CN103984160B - 阵列基板及其制造方法和液晶显示器件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种阵列基板及其制造方法和液晶显示器件，所述阵列基板包括：衬底基板和多个像素单元，所述多个像素单元位于所述衬底基板上，所述像素单元包括依次层叠的第一电极、第一绝缘层和第二电极；其中，所述第一电极具有开口，所述第一电极的下方形成有一辅助电极，所述第二电极的形状为V形，所述V形的拐角在垂直衬底基板方向上的投影落在所述开口的图形中。本发明的阵列基板及其制造方法和液晶显示器件中，通过在第一电极的下方增加一辅助电极，所述辅助电极正对V形的第二电极的拐角，因此所述辅助电极能够推动位于所述拐角位置的液晶分子进行转动，从而改善向错和按压不均现象。

Description

阵列基板及其制造方法和液晶显示器件

技术领域

本发明涉及液晶显示技术领域，特别涉及一种阵列基板及其制造方法和采用所述阵列基板的液晶显示器件。

背景技术

IPS模式和FFS模式是常见的液晶显示模式，IPS模式和FFS模式的主要特点是正负电极均设置于同一个基板，液晶分子均在平行于基板的面内旋转，因此各个方向上的光均能够穿过液晶分子的短轴，实现宽视角的目的。同时，由于IPS模式和FFS模式的液晶分子是水平排列，液晶分子的偏转速度较传统的垂直排列要快，因此IPS模式和FFS模式的液晶显示器件的反应速度更快。由于IPS模式和FFS模式的液晶显示器件具有如此优异的性能，因此在众多领域都得到广泛应用，比如家电、传媒、航天和医疗等行业。

目前，IPS模式和FFS模式的液晶显示器件已经普遍采用双畴技术（Twodomain）。双畴技术（Two domain）的视角要比传统的单畴技术（one domain）更宽，能够满足用户日益提高的品质要求。

请参考图1，其为现有技术的采用双畴技术的阵列基板的部分平面图。如图1所示，所述阵列基板10上设置有多个V形的像素电极11，所述像素电极11具有对称设置并相互连接的两条侧边，液晶分子50排列于所述像素电极11上，由于所述像素电极11的两条侧边的方向是不同的，因此排布于所述像素电极11上的液晶分子50之间能够相互补偿，从而提高大视角的光学性能。同时，由于液晶分子之间具有自我补偿效果，因此不再需要通过偏光片来实现光学补偿。在液晶显示器件的制造过程中可以采用更加薄型的偏光片，以满足市场对于薄型化的需求。

然而，双畴技术（Two domain）也存在一些缺陷，例如向错(disclination)和按压不均（trace mura）。如图1所示，所述多个像素电极11的位置可以分为A区、B区和C区，其中，A区位于所述像素电极11的拐角位置，即所述像素电极11的两侧侧边的交界处，B区邻近所述交界处，C区远离所述交界处。由于A区位于所述像素电极11的两条侧边的交界处，所述像素电极11的两条侧边对于该处的液晶分子50的作用力是对称的。如图2所示，位于A区的液晶分子分别受到所述像素电极11的两条侧边所施加的作用力（图中虚线箭头所示方向），其所受到的合力（图中实线箭头所示方向）与所述液晶分子的长轴相互垂直，因此该处的液晶分子无法转动，也就是说，该处的液晶分子不能起到应有的改变光线的偏振方向的作用，因此该处的光线无法透过，A区一直显示有一条暗线。

所述像素电极11的两条侧边对于位于B区的液晶分子的作用力虽然是不对称的，但是由于靠近交界处A，所以该处的液晶分子也很难转动。如图3所示，位于B区的液晶分子同样分别受到所述像素电极11的两条侧边所施加的作用力（图中虚线箭头所示方向），其所受到的合力（图中实线箭头所示方向）除了与所述液晶分子的长轴相互垂直的分量之外，也存在微弱的水平分量，但是由于水平分量的作用力太过微弱，该处的液晶分子转动非常困难，因此，在B区会出现黑区，A区的暗线因此而变粗，即所谓的向错(disclination)现象。C区的液晶分子由于远离交界处A，所述像素电极11的两条侧边对于C区的液晶分子的作用力明显不对等，该处的液晶分子容易转动，因此能够正常显示。

