CN103838025B - 一种阵列基板及其制作方法、显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阵列基板及其制作方法、显示装置，采用本发明实施例提供的阵列基板的制作方法，实现一种彩色树脂层上孔径较小的过孔，从而提高像素的开口率。所述阵列基板的制作方法包括：在衬底基板上形成薄膜晶体管；在形成有所述薄膜晶体管的衬底基板上形成彩色树脂层；在所述彩色树脂层上形成具有遮光作用的第一光阻层，该第一光阻层的光刻分辨率大于所述彩色树脂层的光刻分辨率；对所述第一光阻层和彩色树脂层进行构图工艺在所述彩色树脂层上形成过孔。

Description

一种阵列基板及其制作方法、显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种阵列基板及其制作方法、显示装置。
背景技术
在液晶显示技术领域，液晶显示面板主要包括对盒而置的彩膜基板和阵列基板。彩膜基板上主要设置有彩色滤光片（即彩色树脂层），阵列基板上主要设置有像素阵列，像素阵列中的每一像素单元对应设置有起开关作用的薄膜晶体管（TFT），TFT的漏极与像素单元中的像素电极相连，为像素电极提供灰阶电压实现图像显示。
近年来，随着人们对高开口率及高亮度显示面板的不断需求，开发出一种彩色滤光片直接形成在阵列基板上（Color filter On Array，简称COA）的技术，COA技术通过减小成盒时阵列基板与彩膜基板的误差，能够提高开口率，降低成本，提高产品显示品质。
现有技术中通过COA技术形成的彩色滤光阵列基板（即COA基板）包括呈阵列分布的像素单元，每个像素单元包括TFT、彩色树脂层和像素电极，像素电极通过彩色树脂层上的过孔与TFT的漏电极电性连接。现有技术制作彩色树脂层上的过孔，通过直接对彩色树脂层掩膜曝光显影得到，但是彩色树脂层的分辨率普遍较低，彩色树脂层经曝光、显影后所能做到的最小线宽(CD)或者孔径(Hole Size)较大，影响了像素的开口率。
发明内容
本发明实施例提供的一种阵列基板及其制作方法、显示装置，采用本发明实施例提供的阵列基板的制作方法，实现一种彩色树脂层上孔径较小的过孔，从而提高像素的开口率。
为实现上述目的，本发明实施例提供一种阵列基板的制作方法，包括：
在衬底基板上形成薄膜晶体管；
在形成有所述薄膜晶体管的衬底基板上形成彩色树脂层；
在所述彩色树脂层上形成具有遮光作用的第一光阻层，该第一光阻层的光刻分辨率大于所述彩色树脂层的光刻分辨率；
对所述第一光阻层和彩色树脂层进行构图工艺在所述彩色树脂层上形成过孔。
较佳地，形成所述过孔之后，还包括：
在形成有所述过孔的彩色树脂层上形成像素电极，所述像素电极通过对应的过孔与所述薄膜晶体管的漏电极相连。
较佳地，在衬底基板上形成所述彩色树脂层之后，形成所述第一光阻层之前，还包括：
在形成有所述薄膜晶体管和彩色树脂层的衬底基板上形成可被剥离液剥离的第二光阻层。
较佳地，所述第一光阻层为黑色树脂层，所述第二光阻层为光刻胶层。
较佳地，所述光刻胶层为负性光刻胶层。
较佳地，在所述彩色树脂层上形成所述过孔之后，形成所述像素电极之前，还包括:
采用剥离液分离所述光刻胶层和彩色树脂层。
较佳地，先后对所述第一光阻层和彩色树脂层进行构图工艺在所述彩色树脂层上形成过孔，具体为：
在所述第一光阻层上放置掩模板，第一光阻层上待形成过孔的区域对应掩模板的不透光区域，其余区域对应掩模板的透光区域；对所述第一光阻层进行曝光，先后对所述第一光阻层和彩色树脂层进行显影，第一光阻层和彩色树脂层上与所述待形成的过孔对应的区域被显影掉，形成贯穿所述第一光阻层和彩色树脂层的过孔。
