邊緣場切換模式液晶顯示器及其制造方法

專利名稱：邊緣場切換模式液晶顯示器及其制造方法
技術領域：
本發明涉及邊緣場切換(FFS)模式液晶顯示器及其制造方法，其中， 改善了孔徑比，從而降低了功耗，并且增加了內反射，從而加強了室外 清晰度。
背景技術：
已經提出了邊緣場切換(FFS)模式液晶顯示器(LCD),以改善面 內切換(IPS)模式LCD的低孔徑和透射率。在FFS模式LCD中，公共電極和像素電極由諸如銦錫氧化物(ITO) 等的透明導電層制成，因此與IPS模式LCD相比，改善了其孔徑比和透 射率，并且在公共電極與像素電極之間的窄間隔(narrow interval)中形 成有邊緣場，從而，因為即便電極上的液晶分子也全都受到控制，所以 進一步提高了透射率。例如，在同樣由本申請人提交的美國專利 No.6，256，081和No.6，226,U8中公開了傳統的FFS模式LCD。同時，LCD分成利用背光的透射式LCD和利用自然光的反射式 LCD。透射式LCD使用背光作為光源，所以即使在黑暗環境下也能夠明 亮地顯示圖像，但是背光導致功耗較高和室外清晰度較差。另一方面， 反射式LCD利用其周圍的自然光，而不是背光，所以這種LCD消耗較 少的功率，并且可在室外場所中使用，但是當周圍環境暗時，這種LCD 就無法使用。換言之，普通透射式LCD在室內場所具有優良的亮度、色再現性、 對比度(CR)等，但在室外場所，由于太陽光或反射的太陽光，導致幾 乎不可能從這種LCD上看到信息。由于自身不能發光的透射式LCD的 清晰度依賴于背光的亮度和LCD板的透射率，又由于在室外時太陽光強 度大于十萬勒克斯(LUX)，所以這種透射式LCD的室外清晰度下降。為了解決此問題，可以提高背光的亮度，但這樣需要過多的功耗。因此，提出了半透射式LCD，以克服透射式LCD和反射式LCD二 者的缺點。半透射式LCD兼容反射式LCD和透射式LCD，因此它能夠 消耗相對少的功率，并且可在黑暗環境中使用。在同樣由本申請人提交 的韓國專利No.666236中已經公開了這種半透射式LCD。通常，半透射式LCD被設計成具有單一單元間隙(cell gap)結構或 者雙重單元間隙結構，在單一單元間隙結構中，透射區域的單元間隙等 于反射區域的單元間隙，在雙重單元間隙結構中，透射區域的單元間隙 比反射區域的單元間隙大兩倍。然而，當使用相同的液晶模式以單一單 元間隙結構制造半透射式LCD時，反射區域的相位延遲是透射區域的相 位延遲的兩倍，使得反射模式的電壓-反射(V-R)曲線與透射模式的電 壓-透射(V-T)曲線不匹配，從而導致不協調的灰度級，并且導致電光 特性發生劣化。因此，正著手制造具有雙重單元間隙結構的半透射式LCD，其中， 透射區域被設計成其單元間隙比反射區域的單元間隙大兩倍。這樣，反 射模式的V-R曲線可以與透射模式的V-T曲線相匹配。然而，如果制造 具有雙重單元間隙結構的半透射式LCD，則臺階差會由于反射區域之間 的單元間隙而增大兩倍，從而帶來制造過程中的困難，例如，不均勻的 液晶配向等，由此降低了生產率。此外，半透射式LCD在室內時的孔徑 比明顯減小，而且它的制造工藝又復雜又難。同時，本申請人已經提出了半透射式FFS模式LCD，以利用FFS模 式LCD和半透射式LCD二者的優點。在韓國專利公開No. 2006-117465 中已經公開了這種半透射式FFS模式LCD。然而，當把半透射模式應用于FFS模式LCD時，必須進行樹脂加工 (resin process)以形成用于增大反射率的凹凸部分。樹脂加工是很困難 的，這是因為在其制造加工時無法完全避免基本污染，而且這種樹脂加 工也很昂貴。此外，為了以半透射模式來實現FFS模式LCD，應當預先 與半透射式FFS模式LCD的結構相結合地開發補償膜、偏光膜等。換言 之，需要大量的開發成本和時間。在上述背景下，需要進行研究，以便能夠利用半透射模式LCD的一些特性，諸如室外清晰度等，同時保持普通透射式FFS模式LCD的制造 工序。發明內容鑒于上述問題，本發明的一個目的是提供一種邊緣場切換(FFS)模 式液晶顯示器(LCD)及其制造方法，其中，在不大量改變普通透射式 FFS模式LCD的工序的情況下，利用FFS模式LCD的基本特性，提高 了室外清晰度。本發明的另一目的是提供一種邊緣場切換(FFS)模式液晶顯示器 (LCD),其中，提高了孔徑比，使光泄漏和耦合效應得以最小化，從而 改善了圖像質量。本發明的又一目的是提供一種邊緣場切換(FFS)模式液晶顯示器 (LCD),其中增加了內反射。本發明的再一目的是提供一種邊緣場切換(FFS)模式液晶顯示器 (LCD),該顯示器具有比傳統透射式FFS模式LCD更高的孔徑比，由 此降低了功耗。本發明的另一 目的是提供一種FFS模式LCD器件，該LCD器件能 夠防止制造工藝中的誤差，由此確保更穩定的合格率。