CN108121120A - 阵列基板和包括该阵列基板的液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

根据本公开内容，披露了一种阵列基板以及包括该阵列基板的液晶显示装置。第一电极与第二电极之间的保护层形成为双层，该双层包括作为高电阻率层的第一层和作为低电阻率层的第二层。因此，DC释放时间减少，从而在维持取向膜的高取向力的同时有效减少了残像。另外，第一电极与第二电极之间的保护层形成有具有高电阻率的第一层、具有低电阻率的第二层和具有高电阻率的第三层。因此，在维持高取向力的同时抑制了第一取向膜的界面的极化现象，从而有效减少了由于R‑DC而导致的残像。另外，防止了由于低电阻率层的形成而导致的灰度偏移的增加以及由于界面的变形而导致的接触孔的断开。

Description

阵列基板和包括该阵列基板的液晶显示装置
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年11月30日提交的韩国专利申请第10-2016-0162196号的权益，通过引用将该专利申请的全部内容并入于此。
技术领域
本公开内容涉及一种用于液晶显示装置的阵列基板以及包括该阵列基板的液晶显示装置，更具体地，涉及一种能够有效减少残像的阵列基板和包括该阵列基板的液晶显示装置。
背景技术
通常，通过利用液晶的光学各向异性和偏振特性来驱动液晶显示装置。由于液晶具有细长的结构，所以分子阵列具有取向，并且通过向液晶人为施加电场可控制分子排列的取向。
因此，当人为调整液晶的分子排列的取向时，改变了液晶的分子排列，由于光学各向异性而导致光在液晶的分子排列的取向上折射，从而显示图像信息。
当今，由于具有优异的分辨率和视频显示能力，其中薄膜晶体管和连接到薄膜晶体管的像素电极以矩阵图案进行排列的有源矩阵液晶显示装置(AM-LCD，以下简称为液晶显示装置)已经受到了最多的关注。
液晶显示装置包括：滤色器基板，公共电极形成在滤色器基板上；阵列基板，像素电极形成在阵列基板上；以及液晶，液晶插入在这两个基板之间，由于公共电极和像素电极使用垂直地施加到液晶的电场来驱动液晶，所以液晶显示装置在诸如透射率和开口率之类的特性上表现优异。
另外，最近已经提出横向电场型液晶显示装置和视角特性优于横向电场型液晶显示装置的视角特性的边缘场开关(FFS)模式液晶显示装置，在横向电场型液晶显示装置中，电极交替设置在上基板和下基板中的一个基板上，液晶设置在这两个基板之间并且显示图像。
图1是图解传统FFS模式液晶显示装置的示意图。
如图中所示，FFS模式液晶显示装置100包括栅极线43和与栅极线43交叉的数据线51，栅极线43和数据线51限定像素区域P。
另外，薄膜晶体管Tr形成在像素区域P中，薄膜晶体管Tr是连接到数据线51和栅极线43的开关元件，薄膜晶体管Tr包括栅电极(未示出)、栅绝缘膜(未示出)、半导体层(未示出)、源电极55和漏电极58。
另外，具有板形的像素电极60形成在像素区域P中。
另外，公共电极70形成在包括像素区域P的显示区域的整个表面上，公共电极70对应于像素区域P，与具有板形的像素电极60重叠，并且公共电极70具有形成在像素区域P中的每个都具有条形的多个开口op。在此，公共电极70形成在显示区域的整个表面上，使用一条长短交替的虚线示出了对应于一个像素区域P的部分。
具有以上构造的FFS模式液晶显示装置100通过在包括具有条形的多个开口op的公共电极70与形成在每个像素区域P中的像素电极60之间施加电压而产生边缘场。
也就是说，当在公共电极70与像素电极60之间产生电场时，电场产生为包括其垂直分量的边缘场，从而驱动液晶分子(未示出)。
图2是图解沿图1的II-II线截取的部分的剖面图。
如图中所示，像素电极60设置在第一基板11上，保护层80设置在像素电极60上，公共电极70设置在保护层80上。
在此，公共电极70和像素电极60是通过沉积诸如氧化铟锡(ITO)之类的透明导电材料而形成的。
另外，由聚酰亚胺基的有机材料形成的第一取向膜90a形成在公共电极70上。
在此，第一基板11结合到第二基板12，第二取向膜90b形成在第二基板12上，其中液晶层99插入在第一基板11与第二基板12之间。
在FFS模式液晶显示装置100中，像素电极60和公共电极70彼此间隔开且在之间插入有保护层80，驱动液晶时施加的直流电压(DC电压)被充电在保护层80处，保护层80是高电阻率层。
图3是示出在取向膜的界面上发生的极化(polarization)现象的图像。
如图3中所示，当DC电压施加到液晶单元时，发生了其中图2的液晶层99的杂质被电离并充电在图2的第一取向膜90a处的极化现象。
因此，由于吸附到图2的第一取向膜90a上的离子，液晶分子具有DC电压，DC电压被称为残留DC电压(以下称为R-DC)。