较佳地，先后对所述第一光阻层和彩色树脂层进行构图工艺在所述彩色树脂层上形成过孔，具体为：
在所述黑色树脂层上放置掩模板，黑色树脂层上待形成过孔的区域对应掩模板的不透光区域，其余区域对应掩模板的透光区域；
对所述黑色树脂层和光刻胶层进行曝光，先后对所述黑色树脂层、光刻胶层和彩色树脂层进行显影直到所述黑色树脂层、光刻胶层和彩色树脂层上与所述待形成的过孔对应的区域被显影掉，形成贯穿所述黑色树脂层、光刻胶层和彩色树脂层的过孔。
本发明实施例提供另一种阵列基板，采用上述阵列基板的制作方法制作而成。
本发明实施例还提供一种显示装置，包括上述阵列基板。
综上所述，本发明实施例提供一种阵列基板的制作方法，在衬底基板上形成薄膜晶体管；在形成有所述薄膜晶体管的衬底基板上形成彩色树脂层；接着在形成有所述薄膜晶体管和彩色树脂层的衬底基板上形成第一光阻层；至少对所述第一光阻层和彩色树脂层进行构图工艺形成成贯穿所述第一光阻层和彩色树脂层的过孔，该第一光阻层的光刻分辨率大于所述彩色树脂层的光刻分辨率。在曝光设备和曝光参数相同的前提下，第一光阻层曝光、显影后所能做到的最小线宽(CD)或者孔径(Hole Size)小于所述彩色树脂层曝光、显影后所能做到的最小线宽(CD)或者孔径(Hole Size)。本发明第一光阻层位于彩色树脂层的上方，对第一光阻层进行曝光，按照该曝光图案，依次对第一光阻层和彩色树脂层进行显影，第一光阻层上首先形成较小的过孔，彩色树脂层上依照所述第一光阻层上的过孔形成大小类似的过孔。通过该方法形成的彩色树脂层上的过孔其孔径较小，提高了阵列基板上像素的开口率。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的阵列基板制作方法流程示意图；
图2为本发明实施例二提供的阵列基板制作方法流程示意图；
图3为本发明实施例二提供的形成有彩色树脂层的阵列基板结构示意图；
图4为本发明实施例二提供的形成有光刻胶层的阵列基板结构示意图；
图5为本发明实施例二提供的形成有黑色树脂层的阵列基板结构示意图；
图6为本发明实施例二提供的置有掩模板的阵列基板结构示意图；
图7为本发明实施例二提供的未在曝光极限条件下形成的孔径结构示意图；
图8为现有技术在曝光极限条件下形成的孔径结构示意图；
图9为本发明实施例二提供的彩色树脂层上形成有过孔的阵列基板结构示意图；
图10为本发明实施例二提供的形成有像素电极的阵列基板结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供的一种阵列基板及其制作方法、显示装置，采用本发明实施例提供的阵列基板的制作方法，实现一种彩色树脂层上孔径较小的过孔，从而提高像素的开口率。
需要说明的是，显影工艺的原理是利用一定浓度的显影液将树脂溶解掉。本发明下述黑色树脂层和彩色树脂层、光刻胶层均可以被显影液显影掉。
所述黑色树脂层主要由碱溶性树脂、黑色颜料和光聚合引发剂组成。所述彩色树脂层主要由碱溶性树脂、彩色颜料和光聚合引发剂组成。
以下将结合附图具体说明本发明实施例提供的技术方案。
参见图1，本发明实施例提供的阵列基板的制作方法，主要包括以下步骤：
S11、在衬底基板上形成薄膜晶体管；
S12、在形成有所述薄膜晶体管的衬底基板上形成彩色树脂层；
S13、在所述彩色树脂层上形成具有遮光作用的第一光阻层，该第一光阻层的光刻分辨率大于所述彩色树脂层的光刻分辨率；
