專利名稱：一種有源陣列液晶顯示面板的基板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及有源陣列液晶顯示面板的基板，更具體地，涉及一種象素電容器和與象素電容器串聯(lián)的開關(guān)在垂直于顯示面板表面的方向上的投影面積的總和小于各自實際面積之和的有源陣列液晶顯示面板的基板。
背景技術(shù)：
以非晶硅制造的有源陣列薄膜三極管液晶顯示(Active Matrix Thin Film Transistor Liquid Crystal Display,AM TFT LCD)面板是目前圖像液晶顯示器主流產(chǎn)品。 AM TFT IXD面板的主要結(jié)構(gòu)是上下兩片玻璃，上片玻璃主要用來產(chǎn)生顏色，也稱CF (Color Film)玻璃，下片玻璃表面做有象素電極11和尋址電路陣列，稱作TFT陣列玻璃，簡稱陣列玻璃，其陣列結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中TFT 3是信號線1和象素電容器5之間的開關(guān)。AM TFT 液晶顯示面板的工作過程如下當(dāng)TFT 3的柵極(G)高電平時，源極(S)和漏極(D)之間溝道導(dǎo)通，電流由信號線1通過TFT3向象素電容器5充電。當(dāng)柵極低電平時，S和D之間斷開，象素電容器5上的電壓得到保存。AM TFT IXD目前的應(yīng)用非常廣泛，但其也存在以下不足在TFT IXD中，由于象素電容器5和TFT3都不透明，且做在一個平面上，因此，TFT IXD的開口率比較低，高清晰度IXD的開口率甚至低過40%。在TFT IXD中，每一行的TFT3的柵極依次與行掃描線2連接在一起。受象素面積限制，行掃描線2很細(xì)，其長度過大時會引起線上累積電阻和電容太大，使行掃描速度下降，因此，TFT IXD的顯示面積不能做得很大。AM TFT LCD 可由非晶硅(amorphous Silicon, a-Si)和多晶硅(poly Silicon, P-Si)兩種工藝制造，由a-Si制造TFT所需環(huán)境溫度約600°C，可以在普通平板玻璃上制造，但600°C溫度下任何塑料都將被融化或汽化，因此，TFT不能直接做在塑料襯底上。由 P-Si制造TFT所需環(huán)境溫度約1000°C，只能在石英(二氧化硅)玻璃上制造，不過石英玻璃價格昂貴，因此，P-Si TFT只用于制造小面積IXD。此外，由于a-Si的電子遷移率很低，又不適合用摻雜法做PN節(jié)，因此，除了采用高溫重結(jié)晶方法在a-Si基板周圍生成p-Si，并在p-Si上制作行列驅(qū)動電路外，a-Si TFT本身不能做成具有行列驅(qū)動電路的一體化LCD面板，單純用a-Si制造的大畫面高容量顯示面板的性能也遠(yuǎn)低于用P-Si制造的同類顯示面板的性能。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的，就是要克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種有源陣列液晶顯示面板的基板，該基板的象素電容器和與象素電容器串聯(lián)的開關(guān)在垂直于顯示面板表面的方向上的投影面積的總和小于各自實際面積之和，應(yīng)用該基板的LCD其開口率可以得到提高。為了實現(xiàn)以上目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案一種有源陣列液晶顯示面板的基板，包括底板、掃描線、與掃描線交叉的信號線、位于交叉點附近的象素電容器和與象素電容器串聯(lián)的開關(guān)，所述象素電容器和與象素電容器串聯(lián)的開關(guān)在垂直于顯示面板表面的方向上投影面積的總和小于各自實際面積之和。進(jìn)一步地，所述底板在靠近液晶層一側(cè)開有多條凹槽，所述凹槽內(nèi)設(shè)置有玻璃纖維。為了便于玻璃纖維的生產(chǎn)，所述玻璃纖維的截面可以為圓形。為了跟現(xiàn)有工藝配合，所述玻璃纖維的截面為矩形。