CN100451782C - 液晶显示器装置、液晶显示器装置的面板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种薄膜二极管面板，包括：在基板上形成的像素电极和在该基板上形成的数据电极线，该像素电极包含一个杆部分和多个从该杆部分延伸的分支部分，该数据电极线包括平行于该多个分支部分而形成的多个分支电极。该多个分支部分可以在垂直于该杆部分的方向上延伸，并且该多个分支电极可以在垂直于该数据电极线的方向上延伸。

Description

液晶显示器装置、液晶显示器装置的面板及其制造方法
技术领域
本发明涉及利用金属绝缘体金属(MIM)二极管作为开关元件的薄膜二极管阵列面板及其制造方法。更具体地，本发明涉及双选择二极管(DSD)类型的薄膜二极管阵列面板以及利用此薄膜二极管阵列面板的液晶显示器。
背景技术
液晶显示器(LCD)是一种最广泛使用的平板显示器。LCD包含提供有场产生电极的两个面板和插入其间的液晶(LC)层。LCD显示器通过将电压提供到场产生电极以便在LC层中产生电场来形成图像，该电场确定LC层中的LC分子的取向以调节入射光的偏振。
LCD可以具有开关元件，以便切换以矩阵形式排列的像素的电压。由于单独切换像素电压，因此LCD可以显示各种图像。具有开关元件以便单独切换像素电压的LCD称为有源矩阵型LCD。
可以采用薄膜晶体管或薄膜二极管来作为开关元件。当使用薄膜二极管时，可以采用MIM二极管。
MIM二极管具有两个金属层和在该金属层之间插入的并具有微米量级厚度的一个绝缘层。由于该绝缘层的电非线性，因此MIM二极管可以作为一个开关。MIM二极管具有两个端子。结果，MIM二极管的制造工艺就比具有三个端子的薄膜晶体管的制造工艺更加简单。因此，能够以比薄膜晶体管更低的成本来制造MIM二极管。
然而，当采用二极管作为开关元件时，由于与极性相关的施加电压的非对称性，因此就会降低图像质量的均匀性和对比度。
响应于此非对称性，开发了一种双选择二极管(DSD)型面板。DSD型面板包含对称地连接到像素电极并通过施加相反极性的电压来进行驱动的两个二极管。
DSD型LCD通过将具有相反极性的电压提供到连接到相同像素电极的两个二极管上，来显示改进的图像质量、对比度、灰度均匀性和响应速度。因此，DSD型LCD与采用薄膜晶体管的LCD一样，DSD型LCD可以显示出高清晰度的图像。
在传统DSD型LCD中，在下基板上形成扫描信号线、二极管和像素电极，并且在上基板上形成图像信号带。因此，扫描信号驱动器被连接到下基板且图像信号驱动器被连接到上基板。
DSD型LCD的公知结构使得它难于负载驱动器集成电路(IC)。此外，传统DSD型LCD不能提供宽视角，随着显示器尺寸的增加，宽视角将变得更加重要。
发明内容
根据本发明的一个实施例的液晶显示器装置的面板，包括：在衬底上形成的像素电极，该像素电极包含第一和第二接触部分、杆部分和从该杆部分延伸的多个分支部分；在该衬底上形成的数据电极线，该数据电极线包含平行于多个分支部分排列的多个分支电极；在该衬底上邻近该第一接触部分形成的第一输入电极；在该衬底上邻近该第二接触部分形成的第二输入电极；在该衬底上形成的第一浮置电极，其中该第一浮置电极跨过第一输入电极和第一接触部分；以及在该衬底上形成的第二浮置电极，其中该第二浮置电极跨过第二输入电极和第二接触部分。
多个分支部分的每一个分支部分可以与多个分支电极中的分支电极交替设置。该面板还包括：在该第一浮置电极与该第一输入电极和该第一接触部分之间设置的第一沟道绝缘层；以及在该第二浮置电极与该第二输入电极和该第二接触部分之间设置的第二沟道绝缘层。该第一和第二沟道绝缘层、该第一和第二浮置电极、该第一和第二输入电极和该第一和第二接触部分可以形成相应的第一和第二MIM二极管，它们对称地连接到该像素电极上。
在该衬底上形成第一和第二扫描信号线，其中该第一和第二输入电极的一部分分别与该第一和第二扫描信号线重叠并且该第一和第二输入电极分别电连接到该第一和第二扫描信号线。
可以在该第一和第二浮置电极、像素电极、第一和第二输入电极上形成层间绝缘层，并且可以在该层间绝缘层上形成该第一和第二扫描信号线以及数据电极线。该层间绝缘层可以包括用于暴露部分第一和第二扫描信号线的多个接触孔。该像素电极还包括从该杆部分延伸的重叠部分；而该数据电极线还包括与其连接的存储电极；其中该存储电极与该重叠部分重叠，以便形成存储电容器，并且在该存储电极和该重叠部分之间设置层间绝缘层。
多个分支部分沿垂直于该杆部分的方向延伸并且多个分支电极沿垂直于该数据电极线的方向延伸。该杆部分沿纵向延伸。
该第一和第二输入电极可以分别从该第一和第二扫描信号线分支出来。可以在该像素电极的重叠部分和该第一和第二扫描信号线的一部分上形成层间绝缘层。可以在该层间绝缘层上形成该数据电极线。
根据本发明的一个实施例的用于液晶显示器装置的面板，包括：在衬底上形成的像素电极，该像素电极包括框架部分、从该框架部分延伸的第一和第二接触部分以及从该框架部分延伸的分支部分；在该衬底上形成的数据电极线，该数据电极线包括平行于该分支部分排列的多个分支电极；在该衬底上形成的邻近该第一接触部分的第一输入电极；在该衬底上形成的邻近该第二接触部分的第二输入电极；在该衬底上形成的第一浮置电极，其中该第一浮置电极跨过第一输入电极和该第一接触部分；以及在该衬底上形成的第二浮置电极，其中该第二浮置电极跨过第二输入电极和该第二接触部分。
多个分支电极的每个分支电极位于离开该分支部分和该框架部分的预定距离处并设置在该分支部分和该框架部分之间。
