CN102289114B

CN102289114B - 液晶显示装置

Info

Publication number: CN102289114B
Application number: CN 201110241498
Authority: CN
Inventors: 马群刚
Original assignee: Nanjing CEC Panda LCD Technology Co Ltd
Current assignee: Nanjing CEC Panda LCD Technology Co Ltd
Priority date: 2011-08-22
Filing date: 2011-08-22
Publication date: 2013-05-29
Anticipated expiration: 2031-08-22
Also published as: CN102289114A

Abstract

一种液晶显示装置，第一基板的玻璃之上至液晶层之间依次设有底层公共电极、第一绝缘层、第一金属层、第二绝缘层、非晶硅层、第二金属层、第三绝缘层和像素电极（6）；所述的底层公共电极为面状公共电极（1），整面设于第一基板的玻璃之上。本发明增加像素电极与公共电极之间的重叠面积，改善像素存储电容值的可调节范围；把线状金属公共电极线改成透明材料的面状公共电极，提高公共电极的供电能力，改善公共电极不同位置的电位均匀性；通过数据线两侧遮光线的合并，提高像素开口率，降低数据线与底层公共电极之间的耦合电容。本发明底层公共电极只需要进行溅射成膜工艺，不需专门的掩模板进行光刻工艺，有效降低了生产成本，提高经济效益。

Description

液晶显示装置

技术领域

本发明涉及一种液晶显示装置，尤其是第一基板具有高开口的像素阵列的显示装置。

背景技术

目前，现有的像素结构基本上都使用像素电极6与金属公共电极线7重叠形成存储电容。金属公共电极线7的存在降低了像素的开口率。以TN像素结构为例，如图1所示：由于公共电极线7的存在，像素开口区域被局限在公共电极线7与遮光线所包围的小范围空间之内。并且，为了提高像素的存储电容，需要增加像素电极6与公共电极线7之间的重叠面积，这就需要增加公共电极线7的宽度，从而进一步降低像素的开口率。

随着液晶显示装置显示区域的增大，特别是显示区横向尺寸的增大，公共电极线7的电位传输的负载增加，信号延迟增大。为了提高公共电极线7的传输能力，产生了如图2所示的网状公共电极线7的结构。这种网状结构需要进行上一行公共电极线7与下一行公共电极线7之间的桥接设计，降低了像素的开口率，不能满足现有技术的需求。

发明内容

本发明的目的是针对现有的液晶显示装置中，公共电极线的设计不能满足高开口率要求的问题，提出一种第一基板具有高开口的像素阵列的液晶显示装置。

本发明的技术方案是：

一种液晶显示装置，包括上下放置的第一基板和第二基板，以及两基板间夹持的液晶层；第一基板的玻璃之上至液晶层之间依次设有底层公共电极、第一绝缘层、第一金属层、第二绝缘层、非晶硅层、第二金属层、第三绝缘层和像素电极；所述的底层公共电极为面状公共电极，其尺寸与第一基板匹配，整面设于第一基板的玻璃之上。

本发明的面状公共电极采用透明材料。

本发明的面状公共电极整面成膜于第一基板上，通过透明材料成膜工艺的控制，调节底层公共电极的电阻率和光的透过率。

本发明的第一金属层包括扫描线和第一遮光线即纵向遮光线，其特征是所述的像素电极顶端上移，其顶端端边的投影线与位于像素电极下方的扫描线部分重叠，形成辅助存储电容，该扫描线为所述像素电极上一行的扫描线。

本发明的第一金属层包括扫描线和第一遮光线，第二金属层包括第二遮光线和数据线，第一遮光线为纵向遮光线，第二遮光线为横向遮光线，所述的两相邻像素电极之间设有一共用的纵向遮光线，两相邻像素电极的相邻侧边均位于该纵向遮光线之上，所述的数据线位于该共用的纵向遮光线之上。

本发明的扫描线和底层公共电极之间为第一绝缘层，数据线和扫描线之间为第二绝缘层，像素电极和数据线之间为第三绝缘层；各相应层之间形成耦合电容。

本发明的耦合电容中，其中像素电极与底层公共电极之间的耦合电容为主体存储电容；像素电极与上一行扫描线重叠形成的辅助存储电容与主体存储电容之比不大于50%。

本发明的贯穿第一绝缘层、第二绝缘层和第三绝缘层设有若干个接触孔，底层公共电极的电位在显示区外面通过接触孔导入。

本发明的有益效果：

本发明增加像素电极与公共电极之间的重叠面积，改善像素存储电容值的可调节范围；把线状金属公共电极线改成透明材料的面状公共电极，提高公共电极的供电能力，改善公共电极不同位置的电位均匀性；通过数据线两侧遮光线的合并，提高像素开口率，降低数据线与底层公共电极之间的耦合电容。遮光线的电位处于浮置状态。

