專利名稱：共平面開關(guān)模式液晶顯示器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及共平面開關(guān)模式液晶顯示器件，并且具體地涉及改善孔徑比的共平面開關(guān)模式液晶顯示器件以及制造方法。
背景技術(shù)：
由于液晶顯示器件的低功耗和提供了高圖像質(zhì)量，因此已經(jīng)被廣為應(yīng)用。液晶顯示器件是通過按統(tǒng)一的間距面對面地粘接薄膜晶體管陣列基板以及濾色片基板，并把液晶層放置在薄膜晶體管陣列基板與濾色片基板之間而構(gòu)成的。
像素按矩陣形式排列在薄膜晶體管陣列基板上。在像素內(nèi)形成薄膜晶體管、像素電極以及電容。在濾色片基板上形成公共電極、RGB濾色片以及黑矩陣。公共電極與像素電極一起向液晶層施加電場。RGB濾色片提供彩色顯示能力。在薄膜晶體管陣列基板與濾色片基板的襯面上形成定向膜，并摩擦該定向膜使液晶層定向在指定方向上。
當在像素電極與公共電極施加電場時，液晶由于介電各向異性而旋轉(zhuǎn)。于是，光線被透射或被像素阻擋而顯示字符或圖像。然而，這樣的扭轉(zhuǎn)向列模式液晶顯示器件具有狹窄視角。目前，已經(jīng)引入共平面開關(guān)模式LCD排列方式，通過把液晶分子排列在相對于基板的大致水平方向上來改善狹窄視角。
圖1A描繪了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)布局的共平面開關(guān)模式液晶顯示(LCD)器件的平面圖。圖1B說明了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)布局的共平面開關(guān)模式液晶顯示(LCD)器件的截面圖。如圖1A所示，在第一透明基板10上分別水平和垂直地設(shè)置柵極線1和數(shù)據(jù)線3，以確定像素區(qū)。盡管在實際的液晶顯示器件中，‘N’條柵極線1與‘M’條數(shù)據(jù)線3彼此交叉而建立N×M個像素。為了說明性目的在圖1A中只示出一個像素。
把薄膜晶體管9設(shè)置在柵極線1與數(shù)據(jù)線3的交叉點上。薄膜晶體管9包括柵極1a、半導(dǎo)體層5以及源/漏極2a和2b。柵極1a連到柵極線1上。源/漏極2a和2b連到數(shù)據(jù)線3上。在整個基板上形成柵極絕緣層8。
在像素區(qū)內(nèi)平行于柵極線1設(shè)置公共線4。平行于數(shù)據(jù)線3設(shè)置公共電極6與像素電極7這一對電極以控制液晶分子。公共電極6與柵極線1同時形成并連到公共線4上。像素電極7與源/漏極2a和2b同時形成并連到薄膜晶體管9的漏極2b上。在包含源/漏極2a和2b的基板10的整個表面上形成鈍化膜11。形成像素電極線14與公共線4重疊，并且像素電極線14連到像素電極7上。像素電極線14、公共線4以及置于其間的絕緣層8構(gòu)成了存儲電容(Cst)。
在第二基板20上形成黑矩陣21和濾色片23，第二基板20上形成有用來使濾色片23變平的保護膜。黑矩陣21阻止光線泄漏到薄膜晶體管9、柵極線1以及數(shù)據(jù)線3上。濾色片23為液晶顯示器件提供了彩色顯示能力。在第一和第二基板10和20的襯面上形成定向膜12a和12b。定向膜12a和12b確定液晶的初始取向方向。在第一基板10與第二基板20之間形成液晶層13。液晶層13的光透射率受施加在公共電極6與像素電極7之間的電壓的控制。
具有現(xiàn)有技術(shù)的如上所述這種結(jié)構(gòu)的共平面開關(guān)模式LCD器件能夠有利地改善視角，這是由于公共電極6a和6b以及像素電極7被設(shè)置在同一平面上。
然而，共平面開關(guān)模式LCD器件的缺陷在于由于公共電極6和像素電極7被設(shè)置在顯示圖像的像素區(qū)內(nèi)，因此孔徑比降低，這就導(dǎo)致亮度減退。
另外，由于數(shù)據(jù)線3與像素電極7之間的信號干擾，因此在像素內(nèi)未正常形成橫向電場。為了解決這一信號干擾，將公共線6b設(shè)置在鄰近數(shù)據(jù)線3的區(qū)域上。設(shè)置在像素外緣上的公共電極6作為用來屏蔽數(shù)據(jù)信號的屏蔽線，并且將公共電極6設(shè)置為比設(shè)置在像素中心部分上的公共電極6要寬，由此，減小了孔徑比。
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于一種共平面開關(guān)模式液晶顯示器件以及制造方法，其基本上消除了由于現(xiàn)有技術(shù)的限制和缺陷而導(dǎo)致的一個或多個問題。
