TWI420211B - 液晶顯示器、主動元件陣列基板及其製作方法 - Google Patents

Description

液晶顯示器、主動元件陣列基板及其製作方法

本發明是有關於一種基板及其製作方法與顯示器，且特別是有關於主動元件陣列基板及其製作方法與液晶顯示器。

現今社會多媒體技術相當發達，多半受惠於半導體元件或顯示裝置的進步。就顯示器而言，具有高畫質、高空間利用效率、低消耗功率、無輻射等優越特性之液晶顯示器已逐漸成為市場之主流。

一般而言，液晶顯示器根據所使用的液晶種類、驅動方式與光源配置位置等的不同而區分成許多種類，其中，光學補償彎曲模式(Optically Compensated Bend mode，以下稱OCB mode)液晶顯示器具有快速的反應速度，當播放動畫或電影等快速變化之連續畫面時，其具有流暢之畫面表現。特別的是，OCB mode液晶顯示面板中的光學補償雙折射型液晶分子(Optically Compensated Birefringence液晶分子，以下稱OCB液晶分子)需經由展曲態(Splay state)轉換到彎曲態(Bend state)後，才能提供快速反應之工作表現。

圖1A是習知之OCB液晶顯示面板中的OCB液晶分子為展曲態之示意圖，圖1B是習知之OCB液晶顯示面板中的OCB液晶分子為彎曲態之示意圖。請共同參照圖1A 與圖1B，習知的OCB液晶顯示面板100具有OCB液晶分子130，其配置於彩色濾光基板110(color filter substrate)與薄膜電晶體陣列基板120(thin film transistor array substrate)之間。其中，彩色濾光基板110具有一共用電極(common electrode)112，而薄膜電晶體陣列基板120具有多個畫素電極122(在此僅繪示一個)。如圖1A所繪示，當未施加電壓到共用電極112與畫素電極122上時，OCB液晶分子130因未受到外加之電場作用，而以展曲態方式排列。然而，如圖1B所繪示，對共用電極112與畫素電極122分別施加電壓會產生垂直於彩色濾光基板110及薄膜電晶體陣列基板120的轉態電場(transition electric field)E1。受到垂直轉態電場E1的影響，OCB液晶分子130會漸漸轉變為彎曲態。值得注意的是，在相鄰的畫素電極122之間，由於OCB液晶分子130沒有受到垂直轉態電場E1的影響，其排列模式仍在展曲態。因此在畫素邊緣呈彎曲態的OCB液晶分子130會受到該些呈展曲態的OCB液晶分子130影響排列方式及狀態，使顯示品質受到影響，並且可能會造成轉態速度的下降。

本發明提供一種主動元件陣列基板的製作方法，其可製作出提昇液晶顯示器之顯像品質的主動元件陣列基板。

本發明提供一種主動元件陣列基板，其具有可提昇液晶顯示器之顯像品質的優點。

本發明提供一種具有良好顯像品質的液晶顯示器。

本發明提出一種主動元件陣列基板的製作方法，包括 下列步驟：在一基板上形成多條掃描線、多條資料線、多個主動元件以及多個畫素電極，其中主動元件與掃描線及資料線對應連接，畫素電極與主動元件對應電性連接；在基板上形成一第一絕緣層，且第一絕緣層覆蓋掃描線、資料線、主動元件以及畫素電極；以及在第一絕緣層上形成多個浮置電極，其中浮置電極位於掃描線或資料線之上，且每一浮置電極的相對兩側與位於浮置電極兩旁的畫素電極部份重疊。

在本發明之主動元件陣列基板的製作方法的一實施例中，在第一絕緣層上形成浮置電極的方法至少包括下列步驟：在第一絕緣層上形成一導電材料層；以及對導電材料層進行微影製程及蝕刻製程，以形成浮置電極。

