專(zhuān)利名稱(chēng)：共面開(kāi)關(guān)型液晶顯示裝置的陣列基板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示裝置。更確切地說(shuō)，本發(fā)明涉及可實(shí)現(xiàn)共面開(kāi)關(guān)(IPS)的液晶顯示裝置，其中在平行于基板的平面內(nèi)產(chǎn)生施加到液晶上的電場(chǎng)。
背景技術(shù)：
液晶顯示裝置利用液晶分子的光學(xué)各向異性和極化特性來(lái)產(chǎn)生圖像。由于液晶分子形成細(xì)長(zhǎng)形狀所以具有確定的方位取向。通過(guò)施加電場(chǎng)可以控制取向的方向。換句話說(shuō)，隨著所施加的電場(chǎng)的變化，液晶分子的取向也發(fā)生變化。由于光學(xué)各向異性，使得入射光的折射取決于液晶分子的取向方向。因此，通過(guò)適當(dāng)控制施加的電場(chǎng)，可以產(chǎn)生理想的光圖像。
在公知的不同類(lèi)型的液晶顯示器(LCD)中，由于具有設(shè)置成矩陣形式的薄膜晶體管(TFT)和象素電極的有源矩陣型LCD(AM-LCD)具有高分辨率和顯示運(yùn)動(dòng)圖像的優(yōu)勢(shì)，所以成為主要的研究和發(fā)展主題。
LCD裝置由于其重量輕、厚度薄和具有低能耗等特性，所以在辦公自動(dòng)化(OA)設(shè)備和視頻裝置中獲得了廣泛的應(yīng)用。典型的液晶顯示板具有上基板、下基板和設(shè)在上、下基板之間的液晶層。通常稱(chēng)作濾色片基板的上基板一般包括公共電極和濾色片。通常稱(chēng)作陣列基板的下基板包括諸如薄膜晶體管和象素電極等開(kāi)關(guān)元件。
如上所述，LCD裝置是根據(jù)以下原理工作的，即，液晶分子的取向方向取決于施加到公共電極和象素電極之間的電場(chǎng)。因此，通過(guò)向液晶層施加電場(chǎng)，可以控制液晶分子的取向方向。當(dāng)適當(dāng)調(diào)整液晶分子的取向方向時(shí)，入射光將沿取向方向折射從而顯示圖像數(shù)據(jù)。液晶分子起光學(xué)調(diào)制元件的作用，其具有多種與所加電壓極性有關(guān)的光學(xué)特性。
在傳統(tǒng)的LCD裝置中，由于象素電極和公共電極分別位于下、上基板上，所以在象素電極和公共電極之間感應(yīng)的電場(chǎng)垂直于下、上基板。然而，具有縱向電場(chǎng)的傳統(tǒng)LCD裝置存在的缺點(diǎn)是它們的視角很窄。為了解決視角窄的問(wèn)題，而提出了共面開(kāi)關(guān)型液晶顯示(IPS-LCD)裝置。IPS-LCD裝置通常包括設(shè)有象素電極和公共電極的下基板，沒(méi)有電極的上基板，和設(shè)于上、下基板之間的液晶。下面將參照?qǐng)D1詳細(xì)說(shuō)明典型IPS-LCD板的有關(guān)工作模式。
圖1是表示現(xiàn)有技術(shù)中IPS-LCD板的示意性剖面圖。如圖1所示，上基板10和下基板20彼此相隔一定距離，而且在上、下基板之間設(shè)有液晶層30。通常，把上基板10和下基板20分別稱(chēng)作濾色片基板和陣列基板。在下基板20上通常設(shè)置公共電極22和象素電極24。公共電極22和象素電極24彼此平行取向。在上基板10的表面上，一般將濾色片層(未示出)固定在下基板20的象素電極24和公共電極22之間的位置上。公共電極22和象素電極24之間施加的電壓產(chǎn)生穿過(guò)液晶32的電場(chǎng)26。液晶32具有正的介電各向異性，因此它的取向平行于電場(chǎng)26。
當(dāng)公共電極22和象素電極24不產(chǎn)生電場(chǎng)，即處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，液晶(LC)分子32的縱軸彼此平行并與公共電極22和象素電極24形成確定的角度。例如，將LC分子32的縱軸設(shè)置成平行于公共電極22和象素電極24。
相反，當(dāng)在公共電極22和象素電極24上施加電壓時(shí)，即處于接通狀態(tài)時(shí)，由于公共電極22和象素電極24設(shè)在下基板20上，所以產(chǎn)生的共面電場(chǎng)26平行于下基板20的表面。因此，LC分子32重新排列成使它們的縱軸與電場(chǎng)26相一致。
由此可得到IPS-LCD板的垂線的上下和左右約80-85度范圍的寬視角。
圖2是表示現(xiàn)有技術(shù)的IPS-LCD裝置中陣列基板內(nèi)一個(gè)象素的平面圖。如圖中所示，將柵極線40橫向設(shè)置而將數(shù)據(jù)線42基本上垂直于柵極線40設(shè)置。公共線50也橫向設(shè)置成平行于柵極線40并與柵極線40相隔一定距離。柵極線40、公共線50和一對(duì)數(shù)據(jù)線42在陣列基板上構(gòu)成象素區(qū)P。薄膜晶體管(TFT)設(shè)置在象素區(qū)P中靠近柵極線40和數(shù)據(jù)線42交點(diǎn)的角上。
