專利名稱：薄膜晶體管陣列基板及其液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及薄膜晶體管液晶顯示(Thin Film Transistor Liquid CrystalDisplay， TFT-LCD)領(lǐng)域，特別涉及一種垂直取向(Vertical Alignment, VA)式薄 膜晶體管陣列基板及具有該薄膜晶體管陣列基板的液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
薄膜晶體管液晶顯示器(TFT-LCD)具有輕、薄、小等特點，加上其具有功耗低、無 輻射和制造成本相對較低的優(yōu)點，目前在平板顯示領(lǐng)域占主導地位。TFT-LCD非常適合應用 在臺式計算機、掌上型計算機、個人數(shù)字助理(PDA)、便攜式電話、電視和多種辦公自動化和 視聽設(shè)備中。液晶面板是TFT-LCD的主要組件， 一般包括薄膜晶體管陣列基板(也稱為陣 列基板)、彩色濾光片基板以及夾在該薄膜晶體管陣列基板與該彩色濾光片基板之間的液 晶層。 現(xiàn)有技術(shù)的TFT-LCD的陣列基板一般包括多條數(shù)據(jù)線和多條掃描線，并由數(shù)據(jù)線 與掃描線垂直交叉地排列以限定多個像素區(qū)域。各個像素區(qū)域中形成有像素電極，而公共 電極線被設(shè)置在像素電極所在層的下層，通過像素電極與公共電極線相重疊、二者之間隔 有絕緣層的方式來構(gòu)成相應像素區(qū)域的存儲電容。薄膜晶體管形成于數(shù)據(jù)線與掃描線的交 叉位置附近，并包括柵極、半導體層、源極及漏極。通常，薄膜晶體管的柵極與掃描線電性連 接，其源極與數(shù)據(jù)線電性連接，而其漏極與像素電極電性連接。 雖然目前TFT-LCD在平板顯示領(lǐng)域占主導地位，但液晶顯示面板也存在著一些技 術(shù)有待解決的問題，例如廣視角(Wide Viewing Angle)問題，即當使用者在屏幕的正前方 與斜前方觀看圖像時，其所看到的圖像的灰階與亮度并不相同，通常在正前方所看到的圖 像亮度會大于斜前方所看到的圖像亮度，而利用介電異向性為負的負型液晶材料，構(gòu)成垂 直配向(VerticalAlignment， VA)的液晶配向方式，因未施加電壓時，液晶分子即以垂直基 板方式排列，故可提供良好的對比度。然而，通常垂直配向式液晶顯示器為形成多域分割效 果，其所匹配的結(jié)構(gòu)會有些許漏光的情形，從而影響液晶顯示面板的對比度的提高。
請參見圖1及圖2所示，圖1是一種現(xiàn)有多區(qū)域垂直配向(Multi-DomainVertical Alignment，MVA)式液晶顯示面板的一像素結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是沿圖1中A-A'線的截面圖， 由圖2可以示出液晶顯示面板主要包括位于下層的薄膜晶體管陣列基板、位于上層的彩色 濾光片基板80以及夾于二者之間的液晶分子70，其中，彩色濾光片基板上具有公共電極 81。如圖l，相鄰兩根掃描線10和相鄰兩根數(shù)據(jù)線20交叉的區(qū)域為像素區(qū)域，圖1所示像 素電極又分為兩個次像素電極30、40，此類多區(qū)域垂直配向式液晶顯示面板通常于薄膜晶 體管陣列基板上配置狹縫(slit) 60和于彩色濾光片基板80上配置凸起物(bump) 50，從而 使得液晶分子70在未施加電壓時即具有朝不同方向傾斜的預傾角，以有效迅速地控制施 加電壓后的液晶分子的傾斜方向，當施加電壓后，液晶層即可分割為多個分別具有不同傾 斜方向的液晶微域，以有效改善不同觀察角度的灰階顯示狀態(tài)下的視角特性。然而，在彩色 濾光片基板80上設(shè)置凸起物50 —般會引起漏光使得液晶顯示面板的對比度下降，況且其需要在彩色濾光片基板上增加一道光刻工藝而使得制程復雜，成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的以上問題而提出了一種薄膜晶體管陣列基板及應 用其的液晶顯示裝置。 本發(fā)明一方面，提供一種薄膜晶體管陣列基板，其包括復數(shù)條掃描線、復數(shù)條數(shù)據(jù) 線以及多個像素區(qū)域，其中每個像素區(qū)域由相鄰兩條掃描線與相鄰兩條數(shù)據(jù)線相互交叉形 成，其包括像素電極以及用于控制所述像素電極的第一薄膜晶體管，其中，所述每個像素區(qū) 域還包括拉力配向電極、用于控制所述拉力配向電極的第二薄膜晶體管、第一推力配向電 極和第二推力配向電極，其中，所述拉力配向電極在薄膜晶體管陣列基板上的投影位于所 述像素電極內(nèi)且與所述像素電極電性隔離，所述第一推力配向電極與第二推力配向電極在 薄膜晶體管陣列基板上的投影分別位于所述像素電極的相對兩側(cè)，從而在薄膜晶體管陣列 基板加電壓時，所述拉力配向電極與所述像素電極之間形成橫向拉力電場，所述第一推力 配向電極與所述像素電極之間以及所述第二推力配向電極與所述像素電極之間分別形成 橫向推力電場。 本發(fā)明的另一方面，提供一種液晶顯示裝置，其包括液晶顯示面板及連接液晶顯 示面板的驅(qū)動電路，其中，所述液晶顯示面板包括上述的薄膜晶體管陣列基板、具有公共電 極的彩色濾光片基板以及夾在兩個基板之間的液晶層。 