專利名稱：共平面開關模式液晶顯示器件的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種液晶顯示(LCD)器件，尤其涉及一種能防止數據線的信號干擾并減小垂直線缺陷的共平面開關(IPS)模式LCD。
背景技術：
因為包括移動電話、PDA或筆記本電腦的各種移動電子設備已經得到了發展，對用于移動電子設備的輕、薄、短并且小的平板顯示器件的需求逐漸增加。因此，對如LCD(液晶顯示器)、PDP(等離子顯示面板)、FED(場發射顯示器)、VFD(真空熒光顯示器)的平板顯示器件的研究正在積極地進行。在這些顯示器件中，LCD由于其批生產技術、驅動電路簡單以及畫面質量高而最受關注。
普通的LCD器件通過利用電場控制光來實現圖像，其包括在其上排列有矩陣形式的像素的液晶面板和用于驅動液晶面板的驅動電路。
圖1示出了現有的IPS模式LCD的單元像素區域。如圖所示，柵線1和數據線10在液晶面板的第一基板上互相交叉設置以限定像素區域。柵極9、半導體層(未示出)和源極、漏極13和15形成在柵線1和數據線10的交叉點處以形成開關器件(例如，薄膜晶體管(TFT))。
像素電極3和公共電極5交替設置在液晶面板的各像素區域內以在第一基板上產生共平面電場。像素電極3接收來自開關器件(TFT)的源極和漏極13和15的數據信號并且與第一基板上的公共電極5一起產生共平面電場。換句話說，柵極9和源極、漏極13和15分別與柵線1和數據線10連接在一起，以利用通過柵線1輸入的信號導通開關器件(TFT)并且將通過數據線10施加的數據信號傳送到像素電極3。這樣，LCD根據提供到各像素區域的數據信號利用形成在像素電極3和公共電極5之間的電場控制液晶層的光透射率來顯示圖像。
雖然沒有示出，濾色片形成在第二基板上，并且液晶層形成在第一和第二基板之間分隔的空間內。
在上述IPS模式LCD中，因為液晶層內的液晶分子通過形成在像素電極3和公共電極之間的共平面電場驅動，與現有技術的TN(扭轉向列)模式LCD相比可見度范圍變寬了，即，在所有方向(上/下和左/右方向)上都得到了大約80°到85°的視角。
然而，在現有的IPS模式LCD中，因為數據線10和像素電極3互相鄰近并且平行，在數據線10和像素電極3之間易產生信號干擾，導致串擾和漏光。
因而，正在努力解決上述問題，將最外層的公共電極5’設置在數據線10附近并且使其與公共電極5相比具有更寬的寬度。然而，上述電極設置結構降低了LCD的孔徑比并且不能有效地防止由于數據線的信號干擾而使電場畸變。
圖2A和圖2B是圖1中區域“I”的放大圖。將參考圖2A和圖2B詳細描述由于根據數據線的電壓變化的信號干擾導致的液晶陣列的畸變。
產生液晶分子初始排列的研磨方向相對于公共電極5、5’以及像素電極3具有大約45°的傾斜角，并且當將電壓施加到公共電極5、5’以及像素電極3時產生的共平面電場與公共電極5、5’以及像素電極3垂直。
圖2A示出了當將8V的電壓施加到數據線10并且分別將5V和8V的電壓施加到公共電極5、5’和像素電極3上時，液晶分子的指向矢由公共電極5、5’和像素電極3之間的電壓差產生的電場確定為第一方向30。
圖2B示出了當將8V的電壓施加到數據線10并且分別將5V和8V的電壓施加到公共電極5、5’和像素電極3上時，如果施加到數據線10上的8V電壓變為10V，在液晶分子的實際驅動區域上產生的電場的方向變化為具有第二方向35，從而指向矢被旋轉為多于圖2A中所示的第一方向30。
數據線的電壓變化使像素區域內電場的方向發生了畸變，導致了液晶排列的變化。結果是，即使為公共電極和像素電極施加相同的電壓，在顯示屏幕上感覺到的顏色也發生了變化。
發明內容
因此，本發明涉及一種共平面開關模式液晶顯示器件，該顯示器件基本上克服了由于現有技術的限制和缺陷導致的一個或多個問題。
