專利名稱：近晶態液晶顯示屏基板的電極結構及其制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電極結構及其制作方法，具體地說，是涉及一種近晶態液 晶顯示屏基板的電極結構及其制作方法。
技術背景目前，對于傳統的液晶顯示屏，顯示屏基板上的電極主要有主動式(Active matrix)禾B被動式(Passive matrix)兩種驅動方法。對于采用主動式驅動方法的電極結構而言， 一般采用多層薄膜工藝來實現 每個像素點的直接TFT (Thin Film Transistor,薄膜晶體管)驅動。目前，全 彩色大屏幕的傳統液晶顯示器和液晶電視都必須采用這種主動式驅動方法的 電極結構，但是，這種電極結構造價不菲，初期投入資金太多。對于采用被動式驅動方法的電極結構而言，該電極結構非常簡單。如圖1 所示，下基板10上豎向排列多個條狀電極，這些條狀電極形成一有效電極區 域ll，在該有效電極區域11兩側設有多個導電片13。圖中兩個豎向虛線形成 的區域為封框膠區域14，導電片13位于封框膠區域14內的部分為上下電極導 通部分，見圖中標號12所指出的部分。這些條狀電極和導電片13均連接有一 導電金屬線15，這些導電金屬線15匯集到綁定區域16，并通過該綁定區域16 與外部電路相連。如圖2所示，上基板20上橫向排列多個條狀電極，這些條 狀電極形成一有效電極區域21，并且這些條狀電極分別連接有導電片23。圖 中兩個豎向虛線形成的區域為封框膠區域24，導電片23位于封框膠區域24 內的部分為上下電極導通部分，見圖中標號22所指出的部分。使用時，將上 下基板粘合在一起，上下基板間保持一定縫隙，上基板20有效電極區域11內 的條狀電極與下基板10有效電極區域21內的條狀電極互相正交，形成一顯示 用的像素點陣列。下基板10的條狀電極通過導電金屬線15從綁定區域16與 外部電路相連，上基板20的條狀電極通過上下電極導通部分12、 22以及兩者 間設有的導電金球而從下基板10的綁定區域16與外部電路相連。這種采用被 動式驅動方法的電極結構簡單，造價低，適用于面積小、分辨率低的STN(高 扭曲的向列態液晶)型顯示屏，這種顯示屏只需要對ITO (氧化銦錫)透明電 極進行結構處理，而不需要像主動式電極結構所采用的復雜TFT驅動方式。但 是，這種傳統的采用被動式驅動方法的電極結構只適用于分辨率低、像素點面4積小的小屏幕，而且，由于這種電極結構需要在其有效電極區域外留有足夠的 空間來設置使上下基板電極導通的區域和走線，所以這種電極結構的非有效電 極區域的面積非常大，多塊顯示屏無法進行很嚴密的拼接，拼接后的顯示效果差。發明內容本發明的目的在于提供一種近晶態液晶顯示屏基板的電極結構及其制作 方法，通過該制作方法制造的電極結構適用于大像素點的近晶態液晶顯示屏， 該電極結構緊湊，有效利用了基板上的有效電極區域，易實現顯示屏間的拼接。為了實現上述目的，本發明采用了以下技術方案一種近晶態液晶顯示屏基板的電極結構，該電極結構應用于近晶態液晶顯 示屏的基板上，該近晶態液晶顯示屏包括上基板和下基板，在上基板與下基板 間設有由近晶態液晶和添加物混合而成的混合層，在上下基板朝向混合層的一 側設有電極結構，其特征在于上基板的電極結構為上基板設有M個平行 排列的條狀電極，該條狀電極由ITO電極和條狀金屬電極組成，多個ITO電 