CN101349840A - 面内切换模式液晶显示装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了面内切换模式液晶显示装置及其制造方法。该面内切换模式液晶显示装置包括：多条选通线和多条数据线，这些选通线与数据线在基板上彼此交叉以限定像素区；多个薄膜晶体管，其形成在所述选通线与所述数据线的交叉部分处；多条第一公共线，其形成在与所述选通线相同的层上；多个第一电极指状部分，这些第一电极指状部分具有多个分叉的第一指状部分，并且在所述像素区中在所述第一指状部分的一端包括L形突出图案；以及第二电极指状部分，该第二电极指状部分具有与所述第一指状部分交替地形成的第二指状部分，并且在所述像素区中在所述第二指状部分的一端包括|形图案，其中，所述L形突出图案和所述|形图案与所述第一公共线部分地交叠。

Description

面内切换模式液晶显示装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及液晶显示装置，更具体地说，涉及能够提高液晶显示装置的光透射率和对比度的面内切换模式的液晶显示装置。
背景技术
液晶显示装置通过调整液晶的光透射率来显示图像。根据液晶分子的排列，液晶显示装置具有多种模式。例如，液晶显示装置具有通过垂直电场来控制液晶取向(director)的扭曲向列(TN)模式以及通过水平电场来控制液晶取向的面内切换模式。
TN模式液晶显示装置通过在像素电极与公共电极(像素电极和公共电极被设置在上基板和下基板上以彼此相对)之间形成的垂直电场，来驱动液晶。TN模式液晶显示装置具有孔径比(opening ratio)大的优点，但是具有视角小的缺点。
面内切换模式液晶显示装置包括彼此相对设置的滤色器阵列基板和薄膜阵列基板，其间设置有液晶层。滤色器阵列基板包括用于防止光泄漏的黑底和用于向黑底施加(impart)颜色的滤色器层。薄膜晶体管基板包括：限定了单位像素的选通线和数据线；形成在选通线与数据线的交叉位置处的薄膜晶体管；以及被形成为彼此平行以生成水平电场的公共电极与像素电极。
通过使用公共电极和像素电极的水平电场的液晶驱动方法，面内切换模式液晶显示装置具有良好的视角特性。
参照图1，水平电场施加型的液晶显示装置包括彼此相对的薄膜晶体管阵列10和滤色器阵列15，而液晶9插设在其间。滤色器阵列15包括依次形成在上基板1上的黑底3、滤色器5以及涂覆层(overcoat layer)7。黑底3防止光泄漏以及相邻滤色器之间的光干涉(light interference)。滤色器5包括红色(R)滤色器、绿色(G)滤色器和蓝色(B)滤色器，使得穿过滤色器5的光可以表现出颜色。涂覆层7用来使具有黑底3和滤色器5的上基板1平面化(planarize)。
薄膜晶体管阵列10包括：在下基板11上彼此交叉以限定像素区的选通线12和数据线14；分别连接到选通线12和数据线14的薄膜晶体管(TFT)；连接到薄膜晶体管(TFT)的像素电极18；平行于像素电极18的公共电极19；以及连接到公共电极19的公共线16。
薄膜晶体管(TFT)响应于来自选通线12的选通信号，将来自数据线14的数据信号提供给像素电极18。在通过薄膜晶体管(TFT)而提供有数据信号的像素电极18与通过公共线16而提供有基准电压的公共电极19之间形成电场。可以在不同层或相同层上形成公共电极19和像素电极18。如果在不同层上形成公共电极19和像素电极18，则公共电极19被连接到公共线16并从公共线16向其提供基准电压。另一方面，如果在相同层上形成公共电极19和像素电极18，则公共电极19通过用于曝露公共线16的接触孔(contact hole)连接到公共线16，并从公共线16向其提供基准电压。
如果在像素电极18与公共线16之间形成电场，则液晶9被该电场旋转。根据数据信号来控制液晶9的旋转。
上偏振板2a和下偏振板2b分别安装在上基板1的外表面和下基板11的外表面，以透射在特定方向上振动(vibrate)的光。一般来说，上偏振板2a的透射轴x和下偏振板2b的透射轴y被设置为彼此垂直。
偏振板2a和2b的透射轴x和y以及液晶9的初始设置状态是用于确定液晶显示装置的显示模式的因素。一般来说，面内切换模式的液晶显示装置具有常黑模式(如果未形成电场，则常黑模式在屏幕上显示黑色)。
如果在常黑模式下在像素电极18与公共电极19之间形成了电场，则液晶9被设置为与该电场平行。在这种情况下，应当由该电场以比初始设置状态的特定角度更大的角度来驱动液晶9，以影响光透射率。穿过被设置为与该电场平行的液晶9的光主要穿过下偏振板2b以表现灰度(gradation)。然而，因为穿过液晶9的一部分的光不能穿过下偏振板2b，所以不可能影响面内切换模式液晶显示装置的光透射率。由于像素电极18、公共电极19以及公共线16的结构特性而导致在特定区域内的不期望的方向上形成电场，所以生成了不能影响光透射率的液晶9。
图2A和2B例示其中在不期望的方向上形成电场的区域的放大图。此外，在图2A和2B中，用双向箭头
Figure A20081013396400071
来表示电场的方向。
参照图2A和2B，像素电极18和公共电极19包括在像素区中彼此平行地形成的多个指状部分(finger)18a和19a。同时，为了将信号施加到像素电极指状部分18a和公共电极指状部分19a，需要提供被形成为与各个电极的指状部分18a和19a相垂直的连接部分，以连接各个电极的指状部分18a和19a并向其提供信号。
例如，如图2A中所示，像素电极18和公共电极19可以被形成在相同层上。在这种情况下，像素电极18包括多个像素电极指状部分18a和像素电极连接部分18b，像素电极连接部分18b被形成为与像素电极指状部分18a相垂直，以连接像素电极指状部分18a。此外，公共电极19包括多个公共电极指状部分19a。
作为另一示例，如图2B中所示，像素电极18和公共电极19可以被形成在不同层上。在这种情况下，公共电极19包括彼此平行的多个公共电极指状部分19a。公共电极指状部分19a被连接到被形成为与公共电极指状部分19a相垂直的公共线16，并且被提供有基准电压。此外，像素电极18包括像素电极连接部分和与公共电极指状部分19a相平行的像素电极指状部分18a，像素电极连接部分被形成为与像素电极指状部分18a相垂直，以连接像素电极指状部分18a。
