CN102314029A - 液晶显示面板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种液晶显示面板能够在不减小开口率的情况下实现高分辨率。一种液晶显示面板包括：基底；维持电极，在基底上位于像素区域；不透明布线，围绕像素区域，具有沿第一方向和与所述第一方向交叉的第二方向延伸的格子形式，并且与维持电极结合；栅极布线，与维持电极和不透明布线绝缘并且沿第一方向延伸，第一绝缘层置于维持电极和不透明布线与栅极布线之间；数据布线，与栅极布线绝缘并且沿第二方向延伸，第二绝缘层置于栅极布线与数据布线之间；薄膜晶体管，与栅极布线和数据布线结合；像素电极，与薄膜晶体管结合。维持电极包含透明导电材料，不透明布线包含电阻低于所述透明导电材料的电阻的导电材料。

Description

液晶显示面板及其制造方法
技术领域
根据本发明实施例的多个方面在于一种液晶显示面板，更具体地讲，一种能够实现高分辨率的液晶显示面板及其制造方法。
背景技术
液晶显示器(LCD)由于尺寸小、重量轻和功耗低而广泛地用于诸如蜂窝电话、个人数字助理(PDA)和便携式多媒体播放器(PMP)的小型产品。
液晶显示器包括：液晶显示面板，利用液晶层的光学特性根据像素数据显示图像；印刷电路板，具有用于驱动液晶显示面板的驱动电路；背光组件，包括用于使屏幕显示的光源；模框，容纳背光组件。在这些组件中，液晶显示面板包括具有薄膜晶体管(TFT)的阵列基底、具有滤色器(CF)的滤色器基底及置于阵列基底和滤色器基底之间的液晶层，并且基于阵列基底和滤色器基底之间的电场差异通过驱动并控制液晶层来显示图像。
这里，为了制造具有高分辨率的液晶显示器，一个像素的尺寸是小的。通常，在阵列基底中的薄膜晶体管上的层中形成孔，并且薄膜晶体管通过该孔与像素电极结合而形成像素，但是像素中的孔的尺寸减小受到限制。即，不能在减小像素尺寸的同时将该孔的尺寸减小到同一程度而实现高分辨率。因此，像素中的孔的占有率增大。
结果，像素的开口率可以减小，并且当像素的尺寸小于特定水平时，所述孔可能比像素大，从而不能形成像素。
在背景部分公开的以上信息仅仅是为了增强对本发明的背景的理解，因此它可能包含没有形成在该国已为本领域普通技术人员知晓的现有技术的信息。
发明内容
本发明的实施例在于一种能够在不减小开口率的情况下而实现高分辨率的液晶显示面板。
此外，本发明的实施例在于一种在实现高分辨率的同时能够控制处于垂直取向(VA)模式的液晶分子的制造液晶显示面板的方法。
本发明的示例性实施例提供了一种液晶显示面板，所述液晶显示面板包括：基底；维持电极，在基底上位于像素区域；不透明布线，围绕像素区域，具有沿第一方向和与所述第一方向交叉的第二方向延伸的格子形式，并且与维持电极结合；栅极布线，与维持电极和不透明布线绝缘并且沿第一方向延伸，第一绝缘层置于维持电极和不透明布线与栅极布线之间；数据布线，与栅极布线绝缘并且沿第二方向延伸，第二绝缘层置于栅极布线与数据布线之间；薄膜晶体管，与栅极布线和数据布线结合；像素电极，与薄膜晶体管结合。在该实施例中，维持电极包含透明导电材料，不透明布线包含电阻低于所述透明导电材料的电阻的导电材料。
不透明布线可以具有黑色。
不透明布线可以包含钼，维持电极可以包含氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)。
维持电极和数据布线互不叠置。
所述液晶显示面板可以还包括：第一突出图案，覆盖薄膜晶体管；第二突出图案，在第二绝缘层上位于像素区域的中心区域。
第一突出图案可以暴露薄膜晶体管的漏电极的一部分，像素电极可以直接接触漏电极。
像素电极可以覆盖第二突出图案。
第一突出图案和第二突出图案可以由包含有机层或无机层的单层制成，或者可以由包括有机层和无机层的双层制成。
