专利名称：一种液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高透光率液晶显示装置。
背景技术：
液晶显示装置的发光亮度是背光源亮度和像素透过率的乘积，在液晶显示装置的发光亮度一定的前提下，提高像素透过率可以降低背光源的亮度，从而实现节能降耗。提高像素开口率、液晶透过效率、偏光板透过率、彩色滤光片透过率可以提高像素透过率。其中，提高像素开口率是最常见，也是最有效的方法。如图1和图2所示为现有常见液晶显示装置的平面示意图,现有液晶显示装置包括第一基板10、第二基板20、以及夹设在第一基板10和第二基板20之间的液晶(图未示)，第一基板10的每个阵列单元11包括数据线12、扫描线13、存储电容线14 (简称Cs线)、晶体管15、以及像素电极16，像素电极16内具有有效透光区域17，像素开口率是指阵列单元11中除去数据线11、扫描线12、存储电容线14 (简称Cs线)等配线区域、以及晶体管15区域(通常采用黑色矩阵隐藏)后的光线通过部分的面积与阵列单元整体面积之间的比例。开口率越高，即图1中 有效透光区域17的面积越大，光线通过的效率越高。第一基板10和第二基板20贴合后，在两个基板之间灌入液晶，就形成一个能够显示一定亮度的像素。在图1中，使用专用的Cs线14与像素电极16重叠形成存储电容，由于Cs线14的存在，明显减少了像素电极16的有效透光区域。图3所示为使用专用Cs线的阵列单元结构的示意图，在阵列单元11中，能够用来透光的开口区域的上下距离为Lc。图4所示为使用扫描线兼作存储电容的阵列单元结构的示意图，就是用上一行阵列单元的扫描线13和下一行阵列单元的像素电极16重叠形成存储电容，其能够用来透光的开口区域的上下距离为Lg，一般的情况下，Lg的长度大于Lc的长度。在阵列单元中，能够用来透光的开口区域的上下距离是提升像素开口率的一个重要课题，这个课题的一个重要对策是省略Cs线，或者缩小兼作存储电容电极的扫描线的宽度。目前，在高精细化液晶显示装置中，图5所示为常见的FFS(Fringe Field Switching,边缘场开关)像素结构的示意图，FFS液晶显示装置包括第一基板10、位于第一基板10下侧的第一偏光板41、第二基板20、位于第二基板20上侧的第二偏光板42、以及位于第一基板10和第二基板20之间的液晶层30，第一基板10上依序设有透明导电层43、绝缘层44、和像素电极45。FFS结构的优势是像素透过率高，即图1所示的有效透光区域面积比较大，原因是FFS结构中，用可以透光的透明导电层43代替金属Cs线。用透明导电层代替金属Cs线虽然可以因省略Cs线而提高像素开口率，但是透明导电层本身不是100%透光，如果用ITO作为透明导电层，透光率一般在90%-93%左右，所以这种FFS结构并没有完全利用原来Cs线部分的面积。并且，由于透明导电层需要使用专门的成膜、光刻、刻蚀工艺，增加了制造成本和延长了制造时间。
发明内容
本发明提供一种新的存储电容的实现方法的液晶显示装置，其不仅能够大幅增加像素开口率，提高有效透光区域面积，还能缩短制造时间和降低制造成本。本发明提供一种液晶显示装置，包括相对的第一基板和第二基板、以及夹设在第一基板和第二基板之间的液晶层，所述第一基板包括像素电极、位于像素电极上的第一配向膜，该第一配向膜位于与第二基板相对的一侧；所述第二基板包括至少一支撑柱、包覆支撑柱的透明导电层、位于透明导电层上的第二配向膜，该第二配向膜位于与第一基板相对的一侧，其中，所述第一配向膜与第二配向膜在支撑柱的位置处呈贴合状态。其中，所述第一基板为阵列基板，所述第二基板为彩膜基板，且所述第二基板包括色阻层和黑色矩阵，所述支撑柱位于色阻层下方。其中，所述第一基板为阵列基板，所述第二基板为彩膜基板，且所述第二基板包括黑色矩阵，所述支撑柱位于黑色矩阵下方。