CN102929061B - 一种液晶显示装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液晶显示装置，包括：玻璃基板；突出设置在所述玻璃基板上的立体图形层，所述立体图形层与所述玻璃基板之间形成锥形角；以及沿所述立体图形层外表面设置的栅极线或源漏极线。本发明还提供该液晶显示装置的制造方法。本发明提供的液晶显示装置及其制造方法，打破TFT-LCD是一个平面的局限，栅极、源漏极层不再是一个平面上配线，而是在增加设置的立体图形层上配线，立体图形的线宽相对于平面显著增大，但是其对光的遮挡面积却是这个立体图形在平面上的投影，这样达到了既增大了线宽，又没有增加或者没有显著增加遮光面积的效果。

Description

一种液晶显示装置及其制造方法

技术领域

本发明涉及图像显示领域，尤其涉及一种液晶显示装置及其制造方法。

背景技术

随着信息社会的发展，人们对显示设备的需求得到了增长。为了满足这种需求，最近几种平板显示设备，例如：液晶显示器（LCD）、等离子体显示器件（PDP）、有机发光二极管显示器（OLED）都得到了迅猛的发展。在平板显示器件当中，液晶显示器由于其重量低、体积小、能耗低的优点，已经基本取代了冷阴极显示设备。在液晶显示器中，薄膜晶体管液晶显示器（TFT-LCD）具有轻、薄、省电等优势，且生产技术成熟，供应链稳定，成本更具竞争力，所以在相当长的时间内，TFT-LCD将是显示技术的主流。

液晶显示器中有一个很重要的规格是亮度，而决定亮度最重要的因素是开口率。开口率简单来说就是光线能透过的有效透光区域与全部面积的比例。当光线经由背光板发射出来时，并不是所有的光线都能穿过面板，例如各种配线以及TFT本身，还有储存电压用的储存电容等，都会遮蔽光线，导致开口率不高。在大尺寸TFT-LCD中，由于尺寸变大，线路的阻抗上升，就需要用更粗、更厚或者导电率更好的金属配线。厚度是无法无限度增加的，导电率最好的材料是金属银和铜，更好更实用的导电材料估计在很长时间内都不会有突破，因此只能选择增加线宽，然而这将进一步降低TFT-LCD的开口率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种可以有效提高开口率的液晶显示装置及其制造方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种液晶显示装置，包括：

玻璃基板，所述玻璃基板包括平行设置的下玻璃板和上玻璃板；

突出设置在所述下玻璃基板上的立体图形层，所述立体图形层与所述下玻璃基板之间形成锥形角；以及

沿所述立体图形层外表面设置的栅极线，所述栅极线位于所述下玻璃基板上；

所述立体图形层位于所述栅极线较粗的部分之下。

进一步地，所述立体图形层包括相互平行的顶面和底面，以及连接顶面和底面的两侧面，两侧面分别与玻璃基板之间形成锥形角，所述锥形角在0度到90度之间。

进一步地，在所述立体图形层与所述上玻璃板之间设置有光阻间隙物。

进一步地，所述立体图形层为光阻间隙物。

进一步地，所述立体图形层为有机膜材料制成，并经紫外硬化或热硬化。

进一步地，所述立体图形层的厚度在1um~10um之间。

本发明还提供一种液晶显示装置的制造方法，包括以下步骤：

提供一玻璃基板，所述玻璃基板包括平行设置的下玻璃板和上玻璃板；

在所述下玻璃基板上突出设置一立体图形层，所述立体图形层与所述下玻璃基板之间形成锥形角；

沿所述立体图形层外表面设置栅极线，所述栅极线位于所述下玻璃基板上，所述立体图形层位于所述栅极线较粗的部分之下。

本发明所提供的液晶显示装置及其制造方法，打破TFT-LCD是一个平面的局限，栅极、源漏极层不再是一个平面上配线，而是在增加设置的立体图形层上配线，立体图形的线宽相对于平面显著增大，但是其对光的遮挡面积却是这个立体图形在平面上的投影，这样达到了既增大了线宽，又没有增加或者没有显著增加遮光面积的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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获得其他的附图。

图1是现有玻璃基板上栅极线形成剖面示意图。

图2是本发明实施例的玻璃基板平面示意图。

图3是本发明实施例一所提供的液晶显示装置剖面示意图。

图4是本发明实施例三所提供的液晶显示装置剖面示意图。

图5是本发明实施例五所提供的液晶显示装置剖面示意图。

具体实施方式

下面参考附图对本发明的优选实施例进行描述。

通常的TFT-LCD设计无论是栅极层，还是源漏极层都是在一个平面上进行设计的，这样所有的金属配线面积都会阻挡光线的通过。本发明打破TFT-LCD是一个平面的局限，栅极、源漏极层不再是一个平面上配线，而是在增加设置的立体图形层上配线，立体图形的线宽相对于平面显著增大，但是其对光的遮挡面积却是这个立体图形在平面上的投影，这样达到了既增大了线宽，又没有增加或者没有显著增加遮光面积的效果。

