专利名称：液晶显示面板及其半导体阵列基板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示面板及其半导体阵列基板(semiconductor array substrate),且尤其涉及一种超高开口率的液晶显示面板及其半导体 阵列基板。
背景技术：
近年来随着薄型化显示技术的进步，各种薄型化显示装置挟其体积小、重 量轻、低辐射及低耗电等特点，成为消费者选购显示器或电视时的首选。在各 种薄型化显示装置中，由于液晶显示装置的价格相对低廉，且市面上可见的产 品线齐全，使得液晶显示装置成为最受市场瞩目的薄型化显示装置之一。然而， 随着液晶显示装置在市场上的接受度大增，消费者对于液晶显示装置的画面质 量也有日益严苛的要求，例如显示亮度及对比度等。目前业界发展出一种超高开口率(S叩er-High Aperture, SHA)的液晶显 示面板，通过设置一平坦层于薄膜晶体管基板的结构中，可增加像素电极的面 积，以提高开口率，进而提升显示对比度及亮度。请参照图l，其绘示现有技 术中应用超高开口率技术的液晶显示面板的示意图。液晶显示面板100包括彩 色滤光片基板110、液晶层130以及薄膜晶体管基板150。 SHA技术中，是将 一高透性特殊树脂的平坦层159设置于像素电极161与薄膜晶体管基板150 的金属配线(例如数据线153)的间。平坦层159具有平坦的表面，可降低光 源扭曲散射或折射的现象。另外，平坦层159具有一厚度，用以增加像素电极 161与数据线(data line) 153的距离，降低数据线153与像素电极161的间 电容效应的影响，以及像素电极161与金属配线间发生短路的风险。如此可增 加对应每一像素的像素电极161的面积，从而提升开口率，增加显示亮度，进 一步提升显示质量。另外，液晶层130对应于像素电极161的边缘处具有多个 边缘电场区(edge electric filed region) B。然而，在液晶显示面板100的制作过程中，当进行彩色滤光片基板110与薄膜晶体管基板150的对组时，容易发生对位偏移的现象。当彩色滤光片基板110与薄膜晶体管基板150发生偏移时，彩色滤光片基板110上的黑色矩阵 117便无法正确地对应位于相邻像素电极161间的间隙161a上方。如此一来， 沿着特定角度穿透通过液晶层130的边缘电场区B的背光光线D，便无法受到 黑色矩阵117的阻挡。因而会使液晶显示面板100发生斜向漏光的现象，并导 致显示质量的下降。为了解决对组偏移导致斜向漏光的现象，目前业界常见的解决办法是直接 增加位于彩色滤光片基板110的黑色矩阵117的宽度，以阻挡沿特定角度穿透 通过边缘电场区B的背光光线D。然而增加黑色矩阵117的宽度相对降低了液 晶显示面板100的开口率。因此，如何在增加开口率的同时，避免斜向漏光的现象发生，实为目前亟 待解决的问题之一。发明内容本发明所要解决的技术问题在于提供一种半导体阵列基板及液晶显示面 板，将不透光层设置于位在像素电极与透明基材的间的平坦层中，并且使不透 光层部分地重迭于像素电极下方，如此可避免应用半导体阵列基板的液晶显示 面板产生斜向漏光的现象，进一步提升显示对比度，维持显示质量。为实现上述目的，根据本发明，提出一种半导体阵列基板，其包括一透明 基材、 一平坦层、多个像素电极以及一不透光层。平坦层覆盖于透明基材上， 像素电极以阵列排列的方式设置于平坦层上，且各两相邻的像素电极间隔一间 隙。不透光层设置于平坦层中，不透光层实质上位于每一间隙的下方。不透光 层两侧具有一延伸部，并往每一间隙的两侧延伸至部分像素电极的下方处。不 透光层的厚度实质上至少为平坦层厚度的二分之一。而且，为实现上述目的，根据本发明，另提出一种液晶显示装置，其包括 一彩色滤光片基板、 一液晶层以及一半导体阵列基板。液晶层设置于半导体阵 列基板及彩色滤光片基板之间。半导体阵列基板设置于彩色滤光片基板之一 侧，且包括一透明基材、 一平坦层、多个像素电极及一不透光层。平坦层覆盖 于透明基材上，像素电极是以阵列排列方式设置于平坦层上，各两相邻的像素 电极间隔一间隙。液晶层具有多个边缘电场区，此些边缘电场区邻近像素电极的边缘处。