其中，第一基板的像素电极和第二基板的透明导电层在支撑柱所在位置的区域形成存储电容，所述像素电极和透明导电层作为存储电容的平行板电极。其中，所述第二基板设有显示区域和遮光区域，所述支撑柱设于遮光区域内；所述第一基板还包括纵横交错的扫描线和数据线；所述存储电容的平行板电极位于遮光区域内，且存储电容的平行板电极位于第一基板的扫描线和第二基板的黑色矩阵之间。其中，所述第二基板设有显示区域和遮光区域，所述支撑柱设于遮光区域内；所述第一基板还包括纵横交错的扫描线和数据线，每一列的阵列单元左右两侧均设有数据线，像素电极覆盖两侧的数据线；所述存储电容的平行板电极位于遮光区域内，且存储电容的平行板电极位于第一基板的数据线和第二基板的黑色矩阵之间。其中，所述第二基板设有显示区域和遮光区域，所述支撑柱设于遮光区域内；所述第一基板还包括纵横交错的扫描线和数据线，每一列的阵列单元只有一根数据线，像素电极覆盖相邻的两数据线；所述存储电容的平行板电极位于遮光区域内，且存储电容的平行板电极位于第一基板的数据线和第二基板的黑色矩阵之间。其中，所述第二基板设有显示区域和遮光区域，所述支撑柱设于遮光区域内；所述第一基板还包括纵横交错的扫描线和数据线、与扫描线平行的修复线，所述存储电容的平行板电极位于遮光区域内，且存储电容的平行板电极位于第一基板的修复线和第二基板的黑色矩阵之间。其中，支撑柱与第二基板的透明导电接触的面为第二面，存储电容的支撑柱的第二面周边与像素电极边缘之间的距离大于第一基板和第二基板的贴合精度值。其中，支撑柱与第二基板的透明导电接触的面为第二面，像素电极边缘与存储电容的支撑柱的第二面周边之间的距离大于第一基板和第二基板的贴合精度值。本发明又一种液晶显示装置，包括相对的第一基板和第二基板、以及夹设在第一基板和第二基板之间的液晶层，所述第一基板包括至少一支撑柱、包覆支撑柱的像素电极、位于像素电极上的第一配向膜，该第一配向膜位于与第二基板相对的一侧；所述第二基板包括透明导电层、位于透明导电层上的第二配向膜，该第二配向膜位于与第一基板相对的一侧，其中，所述第一配向膜与第二配向膜在支撑柱的位置处呈贴合状态。
其中，所述第一基板为阵列基板，所述第二基板为彩膜基板，且所述第一基板还包括纵横交错的扫描线和数据线、位于扫描线与数据线之间的栅极绝缘、位于数据线与像素电极之间隔着保护绝缘层，所述支撑柱位于保护绝缘层上。其中，所述第一基板设有显示区域和遮光区域，所述支撑柱设于遮光区域内；所述第二基板还包括色阻层和黑色矩阵，支撑柱对应第二基板的黑色矩阵。其中，第一基板的像素电极和第二基板的透明导电层在支撑柱所在位置的区域形成存储电容，所述像素电极和透明导电层作为存储电容的平行板电极。本发明通过将像素电极或透明导电层包覆支撑柱，不需要在第一基板上设计专门的Cs线，也不需要加宽扫描线的宽度，与FFS结构相比，不需要在第一基板上专门设计一层透明导电层。本发明不仅能够大幅增加像素开口率，提高有效透光区域面积，还能缩短制造时间和降低制造成本。
图1为现有常见液晶显示装置的第一基板的平面示意图；图2为现有常见液晶显示装置的第二基板的平面示意图；图3为现有使用专用Cs线的阵列单元结构的示意图；图4为现有使用扫描线兼作存储电容的阵列单元结构的示意图；图5为现有FFS结构的示意图；图6为本发明液晶显示装置的阵列单元的结构示意图；图7为图6所示第一基板的阵列单元的部分结构示意图；图8为图7所示在A-A方向的剖视图；图9为本发明液晶显示装置的第二实施例的结构示意图；图10为本发明液晶显示装置的第二实施例的另一结构示意图；图11为本发明液晶显示装置的第三实施例的结构示意图；图12为本发明液晶显示装置的双数据线设计的第四实施例的结构示意图；图13为本发明液晶显示装置的单数据线设计的第五实施例的结构示意图；图14为本发明液晶显示装置增加修复线的第六实施例的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。