CN102810571B - 一种基板、显示装置及该基板的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种COA基板，包括TFT、彩色层和像素电极，所述TFT的漏极上方设置有贯穿所述彩色层的过孔，所述过孔中设置有导电填充层，所述像素电极通过所述导电填充层与所述TFT的漏极连接。本发明通过在COA基板的过孔中形成导电填充层，有效地解决了由于过孔深度过深或过孔内表面不平整导致的导电层断线问题，提高了良率。本发明还提供了一种显示装置和COA基板的制备方法。
Description
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，特别涉及一种基板、显示装置及该基板的制备方法。
背景技术
COA（Color Filter on Array）技术是将彩色层制备在阵列基板上的技术，COA基板的基本结构如图1所示，在衬底基板1上依次形成薄膜晶体管TFT、彩色层4和像素电极5，TFT的漏极2与彩色层4之间具有保护层3，且漏极2上方设置有贯穿彩色层4的过孔，像素电极5与漏极2之间过孔连接。因为COA结构的显示面板不存在彩膜基板与阵列基板的对位问题，所以可以降低显示面板制备过程中对盒制程的难度，避免了对盒时的误差，因此黑色矩阵可以设计为窄线宽，提高了开口率。
当COA技术的实现方式采用在基板1上依次形成漏极2-保护层3-彩色层4-像素电极5的制作顺序时，需要在漏极2上方形成贯穿彩色层4和保护层5的过孔，如图1中虚线内所示结构；具体形成方法如如图2所示：如图2中a~c所示，首先在制备彩色层4时留下第一开孔A，利用彩色层4作为掩膜，对第一开孔A位置露出的保护层3进行干刻，形成过孔，这样制作可以减少一次构图工艺（一般包括涂胶-曝光-显影-刻蚀-剥离等工艺）；但是，保护层3在干刻工艺中会产生过刻，即保护层3在对彩色层4的第一开孔A下边缘露出部分的部分进行刻蚀后，还会横向刻蚀一部分，导致保护层3生成的第二开孔B的边缘尺寸大于彩色层4的第一开孔A下边缘的尺寸，如图2中d所示，因此造成由形成的整个过孔的表面不平整，在形成像素电极5时会导致断线不良，如图2中e所示。同时，由于该过孔贯穿彩色层4和保护层3（彩色层4和保护层3的厚度之和约在几微米），导致过孔的深度较深，在形成像素电极5时也容易产生断线不良。
发明内容
本发明提供了一种基板，该基板过孔中设有用于填充过孔的导电填充层，可改善由于过孔的深度过深或过孔内表面不平整造成的导电层的断线不良；另外，本发明还提供了一种显示装置和一种上述基板的制备方法。
为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种COA基板，包括薄膜晶体管TFT、彩色层和像素电极，所述TFT的漏极上方设置有贯穿所述彩色层的过孔，所述过孔中设置有导电填充层，所述像素电极通过所述导电填充层与所述TFT的漏极连接。
优选地，该基板还包括设置于TFT和彩色层之间的保护层，所述过孔延伸并贯穿所述保护层。
优选地，所述导电填充层的厚度大于或等于所述保护层的厚度且小于或等于所述过孔的深度。
优选地，所述导电填充层的厚度为0.8μm~2.8μm。
优选地，所述导电填充层的厚度为1.0μm~2.4μm。
优选地，所述导电填充层为光刻银胶。
本发明还提供一种显示装置，包括上述的基板。
本发明还提供一种上述的COA基板的制备方法，包括以下步骤：
在衬底基板上形成薄膜晶体管TFT和彩色层，并在形成露出TFT的漏极的至少一个过孔；
向每一个过孔内注入导电填充材料；
对所述导电填充材料进行固化处理，形成导电填充层。
在彩色层以及各个过孔中的导电层之上溅射像素电极层，并形成相应图形的像素电极，像素电极与源极之间通过导电填充层实现电连接。
优选地，步骤向每一个过孔内注入导电填充材料中，具体采用喷墨印刷的方式将所述导电填充材料注入所述过孔中。