本發(fā)明的優(yōu)點在于提供了一種能夠通過把像素電極放置得盡可能遠離數(shù)據(jù)線而去除設(shè)置在數(shù)據(jù)線外緣上的屏蔽線，以及能夠通過擴大鄰近該數(shù)據(jù)線的區(qū)域內(nèi)的像素區(qū)而改善孔徑比的共平面開關(guān)模式液晶顯示器件及其制造方法。
為了實現(xiàn)這些以及其它的優(yōu)點，并按照如這里所具體和概括描述的本發(fā)明目的，提供了一種共平面開關(guān)模式液晶顯示器件，包括第一和第二基板；水平及垂直排列在第一基板上以確定像素區(qū)的柵極線和數(shù)據(jù)線；在柵極線與數(shù)據(jù)線的交叉點上形成的開關(guān)元件；在像素區(qū)的中央基本平行于該數(shù)據(jù)線形成的一公共線；重疊公共線的一像素電極線；從公共線伸出的多個公共電極；從像素電極線伸出并基本平行于公共電極設(shè)置的像素電極，像素電極與公共電極一起在像素區(qū)內(nèi)形成一橫向電場；以及在第一基板與第二基板之間形成的液晶層。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點提供了一種共平面開關(guān)模式液晶顯示器件，包括第一和第二基板；在第一基板上分別排列在大致水平及垂直方向內(nèi)的柵極線和數(shù)據(jù)線以確定像素區(qū)；在柵極線與數(shù)據(jù)線的交叉點上形成的薄膜晶體管；在像素區(qū)的中央基本平行于數(shù)據(jù)線設(shè)置的公共線；重疊公共線并形成存儲電容的像素電極線；電連接到公共線的公共電極，具有彎曲結(jié)構(gòu)并且根據(jù)該公共線對稱；電連接到像素電極線的像素電極，基本上平行于公共電極設(shè)置并與公共電極一起形成橫向電場；在像素的兩個外部邊緣上基本平行于數(shù)據(jù)線設(shè)置的、并屏蔽到達該像素電極和像素電極線的數(shù)據(jù)信號的屏蔽線；以及在第一基板與第二基板之間形成的液晶層。
在本發(fā)明的另一實施例中，一種共平面開關(guān)模式液晶顯示器件的制造方法，包括提供第一和第二基板；在第一基板上形成柵極線、公共線以及公共電極，其中公共電極從公共線上伸出并關(guān)于該公共線對稱；形成與柵極線交叉以確定像素區(qū)的數(shù)據(jù)線、在像素區(qū)中央基本上平行于該數(shù)據(jù)線設(shè)置并重疊公共線而形成存儲電容的像素電極線，以及與公共電極一起形成橫向電場的像素電極；以及在第一與第二基板之間形成液晶層。
應(yīng)當理解，上述的一般性說明和下面的詳細說明都是示例和說明性質(zhì)的，目的在于提供對如所要求保護的本發(fā)明的進一步解釋。
所含的附圖提供了對本發(fā)明的進一步理解，并且被包含及構(gòu)成此說明書的一部分，這些
了本發(fā)明的實施例并與說明書一起用來解釋本發(fā)明的原理。
圖中
圖1A和1B說明現(xiàn)有技術(shù)的共平面開關(guān)模式液晶顯示器件；圖2A和2B說明本發(fā)明第一實施例的共平面開關(guān)模式液晶顯示器件；圖3說明本發(fā)明的第二實施例；圖4說明本發(fā)明的第三實施例；圖5說明本發(fā)明的第四實施例；以及圖6A和6B是本發(fā)明的共平面開關(guān)模式液晶顯示器件的制造方法的截面圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將詳細參考本發(fā)明的實施例，在附圖中表示出其示例。
圖2A和2B說明本發(fā)明的一種共平面開關(guān)模式LCD器件。具體地，圖2A為平面圖，而圖2B為沿圖2A的II-II’線截取的截面圖。
如圖所示，在本發(fā)明的共平面開關(guān)模式LCD器件中，柵極線101和數(shù)據(jù)線103水平及垂直地排列在透明的第一基板110上以確定像素區(qū)。開關(guān)元件109設(shè)置在柵極線101與數(shù)據(jù)線103的交叉點上。開關(guān)元件109包括從柵極線101伸出的柵極101a，在柵極101a上形成的半導(dǎo)體層105，以及分別設(shè)置在半導(dǎo)體層105上的源/漏極102a和102b，源/漏極102a與102b之間具有一定的間隔。
另外，在像素內(nèi)基本上與柵極線101相平行地形成至少一對公共電極106與像素電極107，它們產(chǎn)生橫向電場。公共電極106電連接到公共線104上，在像素的中心部分基本上與數(shù)據(jù)線103相平行地設(shè)置該公共線104，像素電極107電連接到與公共線104重疊的像素電極線114上而構(gòu)成存儲電容(Cst)。