图6至图8是本发明液晶显示装置第一实施例的结构示意图，如图8所示，液晶显示装置包括相对的第一基板10、第二基板20、夹设在第一基板10和第二基板20之间的液晶层、以及支撑在第一基板10或第二基板20上的若干支撑柱40，所述第一基板10与第二基板20相对的表面均设有配向膜，并定义设于第一基板10上的配向膜称为第一配向膜51，设于第二基板20上的配向膜称为第二配向膜52。支撑柱40用于支撑第一基板10或第二基板20，使得液晶层能够在第一基板10与第二基板20之间均匀分布。
其中，第一基板10为阵列基板(TFT基板)，第二基板20为彩膜基板(CF基板)。如图6所示为液晶显示装置的阵列单元的结构示意图，所述第一基板10位于第一玻璃基板11上，其包括纵横交错的若干扫描线12和数据线13、像素电极14、薄膜晶体管
15、以及位于像素电极14上的第一配向膜51，薄膜晶体管15包括与扫描线12连接的栅极(图未示)、与数据线13连接的源极(图未示)、以及与像素电极14连接的漏极(图未示)，漏极和像素电极14之间的电学连接通过接触孔(图未示)，在本实施例中，像素电极14与数据线13之间在空间上没有重叠区域。其中，扫描线12与数据线13之间隔着栅极绝缘16，数据线13与像素电极14之间隔着保护绝缘层17，由于栅极绝缘层16和保护绝缘层17为透明层，并且整面分布，故在图6未标注。如图8所示，在本实施例中，第二基板20上分为显示区和遮光区，所述支撑柱40位于第二基板20的遮光区内。在本实施例中，第二基板20位于第二玻璃基板21上，其包括色阻层23和黑色矩阵23、位于色阻层22下方的支撑柱40、透明导电层24、以及第二配向膜52。在其他实施例中，第二基板20也可能不包括色阻层，支撑柱40直接位于黑色矩阵的下方。透明导电层24为氧化铟锡(ΙΤ0)、或石墨烯(Graphene)、或碳纳米管(CNT)、或银纳米线(Ag nano wire)等透明导电材料制成的薄膜,透明导电层24的透过率(@550nm)不低于80%，面电阻不高于103Q/sqm，透过率的均一度彡90%。第二基板20制造时，先在第 二玻璃基板21形成黑色矩阵23，再在黑色矩阵23上形成色阻层，23，再在色阻层22上形成位于支撑柱40，再覆盖透明导电层24，最后形成第二配向膜52，通过这样的制造过程，第二基板20的透明导电层24—部分覆盖在支撑柱40上，一部分覆盖在色阻层22上；第二配向膜52覆盖透明导电层24，即将支撑柱40被包覆在透明导电层24和第二配向膜52内。通过这种方式，第一基板10的第一配向膜51和第二基板20的第二配向膜52在支撑柱40位置处呈紧密贴合状态，并形成如图8所示的重叠区域100，该重叠区域100位于第一基板10的扫描线12的上方,且该重叠区域100位于第一基板10的扫描线12和第二基板20的黑色矩阵22之间。假定图7所示为第m-Ι行和第m行的扫描线122、123、第η行数据线132的示意图，第m行扫描线123对应的阵列单元的像素电极143向上延伸到第m_l条扫描线122上，像素电极143与第m-Ι条扫描线122部分重叠，形成第一部分存储电容Csg (Cs on Gate)18。在图8所示的重叠区域100 (该重叠区域100位于扫描线12的上方)，隔着第一基板10侧的第一配向膜51和第二基板20侧的第二配向膜52，第一基板10的像素电极143与第二基板20侧的透明导电层24之间形成第二部分存储电容CsCC(Cs on CF COM)，所述像素电极14和透明导电层24作为存储电容的平行板电极。