CN1472567A - 液晶显示器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液晶显示器和制造该液晶显示器的方法，能够在不引起孔径比下降的情况下甚至只在显示屏上显示相同极性的象素时禁止强闪烁的发生。在此种液晶显示器中，分别经第一和第二薄膜晶体管向第一和第二象素电极施加不同极性的象素电压的第一和第二数据线，以第一数据线被第二数据线覆盖的方式形成，绝缘膜夹在第一和第二数据线之间。

Description

液晶显示器及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种液晶显示器(LCD)及其制造方法，并尤其涉及一种由单元象素和两种象素电极组成的LCD，其中每个单元象素具有两个由相同的扫描线驱动的驱动元件和两个象素电极，其中一个象素电极经其中一个驱动元件被施加从两条数据线中的一条馈送的象素电压，另一个象素电极经另一个驱动元件被施加从两条数据线中的另一条馈送的与前一条数据线馈送的极性相反的电压，还涉及上述LCD的制造方法。

本申请要求享有2001年5月23日提交的日本专利申请JP2001-085545的优先权。该申请在此引为参考。

背景技术

LCD被广泛地用作各种信息设备的显示器。LCD的基本构造使得液晶以密封的形式放置在TFT(薄膜晶体管)基底(驱动元件基底)和对面基底之间，其中形成的TFT充当开关元件(驱动元件)，用于进行ON/OFF切换，选择每个象素单元，从而在显示屏上提供显示，在该LCD结构中，多个象素单元按矩阵形式分布。LCD根据其显示方式的不同大致分为TN(扭曲向列相)型LCD和IPS(共面切换)型LCD。

在TN型LCD中，对形成在TFT基底上的象素电极施加象素电压，并对形成在对面基底上的公共电极施加公共电压，通过象素电压和公共电压之差，在垂直于TFT基底和对面基底的平面的方向上产生一个纵向电场，从而驱动液晶。

另一方面，在IPS型LCD中，象素电极和公共电极形成在两基底其中的一个TFT基底上，形成的方式为通过一个层间绝缘膜而彼此绝缘，并且通过象素电极和公共电极之间的电压差，在与象素电极和公共电极二者的平面水平的方向上产生一个横向电场，从而驱动液晶。

当通过上述方法驱动LCD时，尤其是IPS型LCD时，有一个优点：因为液晶分子的纵轴分布在沿TFT基底和对面基底二者表面的水平方向，所以甚至在观察LCD时视角变化也会使亮度变化较小，并且可以提供一个很宽的视角。因此，近年来有一种偏爱使用IPS型LCD的趋势。

图35是常规的IPS型LCD的平面图。图36是图35沿L-L现的截面图。在图35中和36中只示出了一个象素单元100的结构。如图35和36所示，液晶103以密封的方式放置在TFT基底101和对面基底102之间。TFT基底101包括由玻璃等制成的第一透明基底106；形成在第一透明基底106背面的第一偏振片107；形成在第一透明基底106部分表面上的扫描线108(栅极总线)；形成在第一透明基底106其它部分表面上的公共电极109；充当栅极绝缘膜、以覆盖扫描线108和公共电极109的方式形成的层间绝缘膜110；形成在扫描线108上、带有夹在其与扫描线108之间的层间绝缘膜110的半导体层113；分别连接到半导体层113的漏电极116和源电极117；形成在层间绝缘膜110上与漏电极116和源电极117成为一体的象素电极121和数据线122；以覆盖象素电极121和数据线122的方式形成的钝化膜125；和一个以覆盖象素电极121及数据线122的形式形成、且钝化膜125夹在其与象素电极121和数据线122之间的第一取向膜127。此处，扫描线108、半导体层113、漏电极116和源电极117组成TFT129。

另一方面，对面基底102包括一个由玻璃等制成的第二透明基底131；形成在第二透明基底131的背面、在其与第二透明基底131之间夹着防静电的导体层132的第二偏振片133；形成在第二透明基底131表面上的黑色矩阵层134；以覆盖黑色矩阵134的方式形成的充当滤光片的着色层135；以覆盖黑色矩阵层134和着色层135的形式形成的偏振膜136；和形成在偏振膜136上的第二取向膜137。箭头线139表示液晶103的取向。

