TWI515483B - 液晶顯示裝置及其製造方法 - Google Patents

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趙範植
柳程弼
飯田治久
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Ｌｇ顯示器股份有限公司
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Description

液晶顯示裝置及其製造方法
本發明有關於一種液晶顯示裝置及其製造方法。
依照各種可擕式電子裝置例如行動通訊終端與筆記型電腦的發展來看，對應用於這種電子裝置的平板顯示裝置的需求正在提高。液晶顯示裝置、電漿顯示面板、場發射顯示裝置以及發光二極體顯示裝置等被研究作為平板顯示裝置。
在平板顯示裝置中，由於例如大規模生產技術的發展、容易驅動、低功耗以及高畫質與寬屏的實現這些優點，使得液晶顯示裝置的應用正在擴展。
一般液晶顯示裝置包括液晶面板以及驅動電路，在該液晶面板中，下部基板與上部基板通過液晶層彼此相對地連接，而該驅動電路用於將驅動電壓與信號施加至該液晶面板。該液晶顯示裝置依據資料電壓控制透過分別設置於複數個單元(像素)中的液晶層的光的透光率，從而回應影像信號而顯示影像。
第1圖顯示傳統的液晶顯示裝置。
參閱第1圖，該傳統液晶顯示裝置包括下部基板10(TFT陣列基板)、上部基板30(彩色濾光片陣列基板)、液晶層20、接著層40、靜電放電層50以及偏光膜60。
該下部基板10包括像素陣列14，該像素陣列形成於下部玻璃基板12上。該像素陣列包括用於切換像素的薄膜電晶體(TFT)、公共電極以及像素電極。
該上部基板30包括形成於上部玻璃基板32上的RGB彩色濾光片34、 形成於所述彩色濾光片34之間以防止有色光混合的黑色矩陣36、以及用於平整化該上部基板30的外覆蓋層38。
液晶層20形成於該下部基板10與該上部基板30之間。
由銦錫氧化物(ITO)製成的靜電放電層(ESD層)40形成於該上部基板30上。接著層50形成於該靜電放電層40上，且偏光膜60形成於該接著層50上。
關於包含上述配置的傳統液晶顯示裝置，在進行清潔操作或者於製造過程中進行結合該偏光膜60的操作時會產生靜電，並且在為了顯示影像而進行驅動時會產生靜電。為了消除靜電，形成靜電放電層40。
就這一點而言，作為用於該靜電放電層40的材料的ITO由於其相對較高的電阻而導致具有靜電放電性能低的缺點。具體而言，未有效地從該靜電放電層40放電的靜電穿透該黑色矩陣36、該外覆蓋層38以及形成有像素的有效區域，因此導致例如模糊這樣的缺陷。
因此，本發明係針對一種液晶顯示裝置及其製造方法，其實質上避免了由於先前技術的限制與缺點而造成的一個或多個問題。
本發明的一目的在於提供一種液晶顯示裝置及其製造方法，以有效地防止靜電所造成的損害與模糊的缺陷。
本發明額外的優點、目的及特徵將在以下說明中部分闡明，並且經後續的考查部分其他優點、目的及特徵對本領域普通技術人員而言將顯而易見，或者可從本發明的實踐中領會。本發明的目的與其他優點可由說明書、及其申請專利範圍以及所附圖式中特別指出的結構來實現並獲得。
為了達成這些目的與其他優點，且依照本發明的目的，如本文中體現及概述的，一種液晶顯示裝置包括一第一基板與一第二基板，彼此連接，使得該第一基板與該第二基板彼此面對；一薄膜電晶體，形成於該第一基板上的一有效區域的一像素基礎上；一第一放電線，形成於該第一基板上的一非有效區域中，該第一放電線圍繞該有效區域；一保護層，形成於該第一基板的整個表面上，該保護層覆蓋該薄膜電晶體以及該第一放電線；一第二放電線，圍繞該第一基板上的該非有效區域中的該第一放電線的一 外部區域，該第二放電線形成於該保護層上；複數個接觸孔，穿過該保護層，以露出部分該第一放電線，該等接觸孔沿著該第一放電線以一預定距離彼此隔開；一連接圖案，從該第二放電線分出，該連接圖案覆蓋各個接觸孔；以及一靜電放電層，該靜電放電層形成於該第二基板的外側表面。
