CN102789104B - 一种横向电场电极及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种横向电场的电极及其制造方法，所述横向电场的电极包括具有不同电压的至少两个电极层，每个电极层具有底层电极和位于顶层的透明电极，所述两个电极层之间、以及所述底层的电极与同层的顶层的透明电极之间设有均设有接触孔，底层的电极与同层的顶层的透明电极通过接触孔连接，所述底层的电极与同层的顶层的透明电极的电压相同。本发明利用现有制程修改电极配置，利用绝缘层与保护层的高度累加，搭配在最下方的底层电极与最上方的透明电极，形成类似突起的结构，可以在不增加制程的情况下提升横向电场，降低蓝相液晶的驱动电压。

Description

一种横向电场电极及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种横向电场电极及其制造方法，尤其涉及蓝相液晶的横向电场电极及其制造方法。

背景技术

蓝相液晶（blue phase liquid crystal，BP-LC）显示因其独特的性能成为LCD技术的研发方向之一，其特性为响应速度快，可搭配240Hz甚至更高的扫描频率驱动，除了提升影像的清晰度外，也适合应用在主动式3D液晶显示器，但蓝相液晶需要较高的工作电压，相较一般液晶的5V以下，蓝相液晶驱动电压高达50V，为了提升蓝相液晶的实用性，除液晶材料的持续改善降低驱动电压外，显示器的像素电极也需要因应变动。

蓝相液晶的电极配置与IPS（In-Plane Switching，平面转换）相同，都需要配置横向的电极，图1所示为IPS的横向电极的示意图,IPS显示基板包括玻璃基板10、位于玻璃基板10上的绝缘层和保护层11、以及位于绝缘层和保护层11上的若干透明电极13，相邻两透明电极13之间具有横向电场14，但现有IPS的透明电极之间的横向电场14强度较弱。

由于蓝相液晶驱动电压较高，故现有蓝相液晶显示基板的结构如图2所示，蓝相液晶显示基板包括玻璃基板20、位于玻璃基板20上的绝缘层和保护层21、位于绝缘层和保护层21上的突起（Protrusion）22、以及位于突起（Protrusion）23上的透明电极23，相邻两透明电极23之间具有横向电场24。

蓝相液晶显示基板与IPS显示基板相比，蓝相液晶显示基板上增加了突起（Protrusion）23，再在突起（Protrusion）23上形成透明电极，从而可以提升电场并降低驱动电压，但造成蓝相液晶显示基板的制造工序成本较高。

发明内容

本发明的目的在于揭示一种横向电场电极及其制造方法，本发明不增加制程的情况下，提升横向电极，降低驱动电压。

本发明提供一种横向电场的电极，所述横向电场的电极包括具有不同电压的至少两个电极层，每个电极层具有位于底层的电极和位于顶层的透明电极，所述两个电极层之间、以及所述位于底层的电极与同层的顶层透明电极之间设有均设有接触孔，底层的电极与同层的顶层的透明电极通过接触孔连接，所述底层的电极与同层的顶层的透明电极的电压相同。

本发明又提供一种横向电场电极的制造方法，包括如下步骤：

第一步：在玻璃基板上形成扫描线金属层，形成扫描线、与扫描线连接的栅极、共同电极、以及像素电极，共同电极与像素电极交叉排列；

第二步：在形成第一步的图案基础上形成绝缘层；

第三步：在形成第二步的图案基础上形成数据线、与数据线连接的源极、以及漏极；

第四步：在形成第三步的图案基础上形成保护层；

第五步：在形成绝缘层和保护层上开设接触孔，形成与共同电极连接的第一接触孔、位于共同电极与像素电极之间的第二接触孔、以及与像素电极连接的第三接触孔、以及与漏极连接的第四接触孔；

第六步：在形成第五步的图案基础上形成与像素电极和漏极连接的第一透明电极、与作为底层金属的共同电极连接的第二透明电极。

本发明利用现有制程修改电极配置，利用绝缘层与保护层的高度累加，搭配在最下方的底层电极与最上方的透明电极，形成类似突起的结构，可以在不增加制程的情况下提升横向电场，降低蓝相液晶的驱动电压。