在该衬底上形成绝缘层，以便覆盖该像素电极、该第一和第二扫描信号线以及该第一和第二输入电极。在该绝缘层上形成该数据电极线，并且该绝缘层的厚度在该数据电极线与该第一和第二扫描信号线的交叉部分处增大。该数据电极线还包括与其连接并在该绝缘层上形成的存储电极，该像素电极还包括通过框架部分的一部分扩展而形成的重叠部分，且该绝缘层的厚度在该重叠部分和该存储电极之间的区域内增大。可以在该绝缘层上形成该第一和第二浮置电极。在该第一和第二扫描信号线与该数据电极线之间、在该重叠部分和该存储电极之间并且在该第一和第二浮置电极与该第一和第二输入电极及第一和第二接触部分之间设置该绝缘层。该绝缘层、该第一和第二浮置电极、该第一和第二输入电极和该第一和第二接触部分形成相应的第一和第二MIM二极管，它们对称地连接到该像素电极。该绝缘层包括用于暴露部分第一和第二扫描信号线的多个接触孔。
可以在该绝缘层的一部分上形成的辅助绝缘层。在该辅助绝缘层上形成该数据电极线，并且在该第一和第二扫描信号线与该数据电极线之间并且在该重叠部分和该存储电极之间设置该辅助绝缘层。
该分支部分沿平行于该框架部分的纵向部分的方向延伸，并且该多个分支电极沿平行于该数据电极线的方向延伸。该框架部分可以具有矩形形状。
根据本发明的一个实施例的用于液晶显示器装置的薄膜二极管面板，包括：在衬底上形成的像素电极，该像素电极包括第一和第二接触部分；以及在该衬底上形成的数据电极线，该数据电极线包括多个分支电极。
该像素电极还包括杆部分、从该杆部分延伸的多个上分支部分和多个下分支部分。该多个上分支部分从该杆部分以一个角度延伸，该角度具有相对于垂直于该杆部分的轴从大约7度至大约23度的范围，并且该多个下分支部分以相对于垂直于该杆部分的轴大约-7度至大约-23度的范围内的角度延伸。多个分支电极可以包括分别平行于上和下分支部分定位的上和下分支电极。多个上和下分支部分的每一分支部分与多个分支电极的分支电极交替设置。可以在该面板上形成对准层，以及上和下分支部分以及上和下分支电极可以相对于该对准层的摩擦方向倾斜。
该像素电极还包括从该杆部分延伸并在远离该杆部分的方向上宽度减小的第一重叠部分、和从该杆部分延伸并在远离该杆部分的方向上宽度增加的第二重叠部分。该数据电极线可以包括与其连接并与该第一和第二重叠部分重叠以形成第一和第二存储电容器的第一和第二存储电极。
该像素电极还可以包括框架部分和从该框架部分延伸的分支部分；该数据电极线可以包括多个分支电极；并且该框架部分、该分支部分和该分支电极每一个都包括多个相邻弯曲部分。弯曲部分的角度相对于由相邻弯曲部分形成的轴在大约15度至大约45度的范围内。该框架部分、该分支部分和该分支电极相对于该对准层的摩擦方向倾斜。
根据本发明的一个实施例的用于制造液晶显示器的面板的方法，包括：在衬底上形成导电材料层并光蚀刻该导电材料层以形成像素电极，该像素电极包括第一和第二接触部分、邻近该第一接触部分的第一输入电极和邻近该第二接触部分的第二输入电极；在该衬底上淀积氮化硅层并光蚀刻该氮化硅层，以便在该第一输入电极和第一接触部分上形成第一沟道绝缘层，并且在该第二输入电极和该第二接触部分上形成第二沟道绝缘层；在该衬底上淀积金属层并光蚀刻该金属层，以便形成跨过第一输入电极和该第一接触部分的第一浮置电极、跨过第二输入电极和该第二接触部分的第二浮置电极、以及第一和第二扫描信号线；在该衬底上淀积绝缘层并光蚀刻该绝缘层，以便在该第一和第二浮置电极、该像素电极、该第一和第二输入电极以及该第一和第二扫描信号线上形成层间绝缘层；以及在该衬底上淀积金属层并光蚀刻该金属层，以便在该层间绝缘层上形成数据电极线。
根据本发明的一个实施例的用于制造液晶显示器的面板的方法，包括：在衬底上形成导电材料层并光蚀刻该导电材料层以形成像素电极，该像素电极包括第一和第二接触部分以及重叠部分、邻近该第一接触部分的第一输入电极、邻近该第二接触部分的第二输入电极、以及第一和第二扫描信号线；在该衬底上淀积氮化硅层并光蚀刻该氮化硅层，以便在该第一输入电极和该第一接触部分并在该第二输入电极和该第二接触部分上形成绝缘层；以及在该衬底上淀积金属层并光蚀刻该金属层，以便形成与该第一输入电极和该第一接触部分交叉的第一浮置电极、与该第二输入电极和该第二接触部分交叉的第二浮置电极、以及数据电极线。
该绝缘层可以包括在该第一和第二输入电极以及该第一和第二接触部分上分别形成的第一和第二沟道层；并且在该第一和第二沟道绝缘层上分别形成该第一和第二浮置电极。
该方法还包括：在该衬底上淀积包含绝缘体的层并光蚀刻该绝缘层，以便在该像素电极的该重叠部分上并在该第一和第二扫描信号线的一部分上形成层间绝缘层，其中该数据电极线形成在该层间绝缘层上。该方法还包括：在该绝缘层上涂覆光刻胶膜；并通过包含狭缝或格子图案的掩膜或通过半透明膜来对该光刻胶膜进行曝光。
根据本发明的一个实施例的液晶显示器装置，包括：薄膜二极管面板，该薄膜二极管面板包括：在衬底上形成的像素电极，该像素电极包括杆部分和从该杆部分延伸的多个分支部分；和在该衬底上形成的数据电极线，该数据电极线包括平行于该多个分支部分而形成的多个分支电极；以及与该薄膜二极管面板相对定位的滤色片面板，其中在该薄膜二极管和滤色片面板之间形成间隙，用于在该间隙中容置液晶层。
在该薄膜二极管和滤色片面板之间没有电场的情况下，在该间隙中淀积的该液晶层的液晶分子排列成与该多个分支部分和该多个分支电极平行。
附图说明
从以下结合附图的说明中，将更加详细地理解本发明的优选实施例，其中：
图1是根据本发明的一个实施例的液晶显示器的透视图；
图2是用于根据本发明的一个实施例的液晶显示器的薄膜二极管阵列面板的布局图；
图3是根据本发明的一个实施例的沿图2的线III-III’截取的薄膜二极管阵列面板的剖面图；
图4A是根据本发明的一个实施例的薄膜二极管阵列面板的制造方法的一个步骤下的布局图；
