一种掩膜板、阵列基板、其制作方法及显示装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种掩膜板、阵列基板、其制作方法及显示装置，掩膜板包括间隔设置的遮光区域和透光区域，以及设置在至少部分遮光区域与透光区域之间的半透光区域；半透光区域具有锯齿状图形。由于现有的掩膜板中半透光区域相对应的区域为遮光区域，使用现有曝光设备进行曝光时，透光区域的曝光不足，使透光区域本该被曝光的区域仍存在粘连，从而影响曝光线度。因此，通过在至少部分遮光区域与透光区域之间设置半透光区域，在同等曝光条件下，可以提高透光区域的曝光强度，从而可以进一步减小曝光线度，使得TFT沟道的长度减小，使其符合高PPI的生产需求；还可以减小布线区的线距，缩小布线区占用空间，使其符合窄边框要求。
【专利说明】
一种掩膜板、阵列基板、其制作方法及显示装置
技术领域
[0001]本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种掩膜板、阵列基板、其制作方法及显示装置。
【背景技术】
[0002]随着液晶显示装置的不断发展，高显示质量与窄边框成为其发展趋势。随着高显示质量产品的单位面积像素个数PPI越来越高，像素充电时间越来越长。由于薄膜晶体管(Thin Film Transistor，简称TFT)沟道的宽/长比越大，其开态电流越大，为了满足产品的充电需求，需要增大TFT的宽/长比，在采用图形化掩膜板对形成TFT沟道区进行曝光时，现有的曝光设备的精度已无法将TFT沟道的长度进一步缩短，因此，不得不将TFT沟道的宽度不断增加，这将严重影响像素开口率，使得液晶显示屏的功耗显著上升。另一方面，为实现显示装置的窄边框设计，在对显示屏进行布线时，常采用图形化掩膜板的设计使布线区中的线宽和线距进一步缩小，然而在对掩膜板进行曝光时，仍存在着曝光量难以控制和曝光均一性差的问题，从而导致布线区线与线之间存在粘连现象，产生不良。
[0003]因此，如何进一步减小曝光线度成为亟待解决的问题。
【发明内容】
[0004]本发明实施例提供了一种掩膜板、阵列基板、其制作方法及显示装置，用以进一步减小曝光线度，从而减小TFT沟道的长度，使其符合高PPI的生产需求;还可以减小布线区的线距，缩小布线区占用空间，使其符合窄边框要求。
[0005]第一方面，本发明实施例提供一种掩膜板，包括:间隔设置的遮光区域和透光区域，以及设置在至少部分所述遮光区域与透光区域之间的半透光区域;其中，所述半透光区域具有锯齿状图形。
[0006]在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述掩膜板中，分布在所述透光区域两侧的两个所述锯齿状图形以该透光区域的中线呈轴对称分布。
[0007]在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述掩膜板中，呈轴对称分布的两个所述锯齿状图形中相对的两个顶角之间具有设定的距离。
[0008]在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述掩膜板中，各所述锯齿状图形由多个连续排列的三角形图形组成。
[0009]在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述掩膜板中，各所述三角形图形的尺寸一致。
[0010]在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述掩膜板中，所述半透光区域的透过率为30%-60%。
[0011]在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述掩膜板中，在两个所述锯齿状图形之间的所述透光区域的图形对应于薄膜晶体管的沟道区图形。
[0012]在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述掩膜板中，在两个所述锯齿状图形之间的所述透光区域的图形对应于阵列基板中的布线之间的间隙图形。
[0013]第二方面，本发明实施例提供一种阵列基板的制作方法，包括:
[0014]采用上述任一掩膜板对形成在衬底基板上的金属层进行构图，在所述金属层中形成与所述掩膜板的遮光区域和半透光区域图形一致的图案。
[0015]第三方面，本发明实施例提供一种阵列基板，采用上述的方法制作而成。