图2的第一取向膜90a的电特性和R-DC是产生残像的重要原因，因为R-DC改变了作为液晶单元中的液晶分子的光学参数的预倾角并且R-DC改变了分子排列的取向，所以液晶分子不能对从外部施加的变化的信号电压灵敏地做出反应，从而存在这样的问题，即，当长时间显示初始图像时，即使当初始图像改变时，由于累积的电荷，初始图像的残像仍保留。
发明内容
因此，本公开内容涉及一种基本上消除了由于相关技术的限制和缺点而导致的一个或更多个问题的阵列基板和包括该阵列基板的液晶显示装置。
本公开内容的目的是提供一种阵列基板和包括该阵列基板的液晶显示装置，其解决了由于残留的直流电压(R-DC)而导致的显示质量下降的上述常规问题。
在下面的描述中将阐述本公开内容的另外的特征和优点，这些特征和优点的一部分根据该描述将变得显而易见或者可通过本公开内容的实践而获知。将通过在说明书及其权利要求书以及附图中特别指出的结构来实现和获得本公开内容的这些目的和其它优点。
为实现这些和其他优点，并根据本公开内容的目的，如在此具体和概括地描述的，提供了一种阵列基板，包括：第一基板；设置在所述第一基板上的薄膜晶体管；位于所述第一基板上的第一电极；位于所述第一电极上的保护层；以及位于所述保护层上的第二电极，其中所述保护层包括第一层和第二层，所述第一层具有第一电阻率值，所述第二层具有第二电阻率值，所述第一层位于所述第一电极与所述第二层之间，并且所述第二电阻率值小于所述第一电阻率值。
在本公开内容的另一方面中，一种液晶显示装置，包括：所述阵列基板；滤色器基板，滤色器基板配置成面对阵列基板；以及液晶层，液晶层插入在滤色器基板与阵列基板之间。
本公开内容的优点和特征将在下面的说明书中部分地阐述，并且对于本领域普通技术人员来说，这些优点和特征的一部分通过研究以下述内容将变得显而易见或者可通过本公开内容的实践而获知。在此的多个实施方式的其他优点和特征可通过在说明书及其权利要求书以及附图中特别指出的结构来实现和获得。
应当理解，前面的总体描述和下面的详细描述都是解释性的，意在对要求保护的实施方式提供进一步的解释。
附图说明
被包括用来对本公开内容提供进一步理解且并入本申请中并构成本申请的一部分的附图图解了本公开内容的实施方式，并且与说明书一起用来解释本公开内容的多个实施方式的原理。在附图中：
图1是图解传统的边缘场开关(FFS)模式液晶显示装置的示意图；
图2是图解沿图1的线II-II截取的部分的剖面示意图；
图3是示出在取向膜的界面上发生的极化现象的图像；
图4是示出基于取向膜的电阻率值的极化量的图表。
图5是图解根据本公开内容第一实施方式的液晶显示装置的剖面示意图；
图6是图解根据本公开内容第一实施方式的液晶显示装置的B部分的放大图；
图7是示出根据本公开内容第一实施方式的液晶显示装置和传统的液晶显示装置的DC释放的图表；
图8A是示出根据本公开内容第一实施方式的液晶显示装置的灰度偏移的变化的图表；
图8B是根据本公开内容第一实施方式的液晶显示装置的保护层的剖面的图像；
图9是根据本公开内容第二实施方式的液晶显示装置的放大剖面图，该剖面图对应于图5的B部分；
图10是图解根据本公开内容第三实施方式的液晶显示装置的示意图；
图11是图解根据本公开内容第三实施方式的液晶显示装置的剖面图；
图12是示出对传统的保护层的极化量与根据本公开内容第二实施方式的保护层的极化量进行比较的图表；
图13是示出基于电阻率值的DC释放时间的变化的图表；
图14A和图14B是示出基于第二层的厚度的灰度偏移的值的图表；
图15是示出根据本公开内容第三实施方式的液晶显示装置的保护层的剖面的图像。
具体实施方式
现在将详细参照本公开内容的实施方式，在附图中图解了这些实施方式的一些例子。
在图2的边缘场开关(FFS)模式液晶显示装置100中，被充电在作为高电阻率层的保护层80中的直流电压(DC电压，以下称为DC)通过图2的具有相对低电阻率的第一取向膜90a释放(以下称为DC释放)。
同时，因为随着图2的第一取向膜90a的极化量增加，残留的DC(R-DC)的诱导(induction)增加，所以图2的第一取向膜90a的快速DC释放是重要的。
在此，图2的第一取向膜90a的DC释放取决于取向膜的电阻率值(Ωcm)。
也就是说，随着图2的第一取向膜90a的电阻率值(Ωcm)减小，图2的第一取向膜90a的DC释放的速度增加，从而抑制极化的产生。
图4是示出基于取向膜的电阻率值的极化量的图表。
如图4所示，Y轴表示极化量，X轴表示从图2的第一取向膜90a的界面到图2的第二取向膜90b的界面的距离A-A’。
由此可见，随着图2的第一取向膜90a的电阻率值(Ωcm)减小，在图2的第一取向膜90a的界面A上产生的极化量减少。