為了避免象素電容與象素電容器串聯(lián)的開關(guān)位于同一平面而影響開口率，所述底板的凹槽壁上制作有象素電容器。進(jìn)一步地，為了能夠用光信號控制像素電容器的充放電，所述玻璃纖維至少于一端設(shè)置有可控的光源。為了讓與象素電容器串聯(lián)的開關(guān)的制造過程可以與底板分開，所述開關(guān)被制作在玻璃纖維表面，同時，為了與現(xiàn)有工藝兼容，所述玻璃纖維的表面制作有薄膜晶體管。進(jìn)一步地，為了能夠用光信號控制像素電容器的充放電，所述的玻璃纖維的表面制作有光敏電阻，所述玻璃纖維至少于一端設(shè)置有可控的光源。為了制造一體化顯示面板，至少一根玻璃纖維的表面沉積有多晶硅。進(jìn)一步地，為了制造p-Si AM IXD，所有的玻璃纖維的表面均沉積有多晶硅。為了跟現(xiàn)有工藝兼容，所述底板材質(zhì)可以是玻璃。作為對傳統(tǒng)液晶顯示面板底板材質(zhì)的重大突破，所述底板材質(zhì)可以是塑料。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果在于所述基板的象素電容器和與象素電容器串聯(lián)的開關(guān)在垂直于顯示面板表面的方向上至少有部分相互重疊，或自相重疊，避免了兩者同時占用顯示部分的面積，使開口率得到大幅提高；所述基板支持以光信號控制與象素電容器串聯(lián)的開關(guān)，由于光信號在玻璃纖維中衰減很少，故采用玻璃纖維作為行掃描線避免了傳統(tǒng)TFT LCD因掃描線(柵極母線) 太長積累電容、電阻增大使掃描速度下降的問題，故AM LSR LCD面板可以做的更大；所述基板中開關(guān)電路的制造可以與底板分開，故為制造塑基的IXD提供了可能；此外，將多晶硅沉積在玻璃纖維的表面后可以制作一體化AM LCD面板和p-Si面板，在p-Si面板中，由于只有玻璃纖維是石英，故使用很少量石英便可制造P-Si AM LCD顯示面板，降低了生產(chǎn)成本。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)所述AM TFT IXD結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型所述AM LSR IXD結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實用新型所述AM TFT 一個象素的部分結(jié)構(gòu)截面示意圖。圖4是本實用新型所述AM LSR—個象素的部分結(jié)構(gòu)截面示意圖。圖5是本實用新型所述在玻璃纖維上制作AM LSR的流程圖。圖6是本實用新型所述在玻璃纖維上制作AM TFT的流程圖。圖7是本實用新型所述基板的結(jié)構(gòu)示意圖。其中1-信號線；2-掃描線；3-TFT ；4_光敏電阻(非晶硅)；5_象素電容器；6_玻璃纖維；7-液晶；8-底板；9-凹槽；10-漏光縫；11-象素電極；211-金屬鉻膜I ；212-金屬鉻膜ΙΙ，22-ΙΤ0(氧化銦錫)膜；23-絕緣層；24-象素電容器接觸；25-信號線接觸層。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，通過以下具體實施例對本實用新型做出說明具體實施例1為與現(xiàn)行工藝兼容，本具體實施例將TFT作為象素電容器5的開關(guān)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玻璃上蝕刻出多行凹槽9，并在凹槽壁上由外到內(nèi)依次沉積金屬鉻膜 I 211、絕緣層23、ITO膜22制成象素電容器5 ；(2)將直徑與凹槽9深度相當(dāng)?shù)穆愎饫w6 (玻璃纖維)放入每一個凹槽9中；(3)在底板8表面沉積絕緣層23 (如SW2等)；(4)在絕緣層23表面制作柵極2后，再連續(xù)沉積絕緣層23，非晶硅層4和N+層沈并將3層蝕刻成孤島制成TFT3，在TFT3外面覆蓋一層絕緣層23。(5)在絕緣層23上沉積ITO膜22并蝕刻出信號線1和象素電極11，信號線1和象素電極11分別通過信號線接觸25和象素電容接觸M與N+層沈形成歐姆連接。