TFT基板的製作方法及TFT基板與流程
2023-06-11 08:20:32
本發明涉及顯示技術領域，尤其涉及一種tft基板的製作方法及tft基板。
背景技術：
隨著顯示技術的發展，液晶顯示器(liquidcrystaldisplay，lcd)等平面顯示裝置因具有高畫質、省電、機身薄及應用範圍廣等優點，而被廣泛的應用於手機、電視、個人數字助理、數字相機、筆記本電腦、臺式計算機等各種消費性電子產品，成為顯示裝置中的主流。
通常液晶顯示面板由彩膜(colorfilter，cf)基板、薄膜電晶體(thinfilmtransistor，tft)基板、夾於彩膜基板與薄膜電晶體基板之間的液晶(lc，liquidcrystal)及密封膠框(sealant)組成，其成型工藝一般包括：前段陣列(array)製程(薄膜、黃光、蝕刻及剝膜)、中段成盒(cell)製程(tft基板與cf基板貼合)及後段模組組裝製程(驅動ic與印刷電路板壓合)。其中，前段array製程主要是形成tft基板，以便於控制液晶分子的運動；中段cell製程主要是在tft基板與cf基板之間添加液晶；後段模組組裝製程主要是驅動ic壓合與印刷電路板的整合，進而驅動液晶分子轉動，顯示圖像。
目前，黑色光阻間隔物(blackphotospacer，bps)材料的出現使得把黑色矩陣(blackmatrix，bm)和光阻間隔物(photospacer，ps)兩道製程合在一起成為了可能。目前越來越多的液晶顯示器生產廠家在開發把bps技術應用在lcd中。因為bps技術能夠節省lcd製作一道工藝製程，從而能夠節省包括光罩(mask)成本，工藝製程，儀器機臺等產生的成本。
如圖1及圖2所示，現有的一種採用bps技術的tft基板包括襯底基板100、設於所述襯底基板100上的薄膜電晶體層200、覆蓋所述薄膜電晶體層200的保護層300、設於所述保護層300上的色阻層400、設於所述色阻層400上的平坦層500、設於所述平坦層500上的像素電極600、以及設於像素電極600及平坦層500上的bps遮光層700；所述色阻層400包括多個陣列排布的色阻單元410，所述bps遮光層700包括遮擋相鄰色阻單元410交界區域的黑色矩陣710、及位於黑色矩陣710上且間隔設置的主光阻間隔物(mainps)720及輔助光阻間隔物(subps)730，黑色矩陣710的高度小於輔助光阻間隔物730的高度，輔助光阻間隔物730的高度小於主區光阻間隔物720的高度，該bps遮光層700通過具有三種透過率(3tone)的光罩製作得到，該3tone光罩中對應形成主光阻間隔物720的區域的為全透光區，對應形成輔助光阻間隔物730、及黑色矩陣710的區域為半透光區，且對應形成輔助光阻間隔物730的區域的透光率大於對應形成黑色矩陣710的區域的透光率，例如，對應形成輔助光阻間隔物730區域的透光率為30％，對應形成黑色矩陣710區域的透光率為20％。由於在製作bps遮光層700時，對應形成輔助光阻間隔物730及黑色矩陣710的bps材料接受的是半透的曝光量，在非飽和光量範圍發生反應，容易造成輔助光阻間隔物730及黑色矩陣710高度的不穩定，而對應形成主光阻間隔物720的bps材料接收的是全透的曝光量，在飽和光量範圍內發生反應，高度較一致，同一結構的高度均勻性定義為其最大高度與最小高度的差除以最大高度，該結構的tft基板中，主光阻間隔物720的高度的均勻性能夠達到5％以內，但是輔助光阻間隔物730的高度的均勻性和黑色矩陣710的高度的均勻性只能夠達到30％以內。