因此，由于极化量减少，所以R-DC被最小化，从而可防止基于R-DC的残像。
因此，优选的是，减小图2的第一取向膜90a的电阻率值并且增加保护层80的电阻率值(Ωcm)，以减少图2的FFS模式液晶显示装置100的残像。
然而，如上所述，由于图2的第一取向膜90a由聚酰亚胺基的有机材料形成，因而存在这样的问题，即，在其中聚酰亚胺形成为具有低电阻的情况下取向力下降，从而利用图2的第一取向膜90a来减少残像存在限制。
因此，本公开内容提出一种能够减少残像而不减小第一取向膜的取向力的阵列基板以及包括该阵列基板的液晶显示装置。
以下，将参照附图描述本公开内容的实施方式。
<第一实施方式>
图5是图解根据本公开内容第一实施方式的液晶显示装置的剖面示意图，图6是图解根据本公开内容第一实施方式的液晶显示装置的B部分的放大图。
如图5中所示，根据本公开内容第一实施方式的液晶显示装置200包括：第一基板110，第一电极160和第二电极170形成在第一基板110上；第二基板120，第二基板120面对第一基板110；以及液晶层199，液晶层199形成在第一基板110与第二基板120之间。在此，第一基板110可称为阵列基板，包括滤色器层的第二基板120可称为滤色器基板。
半导体层115形成在第一基板110的各像素区域P的其中形成薄膜晶体管的元件区域TrA中，栅绝缘膜118形成在半导体层115上并且形成在第一基板110的整个表面上，栅电极112形成在栅绝缘膜118上，以与半导体层115的中央部分相对应。
另外，层间绝缘膜123形成在栅电极112上并且形成在第一基板110的整个表面上，层间绝缘膜123包括半导体层接触孔125和127，半导体层接触孔125和127配置成暴露半导体层115的两个边缘，即源区域115d和漏区域115e。
在此，源区域115d和漏区域115e可用高浓度杂质来掺杂。
虽然图5中图解了具有共面结构的薄膜晶体管Tr，但是本公开内容不限于此。例如，也可使用具有底栅结构的薄膜晶体管Tr。
另外，源电极155和漏电极158可形成在层间绝缘膜123上，源电极155和漏电极158分别通过半导体层接触孔125和127与源区域115d和漏区域115e接触，并且源电极155和漏电极158彼此间隔开，绝缘层150可形成在源电极155和漏电极158上，绝缘层150包括配置成暴露漏电极158的漏极接触孔153。第一电极160和第二电极170可设置在绝缘层150上，保护层180可插入在第一电极160与第二电极170之间。
同时，虽然在第一实施方式中，漏电极158通过漏极接触孔153与第一电极160接触，但是在另一实施方式中，漏电极158可与第二电极170接触。
另外，虽然在第一实施方式中，第一电极160位于薄膜晶体管Tr上方，但是在另一实施方式中，薄膜晶体管Tr和第一电极160可形成在同一层上。例如，第一电极160可形成在层间绝缘膜123上并且可直接连接到薄膜晶体管Tr。
同时，第一取向膜190a可形成在第二电极170上。
由于保护层180形成在第一电极160与第二电极170之间，所以当电压施加到第一电极160和第二电极170时，在第一电极160与第二电极170之间产生边缘场。
因此，根据第一实施方式的液晶显示装置200是FFS模式液晶显示装置。
在此，第一电极160和第二电极170中的一个可以是像素电极，剩下的一个可以是公共电极。
同时，第二取向膜190b可形成在面对第一基板110的第二基板120下方，虽然附图中未示出，但配置为防止光泄露的黑矩阵(未示出)和形成有滤色器图案的滤色器层(未示出)可形成在第二基板120与第二取向膜190b之间，滤色器图案具有对应于各像素区域P的红色滤光器图案、绿色滤光器图案和蓝色滤光器图案。
另外，覆层(overcoat layer)(未示出)可形成在滤色器层下方，以使滤色器的表面平坦化并保护滤色器层。
可通过将第一基板110结合到第二基板120来形成上述FFS模式液晶显示装置200，其中液晶层199插入在这两个基板之间。
FFS模式液晶显示装置200的上述构造是一个示例，FFS模式液晶显示装置200并不限于此。
在此，在根据本公开内容第一实施方式的液晶显示装置200中，第一电极160与第二电极170之间的保护层180可形成为多层。
也就是说，如图6所示，第一电极160与第二电极170之间的保护层180可形成为双层180a和180b。
更具体地说，具有板形的第一电极160设置在绝缘层150上，保护层180的第一层180a形成在第一电极160上。
另外，第二层180b可形成在保护层180的第一层180a上，第二电极170可设置在第二层180b上，第二电极170具有每一个都具有条形的多个开口OP。
第一电极160和第二电极170中的每一个可由透明导电材料，例如ITO或氧化铟锌(IZO)形成。