[0016]第四方面，本发明实施例提供一种显示装置，包括上述的阵列基板。
[0017]本发明有益效果如下:
[0018]本发明实施例提供的掩膜板、阵列基板、其制作方法及显示装置，掩膜板包括间隔设置的遮光区域和透光区域，以及设置在至少部分遮光区域与透光区域之间的半透光区域;其中，半透光区域具有锯齿状图形。由于现有的掩膜板中与本发明实施例提供的掩膜板中的半透光区域相对应的区域为遮光区域，使用现有曝光设备进行曝光时，透光区域的曝光不足，使透光区域本该被曝光的区域仍存在粘连，从而影响曝光线度。因此，通过在至少部分遮光区域与透光区域之间设置半透光区域，在同等曝光条件下，可以提高透光区域的曝光强度，避免在减小透光区域间距时，由透光区域曝光不足而引起的粘连现象，使得透光区域内的膜层可以被充分曝光刻蚀，从而可以进一步减小透光区域的间距而使曝光线度缩小，使得TFT沟道的长度减小，使其符合高PPI的生产需求;还可以减小布线区的线距，缩小布线区占用空间，使其符合窄边框要求。
【附图说明】
[0019]图1为现有技术中掩膜板的结构示意图；
[0020]图2为本发明实施例中掩膜板的结构示意图；
[0021]图3为本发明实施例中形成的薄膜晶体管沟道区的对比图；
[0022]图4为本发明实施例中阵列基板的制作方法的流程图之一；
[0023]图5为本发明实施例中阵列基板的制作方法的流程图之二。
【具体实施方式】
[0024]本发明实施例提供了一种掩膜板、阵列基板、其制作方法及显示装置，用以进一步减小曝光线度，从而减小TFT沟道的长度，使其符合高PPI的生产需求;还可以减小布线区的线距，缩小布线区占用空间，使其符合窄边框要求。
[0025]为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0026]现有技术中，为减小曝光线距对掩膜板进行图形化处理，通常可采用如图1所示的掩膜板对形成有金属层的基板进行曝光。如图1所示，现有技术中的掩膜板包括:遮光区域11和透光区域12，并且将位于透光区域12两侧的部分遮光区域进行图案化，形成图形区域13，现有技术中掩膜板的图形区域13的透过率为零。采用上述的掩膜板进行曝光时，在光的衍射作用下，曝光刻蚀之后可形成长度较小的TFT的沟道区图形。然而随着高显示质量产品的PPI越来越高，需要进一步增大TFT的宽/长比，在采用现有的掩膜板对形成TFT沟道区进行曝光时，在现有的曝光设备的精度条件下，进一步减小曝光的线距时，则会产生曝光不足或曝光强度难以控制的问题，现有的曝光设备已无法将TFT沟道的长度进一步缩短，因此，不得不将TFT沟道的宽度不断增加，这将严重影响像素开口率，使得液晶显示屏的功耗显著上升。
[0027]为解决上述问题，本发明实施例提供一种掩膜板，如图2所示，本发明实施例提供的掩膜板，包括:间隔设置的遮光区域21和透光区域22，以及设置在至少部分遮光区域21与透光区域22之间的半透光区域23;其中，半透光区域23具有锯齿状图形。
[0028]由于现有的掩膜板中与本发明实施例提供的掩膜板中的半透光区域相对应的区域为遮光区域，使用现有曝光设备进行曝光时，透光区域的曝光不足，使透光区域本该被曝光的区域仍存在粘连，从而影响曝光线度。本发明实施例提供的上述掩膜板，通过在至少部分遮光区域与透光区域之间设置半透光区域，在同等曝光条件下，可以提高透光区域的曝光强度，避免在减小透光区域间距时，由透光区域曝光不足而引起的粘连现象，使得透光区域内的膜层可以被充分曝光刻蚀，从而可以进一步减小透光区域的间距而使曝光线度缩小，使得TFT沟道的长度减小，使其符合高PPI的生产需求;还可以减小布线区的线距，缩小布线区占用空间，使其符合窄边框要求。
[0029]在具体实施时，在本发明实施例提供的上述掩膜板中，如图2所示，分布在透光区域22两侧的两个锯齿状图形23以该透光区域22的中线呈轴对称分布。在同等曝光条件下，采用锯齿状图形的半透光区域，可以进一步减透光区域的线度，从而在光的衍射作用下，使得采用现有的曝光设备仍可以达到进一步减小曝光后线距的效果。
[0030]在具体实施时，在本发明实施例提供的上述掩膜板中，如图2所示，呈轴对称分布的两个锯齿状图形23中相对的两个顶角之间具有设定的距离d。由于在曝光波长与实际获得的线距相近时，会发生光的衍射作用，将本发明实施例提供的上述掩膜板中，呈对称分布的两个锯齿状图形23之间设置一定的距离，可在光的衍射作用下，曝光刻蚀形成较小的线距或间隙。在实际应用时，为保证可曝光刻蚀形成较小的线路，而又不会在相邻线之间发生粘连现象，对于图1所示的现有技术中的掩膜板，其相对顶角之间的距离通常设置为小于2μm，优选地，可设置在1.25-1.5μπι范围内；对于本发明实施例提供的上述掩膜板，由于呈轴对称分布的两个锯齿状图形的半透光区域可增强透光区域的曝光强度，因此可将顶角之间的距离d设置更小，通常可设置在0.5-1μπι之间，在具体实施时，可根据实际需要获得的曝光刻蚀后的线距来进行设置。本发明实施例不对顶角之间的距离d的具体取值进行限定。