为了驱动上述常规的LCD，对组成象素单元100的象素电极121周期性地施加每个周期有不同极性的电压，这有助于延长液晶103的寿命。即，如图37所示的每个周期有不同极性的电压Ve通过TFT129从数据线122馈送到象素电极121。在图37中，当馈送扫描电压(未示出)时，公共电压Vc施加给公共电极109，液晶103通过象素电压Ve和公共电压Vc之间的压差Vd1和Vd2定时驱动，液晶103保持与用于上述驱动的每个电压对应的电荷。

为了通过给象素电极121周期性地馈送在每个周期有不同极性的电压Ve而驱动液晶103，主要采用以下描述的三种方法。第一种方法称作“一水平反向的驱动法”，其中，要切换在显示器中组成一个图像的图像数据，则对于象素单元100的每个水平行，将象素单元100的极性从正向转向负向以及从负向转向正向，如图38A所示。第二种方法称作“一垂直反向驱动法”，其中要切换图像数据，则对于单元象素100的每个垂直行，将象素单元100的极性从正向转向负向以及从负向转向正向，如图38B所示。第三种方法称作“点反向驱动法”，其中要切换图像数据，则对每个点将象素单元100的极性从正向转向负向并从负向转向正向，其方式使得象素单元100显示为如图38C所示的方格。

图39是常规LCD中采用的驱动电路简图，图40是图39中的端部A以及端部B的放大图。如图39所示，扫描线驱动电路151连接到以矩阵形式分布而组成象素单元100的扫描线108，扫描线信号通过扫描线108馈送到每个象素单元100，而数据线驱动电路152连接到数据线122，数据线信号通过数据线122馈送到象素单元100。而且，公共电极线驱动电路153连接到公共电极线120，公共电压Vc通过公共电极线120馈送到象素单元100。

从图40中清楚看到，在端部A中，用于给数据线122供给电势的每个数据线端部122A由ITO膜(氧化铟锡)122a涂覆。而且，在端部B中，用ITO膜108a涂覆用于给扫描线108供给电势的扫描线端部108A，用ITO膜120a涂覆用于给公共电极线120供给电势的公共电极线端部120A。

但是，常规的LCD的缺点在于，当需要只通过具有相同极性的象素单元100在显示屏上显示时，就会出现严重的闪烁，这导致不清楚的显示屏。例如，当只有图41A所示的正极性的象素或只有图41B所示的负极性的象素显示为方格时，出现严重的闪烁。这是因为常规的LCD结构，通过显示多个每个被供给有不同极性的象素电压Ve的象素单元100，闪烁的出现明显地减少。更具体地说，这是因为连接在数据线122和象素电极121之间的TFT129的导通特性以及液晶103的数据电压保持特性依据于施加电压的极性的正负而不同。即，在图37中，如果压差Vd1和Vd2彼此相等则没有问题，但因为公共电压Vc变化，所以压差Vd1变得与压差Vd2不同，因此，当象素单元100显示方格时，不可避免地出现严重的闪烁。

日本专利申请JP2000-235371中公开了一种常规的LCD，其中甚至在显示每个具有相同极性的象素单元100时对禁止出现严重的闪烁做了尝试。图42A是表示上述常规LCD中采用的电路结构图。图42B是图42A所示常规LCD的布置图如图42A和42b所示的公开的常规LCD包括扫描线201c，主数据线202c，次扫描线202d，公共导线209，连接到扫描线201c和主数据线202c交叉点的主TFT203c，连接到扫描线201c和次数据线202d交叉点的次TFT203d，对面电极211，主象素电极204c，以密封地形式放置在对面电极211和主象素电极204c之间的液晶210c，以密封地形式放置在另一个对面电极211和次象素电极204d之间的液晶210d，形成在公共导线209和主象素电极204c之间的存储电容208c，和形成在公共导线209与次象素电极204d之间的存储电容208d。

在具有上述结构的常规LCD中，如图38A所示，当切换到存在于一个水平行上的组成象素图像的图像数据时，通过对每个象素单元100把馈送到主电极204c的象素电压的极性转换到正向或负向，反之依然，并把馈送到次电极204d的象素电压的极性转换到负向或正向，反之依然时，对于每个象素单元100总是可以彼此相邻地设置相同亮度的具有正极性的象素和具有负极性的象素，并且因此，甚至当只显示具有相同极性的象素时，也可以禁止强闪烁的发生。

