阵列基板的制作方法、显示面板及显示装置与流程

1.本技术涉及显示技术领域，特别涉及一种阵列基板的制作方法、显示面板及显示装置。


背景技术：

2.随着显示技术的不断发展，产品的良率的提升也受到了更多的关注。其中一个降低良率的方式就是改善保护层开孔缺陷(pv孔缺陷，passivation孔缺陷)，一般的pv孔缺陷主要是保护层下方断裂(pv undercut，passivation undercut)，指的是在形成pv孔时出现保护层的断裂导致后续氧化铟锡衬垫(ito)成膜时发生异常，最终导致ito炸伤。
3.而造成保护层断裂的原因是在保护层涂布曝光后进行显影蚀刻，蚀刻时间不能太长(长时间蚀刻会出现其他问题)，使得保护层会在孔内残留，覆盖一部分pv孔，导致pv孔变小，或者保护层会在pv孔内形成不规则层，影响pv孔的孔径。ito涂布完成后通电，由于pv孔孔径变小，对应的ito和金属层的接触面积变小，可能存在电阻值过大，有炸伤的风险。


技术实现要素：

4.本技术的主要目的是提供一种阵列基板的制作方法，通过设计pv孔的形状，并增加刻蚀的时长，从而减少pv孔内的残留物，旨在改善pv孔缺陷，提高产品良率。
5.为实现上述目的，本技术提出的阵列基板的制作方法包括步骤：
6.提供一基底；
7.于所述基底上依次沉积第一金属层和保护层；
8.使用掩膜版对所述保护层进行曝光、显影，形成贯穿的过孔，所述过孔沿其轴线方向上呈上宽下窄设置，其中，显影时的蚀刻时长范围为85s～95s；
9.于所述保护层上沉积透明导电层，所述透明导电层通过所述过孔与所述第一金属层电连接。
10.本技术一实施例中，对所述保护层显影时的蚀刻时长为90s。
11.本技术一实施例中，所述保护层包括第一保护分层和第二保护分层，所述于所述基底上依次沉积第一金属层和保护层的步骤中，具体为：
12.在所述基底上沉积第一金属层；
13.于所述第一金属层上沉积第一保护分层，再于所述第一保护分层上沉积第二保护分层；
14.其中，所述过孔贯穿所述第一保护分层和第二保护分层，所述第二保护分层的厚度小于第一保护分层的厚度。
15.本技术一实施例中，所述于所述第一金属层上沉积第一保护分层，再于所述第一保护分层上沉积第二保护分层的步骤具体为：
16.将制程气体第一次通入所述第一金属层所在的制程腔内，其中，所述制程气体为四氢化硅、氮气、氨气及氢气中的混合物；
17.使用扩散片将所述制程气体扩散至所述第一金属层；
18.向所述制程腔内施加射频并加热，以将所述制程气体变成电浆并在所述第一金属层上沉积成第一保护分层；
19.再将所述制程气体第二次通入所述第一金属层所在的制程腔内，并进行扩散、施加射频及加热，以使制程气体变成沉积成第二保护分层。
20.本技术一实施例中，所述第二保护分层沉积时的射频能量小于所述第一保护分层沉积时的射频能量；
21.和/或，所述第二保护分层沉积时的气体压力大于所述第一保护分层沉积时的气体压力。
22.本技术一实施例中，所述第一保护分层的沉积厚度为所述第二保护分层的沉积厚度为
23.本技术一实施例中，所述过孔包括第一孔段和第二孔段，所述第一孔段形成于所述第一保护分层，所述第二孔段形成于所述第二保护分层，在所述基底至所述透明导电层的方向上，所述第一孔段和第二孔段的开口尺寸逐渐增加。
24.本技术一实施例中，在所述阵列基板的纵切面上，所述第一孔段与所述第二孔段围合形成阶梯孔，且所述第一孔段的孔壁与所述第二孔段的孔壁相平行设置。
25.本技术一实施例中，所述显示面板包括阵列基板、彩膜基板，及夹设于所述阵列基板与彩膜基板之间的液晶层，所述阵列基板采用如上任一所述的阵列基板的制作方法制备。
26.本技术还提出一种显示装置，所述显示装置包括背光模组和与所述背光模组对向设置的显示面板，所述显示面板为如上所述的显示面板。
27.本技术技术方案中阵列基板的制作方法结合设计与制程工艺的改进，将用于连接透明导电层和第一金属层的保护层的过孔设计为上方的开口较大，下方的开口小，在制作过程中可通过掩膜版的透光率不同而实现，从而使得保护层在该过孔处具有较为稳定的开孔结构，孔壁处不易发生断裂，继而保证透明导电层与第一金属层的接触面积，降低炸伤风险，提升产品良率。同时，在显影蚀刻的过程中结合蚀刻时长范围为85s至95s，也即延长了蚀刻时长，从而能够保证过孔内不出现不必要的残留物，以保证设计的过孔尺寸，从而进一步减少炸伤风险。
附图说明
28.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
