CN102902118A - 面内转换模式液晶显示器件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种IPS模式LCD器件及其制造方法，所述IPS模式LCD器件包括：在第一基板上且交叉以限定像素区的栅极和数据线；连接到栅线和数据线的薄膜晶体管；在第一基板上且在每个像素区中彼此交替的第一公共电极和像素电极，第一公共电极和像素电极各包括下层和上层；在第二基板上且包括红、绿和蓝色滤色图案的滤色器层，彩色滤色图案对应每个像素区；以及在第一和第二基板中间的液晶层，其中在像素的边界上，红、绿和蓝滤色图案中的至少两个彼此交叠，并且其中下层由MoTi制成，上层由透明导电材料或铜的氮化物制成。

Description

面内转换模式液晶显示器件及其制造方法
本申请主张享有2011年7月30日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2011-0076329的权益，在此整体引用该申请，就如同将它完全列出。
技术领域
本发明涉及面内转换（IPS）模式液晶显示（LCD）器件，更具体地，涉及一种具有改善的环境对比度和图像质量且利用减少的掩模工艺来制备的IPS模式LCD器件，以及制造这种IPS模式LCD器件的方法。
背景技术
现有技术的液晶显示（LCD）器件由于功耗和便携的优点以及工艺增加值得以广泛使用。通常，LCD器件是利用液晶分子的光学各向异性和偏光性质被驱动。液晶分子由于其细长形状而具有一定的排列方向。可以通过跨过液晶分子施加电场来控制液晶分子的排列方向。随着电场的强度或方向改变，液晶分子的排列也改变。基于液晶分子的光学各向异性造成的液晶分子的定向，入射光被反射，因此可以通过控制光的透射率来显示图像。
包括薄膜晶体管（TFT）作为转换元件的LCD器件，被称为有源矩阵LCD（AM-LCD）器件，具有诸如高分辨率和显示移动图像的优异特性，因此AM-LCD器件已被广泛使用。
AM-LCD器件包括阵列基板、滤色器基板和夹在它们之间的液晶层。阵列基板可包括像素电极和TFT，而滤色器基板可包括滤色器层和公共电极。AM-LCD器件是通过像素电极和公共电极之间的电场驱动，因此产生优异的透光和孔径比性质。然而，由于AM-LCD器件使用垂直电场，所以AM-LCD器件的视角很差。
面内转换（IPS）模式LCD器件可以用来解决上述限制。现有技术的IPS模式LCD器件包括滤色器基板、面向滤色器基板的阵列基板和插在它们之间的液晶层。用来驱动液晶层的公共电极和像素电极都形成在阵列基板上。
图1是现有技术的IPS模式LCD器件的示意截面图。参考图1，IPS模式LCD器件包括彼此相向的第一基板9和第二基板10以及它们之间的液晶层11。
在第二基板10上形成有公共电极17和像素电极30。液晶层11的液晶分子由在公共电极17和像素电极30之间产生的水平电场L驱动。
图2A和2B是示出现有技术的IPS模式LCD器件的导通/截止情况的截面图。如图2A所示，当向IPS模式LCD器件施加电压时，公共电极17和像素电极30上方的液晶分子11a没有变化。然而，公共电极17和像素电极30之间的液晶分子11b由于水平电场“L”的作用而水平排列。由于液晶分子通过水平电场排列，所以IPS模式LCD器件具有宽视角的特性。
图2B示出未向IPS模式LCD器件施加电压的情况。因为在公共电极17和像素电极30之间没有产生电场，所以液晶分子11的排列没有改变。
图3是现有技术的IPS模式LCD器件的一部分的截面图。在图3中，IPS模式LCD器件95包括第一基板40、面向第一基板40的第二基板70和它们之间的液晶层90。
在第一基板40上，布置有栅线（未示出）、公共线（未示出）、数据线50、薄膜晶体管（TFT，未示出）、公共电极62和像素电极64。公共线与栅线平行且间隔开。在栅线和公共线上形成有栅极绝缘层48。数据线50形成在栅极绝缘膜48上，并与栅线交叉以限定像素区P。TFT与栅线和数据线50连接，并且包括栅电极、半导体层、源电极和漏电极。
钝化层60形成在TFT和数据线50上，且包括暴露出TFT的漏电极的漏极接触孔（未示出）。像素电极64形成在钝化层60上，并通过漏极接触孔连接漏电极。公共电极62形成在钝化层60上并连接公共线。公共电极62和像素电极64具有条形状，并且彼此交替排列。公共电极62和像素电极64具有透明导电材料或不透明金属材料的单层。
在第二基板70上，形成有黑矩阵73、滤色器层76和外涂层78。黑矩阵73具有网格形状以暴露像素区P。滤色器层76包括与像素区P相对应的红、绿和蓝滤色图案76a、76b和76c。外涂层78覆盖滤色器层76。尽管没有示出，但是在外涂层78上可以形成有用来保持单元间隙的衬垫。
当现有技术的IPS模式LCD器件95暴露于环境光时，公共电极62和像素电极64具有60%以上的反射率，以致于存在彩虹着色（rainbow stain），降低了环境对比度。结果，显示图像质量变差。