[0031]在具体实施时，在本发明实施例提供的上述掩膜板中，如图2所示，各锯齿状图形23可由多个连续排列的三角形图形组成。
[0032]进一步地，组成锯齿状图形的各三角形图形的尺寸一致。
[0033]在具体实施时，为实现不同的生产需求，还可根据需要形成的图案来设置遮光区域、透光区域以及半透光区域的图形，例如，可将上述组成的各锯齿状图形23的三角形图形的边缘设置为向外凸起或向内凹陷；或者根据需要，将组成锯齿状图形的三角形图形的尺寸设置为沿设定方向依次增大或减小，本发明实施例在此不做限定。
[0034]在具体实施时，在本发明实施例提供的上述掩膜板中，半透光区域的透过率为30%_60%。在此范围内来设置半透光区域的透过率，可保证曝光充分而不发生粘连。在实际应用中，上述半透光区域的透过率还可根据所需的曝光强度设置在5%_95%之间的任意数值，本发明实施例不对半透光区域透过率的具体取值进行限定。
[0035]在具体实施时，在形成薄膜晶体管的沟道区图形时，在本发明实施例提供的上述掩膜板中，在两个锯齿状图形之间的透光区域的图形对应于薄膜晶体管的沟道区图形。相比于现有技术中的掩膜板，采用本发明实施例提供的上述掩膜板来对源漏金属层进行曝光刻蚀时，由于透光区域两侧分布的半透光区域可以增大透光区域的曝光强度，使线间通过的光通量明显增加，在将线距缩小后，半透光区域的设置能够保证与不减小线距情况下，透光区域通过相同的光通量，从而可以保证线与线之间充分曝光，不发生粘连。
[0036]如图3所示，为采用现有技术中的掩膜板和本发明实施例提供的上述掩膜板在源极S和漏极D之间形成的薄膜晶体管沟道区图形的对比图。其中，L1S采用现有技术中掩膜板进行曝光刻蚀出的薄膜晶体管沟道区的最小长度;L2为采用本发明实施例提供的上述掩膜板进行曝光刻蚀出的薄膜晶体管沟道区的最小长度;W为薄膜晶体管沟道区的宽度。由图3可以看出，采用本发明实施例提供的上述掩膜板制作的薄膜晶体管，可进一步缩小沟道区长度，使得TFT沟道宽/长比(W/L)进一步减小，在而不需要增大沟道宽度，保证了像素开口率，从而减小显示装置的功耗。
[0037]在具体实施中，在形成薄膜晶体管的沟道区图形时，在本发明实施例提供的上述掩膜板中，在两个锯齿状图形之间的透光区域的图形对应于阵列基板中的布线之间的间隙图形。相比于现有技术中的掩膜板，由于在遮光区域和透光区域设置的半透光区域的图形，本发明实施例提供的上述掩膜板可进一步缩小相邻两个遮光区域之间的距离，而不会造成透光区域的曝光强度不足，造成相邻布线之间的粘连。由此，可进一步缩小布线之间的间隙，减小整体布线区所占用阵列基板的空间，从而使阵列基板符合其窄边框的要求。
[0038]基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种阵列基板的制作方法，包括:
[0039]采用前述任一掩膜板对形成在衬底基板上的金属层进行构图，在金属层中形成与掩膜板的遮光区域和半透光区域图形一致的图案。
[0040]采用本发明实施例提供的上述掩膜板制作的阵列基板时，通过在至少部分遮光区域与透光区域之间设置半透光区域，在同等曝光条件下，可以提高透光区域的曝光强度，避免在减小透光区域间距时，由透光区域曝光不足而引起的粘连现象，使得透光区域内的膜层可以被充分曝光刻蚀，从而可以进一步减小透光区域的间距而使曝光线度缩小，使得制作的TFT沟道的长度减小，使其符合高PPI的生产需求;还可以减小阵列基板布线区的线距，缩小布线区占用空间，使其符合窄边框要求。
[0041 ]如下以两实例对本发明实施例提供的阵列基板的制作方法进行具体说明。
[0042]实例一
[0043]如图4所示，本发明实施例提供的阵列基板的制作，包括如下步骤:
[0044]S401、在衬底基板上形成栅极和栅线；
[0045]S402、在栅极和栅线所在膜层上开成栅极绝缘层；
[0046]S403、在栅极绝缘层上形成有源层；
[0047]S404、在有源层上形成用于形成源极、漏极和数据线的金属层；
[0048]S405、采用掩膜板对金属层进行曝光显影，形成薄膜晶体管的沟道区图形、源漏极图形及数据线图形。