当信号被提供给面内切换模式液晶显示装置的像素电极18和公共电极19时，施加到大部分像素区的电场的方向面向像素电极指状部分18a和公共电极指状部分19a。然而，在与公共线16和像素电极连接部分18b相邻的区域中，电场的方向面向公共线16和像素电极连接部分18b。因此，将公共线16和像素电极连接部分18b形成为与指状部分18a和19a相垂直，而使形成在公共电极指状部分19a与像素电极指状部分18a之间的电场扭曲。由于公共线16与像素电极连接部分18b而导致的电场的扭曲使得在与公共线16与像素电极连接部分18b相邻的区域(即像素区边缘部分)中的电场方向不一致(nonuniform)。在具有方向不一致的电场的区域内，产生了其中在不能够影响光透射率的方向上驱动液晶的低效驱动区域A，并产生了其中在其边界处不透射光的相反方向上驱动液晶的向错(disclination)区域B。
低效驱动区域A和向错区域B劣化了液晶显示装置的光透射率和对比度，从而降低面内切换模式液晶显示装置的显示质量。
发明内容
因此，本发明致力于面内切换模式液晶显示装置及其制造方法，其基本上消除了由于现有技术的限制和缺点而造成的一个或更多个问题。
本发明的目的是提供能够提高液晶显示装置的光透射率和对比度的面内切换模式液晶显示装置。
本发明的其它优点、目的及特征将在以下的说明书中部分地进行阐述，并且对于本领域的技术人员，将通过对以下说明书进行研究而部分地变得明了，或者可以通过对本发明的实践而得知。本发明的这些目的和其它优点可以通过在书面说明书、权利要求书及附图中具体指出的结构来实现和获得。
为实现这些目的和其他优点，并且根据本发明的目的，如在此所具体实施和广泛描述的，一种面内切换模式液晶显示装置包括：多条选通线和多条数据线，这些选通线与数据线在基板上彼此交叉以限定像素区；多个薄膜晶体管，其形成在所述选通线与所述数据线的交叉部分处；多条第一公共线，其形成在与所述选通线相同的层上；多个第一电极，这些第一电极具有多个第一指状部分，并且在所述像素区中在所述第一指状部分的一端包括L形突出图案；以及多个第二电极，这些第二电极具有与所述第一指状部分交替形成的第二指状部分，并且在所述像素区中在所述第二指状部分的一端包括|形图案，其中，所述L形突出图案和所述|形图案与所述第一公共线部分地交叠。
根据本发明的面内切换模式液晶显示装置具有以下效果。
从所述指状部分延伸的L形边缘图案被交替地设置在所述像素区的下边缘部分，并且从所述指状部分延伸并具有倾斜部分(inclination)的所述边缘图案被交替地设置在所述像素区的上边缘部分。因此，可以提高电场方向的一致性(uniformity)并极大地减小低效驱动区和向错区。因此，根据本发明各个实施方式的面内切换模式的薄膜晶体管基板可以提高水平电场施加型液晶显示装置的光透射率和对比度。
应该理解，对本发明的以上概述和下面的详述都是示例性和说明性的，并旨在对所要求保护的本发明提供进一步的说明。
附图说明
包括附图以提供对本发明的进一步理解，并入附图而构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施方式并与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：
图1示意性地例示了常规面内切换模式液晶显示装置；
图2A和2B例示了用于解释在常规面内切换模式液晶显示装置中的像素区的下边缘部分分中形成的电场的图；
图3例示了根据本发明第一实施方式的面内切换模式液晶显示装置的薄膜晶体管基板的平面图；
图4例示了沿图3的线I-I’和II-II’截取的截面图；
图5例示了用于解释在根据本发明第一实施方式的面内切换模式液晶显示装置的薄膜晶体管基板中的像素区的下边缘部分中形成的电场的图；
图6例示了根据本发明第二实施方式的面内切换模式液晶显示装置的薄膜晶体管基板的平面图；
图7例示了沿图6的线III-III’、IV-IV’以及V-V’截取的截面图；
图8例示了用于解释在根据本发明第二实施方式的面内切换模式液晶显示装置的薄膜晶体管基板中的像素区的下边缘部分分中形成的电场的图；
图9A到12B例示了用于制造根据本发明第一实施方式的薄膜晶体管基板的方法的图；
图13例示了根据本发明第三实施方式的面内切换模式的薄膜晶体管基板的平面图；
图14例示了图13的像素区中的下边缘部分的放大图；
图15例示了根据本发明第四实施方式的面内切换模式的薄膜晶体管基板的平面图；
图16例示了图15的像素区中的下边缘部分的放大图；
图17例示了根据本发明第五实施方式的面内切换模式的薄膜晶体管基板的平面图；
图18例示了图17的像素区中的上边缘部分的放大图；以及
图19A到20C例示了用于解释制造根据本发明第二实施方式的薄膜晶体管基板的方法的图。
具体实施方式
现在详细描述本发明的优选实施方式，在附图中说明这些实施方式的示例。在附图中，将尽可能地使用相同的附图标记来指明相同或类似的部分。
以下将参照附图详细描述根据本发明实施方式的面内切换模式液晶显示装置。
<第一实施方式>
图3例示了根据本发明第一实施方式的面内切换模式液晶显示装置的薄膜晶体管基板的平面图，而图4例示了沿图3的线I-I’和II-II’截取的截面图。
参照图3和4，根据本发明第一实施方式的面内切换模式液晶显示装置的薄膜晶体管基板在基板41上包括：彼此交叉以限定像素区的多条选通线32和多条数据线34；在选通线32与数据线34的各个交叉部分处形成的薄膜晶体管(TFT)；以及在与选通线32相同的层上形成的公共线36。此外，薄膜晶体管基板在每个像素区中包括：多个第一指状部分39；与第一指状部分39交替形成的第二指状部分38a；在第一指状部分39的一端以“L”状突出的第一边缘图案35；以及在第二指状部分38a的一端以与第一边缘图案35相同形状的“L”状突出的第二边缘图案38c(37a和37b)。在这种情况下，第一指状部分39的第一边缘图案35及第二电极38的第二指状部分38a的第二边缘图案38c与公共线36部分地交叠。在本实施方式中，第一电极和第二电极可以分别被定义为公共电极和像素电极，反之亦然。这些定义也可以适用于以下的其他实施方式。