另外，考虑到第一基板40和第二基板70的排列余量，黑矩阵73的面积相对较大，降低了孔径比。
发明内容
本发明涉及一种IPS模式LCD器件及其制造方法，所述LCD器件基本克服了由于现有技术的限制和缺点而造成的一个或多个问题。
本发明的目的是提供一种环境光的反射率降低以及环境对比度提高的IPS模式LCD器件。
本发明的另一个目的是提供一种能够减少制造工艺的IPS模式LCD器件。
本发明的另外的特征和优点将在下面的描述中列出，其中部分将通过描述而显而易见，或者可通过实践本发明而知晓。本发明的这些以及其它优点将通过本说明书及其权利要求书以及附图中具体指出的结构来实现和达到。
为了实现这些以及其它优点并且依据本发明的目的，如在此具体及概括地描述，一种面内转换模式液晶显示器件包括：包含多个像素区的第一基板；在第一基板上的多条栅线；在第一基板上且与栅线交叉以定义多个像素区的多条数据线；在每个像素区中且连接到多条栅线之一和多条数据线之一的薄膜晶体管；在第一基板上且在每个像素区中彼此交替排列的第一公共电极和像素电极，第一公共电极和像素电极各包括下层和上层；面向第一基板的第二基板；包括红、绿和蓝滤色图案，并且在第二基板上的滤色器层，红、绿和蓝滤色图案对应每个像素区；以及在第一和第二基板之间的液晶层，其中在像素区的边界上，红、绿和蓝滤色图案中的至少两个彼此交叠，并且其中下层由钼-钛合金（MoTi）制成，上层由透明导电材料或铜的氮化物制成。
一方面，所述面内转换模式液晶显示器件可进一步包括在第一基板上并且平行于栅线的公共线；和分别从公共线沿着数据线伸出的第二公共电极和第三公共电极，其中像素电极和第一公共电极位于第二公共电极和第三公共电极之间。
此外，所述面内转换模式液晶显示器件可进一步包括在第一基板上且覆盖数据线以及第二公共电极和第三公共电极的导电图案，其中导电图案由与第一公共电极相同的材料形成。
此外，所述面内转换模式液晶显示器件可进一步包括在数据线上的钝化层，其中第一公共电极、像素电极和导电图案布置在钝化层上。
此外，所述面内转换模式液晶显示器件可进一步包括连接到第一公共电极和导电图案并且布置在钝化层上的辅助公共线；和连接到像素电极且布置在钝化层上的辅助像素图案，其中辅助公共线和辅助像素图案与栅线平行，并且在像素区中彼此相对。
另一方面，所述面内转换模式液晶显示器件的辅助公共线和辅助像素电极各可具有分别由与第一公共电极的下层和上层相同的材料形成的下层和上层。
又一方面，所述面内转换模式液晶显示器件可进一步包括在滤色器层上的外涂层；在外涂层上的具有第一高度的第一柱衬垫；和在外涂层上的具有比第一高度低的第二高度的第二柱衬垫。
又一方面，所述面内转换模式液晶显示器件的透明导电材料可包括氧化铟锡、氧化铟锌和掺铝氧化锌中的一种。
又一方面，所述面内转换模式液晶显示器件的下层可具有大约50至250埃的第一厚度，并且上层可具有大约250至600埃的第二厚度。
又一方面，所述面内转换模式液晶显示器件的数据线、像素电极和第一至第三公共电极相对于像素区中心可为弯曲的，以在像素区中形成双畴。
在本发明的另一方面，一种制造面内转换模式液晶显示器件的制造方法包括：在包括多个像素区的第一基板上形成多条栅线、多条数据线、薄膜晶体管、第一公共电极和像素电极，栅线和数据线彼此交叉以限定多个像素区，薄膜晶体管布置在每个像素区中并且连接到多条栅线之一和多条数据线之一，第一公共电极和像素电极在每个像素区中彼此交替，且第一公共电极和像素电极各包括下层和上层；在第二基板上形成包含红、绿和蓝滤色图案的滤色器层，红、绿和蓝滤色图案对应每个像素区；以及接合第一基板和第二基板，使液晶层处于第一基板和第二基板之间，其中在像素区的边界上，红、绿和蓝滤色图案中的至少两个彼此交叠，并且其中下层由钼-钛合金制成，上层由透明导电材料或铜的氮化物制成。
其中在第一基板上形成多条栅线、多条数据线、薄膜晶体管、第一公共电极和像素电极的步骤包括形成与栅线平行的公共线；和形成分别从公共线沿着数据线伸出的第二公共电极和第三公共电极，其中像素电极和第一公共电极位于第二公共电极和第三公共电极之间。
其中在第一基板上形成多条栅线、多条数据线、薄膜晶体管、第一公共电极和像素电极的步骤可进一步包括形成与数据线以及第二和第三公共电极交叠的导电图案，其中导电图案由与第一公共电极相同的材料形成。
其中在第一基板上形成多条栅线、多条数据线、薄膜晶体管、第一公共电极和像素电极的步骤可进一步包括在数据线上形成钝化层，其中第一公共电极、像素电极和导电图案布置在钝化层上。
其中在第一基板上形成多条栅线、多条数据线、薄膜晶体管、第一公共电极和像素电极的步骤可进一步包括形成连接到第一公共电极和导电图案，并且布置在钝化层上的辅助公共线；和形成连接到像素电极，且布置在钝化层上的辅助像素图案，其中辅助公共线和辅助像素图案与栅线平行，并且在像素区中彼此相对。
