CN105467626B

CN105467626B - 液晶显示装置及其元件基板

Info

Publication number: CN105467626B
Application number: CN201410461414.4A
Authority: CN
Inventors: 钟岳庭; 许绍武; 卢永信; 陈俊宇; 邱冠宇; 王兆祥
Original assignee: Innolux Display Corp
Current assignee: Innolux Corp
Priority date: 2014-09-11
Filing date: 2014-09-11
Publication date: 2019-03-26
Anticipated expiration: 2034-09-11
Also published as: CN105467626A

Abstract

本发明公开一种液晶显示装置及其元件基板，该元件基板包括一基板、一金属层、一平坦层以及一第一导电层。金属层位于该基板上。平坦层位于该金属层上，其中该平坦层具有一接触孔，该接触孔具有一连续壁面以及一底面，该底面暴露该金属层，其中该底面具有一第一宽度。第一导电层位于该平坦层上，并具有一开孔暴露该接触孔，该开孔于该接触孔上方具有一第二宽度。其中，该第一宽度与第二宽度之间的关系经过适度调整，以将光亮度损失降低，同时避免了接触短路以及存储电容不足等问题。

Description

液晶显示装置及其元件基板

技术领域

本发明涉及一种液晶显示装置，特别是涉及一种具有接触孔的液晶显示装置。

背景技术

在液晶显示装置之中，接触孔常用于导通像素电极以及源极电极。然而，参照图1A，液晶分子2会随着接触孔1的轮廓排列，由于接触孔1设计的剖面形状往往为上宽下窄的弧形结构。

参照图1B，在现有技术中，接触孔周围设置有一底层金属层3以及一像素导电层4，底层金属层3与像素导电层4之间以层间绝缘层5进行分隔。当接触孔1于底层金属层3位置的孔径过小的时候，容易造成底层金属层3与像素导电层4电性接触而短路。然而，当接触孔1于底层金属层3位置的孔径过大的时候，容易造成底层金属层3与像素导电层4之间的存储电容不足，因此造成了产品不良率过高。

发明内容

本发明为了解决现有技术的问题而提供的一种元件基板，包括一基板、一金属层、一平坦层以及一第一导电层。金属层位于该基板上。平坦层位于该金属层上，其中该平坦层具有一接触孔，该接触孔具有一连续壁面以及一底面，该底面暴露该金属层，其中该底面具有一第一宽度。第一导电层位于该平坦层上，并具有一开孔暴露该接触孔，该开孔于该接触孔上方具有一第二宽度。其中，该第一宽度与第二宽度需满足以下的公式：

其中，L₁为该第一宽度，L₂为该第二宽度，h为该平坦层的厚度，θ为连续壁面的一预设参考点与一基点之间的一直线与该底面的一延伸面的夹角，其中，该预设参考点位于该连续壁面上，且该预设参考点与该底面的垂直距离为0.95h，该基点为该连续壁面与该底面的交界位置。

