CN1450386A - 具有阶梯补偿图形的液晶显示器件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种液晶显示器件，包括：具有有源区和沿着有源区***部分的非有源区的第一基板；面向第一基板并与其分隔开的第二基板，并且其具有有源区和沿着有源区***部分的非有源区；在第一和第二基板之间沿有源和非有源区的边界设置的密封图形；在第一基板的内表面上并与密封图形交叉的选通线；与选通线和密封图形交叉的数据线；连接到选通线和数据线的薄膜晶体管；连接到薄膜晶体管的像素电极；在第二基板内表面上的公共电极；邻近密封图形和选通线的第一阶梯补偿图形；邻近密封图形和数据线的第二阶梯补偿图形；以及在像素电极和公共电极之间的液晶材料层。

Description

具有阶梯补偿图形的液晶显示器件及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种液晶显示器件，更具体地，涉及一种具有阶梯补偿(step-compensating)图形的液晶板及其制造方法。
背景技术
一般来说，液晶显示(LCD)器件是利用液晶分子的光各向异性和偏振特性制作而成的。液晶分子由于其细、长的形状而具有明确的定向排列。通过对液晶分子施加电场可控制液晶分子的排列方向。因此，随着外加电场强度的改变，液晶分子的排列方向也在变。由于排列的液晶分子的光各向异性使液晶分子具有定向性，由此使通过液晶材料的入射光被折射，所以可以控制入射光的强度并且能显示出图像来。
在常规应用的不同类型的LCD器件中，其中在矩阵上设置有薄膜晶体管(TFT)和连接到TFT上的像素电极的有源矩阵LCD(AM-LCD)器件由于其具有很高的分辨率和运动图像的出众显示而被发展起来。
图1是根据现有技术用于液晶显示器件的液晶板的平面图。在图1中，液晶板包括有源区“I”和设置在有源区“I”的***部分的非有源区“II”。第一和第二基板10和30彼此面对，并且用于黏附第一和第二基板10和30的密封图形40形成在第一和第二基板10和30之间。液晶材料层50设置在密封图形40的内部区域，并且是通过密封图形40的注入孔42注入液晶材料形成的。注入液晶材料后，使用粘接密封件44封闭注入孔42以免注入的液晶材料的泄露。
多个选通线(gate line)12和多个数据线14形成在有源区“I”，并彼此相交叉，薄膜晶体管(TFT)“T”设置在选通线12和数据线14的交叉处，并且像素电极16连接到TFT“T”上。尽管图1没有显示，包括红色、绿色和蓝色子滤色器的滤色器层、在邻近的子滤色器和非像素区域之间的边界线上形成的黑底以及公共电极都形成在第二基板30的内表面上。
非有源区“II”被划分为第一非有源区“IIa”和第二非有源区“IIb”，其中第一非有源区“IIa”设置在第一基板10上以及第二非有源区“IIb”设置在第二基板30上并被第一非有源区“IIa”包围。连接选通线12和外部电路的栅极焊盘18以及连接数据线14和外部电路的数据焊盘20都形成在第一非有源区“IIa”内。
阵列图形，例如选通线12和数据线14，是通过光刻工艺制作而成的，这种工艺中，同阵列图形一样的光刻胶(PR)图案是通过利用光掩模有选择地对感光材料PR进行曝光得到的。在光刻工艺期间重复化学和物理工艺步骤。随着工艺步骤的数量的增加，制作成本和损坏阵列图形的可能性也在增加。因此，发展了应用减少数量掩模的制作工艺。从而，包含有形成选通线、半导体层、数据线、接触孔和像素电极的五个掩模工艺可以被将形成半导体层和数据线的步骤合并成一个步骤的四个掩模工艺所替代。
