JP6105602B2 - 表示装置のアレイ基板、カラーフィルター基板およびその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ，ＬＣＤ）のアレイ基板、カラーフィルター基板およびその製造方法に係るものである。
フラットパネルディスプレイ技術において、ＬＣＤは体積が小さく、消費電力が低く、放射がなく（ｒａｄｉａｔｉｏｎｌｅｓｓ）、製造コストが比較的低いなどの特徴により、現在のフラットパネルディスプレイ市場において主要な地位を占めている。
アドバンスドスーパーディメンションスイッチ技術（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｓｕｐｅｒ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ Ｓｗｉｔｃｈ、ＡＤＳ）は、同じ平面内において、スリット電極周辺部に生じる電界、およびスリット電極層とプレート状電極層の間に形成する電界により、多次元電界を形成し、液晶セル内のスリット電極間、電極の真上のすべての配向液晶分子が回転可能なようにし、これにより液晶の仕事効率と光透過効率を高めた。アドバンスドスーパーディメンションスイッチ技術は、ＴＦＴ−ＬＣＤ製品の画面品質を向上させることができ、高い解像度、高い透過率、低い消費電力、広い視野角、高い開口率、低い色差、プッシュムラ（ｐｕｓｈ Ｍｕｒａ）がないなどの優れた点を有する。
現在のＡＤＳモード液晶ディスプレイ中において、共通電極と画素電極は透明な導電体によって製作され、これにより開口率と光透過率を高めている。共通電極と画素電極の間の空間は、上部基板、下部基板の間の空間よりも狭く、よって共通電極と画素電極の間に形成する多次元電界によって、液晶分子を基板に平行する平面上において回転させ、これにより液晶層の光透過効率を高める。
データライン上方の遮光エリアの開口率に対する影響を回避し、画素の透過率を高めるために、従来技術では、例えば図１に示すような画素構造を提供した。ここにおいて、データライン１上方の遮光エリアを取り除き、データライン１と平行するスリット状の共通電極２を設ける。スリット状の共通電極２の一部は画素電極３の上方に設けられ、スリット状の共通電極２のもう一部分はデータライン１の上方を覆い、さらに共通電極２の幅はデータライン１の幅より広い。データライン１上方において共通電極２を形成することにより、データライン１の液晶電界に対する妨害を抑制し、光漏れなどの不利な影響を防止し、これにより画素の透過率を高める。
しかし、発明者は、研究において以下について見出した。即ち、前記画素構造中における、データライン上方にある共通電極は比較的幅があり、データラインの位置の透過率には依然、損失がある。
本発明が解決しようとする技術課題の一つは、一種の表示装置のアレイ基板、カラーフィルター基板およびその製造方法を提供することである。これにより、データラインのシグナルの上方にある液晶の調節に対する妨害を効果的に回避し、且つ光の透過率を向上させる。
本発明は一つの局面において、アレイ基板を提供し、該アレイ基板は以下：ベース基板、ベース基板上に設置しているゲートライン、前記ゲートラインと垂直に設置しているデータライン、前記ゲートラインと前記データラインが交差して定義するピクセルエリアを含み、前記ピクセルエリア内には薄膜トランジスタ及び画素電極、前記画素電極と組み合わせて多次元電界を形成する共通電極が設けられ、ここにおいて、前記画素電極はスリット状電極で前記共通電極はプレート状電極であり、または、前記画素電極はプレート状電極で前記共通電極はスリット状電極であり、前記共通電極と前記画素電極との間には第一絶縁層を設け、前記プレート電極の一端は前記データライン上方を覆い、前記プレート状電極が所在する層と、前記データラインが所在する層の間には、第二絶縁層が設けられている。
例えば、前記第二絶縁層は材質が樹脂である樹脂層である。
例えば、前記スリット電極のスリットは等間隔に配列している。
本発明はもう一つの局面で、アレイ基板の製造方法を提供し、以下：
ベース基板上にゲートライン、データライン及び薄膜トランジスタを形成する段階であって、前記薄膜トランジスタのゲート電極は前記ゲートラインと接続し、ソース電極及び前記データラインは接続する、段階と、
ゲートライン、データライン及び薄膜トランジスタを形成しているベース基板上に、第二絶縁層を形成する段階と、
第二絶縁層が形成されているベース基板上に、プレート状電極を形成する段階と、