此外，第一指状部分(公共电极指状部分)39的一侧的第一边缘图案35被形成为与公共线36成为一体。此外，在像素区中，公共线36包括与限定像素区的选通线32间隔开并被对称地形成在上侧和下侧的第一公共线和第二公共线。以下为了简便，将第一公共线和第二公共线通称为公共线36。
此外，第二电极38包括：与公共线36的水平部分平行的像素电极连接部分38b；连接到像素电极连接部分38b并被形成为与第一指状部分39平行的多个第二指状部分(像素电极指状部分)38a；以及形成在第二指状部分38a的一端的第二边缘图案38c。
在这种情况下，与位于上侧和下侧的公共线相对应地在不分离的情况下对称地形成第一边缘图案35和第二边缘图案38c。即，在第一指状部分39的另一端和第二指状部分38a的另一端相对应地形成相同的L形图案。
此外，在公共线36与同公共线36相交叠的像素电极连接部分38b之间形成存储电容器Cst。
通过当向第一指状部分39和第二电极38的第二指状部分38a施加电压时在其间形成水平电场，来驱动第一指状部分39和第二电极38的第二指状部分38a。
在这种情况下，形成选通线32和数据线34，而栅极绝缘膜43插设在其间。薄膜晶体管(TFT)被连接到选通线32和数据线34。第二电极38被连接到薄膜晶体管(TFT)。
选通线32和数据线34被连接到焊盘端子(该焊盘端子被连接到薄膜晶体管阵列的外部的驱动电路)，以向薄膜晶体管(TFT)提供选通信号和数据信号。此外，公共线36与选通线32相分离，并在与选通线32相同的层上形成，以向第一指状部分39提供用于驱动液晶的基准电压。
响应于选通线32的选通信号，薄膜晶体管(TFT)向第二电极38提供数据线34的数据信号。针对该操作，薄膜晶体管(TFT)包括：连接到选通线32的栅极32G；连接到数据线34的源极34S；连接到第二电极38的漏极34D；以及半导体图案48，半导体图案48与栅极32G相交叠，而栅极绝缘膜43插设在其间，并且半导体图案48连接到源极34S和漏极34D。
半导体图案48包括有源层46和在有源层46上形成的欧姆接触层47。有源层46曝露在源极34S和漏极34D之间，以形成半导体沟道。欧姆接触层47使得有源层46和源极34S之间以及有源层46和漏极34D之间能够进行欧姆接触。根据制造工艺的特性，半导体图案48被交叠地设置在包括了源极34S、漏极34D和数据线34的源/漏导电图案组的下方。
公共线36与选通线32相分离，并被形成为与选通线32平行。第一边缘图案35被形成在公共线36与第一指状部分39之间。第一边缘图案35包括第二边缘部分35b和从第一指状部分39延伸的第一边缘部分35a，第二边缘部分35b被形成为与第一边缘部分35a成钝角的公共线36的水平部分。因为第一边缘部分与第二边缘部分之间的角度范围从100到115度，所以按照“L”状来形成第一边缘部分和第二边缘部分。第一边缘图案35和第二边缘图案38c提高了电场方向的一致性。
第二电极38通过像素接触孔30连接到漏极34D，像素接触孔30穿过覆盖了源/漏导电图案的钝化膜45以曝露漏极34D。因此，通过漏极34D向第二电极38提供数据信号。
在像素电极连接部分38b与第二指状部分38a之间，第二边缘图案38c包括第二边缘部分37b和从第二指状部分38a延伸的第一边缘部分37a，第二边缘部分37b被形成为平行于与第一边缘部分37a成钝角的像素电极连接部分。第一边缘部分和第二边缘部分37a和37b具有范围从100到115度的角度，由此形成“L”形。
在这种情况下，公共线36与第二边缘图案38c的第二边缘部分37b相交(meet)。公共线36包括具有经减小的宽度的缩减部分36a。缩减部分36a与第一边缘图案35的第二边缘部分35b(其在缩减部分36a的左侧和右侧与之相邻)在平面图上具有台阶形状。
第一边缘图案35和第二边缘图案38c被交替地设置，并且第一指状部分39和第二指状部分38a也被交替地设置。因此，当将信号施加到第二电极(像素电极)38和公共线36时，如图5中所示，在第一指状部分39与第二指状部分38a之间形成水平电场。
此外，在第一边缘图案35与第二边缘图案38c之间也形成具有与在第一指状部分39与第二指状部分38a之间形成的电场类似方向的电场。为了参考，图5中的双向箭头
Figure A20081013396400131
表示在基准电压被提供给公共线36并且随机数据电压被提供给第二电极38的情况下的电场方向。
通过使像素电极连接部分38b和公共线36彼此交叠而将钝化膜45和栅极绝缘膜43插设在其间，来构造存储电容器Cst。存储电容器Cst使得通过薄膜晶体管(TFT)充入在第二电极38中的数据信号能够被稳定地保持在第二电极38中。
如上所述，在根据本发明第一实施方式的面内切换模式薄膜晶体管基板中，L形第一边缘图案35和L形第二边缘图案38c被分别连接到第一指状部分39和第二指状部分38a的端部。因此，可以在其中像素电极连接部分38b与公共线36相邻的区域(即，像素区的下边缘部分)内在与其它区域的方向类似的方向上形成电场。在这种情况下，像素区的下边缘部分是指以下区域：这些区域到第一边缘图案35和第二边缘图案38c的第一边缘部分35a和37a的端部以及第二边缘部分35b和37b的一端的距离d为26～28μm。
因此，可以提高在像素区中形成的电场的方向的一致性，并极大地减小低效驱动区和向错区。
<第二实施方式>
图6例示了根据本发明第二实施方式的面内切换模式液晶显示装置的薄膜晶体管基板的平面图，而图7例示了沿图6的线III-III’、IV-IV’以及V-V’截取的截面图。
参照图6和7，根据本发明第二实施方式的薄膜晶体管基板包括：在基板71上彼此交叉以限定像素区的多条选通线62和多条数据线64，而栅极绝缘膜73插设在其间；连接到选通线62和数据线64的薄膜晶体管(TFT)；连接到薄膜晶体管(TFT)的第二电极68；与第二电极68形成水平电场的公共电极69；连接到公共电极69的公共线66；以及通过使第二电极68与公共线66交叠而构造的存储电容器Cst。