优选地，所述导电填充材料为光刻银胶。
优选地，步骤对所述导电填充材料进行固化处理，形成导电填充层中具体包括：
在50℃~120℃下对所述导电填充材料烘烤2~15min，对整片COA基板进行无掩膜曝光，曝光强度为150mJ/cm3~330mJ/cm3；对所述导电填充材料进行显影去除多余部分，得到一定厚度的导电填充材料；在100℃~250℃下烘烤20~40min，得到导电填充层。
本发明通过在COA基板的过孔中形成导电填充层，有效地解决了由于过孔深度过深或过孔内表面不平整导致的导电层断线问题，提高了良率。
附图说明
图1为现有技术中COA基板基本结构示意图；
图2为现有技术中COA基板形成过孔和像素电极的原理示意图；
图3为本发明提供的COA基板的结构示意图；
图4为本发明提供的COA基板过孔区域放大后的示意图；
图5为本发明提供的COA基板的原理示意图；
图6为本发明提供的COA基板制备方法的流程图。
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。
本发明提供的COA基板，如图3所示，包括薄膜晶体管TFT、彩色层04和像素电极05，TFT的漏极02上方设置有贯穿彩色层04的过孔，所述过孔中设置有导电填充层06，像素电极04通过导电填充层06与TFT的漏极02连接。
过孔区域的放大示意图如图4所示，包括漏极02，彩色层04，像素电极05，导电填充层06，像素电极05通过导电填充层06与漏极02连接。
首先，上述COA基板中，导电填充层06可以将过孔填充一定厚度，从而起到平坦过孔的作用，同时，导电填充层06与漏极02电连接；溅射像素电极05时，像素电极05通过导电填充层06与漏极02电连接，从而改善由于过孔内表面不平整而导致的像素电极断线的问题。
当然，本实施例提供的COA基板可以不包括保护层，直接在TFT上制备彩色层，由于目前采用的彩色层为绝缘性的树脂材料，因此也可以起到保护层的作用。但作为优选方案，本实施例提供的COA基板还包括TFT和彩色层04之间的保护层03，所述过孔延伸并贯穿保护层03。以下实施例均以设置保护层03为例进行说明。
在存在保护层03的条件下，优选地，导电填充层06的厚度优选大于或等于保护层03的厚度且小于或等于过孔的深度。将导电填充层06的厚度设置在上述厚度范围之内，可以保证在解决了由于过孔内表面不平整而导致的像素电极05断线的问题，同时又不会因为导电填充层06过厚而出现新的问题（如段差问题）。
COA基板上过孔的深度一般在3μm~4μm，保护层的厚度一般在0.5μm左右，本发明的实施例提供的COA基板中导电填充层06的厚度优选0.8μm~2.8μm，具体的，导电填充层06的厚度可以为：0.8μm、1.0μm、1.1μm、1.3μm、1.5μm、1.6μm、1.8μm、2.0μm、2.1μm、2.4μm、2.6μm、2.8μm等。导电填充层06的厚度还可以为其他值，具体厚度值可以根据实际生产中保护层03和彩色层04的厚度值以及产品需求而定，这里不再一一举例。
更为优选地，导电填充层06的厚度取值范围为1.0μm~2.4μm，具体的，导电填充层06的厚度可以为：1.0μm、1.1μm、1.3μm、1.5μm、1.6μm、1.8μm、2.0μm、2.1μm、2.3μm、2.4μm等，导电填充层06的厚度还可以为其他值，具体厚度值也可以根据实际生产中保护层和彩色层的厚度值以及产品需求而定，这里不再一一举例。
导电填充层06的材料可以采用导电树脂材料或其他导电材料制备，优选采用光刻银胶制备，光刻银胶是液晶领域比较常用的材料，同时具有导电率高、固化前后无收缩、具有良好的分散性、且与金属具有良好的黏结性等特性，可以使通过过孔连接的两层导电层获得较好的电连接。
当然，本实施例中提到的衬底基板01可以为玻璃基板，也可以为其它材料的透明衬底基板，这里不再一一举例。
本发明还提供了一种显示装置，包括上述技术方案中提到的基板。