如圖3至圖4所示，現有的另一種採用bps技術的tft基板包括襯底基板100』、設於所述襯底基板100』上的薄膜電晶體層200』、覆蓋所述薄膜電晶體層200』的保護層300』、設於所述保護層300』上的色阻層400』、設於所述色阻層400』上的平坦層500』、設於所述平坦層上的像素電極600』、以及設於像素電極600』及平坦層500』上的bps遮光層700』；如圖5所示，所述色阻層400』包括陣列排布的多個色阻單元410』及多個位於相鄰色阻單元410』之間的色阻塊420』，所述平坦層500』對應色阻塊420』的區域形成有平坦層凸起501』，bps遮光層700』包括遮擋相鄰色阻單元410』交界區域的黑色矩陣710』、位於黑色矩陣710』上且與色阻塊420』對應的主間隔物720』、及位於黑色矩陣710』上且與主間隔物720』間隔設置的輔助間隔物730』，該bps遮光層700』通過具有兩種透過率(2tone)的光罩製作得到，該2tone光罩中對應形成主光阻間隔物720』及輔助間隔物730』的區域為全透光區，對應形成黑色矩陣710』的區域為半透光區，例如，對應形成黑色矩陣710』區域的透光率為20％。由於在製作bps遮光層700』時，對應形成主光阻間隔物720』及輔助光阻間隔物730』的bps材料均接受全透的曝光量，因此主光阻間隔物720』頂部、及輔助光阻間隔物730』的頂部與平坦層500』之間的距離相同，但由於色阻塊420』的存在使平坦層500』上形成平坦層凸起501』，使主間隔物720』的高度大於輔助間隔物730』的高度，且主光阻間隔物720』及輔助光阻間隔物730』的高度的均勻性能夠達到5％以內，然而對應形成黑色矩陣710』的bps材料接受的仍舊是半透的曝光量，高度均勻性僅可達到30％以內。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種tft基板的製作方法，利用一道光罩製得包括黑色矩陣、及位於黑色矩陣上的高度不同的主間隔物及輔助間隔物的bps遮光層，且黑色矩陣、主間隔物、及輔助間隔物的高度均勻性好，提升產品的品質。
本發明的目的還在於提供一種tft基板，其bps遮光層具有黑色矩陣、及位於黑色矩陣上的高度不同的主間隔物及輔助間隔物，且黑色矩陣、主間隔物、及輔助間隔物的高度均勻性好，產品品質高。
為實現上述目的，本發明提供一種tft基板的製作方法，包括如下步驟：
步驟1、提供一襯底基板，在所述襯底基板上製作薄膜電晶體層；
步驟2、在所述薄膜電晶體層上形成保護層；
步驟3、在所述保護層上形成色阻層；
所述色阻層包括陣列排布的多個色阻單元、位於相鄰色阻單元之間的多個第一色阻塊、及位於相鄰色阻單元之間且與第一色阻塊間隔設置的多個第二色阻塊，所述第二色阻塊上設有凹槽；
步驟4、在所述色阻層上形成平坦層，所述平坦層對應多個第一色阻塊形成有多個第一平坦層凸起，對應多個第二色阻塊形成有多個第二平坦層凸起，所述第一平坦層凸起的高度大於第二平坦層凸起的高度；
步驟5、對平坦層、及保護層進行刻蝕，形成貫穿平坦層、及保護層的過孔，在所述平坦層上沉積並圖案化形成像素電極；