附图说明

图1是现有IPS的横向电极的示意图；

图2是现有蓝相液晶显示基板的结构示意图；

图3至图8是本发明第一实施例的制作过程的示意图；

图9是图8所示的局部剖视图；

图10是本发明第二实施例的结构示意图；

图11是本发明第三实施例的结构示意图；

图12是本发明第四实施例的结构示意图；

图13是针对现有IPS电极、突起、以及本发明电极结构进行仿真确认的示意图；

图14是图13的仿真结果的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

本发明揭示一种横向电场电极，尤其是蓝相液晶的横向电场电极。

图3至图9为本发明的第一实施例，第一实施例电极是一种不需要突起架构，第一实施例是利用现有制程即可提升横向电场效果的电极。

如图8和图9，本发明横向电场的电极包括具有不同电压的两个电极层，分别为第一电极层和第二电极层，每个电极层具有底层电极40、30和位于顶层的透明电极91、92，所述第一、第二电极层之间、以及位于底层的电极与同层的顶层的透明电极之间设有均设有接触孔，底层的电极与同层的顶层的透明电极通过接触孔连接，所述底层的电极与同层的顶层的透明电极的电压相同。

所述两个电极层之间、以及位于底层的电极与同层的顶层透明电极之间均设有隔离层，所述两个电极层之间的接触孔、以及所述位于底层的电极与同层的顶层透明电极之间的接触孔均穿过该隔离层。所述隔离层由绝缘层50和保护层70组成。

图3至图9为第一实施例的电极的制作步骤。

第一步：如图3，在玻璃基板10上形成扫描线金属层，形成扫描线20、与扫描线连接的栅极21、共同电极30、以及像素电极40，共同电极30与像素电极40交叉排列，且共同电极30与像素电极40电压不同。

第二步：如图4，在形成第一步的图案基础上形成绝缘层50。

第三步：如图5，在形成第二步的图案基础上形成数据线60、与数据线连接的源极61、以及漏极62。

第四步：如图6，在形成第三步的图案基础上形成保护层70。

第五步：如图7，在形成绝缘层50和保护层70上开设接触孔，形成与共同电极30连接的第一接触孔81、位于共同电极30与像素电极40之间的第二接触孔82、以及与像素电极40连接的第三接触孔83、以及与漏极62连接的第四接触孔84。

第六步：如图8和图9，在形成第五步的图案基础上形成与像素电极40和漏极61连接的第一透明电极91、与作为底层金属的共同电极30连接的第二透明电极92，且顶层的第一透明电极91与底层的像素电极40具有相同的电压，顶层的第二透明电极92与底层的共同电极30也具有相同的电压。

通过上述描述的制作过程，形成第一电极层和第二电极层，在底层电极（共同电极30和像素电极40）完成后，利用其后的绝缘层50与保护层70累积高度，在接触孔制程将底层电极间（共同电极30和像素电极40）的绝缘层50与保护层70移除，在底层金属处形成一个类似突起的架构，透明电极91、92形成在突起架构之上，具有相同电压的底层金属与顶层透明电极可以产生一个横向电场较高的架构，即底层的像素电极40与共同电极30之间具有横向电场33、顶层的第一透明电极91与第二透明电极92之间具有横向电场35。

图10是本发明的第二实施例的示意图，与上述第一实施例不同的是：数据线60｀或半导体层形成在共同电极30｀和像素电极40｀垂直高度的绝缘层50｀上，从而形成三层金属：像素电极40｀、数据线60｀或半导体层、第一透明电极91｀三层高度、以及共同电极30｀、数据线60｀或半导体层、第二透明电极92｀三层高度，通过多层电极结构以增加横向电场上的效果。

图11是本发明的第三实施例，与上述第一实施例不同的是：接触孔具有斜边，尤其是第一接触孔和第三接触孔具有斜边，顶层的第一、第二透明电极91｀｀、92｀｀延伸至接触孔的斜边处，从而可以提升横向电场的密度。