所述液晶显示面板还可以包括：共电极，面对像素电极；液晶层，位于像素电极和共电极之间，其中，液晶层包括活性液晶元。
本发明的另一示例性实施例提供了一种制造液晶显示面板的方法，所述方法包括以下步骤：在第一基底上的像素区域中形成维持电极；形成沿第一方向和与第一方向交叉的第二方向延伸的不透明布线，不透明布线具有格子形式以在与维持电极相同的层上围绕像素区域；形成第一绝缘层以覆盖维持电极和不透明布线，并且在第一绝缘层上形成沿第一方向延伸的栅极布线；形成第二绝缘层以覆盖栅极布线，并且在第二绝缘层上形成沿第二方向延伸的数据布线；形成与栅极布线和数据布线结合的薄膜晶体管；在第二绝缘层上形成与薄膜晶体管结合的像素电极。在该实施例中，维持电极包含透明导电材料，不透明布线包含电阻低于所述透明导电材料的电阻的不透明导电材料。不透明布线可以具有黑色。不透明布线可以包含钼，维持电极可以包含ITO或IZO。
所述制造液晶显示面板的方法还包括：在形成像素电极之前，形成第一突出图案以覆盖薄膜晶体管，并且在位于像素区域的中心区域的第二绝缘层上形成第二突出图案。
第一突出图案可以暴露薄膜晶体管的漏电极的一部分。
可以通过堆叠包括有机层和无机层中的至少一种的钝化层来形成第一突出图案和第二突出图案，以覆盖薄膜晶体管和第二绝缘层，所述方法还可以包括去除钝化层。
第一突出图案和第二突出图案可以由包括所述有机层和所述无机层的双层制成。
所述方法还可以包括：在第二基底上形成共电极并将第二基底附于第一基底；在第一基底的像素电极和第二基底的共电极之间注入液晶分子。
液晶分子可以包括活性液晶元。
根据本发明的示例性实施例，通过减少阵列基底和滤色器基底之间的附着边缘能够提高开口率。
此外，能够通过突出图案控制处于VA模式的液晶。
此外，通过使像素的尺寸变小能够实现具有高分辨率的液晶显示器。
附图说明
图1是示出了根据本发明示例性实施例的放大了一个像素区域的液晶显示器的阵列基底的平面布局图；
图2是沿着图1中的II-II线截取的液晶显示面板的阵列基底的剖视图；
图3是沿着图1中的III-III线截取的液晶显示面板的阵列基底的剖视图；
图4A和图4B是根据本发明示例性实施例在对液晶层施加电场前和施加电场后的液晶显示面板的示意性剖视图；
图5A、图5B、图5C、图5D、图5E、图5F和图5G是示出了根据本发明示例性实施例的针对像素区域的制造液晶显示面板的阵列基底的方法的图。
具体实施方式
下面将参照附图来更充分地描述本发明，在附图中示出了本发明的示例性实施例。
附图和描述本质上被认为是说明性的而非限制性的。在整个说明书中相似的标号指示相似的元件。此外，为了理解并易于描述，示例性地示出了附图中示出的每个组件的尺寸和厚度，但本发明不限于此。在附图中，为了清晰起见，夸大了层、膜、面板、区域等的厚度。应该理解的是，当诸如层、膜、区域或基底的元件被称作“在”另一元件“上”时，该元件可以直接在所述另一元件上，或者也可以存在中间元件。
图1是示出了根据本发明示例性实施例的放大了一个像素区域的液晶显示器的阵列基底的平面布局图，图2是沿着图1中的II-II线截取的液晶显示面板的阵列基底的剖视图，图3是沿着图1中III-III线的截取的液晶显示面板的阵列基底的剖视图。在下文中，将参照附图来描述根据本发明示例性实施例的阵列基底和包括该阵列基底的液晶显示面板。
参照图1至图3，根据本发明示例性实施例的液晶显示面板的阵列基底100包括包含维持电极110和不透明布线120的维持电压线、栅极布线130、与栅极布线130结合的栅电极131、有源层140、数据布线150、与数据布线150结合的源电极151、与源电极151分隔开的漏电极152以及与漏电极152接触的像素电极170。