プレート状電極を形成しているベース基板上に、前記プレート状電極と組み合わせて多次元電界を形成するスリット状電極を形成し、前記スリット状電極と前記プレート状電極の間に第一絶縁層を設ける段階と、を含み、ここにおいて、前記スリット状電極は画素電極であり、前記プレート状電極は共通電極であり、または前記プレート状電極は画素電極であり、前記スリット状電極は共通電極であり、前記プレート状電極の一端は前記データライン上方を覆う。
ベース基板上にゲートライン、データライン及び薄膜トランジスタを形成する段階であって、前記薄膜トランジスタのゲート電極は前記ゲートラインと接続し、ソース電極及び前記データラインは接続する、段階と、
ゲートライン、データライン及び薄膜トランジスタを形成しているベース基板上に、第二絶縁層を形成する段階と、
第二絶縁層が形成されているベース基板上に、プレート状電極を形成する段階と、
プレート状電極を形成しているベース基板上に、前記プレート状電極と組み合わせて多次元電界を形成するスリット状電極を形成し、前記スリット状電極と前記プレート状電極の間に第一絶縁層を設ける段階と、を含み、ここにおいて、前記スリット状電極は画素電極であり、前記プレート状電極は共通電極であり、または前記プレート状電極は画素電極であり、前記スリット状電極は共通電極であり、前記プレート状電極の一端は前記データライン上方を覆う。
例えば、前記第二絶縁層は、材質が樹脂である樹脂層である。
例えば、前記スリット電極のスリットは等間隔に配列している。
本発明はもう一つの局面において、カラーフィルター基板を提供し、以下：ベース基板、ブラックマトリックス及び前記ブラックマトリックス間に形成するカラー樹脂を含み、前記ブラックマトリックスは、前記アレイ基板のゲートライン、薄膜トランジスタ、及び隣接する画素の間のデータラインが設置されていない位置に対応する。
本発明はもう一つの局面において、表示装置を提供し、該表示装置は前記アレイ基板を含む。
本発明の技術構成において、プレート状電極の一端はデータライン上方を覆い、且つプレート状電極のある層と、データラインのある層の間には第二絶縁層が設けられ、絶縁保護に用いられる。本発明の構成はデータラインのその上方の液晶の調節に対する妨害を抑制するのみでなく、多次元電界の形成範囲を広げ、これにより画素内の液晶の調整範囲を向上させ、さらに透過率を向上させた。
本発明の技術構成をさらに明確に説明するために、以下において実施例の図面について簡単に紹介する。明らかなように、以下に記載の図面は本発明の一部の実施例に係るものであって、本発明を制限するものではない。
本発明の目的、技術構成およびメリットをさらに明確に説明するために、以下において本発明の実施例の図面を参照しながら、本発明実施例の技術構成について明確に、完全に記載する。明らかなように、記載する実施例は本発明の一部の実施例であり、全部の実施例ではない。記載される本発明の実施例に基づいて、当業者が創作的な労働を必要としない前提において、得ることができるその他の実施例も、本発明の保護範囲に属するものである。
本発明実施例は表示装置のアレイ基板、カラーフィルター基板および製造方法を提供し、データラインのシグナルの上方にある液晶の調節に対する妨害を効果的に回避し、且つ光の透過率を向上させた。
本発明実施例のアレイ基板は、複数のゲートライン及び複数のデータラインを含み、これらのゲートラインとデータラインは互いに交差することにより、マトリックス状に配列しているピクセルエリアを定義する。それぞれのピクセルエリアはスイッチデバイスとしての薄膜トランジスタと、液晶の配列を制御する画素電極及び共通電極を含む。それぞれの画素の薄膜トランジスタのゲート電極と対応するゲートラインは電気接続し、または一体成型され、ソース電極と対応するデータラインは電気接続または一体成型される。ドレイン電極と対応する画素電極は電気接続または一体成型される。以下の記載は、主に一つまたは複数のピクセルエリアに対して記載するものであるが、その他のピクセルエリアも同様に形成することができる。
本発明の実施例はアレイ基板を提供し、図２に示すとおりである。該アレイ基板１００は、以下を含む：ベース基板４、ベース基板４上に設けているゲートライン（図示していない）、前記ゲートラインと垂直に設置しているデータライン１。前記ゲートラインと前記データライン１は交差して複数のピクセルエリアを定義し、前記ピクセルエリア内には、それぞれ薄膜トランジスタ（図示していない）、画素電極３、前記画素電極３と組み合わせて多次元電界を形成する共通電極２を設けている。該実施例において、前記画素電極３はプレート状電極であり、スリットを形成していない。前記共通電極２はスリット状電極であり、複数のスリット２１を形成している。前記共通電極２と前記画素電極３の間には第一絶縁層５が設けられているが、プレート電極の画素電極３の一端は、前記データライン１の上方を覆い、且つ前記画素電極３の所在する層と、前記データライン１が所在する層の間には、第二絶縁層６が設けられている。