应用本发明的实施例，液晶显示装置的光亮度损失小于1％，为可以接受的范围，并且避免了第一导电层140与该第二导电层170之间接触短路以及存储电容不足等等问题。

附图说明

图1A、图1B为现有液晶显示装置的元件基板的示意图；

图2A为本发明一实施例的元件基板的主要结构的示意图；

图2B为本发明一实施例的元件基板的完整结构的示意图；

图3A为本发明实施例的元件基板应用于一液晶显示装置的示意图；

图3B为图3A中的3B部分的细部元件的示意图；

图4为应用本发明实施例的液晶显示装置的示意图。

符号说明

1～接触孔

2～液晶分子

3～底层金属层

4～像素导电层

5～层间绝缘层

100～元件基板

110～基板

120～金属层

130～平坦层

131～接触孔

132～连续壁面

133～底面

134～预设参考点

135～基点

137～半导体层

140～第一导电层

141～开孔

160～层间绝缘层

170～第二导电层

200～液晶显示装置

201～扫描线

202～信号线

203～半导体层

204～漏极电极

205～共用电极

210～像素电极

231～接触孔

233～接触孔的底面

234～共用电极开口

240～源极电极

250～液晶层

260～对向基板

L₁～第一宽度

L₂～第二宽度

h～厚度

θ～夹角

β～夹角

A～显示区

B～非显示区

L～直线

L’～切线

具体实施方式

参照图2A，其显示本发明一实施例的元件基板100，包括一基板110、一金属层120、一平坦层130以及一第一导电层140。金属层120位于该基板110上，平坦层130位于该金属层120上，其中该平坦层130具有一接触孔131，该接触孔131具有一连续壁面132以及一底面133，该底面133暴露该金属层120，其中该底面133具有一第一宽度L₁。第一导电层140位于该平坦层130上，并具有一开孔141暴露该接触孔，该开孔141于该接触孔上方具有一第二宽度L₂。

再参照图2A，申请人通过曲线公式的推导得知，当该第一宽度L₁与第二宽度L₂满足以下的公式时，液晶显示装置的光亮度损失小于1％，为可以接受的范围，并且避免了接触短路以及存储电容不足等等问题：

其中，L₁为该第一宽度，L₂为该第二宽度，h为该平坦层130的厚度，θ为连续壁面132的一预设参考点134与一基点135之间的一直线与该底面133的一延伸面的夹角，其中，该预设参考点134位于该连续壁面132上，且该预设参考点134与该底面133的垂直距离为0.95h，该基点135为该连续壁面132与该底面133的交界位置。依照上述各参数的调整，连续壁面132的曲率以及形状可适度变化

参照图2A，曲线公式的推导过程如下：

第一步，曲线公式拟合(假设)，假设该接触孔的连续壁面的斜面方程式满足下列公式

y＝f(R)＝-A’exp(-R).....(1)

第二步，曲线公式拟合(对通过预设参考点134、基点135以及角度校正)，假设斜坡上的预设参考点134为距离平坦层顶部的深度总深度h的p(p＝0.05)倍，则该接触孔的连续壁面的斜面方程式满足

其中，该预设参考点134距离基点135的水平距离为R’，则当曲线通过该预设参考点134，即f(r＝R’)时，满足下列两个方程式

及

第三步，校正，实际角度(底部的切线L’的角度)为β＝1.5θ(对基点135切线角度修正)

[接触孔曲线方程式]

第四步，代回原方程式，将基点平移至接触孔131的中心

∵

[接触孔实际曲线方程式]

第七步，推导第一导电层140的开口半径宽度。

第一导电层140一般位于平坦层130的平坦区域，由于平坦层130的平坦区域不是完美的平坦，而在液晶操作区中的液晶分子倾角趋近于0.1°，因此δ＝0.1°为其上限值。

[求得第一导电层140的开口半径宽度]

当液晶面板中只考虑预倾角(tile angle)而无水平旋转角(twist angle)时，其液晶面板的整体穿透率符合下列公式：T∝sin²(Γ)，其中Γ代表相位延迟角度，T代表液晶面板穿透率，而穿透率将正比于正弦平方函数。申请人发现，当液晶排列的倾角介于0.1至8度之间，此时的光亮度损失小于1％，为合格的显示器所能接受的范围。汇整上述参数条件后，即获得公式

在一实施例中，该夹角θ介于20～40度之间。在一优选实施例中，该夹角θ介于25～35度之间。

参照图2A，该金属层120可以为一驱动元件的源极电极或漏极电极。在一实施例中，元件基板100还包含一半导体层137位于该金属层120与该基板110之间。该半导体层137的材料可以为多晶硅材料、非晶硅材料或金属氧化物材料。

参照图2B，元件基板100其还包含一层间绝缘层160以及一第二导电层170，该层间绝缘层160至少部分设于该第一导电层140与该第二导电层170之间，该第二导电层170通过该接触孔131与该金属层120电连接。