其中辅助公共线和辅助像素电极可各具有分别由与第一公共电极的下层和上层相同的材料形成的下层和上层。
其中在第二基板上形成滤色器层的步骤可包括在滤色器层上形成外涂层；在外涂层上形成具有第一高度的第一柱衬垫；和在外涂层上形成具有比第一高度低的第二高度的第二柱衬垫。
其中透明导电材料可包括氧化铟锡、氧化铟锌和掺铝氧化锌中的一种。
其中下层可具有大约50至250埃的第一厚度，并且上层可具有大约250至600埃的第二厚度。
其中数据线、像素电极以及第一至第三公共电极相对于像素区中心可为弯曲的，以在像素区中形成双畴。
应理解，前面的概括描述和下面的详细描述都是示范性和说明性的，并且旨在提供对所要求保护的本发明的进一步说明。
附图说明
附图提供对本发明的进一步理解并且并入说明书而组成说明书的一部分，附图图示本发明的实施例，并且与说明书文字一起用来解释本发明的原理。
在附图中：
图1是现有技术的IPS模式LCD器件的示意截面图。
图2A和2B是示出根据现有技术的IPS模式LCD器件的导通/截止情况的截面图。
图3是现有技术的IPS模式LCD器件的一部分的截面图。
图4是根据本发明的IPS模式LCD器件的一部分的平面图。
图5是沿着图4中V-V线的截面图。
图6是沿着图4中VI-VI线的截面图。
图7A至7F是示出沿着图4中的V-V线的阵列基板部分的制造工艺的截面图。
图8A至8F是示出沿着图4中的VI-VI线的阵列基板部分的制造工艺的截面图。
图9A至9F是示出沿着图4中的V-V线的滤色器基板部分的制造工艺的截面图。
图10A至10F是示出沿着图4中的VI-VI线的滤色器基板部分的制造工艺的截面图。
具体实施方式
现在将详细参照优选实施例，其实例示于附图中。
图4是根据本发明的IPS模式LCD器件的一部分的平面图。图4示出了阵列基板中包括转换元件的像素区。
如图4所示，IPS模式LCD器件101包括：第一基板（未示出）、面向第一基板的第二基板（未示出）和它们之间的液晶层（未示出）。
在作为透明绝缘基板的玻璃或塑料的第一基板上，形成有栅线103和数据线130。栅线103和数据线130彼此交叉以限定像素区P，在栅线103和数据线130之间具有栅极绝缘层（未示出）。在第一基板上形成有公共线109，公共线109与栅线103平行且间隔开。公共线109由与栅线103相同的材料形成且与栅线103形成在同一层上。
在像素区P中，作为转换元件的薄膜晶体管（TFT）Tr布置在栅线103和数据线130的交叉部分处。TFT Tr连接至栅线103和数据线130并且包括栅电极105、栅极绝缘层、半导体层（未示出）、源电极133和漏电极136。
在像素区P中，第一公共电极116a和第二公共电极116b从公共线109伸出而平行于数据线130。第一公共电极116a和第二公共电极116b布置在像素区P的相对侧，并且由与公共线109相同的材料形成且与公共线109形成在同一层上。
形成辅助公共线172与公共线109平行且辅助公共线172通过公共接触孔146连接至第一公共电极116a。在图4中，公共接触孔146形成为暴露出第一公共电极116a。替代地，公共接触孔可对应第二公共电极116b且暴露出第二公共电极116b。在这种情况下，辅助公共线172通过公共接触孔连接至第二公共电极116b。至少一个第三公共电极173从辅助公共线172向着公共线109延伸。在平面图上，第三公共电极173位于第一公共电极116a和第二公共电极116b之间。
在两个相邻像素区P中的第一公共电极116a和第二公共电极116b各者和数据线130上方布置有导电图案175。也即，导电图案175遮蔽数据线130、第一和第二公共电极116a和116b以及它们之间的空间。导电图案175从辅助公共线172向着公共线109延伸。
在图4中，辅助公共线172沿着栅线103跨过相邻的像素区P。辅助公共线172与数据线130以及第一和第二公共电极116a和116b交叠。结果，辅助公共线172用作黑矩阵来防止光泄漏。替代地，在每个像素区P中辅助公共线可为岛状。
辅助像素图案169形成在像素区P中，通过漏极接触孔143连接至TFT Tr的漏电极136。辅助像素图案169与公共线109交叠。至少一个像素电极170从辅助像素图案169伸出。像素电极170位于第一公共电极116a和第二公共电极116b之间且与第三公共电极173交替布置。
相对于与栅线103平行的虚中心线，像素电极170和包括第一、第二和第三公共电极116a、116b和173的公共电极都具有弯曲形状，使得像素区P具有双畴结构。结果，防止了依赖于视角的色移问题。另外，数据线130具有与像素电极170相似的弯曲形状。由于数据线130沿着像素区P延伸成列，因此数据线130具有之字形状。替代地，数据线130、像素电极170和公共电极116a、116b和173可具有其他形状，如直线形状。