图4B是根据本发明的一个实施例的沿图4A的线IVb-IVb’截取的薄膜二极管阵列面板的剖面图；
图5A是根据本发明的一个实施例的薄膜二极管阵列面板的制造方法的另一个步骤下的布局图；
图5B是根据本发明的一个实施例的沿图5A的线Vb-Vb’截取的薄膜二极管阵列面板的剖面图；
图6是用于根据本发明的一个实施例的液晶显示器的薄膜二极管阵列面板的布局图；
图7是根据本发明的一个实施例的沿图6的线VII-VII’截取的薄膜二极管阵列面板的剖面图；
图8是用于根据本发明的一个实施例的液晶显示器的薄膜二极管阵列面板的布局图；
图9是根据本发明的一个实施例的沿图8的线IX-IX’截取的薄膜二极管阵列面板的剖面图；
图10是根据本发明的一个实施例的沿图8的线IX-IX’截取的薄膜二极管阵列面板的剖面图；
图11是根据本发明的一个实施例的沿图8的线IX-IX’截取的薄膜二极管阵列面板的剖面图；
图12是用于根据本发明的一个实施例的液晶显示器的薄膜二极管阵列面板的布局图；
图13是用于根据本发明的一个实施例的液晶显示器的薄膜二极管阵列面板的布局图。
具体实施方式
现在，以下将参照附图更加全面地描述本发明的优选实施例，附图中示出了本发明的优选实施例。然而，本发明可以按照不同形式来实施且不应当限于在此提出的实施例。而且，提供这些实施例，是为了使本说明书更加全面和完整，并且全面地将本发明的范围传达给本领域普通技术人员。
在附图中，为了清楚，放大了各层、各薄膜和各区的厚度。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。应当理解，当将如层、膜、区或基板的元件称为在另一个元件“之上”时，它可以直接位于另一个元件之上或者还可以存在插入的元件。图1是根据本发明的一个实施例的液晶显示器的透视图。
如图1中所示，液晶显示器具有：下面板(薄膜二极管阵列面板)100，面对下面板100的上面板(滤色片面板)200，上偏振膜和下偏振膜11和12，以及在两个面板100和200之间插入的、并具有相对于面板100和200的表面的水平方向排列的液晶分子的液晶层3。
下面板100具有：在对应于红、绿和蓝像素区上形成的多个像素电极190；传输具有相反极性的信号的多对栅极线121和122；以及作为切换元件的多个MIM二极管对D1和D2。下面板100还包含具有多个分支电极271的多个数据电极线270。由数据电极线270与栅极线对121和122的交叉点来限定像素区。
上面板200包含：分别与像素区对应以限定红、绿和蓝像素区的多个红、绿和蓝滤色片230。可以包含其上未形成彩色滤色片的白色像素区。
将更加详细地描述根据本发明的一个实施例的薄膜二极管阵列面板的结构。
图2是用于根据本发明的一个实施例的液晶显示器的薄膜二极管阵列面板的布局图。图3是沿图2的线III-III’截取的薄膜二极管阵列面板的剖面图。
如图2和3中所示，像素电极190包括第一和第二接触部分191和192且与第一和第二输入电极123和124一起形成在诸如玻璃的透明绝缘衬底110上。
像素电极190还包括：在纵向延伸的杆部分193，从该杆部分193以横向延伸的分支部分194，和从该杆部分193在横向延伸的具有增加的宽度的重叠部分195。
第一输入电极123以其间的预定间隙邻近第一接触部分191。第二输入电极124以其间的预定间隙邻近第二接触部分192。
像素电极190和第一和第二输入电极123和124可以由不透明的导电材料诸如铬(Cr)、铝(Al)、钼(Mo)、钽(Ta)及它们的合金以及透明导电材料如铟锡氧化物(ITO)和铟锌氧化物(IZO)形成。
在第一输入电极123和多个像素电极190的第一接触部分191上局部形成多个第一沟道绝缘层151。在第二输入电极124和多个像素电极190的第二接触部分192上局部形成多个第二沟道绝缘层152。第一和第二沟道绝缘层151和152由绝缘材料如氮化硅(SiNx)形成。
在第一和第二沟道绝缘层151和152上分别形成多个第一和第二浮置电极143和144。第一浮置电极143与第一输入电极123和第一接触部分191交叉。第二浮置电极144与第二输入电极124和第二接触部分192交叉。
在绝缘基板110上，形成横向延伸的多个第一和第二扫描信号线141和142。第一和第二扫描信号线141和142分别与第一和第二输入电极123和124的一部分重叠且分别电连接到第一和第二输入电极123和124。
第一和第二扫描信号线141和142以及第一和第二浮置电极143和144由相同材料如铬(Cr)、铝(Al)、钼(Mo)、钽(Ta)和它们的合金形成。
在第一和第二浮置电极143和144、像素电极190、第一和第二输入电极123和124以及第一和第二扫描信号线141和142上，形成层间绝缘层160。
在层间绝缘层160上形成多个数据电极线270。数据电极线270包括多个分支电极271和存储电极272。
分支电极271被形成为平行于像素电极190的分支部分194。分支电极271和分支部分194交替地进行设置。
存储电极272与像素电极190的重叠部分195重叠，以便形成存储电容器。
在如上所述的薄膜二极管阵列面板中，一对输入电极123和124、一对沟道绝缘层151和152、一对浮置电极143和144以及一对接触部分191和192形成一对MIM二极管。这种MIM二极管通过采用第一和第二沟道绝缘层151和152的非线性电流电压特性履行二极管的功能。只有当在第一和第二扫描信号线141和142之间施加超过预定值的电压时，MIM二极管才允许信号电压通过并提供到像素电极。另一方面，当在第一和第二扫描信号线141和142之间没有施加电压时，MIM二极管处于开路。于是，在像素电极190和数据电极线270之间施加的信号电压就会保持在像素电极190和数据电极线270之间形成的液晶电容器中。