液晶显示面板包括用于显示图像的红色(R)像素、绿色(G)像素和蓝色(B)像素，在本说明书中，阵列基底上与像素对应的区域定义为像素区域。
维持电压线形成在绝缘基底101上。维持电极110形成为与像素区域对应，不透明布线120具有沿第一方向和第二方向延伸的格子形式，所述第一方向所述第二方向彼此正交且围绕每个像素区域的外围。不透明布线120由不透明的低电阻导电材料制成。不透明布线120与维持电极110结合，以向维持电极110施加维持电压，从而传输信号。维持电极110由透明导电材料制成。由于透明导电材料的电阻比不透明导电材料相对要高，所以在利用透明导电材料作为布线直接施加维持电压的情况下，可能发生由于高电阻导致的信号延迟。
在示例性实施例中，通过使包括不透明的低电阻导电材料而非透明导电材料作为施加维持电压的布线的不透明布线120与施加共电压的维持电极110直接接触，可以防止或减少由于高电阻而发生的信号延迟。此外，维持电极110与下面将要更详细描述的像素电极170形成电容器。通过在像素区域内宽广地形成维持电极110能够增大电容器的电容。此外，在示例性实施例中，维持电极110形成为与像素区域对应，而不透明布线120形成在像素区域的外围，从而防止开口率因不透明布线120而减小。这样，在阵列基底100上沿像素区域的外围形成的不透明布线120可以由金属制成，并且可以呈黑色以用作黑矩阵(BM)。因此，在液晶显示面板中不需要另外的黑矩阵形成在面向阵列基底100的滤色器基底上。
在示例性实施例中，不透明布线120和维持电极110分别包括钼和氧化铟锡(在下文中称作“ITO”)，但是本发明不限于此，它们的材料可以由本领域技术人员以多种方式修改。
包括维持电极110和不透明布线120的维持电压线覆盖有第一绝缘层103，栅极布线130对应于维持电极110和不透明布线120形成在第一绝缘层103上。即，参照图1，栅极布线130形成在像素区域下方，并且沿第一方向(x轴方向)延伸。朝着像素区域突出的栅电极131结合到栅极布线130，通过栅极布线130传输栅极信号。
第二绝缘层105形成在栅极布线130和栅电极131上。有源层140对应于栅电极131形成在第二绝缘层105上。在示例性实施例中，有源层140由多晶硅制成，但是本发明不限于此。
数据布线150对应于不透明布线120形成在第二绝缘层105上。
参照图1，数据布线150形成在像素区域的左侧，并且沿第二方向(y轴方向)延伸以与栅极布线130交叉。朝着像素区域突出的源电极151结合到数据布线150，通过数据布线150传输数据信号。漏电极152与源电极151分隔开。参照图2，源电极151和漏电极152形成在有源层140上，并与栅电极131和有源层140一起形成薄膜晶体管(TFT)。
这里，与栅极布线130不同，数据布线150不与维持电极110叠置，从而防止在维持电极110和数据布线150之间形成不必要的电容器。与栅极布线130不同，在传输数据信号的同时在数据布线150中持续地改变微小的电压。结果，当在数据布线150和维持电极110之间形成电容器时，整个阻抗增大，从而使数据信号的传输延迟。因此，在示例性实施例中，数据布线150和维持电极110互不叠置，从而防止数据信号被延迟。
根据示例性实施例的阵列基底100还包括突出图案160。突出图案160包括形成在薄膜晶体管上的第一突出图案161和形成在像素区域的中心区域的第二突出图案162。在像素区域中像素电极170形成在第二绝缘层105和第二突出图案162上。
参照图2，第一突出图案161形成为覆盖源电极151和有源层140的全部以及漏电极152的暴露于直接接触像素电极170的一部分。
