近晶态液晶显示屏基板的电极结构及其制作方法.pdf

本发明公开了一种近晶态液晶显示屏基板的电极结构及其制作方法。上基板设有由ITO电极和条状金属电极组成的条状电极，每一条状电极设有上下导通金属电极。下基板设有由ITO电极和条状金属电极组成的条状电极，每一条状电极旁空隙处设有上下导通连接区。上基板的上下导通金属电极与下基板的上下导通连接区一一对应设置。该电极结构制作方法包括：清洗基板；形成ITO电极；形成金属电极底层；电镀顶层金属，形成金属电极。通过该制作方法制造的电极结构紧凑，充分利用有效电极区域而减小了非有效电极区域面积，可实现多显示屏的连续拼接。本发明电极结构适用于像素点面积较大、像素点间缝宽较大的液晶显示屏，特别适用于近晶态液晶显示屏。

1、  一种近晶态液晶显示屏基板的电极结构，该电极结构应用于近晶态液晶显示屏的基板上，该近晶态液晶显示屏包括上基板和下基板，在上基板与下基板间设有由近晶态液晶和添加物混合而成的混合层，在上下基板朝向混合层的一侧设有电极结构，其特征在于：
上基板的电极结构为：上基板设有M个平行排列的条状电极，该条状电极由ITO电极和条状金属电极组成，多个ITO电极形成条状电极面，ITO电极间具有间隙，条状金属电极设于该条状电极面的一侧，该条状金属电极与每一ITO电极的一端连接，每一该条状电极设有一上下导通金属电极，该上下导通金属电极与位于同一条状电极上的条状金属电极相连，在该上基板的四周设有封框胶区；
下基板的电极结构为：下基板设有N个平行排列的条状电极，该条状电极由ITO电极和条状金属电极组成，多个ITO电极形成条状电极面，ITO电极间具有间隙，条状金属电极设于该条状电极面的一侧，该条状金属电极与每一ITO电极的一端连接，每一该条状电极旁的空隙处设有一上下导通连接区，下基板一端设有电极绑定区，每一该条状金属电极通过该电极绑定区与外部电路连接，每一该上下导通连接区经连通金属电极而通过该电极绑定区与外部电路连接，在该下基板的四周设有封框胶区；
其中：上基板的上下导通金属电极与下基板的上下导通连接区一一对应设置，以使上下基板电极结构相对放置且上下基板条状电极正交形成像素点阵列时上基板的上下导通金属电极与下基板的上下导通连接区一一相对放置。

2、  根据权利要求1所述的电极结构，其特征在于：
所述上基板边缘处的一条状电极设有的上下导通金属电极位于封框胶区内，所述下基板边缘处的一条状电极旁设有的上下导通连接区位于封框胶区内，该上下导通金属电极与该上下导通连接区对应设置，以使上下基板电极结构相对放置且上下基板条状电极正交形成像素点阵列时该上下导通金属电极与该上下导通连接区相对放置。

3、  根据权利要求1或2所述的电极结构，其特征在于：
所述下基板的封框胶区和上下导通连接区上设有的封框胶内含有导电金球。

4、  根据权利要求1或2所述的电极结构，其特征在于：
所述上基板的条状金属电极、所述上基板的上下导通金属电极、所述下基板的条状金属电极和所述下基板的连通金属电极均为两层金属结构，底层金属为镍或铬，顶层金属为铜、铝或银中的任一种。

5、  一种近晶态液晶显示屏基板的电极结构制作方法，其特征在于它包括步骤：
步骤1：清洗基板，以除去基板表面的灰尘和油脂；
步骤2：将ITO板设于基板上，在ITO板上涂抹用于曝光ITO的曝光胶，使用ITO掩模对ITO板曝光，并蚀刻ITO板，清洗剩余的曝光胶并烘干，以形成ITO电极；
步骤3：在形成有ITO电极的基板上溅射底层金属，以形成底层金属层，在底层金属层上涂抹用于曝光底层金属的曝光胶，使用底层金属掩模对底层金属层曝光，并蚀刻底层金属层，清洗剩余的曝光胶并烘干，以形成金属电极的底层；
步骤4：在金属电极底层上电镀顶层金属，以形成金属电极。

