专利名称：有源阵列液晶显示面板的基板的制作方法
技术领域：
本发明涉及有源阵列液晶显示面板的基板，更具体地，涉及一种包含表面开有多 条凹槽且在凹槽内设置有玻璃纤维的底板的有源阵列液晶显示面板的基板。
背景技术：
以非晶硅制造的有源阵列薄膜三极管液晶显示(Active Matrix Thin FilmTransistor Liquid Crystal Display, AM TFT LCD)面板是目前图像液晶显示器主 流产品。AM TFT IXD面板的主要结构是上下两片玻璃，上片玻璃主要用来产生颜色，也称 CF (Color Film)玻璃，下片玻璃表面做有象素电极11和寻址电路阵列，称作TFT阵列玻璃， 简称阵列玻璃，其阵列结构如图1所示，其中TFT 3是信号线1和象素电容器5之间的开 关。AM TFT液晶显示面板的工作过程如下当TFT 3的栅极(G)高电平时，源极(S)和漏 极⑶之间沟道导通，电流由信号线1通过TFT3向象素电容器5充电。当栅极低电平时， S和D之间断开，象素电容器5上的电压得到保存。AM TFT IXD目前的应用非常广泛，但其也存在以下不足在TFT IXD中，由于象素电容器5和TFT3都不透明，且做在一个平面上，因此，TFT IXD的开口率比较低，高清晰度IXD的开口率甚至低过40%。在TFT IXD中，每一行的TFT3的栅极依次与行扫描线2连接在一起。受象素面 积限制，行扫描线2很细，其长度过大时会引起线上累积电阻和电容太大，使行扫描速度下 降，因此，TFT IXD的显示面积不能做得很大。AM TFT LCD 可由非晶硅(amorphous Silicon, a-Si)和多晶硅(poly Silicon, P-Si)两种工艺制造，由a-Si制造TFT所需环境温度约600°C，可以在普通平板玻璃上制 造，但600°C温度下任何塑料都将被融化或汽化，因此，TFT不能直接做在塑料衬底上。由 P-Si制造TFT所需环境温度约1000°C，只能在石英(二氧化硅)玻璃上制造，不过石英玻 璃价格昂贵，因此，P-Si TFT只用于制造小面积IXD。此外，由于a-Si的电子迁移率很低，又不适合用掺杂法做PN节，因此，除了采用高 温重结晶方法在a-Si基板周围生成p-Si，并在p-Si上制作行列驱动电路外，a-Si TFT本 身不能做成具有行列驱动电路的一体化LCD面板，单纯用a-Si制造的大画面高容量显示面 板的性能也远低于用P-Si制造的同类显示面板的性能。
发明内容
本发明的目的，就是要克服现有技术的不足，提供一种有源阵列液晶显示面板的 基板，该基板在靠近液晶层一侧开有多条凹槽，所述凹槽内设置有玻璃纤维，应用该基板的 LCD其开口率得到大幅提高。为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案一种有源阵列液晶显示面板的基板，包括底板、扫描线、与扫描线交叉的信号线、 位于交叉点附近的象素电容器和与象素电容器串联的开关，所述底板在靠近液晶层一侧开有多条凹槽。 进一步地，所述凹槽内设置有玻璃纤维。为了便于玻璃纤维的生产，所述玻璃纤维的截面可以为圆形。为了跟现有工艺配合，所述玻璃纤维的截面为矩形。为了避免象素电容器和与象素电容器串联的开关位于同一平面而影响开口率，所 述底板的凹槽壁上制作有象素电容器。进一步地，为了能够用光信号控制像素电容器的充放电，所述玻璃纤维至少于一 端设置有可控的光源。