所述光刻分辨率是指材料在经曝光、显影后所能做到的最小线宽(CD)或者孔径(Hole Size)，光刻分辨率至少由曝光机的分辨率(精度)和材料的分辨率（与性质有关）决定。在曝光机一定的情况下，光刻分辨率只与待曝光的材料分辨率有关。
本发明所述第一光阻层的光刻分辨率大于所述彩色树脂层的光刻分辨率。
S14、对所述第一光阻层和彩色树脂层进行构图工艺在所述彩色树脂层上形成过孔。
进一步地，本发明实施例提供的阵列基板的制作方法还包括：像素电极的形成过程，其中像素电极用于与所述薄膜晶体管的漏电极相连。
其中一种较佳的实施方式为：
在上述步骤S14实施之后，在形成有所述过孔的彩色树脂层上形成像素电极，所述像素电极通过对应的过孔与所述薄膜晶体管的漏电极相连。
上述阵列基板的制作方法，至少包括两种实施方式：
第一、直接对所述第一光阻层和彩色树脂层进行构图工艺，通过所述第一光阻层形成彩色树脂层上的过孔。第二、在形成所述第一光阻层之前，在所述彩色树脂层上形成可被剥离液剥离的第二光阻层。对所述第一光阻层、第二光阻层和彩色树脂层进行构图工艺，通过所述第一光阻层和第二光阻层形成彩色树脂层上的过孔。
以下将分别说明上述两种实施方式：
实施例一：
优选地，先后对所述第一光阻层和彩色树脂层进行构图工艺在所述彩色树脂层上形成过孔，具体为：
在所述第一光阻层上放置掩模板，第一光阻层上待形成过孔的区域对应掩模板的不透光区域，其余区域对应掩模板的透光区域；对所述第一光阻层进行曝光，先后对所述第一光阻层和彩色树脂层进行显影，第一光阻层和彩色树脂层上与所述待形成的过孔对应的区域被显影掉，形成贯穿所述第一光阻层和彩色树脂层的过孔。
优选地，所述第一光阻层为黑色树脂层。
进一步地，在所述彩色树脂层上形成所述过孔之后，形成所述像素电极之前，还包括:
去除位于所述彩色树脂层上的黑色树脂层，具体可以通过干刻的方法去除。
上述实施例一提供的阵列基板的制作方法，在曝光设备和曝光参数相同的前提下，第一光阻层曝光、显影后所能做到的最小线宽(CD)或者孔径(Hole Size)小于所述彩色树脂层曝光、显影后所能做到的最小线宽(CD)或者孔径(HoleSize)。本发明第一光阻层位于彩色树脂层的上方，对第一光阻层进行曝光，按照该曝光图案，依次对第一光阻层和彩色树脂层进行显影，第一光阻层上首先形成较小的过孔，彩色树脂层上依照所述第一光阻层上的过孔形成大小类似的过孔。通过该方法形成的彩色树脂层上的过孔其孔径较小，提高了阵列基板上像素的开口率。
实施例二：
步骤S12在衬底基板上形成所述彩色树脂层之后，步骤S13形成所述第一光阻层之前，还包括：
在形成有所述薄膜晶体管和彩色树脂层的衬底基板上形成可被剥离液剥离的第二光阻层，优选地所述第一光阻层为黑色树脂层，所述第二光阻层为光刻胶层。
进一步地，所述光刻胶层为负性光刻胶层。
进一步地，在所述彩色树脂层上形成所述过孔之后，形成所述像素电极之前，还包括:
采用剥离液分离所述光刻胶层和彩色树脂层。
针对所述黑色树脂层和负性光刻胶层，先后对所述第一光阻层和彩色树脂层进行构图工艺在所述彩色树脂层上形成过孔，具体为：
在所述黑色树脂层上放置掩模板，黑色树脂层上待形成过孔的区域对应掩模板的不透光区域，其余区域对应掩模板的透光区域；
对所述黑色树脂层和光刻胶层进行曝光，先后对所述黑色树脂层、光刻胶层和彩色树脂层进行显影直到所述黑色树脂层、光刻胶层和彩色树脂层上与所述待形成的过孔对应的区域被显影掉，形成贯穿所述黑色树脂层、光刻胶层和彩色树脂层的过孔。
当然，也可以在黑色树脂层上放置掩模板，使得黑色树脂层上待形成过孔的区域对应掩模板的透光区域，其余区域对应掩模板的不透光区域，黑色树脂层的材质保证在透光区域可以被显影掉，不透光区域不能被显影掉。