本發明另提出一種主動元件陣列基板，其包括一基板、多條掃描線、多條資料線、多個畫素單元以及多個浮置電極。掃描線、資料線及畫素單元皆配置於基板上，其中每一畫素單元包括一主動元件以及一畫素電極，畫素電極與主動元件電性連接，而主動元件與其中一條掃描線及其中一條資料線連接。浮置電極配置於掃描線或資料線上，其中每一浮置電極的相對兩側與位於浮置電極兩旁的畫素電極部份重疊。

在本發明之主動元件陣列基板的一實施例中，上述之主動元件為頂閘極結構的薄膜電晶體。

在本發明之主動元件陣列基板的一實施例中，上述之主動元件為底閘極結構的薄膜電晶體。

在本發明之主動元件陣列基板的一實施例中，上述之 浮置電極的材料包括金屬或透明導電材料。

本發明再提出一種液晶顯示器，其包括一上述之主動元件陣列基板、一對向基板以及一液晶層，其中液晶層配置於主動元件陣列基板及對向基板之間。

在本發明之液晶顯示器的一實施例中，上述之液晶層的材料為正型的光學雙折射型液晶分子。

在本發明之液晶顯示器的一實施例中，更包括一背光模組，且配置於主動元件陣列基板與對向基板配置於背光模組上。

將本發明之主動元件陣列基板及使用上述之主動元件陣列基板的製作方法所製作出來的主動元件陣列基板應用於液晶顯示器中，因為浮置電極的設置，可使液晶顯示器中對應位於每一個畫素單元中的光學雙折射型液晶分子皆維持在展曲態。如此，對應位於每一個畫素單元的顯示區中的光學雙折射型液晶分子在受到轉態電場驅動時，相對鄰近非顯示區的光學雙折射型液晶分子也會轉變為彎曲態，進而提昇液晶顯示器的顯示品質。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

圖2A~2C為本發明一實施例之主動元件陣列基板的製作方法的製作流程示意圖，而圖3為圖2A~2C之主動元件陣列基板的製作方法所製作出來的主動元件陣列基板的示意圖，其中圖2C為圖3之A-A’剖面線的剖面圖。為 了方便表示，因此圖2A是以立體圖表示，而圖2B及圖2C是以剖面圖表示。如圖2A示，在一基板210上形成多條掃描線220、多條資料線230以及多個畫素單元240。畫素單元240包括主動元件242以及多個畫素電極244，其中畫素電極244與主動元件242電性連接，而主動元件242與掃描線220及資料線230對應連接。接著請同時參考圖2A及圖2B，在基板210上形成一第一絕緣層250，其中第一絕緣層250會覆蓋掃描線220、資料線230、主動元件242以及畫素電極244，而為了圖示簡潔，所以圖2A中省略第一絕緣層250。請同時參考圖2C及圖3，在第一絕緣層250上形成多個浮置電極260(圖2C中僅繪示一個)，且浮置電極260分別位於資料線230及掃描線220上，且每一個浮置電極260的相對兩側會與位於浮置電極260兩旁的畫素電極244部份重疊。經由上述之主動元件陣列基板的製作方法，可製作出一主動元件陣列基板200。

接著請繼續參考圖2C及圖3，在本實施例之主動元件陣列基板及其製作方法中，第一絕緣層250可選用低介電常數的材質。如此，可降低資料線230或掃描線220與浮置電極260之間的寄生電容。或者，也可以藉由增加第一絕緣層250的厚度，以避免寄生電容發生的情形。此外，浮置電極260可選用透明的導電材料、金屬或是其他適當的材料製作而成。舉例而言，透明導電材料可以是銦錫氧化物(ITO)或銦鋅氧化物(IZO)，而金屬可以是銅或銀。

另外，本實施例之主動元件242為底閘極結構的薄膜電晶體，在其他的實施例中，主動元件242也可以是頂閘 極結構的薄膜電晶體，或是其他具有三個電極端子的主動元件，依照實際需求選擇。