為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種邊緣場切 換模式液晶顯示器，其包括下基板、上基板、以及插入在所述下基板與 所述上基板之間的液晶層，其中，選通線和數據線相互交叉，從而在所 述下基板上限定了像素區域，并且在所述選通線與所述數據線之間的交 叉部處設置有開關器件，所述邊緣場切換模式液晶顯示器包括透明公 共電極，該透明公共電極具有預定的形狀，并且形成在所述像素區域內， 以通過向所述液晶層施加電壓來調節透光率；和透明像素電極，該透明 像素電極包含多個縫，并且形成在所述透明公共電極上方，在所述透明 公共電極與所述透明像素電極之間插入有絕緣層，其中，用于對所述液 晶層進行配向的摩擦方向相對于選通線的方向在5°內；相對于所述數據線來調整所述透明公共電極與所述透明像素電極之間的排列，以減少光 泄漏和耦合現象；并且所述透明公共電極的一端布置在所述數據線與所述透明像素電極之間。所述數據線和所述透明公共電極之間的距離(L3)與所述數據線和 所述透明像素電極之間的距離(L》之比(L3/L,)可以在0.75以內，并 且所述數據線和所述透明像素電極之間的距離可以在4 pm以內。根據本發明的另一個方面，提供了一種邊緣場切換模式液晶顯示器， 其包括下基板、上基板、以及插入在所述下基板與所述上基板之間的液 晶層，其中，選通線和數據線相互交叉，從而在所述下基板上限定了像 素區域，并且在所述選通線與所述數據線之間的交叉部處設置有開關器 件，所述邊緣場切換模式液晶顯示器包括透明公共電極，該透明公共 電極具有預定的形狀，并且形成在所述像素區域內，以通過向所述液晶 層施加電壓來調節透光率；和透明像素電極，該透明像素電極包含多個 縫，并且形成在所述透明公共電極上方，在所述透明公共電極與所述透 明像素電極之間插入有絕緣層，其中，在所述選通線上由與所述數據線 相同的材料形成有電獨立(electrically independent)的反射結構。根據本發明的又一個方面，提供了一種制造邊緣場切換模式液晶顯 示器的方法，所述邊緣場切換模式液晶顯示器包括下基板、上基板、以 及插入在所述下基板與所述上基板之間的液晶層，其中，選通線和數據 線相互交叉，從而在所述下基板上限定了像素區域，并且在所述選通線 與所述數據線之間的交叉部處設置有開關器件，所述方法包括在所述 基板上形成透明公共電極；在所述透明公共電極上順序形成所述選通線、 柵絕緣層、有源層、數據線、層間絕緣層和具有多個縫的透明像素電極； 以及在所述透明像素電極上施敷配向層并且對配向層進行摩擦，以便對 所述液晶層進行配向，其中，相對于所述數據線來調整所述透明公共電 極與所述透明像素電極之間的排列，以減少光泄漏和耦合現象；將所述 透明公共電極的一端布置在所述數據線與所述透明像素電極之間；并且 所述數據線和所述透明公共電極之間的距離(L3)與所述數據線和所述 透明像素電極之間的距離(L》之比(WL。在0.75以內。根據本發明的另一方面，提供了一種邊緣場切換模式液晶顯示器， 所述邊緣場切換模式液晶顯示器包括下基板、上基板、以及插入在所述 下基板與所述上基板之間的液晶層，在所述下基板上通過按交叉方向形 成的選通線和數據線限定有各像素區域，并且在所述選通線與所述數據 線之間的交叉部處設置有開關器件，所述邊緣場切換模式液晶顯示器的 特征在于所述像素區域包括第一透明電極和第二透明電極，以便向所 述液晶層施加電壓從而調節透光量，所述第二透明電極包括多個縫，并 且與所述第一透明電極分開且位于所述第一透明電極的上部，在所述第 一透明電極與所述第二透明電極之間插入有絕緣層；利用與所述數據線 相同的材料在所述選通線的上部提供有電獨立形式的反射器；通過在所 述反射器的下部提供封閉曲線形狀的多個圖案來提供使得所述反射器具 有曲線形狀的反射器結構；并且所述獨立封閉曲線形狀被構造得不與所 述選通線交疊。


圖1是形成在根據本發明的示例性實施例的液晶顯示器的下基板中 的像素區域的部分平面圖。圖2A至圖2C是分別沿圖i中的線i-r、 n-n，禾B m-nr截取的橫截面圖，圖2D部分地例示出圖1的邊緣場切換(FFS)模式液晶顯示器中的透明公共電極、透明像素電極以及數據線。圖3A示出在傳統扭轉向列(TN)模式中數據線周圍的透光率的仿 真結果，圖3B和圖3C示出在FFS模式中當改變摩擦方向時數據線周圍 的透光率的仿真結果。圖4是用于對在根據本發明的示例性實施例的液晶顯示器中依賴于 數據線、透明像素電極以及透明公共電極之間的排列的耦合現象進行描 述的示意圖。圖5A和圖5B是示出對在根據本發明的示例性實施例的液晶顯示器 中依賴于數據線、透明像素電極以及透明公共電極之間的排列的耦合現 象進行圖示的仿真結果。圖6A至圖6C示出了根據本發明的示例性實施例在透明公共電極的一端布置在數據線與透明像素電極之間的情況下獲得最佳條件的仿真結 果。圖7A是根據本發明的示例性實施例的用于增加數據線中的內反射 的具有曲線形狀的數據線的部分平面圖，圖7B是沿圖7A中的線IV-IV' 截取的橫截面圖。圖8是形成在根據本發明的示例性實施例的液晶顯示器的下基板中 的像素區域中的選通線的部分平面圖。圖9是沿圖8中的線V-V'截取的橫截面圖。圖10是根據本發明的另一實施例的形成在液晶顯示器的下基板上 的像素區域的部分平面圖。圖11是圖10的局部放大圖和實際處理前的設計視圖。圖12是用于描述完成了實際處理后所形成的圖案的頂視圖。圖13是沿圖12的線ni-nr截取的部分的橫截面圖。圖14是圖13的局部放大圖。
