方向与所述斜面之间的夹角为30-60°。
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