这样，第一突出图案161形成在薄膜晶体管上，以用作保护有源层140等的钝化层。此外，参照图3，第二突出图案162在像素区域的中心区域形成在第二绝缘层105上。通过第二突出图案162控制液晶层，下面将对此进行更详细的描述。在示例性实施例中，第一突出图案161以无机层161a和有机层161b的双层结构形成，第二突出图案162以无机层162a和有机层162b的双层结构形成，但是本发明不限于此。第一突出图案161和第二突出图案162可以以无机层或有机层的单层结构形成。
通常，像素电极以在覆盖整个薄膜晶体管的钝化层上形成通孔的结构形成，并且像素电极通过通孔与薄膜晶体管的漏电极结合。在这种结构中，在像素的尺寸减小以实现高分辨率显示的情况下，被通孔占据的区域相对增大，结果，使开口率劣化。此外，如果通孔比期望的像素大，则可能形成不了像素本身。
然而，在示例性实施例中，由于突出图案160形成在薄膜晶体管上并且仅形成在像素区域的中心区域处而没有在钝化层上形成通孔，所以可以解决小尺寸通孔的问题。此外，由于不是在整个像素区域形成钝化层，所以通过钝化层防止开口率被劣化是可以的。此外，薄膜晶体管的漏电极152可以直接接触像素电极170，以施加用于驱动液晶层的电场。
如参照上面的示例性实施例所描述的，不透明布线120在液晶显示面板的阵列基底100上以格子形式形成在像素区域的外围上，以防止维持电压的信号被延迟。另外，不透明布线120用作黑矩阵，使得不需要在滤色器基底上形成另外的黑矩阵。结果，阵列基底100和滤色器基底之间的附着边缘可以减小，从而增大了开口率。
此外，突出图案160形成在薄膜晶体管上以及像素区域的中心区域处，而不是在液晶显示面板的阵列基底100上的整个像素区域形成钝化层，从而像素的尺寸可以是小的。结果，能够实现高分辨率。
图4A和图4B是根据本发明示例性实施例在对液晶层施加电场前和施加电场后的液晶显示面板的示意性剖视图。在下文中，将参照图4A和图4B详细地描述根据本发明示例性实施例的用于驱动液晶层以显示图像的方法。
参照图4A和图4B，根据本发明示例性实施例的液晶显示面板包括阵列基底100、面对阵列基底100的滤色器基底200以及置于阵列基底100和滤色器基底200之间的液晶层300。如上所述，薄膜晶体管形成在阵列基底100上，第二突出图案162形成在像素区域的中心区域。滤色器和共电极形成在滤色器基底200上。
在阵列基底100和滤色器基底200之间施加电场之前的液晶层300处于垂直取向模式(VA)，在该垂直取向模式中，液晶分子垂直排列在阵列基底100和滤色器基底200之间，如图4A所示。当通过对阵列基底100的像素电极施加电压来对液晶层300施加电场时，在第二突出图案162周围形成奇点(singular point)，并且液晶分子以该奇点为中心水平取向，如图4B所示。这样，在图4A和图4B的示例性实施例中，第二突出图案162形成在阵列基底100上，从而控制液晶分子。
这里，在示例性实施例中，为了更有效地控制液晶分子，液晶分子包括活性液晶元。具体地讲，当在不施加电场的情况下包括活性液晶元的液晶分子曝光于紫外线时，活性液晶元以小的突起形式附于电极，从而允许液晶分子保持垂直态。
如上所述，第二突出图案162形成在阵列基底100上，使得在第二突出图案162周围形成奇点来控制液晶。而且，在液晶分子中包括活性液晶元，以使液晶分子以VA模式取向。
图5A至图5G是示出了根据本发明示例性实施例的针对像素区域的制造液晶显示面板的阵列基底的方法的图。在下文中，将描述根据本发明示例性实施例的制造液晶显示面板和阵列基底的方法。
参照图5A，首先，在绝缘基底上形成维持电极110。如上所述，为了防止在数据布线150和维持电极110之间形成不必要的电容器，以“I”形在像素区域中形成维持电极110。此外，在示例性实施例中，维持电极110包括ITO。然而，本领域技术人员可以以多种的方式修改维持电极110的形状和材料。在实施例中，维持电极110可以形成为覆盖整个像素区域，并且可以由诸如氧化铟锌(在下文中称作“IZO”)的透明导电材料制成。这里，图5A示出了一个像素区域，维持电极110与另一相邻的像素区域结合。