具體實施方式
現在，參照附圖更加詳細地描述本發明的優選實施例。 根據本發明的示例性實施例的液晶顯示器(LCD)包括下基板、上 基板、以及插入在所述下基板與所述上基板之間的液晶層。在所述下基 板中，電極相互交叉，以向液晶層施加電壓，并且所述電極限定了多個 像素。圖1是形成在根據本發明的示例性實施例的液晶顯示器的下基板中的像素區域的部分平面圖。圖2A至圖2C是分別沿圖i中的線i-r、n-n， 和m-nr截取的橫截面圖。參照圖1 、圖2A、圖2B和圖2C，在根據本發明的示例性實施例的 FFS模式LCD中，選通線120和數據線150被布置成在下基板100上相 互交叉；薄膜晶體管(TFT)被布置在選通線120與數據線150之間的交 叉部處，作為開關器件；透明公共電極110和包括相對于選通線120成 預定角度的多個縫的透明像素電極170被布置在由選通線120和數據線150限定的單位像素區域內，并且彼此間隔開，在其間插入有層間絕緣層160。在圖1中，透明公共電極110被制成板狀，但是不限于此。另選的 是，透明公共電極110可包括多個縫。圖2D僅例示出FFS模式LCD中的透明公共電極110、透明像素電 極170以及數據線150。在此，透明像素電極170的縫相對于選通線120 成預定角度e。此外，透明公共電極110和透明像素電極170通過層間絕 緣層160彼此絕緣。另外，柵絕緣層130設置在選通線120與有源層140 之間。同時，平行于選通線120的公共總線122布置在與選通線120分隔 開的像素邊緣部分中。公共匯流線122與透明公共電極110電連接，并 且向透明公共電極IIO連續傳輸公共信號。現在將參照圖l、圖2A、圖2B和圖2C來描述根據本發明的示例 性實施例的液晶顯示器的制造方法。首先，將透明導電層淀積在下基板100上，隨后對所述透明導電層 進行構圖以形成透明公共電極110。接著，將不透明金屬淀積在透明公共電極110上，隨后對所述不透 明金屬進行構圖以在透明公共電極110的一側形成選通線，并且形成公 共匯流線122以部分覆蓋透明公共電極110 (參見圖2B)。將柵絕緣層130淀積在具有經構圖的透明公共電極110、選通線120 以及公共匯流線122的下基板100的整個表面上。然后，將a-Si層和n十 a-Si層順序淀積在選通線120上方的柵絕緣層130上，并且對該a-Si層 和n+ a-Si層進行構圖，以形成有源層140。此外，將金屬層淀積在具有經構圖的有源層140的下基板100的整 個表面上，然后對該金屬層進行構圖，以形成數據線150和源-漏極152。 將層間絕緣層160淀積在具有數據線150和源-漏極152的下基板100上。接下來，形成接觸孔CN，以使源-漏極152部分露出，并且將透明 導電層淀積在層間絕緣層160上。此時，對該透明導電層進行構圖，以 通過接觸孔CN連接源-漏極152和透明像素電極170，并且形成具有縫 形狀的透明像素電極170。在本實施例的FFS模式LCD中，透明公共電極110和包括多個縫的 透明像素電極170對液晶層(未示出)的配向進行控制，從而對LCD在 像素單元中的透光率進行控制。此外，在FFS模式LCD中，在數據線150上方的上基板200上只有 小光屏蔽區域或者沒有光屏蔽區域，從而提高了孔徑比。光屏蔽區域(例 如，黑底)用于防止未對液晶分子進行控制的區域中的光透射，所以在 現有技術中在數據線上方設置有光屏蔽區域。但是，在本實施例中，由 于FFS模式LCD的基本特性、摩擦方向等，光屏蔽區域可被去除或者減 小。同時，通過相對于數據線150最佳地布置透明公共電極110和透明 像素電極170，克服了由于減小光屏蔽區域而導致的缺陷。圖2A是數據線150的橫截面圖。如圖2A所示，在下基板100上形 成有透明公共電極110;在透明公共電極IIO上形成有柵絕緣層130;在 柵絕緣層130上形成有數據線150，同時所述數據線150覆蓋有源層140; 并且在數據線150上順序形成有層間絕緣層160和透明像素電極170。在圖2A中，有源層140被數據線150覆蓋，但是可以去除有源層 140。此外，在去除光屏蔽區域的情況下，高反射率材料或彎曲部分可以 形成為頂層，由此增加數據線150的頂面的反射率。稍后將描述彎曲部 分。