如圖2B所示，用置于公共電極106與像素電極107之間的柵極絕緣膜108將它們電絕緣，并且公共線104與像素電極線114形成存儲電容，它們之間設(shè)置柵極絕緣膜108。在包括數(shù)據(jù)線103和像素電極107的第一基板110的整個表面上涂敷鈍化膜111。
與此同時，在第二基板120上形成用來防止光泄漏的黑矩陣121和用來實現(xiàn)色彩的濾色片123。在第一基板110與第二基板120的襯面上涂敷第一和第二定向膜112a和112b，它們確定了液晶的初始取向方向，在膜112a與112b之間形成液晶層113。
在如上按照本發(fā)明構(gòu)成的共平面開關(guān)模式LCD器件中，將公共線104與像素電極線114設(shè)置在像素的中央，并且將產(chǎn)生驅(qū)動液晶的電場的公共電極106與像素電極107基本上與柵極線101相平行地設(shè)置，從而減小了數(shù)據(jù)線103的信號干擾。特別是，由于像素電極線114設(shè)置在像素的中央，并且像素電極107在基本垂直的方向上從像素電極線114伸出，因此像素電極107與數(shù)據(jù)線103之間的距離變長，從而使信號干擾最小化。
由于是用設(shè)置在像素中央的公共線104與像素電極線114構(gòu)成存儲電容(Cst)的，因此被現(xiàn)有技術(shù)的存儲電極占據(jù)的區(qū)域可以是孔徑區(qū)的一部分。而且，在本發(fā)明中，由于可以省略掉用來屏蔽數(shù)據(jù)信號的專用屏蔽線，因此孔徑區(qū)可以擴展到靠近數(shù)據(jù)線的區(qū)域。
由于公共線與像素電極線基本上平行于數(shù)據(jù)線設(shè)置，因此通過公共線與像素電極線的重疊而構(gòu)成的存儲電容增大。通常，由于像素的垂直長度比它的水平長度要長，因此如果公共電極與像素電極設(shè)置在垂直方向(數(shù)據(jù)線方向)上且彼此重疊，則與公共電極與像素電極設(shè)置在水平方向，即基本上平行于柵極線的方向上的結(jié)構(gòu)相比，可使存儲電容增大。
公共電極106與像素電極107相對于設(shè)置在像素中央的公共線104與像素電極線114是對稱的。公共電極106與像素電極107可以具有基本上平行于柵極線101的“—”形直線結(jié)構(gòu)，或者可以具有“Λ”或“V”形的彎曲結(jié)構(gòu)。
圖3和圖4說明本發(fā)明另外的實施例，其中公共電極與像素電極具有彎曲結(jié)構(gòu)。具體地，圖3說明了公共電極與像素電極具有“V”形彎曲結(jié)構(gòu)的LCD器件，而圖4說明了公共電極與像素電極具有“Λ”形彎曲結(jié)構(gòu)的LCD器件。
如圖3和4所示，公共電極106’與像素電極107’不與柵極線101平行，而是根據(jù)公共線104與像素電極線114而彎曲一預(yù)定角度?？梢栽谙鄬τ谙袼貐^(qū)具有+/-0°≥θ≤90°的范圍的斜角方向上彎曲公共電極106’與像素電極107’。
在如上所述的LCD器件中，像素電極107’與公共電極106’具有相對于公共線104的彎曲結(jié)構(gòu)，并且像素電極線114設(shè)置在像素的中央，形成具有用于一個像素內(nèi)的液晶的對稱驅(qū)動方向的多域。因此，由于液晶的雙折射特性導(dǎo)致的異常光被抵銷(offset)，并且色偏被最小化。柵極線101也可以具有與公共電極106’和像素電極107’相似的彎曲結(jié)構(gòu)。
另外，通過在像素外緣上形成鄰近數(shù)據(jù)線103的屏蔽線，可以有效地屏蔽掉數(shù)據(jù)線103的信號干擾。
圖5說明本發(fā)明的另一實施例，在該實施例中構(gòu)造了一條數(shù)據(jù)信號屏蔽線。基本上平行并鄰近數(shù)據(jù)線103形成一屏蔽線130，該屏蔽線電連接到公共電極106’上。屏蔽線130屏蔽數(shù)據(jù)線103與像素電極107’之間的信號干擾。在現(xiàn)有技術(shù)中，鄰近數(shù)據(jù)線的公共電極具有較寬的寬度以起到屏蔽線的作用。然而，按照本發(fā)明的屏蔽線130能夠用比現(xiàn)有技術(shù)的公共電極窄的寬度來有效地屏蔽數(shù)據(jù)線103的信號。
現(xiàn)在將解釋按照本發(fā)明的共平面開關(guān)模式LCD器件的制造方法。
圖6A和6B是說明按照本發(fā)明的共平面開關(guān)模式LCD器件的制造過程的平面圖。
圖6A中，準備第一透明基板，然后在上面涂覆諸如Cu、Ti、Cr、Al、Mo、Ta、Al合金的第一金屬材料并形成圖案，從而形成柵極線201、柵極電極201a、基本上垂直于柵極線201設(shè)置的公共線204以及多個電連接到公共線204上的公共電極206’。公共電極206’關(guān)于公共線204對稱并可具有“-”形直線結(jié)構(gòu)或“Λ”或“V”形的彎曲結(jié)構(gòu)，其中該彎曲結(jié)構(gòu)處于相對于像素區(qū)具有+/-0°≥θ≤90°的范圍的斜角方向上。