依據本發明的另一方面，提供一種用於製造液晶顯示裝置的方法，該液晶顯示裝置包括相互連接且彼此面對的一第一基板與一第二基板，該方法包括：將一薄膜電晶體形成於該第一基板上的一有效區域中的一像素基礎上；將一第一放電線形成於該第一基板上，使得該第一放電線圍繞該有效區域；將一保護層形成於該第一基板的整個表面上，使得該保護層覆蓋該薄膜電晶體以及該第一放電線；形成複數個接觸孔，穿過該保護層，以露出部分該第一放電線，使得該等接觸孔沿著該第一放電線以一預定距離彼此隔開；將一第二放電線形成於該第一基板上的該非有效區域中的該保護層上，使得該第二放電線圍繞該第一放電線的一外部區域，並且形成一連接圖案，從該第二放電線分出，並覆蓋各個接觸孔；以及將一靜電放電層形成於該第二基板的外側表面。
該第一放電線可由與選自構成該薄膜電晶體的一閘極、一源極以及一汲極中的一個電極相同的材料，與所選的電極形成於同一層中。
該第一放電線可連接至一接地墊片，該接地墊片形成於該第一基板的一側。
該第二放電線可利用與像素電極相同的材料，與該像素電極形成於同一層中，該像素電極形成於每個像素中。
該第一放電線與該第二放電線之間的第一距離可大於該第二放電線與該第一基板的最外側表面之間的第二距離。
要瞭解的是，本發明前述概括說明以及下面的詳細說明均為示例性與說明性的，目的是提供所主張的本發明的進一步理解。
10‧‧‧下部基板
12‧‧‧下部玻璃基板
14‧‧‧像素陣列
20‧‧‧液晶層
30‧‧‧上部基板
32‧‧‧上部玻璃基板
34‧‧‧RGB彩色濾光片
36‧‧‧黑色矩陣
38‧‧‧外覆蓋層
40‧‧‧靜電放電層
50‧‧‧接著層
60‧‧‧偏光膜
100‧‧‧驅動IC
200‧‧‧液晶顯示裝置
210‧‧‧第一基板
212‧‧‧閘極
214‧‧‧第一放電線
220‧‧‧閘絕緣膜
222‧‧‧主動層
224‧‧‧歐姆接觸層
226‧‧‧半導體層
232‧‧‧源極
234‧‧‧汲極
240‧‧‧保護層
242‧‧‧汲極接觸孔
244‧‧‧接觸孔
252‧‧‧像素電極
254‧‧‧公共電極
256‧‧‧連接圖案
258‧‧‧第二放電線
260‧‧‧第二基板
262‧‧‧黑色矩陣
264‧‧‧彩色濾光片層
266‧‧‧靜電放電層
270‧‧‧液晶層
282‧‧‧密封圖案
AA‧‧‧有效區域
NA‧‧‧非有效區域
PA‧‧‧墊片區域
Tr‧‧‧薄膜電晶體
P‧‧‧像素區
所包括之附加圖式是為了提供本發明的進一步理解，且併入到本案中並構成本案的一部分，舉例說明本發明的實施例，同時與說明一同作為解釋本發明的主旨。在圖式中： 第1圖為舉例說明傳統液晶顯示裝置的剖視圖；第2圖為舉例說明依據本發明一實施例之液晶顯示裝置的示意平面圖；以及第3圖為第2圖所示之液晶顯示裝置沿A-A’線的剖視圖。
現在詳細參考本發明的較佳實施例，即所附圖示中舉例說明的示例。盡可能地，相同的參考數字在圖式中將始終用來表示相同或相似的部分。
下文中，將參考所附圖式詳細描述依據本發明的液晶顯示裝置及其製造方法。
第2圖為舉例說明依據本發明一實施例之液晶顯示裝置的示意平面圖。第3圖為第2圖所示之沿A-A’線之液晶顯示裝置200的剖視圖。
參閱第2圖與第3圖，依據本發明的液晶顯示裝置200包括彼此相互連接因而彼此面對的第一基板210與第二基板260、介於第一基板210與第二基板260之間的液晶層270、以及安置於第一基板210與第二基板260之間的邊緣處用來防止該液晶層270漏出的密封圖案282。
該液晶顯示裝置200被分別定義為形成有複數個像素的有效區域(active area,AA)、設置在該有效區域AA四周的非有效區域(non-active area,NA)、以及形成有墊片部(未顯示)且裝配有驅動IC100的墊片區域(pad area,PA)。
本發明藉由形成用於將靜電的流動引導至圍繞有效區域AA的非有效區域NA的第一放電線214與第二放電線258，有效地防止靜電所造成的損害與模糊的缺陷。該第一放電線21與該第二放電線258將以更詳細方式描述。
首先，參照有效區域AA，第一基板210設置有閘極212、覆蓋該閘極212的閘絕緣膜220、安置於該閘絕緣膜220上對應於閘極212的區域中且包括主動層222以及歐姆接觸層224的半導體層226、以及包括在該半導體層226上彼此分開的源極232以及汲極234的薄膜電晶體Tr。
該閘絕緣膜220含有無機絕緣材料，例如氧化矽或者氮化矽。該主動層222含有純非晶矽。該歐姆接觸層224含有不純非晶矽。
同時，該第一基板210設置有連接至薄膜電晶體Tr的複數條閘線(未顯示)以及複數條資料線(未顯示)。每條閘線連接至薄膜電晶體Tr的閘極212，並且每條資料線連接至薄膜電晶體Tr的源極232。
該等閘線與資料線分別彼此交叉，以定義出像素區P。連接該等閘線與資料線的薄膜電晶體Tr形成於每個像素區P中。