另外，设置在第一电极160与第二电极170之间的保护层180的第一层180a和第二层180b中的每一个可通过沉积无机绝缘材料，例如，氮化硅(SiNx)来形成。
在此，保护层180的第一层180a和第二层180b具有不同的电阻率值。
也就是说，第一层180a形成为高电阻率层。例如，第一层180a的电阻率值可以是1013Ωcm到1016Ωcm，但是不限于此，第一层180a可具有1013Ωcm或更大的高电阻率值。
然而，第二层180b形成为低电阻率层。例如，第二层180b可具有第一层180a的电阻率值的1/1000到1/10的电阻率值，但是不限于此。
可在相同工艺中通过改变沉积条件来获得第一层180a与第二层180b之间的电阻率值的不同。例如，通过在其制造工艺中调节：i)源气体(NH3和SiH4)的比率、ii)工艺温度、iii)工艺压力等，第一层180a和第二层180b可形成为具有不同的电阻率值。
另外，第二层180b的厚度可小于或等于第一层180a的厚度。
在此，第二层180b的厚度可以是或更小。例如，第二层180b的厚度可在到的范围内，但是不限于此。
另外，包括多个开口OP的第二电极170可设置在保护层180的第二层180b上。
另外，第一取向膜190a形成在第二电极170上。也就是说，第一取向膜190a可与第二电极170和第二层180b接触。
在此，可通过聚合物薄膜的沉积工艺和第一取向膜190a在预定方向上的取向工艺来形成第一取向膜190a。
另外，第一取向膜190a可由聚酰亚胺基有机材料形成，但是不限于此。
在此，第一取向膜190a可具有大于或等于保护层180的第二层180b的电阻率值的电阻率值。
如上所述，在根据本发明第一实施方式的图5的液晶显示装置200中，第一电极160与第二电极170之间的保护层180形成有具有高电阻率的第一层180a和具有低电阻率的第二层180b。
因此，由于低电阻率层设置在第一取向膜190a下方，所以抑制了第一取向膜190a的界面的极化现象，并且同时，驱动液晶时施加的DC可通过作为低电阻率层的第二层180b快速释放。
因此，可有效减少由于残留的DC(R-DC)而导致的残像。
特别是，由于当第一取向膜190a设计成具有低电阻率时引起取向力的减小，所以将保护层180的上部形成为低电阻率层而不是将第一取向膜190a设计成具有低电阻率，从而可维持第一取向膜190a的高取向力并且可有效减少残像。
图7是示出根据本公开内容第一实施方式的液晶显示装置和传统的液晶显示装置的DC释放的图表。
如图7所示，Y轴表示R-DC，X轴表示时间(秒)。当对根据本公开内容第一实施方式的图5的液晶显示装置200的R-DC的量和R-DC的随时间减少率、与包括图2的单个保护层80的图2的传统液晶显示装置100的R-DC的量和R-DC的随时间减少率进行比较时，可以看出，在根据本公开内容第一实施方式的图5的液晶显示装置200中，R-DC的量减少并且随时间减少率增加。
如上所述，在本公开内容的第一实施方式中，由于图6的第一电极160与图6的第二电极170之间的图6的保护层180形成为包括作为高电阻率层的图6的第一层180a和作为低电阻率层的图6的第二层180b的双层，所以抑制了极化现象，通过作为低电阻率层的第二层180b，R-DC的量减少且同时R-DC随时间的减少率增加，从而在维持高取向力的同时有效减小了残像效应。
图8A是示出根据本公开内容第一实施方式的液晶显示装置的灰度偏移(grayoffset)的变化的图表，图8B是根据本公开内容第一实施方式的液晶显示装置的保护层的剖面的图像。
如图8A中所示，在本公开内容第一实施方式的情况下，通过具有包括高电阻率层和低电阻率层的双层结构的保护层180，DC释放时间减少，但是在驱动Vcom与亮度曲线bc的中央轴线Ca之间产生421mV的电压差(以下称为灰度偏移)。
在此情况下，由于正极性与负极性之间的不对称，可引起亮度差。
如图8B中所示，在其中执行干法刻蚀工艺以形成配置成暴露公共线、焊盘等的接触孔CH的情况下，可以看出，由于作为高电阻率层的第一层180a与作为低电阻率层的第二层180b之间的刻蚀速率差异，第一层180a和第二层180b的接触孔形成为倒锥形。
在此情况下，可能发生接触孔CH的断开(disconnection)，从而发生像素缺陷。
如上所述，在本公开内容的第一实施方式中，因为第一电极160与第二电极170之间的保护层180形成为包括作为高电阻率层的第一层180a和作为低电阻率层的第二层180b，所以由于作为低电阻率层的第二层180b，R-DC的释放时间可减少，但是发生了灰度偏移和图案化工艺特性的问题。
<第二实施方式>
根据本公开内容第二实施方式的液晶显示装置在保护层的结构上不同于第一实施方式的液晶显示装置，将在下面进行详细描述。