接著，使用等離子體CVD方法在包含柵極線201和公共線204的基板的整個表面上沉積SiNx，SiOx或類似物，從而形成柵極絕緣膜(未示出)。之后，在柵極絕緣膜(未示出)層疊非晶硅和n+非晶硅并形成圖案，以在柵極線201上形成半導(dǎo)體層205。
然后，如圖6B所示，在半導(dǎo)體層205和柵極絕緣膜(未示出)上涂覆諸如Cu、Mo、Ta、Al、Cr、Ti、Al合金的第二金屬材料并形成圖案，從而形成基本上垂直于柵極線201設(shè)置的數(shù)據(jù)線203并與柵極線201一起確定一像素區(qū)；處于半導(dǎo)體層205上的源/漏極202a/202b；基本上平行于數(shù)據(jù)線203設(shè)置的像素電極線214；覆蓋公共線204的存儲電容(Cst)；以及像素電極207’。在像素電極207’與公共電極206之間生成橫向電場。
像素電極207可具有“-”形直線結(jié)構(gòu)，或可具有“V”或“Λ”形的彎曲結(jié)構(gòu)(其中該彎曲結(jié)構(gòu)處于相對于像素區(qū)具有+/-0°≥θ≤90°的范圍的斜角方向上)，并應(yīng)具有與公共電極206相同的結(jié)構(gòu)。
此后，把諸如SiNx或SiOx的無機材料或諸如苯并環(huán)丁烯(BCB)或壓克力的有機材料加到形成有薄膜晶體管209的基板上，從而形成鈍化膜(未示出)。
接著，把第一基板附著到形成有濾色片的第二基板上，從而完成LCD器件的面板。
可以在鈍化膜上形成公共電極206’或像素電極207’，并且這兩個電極之一可以由諸如ITO(銦錫氧化物)或IZO(銦鋅氧化物)的透明導(dǎo)體材料構(gòu)成。如果公共電極206’或像素電極207’是由透明材料構(gòu)成的，則可以改善亮度。
如到此為止所描述的，本發(fā)明中，在像素中央平行于數(shù)據(jù)線設(shè)置公共線和像素電極線，并平行于柵極線設(shè)置公共電極和像素電極，從而減小了數(shù)據(jù)線的信號干擾。因此，圖像質(zhì)量和孔徑比可得到改善。
對于本領(lǐng)域的那些技術(shù)人員將顯而易見能夠?qū)Ρ景l(fā)明作出各種修改和變型而不脫離本發(fā)明的精神或范圍。因而，假如這些修改和變更在所附的權(quán)利要求書及其等同物的范圍內(nèi)，則本發(fā)明覆蓋這些修改和變更。
權(quán)利要求
1.一種共平面開關(guān)模式液晶顯示器件，包括第一和第二基板；在第一基板上分別排列在大致水平及垂直方向內(nèi)的柵極線和數(shù)據(jù)線以確定像素區(qū)；在柵極線與數(shù)據(jù)線的交叉點上形成的開關(guān)元件；在像素區(qū)的中央基本平行于數(shù)據(jù)線形成的公共線；重疊公共線的像素電極線；從公共線伸出的多個公共電極；從像素電極線伸出并基本平行于公共電極設(shè)置的像素電極，其中橫向電場形成在像素區(qū)內(nèi)公共電極與像素電極之間；以及在第一基板與第二基板之間形成的液晶層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于，公共電極關(guān)于公共線是對稱的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于，像素電極關(guān)于像素電極線是對稱的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于，公共電極基本平行于柵極線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于，公共電極具有相對于公共線的彎曲結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的器件，其特征在于，該彎曲結(jié)構(gòu)具有“Λ”形狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的器件，其特征在于，該彎曲結(jié)構(gòu)具有“V”形狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的器件，其特征在于，柵極線具有相對于公共線的彎曲結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的器件，其特征在于，該彎曲結(jié)構(gòu)具有“Λ”形狀。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的器件，其特征在于，該彎曲結(jié)構(gòu)具有“V”形狀。