根据本发明第二实施方式的选通线62、数据线64、薄膜晶体管(TFT)以及存储电容器Cst的详细描述与本发明第一实施方式的描述相同。
公共线66被形成为与选通线62相分离。此外，公共线66包括：第一指状部分69a；以及彼此相对的第一水平部分166与第二水平部分266，而用于形成第二指状部分68a的区域插设在其间。第一水平部分166和第二水平部分266通过位于像素区的边缘处的屏蔽图案(shield pattern)366彼此连接。在这种情况下，第一指状部分69a和第二指状部分68a由相同层上的透明电极形成。
在这种情况下，第一边缘图案165包括：具有从第一指状部分69a开始的延伸方向的第一边缘部分165a；以及具有公共线66的第一水平部分166的行进方向(traveling direction)并从其突出的第二边缘部分165b。在这种情况下，第一边缘部分165a与第二边缘部分165b形成钝角。第一边缘部分165a与第二边缘部分165b具有范围从100到115度的角，由此形成“L”形。以下要描述的第二电极68的第一边缘图案165和第二边缘图案68c提高了电场方向的一致性。
第一电极69包括：与第二水平部分266交叠的公共电极连接部分69b；以及连接到公共电极连接部分69b并被形成为彼此平行的多个第一指状部分69a。
此外，在像素区的边缘中，在第一水平部分166与屏蔽图案366之间形成图3中所描述的L形突出图案。在像素区中，在第一指状部分69a的一端形成|形图案，并且第一边缘图案165从第一水平部分166突出以与第一指状部分69a在不分离的情况下交叠。第一边缘图案165被形成为与第一水平部分166成为一体并由阻光(light blocking)金属制成。
公共电极连接部分69b通过穿过了钝化膜75和栅极绝缘膜73的公共接触孔70连接到公共线66。连接到公共电极连接部分69b的最外部的第一指状部分69a被交叠地形成在屏蔽图案366上，以有效地确保有效孔径区。
在这种情况下，在不分离的情况下形成第一边缘图案165和第一指状部分69a。从第一水平部分166向第一边缘图案165提供公共电压信号。因此，第一边缘图案165也可以具有一致的电场效应，与在第二指状部分68a中一样，由此使向错区最小化。
第二电极68包括：与第一水平部分166平行的像素电极连接部分68b；连接到像素电极连接部分68b并被形成为与第一指状部分69a平行的多个第二指状部分68a。在像素电极连接部分68b与第二指状部分68a之间形成第二边缘图案68c。第二边缘图案68c包括第二边缘部分67b和从第二指状部分68a延伸的第一边缘部分67a，第二边缘部分67b被形成为平行于与第一边缘部分67a成钝角的像素电极连接部分68b。第一边缘部分67a与第二边缘部分67b具有范围从100到115度的角度，由此形成“L”形。第二电极68通过像素接触孔60连接到漏极64D，像素接触孔60穿过覆盖了源/漏导电图案的钝化膜75以曝露漏极64D。因此，通过漏极64D向第二电极68提供数据信号。
在这种情况下，第一水平部分166和屏蔽图案366彼此连接为一体。在它们的连接部分中，第一水平部分166具有L形突出图案。第一水平部分166包括在第一水平部分166与用作第二边缘图案68c的水平部分的第二边缘部分67b相交的位置处具有经减小的宽度的缩减部分166a。缩减部分166a与第一边缘图案165的L形突出图案或水平部分(其在缩减部分166a的左侧和右侧与之相邻)在平面图上具有台阶形状。
在这种情况下，第一边缘图案165和第二边缘图案68c被交替地设置，并且第一指状部分69a和第二指状部分68a也被交替地设置。因此，当信号被施加到第二电极68和公共线66时，如图8中所示，在第一指状部分69a与第二指状部分68a之间形成水平电场。此外，在第一边缘图案165与第二边缘图案68c之间也形成具有与第一指状部分69a与第二指状部分68a之间形成的电场类似方向的电场。为了参考，图8中的双向箭头
Figure A20081013396400161
表示在基准电压被提供给公共线66并且随机数据电压被提供给第二电极68的情况下的电场方向。
在本发明的第二实施方式中，可以通过使用透明导电金属形成第一指状部分69a和第二指状部分68a来进一步提高像素区的光透射率。
如上所述，在根据本发明第二实施方式的面内切换模式薄膜晶体管基板中，L形第一边缘图案165和L形第二边缘图案68c被分别连接到第一指状部分69a和第二指状部分68a。因此，可以在其中像素电极连接部分68b与公共线的第一水平部分166相邻的区域(即，像素区的下边缘部分)中在与其它区域的方向类似的方向上形成电场。因此，可以提高在像素区中形成的电场的方向的一致性，并极大地减小低效驱动区和向错区。在这种情况下，像素区的下边缘部分是指以下区域：这些区域到第一边缘图案165和第二边缘图案68c的第一和第二边缘部分165a和68c的端部和第二边缘部分165b和67b的一端的距离d为26～28μm。
从实验结果可以看出，包括了根据本发明第一和第二实施方式的面内切换模式的薄膜晶体管的液晶显示装置的下边缘部分的光透射率增加了50％或更多，并且总的光透射率根据液晶显示装置的型号不同地增加，如表1中所示。
[表1]
Figure A20081013396400162
以下将参照图9A到12B描述用于制造根据本发明第一实施方式的薄膜晶体管基板的方法。
参照图9A和9B，通过第一掩模工艺在基板41上形成包括了选通线32、栅极32G、公共线36、第一指状部分39和第一边缘图案35的第一导电图案。在这种情况下，公共线36包括在第一指状部分39与缩减部分36a之间以“L”形突出的第一边缘图案35，缩减部分36a在相邻的第一边缘图案35之间具有比第一边缘图案35的水平部分相对更小的宽度。
通过在基板41上形成栅极金属层(gate metal layer)，然后通过包括光刻工艺和蚀刻工艺的第一掩模工艺对栅极金属层进行构图，来形成第一导电图案。使用诸如钼(Mo)、铝(Al)、铝钕(Al-Nd)、铜(Cu)、铬(Cr)以及钛(Ti)及其合金的金属来将栅极金属层形成为单层或多层。