图9是根据本公开内容第二实施方式的液晶显示装置的放大剖面图，该剖面图对应于图5的B部分。
也就是说，如图9中所示，第一电极260与第二电极270之间的保护层280可形成为三层(280a、280b和280c)。
更具体地说，具有板形的第一电极260设置在绝缘层250上，保护层280的第一层280a形成在第一电极260上。
另外，第二层280b可形成在保护层280的第一层280a上，第三层280c可形成在第二层280b上，并且包括多个开口OP的第二电极270可形成在第三层280c上。
也就是说，第三层280c设置在第一实施方式的图6的第二电极170与图6的保护层180的结构中的图6的保护层180的图6的第二层180b之间。
第一电极260和第二电极270可由透明导电材料，例如ITO或IZO形成。
另外，设置在第一电极260与第二电极270之间的保护层280的第一层到第三层280a、280b和280c可通过沉积无机绝缘材料，例如氮化硅(SiNx)来形成。
在此，保护层280的第一层280a和第三层280c具有与第二层280b的电阻率值不同的电阻率值。
也就是说，第一层280a和第三层280c形成为高电阻率层。例如，第一层280a和第三层280c的电阻率值可在1013Ωcm到1016Ωcm的范围内，但是不限于此，第一层280a和第三层280c可具有1013Ωcm或更大的高电阻率值。
然而，第二层280b形成为低电阻率层。例如，第二层280b可具有第一层280a和第三层280c的电阻率值的1/1000到1/10的电阻率值，但是不限于此。
可在相同工艺中通过改变沉积条件获得第一层到第三层280a、280b和280c之间的电阻率值的不同。例如，通过在制造工艺中调节：i)源气体(NH3和SiH4)的比率、ii)工艺温度、iii)工艺压力等，第一层到第三层280a、280b和280c可形成为具有不同的电阻率值。
另外，第二层280b的厚度可小于或等于第一层280a的厚度并且第二层280b的厚度可大于第三层280c的厚度。
另外，优选的是，第二层280b的厚度可小于包括第一层到第三层280a、280b和280c的保护层280的厚度的1/2，但是第二层280b的厚度不限于此。在此，第二层280b的厚度可以是或更小。例如，第二层280b的厚度可在到的范围内，但是不限于此。
另外，优选的是，第三层280c可在工艺中形成为具有尽可能小的厚度，第三层280c是高电阻率层，以防止由第一实施方式带来的过度的灰度偏移和图案化工艺特性(接触孔的断开)的问题。例如，第三层280c的厚度是但是不限于此。
另外，包括多个开口OP的第二电极270可设置在保护层280的第三层280c上。
另外，第一取向膜290a形成在第二电极270上。也就是说，第一取向膜290a可与第二电极270和第三层280c接触。
在此，可通过聚合物薄膜的沉积工艺和第一取向膜290a在预定方向上的取向工艺来形成第一取向膜290a。
另外，第一取向膜290a可由聚酰亚胺基有机材料形成，但是不限于此。
在此，第一取向膜290a可具有大于或等于保护层280的第二层280b的电阻率值的电阻率值。
然后，可通过将图5的第一基板110和其上形成有第二取向膜290b的第二基板220结合而形成本公开内容的液晶显示装置，其中图5的第一基板110和第二基板220彼此面对，液晶层299插入在这两个基板之间。
在此，图5的第一基板110可以是阵列基板，第二基板220可以是滤色器基板。
如上所述，在根据本公开内容第二实施方式的液晶显示装置中，第一电极260与第二电极270之间的保护层280可形成有具有高电阻率的第一层280a、具有低电阻率的第二层280b和具有高电阻率的第三层280c。
因此，由于形成为三层的保护层280设置在第一取向膜290a下方，所以驱动液晶时施加的DC可通过作为低电阻率层的第二层280b快速释放(DC释放时间减少)，并且由于作为高电阻率层的第三层280c设置在作为低电阻率层的第二层280b上，所以可防止由第一实施方式带来的灰度偏移和图案化工艺特性(接触孔的断开)的问题。
另外，由于可抑制第一取向膜290a的界面的极化现象，所以可减少R-DC。
特别是，由于当第一取向膜290a设计成具有低电阻率时引起取向力减小，所以将低电阻率层形成在保护层280上而不是将第一取向膜290a设计成具有低电阻率，从而在维持第一取向膜290a的高取向力的同时可有效减少残像。
另外，由于作为高电阻率层的第三层280c设置在作为低电阻率层的第二层280b上，所以可防止由第一实施方式带来的过度的灰度偏移和图案化工艺特性(接触孔的断开)的问题。
<第三实施方式>
为了描述的便利，在下面会省去与第一实施方式相同或相似的元件的具体描述。