图2A至2C示出了利用现有技术的四个掩模工艺分别地形成液晶板的薄膜晶体管部分、选通线部分和数据线部分的剖面图。在图2A中，栅电极60形成在基板1上，栅绝缘层62形成在栅电极60上，以及半导体层64和源、漏电极66和68依次形成在栅绝缘层62上。栅电极60、半导体层64、以及源、漏电极66和68构成薄膜晶体管(TFT)“T”。含有漏接触孔70的钝化层72形成在晶体管(TFT)“T”上，以及在钝化层72上形成像素电极74。漏接触孔70暴露出漏电极68并且像素电极74通过漏接触孔70连接到漏电极68上。半导体层64包括由纯净非晶硅(a-Si)形成的有源层64a和由杂质掺杂的非晶硅(n+a-Si)形成的欧姆接触层64b。去除源和漏电极66和68之间的欧姆接触层64b，并暴露出已去除的欧姆接触层64b下面的有源层64a以形成TFT“T”的沟道区“ch”。在四个掩模工艺中，半导体层64和源、漏电极66和68同时被刻蚀，通过利用衍射掩模形成沟道区“ch”，其中光透射通过衍射来调节。
在图2B中，在基板1上依次形成选通线76、栅绝缘层62以及钝化层72，并且选通线76是在栅电极60(在图2A中)形成的同时形成的。
在图2C中，栅绝缘层62形成在基板1上，而在栅绝缘层62上依次形成半导体层64和数据线78。数据线78是在源、漏电极66和68(在图2A中)形成的同时形成的，以及在数据线78上形成钝化层72。
一般来说，由于在四掩模工艺中，采用单一的光掩模在一次执行形成半导体层和数据线的步骤，所以半导体层64具有和数据线78及源、漏电极66和68同样的图形。因此，选通线部分的第一累积厚度D1(在图2B中)不同于数据线部分的第二累积厚度D2(在图2C中)。第一和第二累积厚度“D1”和“D2”之间的不同是由于选通线76(在图2B中)的厚度和半导体层和数据线64和78(在图2C中)的厚度之间的不同而导致的。例如，当选通线具有2700的厚度时，栅绝缘层的厚度是4000，半导体层的厚度是2000，数据线的厚度是1500，以及钝化层的厚度是2000。于是，选通线部分的第一累积厚度D1是8700，数据线部分的第二累积厚度D2是9500。第一和第二累积厚度“D1”和“D2”之间的差是800。这个差值引起了密封图形的***部分的单元间隙差异，而单元间隙的不一致在显示图像上产生斑点。
发明内容
因此，本发明是针对可以充分避免现有技术中的局限性和不利因素导致的一个或多个问题的液晶显示器件。
本发明的一个发明目的是通过在密封图形的***部分产生一致的单元间隙而提供具有高显示质量的液晶显示器件。
在以下的说明中将阐明发明的附加特征和优点，且从说明中部分特征和优点将非常明显，或可以通过发明的实践得知。通过在所述说明书和权利要求书以及附图中特别指出的结构将实现和获得发明的目的和其它优点。
为了取得上述这些和其它有益效果和根据本发明的目的，如所实施和广泛描述的，一种液晶显示器件包括：具有有源区和沿着有源区***部分的非有源区的第一基板；面向第一基板并与其分隔开的第二基板，并且其具有有源区和沿着有源区***部分的非有源区；在第一和第二基板之间沿着有源和非有源区的边界设置的密封图形；在第一基板的内表面上并与密封图形交叉的选通线；与选通线和密封图形交叉的数据线；连接到选通线和数据线的薄膜晶体管；连接到薄膜晶体管的像素电极；在第二基板内表面上的公共电极；邻近密封图形和选通线的第一阶梯补偿图形；邻近密封图形和数据线的第二阶梯补偿图形；以及在像素电极和公共电极之间的液晶材料层。
在另一个方面，一种液晶显示器件的制造方法，包括：在具有有源区和沿着有源区***部分的非有源区的第一基板上形成选通线和第一阶梯补偿图形，第一阶梯补偿图形沿着有源和非有源区的边界设置；形成与选通线交叉的数据线和沿着有源区和非有源区的边界的第二阶梯补偿图形；形成连接到选通线和数据线的薄膜晶体管；形成连接薄膜晶体管的像素电极；在第二基板的内表面上形成公共电极；沿着有源区和非有源区的边界形成密封图形，密封图形与选通线和数据线交叉；以像素电极面向公共电极的形式粘接第一和第二基板；以及在像素电极和公共电极之间形成液晶材料层。
可以理解前述的一般性描述和接下来的详细描述都是典型的和说明性的并且是用于提供对权利要求的进一步解释。
附图说明
所包含的附图用来提供本发明的进一步理解，并合并组成说明书的一部分，用来举例说明本发明的实施例并和描述一起用于解释本发明的原理。在附图中：