在每個(gè)象素中，三個(gè)公共電極44垂直于公共線50延伸，其中兩個(gè)公共電極44分別設(shè)置在緊靠數(shù)據(jù)線42的位置上。象素連接線48設(shè)置在柵極線40的旁邊并平行于柵極線40，而且與TFT T電性連接。象素電極46垂直于象素連接線48并朝向公共線50延伸。每個(gè)象素電極46都設(shè)置在兩個(gè)公共電極44之間并與數(shù)據(jù)線42平行。各公共電極44和各象素電極46之間的每個(gè)區(qū)域“I”構(gòu)成一個(gè)區(qū)塊，在該區(qū)塊中液晶分子在電場(chǎng)的作用下重新排列。如圖2所示，在一個(gè)象素內(nèi)有四個(gè)區(qū)塊。
如圖2所示，按照現(xiàn)有技術(shù)所述的IPS-LCD裝置利用平行于陣列基板產(chǎn)生的電場(chǎng)使液晶分子重新排列和工作。因此，與電場(chǎng)垂直于陣列基板的LCD裝置相比可以提供較寬的視角。為了進(jìn)一步增大視角，而對(duì)IPS-LCD裝置進(jìn)行了一些改進(jìn)。
圖3是現(xiàn)有技術(shù)中用于具有多個(gè)區(qū)域的IPS-LCD裝置的陣列基板平面圖。在圖3中，為了避免重復(fù)，而省略了前面已參照?qǐng)D2解釋過(guò)的細(xì)節(jié)。
在圖3中，在公共線60的上方設(shè)置象素連接線58。公共電極和象素電極54和56分別從公共線和象素連接線60和58向上下方向延長(zhǎng)。公共電極和象素電極54和56為帶多個(gè)彎曲部分的鋸齒(zigzag)形，但它們彼此平行并交替設(shè)置。鋸齒形在象素區(qū)內(nèi)確定了多個(gè)與公共電極和象素電極54和56的彎曲部分對(duì)稱(chēng)的區(qū)域。這些鋸齒形結(jié)構(gòu)和多個(gè)區(qū)域比圖2中的直線形增大了視角。
此外，在圖3中，象素連接線58與公共線60重疊，從而在重疊的區(qū)域形成存儲(chǔ)電容CST。即，象素接觸線58作為存儲(chǔ)電容CST的一個(gè)電極，而公共線60的重疊部分作為存儲(chǔ)電容CST的另一個(gè)電極。象素電極56之一與漏極62相連從而將所有象素電極56與TFT T電性連通。
然而，具有上述多個(gè)區(qū)域的IPS-LCD裝置存在的問(wèn)題是，由于液晶分子具有細(xì)長(zhǎng)形狀，所以色彩會(huì)隨著視角而改變。
圖4是表示具有圖3所示鋸齒形結(jié)構(gòu)的IPS-LCD裝置的視角特性曲線圖。具有鋸齒形公共電極和象素電極的IPS-LCD裝置在±90°和±180°的方向上，即，在圖4中標(biāo)記“IVa”和“IVb”表示的左右和上下方向上具有增大的視角。然而，在±45°和±135°的方向上，即，在圖4中標(biāo)記“IVc”和“IVd”表示的對(duì)角線方向上視角減小。此外，色彩也隨視角或方向而發(fā)生變化。
當(dāng)施加到電極上的電壓在公共電極和象素電極之間產(chǎn)生電場(chǎng)時(shí)，液晶分子隨電場(chǎng)而旋轉(zhuǎn)約45度。然后，由于液晶分子的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生灰色逆變(grayinversion)。當(dāng)IPS-LCD以灰色模式(gray mode)工作時(shí)，由于液晶分子的光學(xué)各向異性而使IPS-LCD在液晶極化時(shí)產(chǎn)生45(+45)度偏角的淡黃色。而且，由于液晶分子的光學(xué)各向異性使得IPS-LCD在液晶極化時(shí)還產(chǎn)生135(-45)度偏角的淡藍(lán)色。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種共面開(kāi)關(guān)模式液晶顯示裝置IPS-LCD的陣列基板及其制造方法，所述陣列基板及其制造方法基本上克服了因現(xiàn)有技術(shù)的局限和缺點(diǎn)而導(dǎo)致的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是提供一種用于IPS-LCD裝置的陣列基板和形成陣列基板的方法，其能增大視角并防止色彩偏離。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是提供一種用于IPS-LCD裝置的陣列基板和形成陣列基板的方法，其能在所有方向上為液晶分子提供一致的指向矢(director)。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在下面的說(shuō)明中給出，其中一部分特征和優(yōu)點(diǎn)可以從說(shuō)明中明顯得出或是通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐而得到。通過(guò)在文字說(shuō)明部分、權(quán)利要求書(shū)以及附圖中特別指出的結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)和獲得本發(fā)明的這些和其它優(yōu)點(diǎn)。