圖4為應用圖3之主動元件陣列基板的液晶顯示器的示意圖。請參考圖4，將本實施例之主動元件陣列基板200與一對向基板300組立，並在主動元件陣列基板200以及對向基板300中配置一液晶層400，以形成一液晶顯示器1000。其中，液晶層400的材料為光學雙折射型液晶分子410，而對向基板300可以是彩色濾光基板，且對向基板300具有一共用電極310。或者，對向基板300也可以是透明基板，而一彩色濾光膜配置在主動元件陣列基板200上(Color Filter On Array,COA)。其中，光學雙折射型液晶分子410可以選用正型液晶。

此外，液晶顯示器1000更包括一背光模組500，且主動元件陣列基板200及對向基板300配置於背光模組500上，此背光模組500用以提供亮度。

當未對畫素電極244與共用電極310施加電壓時，液晶層400內的光學雙折射型液晶分子410為展曲態，此時液晶顯示器1000不顯示圖像。

請繼續參考圖4，當對畫素電極244與共用電極310分別施加電壓時，畫素電極244與共用電極310之間的電壓差會形成垂直於對向基板300及主動元件陣列基板200的一轉態電場E2。受到垂直轉態電場E2的影響，位於畫素電極244上的光學雙折射型液晶分子410會漸漸轉變為彎曲態。

特別的是，浮置電極260與位於浮置電極260兩側的 畫素電極244耦合而帶有電壓，且浮置電極260的電壓值會介於兩個與浮置電極260重疊的畫素電極244的電壓值之間。如此，浮置電極260與共用電極310之間會有一電場E3，以驅動位於掃描線220(標示於圖3)或資料線230上方的光學雙折射型液晶分子410呈彎曲態。值得一提的是，浮置電極260與共用電極410之間的電場E3的強度可由浮置電極260與畫素電極244的重疊比例以及第一絕緣層250的厚度來決定。

由上述可知，浮置電極260的偏壓使位於掃描線220或資料線230上方的光學雙折射型液晶分子410維持彎曲態。所以，可以利用位於掃描線220和資料線230上方的光學雙折射型液晶分子410維持彎曲態影響位於畫素電極244上方的光學雙折射型液晶分子410也是彎曲態，如此液晶顯示器1000的亮、暗態明顯，有助於提升液晶顯示器1000的對比度，進而增進液晶顯示器1000的顯示品質。

綜上所述，將以本發明之主動元件陣列基板的製作方法所製作出來的主動元件陣列基板應用於液晶顯示器，由於主動元件陣列基板的浮置電極可以調整位於掃描線以及資料線上的光學雙折射型液晶分子的配向狀態，進而影響位於畫素電極上方的光學雙折射型液晶分子的配向狀態，有助於提升液晶顯示器的對比度，進而增進液晶顯示器的顯示品質。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾， 因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧液晶顯示面板