图1是根据现有技术用于液晶显示器件的液晶板的平面图。
图2A是利用根据现有技术用于液晶显示器件的四个掩模工艺的液晶板的薄膜晶体管部分的剖面图。
图2B是利用根据现有技术用于液晶显示器件的四个掩模工艺的液晶板的选通线部分的剖面图。
图2C是利用根据现有技术用于液晶显示器件的四个掩模工艺的液晶板的数据线部分的剖面图。
图3是根据本发明的示例性的液晶显示器件的平面图。
图4A是根据本发明的图3的示例性的第一阶梯补偿图形的剖面图。
图4B是根据本发明的图3的示例性的第二阶梯补偿图形的剖面图。
图5是根据本发明的另一示例性的液晶显示器件的平面图。
图6A是根据本发明的图5的另一示例性的第一阶梯补偿图形的剖面图。
图6B是根据本发明的图5的另一示例性的第二阶梯补偿图形的剖面图。
具体实施方式
现在将参考示例在附图中的例子详细描述本发明的优选实施例。
图3是根据本发明的示例性的液晶显示器件的平面图。在图3中，第一和第二基板110和130可彼此面对地粘接在一起。粘接好的基板可包括有源区“V”和沿着有源区“V”的***部分设置的非有源区“VI”。沿有源区“V”和非有源区“VI”的边界区域形成用于黏附第一和第二基板110和130的密封图形140。液晶材料层150可以沿着密封图形140的内部区域设置。密封图形140可以包括注入孔142和用于防止液晶材料层150泄露的粘接密封件144。非有源区“VI”可划分为第一和第二非有源区“VIa”和“VIb”，其中第一基板110的第一非有源区“VIa”可延伸至第二基板130的第二非有源区“VIb”的外部。
选通线112和数据线114可彼此相交叉形成在第一基板110上的有源区“V”上，并与密封图形140交叉。薄膜晶体管(TFT)“T”可设置在选通线112和数据线114的交叉处，并且像素电极116可连接到TFT“T”上。连接选通线112和外部电路(未示出)的栅极焊盘118形成在第一基板110的第一非有源区“VIa”上。另外，连接数据线114和另一个外部电路(未示出)的数据焊盘120形成在第一基板110的第一非有源区“VIa”上。
第一阶梯补偿图形区域“VIIa”可设置在密封图形140和选通线112的第一交叉区域，以及第二阶梯补偿图形区域“VIIb”可设置在密封图形140和数据线114的第二交叉区域。此外，第一阶梯补偿图形区域“VIIa”可以和第二阶梯补偿图形区域“VIIb”具有同样的累积厚度。尽管在图3中没有显示，包括红色、绿色和蓝色子滤色器的滤色器层、沿着邻近的子滤色器和非像素区域之间的边界线区域形成的黑底以及公共电极都可以形成在第二基板130的内表面上。
图4A是根据本发明的图3的示例性的第一阶梯补偿图形的剖面图。在图4A中，选通线162可形成在基板110的第一阶梯补偿图形区域“VIIa”上，并且可以在选通线162上形成栅绝缘层164。第一阶梯补偿图形166可形成在栅绝缘层164上，并且可以在第一阶梯补偿图形166上形成钝化层168。第一阶梯补偿图形166可包括半导体图形166a和形成在半导体图形166a上的数据图形166b。半导体图形166a可在薄膜晶体管(TFT)“T”(在图3中)的半导体层(未示出)形成的同时形成，并且可含有和半导体层(未示出)一样的材料。另外，数据图形166b可在数据线114(在图3中)形成的同时形成，并且可含有和数据线114(在图3中)一样的材料。从而，第一阶梯补偿图形区域“VIIa”具有第一累积厚度“DI”。
图4B是根据本发明的图3的示例性的第二阶梯补偿图形的剖面图。在图4B中，第二阶梯补偿图形170可形成在基板110的第二阶梯补偿图形区域“VIIb”上，并且可以在第二阶梯补偿图形170上形成栅绝缘层164。半导体层172和对应于半导体层172的数据线174可依次形成在栅绝缘层164上，其中半导体层172可包括有源层172a和形成在有源层172a上的欧姆接触层172b。另外，钝化层168可形成在数据线174上。第二阶梯补偿图形170可在选通线162(在图4A中)形成的同时形成，并且可含有同选通线162(在图4A中)一样的材料。由于第二阶梯补偿图形区域“VIIb”可具有同第一阶梯补偿图形区域“VIIa”相应的结构，那么第二阶梯补偿图形区域“VIIb”的第二累积厚度“DII”可以是几乎和第一阶梯补偿图形区域“VIIa”的累积厚度“DI”一样的值。因此，由第一和第二阶梯补偿图形166和170可得到在密封图形邻近的部分的一致的单元间隙差。