為了得到這些和其它優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)本發(fā)明原理所述的實(shí)施例提供一種共面開(kāi)關(guān)型液晶顯示裝置中使用的陣列基板。所述陣列基板包括在基板上沿第一方向布置的多條柵極線；沿著與多條柵極線基本垂直的第二方向布置的多條數(shù)據(jù)線，其中多對(duì)成對(duì)的柵極線和成對(duì)的數(shù)據(jù)線構(gòu)成象素區(qū)；在多條柵極線之間沿第一方向布置的公共線；在象素區(qū)內(nèi)從公共線上伸出的多個(gè)公共電極，其中公共電極為弧形形狀；靠近柵極線和數(shù)據(jù)線的交點(diǎn)設(shè)置在象素區(qū)四個(gè)角上的薄膜晶體管；處于一部分公共電極上方的電容電極，其中電容電極與一個(gè)相應(yīng)的薄膜晶體管相連；和與電容電極相連并設(shè)置在弧形公共電極之間的多個(gè)象素電極，其中象素電極為弧形形狀，而其中將象素區(qū)分成多個(gè)分象素，每個(gè)分象素包括一個(gè)薄膜晶體管，至少一個(gè)電容電極和至少一個(gè)象素電極。
按照另一方面，本發(fā)明提供一種形成共面開(kāi)關(guān)型液晶顯示裝置中所用陣列基板的方法。所述方法包括形成柵極線、公共線、柵極和公共電極，其中將公共線設(shè)置在兩條柵極線之間，柵極從柵極線上延出并朝向公共線；公共電極從公共線上伸出并呈弧形；在柵極線、公共線、柵極和公共電極上形成柵極絕緣層；在柵極絕緣層上形成半導(dǎo)體層，半導(dǎo)體層包括第一純非晶硅層和第二摻雜質(zhì)的非晶硅層；形成數(shù)據(jù)線、源極和漏極，其中數(shù)據(jù)線與柵極線和公共線基本上垂直相交，每一個(gè)源極在半導(dǎo)體層的第一端部之上從數(shù)據(jù)線上伸出，每一個(gè)漏極與相應(yīng)的源極相隔一定距離并與半導(dǎo)體層的第二端部重疊，多對(duì)成對(duì)的柵極線和成對(duì)的數(shù)據(jù)線構(gòu)成象素區(qū)，其中將象素區(qū)分成多個(gè)分象素；在數(shù)據(jù)線、源極和漏極上形成鈍化層；鈍化層上具有暴露一部分漏極用的漏極接觸孔；和形成電容電極以及象素電極，電容電極設(shè)置在一部分公共電極之上并通過(guò)每個(gè)分象素中的漏極接觸孔與漏極接觸，其中象素電極在每個(gè)分象素中通過(guò)象素連接線與電容電極相連，其中公共電極和象素電極在象素區(qū)內(nèi)為弧形。
很顯然，上面的一般性描述和下面的詳細(xì)說(shuō)明都是示例性和解釋性的，其意在對(duì)本發(fā)明的權(quán)利要求作進(jìn)一步解釋。


本申請(qǐng)所包含的附圖用于進(jìn)一步理解本發(fā)明，其與說(shuō)明書(shū)相結(jié)合并構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，所述附圖表示本發(fā)明的實(shí)施例并與說(shuō)明書(shū)一起解釋本發(fā)明的原理。
附圖中圖1是表示現(xiàn)有技術(shù)中IPS-LCD板概念的示意性剖面圖；圖2是表示現(xiàn)有技術(shù)中IPS-LCD裝置內(nèi)陣列基板一個(gè)象素的平面圖；圖3是在另一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)所述具有多個(gè)區(qū)域的IPS-LCD裝置中使用的陣列基板平面圖；圖4是表示具有圖3所示鋸齒結(jié)構(gòu)的IPS-LCD裝置視角的曲線圖；圖5是表示按照本發(fā)明第一實(shí)施例所述IRS-LCD裝置中使用的陣列基板的平面圖；圖6是表示按照本發(fā)明第二實(shí)施例所述IPS-LCD裝置中使用的陣列基板中一個(gè)象素的平面圖；圖7是表示當(dāng)把圖6中的陣列基板用于DD-GG型裝置時(shí)多個(gè)象素的平面圖；和圖8A-8E是表示形成圖6中所示陣列基板的工藝步驟的平面圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的實(shí)例示于附圖中。在所有附圖中將盡可能用類(lèi)似的標(biāo)記表示相同或相似的部件。
圖5是表示按照本發(fā)明第一實(shí)施例所述IPS-LCD裝置中使用的陣列基板的平面圖。在圖5中，公共電極和象素電極基本上為圓形，而且一個(gè)象素由四個(gè)分象素SP(R)、SP(G)、SP(B)和SP(W)(紅色、綠色、藍(lán)色和白色分象素)構(gòu)成。