[0049]实例二
[0050]如图5所示，本发明实施例提供的阵列基板的制作，包括如下步骤:
[0051]S501、在基板上形成用于形成布线区的金属层；
[0052]S502、采用掩膜板对金属层进行曝光显影，形成布线区图形。
[0053]在实例一及实例二中采用本发明实施例提供的上述掩膜板对形成在基板上的金属层进行构图，在采用现有的曝光设备对基板进行曝光时，由于在遮光区域与透光区域之间设置有半透光区域的图形，因此，增大对金属层的曝光强度，使得在进行更小线距的曝光时，可以保证线与线之间充分曝光，不发生粘连。
[0054]在具体实施时，可采用一定厚度的金属层对掩膜板进行构图，在金属层覆盖的区域不透光，而半透光区域的图形只需减小金属层的厚度来调整半透光区域的透过率。采用其它方式实现本发明实施例提供的上述掩膜板的相同功能的情况，在此不做限定。
[0055]此外，本发明实施例还提供一种阵列基板，采用上述的阵列基板的制作方法制作而成，该阵列基板的TFT沟道长度更小，进一步增大TFT沟道的宽/长比，符合高PPI显示屏的生产需求;并且，本发明实施例提供的上述阵列基板的布线区的布线距更小，缩小布线区占用空间，使其符合窄边框要求。
[0056]本发明具体实施例还提供了一种显示装置，该显示装置包括本发明具体实施例提供的上述阵列基板，该显示装置可以为液晶面板、液晶显示器、液晶电视、有机发光二极管(Organic Light Emitting D1de，0LED)面板、OLED显示器、OLED电视或电子纸等显示装置。
[0057]本发明实施例提供的掩膜板、阵列基板、其制作方法及显示装置，掩膜板包括间隔设置的遮光区域和透光区域，以及设置在至少部分遮光区域与透光区域之间的半透光区域;其中，半透光区域具有锯齿状图形。由于现有的掩膜板中与本发明实施例提供的掩膜板中的半透光区域相对应的区域为遮光区域，使用现有曝光设备进行曝光时，透光区域的曝光不足，使透光区域本该被曝光的区域仍存在粘连，从而影响曝光线度。因此，通过在至少部分遮光区域与透光区域之间设置半透光区域，在同等曝光条件下，可以提高透光区域的曝光强度，避免在减小透光区域间距时，由透光区域曝光不足而引起的粘连现象，使得透光区域内的膜层可以被充分曝光刻蚀，从而可以进一步减小透光区域的间距而使曝光线度缩小，使得TFT沟道的长度减小，使其符合高PPI的生产需求;还可以减小布线区的线距，缩小布线区占用空间，使其符合窄边框要求。
[0058]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。
【主权项】
1.一种掩膜板，其特征在于，包括:间隔设置的遮光区域和透光区域，以及设置在至少部分所述遮光区域与透光区域之间的半透光区域;其中，所述半透光区域具有锯齿状图形。2.如权利要求1所述的掩膜板，其特征在于，分布在所述透光区域两侧的两个所述锯齿状图形以该透光区域的中线呈轴对称分布。3.如权利要求2所述的掩膜板，其特征在于，呈轴对称分布的两个所述锯齿状图形中相对的两个顶角之间具有设定的距离。4.如权利要求1所述的掩膜板，其特征在于，各所述锯齿状图形由多个连续排列的三角形图形组成。5.如权利要求4所述的掩膜板，其特征在于，各所述三角形图形的尺寸一致。6.如权利要求1所述的掩膜板，其特征在于，所述半透光区域的透过率为30%-60 %。7.如权利要求1-6任一项所述的掩膜板，其特征在于，在两个所述锯齿状图形之间的所述透光区域的图形对应于薄膜晶体管的沟道区图形。8.如权利要求1-6任一项所述的掩膜板，其特征在于，在两个所述锯齿状图形之间的所述透光区域的图形对应于阵列基板中的布线之间的间隙图形。9.一种阵列基板的制作方法，其特征在于，包括: 采用如权利要求1-8任一项所述的掩膜板对形成在衬底基板上的金属层进行构图，在所述金属层中形成与所述掩膜板的遮光区域和半透光区域图形一致的图案。10.—种阵列基板，其特征在于，采用权利要求9所述的方法制作而成。11.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求10所述的阵列基板。
【文档编号】H01L21/77GK106054516SQ201610371606
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月30日
【发明人】吕振华, 米磊, 尤杨, 薛艳娜, 王磊, 李治福
【申请人】京东方科技集团股份有限公司, 北京京东方光电科技有限公司