图10是图解根据本公开内容第三实施方式的液晶显示装置的示意图，图11是图解根据本公开内容第三实施方式的液晶显示装置的剖面图。
如图中所示，多条栅极线GL和多条数据线DL形成在第一基板310上，多条栅极线GL在第一方向上延伸并且以预定距离彼此间隔，多条数据线DL与多条栅极线GL交叉并且在第二方向上延伸。
在此，像素区域P形成在这些彼此交叉的栅极线GL和数据线DL之间并且由这些彼此交叉的栅极线GL和数据线DL限定。
同时，公共线316还可设置成与栅极线GL间隔预定距离并平行于栅极线GL。
另外，在每个像素区域P中，作为连接到栅极线GL和数据线DL的开关元件的薄膜晶体管Tr形成在栅极线GL与数据线DL交叉处的部分附近。
在此，薄膜晶体管Tr可包括：栅电极312，栅电极312设置在第一基板310上；栅绝缘膜318，栅绝缘膜318设置在栅电极312上；半导体层315，半导体层315设置在栅绝缘膜318上；以及源电极355和漏电极358，源电极355和漏电极358彼此间隔开并且设置在半导体层315上。
另外，第一电极360和公共线316可设置在与栅电极312相同的层中并且第一电极360和公共线316可由与栅电极312相同的材料形成。
另外，与根据第一实施方式的图6的保护层180和根据第二实施方式的图9的保护层280相同的保护层设置在薄膜晶体管Tr上，并且包括多个开口的第二电极370设置在与图6的保护层180和图9的保护层280相同的保护层上。
下文中，基于根据第二实施方式的图9的三层结构280描述保护层380。
同时，薄膜晶体管Tr的漏电极358和第一电极360可通过穿过保护层380和薄膜晶体管Tr的跳接孔(jumping hole)353以及设置在跳接孔353上的连接图案384连接。
在此，连接图案384可由与第二电极370相同的材料形成并且连接图案384可与第二电极370设置在同一层中。
因此，由金属材料形成的连接图案384可与保护层380的侧表面接触。
特别是，由于连接图案384与作为低电阻率层的第二层380b接触，所以驱动液晶时施加的DC可通过作为低电阻率层的第二层380b、连接图案384和第一电极360快速释放(DC释放时间减少)。
另外，由于作为高电阻率层的第三层380c设置在作为低电阻率层的第二层380b上，所以在形成跳接孔353时防止了倒锥形的发生，可防止连接图案384的断开。
另外，保护层380可进一步包括接触孔354，接触孔354配置成将第二电极370连接到公共线316。
在此，保护层380的作为低电阻率层的第二层380b通过接触孔354与第二电极370接触。
如上所述，公共线316可由与栅电极312相同的材料形成并且公共线316可与栅电极312设置在同一层中，第二电极370通过接触孔354与公共线316直接接触。
因此，第二电极370可与保护层380的侧表面接触。
特别是，由于第二电极370与作为低电阻率层的第二层380b接触，所以驱动液晶时施加的DC可通过作为低电阻率层的第二层380b、由金属材料形成的第二电极370和公共线316快速释放(DC释放时间减少)。
另外，由于作为高电阻率层的第三层380c设置在作为低电阻率层的第二层380b上，所以在形成接触孔354时防止了倒锥形的发生，从而可防止在接触孔354的区域中第二电极370的断开。
图12是示出对传统的保护层的极化量与根据本公开内容第二实施方式的保护层的极化量进行比较的图表。
如图中所示，Y轴表示极化量，X轴表示在图9的第一取向膜290a的界面与图9的第二取向膜290b的界面之间的距离(A-A’)
另外，比较线Ref表示在其中图2的保护层80是单层的情况下的极化量，实验示例1Ex1、实验示例2Ex2和实验示例3Ex3用于示出在其中图9的保护层280是三层的情况下的极化量。
与在作为单层的图2的保护层80的情况相比，在其中图9的保护层280形成为三层的情况下，本公开内容的发明人基于图9的第二层280b的电阻比和厚度比实验性地检查了极化量。
下表1示出了在其中图9的保护层280形成为三层的情况下，图9的第二层280b与图9的第一层280a的电阻比以及图9的第二层280b与图9的保护层280的总厚度的厚度比。
<表1>
如图12中所示，可以看出，其中图9的保护层280形成为三层的实验示例1Ex1、实验示例2Ex2、实验示例3Ex3的情况下的极化量比其中图2的保护层80形成为单层的比较示例Ref的极化量减少。
另外，在其中图9的保护层280形成为三层的情况下，可以看出，实验示例2Ex2的极化量与实验示例1Ex1的极化量相比进一步减少，而且实验示例3Ex3的极化量与实验示例2Ex2的极化量相比进一步减少。
因此，可以看出，随着与图9的保护层280的总厚度相比图9的作为低电阻率层的第二层280b的厚度相对更薄，极化量减少，并且随着与图9的作为高电阻率层的第一层280a相比，图9的作为低电阻率层的第二层280b的电阻率值相对更低，极化量减少。