29.图1为本技术阵列基板的制作方法一实施例的流程图；
30.图2为本技术阵列基板的制作方法另一实施例的流程图；
31.图3为本技术阵列基板的制作方法又一实施例的流程图；
32.图4为本技术阵列基板的制作方法一实施例下的阵列基板中的pv孔处的剖视图；
33.图5为图4所示阵列基板中pv孔处的俯视图；
34.图6为本技术阵列基板的制作方法一实施例下的阵列基板中另一实施例pv孔处的剖视图；
35.图7为图6所示阵列基板的制作方法对应的掩膜版的俯视图；
36.图8a～图8b为本技术阵列基板的制作方法一实施例下的阵列基板在不同工艺参数下于过孔处的聚焦离子束图；
37.图9为本技术显示面板一实施例的剖视图；
38.图10为本技术显示装置一实施例的剖视图。
39.附图标号说明：
40.标号名称标号名称100阵列基板33第二保护分层10基底40透明导电层20第一金属层50第二金属层30保护层60绝缘层31过孔700彩膜基板311第一孔段800液晶层312第二孔段900背光模组32第一保护分层
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41.本技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
42.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
43.需要说明，本技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
44.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
45.另外，在本技术中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本技术要求的保护范围之内。
46.实施例一
47.本技术提出一种阵列基板100的制作方法。
48.请参照图1、图4和图5，在本技术的一实施例中，本技术提出的阵列基板100的制作方法包括步骤：
49.步骤s1：提供一基底10；
50.步骤s2：于所述基底10上依次沉积第一金属层20和保护层30；
51.步骤s3：使用掩膜版对所述保护层30进行曝光、显影，形成贯穿的过孔31，所述过孔31沿其轴线方向上呈上宽下窄设置，其中，显影时的蚀刻时长范围为85s～95s；
52.步骤s4：于所述保护层30上沉积透明导电层40，所述透明导电层40通过所述过孔31与所述第一金属层20电连接。
53.可以理解的，阵列基板100为多层结构，每层结构均通过镀膜、曝光、显影与蚀刻工艺层层叠加形成，可通过四道光刻(4mask)工序完成。在步骤s1中，先提供一基底10，基底10提供基础的载体，基底10为透明的，其材质可以是透明玻璃板或石英板，在此不作限定，不影响背光源的穿过即可。此处，以阵列基板100应用于液晶显示面板中为例，因基底10不导电，用于显示的介质例如液晶，其运动和排列均需要电子来驱动，故而阵列基板100还包括有导电的数据线(data line，dl)和扫描线(sl，scanning line)、薄膜晶体管(tft开关)和像素电极(pixel electrode，pe)等，该制作方法中的步骤仅为阵列基板100中的某一小部分的结构，例如，显示区内的换线结构处的保护层30的过孔31改进，或是边缘的非显示区的换线结构处的过孔31改进，其他部分例如，扫描线、数据线及薄膜晶体管的制作方法并未进行改进，故而在此不做赘述，仅参考现有结构的方式加工即可。
54.为了实现扫描信号或电信号传递到像素电极处进行显像，需要在多层结构中的缓冲层、绝缘层60或保护层30进行开孔设置，进而实现间隔设置的两个导电层进行电连接。步骤s2中，在基底10上依次沉积第一金属层20和保护层30，第一金属层20可以是栅极或是其他需要进行换线连接的金属层，在此不作限定。此处的第一金属层20可以根据需要进行图案化处理，也即，通过光罩图案化，过程是在第一金属层20上沉积光阻胶，通过光罩遮盖后进行曝光并显影，然后再通过蚀刻形成图案化的第一金属层20。第一金属层20的材质为不透光导电金属材料，例如，钼、钛、铬以及铝中的一种或多种的组合，在此不做限定。然后，在基底10和第一金属层20的表面沉积保护层30，该保护层30的材料可以是氧化硅、氮化硅中的一种或多种组合。当然，根据需要，在基底10与第一金属层20之间还可以设置有第二金属层50，也即在基底10上沉积有第二金属层50，第二金属层50可以是栅极，在第二金属层50上沉积有绝缘层60，再在绝缘层60上沉积第一金属层20，第一金属层20也可以是源极或漏极等。