同时，由于A区和B区的液晶分子转动困难，一旦受到按压所述液晶分子也难以回复，所以出现按压不均（trace mura）。

因此，如何解决现有的IPS模式和FFS模式的液晶显示器件所存在的向错和按压不均现象，成为本领域技术人员亟待解决的一个技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种阵列基板，所述阵列基板包括：衬底基板和多个像素单元，所述多个像素单元位于所述衬底基板上，所述像素单元包括依次层叠的第一电极、第一绝缘层和第二电极；

其中，所述第一电极具有开口，所述第一电极的下方形成有一辅助电极，所述第二电极的形状为V形，所述V形的拐角在垂直衬底基板方向上的投影落在所述开口的图形中。

相应的，本发明还提供了一种液晶显示器件，所述液晶显示器件包括：彩膜基板、液晶层和如上所述的阵列基板；所述液晶层位于所述彩膜基板和所述阵列基板之间。

相应的，本发明提供了一种阵列基板的制造方法，所述阵列基板的制造方法包括：

提供一衬底基板；

在所述衬底基板上形成第三绝缘层；

在所述第三绝缘层上形成辅助电极；

在所述辅助电极和未被辅助电极覆盖的第三绝缘层上形成第二绝缘层；

在所述第二绝缘层上形成第一电极，所述第一电极具有开口；

在所述第一电极以及第一电极的开口上形成第一绝缘层；以及

在所述第一绝缘层上形成多个第二电极，所述第二电极的形状为V形；

其中，所述V形的拐角在垂直衬底基板方向上的投影落在所述开口的图形中。

综上所述，本发明阵列基板及其制造方法和液晶显示器件中，通过在第一电极的下方增加一辅助电极，所述辅助电极正对V形的第二电极的拐角，因此所述辅助电极能够推动位于所述拐角位置的液晶分子进行转动，从而改善向错和按压不均现象。

附图说明

图1是现有技术的采用双畴技术阵列基板的部分平面图；

图2是现有技术的采用双畴技术的液晶显示器件中像素电极对位于V形的拐角的液晶分子施加作用力的示意图；

图3是现有技术的采用双畴技术的液晶显示器件中像素电极对邻近V形的拐角的液晶分子施加作用力的示意图；

图4a至图4h是本发明实施例的阵列基板的制造方法的结构示意图；

图5a至图5c是本发明实施例的辅助电极的结构示意图；

图6是本发明实施例的阵列基板的部分平面图；

图7是本发明实施例的阵列基板的制造方法的工艺流程图；

图8是本发明其他实施例的阵列基板的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出一种阵列基板及其制造方法和液晶显示器件作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

请参考图4h，其为本发明实施例的阵列基板的结构示意图。如图4h所示，所述阵列基板20包括：衬底基板21和多个像素单元，所述多个像素单元位于所述衬底基板21上，所述像素单元包括依次层叠的第一电极26、第一绝缘层27和第二电极28；其中，所述第一电极26具有开口29，所述第一电极26的下方形成有一辅助电极23，所述第二电极28的形状为V形，所述V形的拐角在垂直衬底基板23方向上的投影落在所述开口29的图形中。

具体的，所述衬底基板21设置有多个像素单元，每个像素单元包括依次层叠的第一电极26、第一绝缘层27和第二电极28，所述第二电极28与所述第一电极26通过所述第一绝缘层27相互绝缘。

其中，所述第二电极28的形状为V形，或称为肩章形，所述第二电极28包括两条相互连接且对称设置的侧边。可见，所述第二电极28的形状为轴对称图形，所述第二电极28的对称轴与所述V形的拐角重合。所述第一电极26具有开口29，所述开口29为至少一个过孔或一狭缝，所述过孔和狭缝的形状均为轴对称图形。所述开口29贯穿所述第一电极26，所述开口29内填充有绝缘层，所述V形的拐角在垂直衬底基板21方向上的投影落在所述开口29的图形中，即所述第一电极26的开口29正对着所述第二电极28的V形的拐角。

请继续参考图4h，所述第一电极26的下方形成有一辅助电极23，所述辅助电极23与所述第二电极28的距离h1大于所述第一电极26与所述第二电极28的距离h2。所述开口29的图形在垂直衬底基板21方向上的投影完全落在所述辅助电极23的图形内，即所述第一电极26的开口29正对着所述辅助电极23，而且所述开口29的宽度小于所述辅助电极23的宽度。