参照图10A和10B，在基板41上形成栅极绝缘膜43，以覆盖第一导电图案。然后，通过第二掩模工艺，在栅极绝缘膜43上形成半导体图案48和包括了数据线34、源极34S和漏极34D的第二导电图案。
栅极绝缘膜43由诸如氧化硅(SiOx)或氮化硅(SiNx)的无机绝缘材料制成。
通过将半导体层和源/漏金属层淀积在栅极绝缘膜43上，然后通过包括光刻工艺与蚀刻工艺的第二掩模工艺对该半导体层和源/漏金属层进行构图，来形成半导体图案48和第二导电图案。
通过对非晶硅和掺有杂质(n+或p+)的非晶硅进行淀积来形成半导体层。使用诸如钼(Mo)、铝(Al)、铝-钕(Al-Nd)、铜(Cu)、铬(Cr)和钛(Ti)、Mo-Ti合金、Mo-Nb合金和Ti-Nb合金及其合金的金属来将源/漏金属层形成为单层或多层。
第二掩模工艺采用半色调掩模(half tone mask)或衍射曝光掩模(diffraction exposure mask)，由此通过单个掩模工艺来形成半导体图案48和第二导电图案。因此，半导体图案48被交叠地设置在第二导电图案的下方。
参照图11A和11B，在栅极绝缘膜43上形成钝化膜45，以覆盖半导体图案48和第二导电图案。然后，通过第二掩模工艺来形成像素接触孔30。
可以通过用诸如等离子体增强化学汽相淀积(PECVD)法的淀积方法对诸如氧化硅(SiOx)或氮化硅(SiNx)的无机绝缘材料进行淀积，来形成钝化膜45。此外，可以通过使用诸如旋涂方法(spin coating method)或非旋涂方法(spinless coating method)的涂覆方法涂覆有机绝缘材料(诸如具有小介电常数的丙烯酸有机化合物、苯并环丁烯(benzo cyclobutene，BCB)、全氟环丁烷(Perfluorocyclobutane，PFBC)、特氟纶(Teflon)以及Cytop)，来形成钝化膜45。
通过包括光刻工艺和蚀刻工艺的第三掩模工艺对钝化膜45进行构图，来形成像素接触孔30。
参照图12A和12B，通过第四掩模工艺在钝化膜45上形成包括了第二指状部分38a、像素电极连接部分38b和第二边缘图案38c的第三导电图案。
通过在钝化膜45上形成透明导电金属层，然后通过包括光刻工艺和蚀刻工艺的第四掩模工艺对透明导电金属层进行构图，来形成第三导电图案。
透明导电金属层采用铟锡氧化物(ITO)、氧化锡(TO)、铟锌氧化物(IZO)以及铟锡锌氧化物(ITZO)。
以下将描述根据本发明第二实施方式的薄膜晶体管基板。
参照图6到8，根据本发明第二实施方式的第一导电图案被形成为包括：选通线62；栅极62G；具有分别在像素区的下侧和上侧并在水平方向上形成的第一水平部分166和第二水平部分266的公共线66；连接第一水平部分166和第二水平部分266的屏蔽图案366；以及从第一水平部分166向像素区当中的中央部分的像素区突出的第一边缘图案165。
通过与图10A和10B中描述的方法相同的方法来形成根据本发明第二实施方式的半导体图案78和第二导电图案。根据本发明第二实施方式的第二导电图案与图10A和10B中所述的第二导电图案相同。
通过使用包括光刻工艺和蚀刻工艺的第三掩模工艺对钝化膜75和栅极绝缘膜73中的至少一个进行蚀刻，来形成根据本发明第二实施方式的像素接触孔60和公共接触孔70。
根据本发明第二实施方式的第三导电图案被形成为包括如图6到8中所示的第二电极68和第一电极69。在这种情况下，第三导电图案由诸如ITO或IZO的透明金属制成。此外，第二电极68包括：在第一水平部分166的上方形成的像素电极连接部分68b；与像素区中的数据线64平行的第二指状部分68a；以及被形成为在第二指状部分68a与像素电极连接部分68b之间的L形突出图案的第二边缘图案68c。在这种情况下，第二边缘图案68c与第一边缘图案165平行，并且被形成为与第二指状部分68a和像素电极连接部分68b成为一体。此外，第一电极69被形成为包括：与第二指状部分68a平行的第一指状部分69a；以及在第二水平部分266的上方形成的公共电极连接部分69b。此外，第一指状部分69a包括一个|形端部，以在不分离的情况下与第一边缘图案165相交叠。第一边缘图案165的第一指状部分69a和第一边缘部分165a被形成为彼此交叠，而栅极绝缘膜73和钝化膜75插设在其间。
<第三实施方式>
图13例示了根据本发明第三实施方式的面内切换模式的薄膜晶体管基板的平面图，而图14例示了图13的像素区中的下边缘部分的放大图。根据本发明第三实施方式的薄膜晶体管基板的截面图与第二实施方式的截面图相同。因此，与第二实施方式相比，省略了对重复组件的描述。
参照图13和14，在第一指状部分69a与公共线66的第一水平部分166之间形成第一边缘图案186。第一边缘图案186包括：从第一指状部分69a延伸的第一边缘部分186a；以及连接到公共线66的第一水平部分166并以120～130度的钝角向第一边缘部分186a的第二边缘部分186b倾斜。
在像素电极连接部分68b与第二指状部分68a之间形成第二边缘图案96。第二边缘图案96包括：从第二指状部分68a延伸的第一边缘部分96a；以及连接到像素电极连接部分68b并以120～130度的钝角向第一边缘部分96a的第二边缘部分96b倾斜。
即，第二边缘部分96b被弯曲，使得第二边缘部分96b与第一水平部分166具有不同的角度。第一边缘部分96a与第二边缘部分96b之间的钝角比第一边缘部分96a与第一水平部分166之间的角度大。
如上所述，通过将第一边缘图案186和第二边缘图案96的第一边缘部分186a和96a与第二边缘部分186b和96b之间的角度形成为比第一和第二实施方式的角度更大，在第一边缘图案186与第二边缘图案96之间也形成了具有与在第一指状部分69a与第二指状部分68a之间形成的水平电场类似方向的电场。即，与第一和第二实施方式中的像素区的下边缘部分内的光透射率相比，光透射率增加了9～11％。因此，可以极大地减小下边缘部分中的低效驱动区和向错区。