圖3A到圖3C示出在傳統扭轉向列(TN)模式和FFS模式中的數 據線周圍的透光率的仿真結果，其中，公共電極和像素電極布置在數據 線周圍。首先，圖3A示出在傳統TN模式中數據線周圍的透光率的仿真結果。 在圖3A中，上曲線圖示出在與下區域對應的區域中的透光率。參照圖 3A，相對于數據線，左邊像素電極接收電力(開狀態)，而右邊像素電極 不接收電力(關狀態)，并且液晶的摩擦方向被設定為作為典型摩擦方向 的45° 。在圖3A的仿真條件下，公共電極在TN模式中形成在設置有濾色器 的上基板上，并且它以常白模式(normally white mode)被驅動。因此， 在圖3A的情況下，左邊像素電極區域因其處于開狀態而應當具有0的透射率，而右邊像素電極區域因其處于關狀態而應當具有最大的透射率。 然而，施加給數據線的電壓導致電極邊緣部分(參見圖3A中的A)和數 據線的上部處漏光。因此，在TN模式中，如果在數據線上方去除或者減小光屏蔽區域，則在數據線周圍出現光泄漏。所以，應當在數據線上方形成相當大區域 的光屏蔽區域。但是，容易理解，光屏蔽區域降低了總孔徑比。另一方面，本發明人發現，在根據本發明的FFS模式LCD中，因為 當液晶的摩擦方向相對于選通線基本上為0°時，由于數據線、像素電極 以及公共電極之間的電壓差而產生的電場具有相同的方向，所以不管電 場的強度如何都防止了光泄漏。圖3B和圖3C示出在FFS模式中當摩擦方向(相對于選通線的角度) 分別為0°和90°時數據線周圍的透光率的仿真結果。在圖3A至圖3C中， 電極之間的間隔相同。與圖3A—樣，在圖3B和圖3C中，左邊像素電極和右邊像素電極 分別被設定為開狀態和關狀態。結果，圖3B示出無論像素電極是開還是 關，透射率都近似達到0。另一方面，圖3C示出在區域B中出現光泄漏。具體來說，圖3C的情況可以解釋為對應于普通面內切換(IPS)模式 的情況，因為IPS模式在數據線周圍具有相同的電極布置。在圖3C中， 液晶的摩擦方向為90。，并且由數據線、像素電極以及公共電極之間的電 壓差所產生的電場是0。。因此，當在電極之間產生電勢差時，沿90。角度 配向的液晶旋轉至0。的電場方向，從而出現光泄漏(參見圖3C中的B)。參照圖3C，在TN模式或IPS模式中(或者在FFS模式中的90。的 摩擦方向下)，液晶由于在數據線、像素電極以及公共電極之間產生的電 場而發生不期望的旋轉，從而出現光泄漏，因此即使要求數據線周圍沒 有光泄漏以去除數據線周圍的光屏蔽區域，也必須在數據線上方形成光 屏蔽區域。另一方面，參照圖3B，如果在FFS模式中液晶的摩擦方向為 0°，則可防止數據線周圍的光泄漏。在上述實施例中，仿真是在液晶的摩擦方向為0° (但不限于此)的 條件下執行的。在考慮驅動電壓、響應時間等的實踐應用中，如果液晶的摩擦方向在0°至5°的范圍內，則幾乎防止了數據線周圍的光泄漏。此外，考慮到加工余量，摩擦方向優選在0°至2°的范圍內。更優選的是， 摩擦方向為0°。圖4是用于對在根據本發明的示例性實施例的液晶顯示器中依賴于 數據線、透明像素電極以及透明公共電極之間的排列的耦合現象進行描 述的示意圖，圖5A和圖5B示出對在根據本發明的示例性實施例的液晶 顯示器中依賴于數據線、透明像素電極以及透明公共電極之間的排列的 耦合現象進行例示的仿真結果。在圖4中，1^表示數據線150和透明像素電極170之間的距離，L3 表示數據線150和透明公共電極110之間的距離，L2表示透明公共電極 110的一端E比透明像素電極170朝數據線150的方向多伸出的距離。因 此L產L2+ L3。在產生電場的這些電極中，透明公共電極IIO具有穩定的電壓電平， 所以即使在數據線150或透明像素電極170中產生電場，也可保持恒定 的電壓差。因此，透明公共電極110對圖片質量劣化的影響小。然而， 施加到數據線150或透明像素電極170的電壓隨著圖片不同而自由地變 化，從而基于兩個電極之間所產生的電場的耦合現象可能會使得圖片質 量發生劣化。根據本實施例，透明公共電極110的一端E被設計成位于透明像素 電極170與數據線150之間，使得在透明像素電極170與數據線150之 間直接形成電場，從而減少了引起不穩定的液晶配向的現象。當透明公 共電極110被定位在透明像素電極170與數據線150之間時，透明公共 電極110用作抵消電場的介質，使得在透明像素電極170與數據線150 之間不形成直接電場。即，在數據線150上方，在透明像素電極170與 數據線150之間不形成直接電場，并且具有恒定電壓電平的透明公共電 極110被定位在透明像素電極170與數據線150之間的中央，以便形成 恒定電場，從而防止圖像質量由于非均勻耦合而發生劣化。接下來，將參照圖6A至圖6C的仿真結果對用于將透明公共電極110 的一端E定位在數據線150與透明像素電極170之間的最佳條件進行描述。參照圖6A至圖6C，圖①到⑥示出根據下列L,和L3的仿真結果。 