本發明的優點是提供一種IPS(共平面開關)模式LCD(液晶顯示)器件，該LCD通過具有與數據線基本垂直的研磨方向并設置與研磨方向相對應的公共電極和像素電極，能夠防止由于數據線的信號干擾導致的圖像質量變差。
本發明的另一優點是提供一種IPS模式LCD，該LCD通過彎曲像素電極和公共電極的兩端并且附加地形成輔助像素電極，能夠防止向錯(disclination)現象的發生。
本發明的其他特點和優點將出現在下面的說明書中描述，并且一部分從說明書中是顯而易見的，或者可以從本發明的實踐得到的。本發明的上述和其他優點可以通過書面的說明書和權利要求書以及附圖中指出的特定結構實現和得到。
為了得到上述和其他優點并根據本發明的目的，如此處具體和概略地描述的，提供了一種IPS型LCD裝置，其包括第一和第二基板；位于第一基板上的柵線；與柵線交叉以形成像素區域的數據線；位于柵線和數據線的交叉處的薄膜晶體管；多個交替地與柵線延伸的方向并行排列并產生第一方向的面向電場的像素電極和公共電極；沿基本上垂直于數據線的方向被摩擦的對準膜；和位于第一和第二基板之間的液晶層，其中像素電極和公共電極在其兩末端被彎曲并且第一方向的面向電場從像素電極和公共電極的兩末端產生。
可以理解上面普通的描述和下面詳細的描述都是示意性和解釋性的并且將提供本發明要求的進一步解釋。
包括為用于提供對本發明的進一步解釋并成為本說明書的一部分的附圖，描述了本發明的實施方式并與說明書一起解釋本發明的原理。
在附圖中圖1示出了現有的LCD器件的平面圖；圖2A和圖2B是圖1中部分“I”的放大圖；圖3示出了根據本發明第一實施方式的LCD器件的單元像素；圖4A和圖4B是沿圖3中的線II-II’和III-III’提取的截面圖；圖4C和圖4D是圖3中部分IV的放大圖；圖5示出了根據本發明第二實施方式的LCD器件的單元像素；并且圖6示出了根據本發明第三實施方式的LCD器件的單元像素區域。
具體實施例方式
下面將參照附圖中描述的實施例，詳細描述本發明的實施方式。
現在將參考附圖詳細描述本發明的LCD器件。
圖3示出了根據本發明第一實施方式的LCD器件的單元像素，并且圖4A和圖4B是沿圖3中線II-II’和線III-III’提取的截面圖。
如圖所示，液晶面板包括設置在第一基板110上并限定單元像素區域的數據線100和柵線101、位于柵線101和數據線100的交叉點處的開關器件，特別的是TFT、和交替且平行設置在像素區域內并產生共平面電場的至少一像素電極103和公共電極105。雖然沒有示出，涂敷有沿基本上垂直于數據線100的方向被研磨的定向膜，并且像素電極103和公共電極105與垂直于數據線100的方向大約呈0°到45°設置。
TFT包括形成為第一基板110上的柵線101一部分的柵極107、形成在柵極107上由SiNx或SiOx制成的柵絕緣膜120、半導體層109，即溝道區域、形成在半導體層109上的歐姆接觸層111、形成為數據線100延伸部分的源極113和與源極113間隔開的漏極115。
由材料如SiNx或SiOx制成的鈍化膜130完全形成在TFT上方，在其上形成有作為由ITO(氧化銦錫)、IZO(氧化銦鋅)或ITZO(氧化銦錫鋅)制成的透明導體的像素電極103并且該電極通過形成在鈍化膜130內的第一接觸孔117與TFT的漏極115連接以接收數據信號。
在單元像素的左側和右側，形成基本上與相鄰數據線100和100’平行的像素電極線123和公共電極線125以電連接多個像素電極103和公共電極105。公共電極線125通過公共線125”接收來自于外部信號源的公共信號并且將該信號傳送到公共電極105。公共線125與像素電極線123重疊并且在其間插插入鈍化膜130以形成存儲電容(Cst)。