6、  根据权利要求5所述的电极结构制作方法，其特征在于：在所述步骤1中，基板为表面镀有10欧姆～300欧姆面电阻的基板。

7、  根据权利要求5所述的电极结构制作方法，其特征在于：所述底层金属为镍或铬，所述顶层金属为铜、铝或银中的任一种。

8、  根据权利要求5至7中任一项所述的电极结构制作方法，其特征在于：所述基板为上基板。

9、  根据权利要求5至7中任一项所述的电极结构制作方法，其特征在于：所述基板为下基板，还包括步骤：使用封框胶掩模，在形成金属电极的下基板上印刷出封框胶区和上下导通连接区，该封框胶区和上下导通连接区上印刷有的封框胶内含有导电金球。

近晶态液晶显示屏基板的电极结构及其制作方法
技术领域
本发明涉及一种电极结构及其制作方法，具体地说，是涉及一种近晶态液晶显示屏基板的电极结构及其制作方法。
背景技术
目前，对于传统的液晶显示屏，显示屏基板上的电极主要有主动式(Activematrix)和被动式(Passive matrix)两种驱动方法。
对于采用主动式驱动方法的电极结构而言，一般采用多层薄膜工艺来实现每个像素点的直接TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)驱动。目前，全彩色大屏幕的传统液晶显示器和液晶电视都必须采用这种主动式驱动方法的电极结构，但是，这种电极结构造价不菲，初期投入资金太多。
对于采用被动式驱动方法的电极结构而言，该电极结构非常简单。如图1所示，下基板10上竖向排列多个条状电极，这些条状电极形成一有效电极区域11，在该有效电极区域11两侧设有多个导电片13。图中两个竖向虚线形成的区域为封框胶区域14，导电片13位于封框胶区域14内的部分为上下电极导通部分，见图中标号12所指出的部分。这些条状电极和导电片13均连接有一导电金属线15，这些导电金属线15汇集到绑定区域16，并通过该绑定区域16与外部电路相连。如图2所示，上基板20上横向排列多个条状电极，这些条状电极形成一有效电极区域21，并且这些条状电极分别连接有导电片23。图中两个竖向虚线形成的区域为封框胶区域24，导电片23位于封框胶区域24内的部分为上下电极导通部分，见图中标号22所指出的部分。使用时，将上下基板粘合在一起，上下基板间保持一定缝隙，上基板20有效电极区域11内的条状电极与下基板10有效电极区域21内的条状电极互相正交，形成一显示用的像素点阵列。下基板10的条状电极通过导电金属线15从绑定区域16与外部电路相连，上基板20的条状电极通过上下电极导通部分12、22以及两者间设有的导电金球而从下基板10的绑定区域16与外部电路相连。这种采用被动式驱动方法的电极结构简单，造价低，适用于面积小、分辨率低的STN(高扭曲的向列态液晶)型显示屏，这种显示屏只需要对ITO(氧化铟锡)透明电极进行结构处理，而不需要像主动式电极结构所采用的复杂TFT驱动方式。但是，这种传统的采用被动式驱动方法的电极结构只适用于分辨率低、像素点面积小的小屏幕，而且，由于这种电极结构需要在其有效电极区域外留有足够的空间来设置使上下基板电极导通的区域和走线，所以这种电极结构的非有效电极区域的面积非常大，多块显示屏无法进行很严密的拼接，拼接后的显示效果差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种近晶态液晶显示屏基板的电极结构及其制作方法，通过该制作方法制造的电极结构适用于大像素点的近晶态液晶显示屏，该电极结构紧凑，有效利用了基板上的有效电极区域，易实现显示屏间的拼接。
为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种近晶态液晶显示屏基板的电极结构，该电极结构应用于近晶态液晶显示屏的基板上，该近晶态液晶显示屏包括上基板和下基板，在上基板与下基板间设有由近晶态液晶和添加物混合而成的混合层，在上下基板朝向混合层的一侧设有电极结构，其特征在于：上基板的电极结构为：上基板设有M个平行排列的条状电极，该条状电极由ITO电极和条状金属电极组成，多个ITO电极形成条状电极面，ITO电极间具有间隙，条状金属电极设于该条状电极面的一侧，该条状金属电极与每一ITO电极的一端连接，每一该条状电极设有一上下导通金属电极，该上下导通金属电极与位于同一条状电极上