例如，①L產4 um且L產0 um，②L尸4 um且Lfl ym，③L尸4 "m 且L3=2 ji m，④L產4 ii m且L3=3 14 m，⑤L產4 y m且L3=4 u m，以 及⑥L產4 Hm且L尸5 ym。在圖6A的仿真結果中，相對于數據線，右邊是關狀態，左邊是開狀 態。在圖6B中，相對于數據線，右邊是關狀態，左邊是關狀態。在圖 6C中，相對于數據線，右邊是開狀態，左邊是開狀態。如圖6A至圖6C所示，為了消除開狀態和關狀態兩者下的耦合效應， 在數據線150和透明像素電極170之間的距離L，為4 ym的條件下，數 據線150和透明公共電極110之間的距離L3應當在0 um至3 U m的 范圍內。因此，數據線和透明公共電極110之間的距離L3以與數據線150和 透明像素電極170之間的距離I^相同的速率變化。換言之，如果L3/L產L， 則L (L3/ L,)可以在0至0.75的范圍內。根據本發明的示例性實施例，在FFS模式中，即使去除了數據線150 上方的光屏蔽區域，也不會發生由于數據線150的電壓變化而導致的光 泄漏。然而，如果透明像素電極170和數據線150彼此交疊，則會發生 電極之間的耦合，并且電極之間的耦合將導致數據信號延遲、垂直串擾 和圖片質量劣化，諸如由于寄生電容(Cpd)的增加而出現點云紋 (shot-mura)。因此，在使這些現象最小化并且考慮加工能力的同時，優選地設置 最小化設計原則，以防止透明像素電極170和數據線150彼此交疊。相 反，如果數據線150和透明像素電極170之間的距離"太大，則液晶分 子不受控制的區域就增大，從而使得圖片質量劣化。優選但非必要的是， 數據線150和透明像素電極170之間的距離L,在4 y m內。因為設計所需的最佳配向容差是大約1.5 ym，所以即使數據線150 和透明像素電極170之間的距離需要為0，距離Li也被設計為1.5 y m。 另選的是，按照設計值執行的處理可與配向處理不同。根據本實施例，在去除或者減小了數據線上方的光屏蔽區域之后， 露出的數據線還另外在反射率方面有所改善，從而可進一步提高LCD的 孔徑比和室外清晰度。
為此，暴露在數據線的頂面上的金屬應當具有高的反射率，并且應 當增加基于數據線的內反射率，以提高室外清晰度。為了增加內反射率， 優選但非必要的是，數據線具有曲線形狀，以將來自數據線的入射光反 射到內部。
圖7A是根據本發明的示例性實施例的用于增加數據線中的內反射 的具有曲線(凹凸印)形狀的數據線的部分平面圖，而圖7B是沿圖7a 中的線IV-IV'截取的橫截面圖。
參照圖7A和圖7B (例示了在有源層140和數據線150被形成為雙 層結構的狀態下的有源層140和數據線150的橫截面)，在下基板100上 形成有透明公共電極110;在透明公共電極110上形成有柵絕緣層130; 在柵絕緣層130上形成有數據線150，所述數據線150同時覆蓋有源層 140;并且在數據線150上順序形成有層間絕緣層160和透明像素電極 170。
在圖7B中，有源層140被數據線150覆蓋，該結構可以有效地減小 通過該數據線150傳輸的信號的延遲。此外，把有源層140構圖成具有 有源層圖案145，該有源層圖案145包括多個分離的封閉曲線，諸如圓、 橢圓等。因此，形成在有源層圖案145上的數據線150可以具有曲線形 狀，由此增加內反射率。
通過有源層圖案145和數據線150的雙層結構，可以簡單地得到數 據線150的曲線形狀，而無需任何其它工序。換言之，在沒有大量改變 普通透射式FFS模式LCD的工序而是保持普通透射式FFS模式LCD的 工序的同時，可以增加內反射率。在去除或者減小了數據線150上方的 光屏蔽區域的結構中，數據線150的曲線形狀可以明顯地加強孔徑比和 室外清晰度。
圖8是在根據本發明的示例性實施例的液晶顯示器的下基板中形成 的像素區域中的選通線的部分平面圖，圖9是沿圖8中的線V-V'截取的橫截面圖。
為了通過提高內反射率來增強室外清晰度，可去除選通線120上方
的光屏蔽區域，并且形成反射結構300。
反射結構300覆蓋選通線120。反射結構300由與數據線150相同 的材料制成，但是與數據線150電絕緣。優選但非必要的是，使用有源 層的材料，來為反射結構300提供曲線形狀。
通過形成有源層圖案145來實現曲線形狀，該有源層圖案145包括 多個分離的封閉曲線，諸如圓、橢圓等，隨后用數據線圖案155覆蓋有 源層圖案145，作為反射結構300，由此增加內反射率。即，通過有源層 圖案145和數據線圖案155的雙層結構可更有效地實現數據線150的曲 線形狀。因此，在選通線120上方沒有形成光屏蔽區域，并且用于反射 結構的數據線圖案155具有曲線形狀，由此顯著加強了室外清晰度。
利用此結構，在不大量改變普通透射式FFS模式LCD的工序而是保 持普通透射式FFS模式LCD的工序的同時，可以增加內反射率，從而此 結構具有無需額外開發成本的優勢。