图12是本发明的第四实施例，与上述第三实施例不同的是：顶层的第一、第二透明电极91｀｀｀、92｀｀｀也延伸至接触孔的斜边处，底层电极（共同电极30｀｀｀和像素电极40｀｀｀）可延伸至接触孔沟槽的斜边外，在电极宽度可以控制得较好，从而也增加横向电场的密度。

图13和图14是对本发明的横向电极进行仿真的结构示意图，图13是针对现有IPS电极、突起、以及本发明电极结构进行仿真确认的示意图，图14是仿真结构的示意图，通过图14可知，仿真结果确认本发明可达到优于IPS电极，接近突起电极架构的效果。

本发明利用现有制程修改电极配置，利用绝缘层与保护层的高度累加，搭配在最下方的底层电极与最上方的透明电极，形成类似突起的结构，可以在不增加制程的情况下提升横向电场，降低蓝相液晶的驱动电压。

Claims (8)

1.一种横向电场的电极，其特征在于：所述横向电场的电极包括具有不同电压的至少两个电极层，所述两个电极层分别为第一电极层和第二电极层，每个电极层具有位于底层的电极和位于顶层的透明电极，所述第一电极层的底层电极为像素电极，所述第二电极层的底层电极为共同电极，所述第一电极层的透明电极为位于像素电极之上的第一透明电极，所述第二电极层的透明电极为位于共同电极之上的第二透明电极；所述两个电极层之间、以及位于底层的电极与同层的顶层透明电极之间均设有隔离层，所述两个电极层之间、以及所述位于底层的电极与同层的顶层透明电极之间均设有接触孔，所述两个电极层之间的接触孔、以及所述位于底层的电极与同层的顶层透明电极之间的接触孔均穿过该隔离层，底层的电极与同层的顶层的透明电极通过接触孔连接，所述底层的电极与同层的顶层的透明电极的电压相同。 

2.如权利要求1所述的横向电场的电极，其特征在于：所述隔离层由绝缘层和保护层组成。 

3.如权利要求1所述的横向电场的电极，其特征在于：所述底层的电极与同层顶层的透明电极之间设有数据线金属或半导体层或数据线金属和半导体层两者兼有，所述数据线金属、或半导体层、或数据线金属和半导体层两者兼有通过接触孔与透明电极连接。 

4.如权利要求1所述的横向电场的电极，其特征在于：所述接触孔设有斜边，所述顶层的透明电极延伸至斜边内并延伸至底层的电极所在的平面上。 

5.如权利要求4所述的横向电场的电极，其特征在于：所述底层电极延伸至接触孔的斜边外。 

6.一种横向电场电极的制造方法，其特征在于，包括如下步骤： 

第一步：在玻璃基板上形成扫描线金属层，形成扫描线、与扫描线连接的栅极、共同电极、以及像素电极，共同电极与像素电极交叉排列； 

第二步：在形成第一步的图案基础上形成绝缘层； 

第三步：在形成第二步的图案基础上形成数据线、与数据线连接的源极、以及漏极； 

第四步：在形成第三步的图案基础上形成保护层； 

第五步：在形成绝缘层和保护层上开设接触孔，形成与共同电极连接的第一接触孔、位于共同电极与像素电极之间的第二接触孔、以及与像素电极连接的第三接触孔、以及与漏极连接的第四接触孔； 

第六步：在形成第五步的图案基础上形成与像素电极和漏极连接的第一透明电极、与作为底层金属的共同电极连接的第二透明电极。 

7.根据权利要求6所述的横向电场电极的制造方法，其特征在于，所述第三步形成的数据线位于在共同电极和像素电极垂直高度的绝缘层。 

8.根据权利要求6所述的横向电场电极的制造方法，其特征在于，所述第五步形成的第一接触孔和第三接触孔均设有斜边，所述第六步形成的第一、第二透明电极均延伸至斜边内并延伸至扫描线金属层所在的平面上。