支撑柱40与第二基板20的色阻层23接触的面为第一面41、与第二基板20的透明导电层24接触的面为第二面42，第二部分存储电容Cscc是支撑柱40的第二面42和第一基板的像素电极143重叠的面积；第二部分存储电容Cscc位于遮光区域内，且第二部分存储电容Cscc相对的两平行板电极(像素电极14与透明导电层24)的两侧对应的是第一基板10的扫描线和第二基板20的黑色矩阵22。对于m-Ι条扫描线122，Csg和Cscc是以串联的形式影响m—Ι条扫描线122的信号延迟时间。所以，Cscc的存在并不会额外增加m-Ι条扫描线122的电容阻抗。在实际设计时，除了通过设计支撑柱40面积的不同值来控制Cscc的电容值外，还可以通过调整Cscc之间的配向膜总厚度，控制Cscc的电容值。第一基板10侧和第二基板20侧的配向膜51、52厚度均一般在800A左右，即Cscc(Cs on CF COM)的电容介质层一般在1600 A左右，因为Cscc的配向膜绝缘介质较薄,通过设计较小的支撑柱40面积就能获得较大的Cscc电容值。所以，由于Cscc的存在，不需要对Csg的大小要求进行苛刻的设置。这样，一方面可以缩小扫描线的宽度，提高像素开口率。另一方面可以放宽对保护绝缘层，或者栅极绝缘层的厚度要求，从而使图8中的保护绝缘层17可以使用微米级厚度的无机绝缘膜、有机绝缘膜、或者无机绝缘膜和有机绝缘膜的组合。本发明通过将支撑柱40包覆在透明导电层24和第二配向膜52内，从而省略了公共电极线(Cs线)，与现有技术相比，阵列单元中能够用来透光的开口区域的上下距离为Lcc (如图6所示)远大于Lc (如图3)。像素的有效透光区域面积远大于图3所示的结构。同样，因为本发明对扫描线的宽度要求没有图4所示的结构苛刻，使用本发明的扫描线宽度可以做得比图4所示的结构更小，所以与图4所示的像素结构相比，阵列单元中能够用来透光的开口区域的上下距离为Lcc明显大于Lg。图9和图10所示为本发明的第二实施例的结构示意图，由于第一基板10和第二基板20贴合时存在一定的对位偏差σ (单位为um),为了保证液晶显示装置中所有像素的第二部分存储电容Cscc电容值不受对位偏差σ的影响，可以对Cscc进行如图9或者图10所示的电容补偿设计。在图9中，支撑柱40第一面41周边的边缘与像素电极14的边缘距离a、b、C、d必须满足a> σ , b> σ , c> σ , d> σ ,即即第二部分存储电容Cscc (Cs on CFCOM)的支撑柱40的第二面42周边与像素电极14边缘之间的距离大于第一基板和第二基板的贴合精度值；对于图10所示的方`案，像素电极的边缘与支撑柱40的第二面42周边的边缘距离a’、b’、c’、d’必须满足a’ > σ ;b’>o ;c’>o ;d’ > σ，即像素电极14边缘与第二部分存储电容Cscc (Cs on CF COM)的支撑柱40的第二面42周边之间的距离大于第一基板和第二基板的贴合精度值。图11所示为本发明的第三实施例的结构示意图，本第三实施例与上述第一实施例的区别是支撑柱40设置于第一基板10上，支撑柱40位于保护绝缘层17的上方，然后再在支撑柱40上覆盖像素电极14，最后在像素电极14上铺设第一配向膜51，这样同样使得第一基板10的第一配向膜51和第二基板20的第二配向膜52在支撑柱40位置紧密贴合。在支撑柱40的支撑下，像素电极14和第二基板20侧的透明导电层24之间形成存储电容Cscc，本第三实施例的效果与上述第一实施例相同，故不重复叙述。假定支撑柱40与第一基板10的像素电极14接触的面为第一面41、与第一基板10的保护绝缘层17接触的面为第二面42，存储电容Cscc是支撑柱40的第一面41和第二基板的透明导电层24重叠的面积；第二部分存储电容Cscc位于遮光区域内，且第二部分存储电容Cscc相对的两平行板电极(像素电极14与透明导电层24)的两侧对应的是第一基板10的扫描线和第二基板20的黑色矩阵22。