同時，關于公共線125”延伸的方向對稱設置像素電極103和公共電極105以形成具有兩個域的像素區域。這樣，根據液晶的雙折射，不正常光可以互相抵消并且使色移(color shift)最小化。
柵線101可以形成為基本上與相鄰的像素電極103或公共電極105平行并且在液晶面板的整個區域上方沿Z字形圖案延伸。兩個相鄰的像素區域可以對稱地形成在插入其中的柵線的邊界處，并且可以與相鄰的像素區域對稱形成在數據線100的邊界區域。
在與第一基板110相對應的第二基板(未示出)上，順序形成用于防止漏光的光阻擋層、包括如R、G和B濾色片的濾色片層和涂敷層。不考慮用于覆蓋數據線和公共線之間的隔離區域的對準余量，光阻擋層具有最小的寬度。
如上所述，在本發明中，通過設置基本上與柵線平行的公共電極和像素電極，數據線的信號對像素電極的影響可以達到最小。
圖4C和圖4D是圖3中部分IV的放大圖，其示出了當將電壓施加到公共電極和像素電極105和103上時和當將電壓不施加到其上時的液晶分子的驅動特性。
雖然沒有示出，將沿垂直于數據線100的方向被研磨的，即與形成在數據線100和像素電極線123之間的電場142具有相同方向的定向膜形成在包括像素電極103和公共電極105的第一基板110上。
在本發明的實施方式中，研磨方向是，當施加相同的電壓到數據線100和像素電極線123時，產生液晶分子初始排列的研磨方向和數據線100與像素電極線123之間的電場142的方向相同。具體地說，在現有技術中，摩擦沿與數據線100的方向呈45°傾斜角的方向執行。相反地，在本發明中，摩擦沿垂直于數據線100的方向執行，從而當不施加電壓時，位于數據線100和像素電極線123之間的液晶分子140沿垂直于數據線100的方向設置并且因而沒有被殘余電壓畸變。
如圖4D所示，當將電壓施加到公共電極105和像素電極103時，液晶分子140沿與在公共電極105和像素電極103之間產生的共平面電場144的方向相對應的方向排列。在這種情況下，因為電場142沿垂直于數據線100和第一像素電極線123之間的數據線100的方向形成，位于截面內的液晶分子140沒有運動，共平面電場144形成在公共電極105和像素電極103之間并且液晶分子140沿電場方向被驅動。
這樣，定向膜的研磨方向垂直于數據線，并且公共電極和像素電極沿與研磨方向相對應的方向設置(例如，與數據線呈大約45°傾斜角)。因此，由于數據線的殘留電壓導致的電場畸變可以被最小化并且可以防止液晶分子的扭曲現象。因而，即使在白黑模式下也可以防止相應區域處的漏光發生。
在LCD器件中，如圖3所示，公共電極105和公共線125形成銳角，并且輔助像素電極103’附加地包括在突出區域上。即，在兩個具有相同極性的電極105和125以銳角互相連接的區域內可能會發生向錯(disclination)現象。因而，通過在該區域上附加地形成輔助電極103’，可以防止電場畸變。在這種情況下，輔助像素電極103’可以具有三角形形狀。
圖5示出了本發明的第二實施方式，其中修改了第一實施方式中的輔助像素電極。
第二實施方式的結構與第一實施方式的相似。所以，將只描述其差別。
如圖所示，液晶面板包括設置在第一基板上并像素單元像素區域的數據線200和柵線201、位于柵線201和數據線200交叉處的TFT和交替且平行設置在像素區域內并產生共平面電場的至少一個像素電極203和公共電極205。像素電極203和公共電極205形成為與基本上垂直于數據線200的方向大約呈0°到45°角。
TFT包括形成為柵線201一部分的柵極207、半導體層(未示出)、源極213和漏極215。像素電極203通過形成在漏極215上部的第一接觸孔217接收數據信號。