请首先参照图1所示，目前的液晶显示装置中，栅极线11以平面形式形成在玻璃基板10上。如前所述，若增加其宽度W1，则必将增大遮光面积，降低开口率。本发明通过以下实施例对其进行改进。其中，图2为本发明实施例的玻璃基板平面示意图，从平面示意图上看，其结构与布局与现有设计相同，而图3-5均为其A-A’向的剖面示意图，具体结构有所不同。

实施例一：

如图3所示，本实施例的液晶显示装置，包括玻璃基板30，突出设置在玻璃基板30上的立体图形层32，立体图形层32位于栅极线31之下，立体图形层32与玻璃基板30之间形成锥形角α。

立体图形层32为有机膜材料制成，该有机膜材料可以是紫外硬化的，也可以是热硬化的。立体图形层32的厚度在1um~10um之间。

立体图形层32包括相互平行的顶面和底面，以及连接顶面和底面的两侧面，其中底面与玻璃基板20贴合。两侧面分别可和玻璃基板30之间形成锥形角α，在0度到90度之间，作为优选的，立体图形层32截面为等腰梯形，两侧面分别与玻璃基板30之间形成的锥形角α相等。

具体的，栅极线31是沿立体图形层32的顶面和两侧面设置。由于立体图形层32突出于玻璃基板30，具有一定厚度，因此栅极线31即由原先的平面形式转换为立体形式。这样，栅极线31的宽度将是其在立体图形层32的顶面和两侧面上的宽度之和，即图3所示的D1+D2+D3。相对于图1中栅极线31的宽度W1而言，无疑增大了许多，能够满足产品设计需要，尤其是大尺寸产品。另一方面，本实施例中栅极线31的宽度虽然显著增大，然而其遮光面积为立体图形层32在玻璃基板30上的投影，如图3所示，即宽度为D4的底面面积。

下面通过实例来计算图3的设计相对图1的设计在开口率上的效益。

例如，对于一个子像素大小是100um*300um的液晶显示器：

按图1所示的通常设计：

假设此液晶显示器的栅极线宽度15um，Com线宽度15um，则栅极线和Com配线遮挡面积比为：（15+15）/300=10%；

采用图3所示本实施例的设计：

假设立体图形层22截面为等腰梯形，其厚度为4.3um，锥形角α=60度，立体图形层22的顶面宽度D1=5um，底面宽度D4=10um，则D2=D3=（D4-D1）/2*Cos60°=5um，

则金属配线的有效宽度=D1+D2+D3=15um;

金属配线的遮挡宽度=D4=10um；

则栅极线和Com配线遮挡面积比为：（10+10）/300=6.7%；

开口率提升3.3%。

考虑到实际情况15um的栅极线宽度在实际产品上并不是特别的宽，所以实际的总体效果会高于3.3%（宽度越大，效果越明显）。

由此也可以看出，在不影响工艺的前提下，锥形角α越大越好，这样可以使得在增加栅极线31有效宽度（D1+D2+D3）的同时，遮挡宽度（D4）非常接近顶面宽度（D1），栅极线和Com配线遮挡面积比进一步减小，开口率进一步提升。

实施例二：

本发明实施例二提供一种本发明实施例一所述的液晶显示装置的制造方法，包括以下步骤：

提供一玻璃基板；

在玻璃基板上突出设置一立体图形层，立体图形层位于栅极线之下，并且与玻璃基板之间形成锥形角α；

立体图形层形成后，通过曝光、显影等工艺，在栅极线和源漏极线下方保留立体图形层；

立体图形层形成后，进行栅极及后续各层的制作，制作工艺和普通的TFT-LCD工艺相同。

有关立体图形层的技术特征与本发明实施例一相同，此处不再赘述。

实施例三：

本实施例提供一种液晶显示装置，如图4所示，与实施例一的不同之处在于，本实施例不是在所有的栅极线41下方都有立体图形层42，而是选择在较粗的部分才设置。同时在立体图形层42的上方制作光阻间隙物（PhotoSpacer）43。

具体的，本实施例的液晶显示装置，包括玻璃基板40，该玻璃基板40包括平行设置的下玻璃板40a和上玻璃板40b，栅极线41位于下玻璃板40a上，其较粗的部分之下，突出于下玻璃板40a设置一立体图形层42，立体图形层42与下玻璃板40a之间形成锥形角α。并且，在立体图形层42与上玻璃板40b之间设置光阻间隙物43。

光阻间隙物43为光反应性材料制成，可提供上下玻璃板40a、40b之间的支撑，它必须均匀的分布，不然一但分布不均造成部分光阻间隙物聚集在一起，反而会阻碍光线通过，也无法维持上下玻璃板40a、40b的适当间隙（gap），会出现电场分布不均的现象，进而影响液晶的灰阶表现。