另外，優選但非必要的是，反射結構300相對于電絕緣的選通線120 分成兩個區域。選通線120可由不透明的金屬制成，因此在使選通線120 露出的情況下，可對反射結構300進行隔離。
同時，形成在開關器件上方的光屏蔽區域205部分地覆蓋反射結構 300，由此確保加工余量。
圖10是根據本發明的另一實施例的形成在液晶顯示器的下基板中 的像素區域的部分平面圖。圖11是圖10的局部放大圖和實際處理前的 設計視圖。圖12是用于描述完成了所述實際處理后所形成的圖案的頂視 圖。
根據本實施例，可從選通線120的上部(例如上基板)去除光屏蔽 區域，并且可利用提高內反射率的方案來形成反射器結構300，由此改善 室外清晰度。
所述反射器結構300被設置為部分地覆蓋所述選通線120。 利用數據線150的材料，以電獨立形式制造所述反射器結構300。優選的是，利用設置在所述數據線150下方的有源層(未示出)的材料
將所述反射器結構300形成為曲線形狀。具體來說，利用所述有源層材 料，通過將曲線形狀構圖成獨立封閉曲線形狀(如圓、橢圓等)來形成 有源層圖案145。另外，形成在所述有源層圖案145上的數據線材料圖案 155也被形成為曲線形狀。由于所述曲線形狀，所以能夠增加所述內反射 率。
所述數據線材料圖案155的曲線形狀可更有效地通過所述有源層圖 案145和所述數據線材料圖案155的雙層結構來構造。因此，在未在所 述選通線120的上部形成光屏蔽區域的情況下，通過使得所述數據線材 料圖案155具有曲線部分，能夠顯著改善室外可視性。
上述結構能夠在不大量改變普通透射式邊緣場切換(FFS)模式液晶 顯示器(LCD)的制造工序的情況下改善室外清晰度。因此，具有無需 附加處理的優點。
另外，所述反射器結構300被設置成電獨立形式，并且優選的是可 被設置成基于所述選通線120分隔的兩個區域。另外，由于所述選通線 120可由不透明金屬形成，所以所述反射器結構300可被設置成暴露出所 述選通線120的分離區域的形式。
根據本發明的實施例，所述有源層圖案145的獨立封閉曲線形狀(此 后也用數字符號145來指示獨立封閉曲線形狀)被設置成不與所述選通 線120相交疊。具體來說，獨立封閉曲線形狀145不與設置在所述有源 層圖案145下部中的選通線120相交疊。在此，不交疊是指當從頂部觀 看所述上基板時，所述選通線120和所述有源層圖案145彼此不交疊(參 見圖12)。
如圖10中所示，當公共匯流線122與所述選通線間隔開預定間隔， 并且與所述選通線120相平行時，所述獨立封閉曲線形狀145可被構造 成不與所述公共匯流線122相交疊。
本發明的發明人發現，當設置在所述獨立封閉曲線形狀145的下部 中的所述選通線120與所述獨立封閉曲線形狀145相交疊時，這些層引 起不穩定性，并且由此導致所制造的LCD器件的相應區域中的錯誤像素。估計上述原因可歸因于，當構成所述選通線120和所述獨立封閉曲線形
狀145的有源層材料與所述數據線材料圖案155相交疊時，在所述交疊 區域中產生對薄膜晶體管(TFT)的類似影響。為了解決上述問題，發明 人將所述獨立封閉曲線形狀145構造成不與所述選通線120相交疊。因 此，解決了錯誤像素問題。另外，當將獨立封閉曲線形狀145構造成不 與所述公共匯流線122相交疊時，也可解決上述相同問題。
另外，本發明人還發現當為了制造封閉曲線形狀的多個圖案，在完 成光刻處理和刻蝕處理之后，將所述封閉曲線形狀的多個圖案的至少一 部分彼此連接時，進一步增加了反射率。
圖12是描述在完成了圖11的設計圖案之后形成的圖案的頂視圖。 參照圖12，不將所述圖案構圖成完全分離的圖案，而是讓分離圖案彼此 相連接。當分離圖案之間的間隔小于刻蝕能力時可容易地構成所述圖案 結構。相反，當分離圖案之間的間隔相當遠時，可通過調節刻蝕條件來 構成上述圖案結構。
圖13是沿著圖12的線III-ni'截取的部分的橫截面圖。圖14是圖13 的局部放大圖。
參照圖13，將獨立封閉曲線形狀145設置成不與選通線120和公共 匯流線122相交疊，并且對獨立圖案之間的圖案進行不完全刻蝕。
如上所述，當在獨立圖案之間部分地留有不完全刻蝕的圖案時，在 獨立圖案上形成的數據線材料圖案155的曲線形狀與對獨立圖案之間的 圖案進行完全刻蝕時的數據線材料圖案155的曲線形狀不同。根據試驗， 在獨立圖案之間部分地留有不完全刻蝕的圖案的結構表現出了相對增強 的反射率。
圖14是圖13的局部放大圖。參照圖14，多個獨立圖案145彼此相 連接的結構是其中柵絕緣層130上方的獨立圖案145的高度X2大于獨立 圖案145之間剩余的圖案的高度X,的結構。另外，剩余圖案可形成為凹 形并且可部分地包括柵絕緣層130的暴露區域。
本發明具有下述效果