圖3是本具體實施例所述AM TFT基板一個像素部分結(jié)構(gòu)的截面示意圖。 利用以上方法制作的基板，其工作原理跟現(xiàn)行AM TFT基板相同，即TFT3是信號線 1和象素電容器5之間的開關(guān)，象素電容器5的充放電由TFT3的柵極電平控制，其創(chuàng)新點在于，本實用新型中象素電容器位于底板凹槽壁上，與TFT3所在平面的重疊，不分別占用顯示面積，使象素開口率提高。為了進(jìn)一步與現(xiàn)行工藝兼容，以上實施例中所述光纖6的截面可以是矩形。具體實施例2 參見圖2，一些光敏材料4 (光敏電阻)，如a_Si:H，其在無光照時的阻抗R。ff > IO12 Ω，被照度35001Χ以上白光照射時阻抗R。n彡IO6Ω ,因此，在圖1所示AM TFT陣列中， 如果利用光敏電阻4替代TFT3用于連接象素電容器5和信號線1，用光信號控制象素電容器5的充放電過程也可以得到與TFT3陣列相近的效果。圖2所示為采用光敏電阻4替代 TFT3 的光敏電阻有源陣列(Activity Matrix Light Sensitivity Resistor, AM LSR)的結(jié)構(gòu)示意圖。AM LSR液晶顯示面板的工作過程如下當(dāng)光纖6發(fā)光時，光敏電阻4因受到照射而導(dǎo)通，電流由信號線1通過光敏電阻4向象素電容器5充電；當(dāng)光纖6不發(fā)光，光敏電阻4無光照呈高阻狀態(tài)，截斷了信號線1和象素電容器5之間的通路，象素電容器5上的電壓得到保存。本實用新型所述的AM LSR基板，包括信號線1、光纖6、光敏電阻4與象素電容器 5。信號線1通過光敏電阻4與象素電容器5連接，所述光敏電阻4的電阻值受來自光纖6 的光信號控制，其電阻值的變化影響信號線1和象素電容器5之間電路的通斷。在本實用新型的當(dāng)前具體實施例中，光纖6的端部設(shè)置可控光源，該可控光源所發(fā)出的光從光纖的端部進(jìn)入光纖內(nèi)部使光纖體發(fā)光。用于開關(guān)信號線1與象素電容器5之間電路的光敏電阻 4材質(zhì)為氫化非晶硅(a-Si:H)。結(jié)合該基板所依賴的控制方法，該基板的工作過程包括以下步驟1)可控光源發(fā)光，其所發(fā)的光通過光纖6照射到光敏電阻4 ；[0048]2)光敏電阻4受到光的照射后，電阻值下降；3)信號線1上的電壓被加到象素電容器5上；4)光纖6停止發(fā)光；5)光敏電阻4因沒有光的照射，電阻值上升；6)象素電容器5的電壓得到保存。以上步驟完成一行象素的掃描及控制過程，重復(fù)以上步驟，即可完成對整個面板的掃描。在上述基板中，采用玻璃纖維作為掃描線，利用光的照射對像素開關(guān)進(jìn)行控制，由于光信號在玻璃纖維內(nèi)的衰減很小，不會出現(xiàn)TFT LCD中因掃描線太長使積累電容、電阻增大而影響開關(guān)速度的情況，為突破TFT LCD的固有缺陷制造大尺寸LCD提供了可能。參見圖4，上述AM LSR基板可由以下方法制作(1)在底板8上蝕刻出多行凹槽9，并在凹槽9壁上由外到內(nèi)依次沉積金屬鉻I 211、絕緣層23、ITO膜22形成象素電容器5 ；(2)沿覆有反光層的光纖6長軸方向蝕刻出一條細(xì)長漏光縫隙10，并將光纖6放入每一個凹槽9中；(3)在底板8表面連續(xù)沉積絕緣層23，非晶硅層4和N+層沈并將3層蝕刻成孤島制成光敏電阻4，在光敏電阻4外面覆蓋一層絕緣層23。(5)在絕緣層23上鍍ITO膜22并蝕刻出信號線1和象素電極11，信號線1和象素電極11分別通過信號線接觸25和象素電容接觸M與N+層沈形成歐姆連接。(6)將LED導(dǎo)入每一個凹槽9的光纖6的端部。圖4是本具體實施例所述基板一個象素的部分結(jié)構(gòu)截面示意圖，如前邊所述，采用光敏電阻4做象素電容器串聯(lián)開關(guān)的好處由于光纖6中光信號衰減很少，可以制造大面積的LCD。具體實施例3前述2個具體實施例將象素電容器5和與象素電容器串聯(lián)的開關(guān)直接做在玻璃底板上，實際也可以將象素電容器5和與象素電容器串聯(lián)的開關(guān)單獨做在能耐高溫的玻璃纖維6上，并將該玻璃纖維放置入開槽的塑料或玻璃材質(zhì)的底板8中，在此基礎(chǔ)上完成LCD制作的其他工序。