不透光层设置于平坦层中，且实质上位于每一间隙下方，用以阻挡 一背光光线沿一角度穿透通过此些边缘电场区。不透光层的两侧具有一延伸 部，其往每一间隙的两侧延伸至部分像素电极的下方，并且凸出于每一边缘电场区对应各像素电极的下方处。不透光层的厚度实质上至少为平坦层厚度的二 分之一。本发明不透光层的宽度实质上小于现有技术中超高开口率(SHA)的液晶显示面板中不透光层的宽度，故可提高开口率，提升显示亮度。另外，部分的 沿着一角度穿透通过液晶显示面板的背光光线，被不透光层阻挡，无法穿透通 过边缘电场区。如此可避免斜向透光产生，提高液晶显示面板的对比度。整体 而言，依照本发明的半导体阵列基板及液晶显示面板，可提高光学效率以及显示质量。以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的 限定。
图1绘示现有技术中应用超高开口率技术的液晶显示面板的示意图-，图2绘示依照本发明实施例的液晶显示面板的侧视剖面图； 图3绘示图2中对应一条数据线处的液晶显示面板的示意图； 图4及图5分别绘示具有不同宽度及厚度的不透光层的液晶显示面板的示 意图；图6A绘示图2中数据线、扫描线、半导体开关件及像素电极的俯视图；以及图6B绘示图2中像素电极及不透光层的俯视图。其中，附图标记100、 200:液晶显示面板110、 210:彩色滤光片基板117:黑色矩阵130、 230:液晶层150、 250、 250，、 250":薄膜晶体管基板 153、 253:数据线159、 259:平坦层 161、 261:像素电极 161a、 261a:间隙 251:透明基材 252:扫描线 254:半导体开关件 255:保护层257、 257，、 257":不透光层257a:延伸部B、 E:边缘电场区D、 L:背光光线tl、 tr、 tl":不透光层的厚度 t2:平坦层的厚度Wl、 Wl'、 Wl":不透光层的宽度w2:数据线的宽度 e:角度具体实施方式
依照本发明的半导体阵列基板及液晶显示面板的实施例，采用将平坦层设 置于透明基材与像素电极之间的方式，使得像素电极与数据线路相隔一距离， 且像素电极部分地重迭于数据线上方(上述仍为现有技术中，仅为说明之用)。 本发明的实施例是将不透光层设置于平坦层中，并且使其厚度至少为平坦层厚 度的二分之一。由于不透光层的两侧具有延伸部，其朝向相邻像素电极间间隙 的两侧延伸至部分的像素电极下方，并且凸出于液晶层的边缘电场对应像素电 极的下方处。因此，不透光层具有足够的宽度及厚度，以阻挡背光光线沿一角 度穿透通过液晶层的边缘电场，可避免液晶显示面板斜向漏光的现象。以下提 出依照本发明的实施例的详细说明，然实施例仅用以作为范例说明，并不会限 縮本发明欲保护的范围。再者，实施例中的附图也省略不必要的元件，以清楚 显示本发明的技术特点。请参照图2，其绘示依照本发明实施例的液晶显示面板的侧视剖面图。液晶显示面板200包括一彩色滤光片基板210、 一液晶层230以及一半导体阵列 基板250。液晶层230设置于半导体阵列基板210及彩色滤光片基板250之间。 半导体阵列基板250设置于彩色滤光片基板210的一侧，并且包括一透明基材 251、 一平坦层259、多个像素电极261及一不透光层257。平坦层259覆盖于 该透明基材251上。像素电极261以阵列排列方式设置于平坦层259上，且每 两相邻的像素电极261之间间隔一间隙261a。液晶层230具有多个边缘电场 区E，此些边缘电场区E对应于邻近像素电极261的边缘处。不透光层257设 置于平坦层259中，且其厚度实质上至少为平坦层259厚度的二分之一。不透 光层257实质上对应位于每一间隙261a下方，且不透光层257的两侧分别具 有一延伸部257a，往每一间隙261a的两侧延伸至部分像素电极261的下方， 且凸出于每一边缘电场区E对应各像素电极261的下方处。更进一步来说，本实施例的半导体阵列基板250更包括多条数据线253， 此些数据线253以相互平行的方式设置于透明基板251上。请参照图3，其绘 示图2中对应一条数据线处的液晶显示面板的示意图。