專利名稱：一種tft陣列基板及其制造方法和顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種TFT陣列基板及其制造方法和顯示裝置。
背景技術(shù)：
TFT-LCD (Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display,薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管液晶顯示器)是利用設(shè)置在液晶層上電場(chǎng)強(qiáng)度的變化，改變液晶分子的旋轉(zhuǎn)的程度，從而控制透光的強(qiáng)弱來(lái)顯示圖像的。一般來(lái)講，一塊完整的液晶顯示面板必須具有由背光模塊組、偏光片、上基板(通常是彩膜基板)和下基板(通常是陣列基板)以及由它們兩塊基板組成的盒中填充的液晶分子層構(gòu)成。陣列基板上形成有橫縱交叉的數(shù)據(jù)線和柵線，數(shù)據(jù)線和柵線圍設(shè)形成矩陣形式排列的像素單元。每個(gè)像素單元包括TFT開(kāi)關(guān)和像素電極；其中，TFT開(kāi)關(guān)包括柵電極、源電極、漏電極和有源層；柵電極連接?xùn)啪€，源電極連接數(shù)據(jù)線，漏電極連接像素電極，有源層形成在源、漏電極與柵電極之間。基板上一般還形成有公共電極，用于和像素電極形成電場(chǎng)，公共電極與像素電極之間的電場(chǎng)強(qiáng)度變化控制著液晶分子的旋轉(zhuǎn)的程度。TFT陣列基板上與柵線平行并處于同一層的存儲(chǔ)底電容線和像素電極之間可以形成的存儲(chǔ)電容用來(lái)維持下一個(gè)信號(hào)來(lái)臨前液晶分子的狀態(tài)。ADSDS (ADvanced Super Dimension Switch),簡(jiǎn)稱 ADS,即高級(jí)超維場(chǎng)轉(zhuǎn)換技術(shù)，通過(guò)同一平面內(nèi)狹縫電極邊緣所產(chǎn)生的電場(chǎng)以及狹縫電極層與板狀電極層間產(chǎn)生的電場(chǎng)形成多維電場(chǎng)，使液晶盒內(nèi)狹縫電極間、電極正上方所有取向液晶分子都能夠產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，從而提高了液晶工作效率并增大了透光效率。高級(jí)超維場(chǎng)轉(zhuǎn)換技術(shù)可以提高TFT-LCD產(chǎn)品的畫(huà)面品質(zhì)，具有高分辨率、高透過(guò)率、低功耗、寬視角、高開(kāi)口率、低色差、無(wú)擠壓水波紋(push Mura)等優(yōu)點(diǎn)。在ADS模式的TFT陣列基板的制備過(guò)程中，像素電極層、源極、漏極以及有源層的制備通常分層制備，不僅基板厚度增加，且工藝流程繁瑣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供一種TFT陣列基板及其制造方法和顯示設(shè)備，改進(jìn)了 ADS模式的TFT陣列基板結(jié)構(gòu)，使基板厚度變薄，并簡(jiǎn)化了工藝流程。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案—方面，提供一種TFT陣列基板制 造方法，包括在玻璃基板上通過(guò)第一次構(gòu)圖工藝處理得到柵線和柵極；在所述柵線和柵極上形成柵絕緣層；在所述柵絕緣層上形成石墨烯層，在所述柵極的上方，通過(guò)第二次構(gòu)圖工藝處理及氫化處理得到由石墨烯構(gòu)成的半導(dǎo)體有源層；在所述石墨烯層上，通過(guò)第三次構(gòu)圖工藝處理得到由石墨烯構(gòu)成的數(shù)據(jù)線、源極、漏極和像素電極；其中，所述源極與所述半導(dǎo)體有源層相接觸，所述漏極與所述半導(dǎo)體有源層相接觸，形成TFT溝道，所述像素電極與所述漏極相接觸；在所述數(shù)據(jù)線、源極、半導(dǎo)體有源層、漏極、像素電極之上形成保護(hù)層；在所述保護(hù)層上，在所述像素電極上方，形成公共電極。另一方面，提供一種TFT陣列基板,包括