本发明简化了制造工艺，底层公共电极只需要进行溅射成膜工艺，不需要专门的掩模板进行光刻工艺，有效地降低了生产成本，提高了经济效益。

附图说明

图1是传统有源矩阵液晶显示装置的结构示意图。

中空箭头所指区域为开口区域。

图2是公共电极线网状结构示意图。

图3是采用本发明方案的TN像素结构示意图之一。

图4是采用本发明方案的TN像素结构示意图之二。

图5是图3和图4的剖面对比结构示意图。

即数据线两侧的遮光线合并成遮光纵向线后的开口范围提升示意图。

图6是采用本发明方案的IPS像素结构示意图。

图7是采用本发明方案的VA像素结构示意图。

图8 显示区周边对应封接胶Seal位置上的底层公共电极电位引入结构示意图。

图9是接触孔位置上底层公共电极电位导入的实施例之一。

图10是接触孔位置上底层公共电极电位导入的实施例之二。

图11是接触孔位置上底层公共电极电位导入的实施例之三。

其中：1、面状公共电极；2、扫描线；3、第一遮光线；4、第二遮光线；5、数据线；6、像素电极；7、公共电极线；8、桥接线；9、接触孔；10、TFT开关；11、狭缝；12、金属公共电极；13、间隙子；14、第一基板的玻璃；15、第二基板；16、封接胶Seal。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

一种液晶显示装置，包括上下放置的第一基板和第二基板，以及两基板间夹持的液晶层；第一基板的玻璃之上至液晶层之间依次设有底层公共电极、第一绝缘层、第一金属层、第二绝缘层、非晶硅层、第二金属层、第三绝缘层和像素电极6；所述的底层公共电极为面状公共电极1，其尺寸与第一基板匹配，整面设于第一基板的玻璃之上。在第一基板（阵列基板）的像素内，透明的公共电极位于最底层，没有金属公共电极线7。

本发明的面状公共电极1整面成膜于第一基板上，通过透明材料成膜工艺的控制，调节底层公共电极的电阻率和光的透过率。

本发明的第一金属层包括扫描线2和第一遮光线3，所述的像素电极6顶端上移，其顶端端边的投影线与位于像素电极6下方的扫描线2部分重叠，形成辅助存储电容，该扫描线2为所述像素电极6上一行的扫描线2。

本发明的第一金属层包括扫描线2和第一遮光线3，第二金属层包括第二遮光线4和数据线5，第一遮光线3为纵向遮光线；第二遮光线4为横向遮光线，所述的两相邻像素电极6之间设有一共用的纵向遮光线，两相邻像素电极6的相邻侧边均位于该纵向遮光线之上，所述的数据线5位于该共用的纵向遮光线之上。

本发明的扫描线2和底层公共电极之间为第一绝缘层，数据线5和扫描线2之间为第二绝缘层，像素电极6和数据线5之间为第三绝缘层；各相应层之间为耦合电容，如：扫描线2和底层公共电极有耦合电容、扫描线2和数据线5有耦合电容、数据线5和底层公共电极有耦合电容等等。

本发明的耦合电容中，其中像素电极6与底层公共电极之间的耦合电容为主体存储电容；像素电极6与上一行扫描线2重叠形成的辅助存储电容与主体存储电容之比不大于50%。

本发明的贯穿第一绝缘层、第二绝缘层和第三绝缘层设有若干个接触孔9，底层公共电极的电位在显示区外面通过接触孔9进行导入。

具体实施时：

传统的液晶显示装置是在第一基板（阵列基板）上先后形成扫描线2（和公共电极线7同层）、绝缘层、有源层、数据线5、绝缘层、接触孔9、像素电极6。本发明是在阵列基板上先形成透明的公共电极层，然后再形成绝缘层、扫描线2、绝缘层、有源层、数据线5、绝缘层、接触孔9、像素电极6。本发明的方案适用于所有的液晶显示模式。下面分别以TN显示模式、IPS显示模式和VA显示模式为例，说明本发明方案的具体实施方法。

实施例1：

采用本发明方案后，TN像素的一个实施例如图3所示。为了方便说明，图示给出了上一行像素和下一行像素结合的整体结构。

在图3中，包围像素结构的最外面方框表示底层公共电极，采用了ITO、ZnO等透明材料。透明的底层公共电极采用溅射工艺直接成膜于玻璃基板上。底层公共电极的方块电阻可以通过调节溅射工艺参数、膜厚等项目进行控制。完成底层公共电极的成膜工艺后，接着形成一层透明的第一绝缘层，比如SiNx层、SiO2层等。之后的制造方法与现有工艺兼容：先后形成扫描线2图案、第二绝缘层、有源层图案、数据线5图案、第三绝缘层、接触孔9图案、像素电极6图案。

在图3中，像素电极6与底层公共电极重叠形成像素的主体存储电容Csc-main，像素电极6与上一行像素的扫描线2重叠形成辅助存储电容Csc-sub。辅助存储电容Csc-sub的值远小于主体存储电容Csc-main的值。通过调整第一绝缘层、第二绝缘层、第三绝缘层的膜厚，可以控制主体存储电容Csc-main的值。此外，通过调整第一绝缘层的膜厚，可以控制扫描线2与底层公共电极之间的耦合电容大小。通过调整第一绝缘层、第二绝缘层的膜厚，可以控制数据线5与底层公共电极之间的耦合电容大小。