参照图5B，在形成维持电极110后，沿着像素区域的外围形成不透明布线120。以一个像素为基准不透明布线120形成在像素区域的外围上，但不透明布线120以格子形式形成在整个阵列基底上，以向维持电极110施加维持电压。具体地讲，参照图5B，在不透明布线120的与维持电极110接触的上部和下部施加维持电压，不透明布线120由电阻相对低的材料制成以抑制或减小信号延迟。在实施例中，不透明布线120包含钼，但如上所述，不透明布线120可以包含除了钼之外的各种适合的不透明低电阻导电材料。如上所述，不透明布线120可以通过金属性电极形成，并且可以呈黑色以用作黑矩阵，从而通过这种构造，不需要在液晶显示面板的滤色器基底上形成另外的黑矩阵。
参照图5C，在维持电极110和不透明布线120上形成第一绝缘层之后，形成栅极布线130和与栅极布线130结合并突出到像素区域的栅电极131，以与上面的和下面的不透明布线120对应。然后，在栅极布线130和栅电极131上形成第二绝缘层，并且如图5D所示，在与栅电极131对应的位置处形成有源层140。在示例性实施例中，有源层140由多晶硅制成，但是本发明不限于此。
参照图5E，形成数据布线150以与左侧的不透明布线120和右侧的不透明布线120对应，此外，将源电极151与数据布线150结合并且源电极151延伸到有源层140的一部分，将漏电极152与源电极151分隔开并且漏电极152延伸到有源层140的另一部分。栅电极131、有源层140、源电极151和漏电极152形成薄膜晶体管，以向像素电极170施加驱动电压。
参照图5F，分别在薄膜晶体管上和像素区域的中心区域形成包括第一突出图案161和第二突出图案162的突出图案160。在示例性实施例中，在以无机层和有机层的双层结构在整个像素区域中堆叠钝化层之后，通过去除钝化层的除突出图案160之外的剩余部分以仅留下突出图案的方法来形成突出图案160。即，在像素区域的上部和下部这两侧或者在像素区域的左部和右部这两侧逐渐去除钝化层，重复去除工艺，直到在薄膜晶体管上和像素区域的中心区域处留下期望的图案。在这种情况下，当形成第一突出图案161时，漏电极152被部分地暴露，以直接接触像素电极170。这里，可以以无机层或有机层的单层结构堆叠用于形成突出图案160的钝化层。
参照图5G，在第二绝缘层和第二突出图案162上形成像素电极170。如上所述，像素电极170直接接触漏电极152，以被施加驱动电压。在示例性实施例中，像素电极170包含ITO，但是像素电极170的材料不限于此，并且可以由诸如氧化铟锌等各种适合的透明导电材料制成。
通过这样的工艺，能够制造包括用作黑矩阵的不透明布线120和用于控制液晶分子的第二突出图案162的阵列基底。
面对如上所述制造的阵列基底且包括滤色器和共电极的滤色器基底附于阵列基底，在阵列基底和滤色器基底之间注入液晶层，从而制造液晶显示面板。在示例性实施例中，在液晶分子中包括活性液晶元，以有效地控制处于VA模式的液晶分子。
如上所述，在阵列基底上形成用作黑矩阵的不透明布线120，因此不需要在滤色器基底上形成另外的黑矩阵。结果，可以减小阵列基底和滤色器基底之间的附着边缘，从而提高了开口率。此外，通过在像素区域周围形成不透明布线120能够在抑制信号延迟的同时确保开口率。此外，通过在像素区域的中心区域形成第二突出图案162能够控制液晶分子。
虽然已经结合目前被认为是可实现的示例性实施例描述了本发明，但是应该理解的是，本发明不限于所公开的实施例。相反，意在覆盖包括在权利要求书及其等同物的精神和范围内的各种修改和等同布置。
标号描述