另一方面，漏电极136延伸以与公共线109交叠，在它们之间设有栅极绝缘层。公共线109的交叠部分用作第一存储电极110，而漏电极136的交叠部分用作第二存储电极138。第一和第二存储电极110和138以及栅极绝缘层构成存储电容StgC。
在根据本发明的IPS模式LCD器件中，为了通过像素电极170和第三公共电极173减少环境光的反射，像素电极170和第三公共电极173都包括双层结构。
在双层结构的像素电极170和第三公共电极173中，下层包括钼-钛合金（MoTi），而上层包括透明导电材料，例如铟-锡-氧化物（ITO）、铟-锌-氧化物（IZO）和掺铝氧化锌（AZO）或者不透明的金属材料，例如铜的氮化物（CuNx）。
在第二基板上，形成有包括红、绿和蓝滤色图案185a、185b和185c的滤色器层185（图6），而没有黑矩阵。红、绿和蓝滤色图案185a、185b和185c中至少两个在像素区P的边界交叠，使得滤色器层185的交叠部分与第一基板上的导电图案175用作黑矩阵。也即，滤色器层185的交叠部分对应于第一基板上的导电图案175。
参考截面图进一步说明本发明的实施例。图5是沿着图4中的V-V线的截面图，图6是沿着图4中的VI-VI线的截面图。为了说明，定义了形成TFT的转换区和形成存储电容的存储区域。
参考图5和6，IPS模式LCD器件100包括第一基板102、第二基板181和位于它们之间的液晶层195，在第一基板102上形成有像素电极170和第三公共电极173，在第二基板181上形成有滤色器层185。
在第一基板102上形成有栅线103（图4）和公共线109（图4）。公共线109与栅线103平行且间隔开。转换区TrA中的一部分栅线103用作栅电极105。替代地，栅线103可突入转换区TrA中使得栅线103的突出部分用作栅电极105。存储区域StgA中的一部分公共线109用作第一存储电极110。第一和第二公共电极116a和116b从公共线109向着像素区P延伸。
栅极绝缘层118形成在栅线103、栅电极105、公共线109以及第一和第二公共电极116a和116b上。例如，栅极绝缘层118可由无机绝缘材料如氧化硅和氮化硅形成。
在栅极绝缘层118上和转换区TrA中形成有包括有源层120a和欧姆接触层120b的半导体层120。有源层120a由本征非晶硅形成，而欧姆接触层120b由掺杂杂质的非晶硅形成。
数据线130与栅线103相交以限定像素区P。在图6中，包括第一和第二图案121a和121b的半导体图案121布置在数据线130下面和栅极绝缘层118上面，第一和第二图案121a和121b分别从有源层120a和欧姆接触层120b延伸。这些结构是由制备工艺得到的。当通过不同的掩模工艺形成数据线和半导体层时，半导体图案不出现在数据线下面。
源电极133从数据线103延伸以定位在半导体层120上。漏电极136也定位在半导体层120上且与源电极133间隔开。
栅电极105、栅极绝缘层118、半导体层120、源电极133和漏电极136构成TFT Tr。TFT Tr电连接至栅线103和数据线130。
漏电极136延伸到存储区域StgA中以与存储电极110交叠，在它们之间设有栅极绝缘层118。漏电极136的交叠部分用作第二存储电极138。第一和第二存储电极110和138以及栅极绝缘层构成存储电容StgC。
在数据线130、TFT Tr和存储电容StgC上，形成有由介电常数相对低的无机绝缘材料的钝化层140。例如，钝化层140可以由光丙烯酸类物质形成。
为了减小将要形成在数据线130和第一和第二公共电极116a和116b上方的导电图案175与数据线130和第一和第二公共电极116a和116b每一个之间的寄生电容，钝化层140由介电常数相对低的材料形成。另外，由于上述的钝化层140，数据线130与第一和第二公共电极116a和116b每一个之间的不希望的电场最小化。
钝化层140包括暴露出一部分第一公共电极116a的公共接触孔146（图4）和暴露出一部分第二存储电极138的漏极接触孔143。由于第二存储电极138是一部分漏电极136，所以漏极接触孔143可以暴露出漏电极136。
在钝化层140上，辅助公共线172（图4）和辅助像素图案169形成为与栅线103基本平行。辅助公共线172和辅助像素图案169位于像素区P的相对侧。辅助像素图案169和辅助公共线172具有双层结构。辅助像素图案169包括由MoTi形成的下层169a以及由透明导电材料或不透明金属材料形成的上层169b，且通过漏极接触孔143连接至第二存储电极138。尽管未示出，但辅助公共线172也包括由MoTi形成的下层和由透明导电材料或不透明金属材料形成的上层，且通过公共接触孔146连接至第一公共电极116a。