根据图3所示，像素的开口区域为上一行像素的扫描线2与遮光线所包围的面积。与图1所示的现有像素结构相比，有效利用了金属公共电极线7所占用的面积、以及扫描线2与金属公共电极线7之间的面积。图3所示的结构大幅度地增加了像素纵向的开口尺寸，采用图3所示的结构还可以进一步增加像素横向的开口尺寸。

如图4所示，把数据线5两侧的遮光线合并成一条遮光纵向线后，图3所示结构中的遮光线与数据线5之间的间距所涵盖的面积被导入开口区域，像素开口区域的横向尺寸增大，开口率增加。图4的遮光纵向线结构与图3的两侧遮光线结构在开口率上的比较如图5所示。图5是对图3和图4的数据线5两侧进行水平切割后形成的横向断面图。

采用本发明方案的TN像素结构不限于图3和图4的结构。此外，像素结构中，数据线5两侧的遮光线以及遮光纵向线也可以与上一行的扫描线（2）进行连接，施加与扫描线2相同的电位。

实施例2：

采用本发明方案的IPS像素结构与FFS的像素结构类似，具体如图6所示。不同的是，FFS像素结构中底层公共电极呈块状分布于每个像素中，低层公共电极方块的电位通过公共电极引入。

实施例3：

采用本发明方案的VA像素结构与TN像素结构类似，具体如图7所示。不同的是，VA结构的像素电极6被狭缝11Slit分割成“>”或者“<”形状。

本发明方案中的底层公共电极的电位在显示区外的封接胶Seal16位置上进行导入。电位导入位置如图8所示：在显示区的四周对应封接胶Seal16的位置上设计大面积的接触孔9。通过这些接触孔9，可以把从基板外面输入的公共电极电位导入到底层公共电极上。接触孔9位置上的具体设计实施例可以如图9所示：接触孔9的底部分别覆盖着连接基板外公共电极电位的金属层和底层公共电极，通过接触孔9上的透明导电层图案（与像素电极6同层），把金属公共电极12上的电位引入。对于第二基板上存在带有公共电极电位的透明导电层的显示模式，可以采用如图10所示的结构，把第二基板上的公共电极电位导入第一基板上的底层公共电极上。结合图9和图10的设计，可以进行如图11所示的设计，以保证金属公共电极12、第二基板的公共电极、第一基板的底层公共电极之间存在良好的导通能力。图9所示的结构，接触孔9的位置不一定就在封接胶Seal16下面。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims

1.一种液晶显示装置，包括上下放置的第一基板和第二基板，以及两基板间夹持的液晶层；第一基板的玻璃之上至液晶层之间依次设有底层公共电极、第一绝缘层、第一金属层、第二绝缘层、非晶硅层、第二金属层、第三绝缘层和像素电极（6）；其特征是所述的底层公共电极为面状公共电极（1），其尺寸与第一基板匹配，整面设于第一基板的玻璃之上；所述的第一金属层包括扫描线（2）和第一遮光线（3），第二金属层包括第二遮光线（4）和数据线（5），第一遮光线（3）为纵向遮光线，第二遮光线（4）为横向遮光线，其特征是所述的两相邻像素电极（6）之间设有一共用的纵向遮光线，两相邻像素电极（6）的相邻侧边均位于该纵向遮光线之上，所述的数据线（5）位于该共用的纵向遮光线之上。

2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征是所述的面状公共电极（1）采用透明材料。

3.根据权利要求1所述的液晶显示装置，所述的面状公共电极（1）整面成膜于第一基板上，通过透明材料成膜工艺的控制，调节底层公共电极的电阻率和光的透过率。

4.根据权利要求1所述的液晶显示装置，所述的第一金属层包括扫描线（2）和第一遮光线（3）即纵向遮光线，其特征是所述的像素电极（6）顶端上移，其顶端端边的投影线与位于像素电极（6）下方的扫描线（2）部分重叠，形成辅助存储电容，该扫描线（2）为所述像素电极（6）上一行的扫描线（2）。

5.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征是所述的扫描线（2）和底层公共电极之间为第一绝缘层，数据线（5）和扫描线（2）之间为第二绝缘层，像素电极（6）和数据线（5）之间为第三绝缘层；各相应层之间形成耦合电容。

6.根据权利要求5所述的液晶显示装置，其特征是所述的耦合电容中，其中像素电极（6）与底层公共电极之间的耦合电容为主体存储电容；像素电极（6）与上一行扫描线（2）重叠形成的辅助存储电容与主体存储电容之比不大于50%。

7.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征是贯穿第一绝缘层、第二绝缘层和第三绝缘层设有若干个接触孔（9），底层公共电极的电位在显示区外面通过接触孔（9）导入。