CN105093754B - 一种tft-lcd阵列基板及其制作方法、显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种TFT‑LCD阵列基板，包括阵列公共电极。该阵列公共电极包括相互连接的四个部分，第一部分与第二部分布置在源漏电极线的一侧，第三部分与第四部分布置在源漏电极线的另一侧，第一部分与第四部分成对角线布置，第二部分与第三部分成对角线布置；并且第一部分和第四部分分别与源漏电极线部分重叠，并且第二部分与第三部分与源漏电极线分离。本发明还提供了制作上述TFT‑LCD阵列基板的方法和包括上述TFT‑LCD阵列基板的显示装置。

Description

一种TFT-LCD阵列基板及其制作方法、显示装置
技术领域
本发明一般涉及显示领域，并且具体地涉及一种TFT-LCD阵列基板及其制作方法、显示装置。
背景技术
在当前迅速发展的液晶显示技术中，薄膜晶体管（TFT）液晶显示器（LCD）以其大容量、高清晰度和高品质全真彩色等优点而受到人们的广泛青睐。TFT-LCD的基本结构包括阵列基板和彩膜基板，以及充满在这两个基板之间的液晶层（LC）。在阵列基板和彩膜基板表面布置有对液晶具有取向作用的聚酰亚胺膜PI层（配向膜层）。以现有的扭曲向列（TN）型TFT-LCD为例，TFT结构通过在玻璃基板上依次沉积栅电极和公共电极、第一绝缘层、有源层、源漏电极、第二绝缘层、像素电极来形成，其中栅电极和公共电极同层布置。
图1A和图2图示了典型的TFT-LCD结构的横截面示意图。具体地，TFT-LCD结构包括阵列基板和彩膜基板。其中，阵列基板包括玻璃基板1、栅电极（未指示）与公共电极6、栅绝缘层7、有源层8、源漏电极层9、第二绝缘层10和像素电极层11；彩膜基板包括玻璃基板1、黑矩阵2、R/G/B膜3和彩膜公共电极层4。另外，TFT-LCD结构还包括盒内的液晶层5、对液晶起取向作用的PI层以及连接阵列基板和彩膜基板的封框胶，其中彩膜公共电极通过封框胶内的金球在面板边缘与阵列公共电极相连。
在现有技术的TFT-LCD阵列基板中，源极线与阵列公共电极的相对位置关系存在以下两种情况：
（1）源极线与阵列公共电极不重叠，如图1A、1B和1C所示。图1B图示了其中源极线与阵列公共电极不重叠的TFT-LCD阵列基板表面结构示意图。如图1B所示，源极线9位于两个相邻阵列公共电极6之间，并且与阵列公共电极6不重叠。图1C为沿图1B中的A-A’方向的截面示意图。在源极线与阵列公共电极不重叠的情况下，如图1C所示，源极线9与像素电极11间存在耦合电容Cpd，源极线9与阵列公共电极6之间存在耦合电容Cdc。由于阵列工艺总间距（total pitch）的偏差以及CD（涂敷和显影）偏置的偏差，Cdc以及Cpd的大小将发生变化，因而容易导致V-block（在显示屏上出现垂直的几条发白的块）等相关不良的发生。为了减小阵列工艺总间距的偏差以及CD偏置的偏差所带来的影响，通常的解决方案是将源极线9与阵列公共电极6之间的距离d设计得足够大，通常在2.5mm以上。但是这样会降低像素的开口率，影响显示屏的显示效果；
（2）源极线和阵列公共电极重叠。如图2所示，源极线9与阵列公共电极6完全重叠。在这种情况下，源极线9与阵列公共电极6的重叠部分之间的耦合电容很大，这会大大增加面板的功耗。
因此，在本领域中存在对于改进的TFT-LCD阵列基板的需要。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种TFT-LCD阵列基板及其制作方法、显示装置，其能够至少部分地缓解或消除以上提到的现有技术中的问题中的一个或多个。
根据本发明的第一方面，提供了一种TFT-LCD阵列基板，其可以包括：
玻璃基板；
布置在玻璃基板上的栅电极；
与栅电极同层布置的阵列公共电极；
布置在栅电极上并且覆盖整个玻璃基板的第一绝缘层；
布置在第一绝缘层上并且位于栅电极上方的有源层；
布置在有源层上的源漏电极线；