(1)根據本發明的一個方面，提高了孔徑比和內反射率，從而改善了透射式FFS模式LCD在室外的清晰度，并且降低了功耗。例如，此結構 可實施于個人電腦(PC)、筆記本電腦、個人數字助理(PDA)、蜂窩電話、 數字攝像機內置顯示器、以及主要用于室外場所的其它設備中。
(2) 根據本發明的一個方面，最佳地設置FFS模式的特征、液晶的 摩擦方向、透明像素電極、數據線以及透明公共電極，以使光泄漏和耦 合現象最小化，從而在數據線上方無需額外的光屏蔽區域，并且顯著提 高了孔徑比。
(3) 根據本發明的一個方面，數據線的自身反射率得到改善，并且具 有預定的曲線形狀，以便利用數據線上方不形成額外光屏蔽區域的結構 來增加與非光屏蔽區域相對應的數據線周圍的入射光的內反射率，由此 增加內反射率。
(4) 根據本發明的一個方面，為了在沒有獨立淀積處理等的情況下制 造FFS模式LCD，對有源層進行構圖，隨后將數據線淀積在經構圖的有 源層上，使得數據線具有曲線形狀，從而容易增加內反射率，而無需工 序的復雜變化。
(5) 根據本發明的一個方面，為了改善內反射率并且提高室外清晰 度，在選通線上方未形成有光屏蔽區域，并且將反射結構形成為數據線 的情況下，將有源層構圖成多個分離的封閉曲線，由此形成在有源層上 的針對數據線的反射結構可以具有曲線形狀，從而易于提高內反射率， 而無需工序的復雜變化。
(6) 通過使用有源層容易地在選通線上形成獨立封閉曲線形狀，并 且在不與選通線和/或公共匯流線交疊的獨立封閉曲線形狀上設置電獨立 反射器，能夠進一步改善處理的穩定性和失效率。
(7) 能夠將封閉曲線形狀的多個圖案的至少一部分彼此相連接，由
此進一步提高反射率。
雖然參考本發明的特定示例性實施例，示出并且描述了本發明，但
是本領域的技術人員應當理解，可在不脫離由所附權利要求限定的本發 明的實質和范圍的情況下，對本發明進行各種形式和細節上的改變。
權利要求
1、一種邊緣場切換模式液晶顯示器，其包括下基板、上基板、以及插入在所述下基板與所述上基板之間的液晶層，其中，選通線和數據線相互交叉，從而在所述下基板上限定了像素區域，并且在所述選通線與所述數據線之間的交叉部處設置有開關器件，所述邊緣場切換模式液晶顯示器包括透明公共電極，該透明公共電極具有預定的形狀，并且形成在所述像素區域內，以通過向所述液晶層施加電壓來調節透光率；和透明像素電極，該透明像素電極包括多個縫，并且形成在所述透明公共電極上方，在所述透明公共電極與所述透明像素電極之間插入有絕緣層，其中，用于對所述液晶層進行配向的摩擦方向相對于所述選通線的方向在5°內，在所述數據線上方沒有光屏蔽區域的情況下，相對于所述數據線來調整所述透明公共電極與所述透明像素電極之間的排列，以減少光泄漏和耦合現象，并且所述透明公共電極的一端被布置在所述數據線與所述透明像素電極之間。
2、 根據權利要求l所述的邊緣場切換模式液晶顯示器，其中，所述 數據線和所述透明公共電極之間的距離(L3)與所述數據線和所述透明 像素電極之間的距離(L。之比(L3/L!)在0.75以內。
3、 根據權利要求2所述的邊緣場切換模式液晶顯示器，其中，所述 數據線和所述透明像素電極之間的距離在4 um以內。
4、 根據權利要求l所述的邊緣場切換模式液晶顯示器，其中，用于 對所述液晶層進行配向的所述摩擦方向相對于所述選通線的方向在2° 內。
5、 根據權利要求1所述的邊緣場切換模式液晶顯示器，其中，所述 透明像素電極的縫被布置成與所述選通線成預定的角度。
6、 根據權利要求1所述的邊緣場切換模式液晶顯示器，所述邊緣場 切換模式液晶顯示器還包括位于所述數據線下方的有源層，其中，所述 有源層包括多個分離的封閉曲線圖案，以使所述數據線具有曲線形狀。
7、 根據權利要求1所述的邊緣場切換模式液晶顯示器，所述邊緣場切換模式液晶顯示器還包括電獨立的反射結構，該電獨立的反射結構由 與所述數據線相同的材料制成，并且形成在所述選通線上。
8、 根據權利要求7所述的邊緣場切換模式液晶顯示器，其中，所述 反射結構相對于所述選通線被分成兩個區域。
9、 根據權利要求7所述的邊緣場切換模式液晶顯示器，所述邊緣場 切換模式液晶顯示器還包括位于所述反射結構下方的有源層，其中，所 述有源層包括多個分離的封閉曲線圖案，以使所述反射結構具有曲線形 狀。
10、 一種邊緣場切換模式液晶顯示器，其包括下基板、上基板、以 及插入在所述下基板與所述上基板之間的液晶層，其中，選通線和數據 線相互交叉，從而在所述下基板上限定了像素區域，并且在所述選通線 與所述數據線之間的交叉部處設置有開關器件，所述邊緣場切換模式液 晶顯示器包括透明公共電極，該透明公共電極具有預定的形狀，并且形成在所述 像素區域內，以通過向所述液晶層施加電壓來調節透光率；和透明像素電極，該透明像素電極包括多個縫，并且形成在所述透明 公共電極上方，在所述透明公共電極與所述透明像素電極之間插入有絕 緣層，其中，在所述選通線上由與所述數據線相同的材料形成有電獨立的 反射結構。