为了让与象素电容器串联的开关的制造过程可以与底板分开，所述开关被制作在 玻璃纤维表面，同时，为了与现有工艺兼容，所述玻璃纤维的表面制作有薄膜晶体管。进一步地，为了能够用光信号控制像素电容器的充放电，所述的玻璃纤维的表面 制作有光敏电阻，所述玻璃纤维至少于一端设置有可控的光源。为了制造一体化显示面板，至少一根玻璃纤维的表面沉积有多晶硅。进一步地，为了制造p-Si AM IXD，所有的玻璃纤维的表面均沉积有多晶硅。为了跟现有工艺兼容，所述底板材质可以是玻璃。作为对传统液晶显示面板底板材质的重大突破，所述底板材质可以是塑料。与现有技术相比，本发明的有益效果在于所述基板的象素电容器和与象素电容器串联的开关在垂直于显示面板表面的方 向上至少有部分相互重叠，或自相重叠，避免了两者同时占用显示部分的面积，使开口率得 到大幅提高；所述基板支持以光信号控制与象素电容器串联的开关，由于光信号在玻璃纤 维中衰减很少，故采用玻璃纤维作为行扫描线避免了传统TFT LCD因扫描线(栅极母线) 太长积累电容、电阻增大使扫描速度下降的问题，故AM LSR LCD面板可以做的更大；所述基 板中开关电路的制造可以与底板分开，故为制造塑基的IXD提供了可能；此外，将多晶硅沉 积在玻璃纤维的表面后可以制作一体化AM LCD面板和p-Si面板，在p-Si面板中，由于只 有玻璃纤维是石英，故使用很少量石英便可制造P-Si AM LCD显示面板，降低了生产成本。
图1是现有技术所述AM TFT IXD结构示意图。图2是本发明所述AM LSR IXD结构示意图。图3是本发明所述AM TFT 一个象素的部分结构截面示意图。图4是本发明所述AM LSR—个象素的部分结构截面示意图。图5是本发明所述在玻璃纤维上制作AM LSR的流程图。图6是本发明所述在玻璃纤维上制作AM TFT的流程图。图7是本发明所述基板的结构示意图。其中1-信号线；2-扫描线；3-TFT ；4_光敏电阻(非晶硅)；5_象素电容器；6_玻 璃纤维；7-液晶；8-底板；9-凹槽；10-漏光缝；11-象素电极；211-金属铬膜I ；212-金属 铬膜ΙΙ，22-ΙΤ0(氧化铟锡)膜；23-绝缘层；24-象素电容器接触；25-信号线接触
层；ο
具体实施例方式下面结合附图，通过以下具体实施例对本发明做出说明具体实施例1为与现行工艺兼容，本具体实施例将TFT作为象素电容器5的开关制作在底板表 面，所述基板可以采用如下方法制作(1)在底板8玻璃上蚀刻出多行凹槽9，并在凹槽壁上由外到内依次沉积金属铬膜 I 211、绝缘层23、ITO膜22制成象素电容器5 ；(2)将直径与凹槽9深度相当的裸光纤6 (玻璃纤维)放入每一个凹槽9中；(3)在底板8表面沉积绝缘层23 (如SW2等)；(4)在绝缘层23表面制作栅极2后，再连续沉积绝缘层23，非晶硅层4和N+层沈 并将3层蚀刻成孤岛制成TFT 3，在TFT3外面覆盖一层绝缘层23。(5)在绝缘层23上沉积ITO膜22并蚀刻出信号线1和象素电极11，信号线1和 象素电极11分别通过信号线接触25和象素电容接触M与N+层沈形成欧姆连接。图3是本具体实施例所述AM TFT基板一个像素的部分结构截面示意图。 利用以上方法制作的基板，其工作原理跟现行AM TFT基板相同，即TFT3是信号线 1和象素电容器5之间的开关，象素电容器5的充放电由TFT3的栅极电平控制，其创新点在 于，本发明中象素电容器位于底板凹槽壁上，与TFT3所在平面的重叠，不分别占用显示面 积，使象素开口率提高。为了进一步与现行工艺兼容，以上实施例中所述光纤6的截面可以是矩形。