110‧‧‧彩色濾光基板

112‧‧‧共用電極

120‧‧‧薄膜電晶體陣列基板

122‧‧‧畫素電極

130‧‧‧OCB液晶分子

200‧‧‧主動元件陣列基板

210‧‧‧基板

220‧‧‧掃描線

230‧‧‧資料線

240‧‧‧畫素單元

242‧‧‧主動元件

244‧‧‧畫素電極

250‧‧‧第一絕緣層

260‧‧‧浮置電極

300‧‧‧對向基板

310‧‧‧共用電極

400‧‧‧液晶層

410‧‧‧光學雙折射型液晶分子

500‧‧‧背光模組

1000‧‧‧液晶顯示器

E1‧‧‧垂直轉態電場

E2‧‧‧轉態電場

E3‧‧‧電場

圖1A是習知之OCB液晶顯示面板中的OCB液晶分子為展曲態之示意圖。

圖1B是習知之OCB液晶顯示面板中的OCB液晶分子為彎曲態之示意圖。

圖2A~2C為本發明一實施例之主動元件陣列基板的製作方法的製作流程示意圖。

圖3為利用圖2A~2C之主動元件陣列基板的製作方法所製作出來的主動元件陣列基板的上視圖。

圖4為應用圖3之主動元件陣列基板的液晶顯示器的示意圖。

200‧‧‧主動元件陣列基板

210‧‧‧基板

230‧‧‧資料線

240‧‧‧畫素單元

242‧‧‧主動元件

244‧‧‧畫素電極

250‧‧‧第一絕緣層

260‧‧‧浮置電極

300‧‧‧對向基板

310‧‧‧共用電極

400‧‧‧液晶層

410‧‧‧光學雙折射型液晶分子

500‧‧‧背光模組

1000‧‧‧液晶顯示器

E2‧‧‧轉態電場

E3‧‧‧電場

Claims (12)

1. 一種主動元件陣列基板的製作方法，包括：在一基板上形成多條掃描線、多條資料線、多個主動元件以及多個畫素電極，其中該些主動元件與該些掃描線及該些資料線對應連接，該些畫素電極與該些主動元件對應電性連接；在該基板上形成一第一絕緣層，且該第一絕緣層覆蓋該些掃描線、該些資料線、該些主動元件以及該些畫素電極；以及在該第一絕緣層上形成多個浮置電極，其中該些浮置電極位於該些掃描線及該些資料線之上，且每一該浮置電極的相對兩側與位於該浮置電極兩旁的該些畫素電極部份重疊。
2. 如申請專利範圍第1項所述之主動元件陣列基板的製作方法，其中在該第一絕緣層上形成該些浮置電極的方法包括：在該第一絕緣層上形成一導電材料層；以及對該導電材料層進行微影製程及蝕刻製程，以形成該些浮置電極。
3. 一種主動元件陣列基板，包括：一基板；多條掃描線，配置於該基板上；多條資料線，配置於該基板上；多個畫素單元，其中每一該畫素單元包括一主動元件以及一畫素電極，該畫素電極與該主動元件電性連接，而 該主動元件與該些掃描線其中之一及該些資料線其中之一連接；以及多個浮置電極，配置於該些掃描線及該些資料線上，其中每一該浮置電極的相對兩側與位於該浮置電極兩旁的該些畫素電極部份重疊。
4. 如申請專利範圍第3項所述之主動元件陣列基板，其中該些主動元件為頂閘極結構的薄膜電晶體。
5. 如申請專利範圍第3項所述之主動元件陣列基板，其中該些主動元件為底閘極結構的薄膜電晶體。
6. 如申請專利範圍第3項所述之主動元件陣列基板，其中該些浮置電極的材料包括金屬或透明導電材料。
7. 一種液晶顯示器，包括：一主動元件陣列基板，包括：一基板；多條掃描線，配置於該基板上；多條資料線，配置於該基板上；多個畫素單元，其中每一該畫素單元包括一主動元件以及一畫素電極，該畫素電極與該主動元件電性連接，而該主動元件與該些掃描線其中之一及該些資料線其中之一對應連接；多個浮置電極，配置於該些掃描線及該些資料線上，其中每一該浮置電極的相對兩側與位於該浮置電極兩旁的該些畫素電極部份重疊；一對向基板；以及一液晶層，配置於該主動元件陣列基板及該對向基板 之間。
8. 如申請專利範圍第7項所述之液晶顯示器，其中該主動元件陣列基板的該些主動元件為頂閘極結構的薄膜電晶體。
9. 如申請專利範圍第7項所述之液晶顯示器，其中該主動元件陣列基板的該些主動元件為底閘極結構的薄膜電晶體。
10. 如申請專利範圍第7項所述之液晶顯示器，其中該些浮置電極的材料包括金屬或透明導電材料。
11. 如申請專利範圍第7項所述之液晶顯示器，其中該液晶層的材料為正型的光學雙折射型液晶分子。
12. 如申請專利範圍第7項所述之液晶顯示器，更包括一背光模組，其中該主動元件陣列基板與該對向基板配置於該背光模組上。