另外，在钝化层140上形成有导电图案175和第三公共电极173。导电图案175和第三公共电极173分别从辅助公共线172向着公共线109延伸。导电图案175与数据线130和第一和第二公共电极116a和116b交叠以用作黑矩阵。第三公共电极173位于第一公共电极116a和第二公共电极116b之间。
而且，像素电极170形成在钝化层140上。像素电极170从辅助像素图案169向着辅助公共线172延伸。像素电极170位于第一和第二公共电极116a和116b之间且与第三公共电极173交替布置。如上所述，像素电极170和第三公共电极173具有弯曲形状或直线形状。
导电图案175、第三公共电极173和像素电极170也具有双层结构。导电图案175包括下层175a和上层175b，第三公共电极173包括下层173a和上层173b。像素电极170包括下层170a和上层170b。下层170a、173a和175a各由MoTi形成，且上层170b、173b和175b各由透明导电材料例如ITO、IZO和AZO或者不透明金属材料例如铜的氮化物形成。
像素电极170的下层170a和公共电极173的下层173a各具有大约50至250埃的厚度，且像素电极170的上层170b和公共电极173的上层173b各具有大约250至600埃的厚度。当像素电极170和公共电极173具有上述材料和上述厚度的双层结构时，IPS模式LCD器件100具有小于大约39%的环境光反射率。现有技术的IPS模式LCD器件包括具有由钼制成的且厚度大约300埃的单层结构的像素电极和公共电极，该IPS模式LCD器件具有大约66%以上的环境光反射率，以至于存在彩虹着色问题。
然而，由于根据本发明实施例的IPS模式LCD器件包括的像素电极170和公共电极173各具有双层结构，该双层结构包括由MoTi制成的且厚度为50至250埃的下层170a和173a和由ITO、IZO、AZO或铜的氮化物制成的且厚度为250至600埃的上层170b和173b，所以该IPS模式LCD器件具有小于大约39%的环境光反射率。结果，没有彩虹着色问题且提高了显示图像的质量。
当两层由不同材料形成且分别具有预定厚度时，折射系数存在差异，使得由于折射系数和厚度的不同，在每层的表面上反射的光之间会出现破坏性干扰。也即，存在抗反射涂布效应使得反射率降低。
另一方面，当上层170b和173b各由铜的氮化物形成时，不存在抗反射涂布效应。然而，铜的氮化物层的折射性能低，使得包括铜的氮化物上层170b和173b的IPS模式LCD器件也具有小于大约39%的环境光反射率。另外，当上层170b和173b各由铜的氮化物形成时，因为铜的氮化物和钝化层140的材料之间的粘接性能很差，需要由MoTi制成的下层170a和173a。
在第二基板181上，形成有包括红、绿和蓝滤色图案185a、185b和185c的滤色器层185，而没有黑矩阵。红、绿和蓝滤色图案185a、185b和185c分别对应于像素区P。
红、绿和蓝滤色图案185a、185b和185c中的至少两个在像素区P的界面处交叠，使得滤色器层185的交叠部分与第一基板102上的导电图案175一起用作黑矩阵。例如，红和绿滤色图案185a和185b在一个像素区P的界面处彼此交叠，红和蓝滤色图案185a和185c在另一个像素区P的界面处彼此交叠，而绿和蓝滤色图案185b和185c在其它的像素区P的界面处彼此交叠。滤色器层185的交叠部分与导电图案175交叠。在滤色器层185上形成有具平顶表面的外涂层187。在外涂层187上形成有用于保持单元间隙的第一柱衬垫188和用于防止由外部碰撞损伤的第二柱衬垫189。第一柱衬垫188具有比第二柱衬垫189的第二高度大的第一高度。
液晶层195定位于第一基板102和第二基板181之间，且第一基板102和第二基板181粘附使得第一柱衬垫188接触第一基板102上方的最上层。
在上述IPS模式LCD器件中，由于像素电极和第三公共电极各包括具有由MoTi制成的下层和由ITO、IZO、AZO或铜的氮化物制成的上层的双层结构，所以环境光反射率降低至小于大约39%。结果，防止了现有技术的IPS模式LCD器件中的彩虹着色问题，并且提高了环境对比度。
另外，由于不存在黑矩阵，所以简化了制造工艺且降低了生产成本。而且，由于像素电极和公共电极各具有弯曲形状，所以存在双畴结构以便防止色移问题。
参考图7A至7F、8A至8F、9A至9F和10A至10F，说明IPS模式LCD器件的制造方法。
图7A至7F是示出沿着图4中的V-V线的阵列基板部分的制造工艺的截面图，而图8A至8F是示出沿着图5中的VI-VI线的阵列基板部分的制造工艺的截面图。图9A至9F是示出沿着图4中的V-V线的滤色器基板部分的制造工艺的截面图，而图10A至10F是示出沿着图5中的VI-VI线的滤色器基板部分的制造工艺的截面图。为了说明方便，定义了形成TFT的转换区和形成存储电容的存储区。