以下将结合附图具体说明。
参见图2，本发明实施例二提供的阵列基板的制作方法，主要包括以下步骤：
S21、在衬底基板上形成薄膜晶体管；
S22、在形成有所述薄膜晶体管的衬底基板上形成彩色树脂层；
S23、在所述彩色树脂层上形成光刻胶层；
S24、在所述光刻胶层上形成黑色树脂层；
S25、根据预设曝光图形对所述黑色树脂层和光刻胶层进行曝光，先后对所述黑色树脂层、光刻胶层和彩色树脂层进行显影形成贯穿所述黑色树脂层、光刻胶层和彩色树脂层的过孔；
S26、去除位于所述彩色树脂层上的光刻胶层和黑色树脂层；
S27、在形成有所述过孔的彩色树脂层上形成像素电极，所述像素电极通过与其对应的过孔与所述薄膜晶体管的漏电极相连。
所述光刻胶层可以为正性光刻胶，也可以为负性光刻胶。当所述光刻胶层为正性光刻胶时，受光照射的区域容易被显影掉。当所述光刻胶为负性光刻胶时，不受光照射的区域容易被显影掉。
由于本发明需要被显影的区域属于小面积的过孔区域，因此，设定与过孔对应的光刻胶区域对应掩模板的遮光区域得到的过孔质量较佳。优选地，光刻胶层为负性光刻胶层。
优选地，当所述彩色树脂层上设置有光刻胶层时，去除位于所述彩色树脂层上的光刻胶层和黑色树脂层，具体为：
采用剥离液将所述光刻胶层与所述彩色树脂层进行分离，光刻胶层与所述彩色树脂层分离的同时，将黑色树脂层与所述彩色树脂层分离，最终使得阵列基板的彩色树脂层上无光刻胶层和黑色树脂层。
在上述实施例的基础上，根据预设曝光图形对所述黑色树脂层和光刻胶层进行曝光，先后对所述黑色树脂层、光刻胶层和彩色树脂层进行显影形成贯穿所述黑色树脂层、光刻胶层和彩色树脂层的过孔，具体为：
在所述黑色树脂层上放置掩模板，黑色树脂层上待形成过孔的区域对应掩模板的不透光区域，其余区域对应掩模板的透光区域；
对所述黑色树脂层和光刻胶层进行曝光，先后对所述黑色树脂层、光刻胶层和彩色树脂层进行显影直到所述黑色树脂层、光刻胶层和彩色树脂层上与所述待形成的过孔对应的区域被显影掉，形成贯穿所述黑色树脂层、光刻胶层和彩色树脂层的过孔。
上述实施例二提供的阵列基板的制作方法，在曝光设备和曝光参数相同的前提下，黑色树脂层曝光、显影后所能做到的最小线宽(CD)或者孔径(Hole Size)小于所述彩色树脂层曝光、显影后所能做到的最小线宽(CD)或者孔径(HoleSize)。本发明黑色树脂层位于彩色树脂层和光刻胶层的上方，对黑色树脂层和光刻胶层进行曝光，按照该曝光图案，依次对黑色树脂层、光刻胶层和彩色树脂层进行显影，黑色树脂层上首先形成较小的过孔，光刻胶层上和彩色树脂层上依照所述黑色树脂层上的过孔形成大小类似的过孔。通过该方法形成的彩色树脂层上的过孔其孔径较小，提高了阵列基板上像素的开口率。
本发明由于黑色树脂层具有遮光作用，位于黑色树脂层下方的负性光刻胶也具有吸光作用，曝光时的光线大部分或者全部被黑色树脂层和负性光刻胶吸收。很少或几乎没有光线通过彩色树脂层，彩色树脂层不受曝光光线的影响，或者说受光线的影响较小不足以使得彩色树脂层光固化，对彩色树脂层进行显影时，彩色树脂层是不完全固化的，因此能够在彩色树脂层上形成孔径较小的过孔。
以下将从工艺流程方面具体说明上述实施例二提供的技术方案中的其中一种较佳的实施方式。
步骤一：
参见图3，在衬底基板1上形成薄膜晶体管2。
该过程与现有技术类似，例如在玻璃基板、树脂基板或石英基板上形成底栅型或顶栅型TFT，该TFT至少包括栅极、栅极绝缘层、有源层、源极和漏极等。所述漏极用于与待形成的像素电极电性相连，本发明提供的阵列基板，彩色光阻位于阵列基板之上，即彩色光阻位于TFT之上，像素电极位于彩色光阻之上，像素电极通过彩色光阻上的过孔与所述漏极电性相连。