采用本發(fā)明的薄膜晶體管陣列基板以及具有該薄膜晶體管陣列基板的液晶顯示 裝置，因其在像素結(jié)構(gòu)中設(shè)置第一、第二推力配向電極與拉力配向電極，從而在薄膜晶體管 陣列基板加電壓時，可以在拉力配向電極與像素電極之間形成橫向拉力電場，可以在第一 推力配向電極與像素電極之間以及第二推力配向電極與像素電極之間分別形成橫向推力 電場，并且，該橫向拉力電場和橫向推力電場可以使得液晶分子具有預先向由薄膜晶體管 陣列基板上的像素電極和由彩色濾光片基板上的公共電極構(gòu)成的垂直電場的方向傾倒的 趨勢，因此，在橫向拉力電場、橫向推力電場和垂直電場對液晶分子的共同作用，可以實現(xiàn) 液晶分子的快速響應，并且無需在彩色濾光片基板上設(shè)置凸起物結(jié)構(gòu)，可以提高液晶顯示 器對比度，同時還可以簡化制程、降低成本。


圖1是一種現(xiàn)有多區(qū)域垂直取向式液晶顯示面板的一像素結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是沿圖1中A-A'線的截面圖； 圖3是本發(fā)明第一實施例的部分薄膜晶體管陣列基板的平面結(jié)構(gòu)圖； 圖4是沿圖3中A-A'線的截面圖； 圖5(a)是本發(fā)明液晶顯示面板實現(xiàn)點反轉(zhuǎn)的非預充電像素結(jié)構(gòu)連接方式示意 圖； 圖5(b)是本發(fā)明液晶顯示面板實現(xiàn)點反轉(zhuǎn)的半預充電像素結(jié)構(gòu)連接方式示意 圖； 圖5(c)是本發(fā)明液晶顯示面板實現(xiàn)點反轉(zhuǎn)的預充電像素結(jié)構(gòu)連接方式示意圖； 圖6是本發(fā)明第二實施例的部分薄膜晶體管陣列基板的平面結(jié)構(gòu)5
圖7是本發(fā)明第三實施例的部分薄膜晶體管陣列基板的平面結(jié)構(gòu)圖；
具體實施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步
的詳細闡述。 第一實施例 如圖4所示，本發(fā)明的液晶顯示裝置包括液晶顯示面板及連接液晶顯示面板的驅(qū) 動電路(未圖示)，其中，液晶顯示面板包括薄膜晶體管陣列基板101、彩色濾光片基板80 以及夾在薄膜晶體管陣列基板101和彩色濾光片基板80之間的液晶層70，彩色濾光片基板 80上設(shè)置有公共電極81。 圖3是本發(fā)明第一實施例的部分薄膜晶體管陣列基板的平面結(jié)構(gòu)圖。如圖3并結(jié) 合圖5(a)所示，薄膜晶體管陣列基板101包括復數(shù)條掃描線100、與復數(shù)條掃描線100絕 緣相交的復數(shù)條數(shù)據(jù)線200以及復數(shù)條掃描線100與復數(shù)條數(shù)據(jù)線200圍成的多個像素區(qū) 域201，每個像素區(qū)域由相鄰兩條掃描線100與相鄰兩條數(shù)據(jù)線200相互交叉形成，每個像 素區(qū)域201包括像素電極300、控制像素電極300的第一薄膜晶體管901、第一推力配向電 極500、第二推力配向電極600、拉力配向電極400以及控制拉力配向電極400的第二薄膜 晶體管902。第一推力配向電極500與第二推力配向電極600在薄膜晶體管陣列基板上的 投影分別位于像素電極300的相對兩側(cè)，第一推力配向電極500與第二推力配向電極600 均沿像素電極的邊緣方向延伸。拉力配向電極400在薄膜晶體管陣列基板上的投影位于像 素電極300內(nèi)且與像素電極300電性隔離；在薄膜晶體管陣列基板加電壓時，拉力配向電極 400與像素電極300之間形成橫向拉力電場，第一推力配向電極500與像素電極300之間以 及第二推力配向電極600與像素電極300之間分別形成橫向推力電場。如圖3中所示，公 共電極線L，包括大致平行于掃描線100的主體部分以及從主體部分沿大體平行于像素電 極300延伸出的兩個延伸部分，公共電極線L。。m的兩個延伸部分分別位于每一個像素區(qū)域 的像素電極300的相對兩側(cè)。在本實施例中，第一推力配向電極500與第二推力配向電極 600由公共電極線Le。m的兩個延伸部分所形成。第一薄膜晶體管901的柵極與掃描線100 電性連接，源極與數(shù)據(jù)線200電性連接，漏極與像素電極300電性連接；其中，薄膜晶體管陣 列基板還包括大致與掃描線平行的第一拉力配向線700和第二拉力配向線800。在圖5 (a)
中，掃描線ioo介于相鄰兩行像素之間，對于每一根掃描線而言，與其大致平行也均介于該