極形成條狀電極面，ITO電極間具有間隙，條狀金屬電極設于該條狀電極面的一側，該條狀金屬電極與每一ITO電極的一端連接，每一該條狀電極設有一上下導通金屬電極，該上下導通金屬電極與位于同一條狀電極上的條狀金屬電極相連，在該上基板的四周設有封框膠區；下基板的電極結構為下基板設有N個平行排列的條狀電極，該條狀電極由ITO電極和條狀金屬電極組成，多個ITO 電極形成條狀電極面，ITO電極間具有間隙，條狀金屬電極設于該條狀電極面 的一側，該條狀金屬電極與每一ITO電極的一端連接，每一該條狀電極旁的空 隙處設有一上下導通連接區，下基板一端設有電極綁定區，每一該條狀金屬電 極通過該電極綁定區與外部電路連接，每一該上下導通連接區經連通金屬電極而通過該電極綁定區與外部電路連接，在該下基板的四周設有封框膠區；其中 上基板的上下導通金屬電極與下基板的上下導通連接區一一對應設置，以使上 下基板電極結構相對放置且上下基板條狀電極正交形成像素點陣列時上基板 的上下導通金屬電極與下基板的上下導通連接區一一相對放置。一種近晶態液晶顯示屏基板的電極結構制作方法，其特征在于包括步驟步驟l:清洗基板，以除去基板表面的灰塵和油脂；步驟2:將ITO板設于基板上，在ITO板上涂抹用于曝光ITO的曝光膠， 使用ITO掩模對ITO板曝光，并蝕刻ITO板，清洗剩余的曝光膠并烘干，以 形成ITO電極；步驟3:在形成有ITO電極的基板上濺射底層金屬，以形成底層金屬層， 在底層金屬層上涂抹用于曝光底層金屬的曝光膠，使用底層金屬掩模對底層金 屬層曝光，并蝕刻底層金屬層，清洗剩余的曝光膠并烘干，以形成金屬電極的 底層；步驟4:在金屬電極底層上電鍍頂層金屬，以形成金屬電極。 本發明具有如下優點采用本發明制作方法制造出的本發明近晶態液晶顯示屏基板的電極結構 緊湊，在下基板有效電極區域的空隙設置上下導通連接區，上基板的上下導通 金屬電極通過與該上下導通連接區連通而實現上下基板的導通，充分利用了有 效電極區域，極大減小了非有效電極區域的面積，也就是減小了基板邊緣用于 設置導通上下基板用電極的尺寸。由于本發明基板的電極結構的非有效電極區 域面積小，非有效電極區域一般就是封框膠區的寬度，所以采用本發明電極結 構的基板可以進行拼接，形成面積很大的墻式顯示屏，兩個相鄰顯示屏間的間 隙很窄，可實現圖形圖像的相對連續顯示。在本發明電極結構中，上基板的條狀電極經上下導通金屬電極與上下導通 連接區的連通而可通過綁定區域與外部電路連接，從而使得上下基板與外部電 路的連接綁定只需要通過下基板即可實現，節省了上下基板均綁定電極的制程 和成本。在本發明中，除了ITO電極外，還設置了條狀金屬電極，該條狀金屬電極 能夠有效地加強條狀電極的導電性，且使得一個條狀電極整體的電壓均勻、一 致，這樣，可以大大減化驅動電路設計，防止發生條狀電極驅動失真。通過該制作方法制造的本發明電極結構適用于像素點面積較大、像素點間 縫寬較大的液晶顯示屏，特別適用于近晶態液晶顯示屏。
圖1是傳統采用被動式驅動方法的下基板電極結構示意圖；圖2是傳統采用被動式驅動方法的上基板電極結構示意圖；圖3是近晶態液晶顯示屏下基板的電極結構示意圖；圖4是近晶態液晶顯示屏上基板的電極結構示意圖；圖5是上下基板條狀電極形成的像素點陣列示意圖；圖6是上基板電極結構制作方法的流程示意圖；圖7是下基板電極結構制作方法的流程示意圖；圖8是近晶態液晶顯示屏下基板的封框膠掩模示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。如圖3和圖4所示，本發明電極結構適用于近晶態液晶顯示屏的基板等像 素點面積較大、像素點間縫寬較大的液晶顯示屏基板。