如圖5所示，橫向布置柵極線112而且將數(shù)據(jù)線128布置成基本上垂直于柵極線112。多對(duì)成對(duì)的柵極線112和成對(duì)的數(shù)據(jù)線128在陣列基板上構(gòu)成分象素區(qū)SP(R)、SP(G)、SP(B)和SP(W)。四個(gè)分象素區(qū)形成一個(gè)象素。特別是，一個(gè)象素包括四個(gè)分象素SP(R)、SP(G)、SP(B)和SP(W)。
在柵極線112和數(shù)據(jù)線128的各個(gè)交點(diǎn)附近分別設(shè)置一個(gè)薄膜晶體管(TFT)T，由此使每個(gè)分象素SP(R)、SP(G)、SP(B)和SP(W)包括一個(gè)TFT T。特別是，每個(gè)分象素SP(R)、SP(G)、SP(B)和SP(W)在其左下角有一個(gè)TFT。柵極線112和數(shù)據(jù)線128作為相鄰分象素SP(R)、SP(G)、SP(B)和SP(W)的邊界。在相鄰柵極線112之間的中部形成與柵極線112大致平行的公共線114。
在每個(gè)分象素SP(R)、SP(G)、SP(B)和SP(W)上形成第一公共電極圖形120a。第一公共電極圖形120a圍繞著分象素區(qū)并且在中部具有環(huán)形開(kāi)口118。第一公共電極圖形120a與公共線114相連。此外，形狀像環(huán)狀帶的第二公共電極圖形120b從公共線114上延出并且形成在分象素區(qū)SP(R)、SP(G)、SP(B)和SP(W)的環(huán)形開(kāi)口118內(nèi)。因此，公共線114與環(huán)狀帶形的第二公共電極圖形120b和環(huán)形開(kāi)口118的徑向線相對(duì)應(yīng)并且相交。第一和第二公共電極圖形120a和120b形成公共電極120。
在設(shè)有第一公共電極圖形120a的區(qū)域中形成電容電極140，使得電容電極140與第一公共電極圖形120a重疊并與第一公共電極圖形120a的重疊部分一起形成存儲(chǔ)電容CST。電容電極140在分象素的底部和頂部分別包括第一電容電極圖形140a和第二電容電極圖形140b。第一電容電極140a與TFT T相連。具有環(huán)狀帶形狀的第一象素電極圖形138a設(shè)置在第一和第二公共電極圖形120a和120b之間，而且具有環(huán)形形狀的第二象素電極圖形138b設(shè)置在環(huán)形帶狀形狀的第二公共電極圖形120b的內(nèi)側(cè)。第一和第二象素電極圖形138a和138b形成象素電極138。象素連接線141垂直設(shè)置在分象素的中部并且與第一和第二電容電極圖形140a及140b相連。此外，象素連接線141還將第一象素電極圖形138a連接到第二象素電極圖形138b。因此，象素電極138、電容電極140和象素連接線141在同一個(gè)制圖工序中形成一個(gè)單元體。
在參照?qǐng)D5所示的第一實(shí)施例中，公共電極120和象素電極138之間構(gòu)成的孔區(qū)具有環(huán)形結(jié)構(gòu)。因此，液晶指向矢在所有方向上都是同樣的，由此可防止色彩偏離。此外，還提高了IPS-LCD的圖像質(zhì)量，而且IPS-LCD具有更寬的視角。
在圖5中用斜陰影線劃出的區(qū)域“BA”表示黑色矩陣。黑色矩陣BA覆蓋柵極線112、數(shù)據(jù)線128和薄膜晶體管T。
圖5中所示的環(huán)形結(jié)構(gòu)增大了IPS-LCD的視角并提高了其圖像質(zhì)量，但是還需要改進(jìn)Ultra Extended Video Graphics Array(UXVGA)(1600×1200)顯示器中使用的上述結(jié)構(gòu)以獲得高孔徑比和高分辨率。
圖6是表示按照本發(fā)明第二實(shí)施例所述IPS-LCD裝置中使用的陣列基板中一個(gè)象素的平面圖。
如圖6中所示，將柵極線212橫向布置而將數(shù)據(jù)線228設(shè)置成基本上垂直于柵極線212。多對(duì)成對(duì)的柵極線和成對(duì)的數(shù)據(jù)線212和228在陣列基板上構(gòu)成一個(gè)象素PX。公共線214橫向設(shè)置在柵極線212之間象素PX的中部并與數(shù)據(jù)線228相交。
在圖6中，由公共線214將一個(gè)象素PX分成兩個(gè)分象素組“SPI”和“SPII”。第一和第二分象素組“SPI”和“SPII”相對(duì)于公共線214具有幾何對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。第一分象素組“SPI”包括紅色分象素SP(R)和綠色分象素SP(G)，而第二分象素組“SPII”包括白色分象素SP(W)和藍(lán)色分象素SP(B)。因此，四個(gè)分象素SP(R)、SP(G)、SP(B)和SP(W)形成了一個(gè)單象素PX。