具体实施例2 参见图2，一些光敏材料4 (光敏电阻)，如a_Si:H，其在无光照时的阻抗R。ff > IO12 Ω，被照度35001Χ以上白光照射时阻抗R。n彡IO6Ω ,因此，在图1所示AM TFT阵列中， 如果利用光敏电阻4替代TFT 3用于连接象素电容器5和信号线1，用光信号控制象素电容 器5的充放电过程也可以得到与TFT3阵列相近的效果。图2所示为采用光敏电阻4替代 TFT3 的光敏电阻有源阵列(ActivityMatrix Light Sensitivity Resistor,AM LSR)的结 构示意图。AM LSR液晶显示面板的工作过程如下当光纤6发光时，光敏电阻4因受到照 射而导通，电流由信号线1通过光敏电阻4向象素电容器5充电；当光纤6不发光，光敏电 阻4无光照呈高阻状态，截断了信号线1和象素电容器5之间的通路，象素电容器5上的电 压得到保存。本发明所述的AM LSR基板，包括信号线1、光纤6、光敏电阻4与象素电容器5。信 号线1通过光敏电阻4与象素电容器5连接，所述光敏电阻4的电阻值受来自光纤6的光 信号控制，其电阻值的变化影响信号线1和象素电容器5之间电路的通断。在本发明的当 前具体实施例中，光纤6的端部设置可控光源，该可控光源所发出的光从光纤的端部进入 光纤内部使光纤体发光。用于开关信号线1与象素电容器5之间电路的光敏电阻4材质为 氢化非晶硅(a-Si:H)。结合该基板所依赖的控制方法，该基板的工作过程包括以下步骤1)可控光源发光，其所发的光通过光纤6照射到光敏电阻4 ；2)光敏电阻4受到光的照射后，电阻值下降；3)信号线1上的电压被加到象素电容器5上；
4)光纤6停止发光；5)光敏电阻4因没有光的照射，电阻值上升；6)象素电容器5的电压得到保存。以上步骤完成一行象素的扫描及控制过程，重复以上步骤，即可完成对整个面板 的扫描。在上述基板中，采用玻璃纤维作为扫描线，利用光的照射对像素开关进行控制，由 于光信号在玻璃纤维内的衰减很小，不会出现TFT LCD中因扫描线太长使积累电容、电阻增 大而影响开关速度的情况，为突破TFT LCD的固有缺陷制造大尺寸LCD提供了可能。参见图4，上述AM LSR基板可由以下方法制作(1)在底板8上蚀刻出多行凹槽9，并在凹槽9壁上由外到内依次沉积金属铬I 211、绝缘层23、ITO膜22形成象素电容器5 ；(2)沿覆有反光层的光纤6长轴方向蚀刻出一条细长漏光缝隙10，并将光纤6放 入每一个凹槽9中；(3)在底板8表面连续沉积绝缘层23，非晶硅层4和N+层沈并将3层蚀刻成孤 岛制成光敏电阻4，在光敏电阻4外面覆盖一层绝缘层23。(5)在绝缘层23上镀ITO膜22并蚀刻出信号线1和象素电极11，信号线1和象 素电极11分别通过信号线接触25和象素电容接触M与N+层沈形成欧姆连接。(6)将LED导入每一个凹槽9的光纤6的端部。图4是本具体实施例所述基板一个象素的部分截面示意图，如前边所述，采用光 敏电阻4做象素电容器串联开关的好处由于光纤6中光信号衰减很少，可以制造大面积的 LCD。具体实施例3前述2个具体实施例将象素电容器5和与象素电容器串联的开关直接做在玻璃底 板上，实际也可以将象素电容器5和与象素电容器串联的开关单独做在能耐高温的玻璃纤 维6上，并将该玻璃纤维放置入开槽的塑料或玻璃材质的底板8中，在此基础上完成LCD制 作的其他工序。