如图5和图6所示，本发明还提供了一种COA基板的制备方法，COA基板是在阵列基板上制备有彩色层的一种基板，具体制备过程如下：
步骤S1，在衬底基板01上形成薄膜晶体管TFT和彩色层4，并在形成露出TFT的漏极02的至少一个过孔；
步骤S1可以为：在基板上涂覆彩色光阻层，采用构图工艺形成彩色层04，并在彩色层04与TFT的漏极02相对应的位置上形成过孔A，如图5中a~c所示，该构图工艺包括彩色光阻层涂覆-曝光-显影过程，不包括刻蚀工艺，由于目前彩色层的制备一般采用负性的彩色光刻胶，而光刻胶的不保留区域通过显影工艺就可以去除，形成所需要的图形，因此不需要再进行刻蚀工艺。
当然，在存在保护层03时，对露出的保护层03采用干刻工艺进行刻蚀，从而使过孔A延伸穿过保护层03，露出TFT的漏极02，如图5中d所示。
步骤S2，向每一个过孔内注入导电填充材料；具体的，向每一个过孔内注入导电填充材料，并旋涂或者刮涂均匀，如图5中e所示。
其中，导电填充材料的注入优选采用喷墨打印的方式实现，将导电填充材料注入过孔后，采用旋涂或刮涂工艺使导电填充材料表面均匀平整。
且导电填充材料可以选择导电树脂材料或其他导电材料制备，优选采用光刻银胶制备，光刻银胶是液晶领域比较常用的材料，同时具有导电率高、固化前后无收缩、具有良好的分散性、且与金属具有良好的黏结性，可以使通过过孔连接的两层导电层获得较好的电连接。
步骤S3，对所述导电填充材料进行固化处理，形成导电填充层。如图5中f所示。
对每一个过孔中的导电填充材料进行特定强度的烘烤、曝光以及固化，得到满足厚度要求的导电填充层06，这样可以增加导电填充层06的稳定性以及导电性。
步骤S3中，采用光刻银胶作为导电填充层06的具体固化处理过程如下：
首先，先对涂布的光刻银胶进行烘烤，烘烤的温度可以在50~120℃，烘烤时间可以为2~15min；
对涂布的光刻银胶进行控制曝光量的曝光，其曝光强度控制在150mJ/cm3~330mJ/cm3，以除去多余的光刻银胶，得到满足厚度要求的光刻银胶；
对满足厚度要求的光刻银胶进行固化，固化温度可以在100~250℃，固化时间可以为20~40min。
更为具体的，光刻银胶的具体处理条件可以采用如下条件：
可以在70℃温度下对经步骤S1中已经涂布了光刻银胶的COA基板烘烤6min，对整片COA基板进行无掩膜曝光，曝光强度为180mJ/cm3；对光刻银胶显影；在190℃温度下烘烤固化30min；
还可以在50℃温度下对经步骤S1中已经涂布了光刻银胶的COA基板烘烤15min，对整片COA基板进行无掩膜曝光，曝光强度为150mJ/cm3；对光刻银胶显影；在100℃温度下烘烤固化20min；
还可以在120℃温度下对经步骤S1中已经涂布了光刻银胶的COA基板烘烤2min，对整片COA基板进行无掩膜曝光，曝光强度为330mJ/cm3；对光刻银胶显影；在250℃温度下烘烤固化40min。
当然，上面仅仅例举了三种具体的处理方式，其中，烘烤的温度以及时间、曝光强度、以及固化温度以及时间还可以有其他选择，只要是在上述理论的基础上所做的变化，以实现对光刻银胶进行处理的方法，均在本发明保护范围之内。
导电填充层06的厚度优选大于或等于保护层03的厚度且小于或等于过孔的深度，这样既填充了由于过刻造成的过孔内表面不平整的问题，同时也不会由于形成的导电填充层03的厚度超过彩色层04的上表面而出现段差问题。
导电填充材料注入过孔后，其厚度会大于过孔的深度，为了不产生段差问题，因此需要降低导电填充材料的厚度，去除多余部分，使其满足大于或等于保护层03厚度且小于或等于过孔的深度，因此在喷墨印刷完成后，增加曝光显影的工艺。由于导电填充层06采用光刻银胶，因此可以在无掩膜版的条件下进行曝光工艺，节省了制作掩膜版的费用。