與第一實(shí)施例不同的是，數(shù)據(jù)線228不設(shè)在紅色分象素SP(R)和綠色分象素SP(G)之間，以及白色分象素SP(W)和藍(lán)色分象素SP(B)之間，柵極線212也不設(shè)在紅色分象素SP(R)和白色分象素SP(W)之間，以及綠色分象素SP(G)和藍(lán)色分象素SP(B)之間。薄膜晶體管(TFT)位于象素PX的四個(gè)角上。因此，每個(gè)分象素SP(R)、SP(G)、SP(B)和SP(W)具有一個(gè)TFT T。第一分象素組“SPI”中的TFT與第二分象素組“SPII”中的TFT對(duì)稱(chēng)設(shè)置并具有對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。
第一公共電極圖形220a形成在象素PX的外周上并且具有環(huán)形開(kāi)口。第二和第三公共電極圖形220b和220c設(shè)置在環(huán)形開(kāi)口內(nèi)并且每個(gè)公共電極圖形都具有半圓形形狀。第三公共電極圖形220c進(jìn)一步處于分象素中第二公共電極圖形220b的內(nèi)側(cè)。半圓形第二和第三公共電極圖形220b和220c的左部與其右部彼此相隔一定距離并且通過(guò)公共線214相互連接。此外，第一公共電極圖形220a的左部與其右部彼此相隔一定距離，但是通過(guò)公共線214相互連接。第一到第三公共電極圖形220a-220c形成公共電極220。
電容電極240形成在象素PX內(nèi)并且與第一公共電極圖形220a重疊。每個(gè)電容電極240與每個(gè)分象素SP(R)、SP(G)、SP(B)和SP(W)內(nèi)的一部分第一公共電極圖形220a重疊。每個(gè)電容電極240和每個(gè)分象素SP(R)、SP(G)、SP(B)和SP(W)內(nèi)重疊部分的第一公共電極圖形220a形成存儲(chǔ)電容CST。此外，每個(gè)電容電極240與相應(yīng)的TFT T相連。電容電極240的內(nèi)側(cè)是弧形并對(duì)應(yīng)于第一公共電極220a的內(nèi)側(cè)。象素連接線241從各電容電極240上垂直延伸，但是也可以橫向延伸。在每個(gè)分象素SP(R)、SP(G)、SP(B)和SP(W)內(nèi)，形狀為弧形的第一和第二象素電極圖形238a和238b從象素連接線241上伸出。第一象素電極圖形238a設(shè)置在第一和第二公共電極圖形220a和220b之間，而第二象素電極圖形238b設(shè)置在第二和第三公共電極圖形220b和220c之間。第一和第二象素電極圖形238a和238b在每個(gè)分象素SP(R)、SP(G)、SP(B)和SP(W)內(nèi)形成象素電極238。
第一分象素組“SPI”中的第一到第三公共電極圖形220a-220c與第二分象素組“SPII”中的第一到第三公共電極圖形220a-220c對(duì)稱(chēng)，而且所有第一到第三公共電極圖形220a-220c都通過(guò)公共線214幾何連接。電容電極240、象素連接線241和象素電極238分別形成在每個(gè)分象素SP(R)、SP(G)、SP(B)和SP(W)內(nèi)，而且與相鄰分象素中的電容電極、象素連接線以及象素電極形成電絕緣和幾何隔離。
在圖6中用斜陰影線劃出的區(qū)域“BA”表示黑色矩陣。黑色矩陣BA覆蓋柵極線212、數(shù)據(jù)線228和薄膜晶體管T。此外，黑色矩陣BA通過(guò)覆蓋象素連接線214而與象素PX垂直相交。與第一實(shí)施例相比，在第二實(shí)施例中可以看出，由于黑色矩陣與象素PX并不橫向相交，所以使得與黑色矩陣BA重疊的區(qū)域減小。因此，與第一實(shí)施例相比，在第二實(shí)施例中顯著地增加了孔徑比。
圖6中示出的象素結(jié)構(gòu)可以用于DD-GG型IPS-LCD裝置。
圖7是表示當(dāng)把圖6中的陣列基板用于DD-GG型裝置時(shí)多個(gè)象素的平面圖。如圖7所示，將兩條柵極線212和兩條數(shù)據(jù)線228設(shè)置在兩個(gè)相鄰的象素PX之間，每個(gè)象素PX中設(shè)有圖6中所示的四個(gè)分象素。為了增加孔徑比，使黑色矩陣與象素PX垂直相交，但不水平相交。
雖然在圖5、6和7中示出了具有四個(gè)分象素的結(jié)構(gòu)，即，紅、綠、藍(lán)和白色分象素，但是也可以在IPS-LCD裝置中采用三個(gè)分象素的結(jié)構(gòu)，例如，采用紅、綠和藍(lán)色分象素。
圖8A-8E是表示形成圖6中陣列基板的五個(gè)掩模工藝的平面圖。
在圖8A中，在基板310上形成第一金屬層，然后使用第一掩模并通過(guò)光刻工藝制圖以形成柵極線312和公共線314。同時(shí)還形成柵極316和第一到第三公共電極圖形320a-320c。公共線314設(shè)置在兩條柵極線312之間。柵極316從柵極線312上伸出并朝向公共線314。第一到第三公共電極圖形320a-320c從公共線314上伸出而且每個(gè)電極圖形都具有半圓形狀。第一到第三公共電極圖形320a-320c形成公共電極320。第一到第三公共電極圖形320a-320c的左部與其右部對(duì)稱(chēng)，因此，可以將兩部分布置成大致上為圓形的形狀。
