一种液晶显示设备及其制造方法

专利名称：一种液晶显示设备及其制造方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示技术领域，尤其涉及一种液晶显示设备以及该液晶显示设备的制造方法。
背景技术：
当前，影响液晶显示器发光效果的参数之一为像素开口率(像素的透光面积与像素面积之比率)，例如，像素开口率增加时，液晶显示器的耗电更低，亮度更高。在传统的薄膜晶体管液晶显不器(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display, LCD)设计中，为了增加像素开口率，一种解决方案是在于，将像素电极(pixelelectrode)，诸如铟锡氧化物(Indium Tin Oxide, ITO)透明电极，的面积增加，且与栅极电路以及源极/漏极电路重叠，便可使像素开口率增加大约109Γ20%左右。然而，该设计将会像素电极更趋于接近数据线(data line)。一旦像素电极与数据线过于接近，二者间将进一步产生较大的寄生电容·(parasitic capacitance)。另一方面，通常在像素电极与数据线之间设置较高介电常数的介电质，如，氮化硅薄膜。较高的介电常数将导致寄生电容增大。如果该寄生电容的电容值过高，将进一步致使像素电极上充饱的电荷在下一个画面转换前，受到数据线传送不同电压的影响，从而产生串音效应(cross talk)。为此，可设置一保护层，藉由共通电极线与像素电极之间的距离增大来降低寄生电容的影响，但二者间的距离增大同时也会减小其存储电容。若要维持总的存储电容保持不变，势必会增加与存储电容相关的电极表面积，而电极表面积的增加将反过来降低了像素开口率。此外，AHVA (Advanced Hyper Viewing Angle,超视角高清晰技术)通过增加PEP(Photo Engraving Process,完成一次黄光制程称之为一个PEP)的数量,改善a_Si薄膜晶体管的像素开口率，从而提供超高分辨率的高画质图像效果。但是，此种设计方案将会使数据线与像素之间的段差过大，造成Cell段制程时易出现PIrubbing (PI膜取向)不良的情形。如果将数据线上方的保护层减薄，降低数据线与像素之间的段差，虽然PI rubbing不良现象可得到改善，但随之而来的是数据线与共通电极之间的距离缩短，增加了 RC负荷。有鉴于此，如何设计一种改进的液晶显示设备，在无需减薄数据线上方的保护层厚度的同时，还可减小数据线与像素之间的段差，避免PI rubbing不良情形的发生，是业内相关技术人员亟待解决的课题。

发明内容
针对现有技术中的液晶显示设备所存在的上述缺陷，本发明提供了一种新颖的液晶显示设备及其制造方法。依据本发明的一个方面，提供了一种液晶显示设备的制造方法，包括以下步骤形成一栅极绝缘层；在所述栅极绝缘层挖出一沟槽；
沉积一数据线于所述沟槽内；形成一像素于所述栅极绝缘层的上方；形成一图案化的第一保护层于所述数据线的上方以及所述像素的上方；以及形成一图案化的共通电极层于所述第一保护层的上方，其中，所述像素上方的共通电极层呈现一预设图案。优选地，第一保护层为一非晶硅层。
优选地，共通电极层的材质为铟锡氧化物。依据本发明的另一个方面，提供了一种液晶显示设备的制造方法，包括以下步骤形成一栅极绝缘层；在所述栅极绝缘层挖出一沟槽；沉积一数据线于所述沟槽内；形成一像素于所述栅极绝缘层的上方；填注一第二保护层于所述沟槽，以包围所述数据线；形成一图案化的第一保护层于所述第二保护层的上方以及所述像素的上方；以及形成一图案化的共通电极层于所述第一保护层的上方，其中，所述像素上方的共通电极层呈现一预设图案，其中，藉由所述第一保护层和所述第二保护层对所述数据线进行保护。优选地，第一保护层的材质为氧化铝，第二保护层的材质为铟镓锌氧化物或聚合