参见图5，在玻璃纤维6上制作象素电容器5和光敏电阻4，可以按照以下步骤进 行(1)在玻璃纤维6表面镀一层金属铬膜I 211作为反光膜，如图5-1 ；(2)在金属铬膜I 211上沿玻璃纤维长轴方向蚀刻出一条细长漏光缝隙10，如图 5-2 ；(3)在金属铬膜I 211上由内到外依次沉积绝缘层23，光敏电阻4和n+层沈并 在漏光缝隙10的上方将此3层蚀刻成孤岛，其中光敏电阻4材质为a-Si:H，如图5_3 ；(4)在完成上一步骤的构件表面镀一层绝缘层23，如图5-4 ；(5)在步骤的基础上镀一层金属铬膜II 212，并在该层上做好象素电容接触 24和信号线接触25。图5-5为参照以上方法制作而成的AM LSR—个象素的部分结构截面示意图。以上AM LSR基板的工作原理如下象素电容器5与光敏电阻4的一端连接，光敏电阻4的另一端连接信号线1，光敏电阻4的电阻值受来自玻璃纤维6内的光信号控制，其电阻值的变化影响象素电容器5与 信号线1之间电路的通断。玻璃纤维6的端部设置可控光源，该可控光源所发的光从光纤 6的端部进入光纤6内部使光纤6发光。本具体实施例中，用于开关信号线1与象素电容 器5之间电路的光敏电阻4材质为氢化非晶硅(a-Si H)，当玻璃纤维6中有光通过时，光线 被金属铬膜I 211通过漏光缝10反射至光敏电阻4上，光敏材料4阻抗减少，信号线1与 象素电容器5之间的电路导通，信号线1上的电压加到象素电容器5上；当玻璃纤维6中无 光线通过时，光敏材料4上无光照射，其自身阻抗增大，信号线1与象素电容器5之间的电 路被截断，象素电容器5上的电压得到保存，从而完成以玻璃纤维6为扫描线2的象素的寻 址，与其他扫描线对应的图像寻址重复以上过程即可。具体实施例4 参见图6，在玻璃纤维6上制作AM TFT，可以按照以下步骤进行(1)在玻璃纤维6表面镀一层铬膜I 211，如图6-1 ；(2)在金属膜I 211上沿玻璃纤维6长轴方向蚀刻出行扫描线(栅极)2和象素电 容器5的地线(COM)，如图6-2 ；(3)在行扫描线2和COM的表面从内到外依次沉积绝缘层23，非晶硅4 (和η+层 26并将此3层蚀刻成孤岛，如图6-3 ；(4)在完成上一步骤的构件表面镀一层绝缘层23，如图6-4 ；(5)最后镀一层铬作为金属铬膜II 212，并制作象素电容器接触对和信号线接触 25。图6-5为参照以上方法制作而成的AM TFT的一个象素的部分三维结构示意图。以上AM TFT的工作原理如下象素电容器5与TFT3的一端连接，TFT3的另一端连接信号线1。当栅极2电压升 高时，信号线1与象素电容器5之间的电路导通，信号线1上的电压被加到电容器5上；当 栅极2电压为0伏特时，信号线1与象素电容器5之间的电路被截断，象素电容器5上的电 压得到保存，从而完成象素的寻址，与其他扫描线2对应的象素寻址重复以上过程即可。以上两个具体实施例的共同特征是都将象素电容器5和与象素电容器5串联的开 关制作于玻璃纤维6表面，玻璃纤维的截面为圆形。两个实施例不同在于，AM LSR通过光 信号的变化控制象素电容器5的充放电过程，而AM TFT则通过电信号变化完成对象素电容 器5的充放电过程的控制。参见图7，基于上以上已经制作有象素电容器5和与象素电容器5串联的开关的玻 璃纤维，本发明所述有源阵列液晶显示面板的基板，可以按照以下方式制作(1)在玻璃或塑料底板8上靠近液晶一侧的表面制作出多行凹槽9 ；(2)将具体实施3或4所述的已做好象素电容器5和与象素电容器5串联开关的 玻璃纤维6安置入上述凹槽9 ；(3)按常规TFT面板工艺完成液晶显示基板的后续加工。