布置在源漏电极线上的第二绝缘层，其中第二绝缘层具有过孔；
布置在第二绝缘层上的像素电极，其中像素电极通过过孔与源漏电极线连接，
其中，
阵列公共电极包括相互连接的四个部分，第一部分与第二部分布置在源漏电极线的一侧，第三部分与第四部分布置在源漏电极线的另一侧，第一部分与第四部分成对角线布置，第二部分与第三部分成对角线布置；并且
第一部分和第四部分分别与源漏电极线部分重叠，并且第二部分与第三部分与源漏电极线分离。
在本实施例中，通过将沿源漏电极线延伸方向的阵列公共电极错位非对称设计，并且使源漏电极线与阵列公共电极部分重叠，可以减小源漏电极线与阵列公共电极之间的距离，从而在负载不增加太多的情况下增加像素的开口率，提升显示效果。
根据一个实施例，第一部分与源漏电极线的重叠区域宽度可以和第三部分与源漏电极线之间的距离相等。
根据另一实施例，第四部分与源漏电极线的重叠区域宽度可以和第二部分与源漏电极线之间的距离相等。
根据又一实施例，第一部分与源漏电极线的重叠区域宽度可以和第四部分与源漏电极线的重叠区域宽度相等。
根据再一实施例，第三部分与源漏电极线之间的距离可以和第二部分与源漏电极线之间的距离相等。
根据另外的实施例，第一部分与源漏电极线的重叠区域宽度和/或第四部分与源漏电极线的重叠区域宽度可以为1μm-2μm。
根据实施例，第三部分与源漏电极线之间的距离和/或第二部分与源漏电极线之间的距离也可以为1μm-2μm。
在上述实施例中，将沿源漏电极线延伸方向的阵列公共电极错位非对称设计，并且使源漏电极线与阵列公共电极部分重叠，其中将重叠区域宽度选择为1μm-2μm。在典型阵列工艺总间距偏差（典型地为1μm-2μm）的情况下，源漏电极线与阵列公共电极的重叠部分的面积可以保持不变；相应地，源漏电极线与阵列公共电极之间的耦合电容不受影响。另外，源漏电极线与阵列公共电极之间的距离可以减小，并且也可以选择为1μm-2μm，从而进一步提高像素的开口率。
根据本发明的第二方面，提供了一种显示装置，其可以包括黑矩阵和如根据本发明的第一方面公开的TFT-LCD阵列基板。
根据一个实施例，黑矩阵的宽度可以大于或等于阵列公共电极的宽度。此时，黑矩阵在阵列公共电极上的投影完全覆盖阵列公共电极。
根据另一实施例，黑矩阵可以包括沿源漏电极线延伸方向的第一子黑矩阵和第二子黑矩阵，所述第一和第二子黑矩阵在与源漏电极线延伸方向垂直的方向上分别向相反方向平移而错位。
在本实施例中，沿源漏电极线延伸方向的彩膜基板上的黑矩阵同样采用错位非对称设计，其与阵列基板的阵列公共电极的错位非对称设计配合，从而进一步提高像素的开口率。
根据又一实施例，第一子黑矩阵可以与阵列公共电极的第一部分和第三部分重叠，并且第二子黑矩阵可以与阵列公共电极的第二部分和第四部分重叠。同样地，此时，黑矩阵在阵列公共电极上的投影完全覆盖阵列公共电极。
根据本发明的第三方面，提供了一种制作TFT-LCD阵列基板的方法，该方法可以包括：
在玻璃基板上形成栅电极和与栅电极同层布置的阵列公共电极；
在栅电极上形成覆盖整个玻璃基板的第一绝缘层；
在第一绝缘层上形成位于栅电极上方的有源层；
在有源层上形成源漏电极线；
在源漏电极线上形成第二绝缘层，其中第二绝缘层具有过孔；
在第二绝缘层上形成像素电极，其中像素电极通过过孔与源漏电极线连接，
其中，
阵列公共电极包括相互连接的四个部分，第一部分与第二部分布置在源漏电极线的一侧，第三部分与第四部分布置在源漏电极线的另一侧，第一部分与第四部分成对角线布置，第二部分与第三部分成对角线布置；并且
第一部分和第四部分分别与源漏电极线部分重叠，并且第二部分与第三部分与源漏电极线分离。
上述制作TFT-LCD阵列基板的方法具有与根据本发明的第一方面描述的TFT-LCD阵列基板对应或类似的实施例和优点，在此不再赘述。
在本发明中，通过将沿源漏电极线延伸方向的阵列公共电极错位非对称设计，并且使源漏电极线与阵列公共电极部分重叠，可以减小源漏电极线与阵列公共电极之间的距离，从而在负载不增加太多的情况下增加像素的开口率，提升显示效果。另外，通过对沿源漏电极线延伸方向的彩膜基板上的黑矩阵同样采用错位非对称设计，从而使其与阵列基板的阵列公共电极的错位非对称设计配合，可以进一步提高像素的开口率，提升显示效果。