在圖8B中，在基板310上形成柵極絕緣層(未示出)，所述柵極絕緣層覆蓋上述已制成圖形的金屬層。此后，在柵極絕緣層上形成純非晶硅層和摻雜質(zhì)的非晶硅層，并用第二掩模工序制圖從而形成半導(dǎo)體層326，每個(gè)半導(dǎo)體層均為島形。每個(gè)半導(dǎo)體層326由第一層純非晶硅和第二層摻雜質(zhì)的非晶硅構(gòu)成，并且所述半導(dǎo)體層設(shè)置在柵極316的上方。
在圖8C中，在柵極絕緣層(未示出)上形成覆蓋半導(dǎo)體層326的第二金屬層，并用第三掩模工序制圖以形成數(shù)據(jù)線328。多對(duì)成對(duì)的柵極線312和成對(duì)的數(shù)據(jù)線328分別構(gòu)成象素PX。象素PX由公共線314分成兩個(gè)分象素組“SPI”和“SPII”。每個(gè)分象素組包括兩個(gè)分象素SP。
源極330從每條數(shù)據(jù)線328上伸出到每個(gè)半導(dǎo)體層326第一部分的上方，并形成與半導(dǎo)體層326第二部分重疊的漏極332，漏極與源極330相隔一定距離。柵極316、半導(dǎo)體層326和源極330以及漏極332形成設(shè)在每個(gè)分象素SP一個(gè)角上的薄膜晶體管T。薄膜晶體管T設(shè)置在象素PX的四個(gè)角上靠近數(shù)據(jù)線328和柵極線312的交點(diǎn)處。薄膜晶體管T具有基本上與相鄰分象素中的薄膜晶體管對(duì)稱(chēng)的幾何結(jié)構(gòu)。
盡管在圖8C中未示出，但在圖7中示出，柵極線312和數(shù)據(jù)線328可以與相鄰象素中的柵極線和數(shù)據(jù)線并列設(shè)置。這種情形通常稱(chēng)為DD-GG結(jié)構(gòu)。具體地說(shuō)，柵極線312和數(shù)據(jù)線328各自并不位于分象素SP之間。因此，增加了孔徑比。
在圖8D中，在基板的整個(gè)表面上形成覆蓋第二已制圖金屬的鈍化層(未示出)。此后，用第四掩模工序?qū)⑩g化層制圖以形成漏極接觸孔334，每個(gè)漏極接觸孔暴露每個(gè)漏極332的一部分。
在圖8E中，在制成圖形的鈍化層上形成導(dǎo)電層，然后用第五掩模工序制圖以形成電容電極340、象素連接線341和象素電極338，所述每個(gè)象素電極包括第一和第二象素電極圖形338a和338b。將電容電極340設(shè)置成與第一象素電極圖形338a重疊，而且每個(gè)象素電極通過(guò)漏極接觸孔334與相應(yīng)TFT T的漏極332相連。每個(gè)電容電極340在不與相鄰電容電極相連的情況下獨(dú)立地設(shè)置在每個(gè)分象素中。象素連接線341從電容電極340伸到象素PX的內(nèi)部。第一和第二象素電極圖形338a和338b從象素連接線341伸出，而且每個(gè)象素電極圖形的形狀都為弧形。第一象素電極圖形338a設(shè)置在第一和第二公共電極圖形320a和320b之間，而第二象素電極圖形338b設(shè)置在第二和第三公共電極圖形320b和320c之間。在象素區(qū)PX內(nèi)，第一象素電極圖形338a和第二象素電極圖形338b形成弧形形狀。此外，如圖8E所示，象素電極圖形和公共電極圖形在象素PX內(nèi)布置成交替的圖形。
形成象素電極338和電容電極340之后，再形成覆蓋柵極線、數(shù)據(jù)線和薄膜晶體管的黑色矩陣。在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，黑色矩陣還可以與象素連接線341相重疊，所述象素連接線與象素PX垂直相交。
在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，在象素電極和公共電極338和320之間構(gòu)成的區(qū)域基本上為圓形，其中液晶的指向矢在所有方向上都是均勻的。因此，防止了色彩偏差，而且在多個(gè)區(qū)域中增大了視角。
盡管參照?qǐng)D8A-8E所示的制造過(guò)程展示了五個(gè)掩模工序，但是可以采用包含衍射曝光法的四個(gè)掩模工序制造IPS-LCD裝置中使用的DD-GG型陣列基板。
按照本發(fā)明，由于在弧形象素和公共電極之間形成圓形區(qū)域，所以可以防止色彩偏差。此外，因?yàn)橐壕е赶蚴冈谒袀?cè)面上具有一致的方向，所以增大了視角并降低了晶粒轉(zhuǎn)化。根據(jù)第二實(shí)施例，通過(guò)減少由黑色矩陣覆蓋的面積而增加了IPS-LCD裝置的孔徑比并使顯示圖像包含了更高的分辨率。