相鄰兩行像素之間還具有第一拉力配向線700和第二拉力配向線800，位于掃描線100上方 與其大致平行且緊鄰的為第一拉力配向線700，位于第一拉力配向線700上方與其大致平 行且緊鄰的為第二拉力配向線800。圖3僅顯示同一行相鄰兩個像素的結(jié)構(gòu)示意圖，對圖3 中左側(cè)的像素進行說明，數(shù)據(jù)線200電性連接第一薄膜晶體管901的源極，第一薄膜晶體管 901的漏極通過過孔C3電性連接像素電極300。第一薄膜晶體管901的柵極及第二薄膜晶 體管902的柵極均與掃描線100電性連接，本實施例中第一拉力配向線700和第二拉力配 向線800均為第一金屬層形成，而第二薄膜晶體管902的源極和漏極均為第二金屬層形成， 故本實施例可以通過過孔Cl穿過像素電極材料層下方的鈍化層和柵極絕緣層使位于第一 金屬層的第一拉力配向線700與像素電極材料層(通常為ITO)電性連接，過孔C2穿過鈍 化層使位于第二金屬層的第二薄膜晶體管902的源極與像素電極材料層電性連接，從而通過過孔C1、C2以及其間的像素電極材料層實現(xiàn)第一拉力配向線700與第二薄膜晶體管902 的源極之間的電性連接。拉力配向電極400由第二金屬層形成，其為條形且其在薄膜晶體 管陣列基板上的投影大致位于像素電極300的中部，第二薄膜晶體管902的漏極與拉力配 向電極400電性連接。而對于圖3中右側(cè)的像素來說，第二拉力配向線800通過過孔C5和 C6使其與所在像素中的第二薄膜晶體管902的源極電性連接，同樣可以通過過孔C5穿過像 素電極材料層下方的鈍化層和柵極絕緣層使位于第一金屬層的第二拉力配向線800與像 素電極材料層電性連接，過孔C6穿過鈍化層使位于第二金屬層的第二薄膜晶體管902的源 極與像素電極材料層電性連接，從而通過過孔C5、 C6以及其間的像素電極材料層實現(xiàn)第二 拉力配向線800與第二薄膜晶體管902的源極之間的電性連接。以上連接方式僅為示意性 描述，當然，本發(fā)明并不限于此，也可以通過其他連接方式實現(xiàn)第一拉力配向線700和第二 拉力配向線800分別與第二薄膜晶體管902的源極之間的連接以及第二薄膜晶體管902的 漏極與拉力配向電極400之間的電性連接。 本實施例中，薄膜晶體管陣列基板101的形成過程可以采用傳統(tǒng)的五道光罩制 程，首先，在絕緣基底上形成第一金屬層，對第一金屬層進行圖案化，形成第一薄膜晶體管 901和第二薄膜晶體管902的柵極、掃描線100、第一拉力配向線700、第二拉力配向線800、 公共電極線L。。m的主體部分以及由公共電極線L，的兩個延伸部分構(gòu)成的第一推力配向電 極500和第二推力配向電極600 ;接著，依次形成柵極絕緣層、非晶硅層和摻雜非晶硅層，并 對摻雜非晶硅層和非晶硅層進行圖案化，形成第一薄膜晶體管901和第二薄膜晶體管902 的半導體層；接著，形成第二金屬層，并對第二金屬層進行圖案化，形成第一薄膜晶體管 901和第二薄膜晶體管902的源極和漏極、數(shù)據(jù)線200以及拉力配向電極400 ;接著，沉積鈍 化層，并對鈍化層進行圖案化以形成過孔Cl、 C2、 C3、 C5和C6，其中，過孔C2、 C3和C6僅需 穿過鈍化層從而實現(xiàn)第二金屬層和其上的像素電極材料層的電性連接；而過孔Cl和C5則 需要穿過鈍化層的同時還需穿過鈍化層下方的柵極絕緣層從而實現(xiàn)第一金屬層和像素電 極材料層的電性連接；最后，形成透明導電材料層，并對透明導電材料層進行圖案化以形成 像素電極300，同時，過孔Cl和C2間、過孔C5和C6間通過覆蓋其上的像素電極材料層使 Cl和C2、C5和C6電性連接。 圖5(a)是本發(fā)明液晶顯示面板實現(xiàn)點反轉(zhuǎn)的非預充電像素結(jié)構(gòu)連接方式示意 圖，圖5(a)所示的液晶顯示面板的像素結(jié)構(gòu)連接方式特點是同一像素區(qū)域中的第一薄膜 晶體管901和第二薄膜晶體管902的柵極電性連接同一根掃描線100。本實施例中，第一拉 力配向線700通過第二薄膜晶體管902連接所有位于奇數(shù)行奇數(shù)列和偶數(shù)行偶數(shù)列的像素 區(qū)域中的拉力配向電極，第二拉力配向線800通過第二薄膜晶體管902連接所有位于偶數(shù) 行奇數(shù)列和奇數(shù)行偶數(shù)列的像素區(qū)域中的拉力配向電極400。以圖5(a)中位于第二行第二 列的像素為參考像素，其第一推力配向電極500與第二推力配向電極600由公共電極線L， 的兩個延伸部分所形成，其第一薄膜晶體管901和第二薄膜晶體管902的柵極均電性連接 同一根掃描線G2，該參考像素的像素電極300與其拉力配向電極400同時施加電壓信號，因 此沒有提前給其拉力配向電極400預充電的過程。該參考像素的像素電極300上的電壓信 號來自于數(shù)據(jù)線D3，數(shù)據(jù)線D3通過其第一薄膜晶體管901電性連接其像素電極300。液晶 顯示面板采用圖5(a)的列反轉(zhuǎn)驅(qū)動，同一幀內(nèi)相鄰數(shù)據(jù)線的極性不同，圖5(a)中D1、D3和 D5為負極性，D2和D4為正極性，同一幀內(nèi)位于奇數(shù)行奇數(shù)列和偶數(shù)行偶數(shù)列的像素區(qū)域的