近晶態液晶顯示屏包括 上基板和下基板，在上基板與下基板間設有由近晶態液晶和添加物混合而成的 混合層，在上下基板朝向混合層的一側設有電極結構，上下基板的材料可為玻 璃或塑料。近晶態液晶可為A類近晶態液晶(Smectic-A)有機化合物，如帶硅氧 基的化合物、四氰基四辛基聯苯、四乙酸癸酯四氰基聯苯等。添加物可為帶導 電特性的化合物，如十六烷基三乙基溴化銨等含有導電離子的化合物。通過控 制施加在上下基板電極結構上的電信號，混合層中的近晶態液晶分子呈現出不 同的排列形態，使近晶態液晶顯示屏在霧狀與全透明間互相轉換而實現顯示。如圖3所示，下基板100的電極結構為下基板100設有N個平行排列的 條狀電極IOK如圖3示出的豎向條狀電極)，該條狀電極101由ITO電極1011 和條狀金屬電極1012組成。多個ITO電極1011形成條狀電極面，ITO電極1011 間具有間隙。條狀金屬電極1012設于該條狀電極面的一側(當然，也可在條 狀電極面的內部設置條狀金屬電極1012)，該條狀金屬電極1012與每一 ITO 電極1011的一端連接，每一該條狀電極101旁的空隙106處設有一上下導通 連接區102。下基板100—端設有電極綁定區105，每一該條狀金屬電極1012 通過該電極綁定區105與外部電路連接，每一該上下導通連接區102經連通金 屬電極103而通過該電極綁定區105與外部電路連接，在該下基板100的四周 設有封框膠區104。封框膠區104和上下導通連接區102上印刷有的封框膠內 均勻摻雜有導電金球。如圖4所示，上基板200的電極結構為上基板200設有M個平行排列 的條狀電極201 (如圖4示出的橫向條狀電極)，條狀電極201間具有一定的 空隙204，該條狀電極201由ITO電極2011和條狀金屬電極2012組成，多個 ITO電極2011形成條狀電極面，ITO電極2011間具有間隙。條狀金屬電極2012 設于該條狀電極面的一側(同下基板一樣，也可在條狀電極面的內部設置條狀 金屬電極1012)，該條狀金屬電極2012與每一 ITO電極2011的一端連接， 每一該條狀電極201設有一上下導通金屬電極202，該上下導通金屬電極202 與位于同一條狀電極201上的條狀金屬電極2012相連，在該上基板200的四 周設有封框膠區203。上基板200的條狀金屬電極2012、上基板200的上下導通金屬電極202、7下基板100的條狀金屬電極1012和下基板100的連通金屬電極103均為兩層 金屬結構，即底層和頂層，底層金屬可為鎳或鉻等基板附著力強的金屬，頂層 金屬可為銅、鋁或銀等電導性強的金屬。如圖5所示，當上基板200與下基板100粘合在一起，形成一液晶盒狀結 構后，上基板200有效電極區域內的條狀電極201與下基板IOO有效電極區域 內的條狀電極101相正交，形成了一個MXN的像素點陣列。一個條狀電極201 與一個條狀電極101形成一像素點，例如圖5示出的像素點p。在圖3和圖4中，上基板200的上下導通金屬電極202與下基板100的上 下導通連接區102—一對應設置。當上下基板電極結構相對放置，且上下基板 條狀電極正交形成像素點陣列時，上基板200的上下導通金屬電極202與下基 板IOO的上下導通連接區102—一相對放置，上下導通連接區102通過其上設 有的導電金球與上下導通金屬電極202相連通，從而實現上下基板的連通。在實際實施中，為了使非有效電極區域的面積更小，可令上基板200邊緣 處的一條狀電極201設有的上下導通金屬電極202位于封框膠區203內，見圖 4中左下角示出的上下導通金屬電極202。