但是，在上述的常规LCD中，虽然甚至在只显示具有相同极性的象素时也可以禁止强闪烁的发生，但有一个问题是，因为在同一个平面上形成在象素单元100中分别给主象素电极和次象素电极施加具有正极性的象素电压和具有负极性的象素电压的主数据线和次数据线，因此出现象素单元100的孔径比下降。即，在日本专利申请JP2000-235371公开的常规的LCD中，如图42A和42b所示，因为在同一平面上形成两类数据线：用于通过主TFT203c将象素电压馈送到主象素电极204c的主数据线202c，用于通过次TFT203d将象素电压馈送到次象素电极204d的次数据线202d，所以在象素单元100中数据线占据的面积翻倍，这导致透光的面积减小，并因此减小了孔径比。

在IPS型LCD的情形中，如图35和36所示，因为挡光金属制成的公共电极109和象素电极121安置在同一平面上，所以孔径比最初很小。因此，如果在IPS型LCD中采用图42A和B所示的结构，则孔径比将变得很糟糕，使得很难实现明亮的LCD显示。

发明内容

考虑到上述情况，本发明的目的在于提供一种LCD及其制造方法，其中该LCD能够甚至在显示屏上只显示具有相同极性的象素时也避免强闪烁的出现，并且不会引起孔径比的下降。

根据本发明的第一方面，提供的LCD包括：

多个象素单元，每个象素单元具有密封放置在驱动元件基底和对面基底之间的液晶，其中在驱动元件基底上形成有驱动元件，驱动元件由被同一扫描线驱动的第一和第二驱动元件组成，并且具有第一和第二象素电极，通过第一和第二驱动元件之一从第一和第二数据线之一向第一和第二象素电极之一馈送象素电压，通过第一和第二驱动元件中的另一个从第一和第二数据线中的另一个向第一和第二象素电极中的另一个馈送与前述从第一和第二数据线之一馈送的象素电压极性相反的象素电压；

其中第一和第二数据线以这样的方式设置，即设置在第一数据线之上，并且第一数据线被第二数据线覆盖，在驱动元件基底上的第一和第二数据线之间夹着绝缘膜。

在前述情形中，优选模式是绝缘膜由有机绝缘膜或无机绝缘膜或无机绝缘膜和有机绝缘膜的叠置层构成。

另外，还有一种优选模式是第一和第二象素电极以及公共电极以彼此通过层间绝缘膜绝缘的方式形成在驱动元件基底上。

另外，还有一种优选模式是第一和第二象素电极以及第一数据线形成在同一绝缘膜上。

另外，还有一种优选模式是第一和第二象素电极以及第二数据线被取向膜覆盖。

另外，还有一种优选模式是二者施加相同极性的象素电压的第一和第二数据线彼此重叠。

另外，还有一种优选模式是第一和第二数据线向彼此不同的象素单元中的第一和第二象素电极施加象素电压。

另外，还有一种优选模式是在驱动元件基底上形成着色层。

另外，还有一种优选模式是公共电极通过取向膜与液晶接触。

另外，还有一种优选模式是第二数据线以这样的方式设置，即第二数据线设置在第一数据线之上，第一数据线被第二数据线覆盖，第一和第二数据线之间夹着层间绝缘膜。

另外，还有一种优选模式是第一和第二象素电极以及公共电极形成在覆盖第二数据线的同一层间绝缘膜上。

另外，还有一种优选模式是公共电极形成在对面基底上。

另外，再由一种优选模式是象素单元通过一水平反向驱动法、一垂直反向驱动法或点反向驱动法来驱动。

根据本发明的第二方面，提供了一种制造LCD的方法，其中LCD包括象素单元，每个象素具有被相同的扫描线驱动的第一和第二驱动元件，并具有第一和第二象素电极，每个象素电极分别通过第一和第二驱动元件从第一和第二数据线施加具有不同极性的象素电压，方法包括：

第一步，以扫描线形成到透明基底上之后第一层间绝缘膜覆盖扫描线的方式形成第一层间绝缘膜，并在第一层间绝缘膜上形成一个半导体层；

第二步，在半导体层上形成一个漏电极和一个源电极，从而形成第一和第二驱动元件，并在第一层间绝缘膜以及连接到第一或第二驱动元件之一的漏电极的第一数据线上形成第一和第二象素电极；

第三步：在第二层间绝缘膜覆盖驱动元件的方式形成第二层间绝缘膜之后，在第二层间绝缘膜中形成一个接触孔，并以第一数据线被第二数据线重叠、其间夹着第二层间绝缘膜的方式形成经接触孔连接到另一驱动元件的漏电极的第二数据线。