7像素電極與位于奇數(shù)行偶數(shù)列和偶數(shù)行奇數(shù)列的像素區(qū)域的像素電極具有不同的極性，其 中，位于奇數(shù)行奇數(shù)列和偶數(shù)行偶數(shù)列的像素區(qū)域的像素電極具有負極性，而位于奇數(shù)行 偶數(shù)列和偶數(shù)行奇數(shù)列的像素區(qū)域的像素電極具有正極性，從而在同一幀畫面中任意一個 像素的像素電極的極性均與其上下左右相鄰的像素的像素電極的極性相反，在下一幀時， 數(shù)據(jù)線輸入的電壓的極性發(fā)生反轉(zhuǎn)，即位于奇數(shù)行奇數(shù)列和偶數(shù)行偶數(shù)列的像素區(qū)域的像 素電極具有正極性，而位于奇數(shù)行偶數(shù)列和偶數(shù)行奇數(shù)列的像素區(qū)域的像素電極具有負極 性，因而實現(xiàn)液晶顯示面板的像素的點反轉(zhuǎn)顯示效果，從而可以有效降低液晶顯示面板的 畫面閃爍缺陷。 圖4是沿圖3中A-A'線的截面圖。薄膜晶體管陣列基板101上第一推力配向電 極500和第二推力配向電極600分別位于拉力配向電極400的兩側(cè)，拉力配向電極400為第 二金屬層形成，與數(shù)據(jù)線位于同一層；第一推力配向電極500和第二推力配向電極600為公 共電極線L。。m的兩個延伸部分所形成，其為第一金屬層形成。當液晶顯示面板工作時，液晶 顯示面板采用列反轉(zhuǎn)驅(qū)動方式，同一幀內(nèi)相鄰數(shù)據(jù)線的極性不同，第一拉力配向線700和 第二拉力配向線800均采用幀反轉(zhuǎn)驅(qū)動方式，且同一幀內(nèi)第一拉力配向線700和第二拉力 配向線800始終保持極性相反，圖4中的箭頭方向大致為通電后液晶顯示面板中像素區(qū)域 內(nèi)的電場方向，由于拉力配向電極400與其所在的像素區(qū)域的像素電極300的極性相同但 存在壓差，更優(yōu)選地，拉力配向電極400與公共電極81之間的壓差大于像素電極300與公 共電極81之間的壓差，更具體地說，對于正極性的像素電極300來說，拉力配向電極400也 為正極性，并且，具有正極性的拉力配向電極400上的電壓大于具有正極性的像素電極300 上的電壓；而對于負極性的像素電極300來說，拉力配向電極400也為負極性，并且，具有負 極性的拉力配向電極400上的電壓小于具有負極性的像素電極300上的電壓，從而，在拉力 配向電極400和像素電極300之間形成橫向拉力電場。因第一推力配向電極500和第二推 力配向電極600均為公共電極線Le。m的兩個延伸部分所形成，第一推力配向電極500和第 二推力配向電極600具有與公共電極相同的電壓，在本實施方式中，同一像素區(qū)域中的第 一推力配向電極和第二推力配向電極與像素電極之間的壓差均等于像素電極與公共電極 之間的壓差，第一推力配向電極500和第二推力配向電極600分別與像素電極300之間存 在壓差，所以，在第一推力配向電極500與像素電極300之間以及第二推力配向電極600與 像素電極300之間分別形成橫向推力電場。在像素電極300與彩色濾光片基板80上的公 共電極81之間產(chǎn)生垂直電場。橫向拉力電場可以使得液晶分子70具有預先向垂直電場的 方向傾倒的趨勢，同時，橫向推力電場可以使得液晶分子70具有預先向垂直電場的方向傾 倒的趨勢，液晶分子70由于受到這些橫向拉力電場、橫向推力電場以及垂直電場的共同作 用，從而實現(xiàn)液晶分子的快速響應。 相對于現(xiàn)有技術(shù)，通過在薄膜晶體管陣列基板101上設(shè)置拉力配向電極400及第 一推力配向電極500和第二推力配向電極600，其中，拉力配向電極400在薄膜晶體管陣列 基板上的投影位于像素電極300內(nèi)且與像素電極300電性隔離，第一推力配向電極500與 第二推力配向電極600在薄膜晶體管陣列基板101上的投影分別位于像素電極的相對兩 側(cè)，從而，在薄膜晶體管陣列基板101加電壓時，拉力配向電極400與像素電極300之間形 成橫向拉力電場，第一推力配向電極500與像素電極300之間以及第二推力配向電極600 與像素電極300之間分別形成橫向推力電場，并且，該橫向拉力電場和橫向推力電場可以使得液晶分子具有預先向垂直電場的方向傾倒的趨勢，因此，可以實現(xiàn)液晶分子的快速響 應，另外，采用這種像素結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管陣列基板后，不需要在彩色濾光片基板80上設(shè) 置凸起物，從而可以在彩色濾光片基板80的制程中節(jié)省一道光刻工藝，可以簡化制程、降 低成本，并且可以提高液晶顯示面板的對比度。 另外，本實施例還可以采用圖5(b)所示的液晶顯示面板的像素結(jié)構(gòu)連接方式， 圖5(b)是本發(fā)明液晶顯示面板實現(xiàn)點反轉(zhuǎn)的半預充電像素結(jié)構(gòu)連接方式示意圖，其與圖 5(a)的相同之處在此不再贅述，其不同之處在于在圖5(b)中，其對于奇數(shù)行奇數(shù)列和偶 數(shù)行偶數(shù)列的像素區(qū)域，同一像素區(qū)域中的第一薄膜晶體管和第二薄膜晶體管的柵極連接 同一根掃描線，對于奇數(shù)行偶數(shù)列和偶數(shù)行奇數(shù)列的像素區(qū)域，同一像素區(qū)域中的第一薄 膜晶體管和第二薄膜晶體管的柵極連接不同的掃描線。圖5(b)所示的液晶顯示面板除了 具有圖5(a)以上所述的有益效果之外，圖5(b)所示的液晶顯示面板還可以實現(xiàn)半預充電 像素結(jié)構(gòu)連接方式。當然，圖5(b)所示的像素結(jié)構(gòu)也可以采用其他類似的排布方式，例如， 對于奇數(shù)行奇數(shù)列和偶數(shù)行偶數(shù)列的像素區(qū)域，同一像素區(qū)域中的第一薄膜晶體管和第二 薄膜晶體管的柵極連接不同的掃描線，對于奇數(shù)行偶數(shù)列和偶數(shù)行奇數(shù)列的像素區(qū)域，同 一像素區(qū)域中的第一薄膜晶體管和第二薄膜晶體管的柵極連接同一根掃描線，同樣可以實 現(xiàn)液晶顯示面板實現(xiàn)點反轉(zhuǎn)的半預充電像素結(jié)構(gòu)連接方式。