如图7A和8A所示，在第一基板102上，通过沉积铝（Al）、Al合金、铜（Cu）、Cu合金和铬（Cr）中的至少一种，形成第一金属层（未示出）。图案化第一金属层以形成栅线（未示出）、公共线（未示出）、栅电极105以及第一和第二公共电极116a和116b。栅电极105连接到栅线，并且第一公共电极116a和第二公共电极116b分别连接到公共线。
接下来，在栅线、公共线、栅电极105以及第一和第二公共电极116a和116b上沉积无机绝缘材料，如氧化硅和氮化硅，以形成栅极绝缘层118。
接下来，如图7B和8B所示，在栅极绝缘层118上顺序形成本征非晶硅层（未示出）、掺杂杂质的非晶硅层（未示出）和第二金属层（未示出）。通过折射曝光掩模工艺或半色调掩模工艺图案化本征非晶硅层、掺杂杂质的非晶硅层和第二金属层，以形成包括有源层120a、欧姆接触层120b、数据线130、源电极133和漏电极136的半导体层120。栅极绝缘层118上的半导体层120对应栅电极105。如上面所提到的，数据线130与栅线交叉以限定像素区P。
栅电极105、栅极绝缘层118、半导体层120、源电极133和漏电极136组成转换区TrA中的TFT Tr。
在这种情况下，漏电极136延伸到存储区StgA中以与公共线交叠，栅极绝缘层118处于它们之间。公共线的交叠部分用作第一存储电极110，并且漏电极136的交叠部分用作第二存储电极138。第一和第二存储电极110和138以及栅极绝缘层组成存储电容StgC。
由于通过一个掩模工艺形成了半导体层120、数据线130、源电极133和漏电极136，所以包括第一和第二图案121a和121b的半导体图案121布置在数据线130的下面和栅极绝缘层118的上面，第一和第二图案121a和121b分别从有源层120a和欧姆接触层120b延伸。
替代地，可以通过一个掩模工艺来图案化本征非晶硅层和掺杂杂质的非晶硅层以形成有源层和欧姆接触层，并且可以通过另一个掩模工艺来图案化第二金属层以形成数据线、源电极和漏电极。在这种情况下，半导体图案可以不存在于数据线下方。
接下来，如图7C和8C所示，通过在数据线130、TFT Tr和存储电容StgC上涂布有机绝缘材料如光丙烯酸类，形成钝化层140。然后，通过掩模工艺来图案化钝化层140，以形成暴露第二存储电极138的漏极接触孔143和暴露第一公共电极116a的公共接触孔（未示出）。替代地，漏极接触孔可以暴露漏电极，而公共接触孔可以暴露第二公共电极。
接下来，如图7D和8D所示，通过沉积MoTi，在钝化层140上形成厚度大约50至250埃的第三金属层168a，并且通过沉积ITO、IZO、AZO和铜的氮化物中的一种，在第一金属层168a上顺序形成厚度大约250至600埃的第四金属层168b。
接下来，在第四金属层168b上形成光致抗蚀剂（PR）层（未示出），并图案化，以通过曝光该PR层并显影来形成PR图案191。PR图案191对应第三公共电极173（图7F）、像素电极170（图7F）、辅助公共线172（图4）、导电图案175（图8F）和辅助像素图案169（图7F）。
接下来，如图7E和8E所示，利用PR图案191作为蚀刻掩模，蚀刻第四金属层168b（图7D）和第三金属层168a（图7D），以形成像素电极170、第三公共电极173、辅助像素图案169、辅助公共线172（图4）和导电图案175，它们所有都具有双层结构。如上面所提到的，像素电极170连接到辅助像素图案169，辅助像素图案169通过漏极接触孔143电连接到漏电极136。第三公共电极13和导电图案175分别连接到辅助公共线172。
接下来，如图7F和8F所示，通过移除在第三公共电极173、像素电极170、辅助像素图案169、辅助公共线172和导电图案175上的PR图案191，获得阵列基板。
另一方面，如图9A和10A所示，通过涂布红色抗蚀剂，在第二基板181上形成红色抗蚀剂层（未示出）。通过掩模工艺来图案化红色抗蚀剂层，以在一个像素区P中形成红色滤色图案185a。在这种情况下，红色滤色图案185a延伸到相邻像素区P的边界中。
接下来，如图9B和10B所示，通过涂布绿色抗蚀剂，在红色滤色图案185a和第二基板181上形成绿色抗蚀剂层（未示出）。图案化该绿色抗蚀剂层，以在另一像素区P中形成绿色滤色图案185b。在这种情况下，绿色滤色图案185b延伸到相邻像素区P的边界中。结果，在分别形成了红色和绿色滤色图案185a和185b的像素区P的边界上，绿色滤色图案185b与红色滤色图案185a交叠。
接下来，如图9C和10C所示，通过涂布蓝色抗蚀剂，在红色和绿色滤色图案185a和185b和第二基板181上形成蓝色抗蚀剂层（未示出）。图案化该蓝色抗蚀剂层，以在另一像素区P中形成蓝色滤色图案185c。在这种情况下，蓝色滤色图案185c延伸到相邻像素区P的边界中。结果，在分别形成了红色和蓝色滤色图案185a和185c的像素区P的边界上，蓝色滤色图案185c与红色滤色图案185a交叠，并且在分别形成了绿色和蓝色滤色图案185b和185c的像素区P的边界上，蓝色滤色图案185c与绿色滤色图案185b交叠。