在前述情形中，一种优选模式是，在第三步中，作为第二层间绝缘膜，可以由有机绝缘膜或无机绝缘膜或无机绝缘膜和有机绝缘膜的叠置层形成。

对于上述结构，以这种方式形成经第一和第二TFT向第一和第二象素电极馈送不同极性的象素电压的第一和第二数据线，即第一数据线被第二数据线重叠，其间夹着绝缘膜，并且因此象素单元中被数据线占据的面积减小，在利用两条数据线的情形中和利用一条数据线的情形中没有表现出数据线占据的面积差。而且，因为采用一种形成包括导电膜和绝缘膜的薄膜的已知方法和已知的薄膜构图方法的组合，所以可以很容易地不提高成本地制造该种LCD。因此，甚至当在显示屏上只显示具有相同极性的象素时，也可以在不导致孔径比下降的情况下避免强闪烁的发生。

附图说明

通过下面参考附图的描述，本发明的上述及其它目的、优点和特点将更加清晰，其中：

图1是根据本发明第一实施例的LCD的结构平面图；

图2是沿图1中A-A线的截面图；

图3是沿图1中B-B线的截面图’

图4是从图1所示的LCD结构中除去第二数据线的LCD结构平面图；

图5是根据本第一实施例的LCD的第二数据线图案的平面图；

图6是根据本发明第一实施例的数据线和象素电极之间的连接及分布关系简图；

图7是根据本发明第一实施例从数据线馈送的象素电压的波形；

图8是根据本发明第二实施例的LCD的结构平面图；

图9是沿图8中C-C线的截面图；

图10是从图8所示的LCD结构中除去第二数据线的LCD结构平面图；

图11是用在本发明第二实施例中的第二数据线图案的平面图；

图12是用在本发明第二实施例中的数据线和象素电极之间的连接及分布关系简图；

图13是根据本发明第三实施例的LCD的结构平面图；

图14是沿图13中D-D线的截面图；

图15是沿图13中E-E线的截面图；

图16是根据本发明第三实施例的制造LCD的方法步骤图；

图17是根据本发明第三实施例的制造LCD的方法步骤图；

图18是根据本发明第三实施例的制造LCD的方法步骤图；

图19是根据本发明第三实施例的制造LCD的方法步骤图；

图20是根据本发明第三实施例的制造LCD的方法步骤图；

图21用在本发明第三实施例的LCD中的驱动电路简图；

图22是表示图21中端部A和图21中端部B的放大图；

图23是根据本发明第三实施例的制造LCD的另一方法步骤图；

图24是根据本发明第三实施例的制造LCD的另一方法步骤图；

图25是根据本发明第三实施例的制造LCD的另一方法步骤图；

图26是根据本发明第四实施例的LCD结构平面图；

图27是沿图26中F-F线的截面图；

图28是沿图26中G-G线的截面图；

图29是根据本发明第五实施例的LCD的结构平面图；

图30是沿图29中H-H线的截面图；

图31是沿图26中I-I线的截面图；

图32是根据本发明第六实施例的LCD的结构平面图；

图33是沿图32中J-J线的截面图；

图34是沿图32中K-K线的截面图；

图35是常规的IPS型LCD的平面结构图；

图36是沿图35中L-L线的截面图；

图37是用于驱动图35和36中常规LCD的信号波形图；

图38A、38B和38C是用于驱动常规LCD的方法示意图；

图39是常规LCD的驱动电路图；

图40是表示图39中端部A和图39中端部B的放大图；

图41A和图41b是解释常规LCD缺陷的简图；

图42A和42B是表示常规LCD的结构简图。

具体实施方式

下面将参考附图利用不同实施例对执行本发明的最佳模式做进一步地描述。

                       第一实施例

图1是根据本发明第一实施例的LCD的结构平面图。图2是沿图1中A-A线的截面图。图3是沿图1中B-B线的截面图。图4是从图1所示的LCD结构中除去第二数据线的LCD结构平面图。图5是根据本第一实施例的LCD的第二数据线24图案的平面图。图6是根据本发明第一实施例的数据线和象素电极之间的连接及分布关系简图，数据线包括第一数据线22和第二数据线24，象素电极包括第一象素电极21和第二象素电极23。图7是根据本发明第一实施例从数据线22、24馈送的象素电压Ve1、Ve2的波形。在第一实施例中，提供的实例中将本发明应用到IPS型LCD，并且在图中只示出了一个象素单元5的结构。