的条状金属电极相连，在该上基板的四周设有封框胶区；下基板的电极结构为：下基板设有N个平行排列的条状电极，该条状电极由ITO电极和条状金属电极组成，多个ITO电极形成条状电极面，ITO电极间具有间隙，条状金属电极设于该条状电极面的一侧，该条状金属电极与每一ITO电极的一端连接，每一该条状电极旁的空隙处设有一上下导通连接区，下基板一端设有电极绑定区，每一该条状金属电极通过该电极绑定区与外部电路连接，每一该上下导通连接区经连通金属电极而通过该电极绑定区与外部电路连接，在该下基板的四周设有封框胶区；其中：上基板的上下导通金属电极与下基板的上下导通连接区一一对应设置，以使上下基板电极结构相对放置且上下基板条状电极正交形成像素点阵列时上基板的上下导通金属电极与下基板的上下导通连接区一一相对放置。
一种近晶态液晶显示屏基板的电极结构制作方法，其特征在于包括步骤：
步骤1：清洗基板，以除去基板表面的灰尘和油脂；
步骤2：将ITO板设于基板上，在ITO板上涂抹用于曝光ITO的曝光胶，使用ITO掩模对ITO板曝光，并蚀刻ITO板，清洗剩余的曝光胶并烘干，以形成ITO电极；
步骤3：在形成有ITO电极的基板上溅射底层金属，以形成底层金属层，在底层金属层上涂抹用于曝光底层金属的曝光胶，使用底层金属掩模对底层金属层曝光，并蚀刻底层金属层，清洗剩余的曝光胶并烘干，以形成金属电极的底层；
步骤4：在金属电极底层上电镀顶层金属，以形成金属电极。
本发明具有如下优点：
采用本发明制作方法制造出的本发明近晶态液晶显示屏基板的电极结构紧凑，在下基板有效电极区域的空隙设置上下导通连接区，上基板的上下导通金属电极通过与该上下导通连接区连通而实现上下基板的导通，充分利用了有效电极区域，极大减小了非有效电极区域的面积，也就是减小了基板边缘用于设置导通上下基板用电极的尺寸。由于本发明基板的电极结构的非有效电极区域面积小，非有效电极区域一般就是封框胶区的宽度，所以采用本发明电极结构的基板可以进行拼接，形成面积很大的墙式显示屏，两个相邻显示屏间的间隙很窄，可实现图形图像的相对连续显示。
在本发明电极结构中，上基板的条状电极经上下导通金属电极与上下导通连接区的连通而可通过绑定区域与外部电路连接，从而使得上下基板与外部电路的连接绑定只需要通过下基板即可实现，节省了上下基板均绑定电极的制程和成本。
在本发明中，除了ITO电极外，还设置了条状金属电极，该条状金属电极能够有效地加强条状电极的导电性，且使得一个条状电极整体的电压均匀、一致，这样，可以大大减化驱动电路设计，防止发生条状电极驱动失真。
通过该制作方法制造的本发明电极结构适用于像素点面积较大、像素点间缝宽较大的液晶显示屏，特别适用于近晶态液晶显示屏。
附图说明
图1是传统采用被动式驱动方法的下基板电极结构示意图；
图2是传统采用被动式驱动方法的上基板电极结构示意图；
图3是近晶态液晶显示屏下基板的电极结构示意图；
图4是近晶态液晶显示屏上基板的电极结构示意图；
图5是上下基板条状电极形成的像素点阵列示意图；
图6是上基板电极结构制作方法的流程示意图；
图7是下基板电极结构制作方法的流程示意图；
图8是近晶态液晶显示屏下基板的封框胶掩模示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
如图3和图4所示，本发明电极结构适用于近晶态液晶显示屏的基板等像素点面积较大、像素点间缝宽较大的液晶显示屏基板。近晶态液晶显示屏包括上基板和下基板，在上基板与下基板间设有由近晶态液晶和添加物混合而成的混合层，在上下基板朝向混合层的一侧设有电极结构，上下基板的材料可为玻璃或塑料。近晶态液晶可为A类近晶态液晶(Smectic-A)有机化合物，如带硅氧基的化合物、四氰基四辛基联苯、四乙酸癸酯四氰基联苯等。添加物可为带导电特性的化合物，如十六烷基三乙基溴化铵等含有导电离子的化合物。通过控制施加在上下基板电极结构上的电信号，混合层中的近晶态液晶分子呈现出不同的排列形态，使近晶态液晶显示屏在雾状与全透明间互相转换而实现显示。