图13是示出基于电阻率值的DC释放时间的变化的图表。
如图表中所示，Y轴表示DC释放时间(分钟)，X轴表示对数刻度上的电阻率值(Ωcm)
在此，图表的圆形标记表示其中图2的保护层80是单层的情况，矩形标记表示其中图9的保护层280是三层的情况。
P1到P4表示图9的三层结构的保护层280中的图9的第二层280b的电阻率值(Ωcm)。
<表2>
如表2中所示，示出了单层Pr和三层P1、P2、P3、P4的电阻率值以及基于电阻率值的DC释放时间，三层P1、P2、P3、P4具有图9的第二层280b的不同电阻率值。
在其中图2的保护层80是单层的情况下，图2的保护层80具有6×1014Ωcm的电阻率值，在其中图9的保护层280形成为三层的情况下，图9的第一层280a和图9的第三层280c具有相同的6×1014Ωcm的电阻率值。
因此，即使在其中图9的保护层形成为三层的情况下，可以看出，随着图9的第二层280b的电阻率减小，DC释放时间减少，与图9的保护层280中的作为高电阻率层的图9的第一层280a和图9的第三层280c相比，第二层280b的电阻率相对较低。
也就是说，由于低电阻率层设置在图9的保护层280中，所以驱动液晶时施加的DC可通过作为低电阻率层的图9的第二层280b快速释放，从而可有效减少基于R-DC的残像。
在此，优选的是，作为低电阻率层的图9的第二层280b的电阻率可以是图9的保护层280中的作为高电阻率层的图9的第一层280a和图9的第三层280c的电阻率的1/1000到1/10，但是图9的第二层280b的电阻率不限于此。
图14A和图14B是示出基于第二层的厚度的灰度偏移的值的图表。
在图14A中，图9的三层保护层280设计成使得图9的第一层280a的厚度是图9的第二层280b的厚度是图9的第三层280c的厚度是
如图表中所示，可以看出发生了222mV的灰度偏移。在此情况下，由于正极性和负极性这两个极性之间的不对称，可产生亮度差。
在图14B中，图9的三层保护层280设计成使得图9的第一层280a的厚度是图9的第二层280b的厚度是图9的第三层280c的厚度是
如图表中所示，可以看出发生了37mV的灰度偏移，其中灰度偏移是驱动Vcom与亮度曲线bc的中央轴线Ca之间的电压差。在此情况下，因为与其中图2的保护层80形成为单层的情况相比，灰度偏移可最小化，所以可防止由于正极性和负极性这两个极性之间的不对称而导致的亮度差。
如上所述，优选的是，图9的第二层280b的厚度可小于图9的保护层280的总厚度的1/2，但是图9的第二层280b的厚度不限于此。
因此，在本公开内容的第二实施方式中，通过将图9的保护层280形成为三层并且基于图9的保护层280的总厚度调节图9的第二层280b的厚度，可防止由于第一实施方式带来的灰度偏移而导致的亮度差。
图15是示出根据本公开内容第三实施方式的液晶显示装置的保护层的剖面的图像。
在其中图11的三层保护层380设计成使得图11的第一层380a的厚度是图11的第二层380b的厚度是并且图11的第三层380c的厚度是的情况下，如图15所示，可以看出，图11的保护层380的图11的第一层380a和图11的第二层380b的界面未变形。因此，可解决由于图案化工艺特性的问题而导致的图11的接触孔354与图11的第二电极370之间或者图11的跳接孔353与图11的连接图案384之间的断开的问题。
因此，在本公开内容的第三实施方式中，通过将图11的保护层380形成为三层并且基于图11的保护层380的总厚度调节图11的第二层380b的厚度，可防止由于第一实施方式带来的图11的保护层380的图案化工艺特性的问题而导致的图11的接触孔354与图11的第二电极370之间或者图11的跳接孔353与图11的连接图案384之间的断开。
如上所述，在第二实施方式中，图9的保护层280形成为使得作为低电阻率层的图9的第二层280b插入在作为高电阻率层的图9的第一层280a与图9的第三层280c之间，在第三实施方式中，图11的保护层380形成为使得作为低电阻率层的图11的第二层380b插入在作为高电阻率层的图11的第一层380a与图11的第三层380c之间。因此，由于在维持高取向力的同时可抑制图9的第一取向膜290a的界面的极化现象，所以可有效减少由于R-DC而导致的残像。
另外，通过形成作为高电阻率层的图9的第三层280c或图11的第三层380c，可防止灰度偏移的增加和由于界面变形而导致的图11的接触孔354与图11的第二电极370之间或者图11的跳接孔353与图11的连接图案384之间的断开。
在本申请中，作为本公开内容的一个示例描述了边缘场模式液晶显示装置，但是本公开内容不限于此，本公开内容可应用于其中形成在电极之间的保护层设置为具有各种电阻率值的多层的具有各种模式的液晶显示装置。
