专利名称：Lcd基板的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示器制造方法，尤其是一种LCD基板的制造方法。
背景技术：
在平板显示装置中，液晶显示器(Liquid Crystal Display,简称LCD) 具有体积小、功耗低、制造成本相对较低和无辐射等特点，在当前的平板显 示器市场占据了主导地位。以薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display,筒称TFT-LCD )为例，TFT-LCD是由阵列基板和彩 膜基板对盒形成的，其中阵列基板目前比较普遍的是采用主流的5次掩模(5 mask)或4次掩模(4 mask)工艺制造。以5次掩模工艺为例，其主要工艺 分为五个步骤，分别为形成栅极及其栅线、形成栅绝缘层和半导体层、形 成源漏电极层以及数据线、形成钝化层、形成像素电极，而每一步骤的图案 都是通过传统光刻工艺实现的。
目前，传统光刻工艺包括清洗、沉积膜、曝光、显影、刻蚀和剥离等过 程，这些步骤对TFT-LCD阵列基板上各图案的形成起着重要影响。其中，清 洗是对基板进行清洗，以去除玻璃基板上的不良颗粒或有机物；沉积膜是指 沉积金属薄膜(栅极、数据线或像素电极)和非金属薄膜(栅绝缘层、半导体层 或钝化层)；曝光是采用紫外光通过掩模板照射在光刻胶上，将光刻胶感光， 显影是通过显影液将感光部分的光刻胶去除掉，从而形成所需要的阵列图案； 刻蚀是通过湿刻和干刻工艺蚀刻出所需的阵列图案；剥离是去除阵列图案上 的光刻胶。
图7a-图7e为传统光刻工艺的示意图，以在基板上形成栅电极为例简 单说明传统光刻工艺的操作过程。首先在基板l上沉积一层金属薄膜ll，然后在金属薄膜11上涂敷一层光刻胶20 (如图7a所示)；之后采用掩模板通 过紫外光30曝光(如图7b所示)；显影后只在栅电极位置保留光刻胶图案 (如图7c所示)；之后通过刻蚀工艺去除光刻胶图案以外区域的金属薄膜(如 图7d所示)；最后剥离剩余的光刻胶，形成栅电极2图案(如图7e所示)。 现有掩模板结构是通过在基板上形成足够精细的图形，使得紫外光照射掩模 板后，紫外光透过部分会将光刻胶感光，接着在显影工序将感光部分的光刻 胶给去除掉，形成需要的图案。掩模板的掩模图案是透明模、半透明模、孔 状或其它结构。
实际生产过程中，由于传统光刻工艺涉及的生产单元较多，设备(如曝光 设备、显影设备、湿刻设备、剥离设备等)采购成本高，维护费用高，因此提 高了阵列基板的制造成本，并且由于传统光刻工艺涉及的工序多、时间长， 不可避免地会有一些空气中的浮游性颗粒落在基板上，造成基板不良，进一 步提高了基板的制造成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种LCD基板的制造方法，具有生产单元少、工序 少、时间短等特点，有效降低生产成本。
为了实现上述目的，本发明提供了一种LCD基^反的制造方法，包括 步骤IO、将掩模板与基板贴合在一起； 步骤20、在完成步骤10的基板上沉积薄膜；
步骤30、在完成步骤20的基板上移开所述掩模板，在所述基板上形成 薄膜图形。
所述步骤IO具体为将形状和大小与所述基板相同的掩模板紧密压合在 所述基板上，通过对位标记使所述掩模板和基板严格对位。
所述步骤20可以具体为在完成步骤10的基板上以IO(TC 25(TC的沉 积温度沉积金属薄膜，也可以具体为在完成步骤10的基板上以1WC ~ 350
4°C的沉积温度沉积非金属薄膜。
在上述技术方案基础上，所述掩模板的厚度为5Mm 50Mm。进一步地， 所述掩模板上图案的边缘具有30° ~60°的坡度角。
在上述技术方案基础上，所述掩模板由抗氧化、耐高温、耐腐蚀的材料 制成。进一步地，所述掩模板可以由人造云母或聚四氟乙烯材料制成，也可 以由聚醚酮复合材料或炭纳米管复合材料制成。