并且，下基板100邊緣處的一條狀 電極101旁設有的上下導通連接區102位于封框膠區104內，見圖3中左下角 示出的上下導通連接區102 (實際上，可將此上下導通連接區102視為封框膠 區104的一部分)。該上下導通金屬電極202與該上下導通連接區102對應設 置，當上下基板電極結構相對放置，且上下基板條狀電極正交形成像素點陣列 時，該上下導通金屬電極202與該上下導通連接區102相對放置，也就是說， 將上基板200與下基板100粘合成盒后俯視觀察，相對放置的上下導通金屬電 極202與上下導通連接區102是重合的。在本發明中，ITO電極為透明的，ITO電極1011和2011的寬度約為4mm， ITO電極1011和2011間的間隙為100pm。封框膠區104的寬度約為lmm。上 下基板形成的液晶盒的厚度一般為6微米 20微米，液晶盒厚度是通過有效電 極區域內設有的非導電性隔離球或隔離片，以及封框膠區104和上下導通連接 區102上印刷有的封框膠內含有的導電金球和非導電性隔離棒實現的。由于上 下導通連接區102設置在間隙內，故上下導通連接區102和上下導通金屬電極 202的寬度很窄，其寬度一般為ITO電極間間隙寬度的三分之一到二分之一之 間。而且，上下導通連接區102和上下導通金屬電極202的寬度還需要根據液 晶盒厚度而定， 一般，上下導通連接區102和上下導通金屬電極202的寬度要 比導電金球的直徑大一倍，最好大于兩倍以上，以使足夠的導電金球設于上下導通連接區102上而起到上下基板導通的目的。例如，若ITO電極的寬度為 4mm， ITO電極間的間隙為100pm，液晶盒厚度為10(im，即此時導電金球的 直徑為lO(im，那么，上下導通連接區102的寬度可以為40 50nm。針對上述的上下基板電極結構，本發明提出了一種基板電極結構的制作方法。如圖6所示，上基板的電極結構的制作過程包括如下步驟步驟1:清洗上基板200，以除去上基板200表面的灰塵和油脂，該上基 板200為表面鍍有10歐姆 300歐姆面電阻的基板；步驟2:將ITO板設于上基板200上，在ITO板上涂抹用于曝光ITO的曝 光膠，使用ITO掩模對ITO板曝光，并蝕刻ITO板，清洗剩余的曝光膠并烘 干，以形成圖4示出的ITO電極2011;步驟3:在形成有ITO電極2011的上基板200上濺射底層金屬，以形成 底層金屬層，在底層金屬層上涂抹用于曝光底層金屬的曝光膠(該曝光膠根據 底層金屬所采用的金屬類型而確定)，使用底層金屬掩模對底層金屬層曝光， 并蝕刻底層金屬層，清洗剩余的曝光膠并烘干，以形成金屬電極的底層；步驟4:在金屬電極底層上電鍍頂層金屬，以形成金屬電極(包括條狀金 屬電極和上下導通金屬電極)，見圖4示出的條狀金屬電極2012和上下導通 金屬電極202;步驟5:上基板電極結構制作完成。如圖7所示，下基板的電極結構的制作過程包括如下步驟步驟1:清洗下基板100，以除去下基板100表面的灰塵和油脂，該下基板100為表面鍍有10歐姆 300歐姆面電阻的基板；步驟2:將ITO板設于下基板100上，在ITO板上涂抹用于曝光ITO的曝 光膠，使用ITO掩模對ITO板曝光，并蝕刻ITO板，清洗剩余的曝光膠并烘 干，以形成圖3示出的ITO電極1011;步驟3:在形成有ITO電極1011的下基板100上濺射底層金屬，以形成 底層金屬層，在底層金屬層上涂抹用于曝光底層金屬的曝光膠(該曝光膠根據 底層金屬所采用的金屬類型而確定)，使用底層金屬掩模對底層金屬層曝光， 并蝕刻底層金屬層，清洗剩余的曝光膠并烘干，以形成金屬電極的底層；步驟4:在金屬電極底層上電鍍頂層金屬，以形成金屬電極(包括條狀金 