在第一实施例的LCD中，如图1～5所示，液晶3密封地放置在TFT基底1和对面基底2之间。TFT基底1包括由玻璃等制成的第一透明基底6，形成在第一透明基底6背面的第一偏振片7，由铝(AL)、铬(Cr)、钼(Mo)等制成的形成第一透明基底6部分表面上充当栅极总线的扫描线8，由AL，Cr，Mo等制成的形成在第一透明基底6其它部分表面上的公共电极9，由二氧化硅(SiOx)膜制成的充当栅极绝缘膜的第一层间绝缘膜10，氮化硅膜(SiNx)，由SiOx膜和SiNx膜等制成的叠层，由非晶硅(a-Si)制成的第一半导体层13和也由非晶硅(a-Si)制成的第二半导体层14，其中第一半导体层13具有形成在其表面上的高浓度n+型非晶硅(n+型a-Si)做成的第一对欧姆层(未示出)，第二半导体层14具有一对形成在其表面上的由高浓度n+型非晶硅a-Si做成的第二对欧姆层12A和12B，二者均以位于扫描线8之上的方式形成在第一层间绝缘膜10上，第一层间绝缘膜10夹在第一和第二半导体层13和14以及扫描线8之间，TFT基底1还包括与第一半导体层13上的一对第一欧姆层(未示出)连接的由Al，Cr，Mo等制成的第一漏电极16，与第一半导体层13上的第一欧姆层(未示出)连接的由Al，Cr，Mo等制成的第一源电极17，与第二半导体层14上的第二欧姆层12A连接的由Al，Cr，Mo等制成的第二漏电极18，与第二半导体层14上的一对第二欧姆层12B连接的由Al，Cr，Mo等制成的第二源电极19，以与第一漏电极16和第一源电极17形成一体的方式形成在第一层间绝缘膜10上的由Al，Mo，Ti制成的第一象素电极21和第一数据线22，以与第二漏电极18和第二源电极19形成一体的方式形成在第一层间绝缘膜10上的由Al，Mo，Ti制成的第二象素电极23，以第一数据线22被第二数据线24重叠的方式形成的第二数据线24，其中钝化膜25夹在第一数据线22和第二数据线24之间，TFT基底1还包括由SiOx膜、SiNx膜制成的第二层间绝缘膜26，由SiOx膜和SiNx膜制成的叠置层，带有在第一和第二半导体层13和14上的钝化膜25上形成的有机膜等的合成膜，和以覆盖第一和第二象素电极21和23以及第二数据线24的方式形成的第一取向膜27。

另一方面，对面基底2包括：由玻璃等制成的第二透明基底31；处于第二透明基底31后面的第二偏振片33，其中用于防止静电的导电层32夹在第二偏振片33和第二透明基底31之间；形成在第二透明基底31表面上的黑色矩阵层34；以覆盖黑色矩阵34的方式形成的作为滤光片的着色层35；以覆盖黑色矩阵34和着色层35的方式形成的平面化膜36；形成在平面化膜36上的第二取向膜37。箭头线39表示液晶3的取向。

在具有上述结构的LCD中，扫描线8、第一半导体层13、第一漏电极16和第一源电极17组成第一TFT29。类似地，扫描线8、第二半导体层14、第二漏极线8和第二源电极19组成第二TFT30。因为第一TFT29和第二TFT30共同形成在扫描线8上，第一层间绝缘膜10夹在第一TFT29和第二、TFT30以及扫描线8之间，所以第一TFT29和第二TFT30由相同的扫描线8驱动。第一数据线22和第二数据线24形成的图案彼此类似。第一数据线22连接到存在于其附近的第一TFT29的第一漏电极16。另一方面，形成的第二数据线24具有如图5所示的图案，并且经形成在钝化膜25和第二层间绝缘膜26中的接触孔28连接到存在于第一TFT29外测的第二TFT30的第二漏电极18。因而，从第一数据线22馈送的象素电压经第一TFT29施加到第一象素电极21。另一方面，从第二数据线24馈送的象素电压经第二TFT30施加到第二象素电极23。图6是表示根据本发明第一实施例的第一和第二数据线22和24以及第一和第二象素电极21和23之间的连接关系和分布的简图。