上面板200具有光阻挡层(未示出)和彩色滤色片230。上面板200还可以具有覆盖彩色滤色片230的覆盖层。
当没有施加电场时，液晶层3的液晶分子就排列成平行于分支电极271和分支部分194。当通过在像素电极190和数据电极线270之间施加电压、在液晶层3中形成水平电场时，由于此水平电场，液晶分子就朝着垂直于分支电极271和分支部分194的方向旋转。由于对准层的对准力(alignment force)，因而在两个面板100和200之间的中心处液晶分子的旋转位移最大，并且向两个面板100和200(即，远离该中心)降低。
当液晶在平行于两个面板100和200的平面上旋转时，因为基于光穿过的延迟变化(Δnd)小，因此就获得了宽视角。
即使不采用补偿膜，根据本发明的一个实施例的液晶显示器也能显示出宽视角，具有优良的侧可视性而不会出现色移，并且在整个灰度水平下具有更加均匀的响应速度。因此，这种液晶显示器就能够有效地显示移动图像。
现在，将描述根据本发明的一个实施例的薄膜二极管阵列面板的制造方法。
图4A是在根据本发明的一个实施例的薄膜二极管阵列面板的制造方法的一个步骤的薄膜二极管阵列面板的布局图。图4B是沿图4A的线IVb-IVb’截取的薄膜二极管阵列面板的剖面图。图5A是根据本发明的一个实施例的薄膜二极管阵列面板的制造方法的另一个步骤的薄膜二极管阵列面板的布局图。图5B是沿图5A的线Vb-Vb’截取的薄膜二极管阵列面板的剖面图。
如图4A和4B中所示，透明或不透明导电材料层形成在绝缘基板110上并光蚀刻以形成像素电极190和第一和第二输入电极123和124。
接着，淀积氮化硅层并光蚀刻以便在第一输入电极123和像素电极190的第一接触部分191上形成第一沟道绝缘层151，并且在第二输入电极124和像素电极190的第二接触部分192上形成第二沟道绝缘层152。
接着，如图5A和5B中所示，淀积Mo、Al、Ta、Ti或它们的合金的金属层，并光蚀刻，形成第一和第二浮置电极143和144以及第一和第二扫描信号线141和142。
接着，淀积由无机绝缘物例如SiNx和SiOx或有机绝缘物例如树脂形成的绝缘层，并光蚀刻，形成具有接触孔161的层间绝缘层160(参见图2)，以便暴露第一和第二扫描信号线141和142的一部分，用于连接外围电路。
接着，如图2和3中所示，光蚀刻金属层，形成含有分支电极271和存储电极272的数据电极线270。
在一个实施例中，通过采用五个光蚀刻步骤来制造该薄膜二极管阵列面板。可选择地，可以通过采用更少的光蚀刻步骤来制造薄膜二极管阵列面板。而且，可以改变像素电极190和分支电极271的形状。以下，将描述这种改变。
图6是用于根据本发明的一个实施例的液晶显示器的薄膜二极管阵列面板的布局图，以及图7是沿图6的线VII-VII’截取的薄膜二极管阵列面板的剖面图。
如图6和7中所示，在透明绝缘基板110例如玻璃上，形成具有第一和第二接触部分191和192的多个像素电极190以及分别与第一输入电极123和第二输入电极124连接的第一和第二扫描信号线121和122。
像素电极190包括：朝着纵向延伸的杆部分193，从杆部分193延伸并朝着横向延伸的分支部分194，以及从杆部分193延伸、在横向延伸并具有增加的宽度的重叠部分195。
第一和第二扫描信号线121和122基本上在横向延伸。第一输入电极123从第一扫描信号线121分支并在纵向延伸。第一输入电极123还以其间的预定间隙邻近第一接触部分191。第二输入电极124从第二扫描信号线122分支并在纵向延伸。第二输入电极124还以其间的预定间隙邻近第二接触部分192。
像素电极190、第一和第二扫描信号线121和122、以及第一和第二输入电极123和124可以由不透明导电材料、如铬(Cr)、铝(Al)、钼(Mo)、钽(Ta)和它们的合金、以及透明导电材料、如铟锡氧化物(ITO)和铟锌氧化物(IZO)形成。
在第一输入电极123和第一接触部分191上，局部形成多个第一沟道绝缘层151。在第二输入电极124和第二接触部分192上，局部形成多个第二沟道绝缘层152。第一和第二道绝缘层151和152由绝缘材料如氮化硅(SiNx)形成。
在像素电极190的重叠部分195和第一和第二扫描信号线121和122的一部分上，局部形成层间绝缘层160。层间绝缘层160用于使第一和第二扫描信号线121和122与下面将描述的数据电极线270绝缘，并用于使重叠部分195与下面将描述的存储电极272绝缘。
在第一和第二沟道绝缘层151和152上，分别形成多个第一和第二浮置电极143和144。第一浮置电极143与第一输入电极123和第一接触部分191交叉。第二浮置电极144与第二输入电极124和第二接触部分192交叉。
在层间绝缘层160上，形成多个数据电极线270。数据电极线270包括多个分支电极271和存储电极272。
将分支电极271设置为平行于像素电极190的分支部分194。交替地设置分支电极271和分支部分194。
存储电极272与像素电极190的重叠部分195重叠，以形成存储电容器。
将参照图6和7来描述根据本实施例说明的薄膜二极管阵列面板的制造方法。
在绝缘基板110上形成透明或不透明的导电材料层，并光蚀刻，形成像素电极190、第一和第二扫描信号线121和122、以及第一和第二输入电极123和124。
接着，淀积氮化硅层，并光蚀刻，在第一输入电极123和像素电极190的第一接触部分191上形成第一沟道绝缘层151，并在第二输入电极124和像素电极190的第二接触部分192上形成第二沟道绝缘层152。