屬電極和連通金屬電極)，見圖3示出的條狀金屬電極1012和連通金屬電極103;步驟5:使用圖8所示的封框膠掩模，在形成金屬電極的下基板IOO上印刷出封框膠區104和上下導通連接區102 (圖8示出的是下基板邊緣處的一條 狀電極旁設置的上下導通連接區設于封框膠區內情形時采用的封框膠掩模)， 該封框膠區104和上下導通連接區102上印刷有的封框膠內均勻含有導電金 球；步驟6:下基板電極結構制作完成(在實際制作下基板時，還要制作出電極綁定區105)。在上述上下基板電極結構中，底層金屬可采用鎳或鉻等基板附著力強的金 屬，頂層金屬可采用銅、鋁或銀等電導性強的金屬。當上下基板的電極結構制作完成后，便可通過下基板IOO的封框膠區104 上印刷有的封框膠將上基板200與下基板IOO進行粘合并熱壓成型，從而形成 最終顯示用的液晶盒結構。上下基板間具有一定的縫隙，該縫隙厚度由其間設 置的非導電性隔離球(或隔離片)、導電金球和非導電性隔離棒直徑大小決定。 得到液晶盒后，便可根據實際需要對液晶盒進行屏幕切割和灌制近晶態液晶過 程，從而實現最終產品——近晶態液晶顯示屏。屏幕切割和灌制近晶態液晶過 程為傳統液晶顯示屏公知的生產工藝，在這里不再贅述。本發明具有如下優點采用本發明制作方法制造出的本發明近晶態液晶顯示屏基板的電極結構緊湊，在下基板有效電極區域的空隙設置上下導通連接 區，上基板的上下導通金屬電極通過與該上下導通連接區連通而實現上下基板 的導通，充分利用了有效電極區域，極大減小了非有效電極區域的面積，也就 是減小了基板邊緣用于設置導通上下基板用電極的尺寸。由于本發明基板的電 極結構的非有效電極區域面積小，非有效電極區域一般就是封框膠區的寬度， 所以采用本發明電極結構的基板可以進行拼接，形成面積很大的墻式顯示屏，兩個相鄰顯示屏間的間隙很窄，可實現圖形圖像的相對連續顯示。在本發明電 極結構中，上基板的條狀電極經上下導通金屬電極與上下導通連接區的連通而 可通過綁定區域與外部電路連接，從而使得上下基板與外部電路的連接綁定只 需要通過下基板即可實現，節省了上下基板均綁定電極的制程和成本。在本發 明中，除了ITO電極外，還設置了條狀金屬電極，該條狀金屬電極能夠有效地 加強條狀電極的導電性，且使得一個條狀電極整體的電壓均勻、 一致，這樣， 可以大大減化驅動電路設計，防止發生條狀電極驅動失真。通過該制作方法制 造的本發明電極結構適用于像素點面積較大、像素點間縫寬較大的液晶顯示 屏，特別適用于近晶態液晶顯示屏。
權利要求
1、一種近晶態液晶顯示屏基板的電極結構，該電極結構應用于近晶態液晶顯示屏的基板上，該近晶態液晶顯示屏包括上基板和下基板，在上基板與下基板間設有由近晶態液晶和添加物混合而成的混合層，在上下基板朝向混合層的一側設有電極結構，其特征在于上基板的電極結構為上基板設有M個平行排列的條狀電極，該條狀電極由ITO電極和條狀金屬電極組成，多個ITO電極形成條狀電極面，ITO電極間具有間隙，條狀金屬電極設于該條狀電極面的一側，該條狀金屬電極與每一ITO電極的一端連接，每一該條狀電極設有一上下導通金屬電極，該上下導通金屬電極與位于同一條狀電極上的條狀金屬電極相連，在該上基板的四周設有封框膠區；下基板的電極結構為下基板設有N個平行排列的條狀電極，該條狀電極由ITO電極和條狀金屬電極組成，多個ITO電極形成條狀電極面，ITO電極間具有間隙，條狀金屬電極設于該條狀電極面的一側，該條狀金屬電極與每一ITO電極的一端連接，每一該條狀電極旁的空隙處設有一上下導通連接區，下基板一端設有電極綁定區，每一該條狀金屬電極通過該電極綁定區與外部電路連接，每一該上下導通連接區經連通金屬電極而通過該電極綁定區與外部電路連接，在該下基板的四周設有封框膠區；其中上基板的上下導通金屬電極與下基板的上下導通連接區一一對應設置，以使上下基板電極結構相對放置且上下基板條狀電極正交形成像素點陣列時上基板的上下導通金屬電極與下基板的上下導通連接區一一相對放置。