55.步骤s3中，为了连接继续沉积的透明导电层40与第一金属层20，从而实现对透明导电层40的电能输入，此处，需要对保护层30进行图案化，从而形成所需过孔31。因此，在设计时就通过掩膜版的结构设计将该过孔31设计上宽下窄的形状，例如，掩膜版对应过孔31的中心位置处为不透光，能够形成干净的过孔结构，围绕中心位置的边缘位置则设置为半透光，也即，此处的掩膜版htm1的穿透率大于0小于其他位置设置的全透光，如此，进行曝光显影后，能够蚀刻掉中心位置的保护层30，以及边缘位置的部分保护层30，从而形成上端开口大下端开口小的过孔31。此处，过孔31可以是倒梯形或阶梯状，当为阶梯状时，过孔31的
孔壁可以包括一个台阶面，也可以包括两个台阶面，或者两个以上的台阶面，在此不做限定。请参照图6和图7，当为两个台阶面时，对应的掩膜版的设置为中心部分为全透光，形成干净的过孔结构，边缘位置具有两种不同的穿透率，htm1和htm2的穿透率逐渐降低，直至其他部分的穿透率为0，从而形成具有两个台阶面的过孔形状。该过孔31为上宽下窄的形状，从而减少对过孔31下侧的孔壁的蚀刻，保证孔壁的稳定性不易断裂。同时，为了减少对孔内残留物，将保护层30显影后的蚀刻时长进行加长，由现有的70s进行增加，可选的范围为85s～95s，例如，86s、88s、90s、92s等，由于过大的蚀刻时长会造成更多其他的问题，因此，适当范围的增加能够对孔内的保护层30进行蚀刻充分，在过孔31的蚀刻位置和蚀刻程度上相适配，确保每一处的蚀刻精度，保证过孔31内不出现残留物，从而有效保证过孔31的尺寸，并不影响其他结构。
56.最后，在制作完成过孔31后，步骤s4中在保护层30上沉积透明导电层40，盖透明导电层40对应与过孔31的位置即可进入与第一金属层20进行连接。当然，可以对该透明导电层40进行图案化，形成像素电极，进而对液晶分子进行驱动。或是当该部分结构处于边缘的非显示区域时，该透明导电层40可以是外部的引线层，从而实现外部电路连接。
57.本技术技术方案中阵列基板100的制作方法结合设计与制程工艺的改进，将用于连接透明导电层40和第一金属层20的保护层30的过孔31设计为阶梯孔，且上方的开口较大，下方的开口小，在制作过程中可通过掩膜版的透光率不同而实现，从而使得保护层30在该过孔31处具有较为稳定开孔结构，孔壁处不易发生断裂，继而保证透明导电层40与第一金属层20的接触面积，降低炸伤风险，提升产品良率。同时，在显影蚀刻的过程中结合蚀刻时长范围为85s至95s，也即延长了蚀刻时长，从而能够对过孔31内的保护层30去除和蚀刻的更加充分，保证过孔31内不出现不必要的残留物，以保证设计的过孔31尺寸，从而进一步减少炸伤风险。
58.请结合图2和图4，本技术一实施例中，所述保护层30包括第一保护分层32和第二保护分层33，所述于所述基底10上依次沉积第一金属层20和保护层30的步骤s2中，具体为：
59.步骤s21：在所述基底10上沉积第一金属层20；
60.步骤s22：于所述第一金属层20上沉积第一保护分层32，再于所述第一保护分层32上沉积第二保护分层33；
61.其中，所述过孔31贯穿所述第一保护分层32和第二保护分层33，所述第二保护分层33的厚度小于第一保护分层32的厚度。
62.本实施例中，为了进一步保证过孔31形成，将保护层30分为第一保护分层32和第二保护分层33，步骤s21为在基底10上沉积第一金属层20，该过程参照现有工艺进行，可以根据需要对第一金属层20进行图案化。步骤s22中，在第一金属层20上先进行第一保护分层32的沉积，再进行第二保护分层33的沉积，从而可以通过对第一保护分层32与第二保护分层33的沉积参数进行分别设计，进而得到不同质地效果的保护层30，也即，设置第二保护分层33的膜质要比第一保护分层32的膜质疏松一些，随着蚀刻液向下流动，在后续的显影蚀刻时，才能够使得第二保护分层33比第一保护分层31的蚀刻更加容易，提高蚀刻速率，相比于一种膜质的保护层，更加方便形成上宽下窄的过孔31，且更容易形成上宽下窄的阶梯状的过孔31，台阶面更加分明。例如，此处，将第一保护分层32的厚度设置大于第二保护分层33的厚度，如此，在进行蚀刻时，表面的第二保护分层33容易被蚀刻掉，而内部的第一保护