接着，淀积由无机绝缘物如SiNx和SiOx或有机绝缘物如树脂形成的绝缘层，并光蚀刻，形成覆盖第一和第二扫描信号线121和122以及重叠部分195的一部分的层间绝缘层160。
淀积例如由铬(Cr)、铝(Al)、钼(Mo)、钽(Ta)和它们的合金形成的金属层，并光蚀刻，形成第一和第二浮置电极143和144、数据电极线270、分支电极271和存储电极272。
如上所述，通过采用四次光蚀刻工艺来制造根据结合图6和7中说明的本实施例的薄膜二极管阵列面板。
图8是用于根据本发明的一个实施例的液晶显示器的薄膜二极管阵列面板的布局图，以及图9是根据本发明的一个实施例的沿图8的线IX-IX’截取的薄膜二极管阵列面板的剖面图。
如图8和9中所示，在透明绝缘衬底110例如玻璃上，形成具有第一和第二接触部分191和192的多个像素电极190和分别与第一输入电极123和第二输入电极124连接的第一和第二扫描信号线121和122。
像素电极190还包括具有矩形形状的框架部分196、从框架部分196纵向延伸的分支部分194和通过框架部分196的扩展而形成的重叠部分195。
第一和第二扫描信号线121和122基本上以横向延伸。第一输入电极123从第一扫描信号线121处分支并纵向延伸。第一输入电极123以其间的预定间隙邻近第一接触部分191。第二输入电极124从第二扫描信号线122处分支并纵向延伸。第二输入电极124以其间的预定间隙邻近第二接触部分192。
像素电极190、第一和第二扫描信号线121和122以及第一和第二输入电极123和124可以由不透明导电材料如铬(Cr)、铝(Al)、钼(Mo)、钽(Ta)和它们的合金以及透明导电金属如铟锡氧化物(ITO)和铟锌氧化物(IZO)形成。
在绝缘衬底110上形成由绝缘材料例如SiNx形成的绝缘层150，以便覆盖像素电极190、第一和第二扫描信号线121和122以及第一和第二输入电极123和124。
在包含第一输入电极123、接触部分191和第二输入电极124的上部分的绝大部分区域中，绝缘层150的厚度比其它区域中的厚度更薄，该其它区域包含数据电极线270与第一和第二扫描信号线121和122的交叉部分、以及重叠部分195与存储电极272的重叠部分，这将在下面进行说明。通过这种结构，绝缘层150就能够同时起到作为MIM二极管的沟道绝缘层和在导体之间的绝缘体的作用。
绝缘层150包括暴露用于与外部电路连接的第一和第二扫描信号线121和122的一部分的接触孔161。
在绝缘层150上，分别形成多个第一和第二浮置电极143和144。第一浮置电极143与第一输入电极123和第一接触部分191交叉。第二浮置电极144与第二输入电极124和第二接触部分192交叉。
多个数据电极线270形成在绝缘层150上并纵向延伸。数据电极线270包括多个存储电极272和分支电极271，分支电极271从存储电极272之一产生分支并纵向延伸。
参照图8，分支电极271被形成为平行于像素电极190的分支部分194，距分支部分194和框架部分196预定距离，且被设置在分支部分194和框架部分196之间。
存储电极272与像素电极190的重叠部分195重叠，从而形成存储电容器。
现在，将说明根据本发明的薄膜二极管阵列面板的制造方法。
在绝缘衬底110上形成透明或不透明的导电材料层，并光蚀刻以形成像素电极190、第一和第二扫描信号线121和122以及第一和第二输入电极123和124。
随后，淀积并光蚀刻氮化硅层，以便形成具有接触孔161的绝缘层150，其中在包含第一输入电极123、接触部分191和第二输入电极124的上部分的绝大部分区域中，绝缘层150的厚度比其它区域中的厚度更薄，该其它区域包含数据电极线270与第一和第二扫描信号线121和122的交叉部分、以及重叠部分195和存储电极272的重叠部分。
使用半色调曝光，形成绝缘层150。即，在绝缘层150上涂覆光刻胶膜，以具有1μm厚度，通过具有狭缝图案或格子图案的掩膜或通过半透明膜对光刻胶膜进行曝光并显影，以完全去除接触孔161区域处的光刻胶膜部分，同时暴露绝缘层150。以小厚度保留其上具有小厚度的绝缘层150区域处的光刻胶膜部分，并且以大厚度保留其上具有大厚度的绝缘层150区域处的光刻胶膜部分。
当采用半色调掩膜时，根据使用的光刻胶类型，可以彼此互换半色调掩膜的透光区和光阻挡区。
蚀刻绝缘层150，以便利用光刻胶膜来形成接触孔161。
随后，灰化光刻胶膜，以便去除光刻胶膜的小厚度部分。此后，再次蚀刻绝缘层150，减少绝缘层150的厚度。
在绝缘层150上淀积例如由铬(Cr)、铝(Al)、钼(Mo)、钽(Ta)和它们的合金形成的金属层，并光蚀刻以形成第一和第二浮置电极143和144、数据电极线270、分支电极271和存储电极272。
如上所述，通过采用包含半色调曝光的三个光蚀刻工艺，制造图8和9中描述的根据本发明的薄膜二极管阵列面板。
图10是根据本发明的一个实施例的沿图8的线IX-IX’截取的薄膜二极管阵列面板的剖面图。
如图10中所示，在透明绝缘衬底110例如玻璃上，形成具有第一和第二接触部分191和192的多个像素电极190以及分别与第一输入电极123和第二输入电极124连接的第一和第二扫描信号线121和122。
像素电极190、第一和第二扫描信号线121和122以及第一和第二输入电极123和124可以由不透明的导电材料如铬(Cr)、铝(Al)、钼(Mo)、钽(Ta)和它们的合金以及透明导电材料如铟锡氧化物(ITO)和铟锌氧化物(IZO)形成。
在绝缘衬底110上形成由SiNx形成的基底绝缘层150，以便覆盖像素电极190、第一和第二扫描信号线121和122以及第一和第二输入电极123和124。基底绝缘层150具有多个接触孔161，以暴露第一和第二扫描信号线121和122的一部分以便连接到外部电路。