通常の画素構造において、画素電極とデータラインは互いに重ならないものであるが、これは、重なる設計において、データラインの画素電極に対する妨害が大きいからである。よって、重なるように設計するのであれば、データラインの画素電極に対する妨害を回避するために、一般的には、樹脂材料を絶縁層として用いる必要があり、即ち、画素電極３の所在する層と、前記データライン１の所在する層の間に、一層の樹脂層を設けて隔離を行う。
図１に示す従来技術の構成において、共通電極を用いてデータラインを完全に覆い、またはデータライン上の比較的広い面積は共通電極に占められ、これによりデータラインの位置の透過率は損失される。よって、本実施例が提供するアレイ基板は、画素電極の一端はデータライン上方に覆い（同じように共通電極もデータライン上方にある）、さらに画素電極が所在する層と、前記データラインが所在する層の間に、一層の絶縁層を設け、絶縁保護に用いることができる。これにより、データラインの上方の液晶の調整に対する妨害を抑制するのみでなく、多次元電界の形成範囲を増やすことができ、画素内液晶の調整範囲を高めることができ、透過率をさらに向上させた。
さらに、前記第二絶縁層６は、例えば樹脂層であり、データラインの画素電極に対する妨害を回避できる。即ち、画素電極３の所在する層と、前記データライン１が所在する層の間には、一層の樹脂層が設けられている。例えば、前記共通電極２は等間隔に配列され、画素内において、スリット状またはプレート状の共通電極は等間隔に設けられている。説明すべきは、データラインの上方が画素電極に覆われているため、共通電極がデータライン上方では、交差または非交差にかかわらず、データラインの負荷には基本的に影響しないことである。データライン上の負荷に対する影響は、主にデータラインと画素電極との間においてコンデンサーが形成されたためであり、これは比較的厚い樹脂材料を絶縁層とすることによって改善できる。本実施例の技術構成において、底部のプレート状画素電極と上方のスリット状共通電極は、多次元電界を形成し、上方の共通電極と底部の画素電極は絶縁層、即ち第一絶縁層によって隔離され、画素電極の一端でデータラインを覆い、画素電極が所在する層と、前記データラインが所在する層の間に、樹脂層が設けられ、即ちそれは第二絶縁層であり、絶縁保護に用いるものである。本実施例の方案は、データラインのその上方の液晶に対する妨害を抑制するのみでなく、多次元電界の形成範囲を広げ、画素内液晶の制御範囲を拡大させ、透過率をさらに高めた。
実施例２と実施例１の区別は以下である。共通電極をプレート状電極にして、画素電極をスリット電極にする。プレート状電極の共通電極の一端を前記データライン上方に覆い、前記共通電極の所在する層と、前記データラインが所在する層の間には第二絶縁層が設けられ、スリット状電極の画素電極は共通電極上に形成され、且つ前記共通電極との間には第一絶縁層が設けられている。
よって、本実施例が提供するアレイ基板は、共通電極の一端をデータライン上方に覆い（同じように画素電極はデータライン上に位置する）、さらに共通電極が所在する層と、前記データラインが所在する層の間には、一層の絶縁層が設けられ、絶縁保護に用いる。これはデータラインの上方の液晶調整に対する妨害を抑制するのみでなく、多次元電界の形成範囲を広げ、画素内液晶の調整範囲を高め、透過率をさらに高めた。
本発明実施例はさらに液晶パネルを提供する。図３に示すように、該実施例の一つの例の液晶パネルはカラーフィルター基板１００と、実施例１に記載のアレイ基板２００、及び前記アレイ基板２００とカラーフィルター１００の間にある液晶層１０が設けられている。
カラーフィルター１００は以下：ベース基板７、前記ベース基板７上に形成するブラックマトリックス８、及び前記ブラックマトリックス８の間に形成するカラー樹脂９を含み、前記ブラックマトリックス８は、アレイ基板２００上の、ゲートラインの位置、薄膜トランジスタの位置及び隣接する画素間のデータラインが設置されていない位置に対応している。カラーフィルター基板のブラックマトリックス８は、複数のサブピクセルエリアを限定し、それぞれのサブピクセルエリアはカラー樹脂９を含み、カラー樹脂９は例えば赤色樹脂、緑色樹脂及び青色樹脂を含み、これにより赤色、緑色及び青色（ＲＧＢ）サブピクセルが得られる。カラーフィルター基板１００のサブピクセルエリアと、アレイ基板２００上のサブピクセルエリアは対応する。