与具体实施例2所述的像素电容器位于底板凹槽侧壁的立体结构相似，具体实施 例3和具体实施例4将像素电容器5和与象素电容器5串联的开关制作于玻璃纤维表面也 形成类似的立体结构，像素电容器与象素电容器串联的开关都不分别占用显示面积，所以 IXD的开口率得到提高。由于用S^2制作的玻璃可以耐高温，因此可以直接采用高温多晶硅(HighTemperature Poly-Silicon，简称HTPS)工艺用ρ-Si在玻璃玻璃纤维制作AM-TFT或 AM-LSR，同时由于玻璃纤维使用的二氧化硅量很少，因此，即使制造大面积IXD成本增加也 很小，由于P-Si的电子迁移率很高，可以用来做列扫描电路，从而大大减少LCD面板的连接 线，容易制作一体化LCD面板。由于在p-Si制作行列扫描驱动电路和象素电容器及与象素电容器串联的开关可 以采用业内通用的标准集成电路工艺，在此不就该具体制作过程另作叙述。当然，本发明所保护范围并不限于以上实施例，凡属于本领域技术人员无需创造 性劳动即可实施的基于本发明的技术方案和技术手段的修改均应落入本发明的保护范围。
权利要求
1.一种有源阵列液晶显示面板的基板，包括底板、扫描线、与扫描线交叉的信号线、位 于交叉点附近的象素电容器和与象素电容器串联的开关，其特征在于，所述底板在靠近液 晶层一侧开有多条凹槽。
2.如权利要求1所述的有源阵列液晶显示面板的基板，其特征在于，所述凹槽内设置 有玻璃纤维。
3.如权利要求1或2所述的有源阵列液晶显示面板的基板，其特征在于，所述玻璃纤维 的截面为圆形。
4.如权利要求1或2所述的有源阵列液晶显示面板的基板，其特征在于，所述玻璃纤维 的截面为矩形。
5.如权利要求1或2所述的有源阵列液晶显示面板的基板，其特征在于，所述底板的凹 槽壁上制作有象素电容器。
6.如权利要求1或2所述的有源阵列液晶显示面板的基板，其特征在于，所述底板的凹 槽壁上制作有象素电容器，所述玻璃纤维至少于一端设置有可控的光源。
7.如权利要求1或2所述的有源阵列液晶显示面板的基板，其特征在于，所述玻璃纤维 的表面制作有薄膜晶体管。
8.如权利要求1或2所述的有源阵列液晶显示面板的基板，其特征在于，所述的玻璃纤 维的表面制作有光敏电阻，所述玻璃纤维的光可以照射于光敏电阻上，所述玻璃纤维至少 于一端设置有可控的光源。
9.如权利要求1或2所述的有源阵列液晶显示面板的基板，其特征在于，至少一根玻璃 纤维的表面沉积有多晶硅。
10.如权利要求1或2所述的有源阵列液晶显示面板的基板，其特征在于，所有的玻璃 纤维的表面均沉积有多晶硅。
11.如权利要求1或2所述的有源阵列液晶显示面板的基板，其特征在于，所述底板材 质为玻璃。
12.如权利要求1或2所述的有源阵列液晶显示面板的基板，其特征在于，所述底板材 质为塑料。
全文摘要
本发明涉及一种有源阵列液晶显示面板的基板，所述基板的底板表面开有凹槽且在凹槽内设置有玻璃纤维，所述基板的象素电容器和开关在垂直于显示面板表面的方向上投影面积的总和小于各自实际面积之和，因此，象素的开口率大为提高；所述基板支持以光的照射控制像素开关的通断的方法，由于光信号在玻璃纤维中衰减很少，故为更大面积LCD面板的制造提供了技术支持；此外，由于象素开关可以事先在玻璃纤维上做好，LCD的其它工序不再需要高温环境，使得用塑料底板制造LCD面板成为可能。
文档编号G02F1/1368GK102073184SQ20111004845
公开日2011年5月25日 申请日期2011年3月2日 优先权日2011年1月14日
发明者张亚美, 王亚平 申请人:张亚美, 王亚平