在基底绝缘层150上，局部形成辅助绝缘层160。如以下将进行的说明，在第一和第二扫描信号线121和122与数据电极线270之间以及在重叠部分195和存储电极272之间设置辅助绝缘层160。如果作为MIM二极管沟道的基底绝缘层150不足以绝缘层间层，那么辅助绝缘层160就能确保层间层的绝缘。
在基底绝缘层150上形成多个第一和第二浮置电极143和144。
在辅助绝缘层160上形成多个数据电极线270以及连接到数据电极线270的存储电极272和分支电极271。存储电极272与像素电极190的重叠部分195重叠，以便形成存储电容器。
在上述实施例中，通过采用以下三种方法之一，确保数据电极线270与第一和第二扫描信号线121和122之间以及存储电极272与重叠部分195之间的绝缘。一种替代方法是利用与MIM二极管的沟道绝缘层不同的绝缘层。另一种替代方法是控制绝缘层以便使交叉部分或重叠部分处的绝缘层比剩余部分处的绝缘层更厚。另一种替代方法是形成辅助绝缘层。
然而，由于MIM二极管的阈值电压高于在数据电极线270与第一和第二扫描信号线121和122之间以及在存储电极272和重叠部分195之间施加的最高电压，因此沟道绝缘层自身就可以足以使数据电极线270与第一和第二扫描信号线121和122之间以及存储电极272和重叠部分195之间绝缘。MIM二极管的阈值电压为大约20V，但在数据电极线270与第一和第二扫描信号线121和122之间以及在存储电极272和重叠部分195之间施加的最大电压为大约10V。在以下的实施例中考虑这些因数。
图11是根据本发明的一个实施例的沿图8的线IX-IX’截取的薄膜二极管阵列面板的剖面图。
图11中所示的实施例具有一种结构，其中从图10中所示的实施例中去除辅助绝缘层。
以上根据本发明的一个实施例说明了薄膜二极管阵列面板的结构。本发明的以下实施例将说明有关电极布局的改进。
图12是用于根据本发明的一个实施例的液晶显示器的薄膜二极管阵列面板的布局图。
参照图12，像素电极190包括纵向延伸的杆部分193和上分支部分194，上分支部分194从杆部分193分支出并相对于扫描信号线141和142的横轴形成大约7度至大约23度范围内的角度。下分支部分198从杆部分193分支出并相对于扫描信号线141和142的横轴形成大约-23度至大约-7度范围内的角度(这里，符号“-”指下分支部分198在与上分支部分194相反的方向上倾斜)。像素电极还包括横向延伸并在远离杆部分193的方向上宽度增大的中心重叠部分196以及横向延伸并在远离杆部分193的方向上宽度缩窄的上和下重叠部分195。相邻分支部分194和198之间的距离基本上相同。在上和下重叠部分195与中心重叠部分196之间的距离基本上相同。
形成分支电极271和274，使它们分别平行于像素电极190的分支部分194和198，并在相邻的分支部分194和198与重叠部分195和196之间设置分支电极271和274。
连接到数据电极线270的存储电极272和273与像素电极190的重叠部分195和196重叠，以形成存储电容器。
由箭头示出了在薄膜二极管阵列面板上形成的对准层的摩擦方向。
如上所述，当像素电极190的分支部分194和198和分支电极271和274形成为与摩擦方向相反地倾斜时，液晶分子的排列方向与在像素电极190的分支部分194和198与分支电极271和274之间形成的水平电场交叉。结果，就能够防止产生右侧和左侧的色移和灰度的反转。
此外，当摩擦方向与扫描信号线141和142平行时，液晶就排列为与扫描信号线141和142平行。即，当没有施加电场时，液晶的长轴就垂直于数据电极线270和像素电极190的杆部分193。因此，就防止了在侧视中存在的串扰现象，所述串扰现象是由于在例如杆部分193和数据电极线270之间形成的电场造成的液晶再次排列而出现的光泄漏。由于液晶最初被排列为与在杆部分193和数据电极线270之间形成的电场方向相同，因液晶的排列未被改变，所以防止了串扰。
因为在像素电极190的中心重叠部分196上液晶排列仅改变一次，因此在像素中仅出现一个回扫线(disclination line)，该回扫线出现在改变排列的液晶的一部分上。
图13是用于根据本发明的一个实施例的液晶显示器的薄膜二极管阵列面板的布局图。
参照图13，像素电极190的框架部分196和分支部分194以及数据电极线270的分支电极271形成为周期性弯曲，以使液晶的排列方向以倾斜方式与水平电场交叉。如图13中所示，框架部分196、分支部分194和分支电极271每个都包括多个相邻的弯曲部分。在框架部分196、分支部分194和分支电极271上的弯曲部分的角度相对于由相邻弯曲部分形成的轴线在大约15度至大约45度的范围内。因此，在两个相邻弯曲部分之间形成的角度在大约135度至大约165度的范围内(即，大约(180-45)度至大约(180-15)度)。
在薄膜二极管阵列面板上形成的对准层的摩擦方向沿着数据电极线270，如箭头所示。
如上所述，当将像素电极190的分支部分194和框架部分196以及分支电极271形成为相对摩擦方向倾斜时，液晶的排列方向就与在分支部分194、框架部分196和分支电极271之间形成的水平电场交叉。结果，就能够防止产生右侧和左侧的色移和灰度的反转。
根据本发明的实施例的液晶显示器，即使不采用补偿膜，也可以显示足够宽的视角、没有色移的优良侧视性和在整个灰度水平下的更加均匀的响应速度。因此，这种液晶显示器就能够有效地显示移动图像。