參見圖5，在玻璃纖維6上制作象素電容器5和光敏電阻4，可以按照以下步驟進(jìn)行(1)在玻璃纖維6表面鍍一層金屬鉻膜I 211作為反光膜，如圖5-1 ；(2)在金屬鉻膜I 211上沿玻璃纖維長軸方向蝕刻出一條細(xì)長漏光縫隙10，如圖 5-2 ；(3)在金屬鉻膜I 211上由內(nèi)到外依次沉積絕緣層23，光敏電阻4和n+層沈并在漏光縫隙10的上方將此3層蝕刻成孤島，其中光敏電阻4材質(zhì)為a-Si:H，如圖5_3 ；(4)在完成上一步驟的構(gòu)件表面鍍一層絕緣層23，如圖5-4 ；(5)在步驟的基礎(chǔ)上鍍一層金屬鉻膜II 212，并在該層上做好象素電容接觸 24和信號線接觸25。圖5-5為參照以上方法制作而成的AM LSR—個象素的截面示意圖。[0071]以上AM LSR基板的工作原理如下象素電容器5與光敏電阻4的一端連接，光敏電阻4的另一端連接信號線1，光敏電阻4的電阻值受來自玻璃纖維6內(nèi)的光信號控制，其電阻值的變化影響象素電容器5與信號線1之間電路的通斷。玻璃纖維6的端部設(shè)置可控光源，該可控光源所發(fā)的光從光纖 6的端部進(jìn)入光纖6內(nèi)部使光纖6發(fā)光。本具體實施例中，用于開關(guān)信號線1與象素電容器5之間電路的光敏電阻4材質(zhì)為氫化非晶硅(a-Si H)，當(dāng)玻璃纖維6中有光通過時，光線被金屬鉻膜I 211通過漏光縫10反射至光敏電阻4上，光敏材料4阻抗減少，信號線1與象素電容器5之間的電路導(dǎo)通，信號線1上的電壓加到象素電容器5上；當(dāng)玻璃纖維6中無光線通過時，光敏材料4上無光照射，其自身阻抗增大，信號線1與象素電容器5之間的電路被截斷，象素電容器5上的電壓得到保存，從而完成以玻璃纖維6為掃描線2的象素的尋址，與其他掃描線對應(yīng)的圖像尋址重復(fù)以上過程即可。具體實施例4 參見圖6，在玻璃纖維6上制作AM TFT，可以按照以下步驟進(jìn)行(1)在玻璃纖維6表面鍍一層鉻膜I 211，如圖6-1 ；(2)在金屬膜I 211上沿玻璃纖維6長軸方向蝕刻出行掃描線(柵極)2和象素電容器5的地線(COM)，如圖6-2 ；(3)在行掃描線2和COM的表面從內(nèi)到外依次沉積絕緣層23，非晶硅4 (和η+層 26并將此3層蝕刻成孤島，如圖6-3 ；(4)在完成上一步驟的構(gòu)件表面鍍一層絕緣層23，如圖6-4 ；(5)最后鍍一層鉻作為金屬鉻膜II 212，并制作象素電容器接觸對和信號線接觸 25。圖6-5為參照以上方法制作而成的AM TFT的一個象素的部分結(jié)構(gòu)截面示意圖。以上AM TFT的工作原理如下象素電容器5與TFT3的一端連接，TFT3的另一端連接信號線1。當(dāng)柵極2電壓升高時，信號線1與象素電容器5之間的電路導(dǎo)通，信號線1上的電壓被加到電容器5上；當(dāng)柵極2電壓為0伏特時，信號線1與象素電容器5之間的電路被截斷，象素電容器5上的電壓得到保存，從而完成象素的尋址，與其他掃描線2對應(yīng)的象素尋址重復(fù)以上過程即可。以上兩個具體實施例的共同特征是都將象素電容器5和與象素電容器5串聯(lián)的開關(guān)制作于玻璃纖維6表面，玻璃纖維的截面為圓形。兩個實施例不同在于，AM LSR通過光信號的變化控制象素電容器5的充放電過程，而AM TFT則通過電信號變化完成對象素電容器5的充放電過程的控制。參見圖7，基于上以上已經(jīng)制作有象素電容器5和與象素電容器5串聯(lián)的開關(guān)的玻璃纖維，本實用新型所述有源陣列液晶顯示面板的基板，可以按照以下方式制作(1)在玻璃或塑料底板8上靠近液晶一側(cè)的表面制作出多行凹槽9 ；(2)將具體實施3或4所述的已做好象素電容器5和與象素電容器5串聯(lián)開關(guān)的玻璃纖維6安置入上述凹槽9 ；(3)按常規(guī)TFT面板工藝完成液晶顯示基板的后續(xù)加工。與具體實施例2所述的像素電容器位于底板凹槽側(cè)壁的立體結(jié)構(gòu)相似，具體實施例3和具體實施例4將像素電容器5和與象素電容器5串聯(lián)的開關(guān)制作于玻璃纖維表面也形成類似的立體結(jié)構(gòu)，像素電容器與象素電容器串聯(lián)的開關(guān)都不分別占用顯示面積，所以 IXD的開口率得到提高。