包括用以露出薄膜電晶體Tr的汲極234的汲極接觸孔242的保護層240於薄膜電晶體Tr上形成在第一基板210的整個表面上。該保護層240含有一有機絕緣材料，例如苯並環丁烯(benzocyclobutene,BCB)或者光敏亞克力(photoacryl)，或者含有一無機絕緣材料，例如氮化矽或者氧化矽。
像素電極252與公共電極254彼此交替地形成於保護層240上。該像素電極252經由汲極接觸孔242連接至薄膜電晶體(Tr)的汲極234。該像素電極252與該公共電極254形成一橫向電場，以驅動液晶層270。如第3圖所示，該像素電極252與該公共電極254形成於同一層中。亦或，該像素電極252與該公共電極254形成於第一基板210上的不同層中。
同時，參照非有效區域NA，第一放電線214安置於第一基板210上。具體而言，該第一放電線214形成為圍繞有效區域AA，且連接至形成於墊片區域PA中的接地墊片(未顯示)。僅供參考，該接地墊片可為連接至驅動IC 100的接地端的墊片或者為連接至外部電路膜的墊片。
該第一放電線214係由低電阻金屬材料形成，且利用與閘極212相同的材料，與閘極212形成在同一層中。另一方面，該第一放電線214係利用與在閘絕緣膜220上之源極232及汲極234相同的材料，而與源極232及汲極234形成在同一層中。例如，所述低電阻金屬材料為鋁(Al)、鋁合金(AlNd)、鉬(Mo)、銅(Cu)以及銅合金中的任意一種。
閘絕緣膜220與保護層240依此順序層壓在第一放電線214上。複數個接觸孔244形成於閘絕緣膜220與保護層240中，該等接觸孔244將第一放電線214之部分暴露，使得暴露的部分以一預定距離隔開。
另外，第二放電線258安置於第一基板210上的第一放電線214的外部區域中。具體而言，該第二放電線258形成在保護層240上，以便圍繞第一放電線214。該第二放電線258經由連接圖案256電性連接至第一放電線214，該連接圖案256從第二放電線258分出，且覆蓋每個接觸孔244。 該第二放電線258形成在保護層240上，該第二放電線258安置於非有效區域NA的最上部，因此作用為避雷針，而引導相鄰區域中所產生的靜電流入。經由該避雷針流入第二放電線258中的靜電經連接圖案256及接觸孔244傳導至第一放電線214。傳導至第一放電線214的靜電透過形成於墊片區域PA中的接地墊片放電到外部。特別地，根據本發明，第一放電線214與第二放電線258形成於非有效區域NA中，同時圍繞有效區域AA，因此有效地將液晶顯示裝置200的邊緣部分中所產生的靜電放電到外部。
第二放電線258係利用與像素電極252及公共電極254相同的材料，與像素電極252及公共電極254形成於同一層中。也就是說，該第二放電線258係由透明導電材料形成，例如ITO或者IZO。
同時，安置於與薄膜電晶體Tr對應的區域中以阻擋光線的黑色矩陣262以及安置於該黑色矩陣262上的彩色濾光片層264形成於第二基板260上。該黑色矩陣262與該彩色濾光片層264安置於第二基板260的內側表面，使得它們面對第一基板210。該黑色矩陣262係由黑色樹脂形成。
由透明導電材料製成的靜電放電層266形成於第二基板260的外側表面，該靜電放電層266沒有面對第一基板210。該靜電放電層266將第二基板260中所產生的靜電放電到外部。
同時，第一放電線214與第二放電線258之間的第一距離D1大於第二放電線258與第一基板210最外側表面之間的第二距離D2。這是為了藉由將第二放電線258設計成盡可能靠近第一基板210的最外表面以更有效地引導靜電的流動。
如上所述，根據本發明，第一放電線214與第二放電線258形成於第一基板210上的非有效區域NA中，以便圍繞有效區域AA。此外，第一放電線214係由低電阻金屬材料形成，且第二放電線258係形成在安置於第一基板210最上部中的保護層240上。另外，第一放電線214與第二放電線258經由接觸孔244彼此相連。因此，第二放電線258在圍繞有效區域AA的非有效區域NA的一個或多個區域中作為避雷針，以引導靜電的流動，並且流入到第二放電線258中的靜電透過第一放電線214放電到外部。因此，根據本發明，於第二基板260中產生並流入到靜電放電層266中的靜電或者流入到第一基板210與第二基板260的側部的靜電透過第二放電 線258以及第一放電線214放電到外部。