如圖5(b)中，當掃描線GO施加 電壓信號時，圖5(b)中位于第一行的所有偶數(shù)列像素中的第二薄膜晶體管打開，其會對位 于該行中的所有偶數(shù)列像素中的拉力配向電極預充電，而接著掃描線G1施加電壓信號時， 位于第一行的所有第一薄膜晶體管打開，來自數(shù)據(jù)線的電壓信號接著施加到該行所有像素 的像素電極上，同時，因數(shù)據(jù)線Gl還同時使位于第二行奇數(shù)列的像素中的第二薄膜晶體管 打開，給位于該行奇數(shù)列的像素中的拉力配向電極預充電，從而實現(xiàn)對整個液晶顯示面板 的其中一半的像素實現(xiàn)預充電連接方式，而另外一半的像素沒有實現(xiàn)預充電連接方式。
除此之外，本實施例還可以采用圖5(c)所示的液晶顯示面板的像素結(jié)構(gòu)連接方 式，圖5(c)是本發(fā)明液晶顯示面板實現(xiàn)點反轉(zhuǎn)的預充電像素結(jié)構(gòu)連接方式示意圖，與圖 5(a)的相同之處在此不再贅述，其不同之處在于在圖5(c)中，同一像素區(qū)域中的第一薄 膜晶體管和第二薄膜晶體管的柵極電性連接不同的掃描線。采用圖5(c)所示的液晶顯示 面板的像素結(jié)構(gòu)，除了具有圖5(a)以上所述的有益效果之外，圖5(c)所示的液晶顯示面板 還可以實現(xiàn)預充電連接方式。圖5(c)中，當掃描線G0施加電壓信號時，圖5(c)中位于第 一行的所有像素中的第二薄膜晶體管打開，其會對位于該行中的所有像素中的拉力配向電 極預充電，而接著掃描線G1施加電壓信號時，位于第一行的所有像素中的第一薄膜晶體管 打開，來自數(shù)據(jù)線的電壓信號接著施加到該行所有像素的像素電極上，從而實現(xiàn)對整個液 晶顯示面板的所有像素實現(xiàn)預充電。 如圖3所示，優(yōu)選地，像素電極300為魚骨狀，其可以使處于魚骨附近的液晶分 子因受魚骨處電場的作用而快速響應。另外，優(yōu)選地，每個像素區(qū)域中的像素電極300 大體呈放倒的V字形或之字形，以便像素產(chǎn)生多個微區(qū)域并消除微區(qū)域處產(chǎn)生的向錯線 (disclination line)，以獲得較高的穿透率。優(yōu)選地，像素電極300在與拉力配向電極400 在薄膜晶體管陣列基板上的投影的重疊區(qū)域內(nèi)具有至少一個孔洞，這樣可以減少像素電極 300對拉力配向電極400到像素電極300以及拉力配向電極400到彩色濾光片基板80上 的公共電極81的電場的屏蔽作用。優(yōu)選地，為了增大像素中的存儲電容，在公共電極線L，
9和像素電極300之間設(shè)置部分第二金屬層，該部分第二金屬層通過過孔與像素電極300電 性連接。 第二實施例 第二實施例與第一實施例相同之處不再贅述，第二實施例相對于第一實施例的最 主要區(qū)別在于，其第一推力配向電極由與該像素區(qū)域位于同一行相鄰的像素區(qū)域中的像素 電極電性連接的數(shù)據(jù)線形成，其第二推力配向電極由該像素區(qū)域中的公共電極線的一個延 伸部分形成。 如圖6所示，第一推力配向電極500'由與該像素區(qū)域位于同一行相鄰的像素區(qū)域 中的像素電極電性連接的數(shù)據(jù)線形成，第二推力配向電極600'由該像素區(qū)域中的公共電極 線L。。m的一個延伸部分形成，圖6中左側(cè)像素的第一推力配向電極500'為與右側(cè)像素中的 第一薄膜晶體管的源極電性連接的數(shù)據(jù)線形成，該第一薄膜晶體管的漏極電性連接其所在 像素區(qū)域中的像素電極。第一推力配向電極500'與第二推力配向電極600'均沿所述像素 電極300的邊緣方向延伸。 本實施例中，薄膜晶體管陣列基板的形成過程同樣可以采用傳統(tǒng)的五道光罩制 程，首先，在絕緣基底上形成第一金屬層，對第一金屬層進行圖案化，形成第一薄膜晶體管 901和第二薄膜晶體管902的柵極、掃描線100、第一拉力配向線700、第二拉力配向線800、 公共線L。。m及其延伸部構(gòu)成的第二推力配向電極600';接著，依次形成柵極絕緣層、非晶硅 層和摻雜非晶硅層，并對摻雜非晶硅層和非晶硅層進行圖案化，形成第一薄膜晶體管901 和第二薄膜晶體管902的半導體層；接著，形成第二金屬層，并對第二金屬層進行圖案化， 形成第一薄膜晶體管901和第二薄膜晶體管902的源極和漏極、數(shù)據(jù)線200以及拉力配向 電極400 ;接著，沉積鈍化層，并對鈍化層進行圖案化以形成過孔C1 、 C2 、 C3 、 C5和C6 ，其中， 過孔C2、 C3和C6僅需穿過鈍化層從而實現(xiàn)第二金屬層和其上的像素電極材料層的電性連 接；而過孔Cl和C5則需要穿過鈍化層的同時還需穿過鈍化層下方的柵極絕緣層從而實現(xiàn) 第一金屬層和像素電極材料層的電性連接；最后，形成透明導電材料層，并對透明導電材料 層進行圖案化以形成像素電極300，同時，過孔Cl和C2間、過孔C5和C6間通過覆蓋其上的 像素電極材料層使Cl和C2、 C5和C6電性連接。 同樣地，本實施例中，當液晶顯示面板工作時，由于拉力配向電極400與其所在的 像素區(qū)域的像素電極300的極性相同但存在壓差，更優(yōu)選地，拉力配向電極400與公共電 極81之間的壓差大于像素電極300與公共電極81之間的壓差，從而，可以在拉力配向電極 400和像素電極300之間形成橫向拉力電場。因第一推力配向電極500'由與該像素區(qū)域位 于同一行相鄰的像素區(qū)域中的像素電極電性連接的數(shù)據(jù)線形成，因同一幀內(nèi)相鄰數(shù)據(jù)線的 極性相反，故第一推力配向電極500'的極性始終與其像素電極300的極性相反，所以本實