所述辅助电极23的宽度范围在2.5μm到7μm之间。优选的，所述辅助电极23的宽度为3μm、4μm、5μm或6μm。

所述开口29的宽度范围一般在0.5μm到2μm之间。优选的，所述开口29的宽度为1μm或1.5μm。

为了避免引起段差，所述辅助电极23的厚度一般要求在1000埃以下。优选的，所述辅助电极23的厚度为200埃、500埃或800埃。

所述辅助电极23的形状不同，对应的辅助电场也会有所差异。优选的，所述辅助电极23的形状为轴对称图形，所述辅助电极23的对称轴与所述第二电极28的对称轴平行。如图5a至图5c所示，所述辅助电极23的形状可以是矩形、等腰梯形、多边形或其他轴对称图形。

请结合参考图6和图4h，其中，图4h为图6的阵列基板沿AA’线的剖视图。如图6和图4h所示，在所述第二电极28的V形的拐角及其附近除了受到所述第二电极28和第一电极26的电场作用之外，还受到所述辅助电极23的电场作用，对所述辅助电极23施加10V左右的高电压可以使该处的液晶分子充分地转动，由此，光线能够从该处透过，从而消除向错现象。同样的，对于该处同样存在的按压不均现象也可以通过所述辅助电极23向该处的液晶分子施加辅助电场，使得该处的液晶分子加速转动，从而迅速地恢复正常显示。

相应的，本发明还提供了一种阵列基板的制造方法。请参考图7，并结合图4a至图4h，所述阵列基板20的制造方法包括以下步骤：

S10：提供一衬底基板21；

S11：在所述衬底基板21上形成第三绝缘层22；

S12：在所述第三绝缘层22上形成辅助电极23；

S13：在所述辅助电极23和未被所述辅助电极23覆盖的第三绝缘层22上形成第二绝缘层24；

S14：在所述第二绝缘层24上形成第一电极26，所述第一电极26具有开口29；

S15：在所述第一电极以及第一电极的开口上形成第一绝缘层27；

S16：在所述第一绝缘层27上形成多个第二电极28，所述第二电极28的形状为V形；

其中，所述V形的拐角在垂直衬底基板21方向上的投影落在所述开口29的图形中。

具体的，如图4a所示，首先，提供一衬底基板21，所述衬底基板21通常包括透明玻璃基板以及形成于透明玻璃基板上的薄膜晶体管。

接着，如图4b所示，在所述衬底基板21上形成第三绝缘层22，所述第三绝缘层22覆盖在所述衬底基板21的表面上。所述第三绝缘层22采用的材料通常为氮化硅，形成所述第三绝缘层22可以采用现有的工艺，例如化学气相沉积工艺。

然后，如图4c所示，在所述第三绝缘层22上形成辅助电极23，所述辅助电极23的宽度范围在2.5μm到7μm之间，所述辅助电极23的厚度一般在1000埃以下。所述辅助电极23采用的材料为导电材料，可以是金属导电材料，例如铜、钨或各种合金，也可以是透明导电材料，例如氧化铟锡（ITO）。

在所述第三绝缘层22上形成辅助电极23的主要过程包括：在所述第三绝缘层22上沉积辅助电极金属层；对所述辅助电极金属层进行刻蚀形成辅助电极23。优选的，所述辅助电极23的形状为轴对称图形，所述辅助电极23的对称轴与所述第二电极28的对称轴平行。

之后，如图4d所示，在所述辅助电极23和未被所述辅助电极23覆盖的第三绝缘层22上形成第二绝缘层24。所述第二绝缘层24填满所述辅助电极23之间的空间并覆盖所述辅助电极23。所述第二绝缘层24采用的材料通常为二氧化硅，形成所述第二绝缘层24可以采用现有的工艺，例如化学气相沉积工艺。