在本公开内容中，通过将像素电极与公共电极之间的保护层形成为形成有高电阻率层和低电阻率层的多层，可有效减少液晶显示装置的残像。
因此，通过将保护层形成为形成有高电阻率层和低电阻率层的双层，可有效减少残像而不会减小取向力。
另外，通过将保护层形成为其中高电阻率层进一步设置在低电阻率层上的三层，可防止灰度偏移的增加和接触孔(CH)的断开。
上述实施方式是本公开内容的示例，其可在包括本公开内容的精神的范围内自由修改。因此，本公开内容涵盖全部附带的权利要求和落入这些权利要求的等同范围内的修改例。

Claims (21)

1.一种阵列基板，包括：
第一基板；
位于所述第一基板上的薄膜晶体管；
位于所述第一基板上的第一电极；
位于所述第一电极上的保护层；以及
位于所述保护层上的第二电极，
其中所述保护层包括第一层和第二层，所述第一层具有第一电阻率值，所述第二层具有第二电阻率值，所述第一层位于所述第一电极与所述第二层之间，并且所述第二电阻率值小于所述第一电阻率值。
2.根据权利要求1所述的阵列基板，其中所述第二层的厚度小于或者等于所述第一层的厚度。
3.根据权利要求2所述的阵列基板，其中所述第二层的厚度是或者更小。
4.根据权利要求1所述的阵列基板，进一步包括取向膜，所述取向膜配置成覆盖所述第二电极，其中所述取向膜与所述第二电极和所述第二层接触，并且所述取向膜具有大于或者等于所述第二电阻率值的电阻率值。
5.根据权利要求1所述的阵列基板，其中所述第二电阻率值在所述第一电阻率值的1/1000到1/10的范围内。
6.根据权利要求5所述的阵列基板，其中所述第一电阻率值是1013Ωcm或者更大。
7.根据权利要求1所述的阵列基板，其中所述保护层进一步包括接触孔，所述接触孔配置成将所述第二电极连接到公共线，并且所述第二层通过所述接触孔与所述第二电极接触。
8.根据权利要求7所述的阵列基板，其中栅绝缘膜设置在所述第一电极上。
9.根据权利要求7所述的阵列基板，其中所述薄膜晶体管包括：
位于所述第一基板上的栅电极；
位于所述栅电极上的栅绝缘膜；
位于所述栅绝缘膜上的半导体层；和
源电极和漏电极，所述源电极和所述漏电极位于半导体层上并且所述源电极和所述漏电极彼此间隔开，以及
其中所述第一电极设置在所述栅绝缘膜下方。
10.根据权利要求9所述的阵列基板，其中所述第一电极和所述公共线设置在与所述栅电极相同的层中并且由与所述栅电极相同的材料形成。
11.根据权利要求9所述的阵列基板，其中所述接触孔穿过所述保护层和所述栅绝缘膜。
12.根据权利要求1所述的阵列基板，其中所述保护层进一步包括跳接孔，所述跳接孔配置成将所述第一电极连接到所述薄膜晶体管，并且所述第二层通过设置在所述跳接孔上的连接图案与所述第一电极接触。
13.根据权利要求1所述的阵列基板，其中栅绝缘膜设置在所述第一电极下方，并且所述第一电极直接连接到所述薄膜晶体管。
14.根据权利要求12所述的阵列基板，其中所述薄膜晶体管包括：
位于所述第一基板上的栅电极；
位于所述栅电极上的栅绝缘膜；
位于所述栅绝缘膜上的半导体层；和
源电极和漏电极，所述源电极和所述漏电极位于所述半导体层上并且所述源电极和所述漏电极彼此间隔开，
其中所述第一电极设置在所述栅绝缘膜下方，所述连接图案与所述第二电极形成在同一层中并且所述连接图案由与所述第二电极相同的材料形成，并且所述第一电极通过所述连接图案连接到所述漏电极。
15.根据权利要求14所述的阵列基板，其中所述跳接孔穿过所述保护层和所述栅绝缘膜。
16.根据权利要求1所述的阵列基板，其中所述保护层进一步包括位于所述第二层与所述第二电极之间并且具有第三电阻率值的第三层，并且所述第三电阻率值大于所述第二电阻率值。
17.根据权利要求16所述的阵列基板，其中所述第一层、所述第二层和所述第三层分别具有第一厚度、第二厚度和第三厚度，并且所述第二厚度小于或者等于所述第一厚度且所述第二厚度大于所述第三厚度。
18.根据权利要求17所述的阵列基板，其中所述第二厚度小于所述保护层的总厚度的1/2。
19.根据权利要求18所述的阵列基板，其中所述第二厚度是或者更小。
20.根据权利要求19所述的阵列基板，其中进一步包括取向膜，所述取向膜配置成覆盖所述第二电极，
其中所述取向膜与所述第二电极和所述第三层接触，并且所述取向膜具有大于或者等于所述第二电阻率值的电阻率值。
21.一种液晶显示装置，包括：
根据权利要求1至20任一项所述的阵列基板；
滤色器基板，所述滤色器基板配置成面对所述阵列基板；以及
液晶层，所述液晶层设置在所述滤色器基板与所述阵列基板之间。
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