步骤二：
参见图3，在形成有薄膜晶体管2的衬底基板1上形成彩色树脂层3。
彩色树脂层3可以为红色树脂层、绿色树脂层和蓝色树脂层。红色树脂层、绿色树脂层和蓝色树脂层分别作为红色滤光片、绿色滤光片和蓝色滤光片实现图像的滤色显示功能。所述彩色树脂层为具有一定图案的光阻层。
步骤三：
参见图4，在形成有薄膜晶体管2和彩色树脂层3的衬底基板1上形成光刻胶层4，光刻胶层4覆盖彩色树脂层3。
优选地，该光刻胶层为负性光刻胶层，在未被光照射的区域可以被显影掉。
步骤四：
参见图5，在形成有薄膜晶体管2、彩色树脂层3和光刻胶层4的衬底基板1上形成一层黑色树脂层5，黑色树脂层5覆盖光刻胶层4。
该黑色树脂层具有遮光作用，且在有光照的区域无法被显影掉，无光照的区域可以被显影液显影掉。
步骤五：
参见图6，在黑色树脂层5上放置掩模板6，黑色树脂层5上待形成过孔的区域对应掩模板6的不透光区域A，其余区域对应掩模板的透光区域B；
对黑色树脂层5进行曝光(图6中带箭头的线段表示光线)，然后对黑色树脂层5、光刻胶层4和彩色树脂层3进行显影直到黑色树脂层5、光刻胶层4和彩色树脂层3上与所述待形成的过孔对应的区域被显影掉，形成贯穿黑色树脂层5、光刻胶层4和彩色树脂层3的过孔。
通过本发明实施例提供的阵列基板的制作方法在彩色树脂层上形成的过孔，孔径较小。参见图7为本发明实施例未在曝光极限条件下形成的孔径约12μm。若本发明在曝光极限条件下，即在最低曝光量、最长显影时间的条件下，形成的孔径更小，低于12μm。参见图8为现有技术在曝光极限条件下形成的孔径，采用现有技术形成过孔的方法，在使用极限曝光条件形成的过孔的孔径至少为18μm或以上。
随着液晶显示器的分辨率不断提高，显示面板的像素单元尺寸越来越小，例如：分辨率为400ppi的显示器，像素单元的尺寸一般在21*21um左右，过孔的孔径较大时，将无法进行开孔。即使液晶显示器的分辨率较低，例如在分辨率为300ppi的显示器，像素单元尺寸一般在27*27um，过孔的孔径较大也会严重影响像素单元的开口率。本发明实施例提供的阵列基板的制作方法可以实现孔径为12μm以下的过孔，大大提高了阵列基板上像素的开口率。
步骤六：
参见图9，采用剥离液剥离所黑色树脂层5和光刻胶层4，剩余彩色树脂层，该彩色树脂层5上形成过孔7。
所述负性光刻胶可以用剥离液进行剥离，而彩色树脂层和黑色树脂层均不可以用剥离液进行剥离，因此通过剥离液可以剥离掉（Lift-off）负性光刻胶，剥离掉负性光刻胶的同时连同黑色树脂层一起去除。
步骤七：
不使用掩模板，对上述基板进行曝光(使用后曝光装置，该装置没有掩膜、对位等单元，只是在传送带上增加了紫外照射单元和外壳)，对彩色树脂层进行硬烤（后烘）以进一步固化。
步骤八：
参见图10，在形成有所过孔7的彩色树脂层3上形成多个像素电极8，每一像素电极8通过与其对应的过孔7与对应的薄膜晶体管的漏电极相连。
本发明实施例还提供一种阵列基板，采用本发明上述实施例提供的阵列基板的制作方法制作而成。
本发明实施例还提供一种显示装置，包括上述阵列基板，该显示装置可以避免成盒时阵列基板与彩膜基板的误差，能够提高像素的开口率，降低产品的成本，提高产品的显示品质。