如图3所示，下基板100的电极结构为：下基板100设有N个平行排列的条状电极101(如图3示出的竖向条状电极)，该条状电极101由ITO电极1011和条状金属电极1012组成。多个ITO电极1011形成条状电极面，ITO电极1011间具有间隙。条状金属电极1012设于该条状电极面的一侧(当然，也可在条状电极面的内部设置条状金属电极1012)，该条状金属电极1012与每一ITO电极1011的一端连接，每一该条状电极101旁的空隙106处设有一上下导通连接区102。下基板100一端设有电极绑定区105，每一该条状金属电极1012通过该电极绑定区105与外部电路连接，每一该上下导通连接区102经连通金属电极103而通过该电极绑定区105与外部电路连接，在该下基板100的四周设有封框胶区104。封框胶区104和上下导通连接区102上印刷有的封框胶内均匀掺杂有导电金球。
如图4所示，上基板200的电极结构为：上基板200设有M个平行排列的条状电极201(如图4示出的横向条状电极)，条状电极201间具有一定的空隙204，该条状电极201由ITO电极2011和条状金属电极2012组成，多个ITO电极2011形成条状电极面，ITO电极2011间具有间隙。条状金属电极2012设于该条状电极面的一侧(同下基板一样，也可在条状电极面的内部设置条状金属电极1012)，该条状金属电极2012与每一ITO电极2011的一端连接，每一该条状电极201设有一上下导通金属电极202，该上下导通金属电极202与位于同一条状电极201上的条状金属电极2012相连，在该上基板200的四周设有封框胶区203。
上基板200的条状金属电极2012、上基板200的上下导通金属电极202、下基板100的条状金属电极1012和下基板100的连通金属电极103均为两层金属结构，即底层和顶层，底层金属可为镍或铬等基板附着力强的金属，顶层金属可为铜、铝或银等电导性强的金属。
如图5所示，当上基板200与下基板100粘合在一起，形成一液晶盒状结构后，上基板200有效电极区域内的条状电极201与下基板100有效电极区域内的条状电极101相正交，形成了一个M×N的像素点阵列。一个条状电极201与一个条状电极101形成一像素点，例如图5示出的像素点p。
在图3和图4中，上基板200的上下导通金属电极202与下基板100的上下导通连接区102一一对应设置。当上下基板电极结构相对放置，且上下基板条状电极正交形成像素点阵列时，上基板200的上下导通金属电极202与下基板100的上下导通连接区102一一相对放置，上下导通连接区102通过其上设有的导电金球与上下导通金属电极202相连通，从而实现上下基板的连通。
在实际实施中，为了使非有效电极区域的面积更小，可令上基板200边缘处的一条状电极201设有的上下导通金属电极202位于封框胶区203内，见图4中左下角示出的上下导通金属电极202。并且，下基板100边缘处的一条状电极101旁设有的上下导通连接区102位于封框胶区104内，见图3中左下角示出的上下导通连接区102(实际上，可将此上下导通连接区102视为封框胶区104的一部分)。该上下导通金属电极202与该上下导通连接区102对应设置，当上下基板电极结构相对放置，且上下基板条状电极正交形成像素点阵列时，该上下导通金属电极202与该上下导通连接区102相对放置，也就是说，将上基板200与下基板100粘合成盒后俯视观察，相对放置的上下导通金属电极202与上下导通连接区102是重合的。
在本发明中，ITO电极为透明的，ITO电极1011和2011的宽度约为4mm，ITO电极1011和2011间的间隙为100μm。封框胶区104的宽度约为1mm。上下基板形成的液晶盒的厚度一般为6微米～20微米，液晶盒厚度是通过有效电极区域内设有的非导电性隔离球或隔离片，以及封框胶区104和上下导通连接区102上印刷有的封框胶内含有的导电金球和非导电性隔离棒实现的。由于上下导通连接区102设置在间隙内，故上下导通连接区102和上下导通金属电极202的宽度很窄，其宽度一般为ITO电极间间隙宽度的三分之一到二分之一之间。而且，上下导通连接区102和上下导通金属电极202的宽度还需要根据液晶盒厚度而定，一般，上下导通连接区102和上下导通金属电极202的宽度要比导电金球的直径大一倍，最好大于两倍以上，以使足够的导电金球设于上下导通连接区102上而起到上下基板导通的目的。例如，若ITO电极的宽度为4mm，ITO电极间的间隙为100μm，液晶盒厚度为10μm，即此时导电金球的直径为10μm，那么，上下导通连接区102的宽度可以为40～50μm。