物复合层。优选地，共通电极层的材质为铟锡氧化物。依据本发明的又一个方面，提供了一种液晶显示设备，包括一栅极绝缘层，具有一沟槽；一数据线，位于所述沟槽内；一像素，位于所述栅极绝缘层的上方；一第一保护层，位于所述数据线的上方以及所述像素的上方；以及一共通电极层，位于所述第一保护层的上方，其中，所述像素上方的共通电极层呈现一预设图案。优选地，该液晶显示设备还包括一第二保护层，位于所述数据线与所述第一保护层之间，藉由所述第一保护层和所述第二保护层对所述数据线进行保护。优选地，第一保护层的材质为氧化铝，第二保护层的材质为铟镓锌氧化物或聚合
物复合层。优选地，共通电极层的材质为铟锡氧化物。采用本发明的液晶显示设备及其制造方法，在栅极绝缘层挖出一沟槽，并将数据线沉积于该沟槽内，然后形成一图案化的第一保护层在数据线的上方和像素的上方，从而可有效地缩小数据线与像素之间的段差，避免PI rubbing不良情形的发生，而且还可维持第一保护层的厚度不被减薄，因此不会增加RC负荷。


读者在参照附图阅读了本发明的具体实施方式
以后，将会更清楚地了解本发明的各个方面。其中，图I示出现有技术中的一种液晶显示设备的结构框图；图2为依据本发明的一实施方式的液晶显示设备的结构框图；图3A 3E示出用来制造图2中的液晶显示设备的一具体实施例的分解步骤示意图；以及图4A 4F示出用来制造图2中的液晶显示设备的另一具体实施例的分解步骤示意图。
具体实施例方式为了使本申请所揭示的技术内容更加详尽与完备，可参照附图以及本发明的下述各种具体实施例，附图中相同的标记代表相同或相似的组件。然而，本领域的普通技术人员应当理解，下文中所提供的实施例并非用来限制本发明所涵盖的范围。此外，附图仅仅用于示意性地加以说明，并未依照其原尺寸进行绘制。下面参照附图，对本发明各个方面的具体实施方式
作进一步的详细描述。图I示出现有技术中的一种液晶显示设备的结构框图。参照图I,该液晶显示设备包括一栅极绝缘层(Gate Insulated Layer) 101、一数据线103和一像素105。其中，数据线103位于栅极绝缘层101的上方，且对应于液晶显示设备的非显示区域；像素105亦位于栅极绝缘层101的上方,且对应于液晶显示设备的显示区域(Active Area, AA) 此外，在数据线103和像素105的上方，沉积有一图案化的保护层107，通过该保护层107对数据线103和像素105进行保护。接着，在保护层107的上方沉积一共通电极层，按照非显示区域和显示区域的位置区分，该共通电极层包括共通电极部109和共通电极部111。如图I所示，非显示区域所对应的共通电极部109为连续型的，显示区域对应的共通电极部111呈现为一预设图案。如前文所述，液晶显示设备通过增加PEP的数量，可改善a-Si薄膜晶体管的像素开口率，从而提供超高分辨率的高画质图像效果。但是，此种设计会使数据线103与像素105之间的段差过大，造成Cell段制程易出现PI rubbing不良的情形。为了缓解数据线103与像素105之间的段差过大，虽然可借助减薄数据线103上方的保护层107，但随之而来会缩短数据线103与共通电极109之间的距离，增加RC负荷。为了有效地改进或消除上述缺陷，本发明提出了一种液晶显示设备以及该液晶显示设备的制造方法。图2为依据本发明的一实施方式的液晶显示设备的结构框图。参照图2，本发明的液晶显示设备包括一栅极绝缘层201、一数据线203、一像素205、一第一保护层207和一共通电极层。其中，栅极绝缘层201具有一沟槽P，例如，该沟槽P为一倒梯形结构。数据线203位于栅极绝缘层201的沟槽P内。像素205位于栅极绝缘层201的上方。第一保护层207位于数据线203的上方以及像素205的上方。共通电极层根据数据线203和像素205的不同位置，可分别标示为共通电极部209和共通电极部211。