施方式中第一推力配向電極與像素電極之間的壓差大于像素電極與公共電極之間的壓差； 第二推力配向電極600'為公共電極線L。。m的一個延伸部分形成，其具有與公共電極81相同 的電壓，故第二推力配向電極600'與像素電極300之間的壓差等于像素電極300與公共電 極81之間的壓差。所以，可以在第一推力配向電極500'與像素電極300之間以及第二推 力配向電極600'與像素電極300之間分別形成橫向推力電場。在像素電極300與彩色濾 光片基板80上的公共電極81之間產(chǎn)生垂直電場。橫向拉力電場可以使得液晶分子70具 有預先向垂直電場的方向傾倒的趨勢，同時，橫向推力電場可以使得液晶分子70具有預先向垂直電場的方向傾倒的趨勢，液晶分子70由于受到這些橫向拉力電場、橫向推力電場以 及垂直電場的共同作用，從而實現(xiàn)液晶分子的快速響應。另外，采用這種像素結(jié)構(gòu)的薄膜晶 體管陣列基板后，不需要在彩色濾光片基板80上設(shè)置凸起物，從而可以在彩色濾光片基板 80的制程中節(jié)省一道光刻工藝，可以簡化制程、降低成本，并且可以提高液晶顯示面板的對 比度。 采用本實施例薄膜晶體管陣列基板的液晶顯示裝置同樣可以采用圖5(a)、5(b)、 5(c)中的任意一種像素結(jié)構(gòu)連接方式而實現(xiàn)點反轉(zhuǎn)，在此不再贅述。
第三實施例 第三實施例與第一實施例相同之處不再贅述，第三實施例相對于第一實施例和第 二實施例，最主要區(qū)別在于，其第一推力配向電極由與該像素區(qū)域位于同一行相鄰的像素 區(qū)域中的像素電極的延伸部分形成，其第二推力配向電極由與該像素區(qū)域位于同一行另一 相鄰的像素區(qū)域中的像素電極電性連接的數(shù)據(jù)線形成。 如圖7所示，第一推力配向電極500"由與該像素區(qū)域位于同一行相鄰的像素區(qū)域 中的像素電極的延伸部分形成，優(yōu)選地，該像素電極的延伸部可由第二金屬層代替，其再通 過過孔C4和與該像素區(qū)域位于同一行相鄰的像素區(qū)域中的像素電極電性連接；第二推力 配向電極600"為與該像素區(qū)域位于同一行另一相鄰的像素區(qū)域中的像素電極電性連接的 數(shù)據(jù)線。第一推力配向電極500"與第二推力配向電極600"均沿像素電極300的邊緣方向 延伸。 本實施例中，薄膜晶體管陣列基板的形成過程同樣可以采用傳統(tǒng)的五道光罩制 程，首先，在絕緣基底上形成第一金屬層，對第一金屬層進行圖案化，形成第一薄膜晶體管 901和第二薄膜晶體管902的柵極、掃描線100、公共線Lcom、第一拉力配向線700和第二 拉力配向線800 ;接著，依次形成柵極絕緣層、非晶硅層和摻雜非晶硅層，并對摻雜非晶硅 層和非晶硅層進行圖案化，形成第一薄膜晶體管901和第二薄膜晶體管902的半導體層；接 著，形成第二金屬層，并對第二金屬層進行圖案化，形成第一薄膜晶體管901和第二薄膜晶 體管902的源極和漏極、數(shù)據(jù)線200、拉力配向電極400以及第一推力配向電極500";接著， 沉積鈍化層，并對鈍化層進行圖案化以形成過孔C1 、 C2 、 C3 、 C4、 C5和C6 ，其中，過孔C2 、 C3 、 C4和C6僅需穿過鈍化層從而實現(xiàn)第二金屬層和其上的像素電極材料層的電性連接；而過 孔C1和C5則需要穿過鈍化層的同時還需穿過鈍化層下方的柵極絕緣層從而實現(xiàn)第一金屬 層和像素電極材料層的電性連接；最后，形成透明導電材料層，并對透明導電材料層進行圖 案化以形成像素電極300，同時，過孔Cl和C2間、過孔C5和C6間通過覆蓋其上的像素電極 材料層使Cl和C2、 C5和C6電性連接。圖7中右側(cè)的像素區(qū)域中的像素電極通過過孔C4 電性連接其左側(cè)像素區(qū)域中的第一推力配向電極500"。 同樣地，本實施例中，當液晶顯示面板工作時，由于拉力配向電極400與其所在的 像素區(qū)域的像素電極300的極性相同但存在壓差，更優(yōu)選地，拉力配向電極400與公共電 極81之間的壓差大于像素電極300與公共電極81之間的壓差，從而，可以在拉力配向電極 400和像素電極300之間形成橫向拉力電場。因第一推力配向電極500"由與該像素區(qū)域位 于同一行相鄰的像素區(qū)域中的像素電極的延伸部分形成，本實施例中，該像素電極的延伸 部由第二金屬層代替，其再通過過孔C4和與該像素區(qū)域位于同一行相鄰的像素區(qū)域中的 像素電極電性連接，因同一幀內(nèi)相鄰數(shù)據(jù)線的極性相反，第一推力配向電極500"的極性和