图5是根据本发明的另一示例性的液晶显示器件的平面图。由于图5的示例性的液晶显示器件可具有同图3所示的液晶显示器件类似的结构，所以一些特征可不必说明，但尽管如此，是包括这些特征的。在图5中，选通线212和数据线214可彼此交叉设置，其中栅极焊盘216和数据焊盘218分别连接到选通线212和数据线214上。沿有源和非有源区“VIII”和“IX”的边界区域形成密封图形220，其中有源区“VIII”和非有源区“IX”的边界区域是栅极焊盘216和选通线212的连接部分，以及数据焊盘218和数据线214的连接部分。选通线212和数据线214与密封图形220交叉地形成。第一阶梯补偿图形222可形成在邻近的选通线212之间的第一间隔区域“Xa”的密封图形220的下面，并且第二阶梯补偿图形224可形成在邻近的数据线214之间的第二间隔区域“Xb”的密封图形220的下面。
在图3、4A和4B中，阶梯补偿图形可形成在选通线上或数据线下，以便在密封图形下面的选通线和数据线的交叉处可获得一致的累积厚度。另选地，如图5所示，具有同数据线214一样的结构的第一阶梯补偿图形222可设置在相邻的选通线212之间的第一间隔区域“Xa”，并且第二阶梯补偿图形224可设置在相邻的数据线214之间的第二间隔区域“Xb”。因此，在选通线和数据线212和214的交叉处的密封图形220的附近处可获得一致的累积厚度。
图6A是根据本发明的图5的另一示例性的第一阶梯补偿图形的剖面图。在图6A中，选通线212可形成在基板210上，并且可以在选通线212上形成栅绝缘层230。第一阶梯补偿图形222形成在选通线212邻近部分的栅绝缘层230上，并且可以在第一阶梯补偿图形230上形成钝化层232。尽管在图6A中没有示出邻近的选通线，第一阶梯补偿图形222可设置在选通线212和邻近的选通线(未示出)之间的第一间隔区域“Xa”(在图5中)。第一阶梯补偿图形222可包括半导体图形222a和形成在半导体图形222a上的数据图形222b。半导体图形222a可在薄膜晶体管(TFT)“T”的半导体层(未示出)形成的同时形成，并且可含有同半导体层一样的材料。另外，数据图形222b可在数据线214(在图5中)形成的同时形成，并且可含有同数据线214(在图5中)一样的材料。从而，就形成了选通线部分的第一累积厚度“Da”和第一阶梯补偿图形部分的第二累积厚度“Db”。
图6B是根据本发明的图5的另一示例性的第二阶梯补偿图形的剖面图。在图6B中，第二阶梯补偿图形224可形成在基板210上，并且可以在第二阶梯补偿图形224上形成栅绝缘层230。半导体层234和对应于半导体层234的数据线214可依次形成在第二阶梯补偿图形224相邻区域的栅绝缘层230上。尽管在图6B中没有示出邻近的数据线，但第二阶梯补偿图形224可设置在数据线214和邻近的数据线(未示出)之间的第二间隔区域“Xb”(在图5中)。此外，半导体层234可包括有源层234a和形成在有源层234a上的欧姆接触层234b，并且钝化层232可形成在数据线214上。第二阶梯补偿图形224可在选通线212(在图6A中)形成的同时形成，并且可含有同选通线212(在图6A中)一样的材料。这样，第三累积厚度“Dc”可对应于数据线214，以及第四累积厚度“Dd”可对应于第二阶梯补偿图形224。由于第一和第二累积厚度“Da”和“Db”(在图6A)的总和可对应于第三和第四累积厚度“Dc”和“Dd”的总和，所以可减少选通线部分和数据线部分之间的累积厚度的差值。