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，進一步包括在像素區(qū)的外部邊緣上鄰近數(shù)據(jù)線形成的輔助線。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的器件，其特征在于，該輔助線是數(shù)據(jù)信號屏蔽線并且電連接到公共電極上。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于，該開關(guān)元件包括連接到柵極線的柵極；在該柵極上形成的柵極絕緣膜；在該柵極絕緣膜上形成的半導(dǎo)體層；以及在該半導(dǎo)體層上形成的源極和漏極。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于，第二基板包括濾色片和黑矩陣。
15.一種共平面開關(guān)模式液晶顯示器件，包括第一和第二基板；在第一基板上分別排列在大致水平及垂直方向內(nèi)的確定像素區(qū)的柵極線和數(shù)據(jù)線；在柵極線與數(shù)據(jù)線的交叉點上形成的薄膜晶體管；在像素區(qū)的中央基本平行于數(shù)據(jù)線設(shè)置的公共線；重疊公共線并形成存儲電容的像素電極線；電連接到公共線上的公共電極，具有彎曲結(jié)構(gòu)并且關(guān)于該公共線是對稱的；電連接到該像素電極線上的像素電極，基本上平行于公共電極設(shè)置，其中在該公共電極與像素電極之間形成橫向電場；在像素區(qū)的外部邊緣上基本平行于數(shù)據(jù)線設(shè)置的、并屏蔽到達該像素電極的數(shù)據(jù)信號的屏蔽線；以及在第一基板與第二基板之間形成的液晶層。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的器件，其特征在于，像素電極線設(shè)置在像素區(qū)的中央。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的器件，其特征在于，像素電極具有“Λ”或“V”形的彎曲結(jié)構(gòu)。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的器件，其特征在于，屏蔽線電連接到公共電極上。
19.一種共平面開關(guān)模式液晶顯示器件的制造方法，包括提供第一和第二基板；在第一基板上形成柵極線、公共線以及公共電極，其中公共電極從公共線上伸出并關(guān)于該公共線對稱；形成與柵極線交叉以確定像素區(qū)的數(shù)據(jù)線、在該像素區(qū)中央基本上平行于數(shù)據(jù)線設(shè)置并重疊公共線而形成一存儲電容的像素電極線，以及與公共電極一起形成一橫向電場的像素電極；以及在第一與第二基板之間形成液晶層。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，進一步包括在公共線與像素電極線之間形成柵極絕緣膜。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，進一步包括在第二基板上形成一黑矩陣和一濾色片。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，進一步包括在像素區(qū)的外部邊緣上鄰近數(shù)據(jù)線形成屏蔽線。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，像素電極或公共電極是用諸如ITO銦錫氧化物或IZO銦鋅氧化物的透明導(dǎo)體材料構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種共平面開關(guān)模式液晶顯示器件，包括第一和第二基板；在第一基板上分別排列在大致水平及垂直方向內(nèi)的柵極線和數(shù)據(jù)線以確定像素區(qū)；在柵極線與數(shù)據(jù)線的交叉點上形成的開關(guān)元件；在像素區(qū)的中央基本平行于數(shù)據(jù)線形成的公共線；重疊公共線的像素電極線；從公共線伸出的多個公共電極；從像素電極線伸出并基本平行于公共電極設(shè)置的像素電極，其中在公共電極與像素電極之間的像素區(qū)內(nèi)形成橫向電場；以及在第一基板與第二基板之間形成的液晶層。
文檔編號G02F1/133GK1619393SQ200410088648
公開日2005年5月25日 申請日期2004年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月11日
發(fā)明者金度成, 姜炳求 申請人:Lg.菲利浦Lcd株式會社