分层32不容易被蚀刻，从而避免造成下方蚀刻过度，上方蚀刻较小的倒梯形过孔31形状，如此，进一步保证上宽下窄的过孔31的稳定形成。
63.请结合图3和图4，本技术一实施例中，所述于所述第一金属层20上沉积第一保护分层32，再于所述第一保护分层32上沉积第二保护分层33的步骤s22具体为：
64.步骤s221：将制程气体第一次通入所述第一金属层20所在的制程腔内，其中，所述制程气体为四氢化硅、氮气、氨气及氢气中的混合物；
65.步骤s222：使用扩散片将所述制程气体扩散至所述第一金属层20；
66.步骤s223：向所述制程腔内施加射频并加热，以将所述制程气体变成电浆并在所述第一金属层20上沉积成第一保护分层32；
67.步骤s224：再将所述制程气体第二次通入所述第一金属层20所在的制程腔内，并进行扩散、施加射频及加热，以使制程气体变成沉积成第二保护分层33。
68.可以理解的，第一保护分层32的沉积和第二保护分层33的制作工艺相同，也即均通过电浆辅助化学气相沉积的方式进行沉积成膜，如此，可以简化工艺，并且成膜均匀，稳定性好，对于异形结构也可以有较好的成膜效果。同时，将第一保护分层32和第二保护分层33的制作材料设置为相同的，能够进一步简化制作，通过通入制程气体的时间不同，从而保证两者的沉积厚度不同。
69.此处，步骤s221中，制程腔可以是真空状态或密闭状态，将基底10和位于基底10上的第一金属层20防止制程腔内，制程气体通过导气管通入制程腔内，可以根据需要控制导入气体的流速，进而控制成膜厚度和致密度。
70.步骤s222中，为了提高成膜均匀性，在制程腔内设置扩散板，该扩散板的材质可以是塑料，扩散板通过其上开设的微孔使得气体在进入制程腔后，均匀分散在第一金属层20的表面。扩散板可以是呈阵列设置的多个扩散子板，从而进一步提高扩散效果。在制程腔内，可以将扩散板设于上方，制程气体通过上方的导气管进入，从而实现制程气体的完全扩散。
71.步骤s223中，在进行扩散的同时还需要对制程气体进行加热并施加射频，通过气体放电或加热的方式，使气体分子或原子中所束缚得的电子变成自由电子，形成等离子体，它是电离状态的气体物质，由电子，分子，离子，原子团组成，呈电中性，也称为物质的第四形态，同时相互之间发生化学反应，如此，则可以在第一金属层20上进行沉积，形成稳定的膜层结构。此处，加热的温度可以是275℃～285℃，例如从而具有较好的沉积效果。
72.步骤s224中，完成第一保护分层32的沉积后，重复上述的操作，使得在第一保护分层32的表面沉积形成第二保护分层33，此处，可以通过控制气体的流速和时间控制第二保护分层33与第一保护分层32的厚度不同，从而更方便后续工序形成阶梯状的过孔31。
73.可选的，所述第一保护分层32的沉积厚度为所述第二保护分层33的沉积厚度为此处，第一保护分层32的沉积厚度可以是和第二保护分层33的沉积厚度可以是第二保护分层33的沉积厚度可以是等，如此，位于上方的第二保护分层33能够更加快速的被蚀刻，形成开口尺寸较大的孔洞，而第一保护分层32则能够减缓被蚀刻贯穿的速率，避免下方的第一保护分层32被过分蚀刻，从而有利于形成较为稳定的阶梯状的过孔31。
74.本技术一实施例中，所述第二保护分层33沉积时的射频能量小于所述第一保护分层32沉积时的射频能量；
75.和/或，所述第二保护分层33沉积时的气体压力大于所述第一保护分层32沉积时的气体压力。
76.本实施例中，为了进一步提高对阶梯孔蚀刻的便利性，将第二保护分层33的质地设置更加松软一些，也即，在进行沉积过程中，将第二保护分层33的射频能量小于第一保护分层32沉积的射频能量，例如，第一保护分层32在沉积时可以将射频能量设置为22kw，而在第二保护分层33沉积时，则将射频能量降为18kw，从而可以降低其沉积速率，从而形成较为疏松的膜层，在进行蚀刻时变得更加容易，从而有利于第一保护分层32与第二保护分层33之间的阶梯的台阶面的形成，并改善过孔31孔壁的坡度角，进而避免出现钻饰风险。
77.可选的，在射频能量不同的基础上，再将第二保护分层33沉积时的气体压力大于第一保护气体分层的气体压力，从而提升气流速度，结合射频能量，使得第一保护分层32反应更加充分，形成更为致密的膜层结构，而第二保护分层33则进气较快，反应不够充分，从而形成更软更松的膜层结构，方便后续干刻形成尺寸稳定的阶梯状的过孔31结构。此处，可以将第一保护分层32沉积的气体压力设置为1500pa，而第二保护分层33沉积的气体压力设置为1700pa，从而得到效果较好的保护层30。