不透光层257覆盖于对 应的数据线253上，且，各条数据线253的宽度w2至少实质上小于或是相等 于不透光层257的宽度wl。本实施例中，不透光层257的厚度tl实质上为平 坦层259厚度t2的二分之一，且不透光层257宽度wl大于数据线253的宽度 w2。不透光层257用以阻挡一背光光线L沿一角度e穿透通过边缘电场区E， 使得沿着角度6穿透通过液晶显示面板200的背光光线L不会落入边缘电场 区E的范围内。因此，沿着角度9通过液晶显示面板200的背光光线L不会 受到边缘电场区E中非规则排列的液晶分子偏折，避免了液晶显示面板200 于显示画面时发生斜向漏光的现象，可提高显示对比度，进一步提升显示质量。另外，不透光层257的配置方式不限制于图3所示者。本实施例中还可利 用改变不透光层257的厚度tl，来改变不透光层257所需的宽度，相应地改 变不透光层257与像素电极261重迭的面积，进一步改变液晶显示面板200 的开口率。请参照图4及图5，其分别绘示具有不同宽度及厚度的不透光层的 液晶显示面板的示意图。图4所绘示的液晶显示面板200中，不透光层257' 的厚度tl，大于平坦层259厚度t2的二分之一，且不透光层257'的宽度wl' 大于数据线的宽度253。也即图4中不透光层257，的厚度tl，，大于图3中 不透光层257的厚度tl。由于不透光层257'需具有足够的宽度wl'，以阻挡沿角度6穿透通过边缘电场区E的背光光线L，因此不透光层257'可具有 一小于不透光层257的宽度wl'，足以阻挡沿角度9穿透通过边缘电场区E 的背光光线L。再者，图5的不透光层257''的厚度tl''实质上相等于平 坦层259的厚度t2，且不透光层257'，的宽度wl'，实质上相等于数据线 253的宽度w2。也即图5中不透光层257'，的厚度U，，，大于图4中不透 光层257，的厚度tl';图5中不透光层257，，的宽度wl'，，大于图4 中不透光层257'的宽度wl'。如此可阻挡沿角度9穿透通过边缘电场区E 的背光光线L，并且同时可进一歩提升液晶显示面板200的开口率。实际应用上，当角度e接近约90度角或者接近大约180度角时，可视为 沿着液晶层230中液晶分子轴向通过液晶层230 (包含前述的多个边缘电场区 E)的非斜向漏光的背光光线L。因此，本实施例中不透光层257较佳地是用 以阻挡沿着大约45度角穿透通过边缘电场区E的背光光线L。以下以数据线 253的宽度w2为12 " m为例，将平坦层259厚度t2对不透光层257厚度U 的比值，与不透光层257宽度wl的实际数据做成表-一，以进行说明。平坦层厚度对不透光层厚度的比值不透光层宽度Um)0. 5150.614. 40. 713. 80.813. 20.912.61.012表一由表一可知，当平坦层259厚度t2对于不透光层257厚度tl的比值增加 时，也即不透光层257的厚度tl增加时，不透光层257的宽度wl逐渐縮小。 当不透光层257于透明基材251上的宽度wl减少时，相对增加了液晶显示面 板200的开口率。另外，根据实际测量结果，在各条数据线宽度均为约12um 的条件下，且不透光层设置于彩色滤光片基板上的超高开口率(Super-High Aperture, SHA)液晶显示面板，其不透光层的宽度实际上大约为16.5um。 而本实施例的液晶显示面板200中，具有厚度tl至少为平坦层259厚度t2的一半的不透光层257，其宽度wl至多约为15um。相较于现有技术中的不透 光层宽度，本实施例的不透光层257可减少"覆盖于透明基材251上的面积，相 对提升开口率，进一步改善液晶显示面板20的光学效率。另外一方面，本实施例的液晶显示面板200更包括多个半导体开关件及多 条扫描线(scan line)。请参照图6A及图6B，图6A绘示图2中数据线、扫 描线、半导体开关件及像素电极的俯视图；图6B绘示图2中像素电极及不透 光层的俯视图。像素电极261以阵列排列方式设置于平坦层(未显示于图6A 及图6B中)上，此些半导体开关件254也以阵列排列方式设置于透明基材251 上，每一半导体开关件254连接于对应的数据线253、对应的扫描线252及对 应的像素电极261。