アレイ基板２００と、カラーフィルター基板１００は、互いに向かい合うように液晶セルを形成しているが、液晶セル中に液晶材料を充填して液晶層１０を得て、これにより液晶パネルを得た。アレイ基板２００のそれぞれのピクセルエリアの画素電極と共通電極は、電界を印加して、液晶材料に対する回転の程度を制御し表示操作を行うためのものである。これらの例において、該液晶ディスプレイはさらに、液晶パネルにバックライトを提供するバックライト光源を含む。
図１に示すアレイ基板中において、データライン１の上方には、比較的広い共通電極構造が設けられ、共通電極に覆われている区域は光透過性を有しない。比較すれば、本実施例のアレイ基板２００において、データライン１の上方は画素電極３に覆われ、よってデータライン１の真上のみが光に対して不透明であり、これはデータライン１のシグナルの液晶電界に対する妨害を除去するだけでなく、さらには液晶光調節の範囲を拡大させる。さらに、画素電極３に覆われたデータライン１の上方エリアが対応する液晶は正常に駆動できるものであり、よってデータライン１上方では、さらにカラーフィルター基板の対応位置にブラックマトリックス８を設ける必要はない。このように、隣接する画素間にはブラックマトリックス８が設けられ、ブラックマトリックス８の占める面積は減少し、これにより画素内の液晶の調整範囲を高め、透過率をさらに向上させた。
本発明のもう一つの実施例の液晶パネルは、カラーフィルター基板と、実施例２に記載のアレイ基板、及び前記アレイ基板とカラーフィルター基板の間にある液晶層を含む。
本発明の該実施例は、前記実施例に記載のアレイ基板の製造方法を提供するものである。該方法は以下を含む。
ステップ１０１、ベース基板上にゲートライン、データライン及び薄膜トランジスタを形成し、且つ前記薄膜トランジスタのゲート電極と前記ゲートラインは接続し、ソース電極と前記データラインは接続する。
ステップ１０２、ゲートライン、データライン及び薄膜トランジスタのベース基板上において、第二絶縁層を形成する。
ステップ１０３、第二絶縁層を形成しているベース基板上において、プレート状電極を形成する。
ステップ１０４、プレート状電極を形成しているベース基板上において、前記プレート状電極と組み合わせて多次元電界を生じさせるスリット状電極があり、前記スリット状電極と前記プレート状電極との間に、第一絶縁層が形成される。
前記スリット状電極は画素電極であり、前記プレート状電極は共通電極であり、または前記プレート状電極は画素電極であり、前記スリット状電極は共通電極であり、前記プレート状電極の一端は前記データライン上方を覆う。
例えば、前記スリット電極のスリットは等間隔に配列している。
本発明実施例は、さらに、カラーフィルターの製造方法を提供し、該方法は以下を含む。
ステップ２０１、ベース基板上にブラックマトリックスとカラー樹脂を形成し、前記ブラックマトリックスはアレイ基板上のゲートラインの位置、薄膜トランジスタの位置及び隣接する画素の間のデータラインが設置されていない位置に対応するものである。
説明すべきは、本発明の実施例中において、前記カラーフィルター基板の製造方法は多くの例を有することである。例えば、先にカラー樹脂を形成に、それからブラックマトリックスを形成する。または先にブラックマトリックスを形成し、それからカラー樹脂を形成する。本実施例はこれに対して制限はしない。
カラーフィルター基板のブラックマトリックスは、複数のサブピクセルエリアを限定し、それぞれのサブピクセルエリアはカラー樹脂を含み、カラー樹脂は例えば赤色樹脂、緑色樹脂及び青色樹脂を含み、これによりそれぞれ赤色、緑色及び青色（ＲＧＢ）サブピクセルを得る。カラーフィルター基板のサブピクセルエリアと、アレイ基板上のサブピクセルエリアは対応するものである。
アレイ基板とカラーフィルター基板は互い向かい合うように液晶セルを形成し、液晶セル中には液晶材料が充填され、これにより液晶パネルを得る。これらの例において、該液晶ディスプレイはさらに、液晶パネルにバックライトを提供するバックライト光源を含む。