<第四实施方式>
图15例示了根据本发明第四实施方式的面内切换模式的薄膜晶体管基板的平面图，而图16例示了图15的像素区中的下边缘部分的放大图。根据本发明第四实施方式的薄膜晶体管基板的截面图与第二实施方式的截面图相同。因此，与第二实施方式相比较，省略了重复组件的描述。
参照图15和16，在公共线66的第一水平部分166与第一指状部分69a之间形成第一边缘图案176。第一边缘图案176包括：从第一指状部分69a延伸的第一边缘部分176a；以135～160度的钝角向第一边缘部分176a的第二边缘部分176b倾斜；以及连接到第二边缘部分176b并被形成为与公共线66的第一水平部分166平行的第三边缘部分176c。
在像素电极连接部分68b与第二指状部分68a之间形成第二边缘图案85。第二边缘图案85包括：从第二指状部分68a延伸的第一边缘部分85a；以135～160度的钝角向第一边缘部分85a的第二边缘部分85b倾斜；以及连接到第二边缘部分85b并被形成为与像素电极连接部分68b平行的第三边缘部分85c。
如上所述，通过将第一边缘图案176和第二边缘图案85的第一边缘部分176a和85a与第二边缘部分176b和85b之间的角度形成为比第一到第三实施方式的角度大，在第一边缘图案176与第二边缘图案85之间也形成了具有与在第一指状部分69a与第二指状部分68a之间形成的水平电场类似方向的电场。即，与第一和第二实施方式中的像素区的下边缘部分内的光透射率相比，光透射率增加了11～13％。因此，可以极大地减小下边缘部分中的低效驱动区和向错区。
<第一到第四实施方式的修改实施例>
如上所述，第一指状部分的一端和第二指状部分的一端包括至少一个L形突出图案。可以与该一端对称地形成第一指状部分的另一端和第二指状部分的另一端。此外，如在第二到第四实施方式中(参见图6、13和15)，可以在不与公共线的第二水平部分266分离的情况下以条形(barshape)来形成第一指状部分的该另一端和第二指状部分的该另一端。
参照图6，彼此平行地形成公共电极指状部分69a和第二指状部分68a。各个指状部分69a和68a的该另一端具有沿着69a和68a的行进方向延伸的条形，并且在不与第二水平部分266分离的情况下形成。
此外，在不与第二水平部分266分离的情况下以|形来形成第二指状部分68a的另一端。第一指状部分69a连接到第二水平部分266上的公共电极连接部分69b，并且第一指状部分69a和公共电极连接部分69b被形成为一体。在这种情况下，第二指状部分68a的另一端被形成为不与第二水平部分266分离。根据环境，可以在不交叠的情况下将第二指状部分68a的另一端形成为与第二水平部分266的边界相接触。
如上所述，在不与用作公共线的第二水平部分266分离的情况下形成第二指状部分68a，使得像素电压和公共电压在没有空间遗漏(spatialomission)的情况下电形成一致方向的电场，以最小化向错。
在这种情况下，将第一指状部分69a形成为与由透明金属在相同层上形成的公共电极连接部分69b成为一体。公共电极连接部分69b与第二水平部分266交叠，并与第二指状部分68a分离。因此，从与第二指状部分68a相交的第二水平部分266的边界向内形成公共电极连接部分69b。在这种情况下，第一指状部分69a被形成为与第二水平部分266上的公共电极连接部分69b成为一体。从平面图可以看出，第一指状部分69a与第二水平部分266交叠。
同时，尽管参照第二到第四实施方式中使用的附图来描述以上修改的实施例，但是可以通过改变与像素区的上公共线相对应的第二指状部分和第一指状部分的形状来将该修改的实施例应用于第一实施方式，由此获得相同的效果。
<第五实施方式>
图17例示了根据本发明第五实施方式的面内切换模式的薄膜晶体管基板的平面图，而图18例示了图17的像素区中的下边缘部分的放大图。根据本发明第五实施方式的薄膜晶体管基板的截面图与第二实施方式的截面图相同。因此，与第二实施方式相比，省略了对重复组件的描述。
参照图17和18，在像素区的上边缘部分中的公共电极连接部分69b与第一指状部分69a之间形成第三边缘图案89。第三边缘图案89被形成为在与公共电极连接部分69b的行进方向不同的方向上倾斜。在这种情况下，第三边缘图案89的方向以23～26度的角度朝公共电极连接部分69b的行进方向倾斜。
此外，第四边缘图案99被形成为从第二指状部分68a延伸并与公共线66的第二水平部分266交叠。在这种情况下，第四边缘图案99除与公共线66的第二水平部分266交叠部分之外的长度为8～10μm。第四边缘图案99被形成为以20～30度(优选的是，23～26度)的角度朝第二指状部分68a倾斜。
第三和第四边缘图案89和99被交替地彼此平行地形成。在第三边缘图案89与第四边缘图案99之间也形成具有与在第一指状部分69a与第二指状部分68a之间形成的水平电场类似方向的电场。
如上所述，从像素区的上边缘部分中的第一指状部分69a延伸的第三边缘图案89和从第二指状部分68a延伸的第四边缘图案99被形成为以23～26度的角度朝第一指状部分69a和第二指状部分68a倾斜。因此，与常规像素区的上边缘部分内的光透射率相比，光透射率增加了48～50％。
在这种情况下，第一边缘图案165和第二边缘图案68c可以被形成为第一到第四实施方式中的任意结构的第一和第二边缘图案。在具有第四实施方式的第三和第四边缘图案与第一和第二边缘图案的结构中，与具有第一和第二实施方式的第一和第二边缘图案的结构相比，光透射率增加了12.6％。
如上所述，在根据本发明各个实施方式的面内切换模式的薄膜晶体管基板中，在像素区的下边缘部分中交替地形成从指状部分延伸的L形边缘图案，并且在像素区的上边缘部分中交替地形成从指状部分延伸并具有倾斜部分的边缘图案。因此，可以提高电场方向的一致性并极大地减小低效驱动区和向错区。因此，根据本发明各个实施方式的面内切换模式的薄膜晶体管基板可以提高水平电场施加型液晶显示装置的光透射率和对比度。