由于用SiO2制作的玻璃可以耐高溫，因此可以直接采用高溫多晶硅(High Temperature Poly-Silicon,簡稱HTPS)工藝用p_Si在玻璃玻璃纖維制作AM-TFT或 AM-LSR，同時由于玻璃纖維使用的二氧化硅量很少，因此，即使制造大面積IXD成本增加也很小，由于P-Si的電子遷移率很高，可以用來做列掃描電路，從而大大減少LCD面板的連接線，容易制作一體化LCD面板。由于在p-Si制作行列掃描驅(qū)動電路和象素電容器及與象素電容器串聯(lián)的開關(guān)可以采用業(yè)內(nèi)通用的標(biāo)準(zhǔn)集成電路工藝，在此不就該具體制作過程另作敘述。當(dāng)然，本實用新型所保護(hù)范圍并不限于以上實施例，凡屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動即可實施的基于本實用新型的技術(shù)方案和技術(shù)手段的修改均應(yīng)落入本實用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種有源陣列液晶顯示面板的基板，包括底板、掃描線、與掃描線交叉的信號線、位于交叉點附近的象素電容器和與象素電容器串聯(lián)的開關(guān)，其特征在于，所述象素電容器和與象素電容器串聯(lián)的開關(guān)在垂直于顯示面板表面的方向上投影面積的總和小于各自實際面積之和。
2.如權(quán)利要求1所述的有源陣列液晶顯示面板的基板，其特征在于，所述底板在靠近液晶層一側(cè)開有多條凹槽，所述凹槽內(nèi)設(shè)置有玻璃纖維。
3.如權(quán)利要求2所述的有源陣列液晶顯示面板的基板，其特征在于，所述玻璃纖維的截面為圓形。
4.如權(quán)利要求2所述的有源陣列液晶顯示面板的基板，其特征在于，所述玻璃纖維的截面為矩形。
5.如權(quán)利要求2所述的有源陣列液晶顯示面板的基板，其特征在于，所述底板的凹槽壁上制作有象素電容器。
6.如權(quán)利要求2所述的有源陣列液晶顯示面板的基板，其特征在于，所述底板的凹槽壁上制作有象素電容器，所述玻璃纖維至少于一端設(shè)置有可控的光源。
7.如權(quán)利要求2所述的有源陣列液晶顯示面板的基板，其特征在于，所述玻璃纖維的表面制作有薄膜晶體管。
8.如權(quán)利要求2所述的有源陣列液晶顯示面板的基板，其特征在于，所述的玻璃纖維的表面制作有光敏電阻，所述玻璃纖維的光可以照射于光敏電阻上，所述玻璃纖維至少于一端設(shè)置有可控的光源。
9.如權(quán)利要求2所述的有源陣列液晶顯示面板的基板，其特征在于，至少一根玻璃纖維的表面沉積有多晶硅。
10.如權(quán)利要求2所述的有源陣列液晶顯示面板的基板，其特征在于，所有的玻璃纖維的表面均沉積有多晶硅。
11.如權(quán)利要求2所述的有源陣列液晶顯示面板的基板，其特征在于，所述底板材質(zhì)為玻璃。
12.如權(quán)利要求2所述的有源陣列液晶顯示面板的基板，其特征在于，所述底板材質(zhì)為塑料。
專利摘要本實用新型涉及一種有源陣列液晶顯示面板的基板，所述基板的底板表面開有凹槽且在凹槽內(nèi)設(shè)置有玻璃纖維，所述基板的象素電容器和開關(guān)在垂直于顯示面板表面的方向上投影面積的總和小于各自實際面積之和，因此，象素的開口率大為提高；所述基板支持以光的照射控制像素開關(guān)的通斷的方法，由于光信號在玻璃纖維中衰減很少，故為更大面積LCD面板的制造提供了技術(shù)支持；此外，由于象素開關(guān)可以事先在玻璃纖維上做好，LCD的其它工序不再需要高溫環(huán)境，使得用塑料底板制造LCD面板成為可能。
文檔編號G02F1/1362GK202033560SQ201120053268
公開日2011年11月9日 申請日期2011年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月14日
發(fā)明者張亞美, 王亞平 申請人:張亞美, 王亞平