基板；所述基板上形成有柵線和柵極；所述柵線和柵極上形成有柵絕緣層；在所述柵絕緣層上形成有由石墨烯構(gòu)成的數(shù)據(jù)線、源極、半導(dǎo)體有源層、漏極和像素電極；其中，所述源極與所述半導(dǎo)體有源層相接觸，所述漏極與所述半導(dǎo)體有源層相接觸，形成TFT溝道，所述像素電極與所述漏極相接觸；在所述數(shù)據(jù)線、源極、半導(dǎo)體有源層、漏極和像素電極上形成有保護(hù)層；在所述保護(hù)層上，在所述像素電極上方，形成有公共電極層。再一方面，提供一種顯示裝置，包括上述的TFT陣列基板。本發(fā)明實(shí)施例提供的TFT陣列基板及其制造方法和顯示裝置，采用石墨烯材料在柵絕緣層上同層制備了 TFT基板的數(shù)據(jù)線、源極、漏極、有源層和像素電極層，相比現(xiàn)有技術(shù)的在不同層制備的方法而言，使TFT陣列基板的厚度變薄，并簡(jiǎn)化了工藝流程。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本發(fā)明實(shí)施例提供的TFT陣列基板制造方法的流程示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的TFT陣列基板制造方法過(guò)程中的基板結(jié)構(gòu)示意圖一；圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的TFT陣列基板制造方法過(guò)程中的基板結(jié)構(gòu)示意圖二 ；圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的TFT陣列基板制造方法過(guò)程中的基板結(jié)構(gòu)示意圖三；圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的TFT陣列基板制造方法過(guò)程中的基板結(jié)構(gòu)示意圖四；圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的TFT陣列基板制造方法過(guò)程中的基板結(jié)構(gòu)示意圖五；圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的TFT陣列基板制造方法過(guò)程中的基板結(jié)構(gòu)示意圖六；圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的TFT陣列基板制造方法過(guò)程中的基板結(jié)構(gòu)示意圖七；圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的TFT陣列基板制造方法過(guò)程中的基板結(jié)構(gòu)示意圖八；圖10為本發(fā)明實(shí)施例提供的TFT陣列基板制造方法過(guò)程中的基板結(jié)構(gòu)示意圖九。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明實(shí)施例提供的TFT陣列基板制造方法，如圖I所示，其步驟包括