在單元像素的左側和右側，形成基本上與相鄰數據線200和200’平行的像素電極線223和公共線225以分別電連接多個像素電極203和公共電極205。像素電極線223和公共線225互相重疊并且在其中插入柵絕緣膜(未示出)和鈍化膜(未示出)以形成存儲電容(Cst)。
在本實施方式中，公共電極205與公共線225形成銳角，并且將用于防止電場畸變的平行四邊形輔助像素電極203’附加地形成在突出區域上。與根據本發明第一實施方式的三角形輔助像素電極103’相比，平行四邊形的輔助像素電極203’可以改進LCD器件的孔徑比。
此外，在與第一基板相對應的第二基板上，順序形成有用于防止漏光的光阻擋層、包括R、G和B濾色片裝置的濾色片層、以及涂敷層。
圖6示出了根據本發明的第三實施方式的LCD器件的單元像素區域，在單元像素區域內的像素電極和公共電極的末端都被彎曲。
本發明的第三實施方式與本發明的第一和第二實施方式相似。因此將僅描述其差別。
如圖6所示，液晶面板包括設置在第一基板上并限定單元像素區域的數據線300和柵線301、位于柵線301和數據線300交叉處的TFT和基本上交替平行設置在像素區域內并產生共平面電場的像素電極303和公共電極305。像素電極303和公共電極305形成為與基本上垂直于數據線200的方向大約呈0°~45°角。將像素電極303和公共電極305的兩端彎曲以與像素電極303和公共電極305延伸的方向大約呈0°到20°范圍的傾斜角。
TFT包括形成為柵線301一部分的柵極307、半導體層、源極313和漏極315。像素電極303通過第一接觸孔317與TFT的漏極315連接以接收數據信號。
在單元像素的左側和右側形成基本上與相鄰數據線300和300’平行的像素電極線323和公共線325以電連接多個像素電極303和公共電極305。在這種情況下，像素線323和公共線325彼此重疊并在其間插入柵絕緣膜(未示出)和鈍化膜(未示出)以形成存儲電容(Cst)。
在本實施方式中，公共電極305與公共線325形成銳角，并且將用于防止電場畸變的平行四邊形輔助像素電極303’附加地形成在突出區域上。因而，可以防止向錯。
此外，如上所述，公共電極305和像素電極303這樣形成，使得與公共線325和像素電極線323連接的各部分被彎曲以形成傾斜的電場區域。
彎曲像素電極303和公共電極305使它們傾斜的原因是最小化與共平面電場的第一方向具有不同方向的電場的形成，該共平面電場產生在兩個電極303和305與公共線325和像素電極線323連接的區域內，在該區域中共平面電場通過公共電極305和像素電極303形成。
具體地說，因為兩個電極303和305不像在像素中心處那樣平行設置，在公共電極305和像素電極303的兩側形成的電場被畸變。因而，液晶分子不正常地排列。這樣，為了使彼此平行的兩電極303和305最大化，使像素電極303或公共電極305的一側彎曲以在電場形成的區域形成斜面。因而，使產生在像素中心區域的共平面電場的第一方向與產生在電極外側邊緣區域的共平面電場的方向最大程度上一致。
根據本發明的IPS模式LCD具有很多優點。
例如，因為研磨方向基本上與數據線和像素電極線垂直，無論是否施加電壓，位于數據線附近的液晶分子都可以保持其初始排列方向。因而，雖然在電壓OFF狀態時數據線內保留有電壓，液晶也不扭曲，并且因而防止了漏光。此外，通過防止由于數據線內信號畸變而導致的感覺到的顏色變化可以改進圖像質量。
此外，由于像素電極和公共電極的兩端被彎曲并且附加地形成有輔助像素電極，可以防止在像素區域向錯的產生。因而，改進了圖像質量并且使LCD器件的孔徑比最大化。
對于本領域的普通技術人員來說，不脫離本發明的實質和范圍的各種修改和變化是顯而易見的。因而，可以理解，本發明覆蓋了在所述權利要求及其等同物內提供的修改和變化。
權利要求