78.当然，于其他实施例中，也可以单独设置两层沉积时的气体压力不同。
79.请结合图4和图5，本技术一实施例中，所述过孔31包括第一孔段311和第二孔段312，所述第一孔段311形成于所述第一保护分层32，所述第二孔段312形成于所述第二保护分层33，在所述基底10至所述透明导电层40的方向上，所述第一孔段311和第二孔段312的开口尺寸逐渐增加。
80.本实施例中，在形成阶梯孔的基础上，由于蚀刻的特性，为了形成更稳定的过孔31形状，第一孔段311和第二孔段312均呈喇叭状，且在基底10至透明导电层40的方向上，开口尺寸均呈增大的趋势，如此，结合先蚀刻上方后蚀刻下方的原理，能够更加方便蚀刻。同时，这一结构还可以在设计时，就通过掩膜版的透光率的逐渐变化，从而使得第一孔段311和第二孔段312均呈喇叭状，提高结构稳定性，减少断裂风险，改善pv孔缺陷。
81.本技术一实施例中，在所述阵列基板100的纵切面上，所述第一孔段311与所述第二孔段312围合形成阶梯孔，且所述第一孔段311的孔壁与所述第二孔段312的孔壁相平行设置。
82.本实施例中，在第一保护分层32与第二保护分层33的膜质不同的基础上，为了减少对下方的膜层的刻蚀程度，将第一孔段311的孔壁与第二孔段312的孔壁相平行设置，从而使得蚀刻液在两者上具有相同的流动速率，保证阶梯状的过孔31的成型尺寸。此处，在阵列基板100的纵切面上，可以将第一孔段311的孔壁设置为坡度为小于60度的倾斜面，例如，40
°
或50
°
，也即，第一孔段311的孔壁与第一金属层20对应孔的表面之间的夹角大于120度，而第二孔段312的孔壁也设置为坡度为小于60度的倾斜面，从而形成较稳定的过孔31结构和尺寸，减少透明导电层40的炸伤风险，提高产品良率。
83.请结合图8a和图8b所示，在阵列基板的制作参数为第一保护分层32在沉积时可以将射频能量设置为22kw，而在第二保护分层33沉积时，则将射频能量降为18kw，可以将第一保护分层32沉积的气体压力设置为1500pa，而第二保护分层33沉积的气体压力设置为
1700pa，而图8a中蚀刻时长设置为70s，图8b中蚀刻时长设置为90s时，并结合上宽下窄的过孔31形状，对形成的过孔31结构进行聚焦离子束分析可知，在将蚀刻时长延长为90s时，能够显著降低过孔内的残留物，能够得到更好的过孔31尺寸和更规则的孔壁。
84.实施例二
85.请参照图9，本技术还提出一种显示面板，所述显示面板包括阵列基板100、彩膜基板700，及夹设于所述阵列基板100与彩膜基板之间的液晶层800，所述阵列基板100采用如上任一实施例的阵列基板100的制作方法制备。由于本显示面板采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此，至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
86.本实施例中，显示面板可以是液晶显示面板，也可以是自发光显示面板等，在此不做限定。作为示例的，显示面板为液晶显示面板，其包括相贴合设置的阵列基板100和彩膜基板700，以及夹设于两者之间的液晶层800，具体结构参照现有的液晶显示面板，在此不做赘述。
87.可以理解的，所述显示面板包括显示区域和环设于所述显示区域的非显示区域，且非显示区域的一侧通常需要连接主电路板，故而，阵列基板100中的保护层30的过孔31结构可以在显示区域的像素电极处，也可以在非显示区域的扇出结构中，在此不做限定。
88.实施例三
89.请参照图10，本技术还提出一种显示装置，所述显示装置包括背光模,900和与所述背光模组900对向设置的显示面板，所述显示面板为如上任一实施例所述的显示面板。由于本显示装置中的显示面板采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此，至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
90.以上所述仅为本技术的优选实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是在本技术的构思下，利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本技术的专利保护范围内。