综上所述，本发明实施例提供一种阵列基板的制作方法，在衬底基板上形成薄膜晶体管；在形成有所述薄膜晶体管的衬底基板上形成彩色树脂层；接着在形成有所述薄膜晶体管和彩色树脂层的衬底基板上形成一层覆盖整个衬底基板的黑色树脂层；至少对所述黑色树脂层和彩色树脂层进行构图工艺形成成贯穿所述黑色树脂层和彩色树脂层的过孔。在曝光设备和曝光参数相同的前提下，黑色树脂层曝光、显影后所能做到的最小线宽(CD)或者孔径(Hole Size)小于所述彩色树脂层曝光、显影后所能做到的最小线宽(CD)或者孔径(Hole Size)。本发明黑色树脂层位于彩色树脂层的上方，对黑色树脂层进行曝光，按照该曝光图案，依次对黑色树脂层和彩色树脂层进行显影，黑色树脂层上首先形成较小的过孔，彩色树脂层上依照所述黑色树脂层上的过孔形成大小类似的过孔。通过该方法形成的彩色树脂层上的过孔其孔径较小，提高了阵列基板上像素的开口率。
显然，本领域的技术人员可以对本发明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)

1.一种阵列基板的制作方法，其特征在于，包括：
在衬底基板上形成薄膜晶体管；
在形成有所述薄膜晶体管的衬底基板上形成彩色树脂层；
在形成有所述薄膜晶体管和所述彩色树脂层的衬底基板上形成可被剥离液剥离的第二光阻层；
在所述彩色树脂层上形成具有遮光作用的第一光阻层，该第一光阻层的光刻分辨率大于所述彩色树脂层的光刻分辨率；
对所述第一光阻层和彩色树脂层进行构图工艺在所述彩色树脂层上形成过孔。
2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，形成所述过孔之后，还包括：
在形成有所述过孔的彩色树脂层上形成像素电极，所述像素电极通过对应的过孔与所述薄膜晶体管的漏电极相连。
3.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，所述第一光阻层为黑色树脂层，所述第二光阻层为光刻胶层。
4.根据权利要求3所述的制作方法，其特征在于，所述光刻胶层为负性光刻胶层。
5.根据权利要求4所述的制作方法，其特征在于，在所述彩色树脂层上形成所述过孔之后，形成所述像素电极之前，还包括:
采用剥离液分离所述光刻胶层和彩色树脂层。
6.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，先后对所述第一光阻层和彩色树脂层进行构图工艺在所述彩色树脂层上形成过孔，具体为：
在所述第一光阻层上放置掩模板，第一光阻层上待形成过孔的区域对应掩模板的不透光区域，其余区域对应掩模板的透光区域；对所述第一光阻层进行曝光，先后对所述第一光阻层和彩色树脂层进行显影，第一光阻层和彩色树脂层上与所述待形成的过孔对应的区域被显影掉，形成贯穿所述第一光阻层和彩色树脂层的过孔。
7.根据权利要求4所述的制作方法，其特征在于，先后对所述第一光阻层和彩色树脂层进行构图工艺在所述彩色树脂层上形成过孔，具体为：
在所述黑色树脂层上放置掩模板，黑色树脂层上待形成过孔的区域对应掩模板的不透光区域，其余区域对应掩模板的透光区域；
对所述黑色树脂层和光刻胶层进行曝光，先后对所述黑色树脂层、光刻胶层和彩色树脂层进行显影直到所述黑色树脂层、光刻胶层和彩色树脂层上与所述待形成的过孔对应的区域被显影掉，形成贯穿所述黑色树脂层、光刻胶层和彩色树脂层的过孔。
8.一种阵列基板，其特征在于，采用权利要求1-7任一所述的阵列基板的制作方法制作而成。
9.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求8所述的阵列基板。
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