附图说明
参照示出本发明的实施例的附图，现在将更加详细地描述本发明的这些和其它方面，其中附图未必是按照比例绘制的，而是将重点放在图示本发明的原理上。在附图中：
图1A是包括TFT-LCD阵列基板的现有技术液晶显示装置的横截面示意图；
图1B是示出图1A所示的TFT-LCD阵列基板的一部分的表面结构示意图；
图1C是沿图1B中的A-A'方向的部分TFT-LCD阵列基板的截面示意图；
图2是包括TFT-LCD阵列基板的另一现有技术液晶显示装置的横截面示意图；
图3是根据本发明实施例的包括TFT-LCD阵列基板的显示装置的横截面示意图；
图4A是图3所示的TFT-LCD阵列基板的一部分的表面结构示意图；
图4B是图4A中的阵列公共电极的阵列的表面结构示意图；
图5是沿图4A中的A-A'方向的部分TFT-LCD阵列基板的截面示意图；
图6是根据本发明实施例的与图4B所示的阵列公共电极对应的黑矩阵的表面结构示意图；以及
图7是根据本发明实施例的用于制作TFT-LCD阵列基板的方法的流程图。
具体实施方式
现在将参照附图在下文更全面地描述本发明，在附图中示出本发明的当前优选实施例。然而，本发明可以以许多不同形式体现并且不应当解释为限于本文所阐述的实施例；而是，为了完整性和透彻性并且为了向技术人员全面地传达本发明的范围而提供这些实施例。
图3是根据本发明实施例的包括TFT-LCD阵列基板的TFT-LCD结构的横截面示意图。如图3所示，TFT-LCD结构包括阵列基板和彩膜基板。其中，彩膜基板包括玻璃基板1、黑矩阵2、R/G/B膜3和彩膜公共电极层4。另外，TFT-LCD结构还包括盒内的液晶层5、对液晶起取向作用的PI层以及连接阵列基板和彩膜基板的封框胶，其中彩膜公共电极通过封框胶内的金球在面板边缘与阵列公共电极相连。特别地，该TFT-LCD中的阵列基板包括玻璃基板1；布置在玻璃基板1上的栅电极（未指示）；与栅电极同层布置的阵列公共电极6；布置在栅电极上并且覆盖整个玻璃基板1的第一绝缘层7；布置在第一绝缘层7上并且位于栅电极上方的有源层（未指示）；布置在有源层上的源漏电极线9；布置在源漏电极线9上的第二绝缘层10，其中第二绝缘层10具有过孔；布置在第二绝缘层10上的像素电极11，其中像素电极11通过过孔与源漏电极线9连接。
如图3所示，阵列公共电极6包括两个部分，其中左边部分与上方的源漏电极线9部分重叠，并且右边部分与上方的源漏电极线9不重叠。具体地，如图4A和图4B所示，阵列公共电极6包括相互连接的四个部分611,612,621和622，第一部分611与第二部分612布置在源漏电极线9的左侧，第三部分621与第四部分622布置在源漏电极线9的右侧，第一部分611与第四部分622成对角线布置，第二部分612与第三部分621成对角线布置；并且第一部分611和第四部分622分别与源漏电极线9部分重叠，并且第二部分612与第三部分621与源漏电极线9分离。也就是说，阵列公共电极6的第一部分611和第三部分621整体相对于第二部分612和第四部分622向右平移，因而阵列公共电极6的第一部分611和第三部分621与阵列公共电极6的第二部分612和第四部分622错位，阵列公共电极6具有非对称布置。
在本实施例中，通过将沿源漏电极线9延伸方向的阵列公共电极6错位非对称设计，并且使源漏电极线9与阵列公共电极6、具体地为阵列公共电极6的第一部分611和第四部分622部分重叠，可以减小源漏电极线9与阵列公共电极6之间的距离，从而在负载不增加太多的情况下增加像素的开口率，提升显示效果。
应当指出的是，图4A和4B所示的仅仅是本发明的一种示例性实现方式；已经受益于本发明的教导的本领域技术人员可以作出对本发明的其它修改。例如，在可替换的实施例中，阵列公共电极6的第二部分612和第三部分621可以与源漏电极线9部分重叠，而阵列公共电极6的第一部分611和第四部分622可以与源漏电极线9分离。