接下来，通过参考图7所示信号电压的波形描述第一实施例中驱动LCD的方法。图7表示从第一数据线22馈送的第一象素电压Ve1、从第二数据线24馈送的第二象素电压Ve2以及公共电压Vc的波形。第一象素电压Ve1相对于被用作参考电压水平的公共电压Vc以在t1时刻变为正电压V1、在t2时刻变为正电压V2和在t3时刻变为V3的方式改变。第二象素电压Ve2具有与第一象素电压Ve1相反的极性。即，第二象素电压Ve2相对于公共电压Vc以在t1时刻变为负电压-V1、在t2时刻变为负电压-V2、以及在t3时刻变为负-V3的方式改变。第一象素电压Ve1从第一数据线22经第一TFT29施加到第一象素电极21，并且同时，第二象素电压Ve2从第二数据线24经第二TFT30施加到第二象素电极23。结果，施加到第一象素电极21的象素电压的极性总是与施加到第二象素电极23的象素电压的极性相反，并且液晶3保持相应于施加电压的电荷。

因而，通过对每个象素单元5把将要施加到第一和第二象素电极21和23上的象素电压的极性转换为正向或负向或反之，因为对于每个象素单元5可以确保使提供大致相同亮度的正极性的象素和负极性的象素彼此相邻地设置，所以即使在一个显示屏上只显示具有相同极性的象素，也可以避免强闪烁的发生。通过上述三个驱动方法的任何方法能获得这些效果。而且，在第一实施例的LCD中，第一和第二数据线22和24以第一数据线22被第二数据线24重叠、二者之间夹着钝化膜25的方式形成，并且因此可以避免在象素单元5内由两条数据线22、24占据的面积的增大，没有表现出在利用两条数据线22、24的情形和利用一条数据线22或24的情形之间由数据线22或24所占据的面积有差异，这使得可以改善孔径比。特别是在用于本实施例的IPS型LCD中，因为第一和第二象素电极21和23以及公共电极9由最初使孔径比较小的遮光金属如Al，Cr，Mo，Ti等制成，所以在本实施例中可以获得效果更显著。

因为第一和第二象素电极21和23以及第二数据线24面对液晶3地形成，第一取向膜27夹在第一和第二象素电极21和23以及第二数据线24和液晶3之间，并且因为第一取向膜27的厚度小到大约50nm，所以必须选择将不溶解于液晶3的稳定金属。如上述的Al，Mo，Ti、或它们的合金等可以满足上述需要。而且，馈送到第一和第二数据线22和24的象素电压的波形正比于第一数据线22被第二数据线24覆盖的面积的增大而发生畸变，最好减小第一数据线22或第二数据线24中任何一个的线条宽度。另外，希望使用一种可以使第二数据线24的导线电阻低于第一数据线22的导线电阻的金属。还希望夹形成在第一数据线22和第二数据线24之间的钝化膜25厚度较大，并且巴由较小介电常数的有机材料制成的绝缘膜或叠置膜选作用于钝化膜25的金属。如表1、2和3所示，钝化膜25可以通过(1)只使用无机膜、(2)使用无机膜和有机膜制成的叠置膜、或(3)只利用有机膜构成。

[表1]

	材料	厚度	介电常数
				(1)通过仅使用无机膜	SiNx膜	1μm至3μm	6.4
SiNx/SiOx膜	1μm/0.5μm	6.4/4.0
			无机聚硅氮烷膜		1μm至2μm	4.5
SiNx/无机聚硅氮烷膜	0.15μm/1μm至2μm	6.4/4.5

沉积法	加工方法
		等离子体CVD	使用光刻胶作掩膜的干刻蚀法
等离子体CVD/溅射	使用光刻胶作掩膜的干刻蚀法
		旋涂和老化	使用光刻胶作掩膜的干刻蚀法
等离子体CVD/旋涂和老化	使用光刻胶作掩膜的干刻蚀法

[表2]

	材料	厚度	介电常数
				通过由无机膜和有机膜构成的叠层	SiNx/光敏丙烯酸树脂膜	0.15μm/lμm至2μm	6.4/3.3
SiNx/光敏聚酰亚胺树脂膜	0.15μm/lμm至2μm	6.4/-

沉积法	加工方法
		等离子体CVD/旋涂	通过对光敏丙烯酸树脂膜曝光和显影并然后老化/对SiNx干刻蚀形成图案
等离子体CVD/旋涂	通过对光敏聚酰亚胺树脂膜曝光和显影并然后老化/对SiNx干刻蚀形成图案

[表三]

	材料	厚度	介电常数
				(3)通过仅使用有机膜	BCB(苯并环丁炳)膜	1μm至2μm	4.5
有机聚硅氮烷膜	1μm至2μm	3.8
			硅氧烷膜		1μm至2μm