参照图3A，本发明实施例的元件基板应用于一液晶显示装置200，其包括一显示区(像素区域)A以及一非显示区B。参照图3B，其显示图3A中的3B部分的细部元件，液晶显示装置200还包括扫描线201、信号线202、半导体层203、源极电极240、接触孔231(相当于图2A的接触孔131)、接触孔的底面233(相当于图2A的底面133)、共用电极开孔234(相当于图2A的开孔141)、漏极电极204、共用电极205以及像素电极210等等元件于显示区A内。本发明实施例中，该金属层120包含源极电极240或漏极电极204，其中该液晶显示装置的模式可为FFS(边缘电场切换)显示装置以及IPS(水平电场切换)显示装置。

参照图4，其显示应用本发明实施例的液晶显示装置200，包括元件基板100、液晶层250以及对向基板260。

虽然结合以上优选实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何熟悉此项技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以附上的权利要求所界定的为准。

Claims

1.一种元件基板，包括：

基板；

扫描线，位于该基板上；

金属层，位于该基板上；

平坦层，位于该金属层上，其中该平坦层具有接触孔，该接触孔具有一连续壁面以及一底面，该底面暴露该金属层，其中该底面于一截面上具有第一宽度；

第一导电层，位于该平坦层上，并具有开孔暴露该接触孔，该开孔于该接触孔上方于该截面上具有第二宽度；

其中，该第一宽度与第二宽度需满足以下的公式：

其中，L₁为该第一宽度，L₂为该第二宽度，h为该平坦层的厚度，θ为该连续壁面的一预设参考点与一基点之间的一直线与该底面的一延伸面于该截面上的夹角，其中，该预设参考点位于该连续壁面上，且该预设参考点与该底面的垂直距离为0.95h，该基点位于该连续壁面与该底面于该截面上的交界位置。

2.如权利要求1所述的元件基板，其中，该夹角θ介于20～40度之间。

3.如权利要求2所述的元件基板，其中，该夹角θ介于25～35度之间。

4.如权利要求1所述的元件基板，其还包含层间绝缘层以及第二导电层，该层间绝缘层至少部分设于该第一导电层与该第二导电层之间，该第二导电层通过该接触孔与该金属层电连接。

5.如权利要求1所述的元件基板，其中该金属层为一驱动元件的源极或漏极。

6.如权利要求5所述的元件基板，其还包含半导体层，位于该金属层与该基板之间。

7.如权利要求6所述的元件基板，其中该半导体层的材料为多晶硅、非晶硅或金属氧化物。

8.一种液晶显示装置，包括：

对向基板；

元件基板，相对于该对向基板；

液晶层，位于该对向基板以及该元件基板间；其中，该元件基板包括：

基板；

扫描线，位于该基板上；

金属层，位于该基板上；

平坦层，位于该金属层上，其中该平坦层具有接触孔，该接触孔具有连续壁面以及底面，该底面暴露该金属层，其中该底面于一截面上具有第一宽度；

其中，该第一宽度与第二宽度需满足以下的公式：

9.如权利要求8所述的液晶显示装置，其中该夹角θ介于20～40度之间。

10.如权利要求9所述的液晶显示装置，其中该夹角θ介于25～35度之间。

11.如权利要求8所述的液晶显示装置，其还包含层间绝缘层以及第二导电层，该层间绝缘层至少部分设于该第一导电层与该第二导电层之间，该第二导电层通过该接触孔与该金属层电连接。

12.如权利要求11所述的液晶显示装置，其中该金属层为一驱动元件的源极或漏极。

13.如权利要求12所述的液晶显示装置，其还包含半导体层，位于该金属层与该基板之间。

14.如权利要求13所述的液晶显示装置，其中该半导体层的材料为多晶硅、非晶硅或金属氧化物。