1.一種共平面開關模式液晶顯示器件，包括第一和第二基板；位于第一基板上的柵線；與柵線交叉以形成像素區域的數據線；位于柵線和數據線的交叉處的薄膜晶體管；多個交替地與柵線延伸的方向平行設置并產生第一方向的共平面電場的像素電極和公共電極；沿基本上垂直于數據線的方向研磨的定向膜；位于第一和第二基板之間的液晶層，其中像素電極和公共電極在其兩端被彎曲并且第一方向的共平面電場從像素電極和公共電極的兩端產生。
2.根據權利要求1所述的器件，其特征在于，所述像素電極和公共電極與垂直于數據線的方向大約呈0°到45°范圍的傾斜角形成。
3.根據權利要求2所述的器件，其特征在于，所述像素電極和公共電極的兩端被彎曲以具有關于像素電極和公共電極的方向大約0°到20°范圍的傾斜角。
4.根據權利要求1所述的器件，其特征在于，進一步包括基本上與像素區域的左、右數據線平行并且連接到多個公共電極的公共線；基本上與像素區域的左、右數據線平行并且連接到多個像素電極的像素電極線。
5.根據權利要求4所述的器件，其特征在于，進一步包括形成在公共電極與公共線形成為銳角的區域上部的輔助像素電極。
6.根據權利要求5所述的器件，其特征在于，所述輔助像素電極防止向錯產生。
7.根據權利要求6所述的器件，其特征在于，所述輔助像素電極形成為三角形形狀。
8.根據權利要求6所述的器件，其特征在于，所述輔助像素電極形成為平行四邊形形狀。
9.根據權利要求4所述的器件，其特征在于，所述公共線和像素電極線重疊以形成存儲電容。
10.根據權利要求4所述的器件，其特征在于，所述公共線將公共信號傳輸到外部的公共電極。
11.根據權利要求4所述的器件，其特征在于，所述公共電極和像素電極關于公共線對稱設置以在像素區域內形成兩個疇。
12.根據權利要求1所述的器件，其特征在于，所述柵線基本上與相鄰的公共電極和像素電極平行并且沿Z字形圖案延伸。
13.根據權利要求1所示的器件，其特征在于，所述像素區域在柵線的邊界處與相鄰的像素區域對稱。
14.根據權利要求1所述的器件，其特征在于，所述像素區域在數據線的邊界處與相鄰的像素區域對稱。
15.根據權利要求1所述的器件，其特征在于，所述像素電極形成為由氧化銦錫、氧化銦鋅或氧化銦錫鋅制成的透明導電體。
16.根據權利要求1所述的器件，其特征在于，所述薄膜晶體管包括柵極、半導體層、源極和漏極。
17.根據權利要求1所述的器件，其特征在于，進一步包括與漏極和像素電極電連接的第一接觸孔。
18.一種共平面開關模式液晶顯示器件的制造方法，包括如下步驟形成第一和第二基板；形成位于第一基板上的柵線；形成與柵線交叉以形成像素區域的數據線；形成位于柵線和數據線的交叉處的薄膜晶體管；以交替圖案形成多個基本上互相平行并且沿所述線延伸的方向的像素電極和公共電極；沿像素電極和公共電極之間的第一方向產生共平面電場；沿基本上垂直于數據線的方向研磨定向膜；以及提供位于第一和第二基板之間的液晶層，其中像素電極和公共電極在其兩端被彎曲并且第一方向的共平面電場從像素電極和公共電極的兩端產生。
全文摘要
本發明公開了一種能防止數據線的信號干擾和向錯的共平面開關(IPS)模式液晶顯示器件。該(IPS)模式液晶顯示(LCD)器件包括第一和第二基板；位于第一基板上的柵線；與柵線交叉以形成像素區域的數據線；位于柵線和數據線的交叉處的薄膜晶體管；多個交替地沿柵線延伸的方向并行設置并產生第一方向的共平面電場的像素電極和公共電極；沿基本上垂直于數據線的方向研磨的定向膜；和位于第一和第二基板之間的液晶層，其中像素電極和公共電極在其兩端被彎曲并且第一方向的共平面電場從像素電極和公共電極的兩端產生。
文檔編號H01L29/786GK1797146SQ20051007994
公開日2006年7月5日 申請日期2005年6月27日 優先權日2004年12月30日
發明者姜炳求 申請人:Lg.菲利浦Lcd株式會社