11與所延伸的像素電極的極性一致，而與其所在的像素區(qū)域中的像素電極300的極性相反， 所以本實施方式中第一推力配向電極500"與像素電極300之間的壓差大于像素電極300 與公共電極81之間的壓差；第二推力配向電極600"為與該像素區(qū)域位于同一行另一相鄰 的像素區(qū)域中的像素電極電性連接的數(shù)據(jù)線，因同一幀內(nèi)相鄰數(shù)據(jù)線的極性相反，故第二 推力配向電極600"的極性始終與其像素電極300的極性相反，所以本實施方式中第二推力 配向電極600"與像素電極300之間的壓差也大于像素電極與公共電極之間的壓差。所以， 可以在第一推力配向電極500"與像素電極300之間以及第二推力配向電極600"與像素電 極300之間分別形成橫向推力電場。在像素電極300與彩色濾光片基板80上的公共電極 81之間產(chǎn)生垂直電場。橫向拉力電場可以使得液晶分子70具有預先向垂直電場的方向傾 倒的趨勢，同時，橫向推力電場可以使得液晶分子70具有預先向垂直電場的方向傾倒的趨 勢，液晶分子70由于受到這些橫向拉力電場、橫向推力電場以及垂直電場的共同作用，從 而實現(xiàn)液晶分子的快速響應。另外，采用這種像素結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管陣列基板后，不需要在 彩色濾光片基板80上設(shè)置凸起物，從而可以在彩色濾光片基板80的制程中節(jié)省一道光刻 工藝，可以簡化制程、降低成本，并且可以提高液晶顯示面板的對比度。
采用本實施例薄膜晶體管陣列基板的液晶顯示裝置同樣可以采用圖5(a)、5(b)、 5(c)中的任意一種像素結(jié)構(gòu)連接方式而實現(xiàn)點反轉(zhuǎn)，在此不再贅述。 采用以上各實施例的薄膜晶體管陣列基板的液晶顯示裝置，因其像素結(jié)構(gòu)中具有
推力配向電極與拉力配向電極以及像素電極和公共電極的共同電場對液晶分子的作用，從
而無需在彩色濾光片基板上設(shè)置凸起物結(jié)構(gòu)，從而可以在彩色濾光片基板的制程中節(jié)省一
道光刻工藝，可以簡化制程、降低成本，并且可以提高液晶顯示面板的對比度。 本發(fā)明的液晶顯示裝置包括液晶顯示面板及連接液晶顯示面板的驅(qū)動電路，其
中，液晶顯示面板可以包括以上各實施例中任意一種薄膜晶體管陣列基板。 以上僅為本發(fā)明較佳的實施例，本發(fā)明并不僅限于此，例如本發(fā)明各實施例中的
拉力配向電極還可以為第一金屬層形成，即其可以與掃描線于同一層形成；實施例中第一
拉力配向線和第二拉力配向線均由第一金屬層形成，此外，它們還可以由第二金屬層形成
或其中之一由第二金屬層形成，或另外單獨布線形成。本文中應用了具體個例對本發(fā)明的
原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心
思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式
及應用范圍
上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應理解為對本發(fā)明的限制。
1權(quán)利要求
一種薄膜晶體管陣列基板，其包括復數(shù)條掃描線、復數(shù)條數(shù)據(jù)線以及多個像素區(qū)域，其中每個像素區(qū)域由相鄰兩條掃描線與相鄰兩條數(shù)據(jù)線相互交叉形成，其包括像素電極以及用于控制所述像素電極的第一薄膜晶體管，其特征在于，所述每個像素區(qū)域還包括拉力配向電極、用于控制所述拉力配向電極的第二薄膜晶體管、第一推力配向電極和第二推力配向電極，其中，所述拉力配向電極在薄膜晶體管陣列基板上的投影位于所述像素電極內(nèi)且與所述像素電極電性隔離，所述第一推力配向電極與第二推力配向電極在薄膜晶體管陣列基板上的投影分別位于所述像素電極的相對兩側(cè)，從而在薄膜晶體管陣列基板加電壓時，所述拉力配向電極與所述像素電極之間形成橫向拉力電場，所述第一推力配向電極與所述像素電極之間以及所述第二推力配向電極與所述像素電極之間分別形成橫向推力電場。
2. 如權(quán)利要求1所述薄膜晶體管陣列基板，其特征在于，還包括第一拉力配向線和第 二拉力配向線，第一拉力配向線通過所述第二薄膜晶體管連接所有位于奇數(shù)行奇數(shù)列和偶 數(shù)行偶數(shù)列的像素區(qū)域中的拉力配向電極，第二拉力配向線通過第二薄膜晶體管連接所有 位于偶數(shù)行奇數(shù)列和奇數(shù)行偶數(shù)列的像素區(qū)域中的拉力配向電極。
3. 如權(quán)利要求2所述薄膜晶體管陣列基板，其特征在于，所述第一拉力配向線和所述 第二拉力配向線大致與所述掃描線平行。
4. 如權(quán)利要求2所述薄膜晶體管陣列基板，其特征在于，所述第一推力配向電極和所述第二推力配向電極由所述像素區(qū)域中的公共電極線的兩個延伸部分所形成。
5. 如權(quán)利要求2所述薄膜晶體管陣列基板，其特征在于，所述第一推力配向電極由與所述像素區(qū)域位于同一行相鄰的像素區(qū)域中的像素電極電性連接的數(shù)據(jù)線形成，所述第二 推力配向電極由所述像素區(qū)域中的公共電極線的一個延伸部分形成。