對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，很顯然，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思或范圍的情況下，可以對(duì)本發(fā)明的陣列基板做出各種改進(jìn)和變型。因此，本發(fā)明意在覆蓋那些落入所附權(quán)利要求及其等同物范圍內(nèi)的改進(jìn)和變型。
權(quán)利要求
1.一種在共面開(kāi)關(guān)型液晶顯示裝置中使用的陣列基板，包括在基板上沿第一方向布置的多條柵極線；沿著與多條柵極線基本垂直的第二方向布置的多條數(shù)據(jù)線，其中多條成對(duì)的柵極線和成對(duì)的數(shù)據(jù)線構(gòu)成象素區(qū)；在多條柵極線之間沿第一方向布置的公共線；在象素區(qū)內(nèi)從公共線上伸出的多個(gè)公共電極，其中公共電極為弧形形狀；靠近柵極線和數(shù)據(jù)線的交點(diǎn)設(shè)置在象素區(qū)四個(gè)角上的薄膜晶體管；處于一部分公共電極上方的電容電極，其中電容電極與一個(gè)相應(yīng)的薄膜晶體管相連；和與電容電極相連并設(shè)置在弧形公共電極之間的多個(gè)象素電極，其中象素電極為弧形形狀，其中象素區(qū)分成多個(gè)分象素，每個(gè)分象素包括一個(gè)薄膜晶體管，至少一個(gè)電容電極和至少一個(gè)象素電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列基板，其特征在于，多條數(shù)據(jù)線中的每一條靠近相鄰象素的數(shù)據(jù)線，而且每條柵極線靠近相鄰象素的柵極線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列基板，其特征在于，象素區(qū)分成紅、綠、藍(lán)和白色分象素。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列基板，其特征在于，象素區(qū)分成紅、綠和藍(lán)色分象素。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列基板，其特征在于，公共電極分成兩部分，每一部分都具有半圓形形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的陣列基板，其特征在于，公共電極包括圍繞象素區(qū)周邊的第一公共電極圖形，第一公共電極圖形在其中部具有圓形開(kāi)口。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的陣列基板，其特征在于，公共電極進(jìn)一步包括處于圓形開(kāi)口內(nèi)的第二和第三公共電極圖形。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的陣列基板，其特征在于，進(jìn)一步包括象素連接線，其中象素連接線從電容電極上伸出，并且其中象素電極與象素連接線相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的陣列基板，其特征在于，象素電極包括處于第一和第二公共電極圖形之間的第一象素電極圖形，以及位于第二和第三公共電極圖形之間的第二象素電極圖形。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的陣列基板，其特征在于，象素電極處于多個(gè)分象素的每一個(gè)中。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的陣列基板，其特征在于，電容電極和第一公共電極圖形形成存儲(chǔ)電容。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的陣列基板，其特征在于，進(jìn)一步包括覆蓋柵極線和數(shù)據(jù)線的相應(yīng)部分、薄膜晶體管以及象素連接線的黑色矩陣。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列基板，其特征在于，多個(gè)分象素基本上為圓形形狀。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的陣列基板，其特征在于，具有至少四個(gè)分象素。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列基板，其特征在于，多個(gè)分象素中的每一個(gè)與相鄰的分象素對(duì)稱(chēng)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的陣列基板，其特征在于，多個(gè)分象素每一個(gè)中的薄膜晶體管相對(duì)于公共線對(duì)稱(chēng)。