步驟6、提供一光罩，所述光罩包括對應相鄰色阻單元交界區域設置的透光區、及位於透光區以外的不透光區，透光區內透光率相同；在平坦層及像素電極上形成黑色光阻材料，利用所述光罩對黑色光阻材料進行圖案化，形成bps遮光層，所述bps遮光層包括遮擋相鄰色阻單元交界區域的黑色矩陣、位於黑色矩陣上且與第一色阻塊對應的主間隔物、及位於黑色矩陣上且與第二色阻塊對應的輔助間隔物，主間隔物的高度大於輔助間隔物的高度。
所述步驟1具體包括：
步驟11、在所述襯底基板上沉積第一金屬層，並對第一金屬層進行圖案化，形成柵極；
步驟12、在襯底基板及柵極上沉積柵極絕緣層；
步驟13、在柵極絕緣層上沉積氧化物半導體薄膜，並對氧化物半導體薄膜進行圖案化，形成位於柵極上方的有源層；
步驟14、在柵極絕緣層及有源層上沉積第二金屬層，並對第二金屬層進行圖案化，形成分別接觸所述有源層兩側的源極與漏極，形成薄膜電晶體層；
所述步驟5中，所述過孔暴露出漏極，像素電極經過孔與漏極接觸。
所述凹槽的深度等於第二色阻塊的高度，所述凹槽的開口的形狀為矩形。
所述光罩的透光區的透光率為90％-100％。
所述第一色阻塊的高度與第二色阻塊的高度相等；所述第一色阻塊及第二色阻塊的上表面的形狀均為矩形。
所述平坦層的材料為聚四氟乙烯。
本發明還提供一種tft基板，包括：襯底基板、設於所述襯底基板上的薄膜電晶體層、覆蓋所述薄膜電晶體層的保護層、設於所述保護層上的色阻層、設於所述色阻層上的平坦層、設於所述平坦層上的像素電極、以及設於所述平坦層及像素電極上的bps遮光層；所述像素電極通過一貫穿平坦層、及保護層的過孔與薄膜電晶體層接觸；
所述色阻層包括陣列排布的多個色阻單元、位於相鄰色阻單元之間的多個第一色阻塊、及位於相鄰色阻單元之間且與第一色阻塊間隔設置的多個第二色阻塊，所述第二色阻塊上設有凹槽；所述平坦層對應多個第一色阻塊具有多個第一平坦層凸起，對應多個第二色阻塊具有多個第二平坦層凸起，所述第一平坦層凸起的高度大於第二平坦層凸起的高度；所述bps遮光層包括遮擋相鄰色阻單元交界區域的黑色矩陣、設於黑色矩陣上且與第一色阻塊對應的主間隔物、及設於黑色矩陣上且與第二色阻塊對應的輔助間隔物，主間隔物的高度大於輔助間隔物的高度；
所述bps遮光層利用一光罩製作於平坦層及像素電極上，所述光罩包括對應色阻單元交界區域設置的透光區、及位於透光區以外的不透光區，透光區內的透光率相同。
所述凹槽的深度等於第二色阻塊的高度，所述凹槽的開口的形狀為矩形；
所述第一色阻塊的高度與第二色阻塊的高度相等；所述第一色阻塊及第二色阻塊的上表面的形狀均為矩形。
所述薄膜電晶體層包括：設於襯底基板上的柵極、覆蓋所述襯底基板及柵極的柵極絕緣層、設於柵極上的柵極絕緣層上的有源層、設於柵極絕緣層上且分別接觸所述有源層兩側的源極與漏極。
所述平坦層的材料為聚四氟乙烯。
本發明的有益效果：本發明的tft基板的製作方法，在色阻層中的相鄰色阻單元之間設置第一、第二色阻塊，並在第二色阻塊上設置凹槽，使形成在色阻層上的平坦層對應第一、第二色阻塊分別形成第一、第二平坦層凸起，且第一平坦層凸起的高度大於第二平坦層凸起的高度，接著利用一具有與色阻單元交界區域對應的透光區且透光區內透光率相同的光罩在平坦層上形成bps遮光層，使bps遮光層中，黑色矩陣上對應第一、第二色阻塊形成高度不同的主間隔物及輔助間隔物，且黑色矩陣、主間隔物、及輔助間隔物在製作時的曝光量相同，能夠通過增加光罩透光區的透光率，使黑色矩陣、主間隔物、及輔助間隔物的高度均具有較高的均勻性，提升產品品質。本發明的tft基板，其bps遮光層具有黑色矩陣、及位於黑色矩陣上的高度不同的主間隔物及輔助間隔物，且黑色矩陣、主間隔物、及輔助間隔物的高度均勻性好，產品品質高。