红、绿和蓝色滤色图案185a、185b和185c中的两个在像素区P的边界上交叠，通过彩色滤色图案185a、185b和185c的交叠部分，屏蔽了边界中的光泄漏。另外，由于在像素区P的边界上和在第一基板102（图8F）上形成了导电图案175（图8F），所以不用黑矩阵却防止了光泄漏问题。
接下来，如图9D和10D所示，在滤色器层185上涂布透明有机绝缘材料，以形成具有平顶表面的外涂层187。
接下来，如图9E和10E所示，通过涂布光敏有机材料，在外涂层187上形成有机材料层186。通过显影留下光敏有机材料的暴露部分。也即，有机材料具有负型光敏性质。
接下来，在有机材料层186上方布置包括透光区TA、阻挡区BA和半透光区HTA的曝光掩模199。半透光区HTA具有比透光区TA小且比阻挡区BA大的透光性。通过曝光掩模199暴露有机材料层186。
接下来，如图9F和10F所示，对暴露的有机材料层186（图9E和10E）显影以形成第一柱衬垫188和第二柱衬垫189，以便获得滤色器基板。第一柱衬垫物188对应于曝光掩模（图9E）的透光区TA，且具有第一高度。第二柱衬垫物189对应于曝光掩模（图9E）的半透光区HTA，并且具有比第一高度小的第二高度。如上面所提到的，形成第一柱衬垫188用于保持单元间隙，而形成第二柱衬垫189用于防止外部碰撞的损伤。
如图9A至9C和10A至10C所示，顺序形成红、绿和蓝色滤色图案185a、185b和185c。替代地，红、绿和蓝色滤色图案185a、185b和185c的形成次序没有限制。另外，所有的红、绿和蓝色滤色图案185a、185b和185c可以在像素区P的边界交叠。
返回参考图5和6，在阵列基板和滤色器基板之一的边缘上形成密封图案（未示出）。接下来，在围绕密封图案的空间中布置液晶层195，并且将阵列基板和滤色器基板接合，使第一柱衬垫188接触阵列基板的顶元件。
表1示出了在使用各包括MoTi下层和ITO上层的双层结构的像素电极和公共电极的实施例LCD器件中，依据钼-钛（MoTi）下层的厚度变化，环境光反射的测量值。表1还示出了使用MoTi单层像素电极和公共电极的比较LCD器件的环境光反射性。
表1
Figure BDA00001948804000151
如表1所示，在本发明实施例的LCD器件的情况下，当ITO上层的厚度保持为
Figure BDA00001948804000152
且MoTi下层的厚度从至
Figure BDA00001948804000154
变化时，平均反射率全部在39%或更小。此外，随着下层厚度越来越薄，反射率越来越小。
然而，当下层的厚度低于
Figure BDA00001948804000155
时，环境对比度降低。因此，优选下层的厚度为
Figure BDA00001948804000156
或更大，但不要求如此。
在比较LCD器件的情况下，反射率是68%。在这种情况下，出现了彩虹着色，由此降低了显示质量。
表2示出了在使用各包括MoTi下层和AZO上层的双层结构的像素电极和公共电极的实施例LCD器件中，依据掺铝氧化锌（AZO）上层的厚度变化，环境光反射率的测量值。
表2
Figure BDA00001948804000157
Figure BDA00001948804000161
如表2所示，在本实施例的LCD器件的情况下，当MoTi下层的厚度保持为
Figure BDA00001948804000162
且AZO上层的厚度从
Figure BDA00001948804000163
至
Figure BDA00001948804000164
变化时，平均反射率全部在35%或更小。此外，随着上层厚度越来越厚，反射率越来越小，并且在AZO上层的厚度为
Figure BDA00001948804000165
至
Figure BDA00001948804000166
时，反射率基本最小化。
在IPS模式LCD器件中，不用黑矩阵，滤色器层185的交叠部分和导电图案175就屏蔽了光泄漏。结果，具有生产成本的优势。另外，由于像素电极170和第三公共电极173各包括具有Mo Ti的下层和ITO、IZO、AZO或铜的氮化物的上层的双层结构，所以降低了环境光反射率，并提高了环境对比度。
对于本领域的技术人员来说很显然，本发明可以进行各种修改和变化而不偏离本发明的精神和范围。由此，只要对本发明的修改和变化在所附权利要求及其等效范围内，那么本发明就旨在涵盖它们。

Claims (20)

1.一种面内转换模式液晶显示器件，包括：
包含多个像素区的第一基板；
在第一基板上的多条栅线；
在第一基板上的多条数据线，与栅线交叉以限定多个像素区；