本发明提出了一种LCD基板的制造方法，针对传统光刻工艺中流程多、 设备昂贵、制造成本高等技术缺陷，提出了一种全新的薄膜工艺，将传统光 刻工艺的清洗、沉积膜、曝光、显影、刻蚀和剥离等步骤简化为清洗、成膜、 少量干刻等步骤，不再使用传统光刻工艺中的曝光、显影、刻蚀和剥离单元， 最大限度地简化了制造设备和工艺，缩短了工艺时间，提高了产能，由于工 序少，有效避免了基板受空气中浮游性颗粒影响导致的不良，由于不再使用 传统光刻工艺中的曝光和显影单元，节省了设备投资，降低了设备维护费用， 最大限度地降低了生产成本。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本发明LCD基板的制造方法的流程图； 图2a 图2d为本发明形成栅线和栅电极的示意图； 图3a 图3e为本发明形成有源层的示意图； 图4a 图4e为本发明形成数据线、源电极和漏电极的示意图； 图5a-图5d为本发明形成钝化层的示意图； 图6a 图6d为本发明形成像素电极的示意图； 图7a 图7e为传统光刻工艺的示意图。 附图标记说明
1—基板； 2—栅电极； 3—栅绝缘层；4—有源层;
5 —源电才及;
6—漏电极;
7—钝化层;
8—栅线;
9—数据线;
10—^象素电极;
11—栅金属薄膜;
12 —源漏金属薄膜;
20—光刻胶;
30—紫外光;
41一第一掩模板; 44一第四掩模板;
42 —第二掩模板;
43—第三掩模板;
45 —第五掩模板。
具体实施例方式
图1为本发明LCD基板的制造方法的流程图，具体为 步骤IO、将掩模板与基板贴合在一起； 步骤20、在完成步骤10的基板上沉积薄膜；
步骤30、在完成步骤20的基板上移开所述掩模板，在所述基板上形成 薄膜图形。
本发明LCD基板的制造方法针对传统光刻工艺中流程多、设备昂贵、制 造成本高等技术缺陷，提出了一种全新的薄膜工艺，将传统光刻工艺的清洗、 沉积膜、曝光、显影、刻蚀和剥离等步骤简化为清洗、成膜、少量干刻等步 骤，不再使用传统光刻工艺中的曝光、显影、刻蚀和剥离单元，最大限度地 简化了制造设备和工艺，缩短了工艺时间，避免了工艺不良，同时节省了设 备投资，降低了设备维护费用，最大限度地降低了生产成本。
本发明LCD基板的制造方法不仅可以应用于液晶显示器中阵列基板的制 备工艺中，也可用于液晶显示器中彩膜基板的制备工艺中，还可用于半导体 芯片的制造工艺中。下面以五次掩模工艺为例，通过TFT-LCD阵列基板的制备 过程进一步说明本发明的技术方案。
图2a~图2d为本发明形成栅线和栅电极的示意图，其中图2a为本发明 形成^fr线和^f册电极图形后的平面图，图2b 图2d为图2a中A-A向剖面图。 首先清洗基板(如玻璃基板)，将第一掩模板41与基板1紧密对合(如图21)所示)，然后在其上面直接沉积栅金属薄膜11 (如图2C所示)，之后移
开第一掩模板41,在基板1上形成完整的栅线8和栅电极2图形(如图2d 所示)。
图3a 图3e为本发明形成有源层的示意图，其中图3a为本发明形成有 源层图形后的平面图，图3b-图3e为图3a中B-B向剖面图。首先清洗基板， 在基板1上面直接沉积栅绝缘层3 (如图3b所示)，将第二掩模板42与基 板1紧密对合(如图3c所示)，然后在其上面直接沉积有源层4 (如图3d 所示)，有源层包括半导体层和掺杂半导体层，之后移开第二掩模板42,在 基板1上形成完整的有源层4图形(如图3e所示)。
图4a 图4e为本发明形成数据线、源电极和漏电极的示意图，其中图 4a为本发明形成数据线、源电极和漏电极图形后的平面图，图4b-图4e为 图4a中C-C向剖面图。首先清洗基板，将第三掩模板43与基板1紧密对合 (如图4b所示)，然后在其上面直接沉积源漏金属薄膜12 (如图4c所示)， 之后移开第三掩模板43，在基板1上形成完整的数据线9、源电极5和漏电 极6图形(如图4d所示)，之后通过干刻工艺完全刻蚀掉有源层中的掺杂半 导体层，形成TFT沟道，在基板l上形成完整的数据线、源电极和漏电极图形 (如图4e所示)。在通过干刻工艺刻蚀掺杂半导体层时，暴露的栅绝缘层也会 相应地被刻蚀，但由于栅绝缘层的厚度大于掺杂半导体层的厚度，且通过工 艺设置(如刻蚀气体选择)，可以实现在完全刻蚀掉掺杂半导体层的同时， 只刻蚀掉部分厚度的栅绝缘层，因此对栅绝缘层作用的影响较小。
图5a-图5d为本发明形成钝化层的示意图，其中图5a为本发明形成钝 化层图形后的平面图，图5b 图5d为图5a中D-D向剖面图。首先清洗基板， 将第四掩^^莫板"与基板1紧密对合(如图5b所示)，然后在其上面直接沉 积钝化层7 (如图5c所示)，之后移开第四掩模板44，在基板1上形成带有 钝化层过孔7a的钝化层图形(如图5d所示)。