附圖說明
為了能更進一步了解本發明的特徵以及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，然而附圖僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制。
附圖中，
圖1為現有的一種採用bps技術的tft基板的俯視示意圖；
圖2為沿圖1中的aa線的剖視示意圖；
圖3為現有的另一種採用bps技術的tft基板的俯視示意圖；
圖4為沿圖3中的bb線的剖視示意圖；
圖5為圖3所示的tft基板的色阻層的俯視示意圖；
圖6為本發明的tft基板的製作方法的流程圖；
圖7為本發明的tft基板的製作方法步驟1的示意圖；
圖8為本發明的tft基板的製作方法步驟2的示意圖；
圖9-10為本發明的tft基板的製作方法步驟3的示意圖；
圖11為本發明的tft基板的製作方法步驟4至5的示意圖；
圖12為本發明的tft基板的製作方法步驟6提供的光罩的俯視示意圖；
圖13為本發明的tft基板的製作方法步驟6製得的tft基板的俯視示意圖；
圖14為沿圖13中的cc線的剖視示意圖。
具體實施方式
為更進一步闡述本發明所採取的技術手段及其效果，以下結合本發明的優選實施例及其附圖進行詳細描述。
請參閱圖6，本發明提供一種tft基板的製作方法，包括如下步驟：
步驟1、請參閱圖7，提供一襯底基板10，在所述襯底基板10上製作薄膜電晶體層20。
具體地，所述步驟1具體包括：
步驟11、在所述襯底基板10上沉積第一金屬層，並對第一金屬層進行圖案化，形成柵極21；
步驟12、在襯底基板10及柵極21上沉積柵極絕緣層22；
步驟13、在柵極絕緣層22上沉積氧化物半導體薄膜，並對氧化物半導體薄膜進行圖案化，形成位於柵極21上方的有源層23；
步驟14、在柵極絕緣層22及有源層23上沉積第二金屬層，並對第二金屬層進行圖案化，形成分別接觸所述有源層23兩側的源極24與漏極25，形成薄膜電晶體層20。
步驟2、請參閱圖8，在所述薄膜電晶體層20上形成保護層30。
步驟3、請參閱圖9及圖10，在所述保護層30上形成色阻層40。
其中，所述色阻層40包括陣列排布的多個色阻單元41、位於相鄰色阻單元41之間的多個第一色阻塊42、及位於相鄰色阻單元41之間且與第一色阻塊42間隔設置的多個第二色阻塊43，所述第二色阻塊43上設有凹槽431。
需要說明的是，所述第一色阻塊42及第二色阻塊43用於使後續形成於色阻層40上的平坦層在對應的位置形成凸起，以用於後續形成主間隔物及輔助間隔物。
優選地，所述第一色阻塊42的高度與第二色阻塊43的高度相等，均等於色阻單元41的厚度，進一步地，所述第一色阻塊42與第二色阻塊43可於圖案化色阻材料形成色阻單元41時同時製得。
可選地，所述第一色阻塊42及第二色阻塊43上表面的形狀依據後續欲形成的主間隔物及輔助間隔物的形狀進行選擇，優選為矩形，當然也可選擇圓形或其他形狀。
需要說明的是，所述凹槽431用於使後續製作於色阻層40上的平坦層在對應第二色阻塊43處的凸起的厚度小於對應第一色阻塊42處的凸起的厚度，以用於使後續形成的主間隔物及輔助間隔物的高度不同。
具體地，所述凹槽431的深度及開口尺寸根據後續欲形成的主間隔物及輔助間隔物的高度差進行設計。優選地，所述凹槽431的深度等於第二色阻塊43的高度。優選地，所述凹槽431的開口的形狀為矩形。