经过处理后，导电填充层06的厚度优选0.8μm~2.8μm，具体的，导电填充层06的厚度可以为：0.8μm、1.0μm、1.1μm、1.3μm、1.5μm、1.6μm、1.8μm、2.0μm、2.1μm、2.4μm、2.6μm、2.8μm等。导电填充层06的厚度还可以为其他值，具体厚度值可以根据实际生产中保护层和彩色层的厚度值以及产品需求而定，这里不再一一举例。
更为优选地，导电填充层06的厚度取值范围为1.0μm~2.4μm，具体的，导电填充层06的厚度可以为：1.0μm、1.1μm、1.3μm、1.5μm、1.6μm、1.8μm、2.0μm、2.1μm、2.3μm、2.4μm等，当然，步骤202中，得到的导电填充层06的厚度还可以为其他值，具体厚度值也可以根据实际生产中保护层和彩色层的厚度值以及产品需求而定，这里不再一一举例。
步骤S4，在彩色层04以及各个过孔中的导电层之上溅射像素电极层，并形成相应图形的像素电极05，像素电极05与源极02之间通过导电填充层06实现电连接，如图5中g所示。
形成像素电极05的方法可以采用化学气相沉积法等形成像素电极层，并通过光刻胶涂覆、曝光、显影、刻蚀等构图工艺形成像素电极。
其他类型的基板在过孔中形成导电填充层06的方法与上述方法类似，在此不再赘述。
本发明通过在COA基板的过孔中形成导电填充层，有效地解决了由于过孔深度过深或过孔内表面不平整导致的导电层断线问题，提高了良率。显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (9)
1.一种COA基板，其特征在于，包括薄膜晶体管TFT、彩色层和像素电极，所述薄膜晶体管TFT的漏极上方设置有贯穿所述彩色层的过孔，所述过孔中设置有导电填充层，所述像素电极通过所述导电填充层与所述薄膜晶体管TFT的漏极连接；还包括设置于薄膜晶体管TFT和彩色层之间的保护层，所述过孔延伸并贯穿保护层，所述导电填充层的厚度大于或等于所述保护层的厚度且小于所述过孔的深度。
2.根据权利要求1所述的COA基板，其特征在于，所述导电填充层的厚度为0.8μm～2.8μm。
3.根据权利要求1所述的COA基板，其特征在于，所述导电填充层的厚度为1.0μm～2.4μm。
4.根据权利要求1所述的COA基板，其特征在于，所述导电填充层为光刻银胶。
5.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1～4任一所述的COA基板。
6.一种COA基板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
在衬底基板上形成薄膜晶体管TFT和彩色层，并形成露出薄膜晶体管TFT的漏极的至少一个过孔，还形成设置于薄膜晶体管TFT和彩色层之间的保护层，所述过孔延伸并贯穿保护层；
向每一个过孔内注入导电填充材料；
对所述导电填充材料进行固化处理，形成导电填充层，其中，导电填充层的厚度大于或等于所述保护层的厚度且小于所述过孔的深度；
在彩色层以及各个过孔中的导电填充层之上溅射像素电极层，并形成相应图形的像素电极，像素电极与漏极之间通过导电填充层实现电连接。
7.根据权利要求6所述的COA基板的制备方法，其特征在于，步骤向每一个过孔内注入导电填充材料中，具体采用喷墨印刷的方式将所述导电填充材料注入所述过孔中。
8.根据权利要求6所述的COA基板的制备方法，其特征在于，所述导电填充材料为光刻银胶。
9.根据权利要求8所述的COA基板的制备方法，其特征在于，步骤对所述导电填充材料进行固化处理，形成导电填充层中具体包括：
在50℃～120℃下对所述导电填充材料烘烤2～15min，对整片COA基板进行无掩膜曝光，曝光强度为150mJ/cm3～330mJ/cm3；对所述导电填充材料进行显影去除多余部分，得到一定厚度的导电填充材料；在100℃～250℃下烘烤20～40min，得到导电填充层。
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