在图6A和6B中，对应于数据线结构的第一阶梯补偿图形可设置在相邻的选通线之间的第一间隔区域，并且对应于选通线结构的第二阶梯补偿图形可设置在相邻的数据线之间的第二间隔区域。因此，在密封图形的邻近部分得到了一致的累积厚度和一致的单元间隙差。此外，由于钝化层的顶部表面具有不平坦性，所以密封图形和钝化层(或钝化层的顶层)的接触区域增加了，并且提高了密封图形的粘附力。
对于本领域的技术人员来说在不偏离本发明的精神实质和范围的情况下，可清楚地对本发明的液晶显示器件做各种修改和变化。因此，希望本发明覆盖包含在附加的权利要求及其等同物范围内的对本发明所提供的修改和各种变化。

Claims (18)

1.一种液晶显示器件，包括：
具有有源区和沿着有源区***部分的非有源区的第一基板；
面向第一基板并与其分隔开的第二基板，并且其具有有源区和沿着有源区***部分的非有源区；
在第一和第二基板之间沿有源和非有源区的边界设置的密封图形；
在第一基板的内表面上并与密封图形交叉的选通线；
与选通线和密封图形交叉的数据线；
连接到选通线和数据线的薄膜晶体管；
连接到薄膜晶体管的像素电极；
在第二基板内表面上的公共电极；
邻近密封图形和选通线的第一阶梯补偿图形；
邻近密封图形和数据线的第二阶梯补偿图形，以及
在像素电极和公共电极之间的液晶材料层。
2.根据权利要求1的器件，进一步包括：
连接到选通线的栅极焊盘以及连接到数据线的数据焊盘，其中栅极焊盘和数据焊盘设置在非有源区。
3.根据权利要求2的器件，其中，薄膜晶体管包括有源层以及源和漏电极。
4.根据权利要求3的器件，其中，第一阶梯补偿图形形成在选通线和密封图形的第一交叉处的选通线上面，第二阶梯补偿图形形成在数据线和密封图形的第二交叉处的数据线下面。
5、根据权利要求4的器件，其中，第一阶梯补偿图形是在数据线形成的同时形成的。
6、根据权利要求5的器件，进一步包括：
在第一阶梯补偿图形和选通线之间的半导体图形。
7、根据权利要求6的器件，其中，半导体图形具有与第一阶梯补偿图形同样的平面形状。
8、根据权利要求4的器件，其中，第二阶梯补偿图形是在选通线形成的同时形成的。
9、根据权利要求3的器件，其中，第一阶梯补偿图形形成在邻近的选通线之间的密封图形下面，第二阶梯补偿图形形成在邻近的数据线之间的密封图形的下面。
10、根据权利要求9的器件，其中，第一阶梯补偿图形是在数据线形成的同时形成的。
11、根据权利要求10的器件，进一步包括：
在第一阶梯补偿图形下面的半导体图形。
12、根据权利要求11的器件，其中，半导体图形具有与第一阶梯补偿图形同样的平面形状。
13、根据权利要求9的器件，其中，第二阶梯补偿图形是在选通线形成的同时形成的。
14、一种液晶显示器件的制造方法，包括：
在具有有源区和沿着有源区***区域的非有源区的第一基板上形成选通线和第一阶梯补偿图形，第一阶梯补偿图形沿着有源和非有源区的边界设置；
形成与选通线交叉的数据线和沿着有源区和非有源区的边界的第二阶梯补偿图形；
形成连接到选通线和数据线的薄膜晶体管；
形成连接到薄膜晶体管的像素电极；
在第二基板的内表面上形成公共电极；
沿有源区和非有源区的边界形成密封图形，密封图形与选通线和数据线交叉；
以像素电极面向公共电极的方式粘接第一和第二基板；以及
在像素电极和公共电极之间形成液晶材料层。
15、根据权利要求14的方法，其中，第一阶梯补偿图形形成在数据线和密封图形的第一交叉处的数据线下面，第二阶梯补偿图形形成在选通线和密封图形的第二交叉处的选通线下面。
16、根据权利要求15的方法，进一步包括：
在第二阶梯补偿图形和选通线之间形成半导体图形。
17、根据权利要求14的方法，其中，在邻近的数据线之间的密封图形下面形成第一阶梯补偿图形，在邻近的选通线之间的密封图形的下面形成第二阶梯补偿图形。
18、根据权利要求17的方法，进一步包括：
在第二阶梯补偿图形下面形成半导体图形。
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