6. 如權(quán)利要求2所述薄膜晶體管陣列基板，其特征在于，所述第一推力配向電極由與 所述像素區(qū)域位于同一行相鄰的像素區(qū)域中的像素電極的延伸部分形成，所述第二推力配 向電極由與所述像素區(qū)域位于同一行另一相鄰的像素區(qū)域中的像素電極電性連接的數(shù)據(jù) 線形成。
7. 如權(quán)利要求1至6任一項所述薄膜晶體管陣列基板，其特征在于，所述拉力配向電極 呈條形且在薄膜晶體管陣列基板上的投影大致位于所述像素電極的中部。
8. 如權(quán)利要求1至6任一項所述薄膜晶體管陣列基板，其特征在于，所述拉力配向電極 與所述復數(shù)條掃描線位于同一層，或者，所述拉力配向電極與所述復數(shù)條數(shù)據(jù)線位于同一 層。
9. 如權(quán)利要求1至6任一項所述薄膜晶體管陣列基板，其特征在于，所述像素電極在與 所述拉力配向電極在薄膜晶體管陣列基板上的投影的重疊區(qū)域內(nèi)具有至少一個孔洞。
10. 如權(quán)利要求1至6任一項所述薄膜晶體管陣列基板，其特征在于，所述像素電極為 魚骨狀。
11. 如權(quán)利要求1至6任一項所述薄膜晶體管陣列基板，其特征在于，所述像素電極呈 放倒的V字形或之字形。
12. 如權(quán)利要求1至6任一項所述薄膜晶體管陣列基板，其特征在于，同一像素區(qū)域中 的第一薄膜晶體管和第二薄膜晶體管的柵極電性連接同一根掃描線；或者，同一像素區(qū)域 中的第一薄膜晶體管和第二薄膜晶體管的柵極電性連接不同的掃描線；或者，對于奇數(shù)行奇數(shù)列和偶數(shù)行偶數(shù)列的像素區(qū)域，同一像素區(qū)域中的第一薄膜晶體管和第二薄膜晶體管 的柵極連接同一根掃描線，對于奇數(shù)行偶數(shù)列和偶數(shù)行奇數(shù)列的像素區(qū)域，同一像素區(qū)域 中的第一薄膜晶體管和第二薄膜晶體管的柵極連接不同的掃描線；或者，對于奇數(shù)行奇數(shù) 列和偶數(shù)行偶數(shù)列的像素區(qū)域，同一像素區(qū)域中的第一薄膜晶體管和第二薄膜晶體管的柵 極連接不同的掃描線，對于奇數(shù)行偶數(shù)列和偶數(shù)行奇數(shù)列的像素區(qū)域，同一像素區(qū)域中的 第一薄膜晶體管和第二薄膜晶體管的柵極連接同一根掃描線。
13. —種液晶顯示裝置，其包括液晶顯示面板及連接液晶顯示面板的驅(qū)動電路，其特征 在于所述液晶顯示面板包括如權(quán)利要求l-12任一項所述的薄膜晶體管陣列基板、具有公 共電極的彩色濾光片基板以及夾在兩個基板之間的液晶層。
14. 如權(quán)利要求13所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述液晶顯示面板采用列反轉(zhuǎn) 驅(qū)動方式，同一幀內(nèi)位于奇數(shù)行奇數(shù)列和偶數(shù)行偶數(shù)列的像素區(qū)域的像素電極與位于奇數(shù) 行偶數(shù)列和偶數(shù)行奇數(shù)列的像素區(qū)域的像素電極具有不同的極性。
15. 如權(quán)利要求13所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述拉力配向電極與其所在的像素區(qū)域的像素電極極性相同但存在壓差。
16. 如權(quán)利要求15所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述拉力配向電極與所述公共 電極之間的壓差大于所述像素電極與所述公共電極之間的壓差。
17. 如權(quán)利要求13所述的液晶顯示裝置，其特征在于，同一幀內(nèi)所述第一拉力配向線 和第二拉力配向線的電壓始終保持極性相反且均采用幀反轉(zhuǎn)驅(qū)動。
18. 如權(quán)利要求13所述的液晶顯示裝置，其特征在于，同一像素區(qū)域中的所述第一推 力配向電極與所述像素電極之間的壓差以及所述第二推力配向電極與所述像素電極之間 的壓差分別不小于所述像素電極與所述公共電極之間的壓差。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種薄膜晶體管陣列基板及其液晶顯示裝置，其包括復數(shù)條掃描線、復數(shù)條數(shù)據(jù)線以及多個像素區(qū)域，各像素區(qū)域包括像素電極以及用于控制所述像素電極的第一薄膜晶體管，各像素區(qū)域還包括拉力配向電極、用于控制所述拉力配向電極的第二薄膜晶體管、第一推力配向電極和第二推力配向電極，從而在薄膜晶體管陣列基板加電壓時，所述拉力配向電極與所述像素電極之間形成橫向拉力電場，所述第一推力配向電極與所述像素電極之間以及所述第二推力配向電極與所述像素電極之間分別形成橫向推力電場。采用這種薄膜晶體管陣列基板，可以實現(xiàn)液晶分子的快速響應，另外，無需在彩色濾光片基板上設(shè)置凸起物結(jié)構(gòu)，可以提高其對比度，簡化制程、降低成本。
文檔編號H01L23/52GK101738807SQ20091025891
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
發(fā)明者喬艷冰, 周劉飛, 邱郁雯, 鐘德鎮(zhèn), 黃霞 申請人:昆山龍騰光電有限公司