步驟4、請參閱圖11，在所述色阻層40上形成平坦層50，所述平坦層50對應多個第一色阻塊42形成有多個第一平坦層凸起51，對應多個第二色阻塊43形成有多個第二平坦層凸起52，所述第一平坦層凸起51的高度大於第二平坦層凸起52的高度。
需要說明的是，由於第一色阻塊42及第二色阻塊43的存在，使平坦層50上對應形成第一平坦層凸起51及第二平坦層凸起52，且由於第二色阻塊43上設有凹槽431，形成平坦層50的材料會流入該凹槽431中，使第一平坦層凸起51的高度大於第二平坦層凸起52的高度。
優選地，所述平坦層50的材料為聚四氟乙烯。
步驟5、請參閱圖11，對平坦層50、及保護層30進行刻蝕，形成貫穿平坦層50、及保護層30的過孔53，在所述平坦層50上沉積並圖案化形成像素電極60。
具體地，所述步驟5中，所述過孔53暴露出漏極25，像素電極60經過孔53與漏極25接觸。
步驟6、請參閱圖12，提供一光罩90，所述光罩90包括對應相鄰色阻單元41交界區域設置的透光區91、及位於透光區91以外的不透光區92，透光區91內透光率相同；在平坦層50及像素電極60上形成黑色光阻材料，利用所述光罩90對黑色光阻材料進行圖案化，形成對應透光區91的bps遮光層70，請參閱圖13及圖14，所述bps遮光層70包括遮擋相鄰色阻單元41交界區域的黑色矩陣71、位於黑色矩陣71上且與第一色阻塊42對應的主間隔物72、及位於黑色矩陣71上且與第二色阻塊43對應的輔助間隔物73，主間隔物72的高度大於輔助間隔物73的高度。
需要說明的是，由於光罩90的透光區91的透光率均相同，因此黑色光阻材料對應透光區91的部分的曝光量相同，對應透光區91形成的bps遮光層70的厚度一致，而由於第一色阻塊42及第二色阻塊43的存在使平坦層70產生了第一平坦層凸起51及第二平坦層凸起52，使bps遮光層70對應第一平坦層凸起51及第二平坦層凸起52位置處的上表面與其他位置上表面存在高度差，也即分別對應第一色阻塊42及第二色阻塊43形成了主間隔物72及輔助間隔物73，且由於第一平坦層凸起51的高度大於第二平坦層凸起52的高度，使黑色矩陣71上對應第一色阻塊42的主間隔物72的高度大於對應第二色阻塊53的輔助間隔物73的高度，同時值得注意的是，由於對應形成bps遮光層70的黑色光阻材料的曝光量相同，也即對應形成黑色矩陣71、主間隔物72、及輔助間隔物73的黑色光阻材料的曝光量均相同，相比於現有技術，能夠通過增加光罩90的透光區91的透光率，使對應形成黑色矩陣71、主間隔物72、及輔助間隔物73的黑色光阻材料均在飽和光量範圍內發生反應，使黑色矩陣71、主間隔物72、及輔助間隔物73的高度均具有較高的均勻性，提升產品品質。
具體地，所述光罩90的透光區91的透光率為90％-100％，優選為100％。
請參閱圖13及圖14，基於上述tft基板的製作方法，本發明還提供一種採用上述tft基板的製作方法製得的tft基板，包括：襯底基板10、設於所述襯底基板10上的薄膜電晶體層20、覆蓋所述薄膜電晶體層20的保護層30、設於所述保護層30上的色阻層40、設於所述色阻層40上的平坦層50、設於所述平坦層50上的像素電極60、以及設於所述平坦層50及像素電極60上的bps遮光層70；所述像素電極60通過一貫穿平坦層50、及保護層30的過孔53與薄膜電晶體層20接觸；