11、 根據權利要求io所述的邊緣場切換模式液晶顯示器，其中，用于對所述液晶層進行配向的摩擦方向相對于所述選通線的方向在2°內。
12、 根據權利要求10所述的邊緣場切換模式液晶顯示器，所述邊緣 場切換模式液晶顯示器還包括位于所述反射結構下方的有源層，其中， 所述有源層包括多個分離的封閉曲線圖案，以使所述反射結構具有曲線形狀。
13、 根據權利要求10所述的邊緣場切換模式液晶顯示器，其中，所 述反射結構相對于所述選通線被分成兩個區域。
14、 根據權利要求10所述的邊緣場切換模式液晶顯示器，其中，所 述數據線和所述透明公共電極之間的距離(L3)與所述數據線和所述透 明像素電極之間的距離(L》之比(L3/L》在0.75以內。
15、 一種制造邊緣場切換模式液晶顯示器的方法，該邊緣場切換模 式液晶顯示器包括下基板、上基板、以及插入在所述下基板與所述上基 板之間的液晶層，其中，選通線和數據線相互交叉，從而在所述下基板 上限定了像素區域，并且在所述選通線與所述數據線之間的交叉部處設 置有開關器件，所述方法包括在所述基板上形成透明公共電極；在所述透明公共電極上順序形成所述選通線、柵絕緣層、有源層、 所述數據線、層間絕緣層以及具有多個縫的透明像素電極；以及在所述透明像素電極上施敷配向層，并對所述配向層進行摩擦以對 所述液晶層進行配向，其中，在所述數據線上方沒有光屏蔽區域的情況下，相對于所述數 據線來調整所述透明公共電極與所述透明像素電極之間的排列，以減少 光泄漏和稱合現象，將所述透明公共電極的一端布置在所述數據線與所述透明像素電極 之間，并且所述數據線和所述透明公共電極之間的距離(L3)與所述數據線和 所述透明像素電極之間的距離(L。之比(L3/L。在0.75以內。
16、 根據權利要求15所述的方法，其中，形成所述數據線的工序包 括使用與所述數據線相同的材料，在所述選通線上形成電獨立的反射 結構。
17、 根據權利要求15所述的方法，其中，形成有源層的工序包括 在所述選通線上和在所述數據線下方形成所述有源層，以具有多個分離 的封閉曲線圖案，并且使所述數據線和所述反射結構具有曲線形狀。
18、 根據權利要求15所述的方法，其中，用于對所述液晶層進行配 向的摩擦方向相對于所述選通線的方向在2°內。
19、 一種邊緣場切換模式液晶顯示器件，其包括下基板、上基板、 以及插入在所述下基板與所述上基板之間的液晶層，在所述下基板上通 過按交叉方向形成的選通線和數據線限定有各像素區域，并且在所述選 通線與所述數據線之間的交叉部處設置有開關器件，所述邊緣場切換模式液晶顯示器件的特征在于所述像素區域包括第一透明電極和第二透明電極，以便向所述液晶 層施加電壓從而調節透光量，所述第二透明電極包括多個縫，并且與所 述第一透明電極彼此分開且位于所述第一透明電極的上部，在所述第一 透明電極與所述第二透明電極之間插入有絕緣層，利用與所述數據線相同的材料在所述選通線的上部提供有電獨立形 式的反射器，通過在所述反射器的下部提供封閉曲線形狀的多個圖案來提供使得 所述反射器具有曲線形狀的反射器結構，并且所述獨立封閉曲線形狀被構造得不與所述選通線交疊。
20、 根據權利要求19所述的邊緣場切換模式液晶顯示器件，其中， 所述反射器結構包括基于所述選通線被分成兩個區域的區域。
21、 根據權利要求19所述的邊緣場切換模式液晶顯示器件，其中， 所述封閉曲線形狀的多個圖案具有彼此不同的結構。
22、 根據權利要求19所述的邊緣場切換模式液晶顯示器件，其中， 所述封閉曲線形狀的多個圖案的至少一部分彼此連接。
23、 根據權利要求19所述的邊緣場切換模式液晶顯示器件，所述邊 緣場切換模式液晶顯示器件還包括與所述選通線基本平行的公共匯流線，其中，所述獨立封閉曲線不與所述公共匯流線相交疊。
24、 根據權利要求19所述的邊緣場切換模式液晶顯示器件，其中， 所述封閉曲線形狀的多個圖案由與有源層相同的材料形成。
全文摘要
本發明提供了一種邊緣場切換模式液晶顯示器及其制造方法。該邊緣場切換模式液晶顯示器包括透明公共電極，該透明公共電極具有預定的形狀，并且形成在像素區域內，以通過向液晶層施加電壓來調節透光率；和透明像素電極，該透明像素電極具有多個縫，并且形成在所述透明公共電極上方，在所述透明公共電極與所述透明像素電極之間插入有絕緣層。用于對所述液晶層進行配向的摩擦方向相對于所述選通線的方向在5°內，所述透明公共電極的一端布置在所述數據線與所述透明像素電極之間，并且相對于所述數據線來調整所述透明公共電極與所述透明像素電極之間的距離。
文檔編號H01L27/12GK101236340SQ200810009150
公開日2008年8月6日 申請日期2008年1月29日 優先權日2007年1月29日
發明者全臺賢, 碩 崔, 張順株, 樸光玄, 李哲煥, 申暎濬, 白承埈, 金香律 申請人:京東方顯示器科技公司