沉积法	加工方法
		旋涂和老化	使用光刻胶作掩膜的干刻蚀法
旋涂和老化	使用光刻胶作掩膜的干刻蚀法
		旋涂和老化	使用光刻胶作掩膜的干刻蚀法

而且，在实施例的IPS型LCD中，当由第一和第二象素电极21和23以及公共电极9产生一个横向电场时，希望没有钝化膜25存在于第一和第二象素电极21和23的表面，或者甚至如果如图2所示的存在钝化膜25，钝化膜25的厚度也做得很小，使得横向电场很容易施加到液晶3。

因而，根据实施例的LCD，每个通过第一和第二TFT29和30向第一和第二象素电极21和23施加具有不同极性的象素电压的第一和第二数据线22和24以这种方式形成，即第一数据线22被第二数据线24覆盖，钝化膜25夹在第一数据线22和第二数据线24之间，并且因此可以避免在象素单元5内被第一和第二数据线22和24占据的面积的增大，在使用两条数据线22、24的情形和只使用一条数据线的情形之间没有表现出数据线所占面积的差异。因此，甚至当在显示屏上只显示具有相同极性的象素单元5时，也可以不引起孔径比下降地禁止强闪烁的发生。

                        第二实施例

图8是根据本发明第二实施例的LCD的结构平面图。图9是沿图8中C-C线的截面图；图10是从图8所示的LCD结构中除去第二数据线44的LCD结构平面图。图11是用在本发明第二实施例中的第二数据线44图案的平面图。图12是用在本发明第二实施例中的数据线22、44与象素电极21、23之间的连接及分布关系简图。

第二实施例中的LCD的结构与第一实施例中LCD的结构的不同之处在于保留两个象素电极21、23与两条数据线22、24之间的连接关系，但改变两条数据线22、24的分布关系。

即，如图8～11所示，在第二实施例的LCD中，取代用于第一实施例中的第二数据线24，采用第二数据线44，该第二数据线具有不同于第一实施例中第二数据线24的图案。本实施例的LCD构造成在一个象素单元5中第一数据线22通过第一TFT29连接到第一象素电极21，而新的存在于相邻象素单元5中的第二数据线44通过第二TFT30连接到第二象素电极23。图12是第一和第二数据线22、44与象素电极21、23之间的连接及分布关系简图。

在本实施例中，从图12中看出，因为以第一数据线22被第二数据线44重叠、其间夹着钝化膜25的方式构成第一数据线22和第二数据线44，第一数据线22向一个象素单元中第一象素电极21施加第一象素电压和第二数据线44向相邻的象素单元5中存在的第二象素电极23施加极性与第一象素电压相反的第二象素电压，所以由二者重叠的第一数据线22和第二数据线44施加的象素电压的极性可以相同。结果，可以减小对由两条数据线22、44相互施加的电势的影响。除此之外，第二实施例的LCD的结构与第一实施例的相同。因此，在图8～图10中，对与图1～图4具有相同功能的组件采用相同的标号，并因此省去对它们的描述。

因而，在第二实施例也可以实现与第一实施例所获得的基本相同的效果。另外，在第二实施例中，对由两条数据线22、24互相施加的电势的影响可以变得更小。

                        第三实施例

图13是根据本发明第三实施例的LCD的结构平面图。图14是沿图13中D-D线的截面图。图15是沿图13中E-E线的截面图。图16～图20是根据本发明第三实施例的制造LCD的方法步骤图。图21用在本发明第三实施例的LCD中采用的驱动电路的结构简图。图22是表示图21中端部A和图21中端部B的放大图。图23～图25是根据本发明第三实施例的制造LCD的另一方法步骤图。第三实施例的LCD的结构与第一实施例的最大不同之处在于，如图13～15所示，公共电极9以与第一和第二数据线22、24重叠的方式形成，并且公共电极9和第一及第二象素电极41和43通过相同的方法形成为同一层。

即，在第三实施例的LCD中，如图13～15所示，第二钝化膜40以覆盖第一象素电极21、第二象素电极23和第二数据线24的方式形成。在第二钝化膜40上形成第二层间绝缘膜26和第三层间绝缘膜42。在第三层间绝缘膜42上形成均由ITO()制成的第一象素电极41和第二象素电极43，以及也由ITO制成的公共电极9。第一象素电极41经过一个形成在钝化膜25和第二层间绝缘膜26中的接触孔38连接到第一源电极17。而且，第二象素电极43经过一个形成在钝化膜25、第二层间绝缘膜26和第三层间绝缘膜42中的接触孔38’连接到第二源电极19。