從前面的描述可顯而易見，本發明藉由形成用於將靜電的流動引導至圍繞有效區域(AA)的非有效區域(NA)的第一放電線214與第二放電線258，有效地防止了由靜電造成的損害以及模糊的缺陷。
顯然，對本領域技術人員而言，在不脫離本發明的精神與範圍的前提下，可對本發明作出各種修飾與變化。因此，意圖是倘若這些修飾與變化落入所附申請專利範圍及其等效的範圍內，則本發明含蓋所有這些修飾與變化。
本申請主張2013年8月30日提出的韓國專利申請第10-2013-0104332號的利益，上述韓國專利申請特此通過參考納入到本申請，並在本文中全部闡明。
100‧‧‧驅動IC
200‧‧‧液晶顯示裝置
214‧‧‧第一放電線
244‧‧‧接觸孔
256‧‧‧連接圖案
258‧‧‧第二放電線
AA‧‧‧有效區域
NA‧‧‧非有效區域
PA‧‧‧墊片區域

Claims (10)

  1. 一種液晶顯示裝置，包括：一第一基板與一第二基板，其彼此連接，使得該第一基板與該第二基板彼此面對；一薄膜電晶體，形成於該第一基板上的一有效區域的一像素基礎上；一第一放電線，形成於該第一基板上的一非有效區域中，該第一放電線圍繞該有效區域；一保護層，形成於該第一基板的整個表面上，該保護層覆蓋該薄膜電晶體以及該第一放電線；一第二放電線，圍繞該第一基板上的該非有效區域中之該第一放電線的一外部區域，該第二放電線形成於該保護層上；複數個接觸孔，穿過該保護層，以露出部分該第一放電線，該等接觸孔沿著該第一放電線以一預定距離彼此隔開；一連接圖案，從該第二放電線分出，該連接圖案覆蓋該各個接觸孔；以及一靜電放電層，形成於該第二基板的外側表面，該靜電放電層完全重疊該有效區域之整個區域，其中流入該靜電放電層之靜電係通過該第二放電線與該第一放電線放電至外部。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述的液晶顯示裝置，其中該第一放電線係由與選自構成該薄膜電晶體的一閘極、一源極以及一汲極中的一個電極相同的材料，與所選的電極形成於同一層中。
  3. 依據申請專利範圍第2項所述的液晶顯示裝置，其中該第一放電線連接至一接地墊片，該接地墊片形成於該第一基板的一側。
  4. 依據申請專利範圍第1項所述的液晶顯示裝置，其中該第二放電線係利用與像素電極相同的材料，與該像素電極形成於同一層中，該像素電極形成於每個像素中。
  5. 依據申請專利範圍第1項所述的液晶顯示裝置，其中該第一放電線與該第二放電線之間的第一距離大於該第二放電線與該第一基板的每一側之最外側之間的第二距離。
  6. 一種用於製造液晶顯示裝置的方法，該液晶顯示裝置包括相互連接且彼此面對的一第一基板與一第二基板，該方法包括：將一薄膜電晶體形成於該第一基板上的一有效區域中的一像素基礎上；將一第一放電線形成於該第一基板上，使得該第一放電線圍繞該有效區域；將一保護層形成於該第一基板的整個表面上，使得該保護層覆蓋該薄膜電晶體以及該第一放電線；形成複數個接觸孔，該等接觸孔穿過該保護層，以露出部分該第一放電線，使得該等接觸孔沿著該第一放電線以一預定距離彼此隔開；將一第二放電線形成於該第一基板上的該非有效區域中的該保護層上，使得該第二放電線圍繞該第一放電線的一外部區域，並且形成一連接圖案，該連接圖案從該第二放電線分出，並覆蓋該各個接觸孔；以及將一靜電放電層形成於該第二基板的外側表面，且完全重疊該有效區域之整個區域，其中流入該靜電放電層之靜電係通過該第二放電線與該第一放電線放電至外部。
  7. 依據申請專利範圍第6項所述之用於製造液晶顯示裝置的方法，其中該第一放電線係由與選自構成該薄膜電晶體的一閘極、一源極以及一汲極中的一個電極相同的材料，與所選的電極形成於同一層中。
  8. 依據申請專利範圍第7項所述之用於製造液晶顯示裝置的方法，其中該第一放電線連接至一接地墊片，該接地墊片形成於該第一基板的一側。
  9. 依據申請專利範圍第6項所述之用於製造液晶顯示裝置的方法，其中該第二放電線係由與像素電極相同的材料，與該像素電極形成於同一層中，該像素電極形成於每個像素中。
  10. 依據申請專利範圍第6項所述之用於製造液晶顯示裝置的方法，其中該第一放電線與該第二放電線之間的第一距離大於該第二放電線與該第一基板的每一側之最外側之間的第二距離。
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