Figure BSA00000536399700091

Claims (21)

1.一种液晶显示面板，所述液晶显示面板包括：
基底；
维持电极，在基底上位于像素区域；
不透明布线，围绕像素区域，具有沿第一方向和与所述第一方向交叉的第二方向延伸的格子形式，并且与维持电极结合；
栅极布线，与维持电极和不透明布线绝缘并且沿第一方向延伸，第一绝缘层置于维持电极和不透明布线与栅极布线之间；
数据布线，与栅极布线绝缘并且沿第二方向延伸，第二绝缘层置于栅极布线与数据布线之间；
薄膜晶体管，与栅极布线和数据布线结合；
像素电极，与薄膜晶体管结合，
其中，维持电极包含透明导电材料，不透明布线包含电阻低于所述透明导电材料的电阻的导电材料。
2.如权利要求1所述的液晶显示面板，其中，不透明布线具有黑色。
3.如权利要求1所述的液晶显示面板，其中，不透明布线包含钼。
4.如权利要求1所述的液晶显示面板，其中，维持电极包含氧化铟锡或氧化铟锌。
5.如权利要求1所述的液晶显示面板，其中，维持电极和数据布线互不叠置。
6.如权利要求1所述的液晶显示面板，所述液晶显示面板还包括：
第一突出图案，覆盖薄膜晶体管；
第二突出图案，在第二绝缘层上位于像素区域的中心区域。
7.如权利要求6所述的液晶显示面板，其中，第一突出图案暴露薄膜晶体管的漏电极的一部分，像素电极直接接触漏电极。
8.如权利要求6所述的液晶显示面板，其中，像素电极覆盖第二突出图案。
9.如权利要求8所述的液晶显示面板，所述液晶显示面板还包括：
共电极，面对像素电极；
液晶层，位于像素电极和共电极之间，
其中，液晶层包括活性液晶元。
10.如权利要求6所述的液晶显示面板，其中，第一突出图案和第二突出图案由包含有机层或无机层的单层制成。
11.如权利要求6所述的液晶显示面板，其中，第一突出图案和第二突出图案由包括有机层和无机层的双层制成。
12.一种制造液晶显示面板的方法，所述方法包括以下步骤：
在第一基底上的像素区域中形成维持电极；
形成沿第一方向和与第一方向交叉的第二方向延伸的不透明布线，不透明布线具有格子形式以在与维持电极相同的层上围绕像素区域；
形成第一绝缘层以覆盖维持电极和不透明布线，并且在第一绝缘层上形成沿第一方向延伸的栅极布线；
形成第二绝缘层以覆盖栅极布线，并且在第二绝缘层上形成沿第二方向延伸的数据布线；
形成与栅极布线和数据布线结合的薄膜晶体管；
在第二绝缘层上形成与薄膜晶体管结合的像素电极，
其中，维持电极包含透明导电材料，不透明布线包含电阻低于所述透明导电材料的电阻的不透明导电材料。
13.如权利要求12所述的方法，其中，不透明布线具有黑色。
14.如权利要求12所述的方法，其中，不透明布线包含钼。
15.如权利要求12所述的方法，其中，维持电极包含氧化铟锡或氧化铟锌。
16.如权利要求12所述的方法，所述方法还包括：
在形成像素电极之前，形成第一突出图案以覆盖薄膜晶体管，并且在位于像素区域的中心区域的第二绝缘层上形成第二突出图案。
17.如权利要求16所述的方法，其中，第一突出图案暴露薄膜晶体管的漏电极的一部分。
18.如权利要求17所述的方法，其中，通过堆叠包括有机层和无机层中的至少一种的钝化层来形成第一突出图案和第二突出图案，以覆盖薄膜晶体管和第二绝缘层，
所述方法还包括去除钝化层。
19.如权利要求18所述的方法，其中，第一突出图案和第二突出图案由包括所述有机层和所述无机层的双层制成。
20.如权利要求16所述的方法，所述方法还包括：
在第二基底上形成共电极并将第二基底附于第一基底；
在第一基底的像素电极和第二基底的共电极之间注入液晶分子。
21.如权利要求20所述的方法，其中，液晶分子包括活性液晶元。
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