形成所述第二绝缘层24之后，在所述第二绝缘层24上形成第一电极26。其中，所述第一电极26采用的材料和工艺方法与所述辅助电极23采用的材料和工艺方法相同。在所述第二绝缘层24上形成第一电极26的方法包括：步骤1：如图4e所示，在所述第二绝缘层24上沉积第一导电层；步骤2：如图4f所示，刻蚀所述第一导电层形成第一电极26；步骤3：对所述第一电极26进行刻蚀形成至少一个过孔作为所述第一电极的开口29，所述开口29贯穿所述第一电极26并暴露出所述第一电极26下面的第二绝缘层24，所述过孔的形状为轴对称图形，所述过孔的对称轴均在同一条直线上，所述过孔的图形在垂直衬底基板21方向上的投影完全落在所述辅助电极23的图形内。

在所述第二绝缘层24上形成第一电极26的方法中，步骤3中可以不刻蚀过孔，而是直接刻蚀成一狭缝作为所述第一电极26的开口29，所述狭缝的形状为轴对称图形，所述狭缝的图形在垂直衬底基板21方向上的投影完全落在所述辅助电极23的图形内。

接着，在所述第一电极26以及第一电极26的开口29上形成第一绝缘层27。所述第一绝缘层27采用的材料通常为氮化硅，形成所述第一绝缘层27可以采用现有的工艺，例如化学气相沉积工艺。如图4g所示，形成第一绝缘层27之后，所述第一绝缘层27填满所述开口29并覆盖所述第一电极26。

最后，在所述第一绝缘层27上形成多个第二电极28。其中，所述第二电极28采用的材料和工艺方法与所述第一电极26采用的材料和工艺方法相同。如图6和图4h所示，所述第二电极28的形状为V形，所述V形的拐角在垂直衬底基板21方向上的投影落在所述开口29的图形中，所述第二电极28和第一电极26之间通过所述第一绝缘层27相互绝缘，所述第二电极28和第一电极26均位于所述辅助电极23的上方，所述辅助电极23与所述第二电极28的距离大于所述第一电极26与所述第二电极28的距离。

至此，形成了所述阵列基板20。所述阵列基板20的第一电极26中形成有开口29，所述阵列基板20的第二电极28的形状为V形，所述V形的拐角和开口29的正下方设置有辅助电极23，所述辅助电极23产生的电场能够通过所述开口29作用于所述V形的拐角位置及其附近的液晶分子。

在本发明实施例中，所述辅助电极23位于第三绝缘层22和第二绝缘层24之间，所述第三绝缘层22和第二绝缘层24分别是氮化硅层和二氧化硅层，在形成第二绝缘层24之后，在形成第一电极26之前，还可以在所述第二绝缘层24上形成平坦化层，所述平坦化层采用的材料为有机膜。

在本发明的其他实施例中，所述第三绝缘层22和第二绝缘层24采用的材料可以是有机膜，所述第三绝缘层22和第二绝缘层24合成为平坦化层，在所述平坦化层和所述衬底基板21之间还形成第四绝缘层。所述第四绝缘层采用的材料为氮化硅或二氧化硅。

请参考图8，其为本发明其他实施例的阵列基板的结构示意图。如图8所示，所述辅助电极23位于所述第三绝缘层22和第二绝缘层24之间，所述第三绝缘层22和第二绝缘层24采用的材料均为有机膜，所述第三绝缘层22和第二绝缘层24合成为平坦化层25，所述辅助电极23通过所述平坦化层25与所述第一电极26隔离，所述第三绝缘层22与所述衬底基板21之间还包括形成于所述衬底基板21上的第四绝缘层30，所述第四绝缘层30采用的材料为氮化硅、二氧化硅或氮化硅与二氧化硅的复合材料。

在本发明的其他实施例中，所述阵列基板20的制造过程与前述的工艺步骤S10至S16中的内容基本相同，在此不再一一赘述，具体内容和相应的参数请参见前述的步骤S10至S16。不同之处在于，所述第三绝缘层22和第二绝缘层24采用的材料均为有机膜，所述第三绝缘层22和第二绝缘层24合成平坦化层25，同时，在形成第三绝缘层22之前，在所述衬底基板21上还形成了第四绝缘层30，所述第四绝缘层30采用的材料为氮化硅、二氧化硅或氮化硅与二氧化硅的复合材料。