17.一種形成共面開(kāi)關(guān)型液晶顯示裝置中所用的陣列基板的方法，包括形成柵極線、公共線、柵極和公共電極，其中將公共線設(shè)置在兩條柵極線之間，柵極從柵極線上延出并朝向公共線，從公共線上伸出的公共電極呈弧形；在柵極線、公共線、柵極和公共電極上形成柵極絕緣層；在柵極絕緣層上形成半導(dǎo)體層，半導(dǎo)體層包括第一純非晶硅層和第二摻雜質(zhì)的非晶硅層；形成數(shù)據(jù)線、源極和漏極，其中數(shù)據(jù)線與柵極線和公共線基本上垂直并相交，每一個(gè)源極從數(shù)據(jù)線上伸出并處在半導(dǎo)體層的第一端部之上，每一個(gè)漏極與相應(yīng)的源極相隔一定距離并與半導(dǎo)體層的第二端部重疊，多對(duì)成對(duì)的柵極線和成對(duì)的數(shù)據(jù)線構(gòu)成象素區(qū)，其中將象素區(qū)分成多個(gè)分象素；在數(shù)據(jù)線、源極和漏極上形成鈍化層，該鈍化層上具有暴露一部分漏極用的漏極接觸孔；和形成電容電極以及象素電極，電容電極設(shè)置在一部分公共電極之上并通過(guò)每個(gè)分象素中的漏極接觸孔與漏極接觸，其中象素電極在每個(gè)分象素中通過(guò)象素連接線與電容電極相連，其中公共電極和象素電極在象素區(qū)內(nèi)為弧形。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，將每一條數(shù)據(jù)線設(shè)置得靠近相鄰象素的數(shù)據(jù)線，而將每一條柵極線設(shè)置得靠近相鄰象素的柵極線。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，將象素區(qū)分成紅、綠、藍(lán)和白色分象素。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，將象素區(qū)分成紅、綠和藍(lán)色分象素。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，將公共電極分成兩部分，每一部分都具有半圓形形狀。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，公共電極包括圍繞象素區(qū)周邊的第一公共電極圖形，第一公共電極圖形在其中部具有圓形開(kāi)口。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，公共電極進(jìn)一步包括處于圓形開(kāi)口內(nèi)的第二和第三公共電極圖形。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，象素連接線從電容電極上伸出，并且其中象素電極從象素連接線上伸出。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，象素電極包括處于第一和第二公共電極圖形之間的第一象素電極圖形，以及處于第二和第三公共電極圖形之間的第二象素電極圖形。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，電容電極和第一公共電極圖形形成存儲(chǔ)電容。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，每個(gè)分象素具有象素電極。
28.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，象素電極同時(shí)形成在每個(gè)分象素中。
29.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括形成覆蓋柵極線和數(shù)據(jù)線的相應(yīng)部分、薄膜晶體管以及象素連接線的黑色矩陣。
全文摘要
共面開(kāi)關(guān)型液晶顯示裝置中使用的陣列基板包括在基板上沿第一方向布置的多條柵極線；沿著與多條柵極線基本垂直的第二方向布置的多條數(shù)據(jù)線，其中多條成對(duì)的柵極線和成對(duì)的數(shù)據(jù)線構(gòu)成象素區(qū)；在多條柵極線之間沿第一方向布置的公共線；在象素區(qū)內(nèi)從公共線上伸出的多個(gè)公共電極，其中公共電極為弧形形狀；靠近柵極線和數(shù)據(jù)線的交點(diǎn)設(shè)置在象素區(qū)四個(gè)角上的薄膜晶體管；處于一部分公共電極上方的電容電極，其中電容電極與一個(gè)相應(yīng)的薄膜晶體管相連；和與電容電極相連并設(shè)置在弧形公共電極之間的多個(gè)象素電極，其中象素電極為弧形形狀，而且其中將象素區(qū)分成多個(gè)分象素，每個(gè)分象素包括一個(gè)薄膜晶體管，至少一個(gè)電容電極和至少一個(gè)象素電極。
文檔編號(hào)G02F1/1343GK1627160SQ20041003789
公開(kāi)日2005年6月15日 申請(qǐng)日期2004年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月11日
發(fā)明者李潤(rùn)復(fù), 金廷炫 申請(qǐng)人:Lg.菲利浦Lcd株式會(huì)社