通过对第一到第四实施方式的修改实施例中的第一指状部分的另一端和第二指状部分的另一端进行倾斜可以获得第五实施方式。第五实施方式可以与第一到第四实施方式中描述的结构同时应用。即，第五实施方式的结构被应用到像素区的上侧，而第一到第四实施方式或其修改实施例的结构被应用到像素区的下侧，由此获得相同的效果。
以下将参照图19A到20C来描述用于制造根据本发明第二实施方式的薄膜晶体管基板的方法。
参照图19A和20A，第一导电图案包括：选通线62；栅极62G；具有分别在像素区的下侧和上侧并在水平方向上形成的第一水平部分166和第二水平部分266的公共线66；连接第一水平部分166和第二水平部分266的屏蔽图案366；以及从第一水平部分166向像素区当中的中央部分的像素区突出的第一边缘图案165。
通过在基板71上形成栅极金属层，然后通过包括光刻工艺和蚀刻工艺的第一掩模工艺对该栅极金属层进行构图，来形成第一导电图案。使用诸如钼(Mo)、铝(Al)、铝-钕(Al-Nd)、铜(Cu)、铬(Cr)以及钛(Ti)及其合金的金属将栅极金属层形成为单层或多层。
参照图19B和20B，在基板71上形成栅极绝缘膜73，以覆盖第一导电图案。然后，通过第二掩模工艺在栅极绝缘膜73上形成半导体图案78和包括数据线64、源极64S和漏极64D的第二导电图案。
栅极绝缘膜73由诸如氧化硅(SiOx)或氮化硅(SiNx)的无机绝缘材料制成。
通过与图10A和10B中描述的方法相同的方法来形成根据本发明第二实施方式的半导体图案78和第二导电图案。根据本发明第二实施方式的第二导电图案与图10A和10B中描述的第二导电图案相同。
参照图19C和20C，在栅极绝缘膜73上形成钝化膜75，以覆盖半导体图案78和第二导电图案。然后，通过使用包括光刻工艺和蚀刻工艺的第三掩模工艺对钝化膜75和栅极绝缘膜73中的至少一个进行蚀刻来形成像素接触孔60和公共接触孔70。
可以通过用诸如等离子体增强化学汽相淀积(PECVD)法的淀积方法对诸如氧化硅(SiOx)或氮化硅(SiNx)的无机绝缘材料进行淀积，来形成钝化膜75。此外，可以通过使用诸如旋涂方法或非旋涂方法的涂覆方法涂覆有机绝缘材料(诸如具有小介电常数的丙烯酸有机化合物、苯并环丁烯、全氟环丁烷、特氟纶以及Cytop)，来形成钝化膜75。
根据本发明第二实施方式的第三导电图案被形成为包括第二电极68和第一电极69。在这种情况下，第三导电图案由诸如ITO或IZO的透明金属制成。此外，第二电极68包括：在第一水平部分166的上方形成的像素电极连接部分68b；与像素区中的数据线64平行的第二指状部分68a；以及被形成为在第二指状部分68a与像素电极连接部分68b之间的L形突出图案的第二边缘图案68c。在这种情况下，第二边缘图案68c与第一边缘图案165平行，并且被形成为与第二指状部分68a和像素电极连接部分68b成为一体。此外，第一电极69被形成为包括：与第二指状部分68a平行的第一指状部分69a；以及在第二水平部分266的上方形成的公共电极连接部分69b。
通过包括光刻工艺和蚀刻工艺的第三掩模工艺在钝化膜75上形成像素接触孔60、第一边缘部分67a、像素电极连接部分68b和第一指状部分69a。
将说明本发明各个实施方式的共同特征。
根据本发明的面内切换模式液晶显示装置的薄膜晶体管基板包括：多条选通线和多条数据线，这些选通线和数据线彼此交叉以限定像素区；多个薄膜晶体管，其形成在所述选通线与所述数据线的交叉部分处；多条公共线，其形成在与所述选通线相同的层上；多个第一电极指状部分，这些第一电极指状部分在所述像素区中具有多个分叉的第一指状部分，并且具有形成在所述第一指状部分的一端的L形突出图案；以及多个第二电极指状部分，这些第二电极指状部分在所述像素区中具有与所述第一指状部分交替形成的第二指状部分，并且具有形成在所述第二指状部分的一端的|形图案。所述L形突出图案和|形图案与所述第一公共线基本上部分地交叠。在这种情况下，第一电极指状部分和第二电极指状部分可以分别被定义为公共电极和第二电极，反之亦然。
在这种情况下，L形突出图案和|形图案可以被形成为朝第一公共线延伸。
此外，在|形图案为条形的情况下，第一公共线可以在不与L形突出图案或|形图案分离的情况下朝像素区延伸，或与像素区交叠。
此外，第二电极指状部分也具有和第一电极指状部分相同的形状。第二电极指状部分的一端的条形图案朝第一公共线延伸以与左侧的L形突出图案交叠，并以“-”形状延伸以与右侧的L形突出图案交叠。在这种情况下，第一电极指状部分的一端和第二指状部分的一端都具有L形突出图案。
具体地说，在相同的层上将第一电极指状部分形成为与第一公共线成为一体的情况下，第二电极指状部分的一端优选地包括L形突出图案。
此外，与第二电极指状部分的“-”形图案部分相对应，第一公共线包括具有经减小的宽度的缩减部分。缩减部分与L形突出图案的水平部分(其在缩减部分的左侧和右侧与之相邻)在平面图上具有台阶形状。
同时，如平面图中所示，可以在从与数据线平行的方向开始旋转大约90度的方向上形成第一电极指状部分和第二电极指状部分。在这种情况下，第一公共线被形成为与选通线平行，并且被旋转了大约90度的第一电极指状部分和第二电极指状部分具有向选通线倾斜的形状，由此使无源区最小化。
此外，在面内切换模式液晶显示装置的薄膜晶体管基板中，可以将穿过像素区的第二公共线形成为在相同层的对称位置处与第一公共线平行。
在这种情况下，如在第一实施方式中，第一指状部分的另一端和第二指状部分的另一端可以被形成为包括与第一指状部分的一端和第二指状部分的一端相对称的L形突出图案，以与第二公共线部分地交叠。根据环境，所述另一端可以具有条形形状，并且可以在不与第二公共线分离的情况下形成第一指状部分和第二指状部分。
对于本领域技术人员而言，很明显，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下在本发明中做出各种修改和变化。因此，本发明旨在涵盖落入所附权利要求及其等同物范围内的本发明的这些修改和变化。
相关申请的交叉引用
本发明要求2007年7月20日递交的韩国专利申请No.2007-072960和2008年4月3日递交的韩国专利申请NO.2008-031141的优先权，在此通过参引将其完整地并入本申请，如同在此完全进行了阐述。