针对上述的上下基板电极结构，本发明提出了一种基板电极结构的制作方法。
如图6所示，上基板的电极结构的制作过程包括如下步骤：
步骤1：清洗上基板200，以除去上基板200表面的灰尘和油脂，该上基板200为表面镀有10欧姆～300欧姆面电阻的基板；
步骤2：将ITO板设于上基板200上，在ITO板上涂抹用于曝光ITO的曝光胶，使用ITO掩模对ITO板曝光，并蚀刻ITO板，清洗剩余的曝光胶并烘干，以形成图4示出的ITO电极2011；
步骤3：在形成有ITO电极2011的上基板200上溅射底层金属，以形成底层金属层，在底层金属层上涂抹用于曝光底层金属的曝光胶(该曝光胶根据底层金属所采用的金属类型而确定)，使用底层金属掩模对底层金属层曝光，并蚀刻底层金属层，清洗剩余的曝光胶并烘干，以形成金属电极的底层；
步骤4：在金属电极底层上电镀顶层金属，以形成金属电极(包括条状金属电极和上下导通金属电极)，见图4示出的条状金属电极2012和上下导通金属电极202；
步骤5：上基板电极结构制作完成。
如图7所示，下基板的电极结构的制作过程包括如下步骤：
步骤1：清洗下基板100，以除去下基板100表面的灰尘和油脂，该下基板100为表面镀有10欧姆～300欧姆面电阻的基板；
步骤2：将ITO板设于下基板100上，在ITO板上涂抹用于曝光ITO的曝光胶，使用ITO掩模对ITO板曝光，并蚀刻ITO板，清洗剩余的曝光胶并烘干，以形成图3示出的ITO电极1011；
步骤3：在形成有ITO电极1011的下基板100上溅射底层金属，以形成底层金属层，在底层金属层上涂抹用于曝光底层金属的曝光胶(该曝光胶根据底层金属所采用的金属类型而确定)，使用底层金属掩模对底层金属层曝光，并蚀刻底层金属层，清洗剩余的曝光胶并烘干，以形成金属电极的底层；
步骤4：在金属电极底层上电镀顶层金属，以形成金属电极(包括条状金属电极和连通金属电极)，见图3示出的条状金属电极1012和连通金属电极103；
步骤5：使用图8所示的封框胶掩模，在形成金属电极的下基板100上印刷出封框胶区104和上下导通连接区102(图8示出的是下基板边缘处的一条状电极旁设置的上下导通连接区设于封框胶区内情形时采用的封框胶掩模)，该封框胶区104和上下导通连接区102上印刷有的封框胶内均匀含有导电金球；
步骤6：下基板电极结构制作完成(在实际制作下基板时，还要制作出电极绑定区105)。
在上述上下基板电极结构中，底层金属可采用镍或铬等基板附着力强的金属，顶层金属可采用铜、铝或银等电导性强的金属。
当上下基板的电极结构制作完成后，便可通过下基板100的封框胶区104上印刷有的封框胶将上基板200与下基板100进行粘合并热压成型，从而形成最终显示用的液晶盒结构。上下基板间具有一定的缝隙，该缝隙厚度由其间设置的非导电性隔离球(或隔离片)、导电金球和非导电性隔离棒直径大小决定。得到液晶盒后，便可根据实际需要对液晶盒进行屏幕切割和灌制近晶态液晶过程，从而实现最终产品——近晶态液晶显示屏。屏幕切割和灌制近晶态液晶过程为传统液晶显示屏公知的生产工艺，在这里不再赘述。
本发明具有如下优点：采用本发明制作方法制造出的本发明近晶态液晶显示屏基板的电极结构紧凑，在下基板有效电极区域的空隙设置上下导通连接区，上基板的上下导通金属电极通过与该上下导通连接区连通而实现上下基板的导通，充分利用了有效电极区域，极大减小了非有效电极区域的面积，也就是减小了基板边缘用于设置导通上下基板用电极的尺寸。由于本发明基板的电极结构的非有效电极区域面积小，非有效电极区域一般就是封框胶区的宽度，所以采用本发明电极结构的基板可以进行拼接，形成面积很大的墙式显示屏，两个相邻显示屏间的间隙很窄，可实现图形图像的相对连续显示。在本发明电极结构中，上基板的条状电极经上下导通金属电极与上下导通连接区的连通而可通过绑定区域与外部电路连接，从而使得上下基板与外部电路的连接绑定只需要通过下基板即可实现，节省了上下基板均绑定电极的制程和成本。在本发明中，除了ITO电极外，还设置了条状金属电极，该条状金属电极能够有效地加强条状电极的导电性，且使得一个条状电极整体的电压均匀、一致，这样，可以大大减化驱动电路设计，防止发生条状电极驱动失真。通过该制作方法制造的本发明电极结构适用于像素点面积较大、像素点间缝宽较大的液晶显示屏，特别适用于近晶态液晶显示屏。