尽管在此参照附图已经描述了说明性的实施例，应当理解，本发明不限于这些具体的实施例，并且本领域技术人员在不脱离本发明的范围和精神之内，可以进行各种改变和修改。所有这种改变和修改都应当包含在附加的权利要求所限定的本发明的范围之内。

Claims (47)

1.一种用于液晶显示器的面板，包括：
在衬底上形成的像素电极，该像素电极包括第一和第二接触部分、杆部分和从该杆部分延伸的多个分支部分；
在该衬底上形成的数据电极线，该数据电极线包括平行于多个分支部分而排列的多个分支电极；
在该衬底上邻近该第一接触部分形成的第一输入电极；
在该衬底上邻近该第二接触部分形成的第二输入电极；
在该衬底上形成的第一浮置电极，其中该第一浮置电极与该第一输入电极和该第一接触部分交叉；以及
在该衬底上形成的第二浮置电极，其中该第二浮置电极与该第二输入电极和该第二接触部分交叉。
2.根据权利要求1的面板，其中多个分支部分的每一个分支部分与多个分支电极的分支电极交替设置。
3.根据权利要求1的面板，还包括：
在该第一浮置电极与该第一输入电极和该第一接触部分之间设置的第一沟道绝缘层；以及
在该第二浮置电极与该第二输入电极和该第二接触部分之间设置的第二沟道绝缘层。
4.根据权利要求3的面板，其中：
该第一沟道绝缘层、该第一浮置电极、该第一输入电极和该第一接触部分形成第一MIM二极管；
该第二沟道绝缘层、该第二浮置电极、该第二输入电极和该第二接触部分形成第二MIM二极管；以及
该第一和第二MIM二极管对称地连接到该像素电极。
5.根据权利要求1的面板，还包括：
在衬底上形成的第一扫描信号线，其中该第一输入电极的一部分与该第一扫描信号线重叠并且该第一输入电极电连接到该第一扫描信号线；以及
在衬底上形成的第二扫描信号线，其中该第二输入电极的一部分与该第二扫描信号线重叠并且该第二输入电极电连接到该第二扫描信号线。
6.根据权利要求5的面板，还包括在该第一和第二浮置电极、该像素电极、该第一和第二输入电极以及该第一和第二扫描信号线上形成的层间绝缘层。
7.根据权利要求6的面板，其中在该层间绝缘层上形成该数据电极线。
8.根据权利要求6的面板，其中该层间绝缘层包括用于暴露第一和第二扫描信号线的一部分的多个接触孔。
9.根据权利要求1的面板，其中：
该像素电极还包括从该杆部分延伸的重叠部分；
该数据电极线还包括与其连接的存储电极；以及
该存储电极与该重叠部分重叠，以便形成存储电容器。
10.根据权利要求9的面板，其中在该存储电极和该重叠部分之间设置层间绝缘层。
11.根据权利要求1的面板，其中多个分支部分沿垂直于该杆部分的方向延伸并且多个分支电极沿垂直于该数据电极线的方向延伸。
12.根据权利要求11的面板，其中该杆部分沿纵向延伸。
13.根据权利要求1的面板，还包括：
在该衬底上形成的第一扫描信号线，其中该第一输入电极从该第一扫描信号线分支出；以及
在该衬底上形成的第二扫描信号线，其中该第二输入电极从该第二扫描信号线分支出。
14.根据权利要求13的面板，还包括形成在像素电极与数据电极线的重叠部分上以及形成在第一和第二扫描信号线的一部分上的层间绝缘层。
15.根据权利要求14的面板，其中在层间绝缘层上形成数据电极线。
16.一种用于液晶显示器装置的面板，包括：
在衬底上形成的像素电极，该像素电极包括框架部分、从该框架部分延伸的第一和第二接触部分以及从该框架部分延伸的分支部分；
在该衬底上形成的数据电极线，该数据电极线包括平行于该分支部分排列的多个分支电极；
在该衬底上形成的邻近该第一接触部分的第一输入电极；
在该衬底上形成的邻近该第二接触部分的第二输入电极；
在该衬底上形成的第一浮置电极，其中该第一浮置电极与该第一输入电极和该第一接触部分交叉；以及
在该衬底上形成的第二浮置电极，其中该第二浮置电极与该第二输入电极和该第二接触部分交叉。
17.根据权利要求16的面板，其中多个分支电极的每个分支电极位于离开该分支部分和该框架部分的预定距离处，并设置在该分支部分和该框架部分之间。
18.根据权利要求16的面板，还包括：
在该衬底上形成的第一扫描信号线，其中该第一输入电极从该第一扫描信号线分支出；以及
在该衬底上形成的第二扫描信号线，其中该第二输入电极从该第二扫描信号线分支出。
19.根据权利要求18的面板，还包括在该衬底上形成的绝缘层，以便覆盖该像素电极、该第一和第二扫描信号线以及该第一和第二输入电极。
20.根据权利要求19的面板，其中在该绝缘层上形成该数据电极线，并且该绝缘层的厚度在该数据电极线与该第一和第二扫描信号线的交叉部分处增加。
21.根据权利要求19的面板，其中：
该数据电极线还包括与其连接并在该绝缘层上形成的存储电极；
该像素电极还包括由框架部分的一部分扩展而形成的重叠部分；以及
该绝缘层的厚度在该重叠部分和该存储电极之间的区域内增加。
22.根据权利要求19的面板，其中在该绝缘层上形成该第一和第二浮置电极。
23.根据权利要求22的面板，其中：
在该绝缘层上形成该数据电极线；
该数据电极线还包括与其连接并在该绝缘层上形成的存储电极；
该像素电极还包括由框架部分的一部分扩展而形成的重叠部分；以及
在该第一和第二扫描信号线与该数据电极线之间、在该重叠部分和该存储电极之间并且在第一和第二浮置电极与该第一和第二输入电极及该第一和第二接触部分之间设置绝缘层。
24.根据权利要求19的面板，其中：
该绝缘层、该第一浮置电极、该第一输入电极和该第一接触部分形成第一MIM二极管；
该绝缘层、该第二浮置电极、该第二输入电极和该第二接触部分形成第二MIM二极管；以及
该第一和第二MIM二极管对称地连接到该像素电极。
25.根据权利要求19的面板，其中该绝缘层包括用于暴露第一和第二扫描信号线的一部分的多个接触孔。
26.根据权利要求19的面板，还包括在该绝缘层的一部分上形成的辅助绝缘层。