图12所示为本发明的第四实施例的结构示意图，当第一基板10的保护绝缘层17膜厚度达到微米级别时，如保护绝缘层17的厚度为2um或者3um时，本阵列单元结构为每一列的阵列单元都采用左右两侧都设有数据线13，像素电极14覆盖到两侧的数据线13上，且对上下行阵列单元的像素电极进行间隔驱动输入，支撑柱40位于相邻两数据线14之间的上方，通过用叠在相邻两阵列单元的数据线13上方的像素电极与第二基板的透明导电层形成第二部分存储电容Cscc (Cs on CF COM)，第二部分存储电容Cscc相对的两平行板电极(像素电极14与透明导电层24)的两侧对应的是第一基板10的数据线13和第二基板20的黑色矩阵22，支撑柱40可以位于第二基板20 —侧，具体形成方式如上述第一实施例；支撑柱40也可以位于第一基板10 —侧，具体形成方式如上述第三实施例，故不重复叙述。图13所示为本发明的第五实施例的结构示意图，本第五实施例与上述第四实施例区别的是每一列的阵列单元只有一根数据线13单独进行信号输入，像素电极14也是覆盖到相邻的两数据线13上，用叠在数据线13上方的像素电极14与第二基板的透明导电层24形成第二部分存储电容Cscc (Cs on CF COM)，第二部分存储电容Cscc相对的两平行板电极(像素电极14与透明导电层24)的两侧对应的是第一基板10的数据线13和第二基板20的黑色矩阵22，本第五实施例其他都与上述第四实施例相同，故不重复叙述。图14所示为本发明的第六实施例的结构示意图，为了方便点缺陷或者线缺陷的修复，在阵列单元中增加与扫描线12平行的修复线19，通过用叠在修复线19上方的像素电极14与第二基板20的透明导电层24形成第二部分存储电容Cscc (Cs on CF COM)，第二部分存储电容Cscc相对的两平行板电极(像素电极14与透明导电层24)的两侧对应的是第一基板10的修复线19和第二基板20的黑色矩阵22，修复线19作为Cs线，在需要进行修复的时候，用激光切割和激光打点切出其中的一段进行电学特性的隔离或者连接。本第六实施例其他都与上述第四实施例相同，故不重复叙述。本发明通过将像素电极或透明导电层包覆支撑柱，不需要再第一基板上设计专门的Cs线，也不需要加宽扫描线的宽度，与FFS结构相比，不需要在第一基板上专门设计一层透明导电层。本发明不仅能够大幅增加像素开口率，提高有效透光区域面积，还能缩短制造时间和降低制造成本。
权利要求
1.一种液晶显示装置，包括相对的第一基板和第二基板、以及夹设在第一基板和第二基板之间的液晶层，其特征在于 所述第一基板包括像素电极、位于像素电极上的第一配向膜，该第一配向膜位于与第二基板相对的一侧； 所述第二基板包括至少一支撑柱、包覆支撑柱的透明导电层、位于透明导电层上的第二配向膜，该第二配向膜位于与第一基板相对的一侧，其中，所述第一配向膜与第二配向膜在支撑柱的位置处呈贴合状态。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于所述第一基板为阵列基板，所述第二基板为彩膜基板，且所述第二基板包括色阻层和黑色矩阵，所述支撑柱位于色阻层下方。
3.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于所述第一基板为阵列基板，所述第二基板为彩膜基板，且所述第二基板包括黑色矩阵，所述支撑柱位于黑色矩阵下方。
4.根据权利要求2或3述的液晶显示装置，其特征在于第一基板的像素电极和第二基板的透明导电层在支撑柱所在位置的区域形成存储电容，所述像素电极和透明导电层作为存储电容的平行板电极。
5.根据权利要求4述的液晶显示装置，其特征在于所述第二基板设有显示区域和遮光区域，所述支撑柱设于遮光区域内；所述第一基板还包括纵横交错的扫描线和数据线；所述存储电容的平行板电极位于遮光区域内，且存储电容的平行板电极位于第一基板的扫描线和第二基板的黑色矩阵之间。