所述色阻層40包括陣列排布的多個色阻單元41、位於相鄰色阻單元41之間的多個第一色阻塊42、及位於相鄰色阻單元41之間且與第一色阻塊42間隔設置的多個第二色阻塊43，所述第二色阻塊43上設有凹槽431；所述平坦層50對應多個第一色阻塊42具有多個第一平坦層凸起51，對應多個第二色阻塊43具有多個第二平坦層凸起52，所述第一平坦層凸起51的高度大於第二平坦層凸起52的高度；所述bps遮光層70包括遮擋相鄰色阻單元41交界區域的黑色矩陣71、設於黑色矩陣71上且與第一色阻塊42對應的主間隔物72、及設於黑色矩陣71上且與第二色阻塊43對應的輔助間隔物73，主間隔物72的高度大於輔助間隔物73的高度；
所述bps遮光層70利用一光罩90製作於平坦層50及像素電極60上，所述光罩90包括對應色阻單元41交界區域設置的透光區91、及位於透光區91以外的不透光區92，透光區91內的透光率相同。
具體地，所述凹槽431的深度等於第二色阻塊43的高度，所述凹槽431的開口的形狀為矩形；
所述第一色阻塊42的高度與第二色阻塊43的高度相等；所述第一色阻塊42及第二色阻塊43的上表面的形狀均為矩形。
具體地，所述薄膜電晶體層20包括：設於襯底基板10上的柵極21、覆蓋所述襯底基板10及柵極21的柵極絕緣層22、設於柵極21上的柵極絕緣層22上的有源層23、設於柵極絕緣層22上且分別接觸所述有源層23兩側的源極24與漏極25。
具體地，所述平坦層50的材料為聚四氟乙烯。
需要說明的是，由於在色阻層40中的相鄰色阻單元41之間設置第一、第二色阻塊42、43，並在第二色阻塊43上設置凹槽431，使形成在色阻層40上的平坦層50對應第一、第二色阻塊42、43分別形成第一、第二平坦層凸起51、52，且第一平坦層凸起51的高度大於第二平坦層凸起52的高度，使能夠利用一具有與相鄰色阻單元41交界區域對應的透光區91且透光區91內透光率相同的光罩90在平坦層50上形成bps遮光層70，使bps遮光層70中，黑色矩陣71上對應第一、第二色阻塊42、43形成高度不同的主間隔物72及輔助間隔物73，且黑色矩陣71、主間隔物72、及輔助間隔物73在製作時的曝光量相同，相較於現有技術，能夠通過增加光罩90的透光區91的透光率，使黑色矩陣71、主間隔物72、及輔助間隔物73的高度均具有較高的均勻性，提升產品品質。
綜上所述，本發明的tft基板的製作方法，在色阻層中的相鄰色阻單元之間設置第一、第二色阻塊，並在第二色阻塊上設置凹槽，使形成在色阻層上的平坦層對應第一、第二色阻塊分別形成第一、第二平坦層凸起，且第一平坦層凸起的高度大於第二平坦層凸起的高度，接著利用一具有與色阻單元交界區域對應的透光區且透光區內透光率相同的光罩在平坦層上形成bps遮光層，使bps遮光層中，黑色矩陣上對應第一、第二色阻塊形成高度不同的主間隔物及輔助間隔物，且黑色矩陣、主間隔物、及輔助間隔物在製作時的曝光量相同，能夠通過增加光罩透光區的透光率，使黑色矩陣、主間隔物、及輔助間隔物的高度均具有較高的均勻性，提升產品品質。本發明的tft基板，其bps遮光層具有黑色矩陣、及位於黑色矩陣上的高度不同的主間隔物及輔助間隔物，且黑色矩陣、主間隔物、及輔助間隔物的高度均勻性好，產品品質高。
以上所述，對於本領域的普通技術人員來說，可以根據本發明的技術方案和技術構思作出其他各種相應的改變和變形，而所有這些改變和變形都應屬於本發明後附的權利要求的保護範圍。