图6a 图6d为本发明形成像素电极的示意图，其中图6a为本发明形像素电极图形后的平面图，图6b~图6d为图6a中E-E向剖面图。首先清洗 基板，将第五掩模板45与基板1紧密对合(如图6b所示)，然后在其上面 直接沉积像素电极层(如图6c所示)，之后移开第五掩模板45,在基板1 上形成像素电极10图形，像素电极10通过钝化层过孔7a与漏电极6连接(如 图6d所示)。
在本发明上述技术方案中，本发明制备工艺中使用的掩模板可以采用普 遍掩模板制造工艺制作，掩模板大小设计成与基板一致，为了防止层与层之 间产生错位，掩模板上还设置有4~12个对位标记，沉积薄膜之前通过对位 标记保证掩模板与基板之间紧密接触和严格对位。为了不至于对沉积之后的 薄膜产生剥离影响，掩模板的厚度应远大于薄膜的厚度，优选地，掩模板的 厚度为5卿 50陶。根据工艺的具体需要，掩模板上图案的边缘可以是垂直 的，也可以带有一定坡度角ot，坡度角oc优选为30。 ~60° ,如图2b所示。 各层的成膜工艺可以采用传统的工艺方法，在一定的高温下完成成膜，其中 金属薄膜的沉积温度为IO(TC ~ 25(TC,非金属薄膜的沉积温度为150°C ~ 350 °C。考虑到掩模板在重复使用过程中会污染模具，需要用强酸和有机溶剂来 清洁，因此本发明掩模板采用抗氧化、耐高温、耐腐蚀的材料制造，目前可 使用的材料有人造云母(氟晶云母)、聚四氟乙烯、聚醚酮复合材料、炭纳米 管复合材料等，在具体工艺中可根据工艺需要选择不同的材料制作掩模板， 例如，在沉积金属薄膜(栅线、数据线、像素电极)时可采用由人造云母、聚 四氟乙烯材料制成的掩模板，在沉积非金属薄膜(栅绝缘层、有源层、钝化层) 时可采用由聚醚酮复合材料、炭纳米管复合材料制成的掩模板。
最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制， 尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当 理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技 术方案的精神和范围。
权利要求
1.一种LCD基板的制造方法，其特征在于，包括步骤10、将掩模板与基板贴合在一起；步骤20、在完成步骤10的基板上沉积薄膜；步骤30、在完成步骤20的基板上移开所述掩模板，在所述基板上形成薄膜图形。
2. 根据权利要求1所述的LCD基板的制造方法，其特征在于，所述步骤10具体为将形状和大小与所述基板相同的掩模板紧密压合在所述基板上，通过对位标记使所述掩模板和基板严格对位。
3. 根据权利要求1所述的LCD基板的制造方法，其特征在于，所述步骤20具体为在完成步骤10的基板上以IO(TC ~ 250。C的沉积温度沉积金属薄膜。
4. 根据权利要求1所述的LCD基板的制造方法，其特征在于，所述步骤20具体为在完成步骤10的基板上以150°C ~ 35(TC的沉积温度沉积非金属薄膜。
5. 根据权利要求1 ~ 4中任一权利要求所述的LCD基板的制造方法，其特征在于，所述掩模板的厚度为5Mm 50刚。
6. 根据权利要求5所述的LCD基板的制造方法，其特征在于，所述掩模板上图案的边缘具有30。
~60°的坡度角。
7. 根据权利要求1 ~ 4中任一权利要求所述的LCD基板的制造方法，其特征在于，所述掩模板由抗氧化、耐高温、耐腐蚀的材料制成。
8. 根据权利要求7所述的LCD基板的制造方法，其特征在于，所述掩模板由人造云母或聚四氟乙烯材料制成。
9. 根据权利要求7所述的LCD基板的制造方法，其特征在于，所述掩模板由聚醚酮复合材料或炭纳米管复合材料制成。
全文摘要
本发明涉及一种LCD基板的制造方法，包括将掩模板与基板贴合在一起；在完成前一步骤的基板上沉积薄膜；在完成前一步骤的基板上移开所述掩模板，在所述基板上形成薄膜图形。本发明提出了一种全新的薄膜工艺，将传统光刻工艺的清洗、沉积膜、曝光、显影、刻蚀和剥离等步骤简化为清洗、成膜、少量干刻等步骤，最大限度地简化了制造设备和工艺，缩短了工艺时间，提高了产能，有效避免了基板不良，同时节省了设备投资，降低了设备维护费用，最大限度地降低了生产成本。
文档编号G03F7/00GK101526683SQ20081010154
公开日2009年9月9日 申请日期2008年3月7日 优先权日2008年3月7日
发明者朴云峰 申请人:北京京东方光电科技有限公司