由于立体图形层42本身具有一定厚度，选择在较粗的栅极线41下设置立体图形层42，这样制作光阻间隙物43时，光阻间隙物43的厚度可以减小，即其厚度从上下玻璃板40a、40b之间的距离H1减小为立体图形层42顶面与上玻璃板40b之间的距离H2。

进一步地，本实施例还可以将立体图形层42直接作为光阻间隙物，不需要另外制作光阻间隙物，节省工艺流程和材料。立体图形层42的厚度根据光阻间隙物的高度需要来确定。

实施例四：

本发明实施例四提供一种本发明实施例三所述的液晶显示装置的制造方法，包括以下步骤：

提供一玻璃基板，该玻璃基板包括平行设置的下玻璃板和上玻璃板；

在栅极线较粗的部分之下，突出于下玻璃板设置一立体图形层；

立体图形层形成后，通过曝光、显影等工艺，在栅极线和源漏极线下方保留立体图形层；

立体图形层形成后，进行栅极及后续各层的制作，制作工艺和普通的TFT-LCD工艺相同。

上述步骤与实施例二相比，区别在于立体图形层的设置位置，本实施例中立体层设在栅极线较粗的部分之下。

本实施例的方法在立体图形层形成后，还包括设置光阻间隙物的步骤，即在立体图形层与上玻璃板之间设置光阻间隙物。

作为进一步改进，设置立体图形层时，使之厚度满足光阻间隙物的高度需要，将立体图形层作为光阻间隙物。

有关立体图形层的技术特征与本发明实施例一相同，此处不再赘述。

实施例五：

本实施例提供一种液晶显示装置，如图5所示，本发明实施例一的不同之处在于，本实施例中立体图形层52位于栅极线51之上，立体图形层52形成后将被去除或部分去除，使栅极线51成为下凹结构。

具体的，本实施例的液晶显示装置，包括玻璃基板50，突出设置在玻璃基板50上的立体图形层52，沿立体图形层52外表面设置栅极线51，立体图形层52位于栅极线51之上，立体图形层52与玻璃基板50之间形成锥形角α。立体图形层52形成后，通过曝光、显影等工艺，在栅极线下方的立体图形层52将被去除或部分去除，栅极线51将形成下凹结构。

有关立体图形层的技术特征与本发明实施例一相同，此处不再赘述。

实施例六：

本发明实施例六提供一种本发明实施例五所述的液晶显示装置的制造方法，包括以下步骤：

提供一玻璃基板；

在玻璃基板上一突出设置立体图形层，立体图形层位于栅极线之上，并且与玻璃基板之间形成锥形角α；

立体图形层形成后，通过曝光、显影等工艺，在栅极线和/或源漏极线下方去除或部分去除立体图形层；

立体图形层形成后，进行栅极及后续各层的制作，制作工艺和普通的TFT-LCD工艺相同。

有关立体图形层的技术特征与本发明实施例一相同，此处不再赘述。

实施例五、六这样的技术方案，使得有机层不仅可以提高开口率，而且可以作为隔绝层，防止基底基板的一些缺陷。

应当理解的是，上述所有实施例虽然均描述的是栅极线，但同样也适用于源漏极线。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种液晶显示装置，其特征在于，包括：

玻璃基板，所述玻璃基板包括平行设置的下玻璃板和上玻璃板；

突出设置在所述下玻璃基板上的立体图形层，所述立体图形层与所述下玻璃基板之间形成锥形角；以及

沿所述立体图形层外表面设置的栅极线，所述栅极线位于所述下玻璃基板上；

所述立体图形层位于所述栅极线较粗的部分之下。

2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述立体图形层包括相互平行的顶面和底面，以及连接顶面和底面的两侧面，两侧面分别与玻璃基板之间形成锥形角，所述锥形角在0度到90度之间。

3.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，在所述立体图形层与所述上玻璃板之间设置有光阻间隙物。

4.根据权利要求1-3任一项所述的液晶显示装置，其特征在于，所述立体图形层为光阻间隙物。

5.根据权利要求1-3任一项所述的液晶显示装置，其特征在于，所述立体图形层为有机膜材料制成，并经紫外硬化或热硬化。

6.根据权利要求1-3任一项所述的液晶显示装置，其特征在于，所述立体图形层的厚度在1um~10um之间。

7.一种液晶显示装置的制造方法，包括以下步骤：

提供一玻璃基板，所述玻璃基板包括平行设置的下玻璃板和上玻璃板；

在所述下玻璃基板上突出设置一立体图形层，所述立体图形层与所述下玻璃基板之间形成锥形角；

沿所述立体图形层外表面设置栅极线，所述栅极线位于所述下玻璃基板上，所述立体图形层位于所述栅极线较粗的部分之下。