2、 根據權利要求1所述的電極結構，其特征在于所述上基板邊緣處的一條狀電極設有的上下導通金屬電極位于封框膠區 內，所述下基板邊緣處的一條狀電極旁設有的上下導通連接區位于封框膠區 內，該上下導通金屬電極與該上下導通連接區對應設置，以使上下基板電極結 構相對放置且上下基板條狀電極正交形成像素點陣列時該上下導通金屬電極 與該上下導通連接區相對放置。
3、 根據權利要求1或2所述的電極結構，其特征在于所述下基板的封框膠區和上下導通連接區上設有的封框膠內含有導電金球。
4、 根據權利要求1或2所述的電極結構，其特征在于所述上基板的條狀金屬電極、所述上基板的上下導通金屬電極、所述下基 板的條狀金屬電極和所述下基板的連通金屬電極均為兩層金屬結構，底層金屬 為鎳或鉻，頂層金屬為銅、鋁或銀中的任一種。
5、 一種近晶態液晶顯示屏基板的電極結構制作方法，其特征在于它包括 步驟步驟l:清洗基板，以除去基板表面的灰塵和油脂；步驟2:將ITO板設于基板上，在ITO板上涂抹用于曝光ITO的曝光膠，使用ITO掩模對ITO板曝光，并蝕刻ITO板，清洗剩余的曝光膠并烘干，以形成ITO電極；步驟3:在形成有ITO電極的基板上濺射底層金屬，以形成底層金屬層，在底層金屬層上涂抹用于曝光底層金屬的曝光膠，使用底層金屬掩模對底層金 屬層曝光，并蝕刻底層金屬層，清洗剩余的曝光膠并烘干，以形成金屬電極的底層；步驟4:在金屬電極底層上電鍍頂層金屬，以形成金屬電極。
6、 根據權利要求5所述的電極結構制作方法，其特征在于在所述步驟1中，基板為表面鍍有10歐姆 300歐姆面電阻的基板。
7、 根據權利要求5所述的電極結構制作方法，其特征在于所述底層金屬為鎳或鉻，所述頂層金屬為銅、鋁或銀中的任一種。
8、 根據權利要求5至7中任一項所述的電極結構制作方法，其特征在于所述基板為上基板。
9、 根據權利要求5至7中任一項所述的電極結構制作方法，其特征在于所述基板為下基板，還包括步驟使用封框膠掩模，在形成金屬電極的下基板上印刷出封框膠區和上下導通連接區，該封框膠區和上下導通連接區上印刷有 的封框膠內含有導電金球。
全文摘要
本發明公開了一種近晶態液晶顯示屏基板的電極結構及其制作方法。上基板設有由ITO電極和條狀金屬電極組成的條狀電極，每一條狀電極設有上下導通金屬電極。下基板設有由ITO電極和條狀金屬電極組成的條狀電極，每一條狀電極旁空隙處設有上下導通連接區。上基板的上下導通金屬電極與下基板的上下導通連接區一一對應設置。該電極結構制作方法包括清洗基板；形成ITO電極；形成金屬電極底層；電鍍頂層金屬，形成金屬電極。通過該制作方法制造的電極結構緊湊，充分利用有效電極區域而減小了非有效電極區域面積，可實現多顯示屏的連續拼接。本發明電極結構適用于像素點面積較大、像素點間縫寬較大的液晶顯示屏，特別適用于近晶態液晶顯示屏。
文檔編號H01L21/00GK101576689SQ20081010589
公開日2009年11月11日 申請日期2008年5月5日 優先權日2008年5月5日
發明者剛 孫 申請人:漢朗科技(北京)有限責任公司