27.根据权利要求26的面板，其中：
在该辅助绝缘层上形成该数据电极线；
该数据电极线还包括与其连接并在该辅助绝缘层上形成的存储电极；
该像素电极还包括由框架部分的一部分扩展而形成的重叠部分；以及
在该第一和第二扫描信号线与该数据电极线之间并且在该重叠部分与该存储电极之间设置该辅助绝缘层。
28.根据权利要求16的面板，其中：
该像素电极还包括由框架部分的一部分扩展而形成的重叠部分；
该数据电极线还包括与其连接的存储电极；以及
该存储电极与该重叠部分重叠以形成存储电容器。
29.根据权利要求28的面板，其中在该存储电极和该重叠部分之间设置绝缘层。
30.根据权利要求16的面板，其中该分支部分沿平行于该框架部分的纵向部分的方向延伸，并且该多个分支电极沿平行于该数据电极线的方向延伸。
31.根据权利要求16的面板，其中该框架部分具有矩形形状。
32.一种用于制造液晶显示器的面板的方法，包括：
在衬底上形成导电材料层并光蚀刻该导电材料层以形成包括第一和第二接触部分的像素电极、邻近该第一接触部分的第一输入电极和邻近该第二接触部分的第二输入电极；
在该衬底上淀积氮化硅层并光蚀刻该氮化硅层，以便在该第一输入电极和第一接触部分上形成第一沟道绝缘层，并且在该第二输入电极和该第二接触部分上形成第二沟道绝缘层；
在该衬底上淀积金属层并光蚀刻该金属层，以便形成与该第一输入电极和该第一接触部分交叉的第一浮置电极、与该第二输入电极和该第二接触部分交叉的第二浮置电极、以及第一和第二扫描信号线；
在该衬底上淀积绝缘层并光蚀刻该绝缘层，以便在该第一和第二浮置电极、该像素电极、该第一和第二输入电极以及该第一和第二扫描信号线上形成层间绝缘层；以及
在该衬底上淀积金属层并光蚀刻该金属层，以便在该层间绝缘层上形成数据电极线。
33.根据权利要求32的方法，其中该第一扫描信号线与该第一输入电极的一部分重叠并且该第二扫描信号线与该第二输入电极的一部分重叠。
34.根据权利要求32的方法，其中该像素电极还包括杆部分和从该杆部分延伸的多个分支部分，并且该数据电极线包括平行于该多个分支部分排列的多个分支电极。
35.根据权利要求32的方法，其中：
该第一沟道绝缘层、该第一浮置电极、该第一输入电极和该第一接触部分形成第一MIM二极管；
该第二沟道绝缘层、该第二浮置电极、该第二输入电极和该第二接触部分形成第二MIM二极管；以及
该第一和第二MIM二极管对称地连接到该像素电极。
36.一种用于制造液晶显示器的面板的方法，包括：
在衬底上形成导电材料层并光蚀刻该导电材料层以形成包括第一和第二接触部分以及重叠部分的像素电极、邻近该第一接触部分的第一输入电极、邻近该第二接触部分的第二输入电极、以及第一和第二扫描信号线；
在该衬底上淀积氮化硅层并光蚀刻该氮化硅层，以便在该第一输入电极和该第一接触部分并在该第二输入电极和该第二接触部分上形成绝缘层；以及
在该衬底上淀积金属层并光蚀刻该金属层，以便形成与该第一输入电极和该第一接触部分交叉的第一浮置电极、与该第二输入电极和该第二接触部分交叉的第二浮置电极、以及数据电极线。
37.根据权利要求36的方法，其中：
该绝缘层包括分别在该第一和第二输入电极以及该第一和第二接触部分上形成的第一和第二沟道层；以及
分别在该第一和第二沟道绝缘层上形成该第一和第二浮置电极。
38.根据权利要求36的方法，其中该第一输入电极从该第一扫描信号线分支并且该第二输入电极从该第二扫描信号线分支。
39.根据权利要求36的方法，其中该像素电极还包括杆部分和从该杆部分延伸的多个分支部分，并且该数据电极线包括平行于该多个分支部分排列的多个分支电极。
40.根据权利要求36的方法，其中：
在像素电极的重叠部分上也形成该绝缘层；
该数据电极线形成在该绝缘层上并包括与其连接的存储电极；以及
在该存储电极和该像素电极的该重叠部分之间设置该绝缘层，以形成存储电容器。
41.根据权利要求36的方法，还包括：
在该衬底上淀积包含绝缘体的层并光蚀刻该层，以便在该像素电极的该重叠部分上并在该第一和第二扫描信号线的一部分上形成层间绝缘层，其中在该层间绝缘层上形成该数据电极线。
42.根据权利要求36的方法，其中在该第一和第二扫描信号线上并在该像素电极的该重叠部分上也形成该绝缘层。
43.根据权利要求42的方法，其中该绝缘层的厚度变化。
44.根据权利要求36的方法，还包括：
在该绝缘层上涂覆光刻胶膜；以及
通过包含狭缝或格子图案的掩膜或通过半透明膜来对该光刻胶膜进行曝光。
45.一种液晶显示器装置，包括：
薄膜二极管面板，包括：
在衬底上形成的像素电极，该像素电极包括第一和第二接触部分、杆部分和从该杆部分延伸的多个分支部分；
在该衬底上形成的数据电极线，该数据电极线包括平行于多个分支部分而排列的多个分支电极；
在该衬底上邻近该第一接触部分形成的第一输入电极；
在该衬底上邻近该第二接触部分形成的第二输入电极；
在该衬底上形成的第一浮置电极，其中该第一浮置电极与该第一输入电极和该第一接触部分交叉；以及
在该衬底上形成的第二浮置电极，其中该第二浮置电极与该第二输入电极和该第二接触部分交叉，以及
与该薄膜二极管面板相对定位的滤色片面板，其中在该薄膜二极管和滤色片面板之间形成间隙，用于在该间隙中容置液晶层。
46.根据权利要求45的液晶显示器装置，其中该多个分支部分沿垂直于该杆部分的方向延伸，并且该多个分支电极沿垂直于该数据电极线的方向延伸。
47.根据权利要求45的液晶显示器装置，其中在该薄膜二极管和滤色片面板之间没有电场的情况下，在该间隙中淀积的液晶层的液晶分子排列成与该多个分支部分和该多个分支电极平行。
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