图5是沿图4A中的A-A'方向的部分TFT-LCD阵列基板的截面示意图。如图5所示，阵列公共电极6的第一部分（或第四部分）与源漏电极线9的重叠区域宽度为d'，阵列公共电极6的第三部分（或第二部分）与源漏电极线9之间的距离为d。在一个示例中，第一部分611与源漏电极线9的重叠区域宽度d'和第三部分621与源漏电极线9之间的距离d相等。在另一示例中，第四部分622与源漏电极线9的重叠区域宽度d'和第二部分612与源漏电极线9之间的距离d相等。
在一个示例中，第一部分611与源漏电极线9的重叠区域宽度和第四部分622与源漏电极线9的重叠区域宽度相等。在另一示例中，第三部分621与源漏电极线9之间的距离和第二部分612与源漏电极线9之间的距离相等。
特别地，第一部分611与源漏电极线9的重叠区域宽度和/或第四部分622与源漏电极线9的重叠区域宽度d'为1μm-2μm。此外或可替换地，第三部分621与源漏电极线9之间的距离和/或第二部分612与源漏电极线9之间的距离d为1μm-2μm。
在上述实施例中，将沿源漏电极线延伸方向的阵列公共电极错位非对称设计，并且使源漏电极线与阵列公共电极部分重叠，其中将重叠区域宽度选择为1μm-2μm。在典型阵列工艺总间距偏差（典型地为1μm-2μm）的情况下，源漏电极线与阵列公共电极的重叠部分的面积可以保持不变；相应地，源漏电极线与阵列公共电极之间的耦合电容不受影响。另外，源漏电极线与阵列公共电极之间的距离可以减小，并且也可以选择为1μm-2μm，从而进一步提高像素的开口率。
在图3中所示的TFT-LCD中，黑矩阵2的宽度可以大于或等于阵列公共电极6的宽度。或者，在一个可替换的实施例中，如图6所示，与图4B中所示的阵列公共电极对应的黑矩阵2包括沿源漏电极线延伸方向的第一子黑矩阵21和第二子黑矩阵22，所述第一和第二子黑矩阵21和22在与源漏电极线延伸方向垂直的方向上分别向相反方向平移而错位。在本实施例中，沿源漏电极线延伸方向的彩膜基板上的黑矩阵同样采用错位非对称设计，其与阵列基板的阵列公共电极的错位非对称设计配合，从而进一步提高像素的开口率。
进一步地，第一子黑矩阵21与阵列公共电极6的第一部分611和第三部分621重叠，并且第二子黑矩阵22与阵列公共电极6的第二部分612和第四部分622重叠。也就是说，第一子黑矩阵21在阵列公共电极6上的投影覆盖第一部分611和第三部分621，并且第二子黑矩阵22在阵列公共电极6上的投影覆盖第二部分612和第四部分622。
图7是根据本发明实施例的用于制作上述TFT-LCD阵列基板的方法的流程图。该方法包括如下步骤：在701处，在玻璃基板上形成栅电极和与栅电极同层布置的阵列公共电极；在702处，在栅电极上形成覆盖整个玻璃基板的第一绝缘层；在703处，在第一绝缘层上形成位于栅电极上方的有源层；在704处，在有源层上形成源漏电极线；在705处，在源漏电极线上形成第二绝缘层，其中第二绝缘层具有过孔；在706处，在第二绝缘层上形成像素电极，其中像素电极通过过孔与源漏电极线连接。其中，阵列公共电极包括相互连接的四个部分，第一部分与第二部分布置在源漏电极线的一侧，第三部分与第四部分布置在源漏电极线的另一侧，第一部分与第四部分成对角线布置，第二部分与第三部分成对角线布置；并且第一部分和第四部分分别与源漏电极线部分重叠，并且第二部分与第三部分与源漏电极线分离。
在图7中所示的方法中，各层可以采用本领域中已知的各种阵列工艺来制作，包括光刻、沉积、湿法蚀刻、干法蚀刻等。
上述制作TFT-LCD阵列基板的方法具有与之前所描述的TFT-LCD阵列基板对应或类似的实施例和优点，在此不再赘述。
本领域技术人员将认识到，本发明绝不限于以上描述的示例实施例。相反，在所附权利要求的范围内，许多修改和变型是可能的。另外，以上描述的过程不要求所描述的特定次序或顺序的次序来实现合期望的结果。可以提供其它步骤，或者可以从所描述的过程中去除步骤。