本发明还提供了一种液晶显示器件，所述液晶显示器件包括：彩膜基板、液晶层和如上所述的阵列基板20；所述液晶层位于所述彩膜基板和所述阵列基板20之间。

综上，本发明阵列基板及其制造方法和液晶显示器件中，通过在所述阵列基板的第一电极中形成开口，在所述第一电极的下方增加一辅助电极，所述辅助电极正对V形的第二电极的拐角，所述辅助电极产生的电场能够通过所述开口作用于所述V形的拐角及其附近，因此所述辅助电极能够推动位于所述拐角位置及其附近的液晶分子进行转动，从而改善采用双畴技术的IPS模式和FFS模式的液晶显示器件所存在的向错和按压不均现象。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (12)

1.一种阵列基板，其特征在于，包括：衬底基板和多个像素单元，所述多个像素单元位于所述衬底基板上，所述像素单元包括依次层叠的第一电极、第一绝缘层和第二电极；

其中，所述第一电极具有开口，所述第一电极的下方形成有一辅助电极，所述第二电极的形状为V形，所述V形的拐角在垂直衬底基板方向上的投影落在所述开口的图形中，并且所述辅助电极位于所述V形的拐角和所述开口的正下方，所述辅助电极产生的电场能够通过所述开口作用于所述V形的拐角位置及其附近的液晶分子。

2.如权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述辅助电极与所述第二电极的距离大于所述第一电极与所述第二电极的距离。

3.如权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述开口的图形在垂直衬底基板方向上的投影完全落在所述辅助电极的图形内。

4.如权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述开口为至少一个过孔，所述过孔的形状为轴对称图形。

5.如权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述开口为一狭缝，所述狭缝的形状为轴对称图形。

6.如权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述辅助电极的形状为轴对称图形，所述辅助电极的厚度小于等于1000埃，所述辅助电极的宽度范围在2.5μm到7μm之间。

7.一种液晶显示器件，其特征在于，包括：彩膜基板、液晶层和如权利要求1至6中任一项所述的阵列基板；所述液晶层位于所述彩膜基板和所述阵列基板之间。

8.一种阵列基板的制造方法，其特征在于，包括：

提供一衬底基板；

在所述衬底基板上形成第三绝缘层；

在所述第三绝缘层上形成辅助电极；

在所述辅助电极和未被辅助电极覆盖的第三绝缘层上形成第二绝缘层；

在所述第二绝缘层上形成第一电极，所述第一电极具有开口；

在所述第一电极以及第一电极的开口上形成第一绝缘层；以及

在所述第一绝缘层上形成多个第二电极，所述第二电极的形状为V形；

其中，所述V形的拐角在垂直衬底基板方向上的投影落在所述开口的图形中，并且所述辅助电极位于所述V形的拐角和所述开口的正下方，所述辅助电极产生的电场能够通过所述开口作用于所述V形的拐角位置及其附近的液晶分子。

9.如权利要求8所述的阵列基板的制造方法，其特征在于，在所述第三绝缘层上形成辅助电极的方法包括：

在所述第三绝缘层上沉积辅助电极金属层；

对所述辅助电极金属层进行刻蚀形成辅助电极，所述辅助电极的形状为轴对称图形。

10.如权利要求9所述的阵列基板的制造方法，其特征在于，在所述第二绝缘层上形成第一电极的方法包括：

在所述第二绝缘层上沉积第一导电层；

刻蚀所述第一导电层形成第一电极；

对所述第一电极进行刻蚀形成至少一个过孔，所述至少一个过孔作为所述第一电极的开口，所述过孔的形状为轴对称图形，所述过孔的对称轴均在同一条直线上，所述过孔的图形在垂直衬底基板方向上的投影完全落在所述辅助电极的图形内。

11.如权利要求9所述的阵列基板的制造方法，其特征在于，在所述第二绝缘层上形成第一电极的方法包括：

在所述第二绝缘层上沉积第一导电层；

刻蚀所述第一导电层形成第一电极；

对所述第一电极进行刻蚀形成一轴对称形状的狭缝，所述狭缝作为所述第一电极的开口，所述狭缝的图形在垂直衬底基板方向上的投影完全落在所述辅助电极的图形内。

12.如权利要求8所述的阵列基板的制造方法，其特征在于，在提供衬底基板之后，形成第三绝缘层之前，还包括：在所述衬底基板上形成第四绝缘层。