例如，该共通电极层的材质为铟锡氧化物。位于像素205上方的共通电极部211呈现一预设图案。在一实施例中，第一保护层207可先填充栅极绝缘层201的沟槽P，然后在数据线203的上方形成一平坦表面。同时，第一保护层207也沉积于像素205的上方，从而藉由该第一保护层207对数据线203和像素205进行保护。从图2以及上面的描述可知，数据线203位于栅极绝缘层201的沟槽P内，而像素205仍然形成于栅极绝缘层201的上方，如此一来，数据线203与像素205之间的段差可有效地减小，而且第一保护层207的厚度并没有减薄，因此也不会增加RC负荷。反观传统液晶显示设备的结构(如图I所示)，数据线与像素同时沉积在栅极绝缘层的上方，数据线与像素间的段差较大，因而容易出现PI rubbing不良的情形。在一具体实施例中，本发明的液晶显示设备还包括一第二保护层213，该第二保护层213设置于数据线203与第一保护层207之间，藉由该第一保护层207和第二保护层213对数据线203进行保护。例如，可先使用不同于第一保护层207材质的第二保护层213填充栅极绝缘层201的沟槽P，然后再将第一保护层207沉积于第二保护层213的上方。举例来说，第一保护层207的材质可为氧化铝，第二保护层213的材质可为铟镓锌氧化物或聚合物复合层。在下文中，将结合图4A 4F予以详细描述。 图3A 3E示出用来制造图2中的液晶显示设备的一具体实施例的分解步骤示意图。在图2的液晶显示设备的制造方法中，首先，形成一栅极绝缘层201，然后在该栅极绝缘层201上开挖出一沟槽P，如图3A所示。接着，在图3B和3C中，于栅极绝缘层201的沟槽P内沉积一数据线203，并在栅极绝缘层201的非沟槽处沉积一像素205。例如，该像素205位于液晶显示设备的显示区，该数据线203位于液晶显示设备的非显示区。参照图3D，当数据线203和像素205沉积于栅极绝缘层201的对应位置后，再形成图案化的第一保护层207于数据线203的上方以及像素205的上方。例如，第一保护层的材质为非晶硅。然后，形成图案化的共通电极层于该第一保护层207的上方，如图3E所示，数据线203上方的第一保护层207之上的共通电极层部分为一连续的共通电极部209，而像素205上方的共通电极层部分为呈现一预设图案的共通电极部211。从图3CT3E可以知晓，相比于现有技术，数据线203与像素205之间的段差显著地减小了，因而可有效改善Cell制程中的PI rubbing不良情形。图4A 4F示出用来制造图2中的液晶显示设备的另一具体实施例的分解步骤示意图。类似于图3A 3C，在图4A 4C的制程步骤中，首先形成一栅极绝缘层201，在该栅极绝缘层201上开挖出一沟槽P (如图3A所示)。接着，于栅极绝缘层201的沟槽P内沉积一数据线203 (如图3B所示)。然后，在栅极绝缘层201的非沟槽处沉积一像素205 (如图3C所示)。例如，该像素205位于液晶显示设备的显示区，而该数据线203位于液晶显示设备的非显示区。应当理解，在其它的一些实施例中，也可先在栅极绝缘层201的非沟槽处沉积一像素205，然后在栅极绝缘层201的沟槽内沉积一数据线203。在图4D中，填注一第二保护层213于栅极绝缘层201的沟槽P，以包围沟槽P内的数据线203，例如，该第二保护层的材质可为铟镓锌氧化物(IGZO)或聚合物复合层。然后，在图4E和4F中，形成一图案化的第一保护层207于第二保护层213的上方以及像素205的上方，并且形成一图案化的共通电极层于第一保护层207的上方。如此一来，可藉由第一保护层207和第二保护层213对数据线203进行保护。