在每个像素区中的薄膜晶体管，连接到多条栅线之一和多条数据线之一；
在第一基板上的第一公共电极和像素电极，该第一公共电极和像素电极在每个像素区中彼此交替，且第一公共电极和像素电极各包括下层和上层；
面向第一基板的第二基板；
在第二基板上的滤色器层，包括红、绿和蓝滤色图案，红、绿和蓝滤色图案对应每个像素区；和
在第一和第二基板之间的液晶层，
其中在像素区的边界上，红、绿和蓝滤色图案中的至少两个彼此交叠，并且其中下层由钼-钛合金（MoTi）制成，而上层由透明导电材料或铜的氮化物制成。
2.根据权利要求1的器件，进一步包括：
在第一基板上并且平行于栅线的公共线；和
分别从公共线沿着数据线伸出的第二公共电极和第三公共电极，
其中像素电极和第一公共电极位于第二公共电极和第三公共电极之间。
3.根据权利要求2的器件，进一步包括在第一基板上且覆盖数据线以及第二公共电极和第三公共电极的导电图案，其中导电图案由与第一公共电极相同的材料形成。
4.根据权利要求3的器件，进一步包括在数据线上的钝化层，其中第一公共电极、像素电极和导电图案布置在钝化层上。
5.根据权利要求4的器件，进一步包括：
辅助公共线，连接到第一公共电极和导电图案，并且布置在钝化层上；和
辅助像素图案，连接到像素电极，且布置在钝化层上，
其中辅助公共线和辅助像素图案与栅线平行，并且在像素区中彼此相对。
6.根据权利要求5的器件，其中辅助公共线和辅助像素电极各具有分别由与第一公共电极的下层和上层相同的材料形成的下层和上层。
7.根据权利要求1的器件，进一步包括：
在滤色器层上的外涂层；
在外涂层上的具有第一高度的第一柱衬垫；和
在外涂层上的具有比第一高度低的第二高度的第二柱衬垫。
8.根据权利要求1的器件，其中透明导电材料包括氧化铟锡、氧化铟锌和掺铝氧化锌中的一种。
9.根据权利要求1的器件，其中下层具有大约50至250埃的第一厚度，并且上层具有大约250至600埃的第二厚度。
10.根据权利要求1的器件，其中数据线、像素电极和第一至第三公共电极相对于像素区中心是弯曲的，以在像素区中形成双畴。
11.一种制造面内转换模式液晶显示器的方法，包括：
在包括多个像素区的第一基板上形成多条栅线、多条数据线、薄膜晶体管、第一公共电极和像素电极，栅线和数据线彼此交叉以限定多个像素区，薄膜晶体管布置在每个像素区中并且连接到多条栅线之一和多条数据线之一，第一公共电极和像素电极在每个像素区中彼此交替，且第一公共电极和像素电极各包括下层和上层；
在第二基板上形成包含红、绿和蓝滤色图案的滤色器层，红、绿和蓝滤色图案对应每个像素区；和
接合第一基板和第二基板，使液晶层在第一基板和第二基板之间，
其中在像素区的边界上，红、绿和蓝滤色图案中的至少两个彼此交叠，并且其中下层由钼-钛合金制成，而上层由透明导电材料或铜的氮化物制成。
12.根据权利要求11的方法，其中在第一基板上形成多条栅线、多条数据线、薄膜晶体管、第一公共电极和像素电极的步骤包括：
形成与栅线平行的公共线；和
形成分别从公共线沿着数据线伸出的第二公共电极和第三公共电极，
其中像素电极和第一公共电极位于第二公共电极和第三公共电极之间。
13.根据权利要求12的方法，其中在第一基板上形成多条栅线、多条数据线、薄膜晶体管、第一公共电极和像素电极的步骤进一步包括：
形成与数据线以及第二和第三公共电极交叠的导电图案，其中导电图案由与第一公共电极相同的材料形成。
14.根据权利要求13的方法，其中在第一基板上形成多条栅线、多条数据线、薄膜晶体管、第一公共电极和像素电极的步骤进一步包括：
在数据线上形成钝化层，其中第一公共电极、像素电极和导电图案布置在钝化层上。
15.根据权利要求14的方法，其中在第一基板上形成多条栅线、多条数据线、薄膜晶体管、第一公共电极和像素电极的步骤进一步包括：
形成连接到第一公共电极和导电图案，并且布置在钝化层上的辅助公共线；和
形成连接到像素电极，且布置在钝化层上的辅助像素图案，
其中辅助公共线和辅助像素图案与栅线平行，并且在像素区中彼此相对。
16.根据权利要求15的方法，其中辅助公共线和辅助像素电极各具有分别由与第一公共电极的下层和上层相同的材料形成的下层和上层。
17.根据权利要求11的方法，其中在第二基板上形成滤色器层的步骤包括：
在滤色器层上形成外涂层；
在外涂层上形成具有第一高度的第一柱衬垫；和
在外涂层上形成具有比第一高度低的第二高度的第二柱衬垫。
18.根据权利要求11的方法，其中透明导电材料包括氧化铟锡、氧化铟锌和掺铝氧化锌中的一种。
19.根据权利要求11的方法，其中下层具有大约50至250埃的第一厚度，并且上层具有大约250至600埃的第二厚度。
20.根据权利要求11的方法，其中数据线、像素电极以及第一至第三公共电极相对于像素区中心是弯曲的，以在像素区中形成双畴。
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