此些半导体开关件254例如是多个薄膜晶体管(Thin-Film Transistor, TFT)，此半导体阵列基板例如是薄膜晶体管基板(TFT substrate)。此些扫描线252以相互平行的方式设置于透明基材251与平坦 层之间。不透光层257实质上更位于此些扫描线252上方，并且更覆盖于此些 半导体开关件254。另外，本实施例的液晶显示面板200还可选择性地包括一保护层 (passivation layer) 255。如图2所示，保护层255设置于平坦层259与透 明基材251之间，并且至少覆盖于数据线253上，可阻挡液晶显示面板200 中离子的侵蚀、提升绝缘性并且减缓电场干扰。依照本发明实施例的半导体阵列基板的制造方法，除了利用习用的光掩模 制作过程于透明基材251上形成扫描线252及数据线253，进而于完成半导体 开关件254之后，再利用例如是旋转涂布(spin coat)的方式涂布不透光材 料，使其完整覆盖于透明基材251及半导体开关件254。再来，利用曝光显影 的方式将对应于数据线253及半导体开关件254外的处，以及选择性地对应于 扫描线252外之处的不透光材料移除，以形成图案化后的不透光层257。接着， 形成具有平坦上表面的平坦层259，且使平坦层259至少完全覆盖不透光层 257。而后，将像素电极261形成于平坦层259上。如此完成如图3或图4中 所示的半导体阵列基板250或250'。此外，此处所描述的半导体阵列基板250 或250'的制作过程中，也可选择性地在涂布不透光材料之前，先利用溅镀或 其它习用的制作过程步骤形成保护层255。另外，当形成的不透光层257，，的厚度tl'，实质上等同于平坦层259的厚度t2时，如图5所示，半导体阵列基板250''可例如依照下述方式制 作。首先，在利用习用的光掩模制作过程于透明基材251上形成扫描线252 及数据线253，进而于完成半导体开关件254之后，利用旋转涂布的方式涂布 平坦层259，使其全面覆盖于透明基材251及半导体开关件254上。接着，利 用曝光显影的方式将欲制作不透光层257处(例如对应于数据线253及半导体 开关件254之处)的平坦层259移除。再来，利用旋转涂布的方式将不透光材 料填入平坦层259被移除之处。接着，利用曝光显影以及抛光(polishing) 等步骤，将不透光材料与平坦层259进行表面处理，使其表面形成平坦的表面。 与平坦层259位于相同水平面的不透光材料为不透光层257''，如图5所示。 而后，将像素电极261形成于平坦层259及不透光层257''上，如此完成如 图5中所示的半导体阵列基板250'。此外，此处所描述的制作过程中，可选 择性地在涂布平坦层259之前，先利用溅镀或其它习用的制作过程步骤形成保 护层255。上述依照本发明实施例的半导体阵列基板及液晶显示面板，应用一平坦层 使像素电极与数据线相隔一距离，且像素电极部分地重迭于数据线上方。在平 坦层中包括有一不透光层，不透光层的宽度至少等同于对应的数据线的宽度， 不透光层的厚度实质上至少为平坦层厚度的二分之一，至多为等同于平坦层的 厚度。本发明实施例的不透光层的宽度实质上小于现有技术中超高开口率 (SHA)的液晶显示面板中不透光层的宽度，故可提高开口率，提升显示亮度。 另外，部分的沿着-角度穿透通过液晶显示面板的背光光线，被不透光层阻挡， 无法穿透通过边缘电场区。如此可避免斜向透光产生，提高液晶显示面板的对比度。整体而言，依照本发明实施例的半导体阵列基板及液晶显示面板，可提 高光学效率以及显示质量。当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情 况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但 这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种半导体阵列基板，其特征在于，包括一透明基材；一平坦层，覆盖于该透明基材上；多个像素电极，以阵列排列方式设置于该平坦层上，各两相邻的该些像素电极间隔一间隙；以及一不透光层，设置于该平坦层中，该不透光层位于每一该些间隙下方，该不透光层两侧具有一延伸部，并往每一该些间隙的两侧延伸至部分该像素电极的下方处；其中，该不透光层的厚度至少为该平坦层厚度的二分之一。