另外，应当指出的是，为了更加清楚地图示各种实施例，在图1B、1C、4、5和6中省略了TFT-LCD阵列基板的一些部分，例如栅电极、有源层、过孔、第一绝缘层、第二绝缘层等，以避免以不必要的细节模糊本发明的实施例。
本发明可以广泛地应用于各种TFT液晶显示装置和具有TFT液晶显示装置的设备，例如移动电话、笔记本计算机、液晶电视等等。
此外，本领域技术人员在实践所要求保护的发明时，通过研究附图、公开文本和所附权利要求，可以理解和实现对所公开的实施例的变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其它元件或步骤。在相互不同的从属权利要求中叙述的某些措施的简单事实并不表示不能使用这些措施的组合来获益。

Claims (12)

1.一种TFT-LCD阵列基板，包括：
玻璃基板；
布置在玻璃基板上的栅电极；
与栅电极同层布置的阵列公共电极；
布置在栅电极上并且覆盖整个玻璃基板的第一绝缘层；
布置在第一绝缘层上并且位于栅电极上方的有源层；
布置在有源层上的源漏电极线；
布置在源漏电极线上的第二绝缘层，其中第二绝缘层具有过孔；
布置在第二绝缘层上的像素电极，其中像素电极通过过孔与源漏电极线连接，
其中，
阵列公共电极包括相互连接的四个部分，第一部分与第二部分布置在源漏电极线的一侧，第三部分与第四部分布置在源漏电极线的另一侧，第一部分与第四部分成对角线布置，第二部分与第三部分成对角线布置；并且
第一部分和第四部分分别与源漏电极线部分重叠，并且第二部分与第三部分与源漏电极线分离。
2.如权利要求1所述的TFT-LCD阵列基板，其中第一部分与源漏电极线的重叠区域宽度和第三部分与源漏电极线之间的距离相等。
3.如权利要求1所述的TFT-LCD阵列基板，其中第四部分与源漏电极线的重叠区域宽度和第二部分与源漏电极线之间的距离相等。
4.如权利要求1所述的TFT-LCD阵列基板，其中第一部分与源漏电极线的重叠区域宽度和第四部分与源漏电极线的重叠区域宽度相等。
5.如权利要求1所述的TFT-LCD阵列基板，其中第三部分与源漏电极线之间的距离和第二部分与源漏电极线之间的距离相等。
6.如权利要求1所述的TFT-LCD阵列基板，其中第一部分与源漏电极线的重叠区域宽度和/或第四部分与源漏电极线的重叠区域宽度为1μm-2μm。
7.如权利要求1所述的TFT-LCD阵列基板，其中第三部分与源漏电极线之间的距离和/或第二部分与源漏电极线之间的距离为1μm-2μm。
8.一种显示装置，包括黑矩阵和如权利要求1-7中任一项所述的TFT-LCD阵列基板。
9.如权利要求8所述的显示装置，其中黑矩阵的宽度大于或等于阵列公共电极的宽度。
10.如权利要求8所述的显示装置，其中黑矩阵包括沿源漏电极线延伸方向的第一子黑矩阵和第二子黑矩阵，所述第一和第二子黑矩阵在与源漏电极线延伸方向垂直的方向上分别向相反方向平移而错位。
11.如权利要求10所述的显示装置，其中第一子黑矩阵与阵列公共电极的第一部分和第三部分重叠，并且第二子黑矩阵与阵列公共电极的第二部分和第四部分重叠。
12.一种制作TFT-LCD阵列基板的方法，包括：
在玻璃基板上形成栅电极和与栅电极同层布置的阵列公共电极；
在栅电极上形成覆盖整个玻璃基板的第一绝缘层；
在第一绝缘层上形成位于栅电极上方的有源层；
在有源层上形成源漏电极线；
在源漏电极线上形成第二绝缘层，其中第二绝缘层具有过孔；
在第二绝缘层上形成像素电极，其中像素电极通过过孔与源漏电极线连接，
其中，
阵列公共电极包括相互连接的四个部分，第一部分与第二部分布置在源漏电极线的一侧，第三部分与第四部分布置在源漏电极线的另一侧，第一部分与第四部分成对角线布置，第二部分与第三部分成对角线布置；并且
第一部分和第四部分分别与源漏电极线部分重叠，并且第二部分与第三部分与源漏电极线分离。
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