S101、在基板上沉積金屬層，通過(guò)第一次構(gòu)圖工藝處理得到柵線和柵極。如圖2所示，可以使用磁控濺射方法，在基板201上制備一層厚度在1000人至7000人的金屬薄膜層。金屬材料通?？梢圆捎描€、鋁、鋁鎳合金、鑰鎢合金、鉻、或銅等金屬，也可以使用上述幾種材料薄膜的組合結(jié)構(gòu)。然后，用掩模版通過(guò)曝光、顯影、刻蝕、剝離等第一次構(gòu)圖工藝處理，在玻璃基板201的一定區(qū)域上形成多條橫向的柵線(圖2中未表示)和與柵線相連的柵極202。S102、在柵線和柵極上形成柵絕緣層。如圖3所不，可以利用化學(xué)汽相沉積 法(Plasma Enhanced Chemical VaporDeposition,PECVD)在柵線、柵極加2上沉積厚度為1000人至6000人的柵絕緣層2。3，柵絕緣層203的材料通常是氮化硅，也可以使用氧化硅和氮氧化硅等。S103、在柵絕緣層上形成石墨烯層，通過(guò)第二次構(gòu)圖工藝處理及氫化處理，在柵極的上方得到由石墨烯構(gòu)成的半導(dǎo)體有源層。首先，如圖4所示，在柵絕緣層203上利用PECVD沉積一層石墨烯材料，或者旋涂一層水溶性單層或多層石墨烯材料，形成石墨烯層204。接著，如圖5所示，在石墨烯層204上涂覆一層光刻膠211。之后，經(jīng)過(guò)曝光、顯影后露出溝道區(qū)石墨烯207,如圖6所示。再通過(guò)H2,或H2和Ar2的混合氣體對(duì)溝道區(qū)石墨烯207進(jìn)行氫化處理，在柵極202的上方得到半導(dǎo)體有源層207。在這里需要說(shuō)明的是，石墨烯具有零禁帶特性，即使在室溫下載流子在石墨烯中的平均自由程和相干長(zhǎng)度也可以達(dá)到微米級(jí)，同時(shí)，石墨烯還具有遠(yuǎn)比硅高的載流子遷移率，因此它是一種性能優(yōu)異的半導(dǎo)體材料。最后，剝離掉其余的光刻膠，如圖7所示。S104、在石墨烯層上通過(guò)第三次構(gòu)圖工藝處理得到由石墨烯構(gòu)成的數(shù)據(jù)線、源極、漏極和像素電極；其中，源極與半導(dǎo)體有源層相接觸，漏極與半導(dǎo)體有源層相接觸，形成TFT溝道，像素電極與漏極相接觸。如圖8所示，再在石墨烯層204上涂覆光刻膠，經(jīng)過(guò)曝光、顯影、刻蝕、剝離之后，得到由石墨烯構(gòu)成的數(shù)據(jù)線(圖8中未表示)、源極208、漏極206和像素電極205。其中，源極208與半導(dǎo)體有源層207相接觸，漏極206與半導(dǎo)體有源層207相接觸，形成TFT溝道，像素電極205與漏極206相接觸。在此，要求半導(dǎo)體有源層207的寬度小于柵極202的寬度，使得形成TFT溝道的源極208與半導(dǎo)體有源層207相接觸的區(qū)域，以及漏極206與半導(dǎo)體有源層207相接觸的區(qū)域均位于柵極202的上方。至此，本發(fā)明實(shí)施例中的數(shù)據(jù)線、源極、半導(dǎo)體有源層、漏極、像素電極位于同一層上，使得基板厚度變薄，與現(xiàn)有分層制備而言減少了工藝。由于石墨烯是一種二維材料，其特性介于半導(dǎo)體與導(dǎo)體之間，本征態(tài)時(shí)，由于能帶交疊，其導(dǎo)電性具有金屬特性，電導(dǎo)率能達(dá)到20000cm2/V. S，可以作為TFT的源漏極材料，當(dāng)用氫氣或氬氣，或者兩者混合氣體處理之后，產(chǎn)生氫化石墨烯，帶隙增加，可以作為半導(dǎo)體材料。且相對(duì)于一般的半導(dǎo)體材料而言，其具有更高的載流子遷移率。S105、在數(shù)據(jù)線、源極、半導(dǎo)體有源層、漏極、像素電極之上形成保護(hù)層。如圖9所示，在數(shù)據(jù)線、源極208、半導(dǎo)體有源層207、漏極206、像素電極205之上涂覆一層厚度在1000人到6000人的保護(hù)層209，其材料通常是二氧化硅或透明的有機(jī)樹(shù)脂材料等氧化物。S106、在保護(hù)層上，在像素電極的上方，形成公共電極如圖10所示，在保護(hù)層209沉積一層ITO (Indium Tin Oxides，銦錫氧化物)或石墨烯，厚度在100人至1000人之間。然后在沉積的ITO或石墨烯上涂覆一層光刻膠，然后進(jìn)過(guò)曝光、顯影、刻蝕、剝離等構(gòu)圖工藝得到位于像素電極205之上的公共電極210。