采用本发明的液晶显示设备及其制造方法，在栅极绝缘层挖出一沟槽，并将数据线沉积于该沟槽内，然后形成一图案化的第一保护层在数据线的上方和像素的上方，从而可有效地缩小数据线与像素之间的段差，避免PI rubbing不良情形的发生，而且还可维持第一保护层的厚度不被减薄，因此不会增加RC负荷。 上文中，参照附图描述了本发明的具体实施方式
。但是，本领域中的普通技术人员能够理解，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，还可以对本发明的具体实施方式
作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本发明权利要求书所限定的范围内。
权利要求
1.一种液晶显示设备的制造方法，其特征在于，该制造方法包括以下步骤形成一栅极绝缘层；在所述栅极绝缘层挖出一沟槽；沉积一数据线于所述沟槽内；形成一像素于所述栅极绝缘层的上方；形成一图案化的第一保护层于所述数据线的上方以及所述像素的上方；以及形成一图案化的共通电极层于所述第一保护层的上方，其中，所述像素上方的共通电极层呈现一预设图案。
2.根据权利要求I所述的制造方法，其特征在于，所述第一保护层为一非晶硅层。
3.根据权利要求I所述的制造方法，其特征在于，所述共通电极层的材质为铟锡氧化物。
4.一种液晶显示设备的制造方法，其特征在于，该制造方法包括以下步骤形成一栅极绝缘层；在所述栅极绝缘层挖出一沟槽；沉积一数据线于所述沟槽内；形成一像素于所述栅极绝缘层的上方；填注一第二保护层于所述沟槽，以包围所述数据线；形成一图案化的第一保护层于所述第二保护层的上方以及所述像素的上方；以及形成一图案化的共通电极层于所述第一保护层的上方，其中，所述像素上方的共通电极层呈现一预设图案，其中，藉由所述第一保护层和所述第二保护层对所述数据线进行保护。
5.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，所述第一保护层的材质为氧化铝，所述第二保护层的材质为铟镓锌氧化物或聚合物复合层。
6.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，所述共通电极层的材质为铟锡氧化物。
7.一种液晶显示设备，其特征在于，所述液晶显示设备包括一栅极绝缘层，具有一沟槽；一数据线，位于所述沟槽内；一像素，位于所述栅极绝缘层的上方；一第一保护层，位于所述数据线的上方以及所述像素的上方；以及一共通电极层，位于所述第一保护层的上方，其中，所述像素上方的共通电极层呈现一预设图案。
8.根据权利要求7所述的液晶显示设备，其特征在于，所述液晶显示设备还包括一第二保护层，位于所述数据线与所述第一保护层之间，藉由所述第一保护层和所述第二保护层对所述数据线进行保护。
9.根据权利要求7所述的液晶显示设备，其特征在于，所述第一保护层的材质为氧化铝，所述第二保护层的材质为铟镓锌氧化物或聚合物复合层。
10.根据权利要求7所述的液晶显示设备，其特征在于，所述共通电极层的材质为铟锡氧化物。
全文摘要
本发明提供了一种液晶显示设备及其制造方法。该液晶显示设备包括栅极绝缘层，具有一沟槽；数据线，位于所述沟槽内；像素，位于所述栅极绝缘层的上方；第一保护层，位于所述数据线的上方以及所述像素的上方；以及共通电极层，位于所述第一保护层的上方，该像素上方的共通电极层呈现一预设图案。采用本发明，在栅极绝缘层挖出一沟槽，并将数据线沉积于该沟槽内，然后形成一图案化的第一保护层在数据线的上方和像素的上方，从而可有效地缩小数据线与像素之间的段差，避免PI rubbing不良情形的发生，而且还可维持第一保护层的厚度不被减薄，因此不会增加RC负荷。
文档编号H01L21/77GK102929022SQ20121040710
公开日2013年2月13日 申请日期2012年10月23日 优先权日2012年10月23日
发明者张祖翰, 黄国有, 陈勃学, 陈茂松 申请人:友达光电股份有限公司