6.根据权利要求4述的液晶显示装置，其特征在于所述第二基板设有显示区域和遮光区域，所述支撑柱设于遮光区域内；所述第一基板还包括纵横交错的扫描线和数据线，每一列的阵列单元左右两侧均设有数据线，像素电极覆盖两侧的数据线；所述存储电容的平行板电极位于遮光区域内，且存储电容的平行板电极位于第一基板的数据线和第二基板的黑色矩阵之间。
7.根据权利要求4述的液晶显示装置，其特征在于所述第二基板设有显示区域和遮光区域，所述支撑柱设于遮光区域内；所述第一基板还包括纵横交错的扫描线和数据线，每一列的阵列单元只有一根数据线，像素电极覆盖相邻的两数据线；所述存储电容的平行板电极位于遮光区域内，且存储电容的平行板电极位于第一基板的数据线和第二基板的黑色矩阵之间。
8.根据权利要求4述的液晶显示装置，其特征在于所述第二基板设有显示区域和遮光区域，所述支撑柱设于遮光区域内；所述第一基板还包括纵横交错的扫描线和数据线、与扫描线平行的修复线，所述存储电容的平行板电极位于遮光区域内，且存储电容的平行板电极位于第一基板的修复线和第二基板的黑色矩阵之间。
9.根据权利要求4述的液晶显示装置，其特征在于支撑柱与第二基板的透明导电接触的面为第二面，存储电容的支撑柱的第二面周边与像素电极边缘之间的距离大于第一基板和第二基板的贴合精度值。
10.根据权利要求4述的液晶显示装置，其特征在于支撑柱与第二基板的透明导电接触的面为第二面，像素电极边缘与存储电容的支撑柱的第二面周边之间的距离大于第一基板和第二基板的贴合精度值。
11.一种液晶显示装置，包括相对的第一基板和第二基板、以及夹设在第一基板和第二基板之间的液晶层，其特征在于 所述第一基板包括至少一支撑柱、包覆支撑柱的像素电极、位于像素电极上的第一配向膜，该第一配向膜位于与第二基板相对的一侧； 所述第二基板包括透明导电层、位于透明导电层上的第二配向膜，该第二配向膜位于与第一基板相对的一侧，其中，所述第一配向膜与第二配向膜在支撑柱的位置处呈贴合状态。
12.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于所述第一基板为阵列基板，所述第二基板为彩膜基板，且所述第一基板还包括纵横交错的扫描线和数据线、位于扫描线与数据线之间的栅极绝缘、位于数据线与像素电极之间隔着保护绝缘层，所述支撑柱位于保护绝缘层上。
13.根据权利要求11述的液晶显示装置，其特征在于所述第一基板设有显示区域和遮光区域，所述支撑柱设于遮光区域内；所述第二基板还包括色阻层和黑色矩阵，支撑柱对应第二基板的黑色矩阵。
14.根据权利要求12述的液晶显示装置，其特征在于第一基板的像素电极和第二基板的透明导电层在支撑柱所在位置的区域形成存储电容，所述像素电极和透明导电层作为存储电容的平行板电极。
全文摘要
本发明提供一种液晶显示装置，包括相对的第一基板和第二基板、以及夹设在第一基板和第二基板之间的液晶层，所述第一基板包括像素电极、位于像素电极上的第一配向膜，该第一配向膜位于与第二基板相对的一侧；所述第二基板包括至少一支撑柱、包覆支撑柱的透明导电层、位于透明导电层上的第二配向膜，该第二配向膜位于与第一基板相对的一侧，其中，所述第一配向膜与第二配向膜在支撑柱的位置处呈贴合状态。本发明通过将像素电极或透明导电层包覆支撑柱，不需要再第一基板上设计专门的存储电容线，也不需要加宽扫描线的宽度，本发明不仅能够大幅增加像素开口率，提高有效透光区域面积，还能缩短制造时间和降低制造成本。
文档编号G02F1/1339GK103064218SQ20121058481
公开日2013年4月24日 申请日期2012年12月28日 优先权日2012年12月28日
发明者马群刚 申请人:南京中电熊猫液晶显示科技有限公司