本發(fā)明實(shí)施例提供的TFT陣列基板及其制造方法，采用石墨烯材料在柵絕緣層上同層制備了 TFT基板的數(shù)據(jù)線、源極、漏極、有源層和像素電極層，相比現(xiàn)有技術(shù)的在不同層制備的方法而言，使TFT陣列基板的厚度變薄，并簡(jiǎn)化了工藝流程。本發(fā)明實(shí)施例提供的TFT陣列基板，如圖10所示，包括基板201 ;在基板201上形成有柵線(圖中未表示)和柵極202 ;在柵線和柵極202上形成有柵絕緣層203 ;在柵絕緣層203上形成有由石墨烯構(gòu)成的數(shù)據(jù)線(圖中未表示)、源極208、半導(dǎo)體有源層207、漏極206和像素電極205 ;其中，源極208與半導(dǎo)體有源層207相接觸，漏極206與半導(dǎo)體有源層207相接觸，形成TFT溝道，像素電極205與漏極206相接觸；在數(shù)據(jù)線、源極208、半導(dǎo)體有源層207、漏極206和像素電極205上形成有保護(hù)層209 ;在保護(hù)層209上，在像素電極205上方，形成有公共電極210。其中，半導(dǎo)體有源層207的石墨烯為經(jīng)過(guò)氫化處理后的石墨烯層。由于石墨烯是一種二維材料，其特性介于半導(dǎo)體與導(dǎo)體之間，本征態(tài)時(shí)，由于能帶交疊，其導(dǎo)電性具有金屬特性，電導(dǎo)率能達(dá)到20000cm2/V. S，可以作為TFT的源漏極材料，當(dāng)用氫氣或氬氣，或者兩者混合氣體處理之后，產(chǎn)生氫化石墨烯，帶隙增加，可以作為半導(dǎo)體材料。且相對(duì)于一般的半導(dǎo)體材料而言，其具有更高的載流子遷移率。在本實(shí)施例中，要求半導(dǎo)體有源層207的寬度小于柵極202的寬度，使得形成TFT溝道的源極208與半導(dǎo)體有源層207相接觸的區(qū)域，以及漏極206與半導(dǎo)體有源層207相接觸的區(qū)域均位于柵極202的上方。另外，本實(shí)施例中的公共電極210可以由氧化銦錫或石墨烯構(gòu)成。在本實(shí)施例中，可以明顯看出，數(shù)據(jù)線、源極、半導(dǎo)體有源層、漏極、像素電極位于同一層上，使得TFT陣列基板的厚度變薄，與現(xiàn)有的分層制備相比，簡(jiǎn)化了制備工藝。本發(fā)明實(shí)施例還提供一種顯示裝置，使用了上述的TFT陣列基板。所述顯示裝置，包括液晶面板、液晶電視、手機(jī)、平板電腦、導(dǎo)航儀等。本實(shí)施例中的顯示裝置，由于其使用的TFT陣列基板中的數(shù)據(jù)線、源極、半導(dǎo)體有源層、漏極、像素電極位于同一層上，使得TFT陣列基板的厚度變薄，導(dǎo)致顯示裝置也相應(yīng)變薄，與現(xiàn)有的分層制備相比，簡(jiǎn)化了制備工藝。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種TFT陣列基板制造方法，其特征在于，包括 在基板上形成金屬層，通過(guò)第一次構(gòu)圖工藝處理得到柵線和柵極； 在所述柵線和柵極上形成柵絕緣層； 在所述柵絕緣層上形成石墨烯層，通過(guò)第二次構(gòu)圖工藝處理及氫化處理，在所述柵極的上方得到由石墨烯構(gòu)成的半導(dǎo)體有源層； 在所述石墨烯層上通過(guò)第三次構(gòu)圖工藝處理得到由石墨烯構(gòu)成的數(shù)據(jù)線、源極、漏極和像素電極；其中，所述源極與所述半導(dǎo)體有源層相接觸，所述漏極與所述半導(dǎo)體有源層相接觸，形成TFT溝道，所述像素電極與所述漏極相接觸； 在所述數(shù)據(jù)線、源極、半導(dǎo)體有源層、漏極、像素電極之上形成保護(hù)層； 在所述保護(hù)層上，在所述像素電極上方，形成公共電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的TFT陣列基板制造方法，其特征在于，在所述柵絕緣層上形成石墨烯層，通過(guò)第二次構(gòu)圖工藝處理及氫化處理，在所述柵極的上方得到由石墨烯構(gòu)成的半導(dǎo)體有源層包括 