2. 根据权利要求1所述的半导体阵列基板，其特征在于，该不透光层的 厚度至多相等于该平坦层的厚度。
3. 根据权利要求1所述的半导体阵列基板，其特征在于，该半导体阵列 基板于邻近该些像素电极的边缘处，具有多个边缘电场区，该不透光层用以阻 挡一背光光线沿一角度穿透通过该些边缘电场区。
4. 根据权利要求3所述的半导体阵列基板，其特征在于，该角度为45 度角。
5. 根据权利要求1所述的半导体阵列基板，其特征在于，还包括 多条数据线，以相互平行的方式设置于该透明基材上，该不透光层覆盖于该对应的数据在线；该不透光层覆盖于该对应的数据在线的宽度，至少相等于各该数据线的宽度。
6. 根据权利要求5所述的半导体阵列基板，其特征在于，还包括 一保护层，设置于该平坦层与该透明基材之间，并且至少覆盖于该些数据在线。
7. 根据权利要求5所述的半导体阵列基板，其特征在于，还包括 多个半导体开关件，以阵列排列方式设置于该透明基材上，每一该些半导体开关件连接于该对应的数据线及该对应的像素电极； 该不透光层更覆盖该些半导体开关件。
8. 根据权利要求1所述的半导体阵列基板，其特征在于，还包括 多条扫描线，以相互平行的方式设置于该透明基材与该平坦层之间，该不透光层更位于该些扫描线上方。
9. 一种液晶显示面板，其特征在于，包括 一彩色滤光片基板；一液晶层，具有多个边缘电场区；以及一半导体阵列基板，设置于该彩色滤光片基板的一侧，且该液晶层设置于该半导体阵列基板及该彩色滤光片基板之间，该半导体阵列基板包括 一透明基材；一平坦层，覆盖于该透明基材上；多个像素电极，以阵列排列方式设置于该平坦层上，各两相邻的该些像素 电极间隔一间隙，该些边缘电场区邻近该些像素电极的边缘处；及一不透光层，设置于该平坦层中，用以阻挡一背光光线沿一角度穿透通过 该些边缘电场区，该不透光层位于每一该些间隙下方，该不透光层两侧具有一 延伸部，并往每一该些间隙的两侧延伸至部分该像素电极的下方处，且凸出于 每一该些边缘电场区对应各该像素电极的下方处，该不透光层的厚度至少为该平坦层厚度的二分之一。
10. 根据权利要求9所述的液晶显示面板，其特征在于，该不透光层的厚度至多相等于该平坦层的厚度。
11. 根据权利要求9所述的液晶显示面板，其特征在于，该角度为牝度角。
12. 根据权利要求9所述的液晶显示面板，其特征在于，该半导体阵列基 板还包括多条数据线，以相互平行的方式设置于该透明基材上，该不透光层覆盖于 该对应的数据在线；该不透光层覆盖于该对应的数据在线的宽度，至少相等于各该数据线的宽度。
13. 根据权利要求12所述的液晶显示面板，其特征在于，该半导体阵列 基板还包括一保护层，设置于该平坦层与该透明基材之间，并且至少覆盖于该些数据在线。
14. 根据权利要求12所述的液晶显示面板，其特征在于，该半导体阵列 基板还包括多个半导体开关件，以阵列排列方式设置于该透明基材上，每一该些半导体开关件连接于该对应的数据线及该对应的像素电极； 该不透光层更覆盖该些半导体开关件。
15. 根据权利要求9所述的液晶显示面板，其特征在于，该半导体阵列基板还包括多条扫描线，以相互平行的方式设置于该透明基材与该平坦层之间，该不 透光层更位于该些扫描线上方。
全文摘要
本发明公开了一种液晶显示面板及其半导体阵列基板，该液晶显示面板包括一彩色滤光片基板、一液晶层以及一半导体阵列基板。液晶层设置于两基板之间，半导体阵列基板设置于彩色滤光片基板的一侧，并且包括一透明基材、一平坦层、多个像素电极及一不透光层。平坦层覆盖于透明基材上，像素电极以阵列排列方式设置于平坦层上，各两相邻的像素电极间隔一间隙。不透光层设置于平坦层中，并且位于每一间隙下方。不透光层两侧具有延伸部往每一间隙的两侧延伸至部分像素电极下方。不透光层的厚度至少为平坦层厚度的二分之一。
文档编号G02F1/136GK101232029SQ20081008160
公开日2008年7月30日 申请日期2008年2月25日 优先权日2008年2月25日
发明者张俪琼, 张禄坤, 阙嘉慧 申请人:友达光电股份有限公司