本発明実施例はさらに変更を加えることができ、例えばプレート状電極を共通電極、スリット状電極を画素電極とすることができ、両者の間に多次元電界が形成されていれば良い。データラインを覆う電極は、必ずしもゲートライン、ゲート電極及び薄膜トランジスタの形成後に製作する必要はない。例えばトップゲート（Ｔｏｐ ｇａｔｅ）型の薄膜トランジスタの場合、最後にゲートラインとゲート電極を製作する。よって正常に駆動できる薄膜トランジスタを形成でき、データライン上方に絶縁保護があることを保証でき、且つ多次元電界を形成できれば良い。
本発明の実施例はさらにディスプレイを提供し、例えば液晶ディスプレイ、液晶テレビ、電子ペーパー、デジタルフレームなどであり、前記実施例中に記載のアレイ基板を含む。前記ディスプレイ基材が例えば液晶ディスプレイとする場合には、液晶パネルを含み、液晶パネルはアレイ基板、カラーフィルター基板及び、前記アレイ基板とカラーフィルター基板の間に位置する液晶層を含む。
以上の記載は本発明の具体的な実施形態のみを示したが、本発明の保護範囲はこれに限定されず、いかなる本技術分野を熟知している技術者が、本発明が開示する技術範囲内において、変更または代替に容易に想到できるものは、いずれも本発明の保護範囲に属するものである。よって、本発明の保護範囲は請求の範囲の保護範囲を基準とする。
１ データライン
２ 共通電極
３ 画素電極
４ ベース基板
５ 第一絶縁層
６ 第二絶縁層
７ ベース基板
８ ブラックマトリックス
９ カラー樹脂
１０ 液晶層
２１ スリット
１００ カラーフィルター基板
２００ アレイ基板
２ 共通電極
３ 画素電極
４ ベース基板
５ 第一絶縁層
６ 第二絶縁層
７ ベース基板
８ ブラックマトリックス
９ カラー樹脂
１０ 液晶層
２１ スリット
１００ カラーフィルター基板
２００ アレイ基板
Claims (9)
- アレイ基板であって、
ベース基板、
ベース基板上に設置しているゲートライン、
前記ゲートラインと垂直に設置しているデータライン、
前記ゲートラインと前記データラインが交差して定義するピクセルエリアを含み、
前記ピクセルエリア内には薄膜トランジスタ及び画素電極、前記画素電極と組み合わせて多次元電界を形成する共通電極が設けられ、
前記画素電極はプレート状電極で前記共通電極はスリット状電極であり、
前記共通電極と前記画素電極との間には第一絶縁層を設け、
ここにおいて、前記プレート電極の一端は前記データライン上方を覆い、前記プレート状電極が所在する層と、前記データラインが所在する層の間には、第二絶縁層が設けられており、
前記スリット状電極が前記データラインを覆うことを特徴とする、アレイ基板。 - 前記第二絶縁層は材質が樹脂である樹脂層であることを特徴とする、請求項１に記載のアレイ基板。
- 前記スリット電極のスリットは等間隔に配列していることを特徴とする、請求項１または２に記載のアレイ基板。
- ベース基板上にゲートライン、データライン及び薄膜トランジスタを形成する段階であって、前記薄膜トランジスタのゲート電極は前記ゲートラインと接続し、ソース電極及び前記データラインは接続する、段階と、
ゲートライン、データライン及び薄膜トランジスタを形成しているベース基板上に、第二絶縁層を形成する段階と、
第二絶縁層が形成されているベース基板上に、プレート状電極を形成する段階と、
プレート状電極を形成しているベース基板上に、前記プレート状電極と組み合わせて多次元電界を形成するスリット状電極を形成し、前記スリット状電極と前記プレート状電極の間に第一絶縁層を設ける段階と、を含み、
前記プレート状電極は画素電極であり、前記スリット状電極は共通電極であり、前記プレート状電極の一端は前記データライン上方を覆い、
前記スリット状電極が前記データラインを覆うことを特徴とする、アレイ基板の製造方法。 - 前記第二絶縁層は、材質が樹脂である樹脂層であることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
- 前記スリット電極のスリットは等間隔に配列していることを特徴とする、請求項４または５に記載の方法。
- 請求項１〜３のいずれかの請求項に記載のアレイ基板を含む、表示装置。
- 前記表示装置は液晶ディスプレイであり、カラーフィルター基板をさらに含むことを特徴とする、請求項７に記載の表示装置。
- 前記カラーフィルター基板はブラックマトリックス及び前記ブラックマトリックス間に形成するカラー樹脂を含み、前記ブラックマトリックスは、前記アレイ基板のゲートラインの位置、薄膜トランジスタの位置、及び隣接する画素の間のデータラインが設置されていない位置に対応することを特徴とする、請求項８に記載の表示装置。
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