在所述柵絕緣層上，利用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法沉積一層石墨烯材料，或者旋涂一層水溶性單層或多層石墨烯材料，形成石墨烯層； 在所述石墨烯層上涂覆光刻膠，經(jīng)過(guò)曝光、顯影后露出溝道區(qū)的石墨烯； 利用H2,或H2和Ar2的混合氣體對(duì)所述溝道區(qū)的石墨烯進(jìn)行氫化處理； 剝離掉剩余的光刻膠，在所述柵極的上方得到由石墨烯構(gòu)成的半導(dǎo)體有源層。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的TFT陣列基板制造方法，其特征在于，所述公共電極由氧化銦錫或石墨烯構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的TFT陣列基板制造方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體有源層的寬度小于所述柵極的寬度，使得形成TFT溝道的所述源極與所述半導(dǎo)體有源層相接觸的區(qū)域，以及所述漏極與所述半導(dǎo)體有源層相接觸的區(qū)域均位于所述柵極的上方。
5.—種TFT陣列基板，其特征在于，包括 基板； 在所述基板上形成有柵線和柵極； 在所述柵線和柵極上形成有柵絕緣層； 在所述柵絕緣層上形成有由石墨烯構(gòu)成的數(shù)據(jù)線、源極、半導(dǎo)體有源層、漏極和像素電極；其中，所述源極與所述半導(dǎo)體有源層相接觸，所述漏極與所述半導(dǎo)體有源層相接觸，形成TFT溝道，所述像素電極與所述漏極相接觸； 在所述數(shù)據(jù)線、源極、半導(dǎo)體有源層、漏極和像素電極上形成有保護(hù)層； 在所述保護(hù)層上，在所述像素電極上方，形成有公共電極。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的TFT陣列基板，其特征在于，所述半導(dǎo)體有源層的石墨烯為經(jīng)過(guò)氫化處理后的石墨烯層。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的TFT陣列基板，其特征在于，所述公共電極層由氧化銦錫或石墨烯構(gòu)成。
8.一種顯示裝置，其特征在于，包括權(quán)利要求5 7任一項(xiàng)所述的TFT陣列基板。
全文摘要
本發(fā)明提供一種TFT陣列基板及其制造方法和顯示裝置，涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，改進(jìn)了ADS模式的TFT陣列基板結(jié)構(gòu)，使基板厚度變薄，并簡(jiǎn)化了工藝流程。TFT陣列基板制造方法包括在玻璃基板上通過(guò)第一次構(gòu)圖工藝處理得到柵線和柵極；在柵線和柵極上形成柵絕緣層；在柵絕緣層上形成石墨烯層，通過(guò)第二次構(gòu)圖工藝處理及氫化處理，在柵極的上方得到半導(dǎo)體有源層；再通過(guò)第三次構(gòu)圖工藝處理得到位于同一層的數(shù)據(jù)線、源極、漏極和像素電極；在數(shù)據(jù)線、源極、半導(dǎo)體有源層、漏極、像素電極之上形成保護(hù)層；在保護(hù)層上，在像素電極上方，形成公共電極。本發(fā)明實(shí)施例用于制造ADS模式TFT陣列基板。
文檔編號(hào)G02F1/1362GK102629577SQ20111029407
公開(kāi)日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2011年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月29日
發(fā)明者姚琪, 張鋒, 戴天明, 薛建設(shè) 申請(qǐng)人:京東方科技集團(tuán)股份有限公司