Claims (17)

1、一种面内切换模式的液晶显示装置，该液晶显示装置包括：
基板；
多条选通线和多条数据线，所述选通线与所述数据线在所述基板上彼此交叉以限定多个像素区；
多个薄膜晶体管，其形成在所述选通线与所述数据线的交叉部分处；
至少一条公共线，其形成在与所述选通线相同的层上；
多个第一电极，这些第一电极具有多个第一指状部分，并且在所述像素区中在所述第一指状部分的一端包括L形突出图案；以及
多个第二电极，这些第二电极具有与所述第一指状部分交替地形成的多个第二指状部分，并且在所述像素区中在所述第二指状部分的一端包括|形图案，
其中，所述L形突出图案和所述|形图案与所述公共线部分地交叠。
2、根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述L形突出图案包括从所述第一指状部分延伸的第一边缘部分和以钝角向所述第一边缘部分倾斜的第二边缘部分。
3、根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述第一电极由与所述选通线相同层的金属制成，并且所述第二电极由透明金属层形成。
4、根据权利要求3所述的液晶显示装置，其中，所述第一电极的所述第一指状部分被形成为与所述公共线成为一体，并且所述L形突出图案具有从所述公共线突出的形状。
5、根据权利要求4所述的液晶显示装置，其中，在所述第二电极指状部分的一端，所述|形图案朝所述第一公共线延伸，以与左侧的相邻L形突出图案交叠，并且“-”形图案进一步从所述|形图案的端部延伸，以与右侧的L形突出图案交叠，
其中，所述|形图案与“-”形图案形成“L”形。
6、根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述第一电极与所述第二电极由相同层的透明金属层形成。
7、根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述公共线还包括第一突出图案，所述第一突出图案在不与位于所述第二指状部分的一端的|形图案分离的情况下与位于所述公共线的水平部分处的|形图案交叠。
8、根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，以与位于所述第一指状部分的一端的L形突出图案相同的形状来形成所述公共线的第一突出图案与水平部分，并且所述第一突出图案与位于所述第二指状部分的一端的|形图案部分地交叠。
9、根据权利要求8所述的液晶显示装置，其中，所述公共线电连接到所述第二电极。
10、根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述第二边缘部分相对于所述公共线的水平部分倾斜，使得所述第二边缘部分与所述公共线的水平部分具有不同的角度，并且所述第一边缘部分与所述第二边缘部分之间的钝角大于所述第一边缘部分与所述公共线的水平部分之间的角度。
11、根据权利要求2所述的液晶显示装置，其中，所述L形突出图案还包括连接到所述第二边缘部分并被形成为与所述选通线平行的第三边缘部分。
12、根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述公共线包括第一公共线和第二公共线，穿过所述像素区的所述第二公共线还被形成为与位于相同层的对称位置处的第一公共线平行，并且将所述第一指状部分的一端和所述第二指状部分的一端形成为与所述第一指状部分的另一端和所述第二指状部分的另一端对称，以与所述第二公共线交叠。
13、根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述公共线包括第一公共线和第二公共线，穿过所述像素区的所述第二公共线还被形成为在相同层的对称位置处与第一公共线平行，并且以|形来形成所述第一指状部分的一端和所述第二指状部分的一端，以与所述第二公共线部分地交叠。
14、根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，以与所述第一指状部分和所述第二指状部分的行进方向不同的角度来弯曲|形的所述第一指状部分的一端和所述第二指状部分的一端，以与所述公共线交叠。
15、根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述公共线被形成为与所述选通线平行，并且将所述第一电极和所述第二电极旋转大约90度，以具有向所述选通线倾斜的形状。
16、一种制造面内切换模式的液晶显示装置的方法，该方法包括以下步骤：
在基板上沿一个方向形成多条选通线和多条公共线；
通过选择性地移除第二金属来形成与所述选通线交叉以限定像素区的多条数据线，并在所述选通线与所述数据线的交叉部分处形成薄膜晶体管；
通过选择性地移除第一金属来形成多个第一电极，这些第一电极具有多个第一指状部分，并且在所述第一指状部分的一端包括L形突出图案；以及
通过选择性地移除透明导电金属来形成多个第二电极，这些第二电极具有与所述第一电极的所述第一指状部分交替地形成的第二指状部分，并且在所述第二指状部分的一端包括|形图案，以与所述第一指状部分的相邻L形突出图案交叠，
其中，所述L形突出图案和所述|形图案与所述公共线部分地交叠。
17、一种制造面内切换模式的液晶显示装置的方法，该方法包括以下步骤：
通过选择性地移除第一金属来在基板上沿一个方向形成多条选通线和多条公共线；
通过选择性地移除第二金属来形成与所述选通线交叉以限定像素区的多条数据线，并在所述选通线与所述数据线的交叉部分处形成薄膜晶体管；
通过选择性地移除透明导电金属来形成多个第一电极和多个第二电极，所述第一电极具有多个第一指状部分并且在所述第一指状部分的一端包括L形突出图案，所述第二电极具有与所述第一指状部分交替地形成的第二指状部分，并且在所述第二指状部分的一端包括|形图案，
其中，所述L形突出图案和所述|形图案与所述公共线部分地交叠。
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