在本实施例的LCD中，从图14和15中清楚地看到，当第一象素电极21和41、第二象素电极23和43以及公共电极9产生一个横向电场时，因为第一和第二象素电极41和43以及公共电极9形成在液晶3的附近，且第一取向膜27夹在液晶3和第一象素电极21及第二象素电极41和公共电极9之间，所以横向电场可以很容易地施加到液晶3，并且可以降低所需的驱动电压。而且，因为可以用形成在最上层的公共电极9遮挡从数据线泄漏的电场，所以可以减小黑色矩阵34的面积，这进一步增大了孔径比。

接下来，参考图16～20按照过程的顺序对实施例中LCD的制造方法进行描述。在图16～20中，由标号M-M、N-N和O-O表示的部分分别对应于图22中沿M-M，N-N和O-O的截面图。

首先，如图16(a)所示，通过溅射法在由玻璃等制成的第一透明基底6的总表面上形成Cr膜之后，利用湿刻法在Cr膜上进行构图，从而形成具有所需形状的扫描线8和公共电极9。

接下来，如图16(b)所示，通过CVD法在扫描线8、第一透明基底6和公共电极9的整个表面上形成第一层间绝缘膜10，该膜充当由SiOx膜和SiNx膜组成的叠置膜制成的栅极绝缘膜。然后，如图16(c)所示，通过等离子CVD法在第一层间绝缘膜10的整个表面上依次形成a-Si膜12和n+型a-Si膜15。

然后，如图16(d)所示，利用干刻蚀法在a-Si膜12和n+型a-Si膜15上进行构图，形成具有所需形状的第二半导体层14。接下来，如图16(e)所示，通过溅射法在n+型a-Si膜15和第一层间绝缘膜10、第二漏电极18以及源电极19的整个表面上形成Cr层之后，通过利用干刻蚀法在Cr层上进行构图，形成具有所需形状的第一和第二象素电极21和23。而且，在图16(e)中右侧的第一数据线22是对相邻的象素单元进行操作的数据线。然后，如图16(f)所示，通过利用干刻蚀法选作蚀刻第二半导体层14，形成通道槽20。通过上述过程，形成第二TFT30。虽然图中未示出，但在第一透明基底6的另一个位置上形成第一TFT29。

接下来，如图17(g)所示，通过CVD法在上述曝光元件的整个表面上形成一个充当钝化膜的SiNx膜45。然后，如图17(h)所示，利用旋转涂覆法在SiNx膜45的整个表面上形成充当第二层间膜26的光敏有机绝缘膜46。接下来，如图17(i)所示，通过曝光和显影过程在光敏有机绝缘膜46上形成接触孔28A和38A。然后，如图18(j)所示，通过利用干刻蚀法在SiNx膜45中形成接触孔28B和38B。通过上述过程，接触孔28A和28B彼此相连，并且由此形成新的接触孔28。

接下来，如图18(k)所示，在通过溅射法于接触孔的整个表面上形成Mo膜之后，利用湿刻蚀法在Mo膜上进行构图，形成具有所需形状的连接到第二TFT30漏电极18的第二数据线24。接下来，如图19(1)所示，通过利用旋转涂覆法在上述曝光元件上形成充当第三层间绝缘膜42的光敏有机绝缘膜47之后，如图19(m)所示，通过曝光和显影过程在光敏有机绝缘膜47上形成接触孔38C。通过上述过程，接触孔38A、38B和38C彼此连接，形成新的接触孔38。而且，光敏有机绝缘膜46充当第二层间绝缘膜26，光敏有机绝缘膜47充当第三层间绝缘膜42。

接下来，如图20(n)所示，通过溅射法在曝光元件的整个表面上形成ITO膜之后，在ITO膜上进行构图，形成具有所需形状的第一象素电极41和第二象素电极43以及公共电极9。因而，通过上述过程，形成本实施例LCD的主要组件。

根据制造上述LCD的方法，通过结合已知的形成包含导电膜和绝缘膜的薄膜的方法和已知的薄膜模制方法，在不引起成本增大的情况下能很容易地制造LCD。

如图21和22所示，扫描线驱动电路51连接到以矩阵形式分布的组成象素单元之一的扫描线8，扫描线信号经扫描线8输入给象素单元。数据线驱动电路52连接到第一和第二数据线22和24，具有不同极性的数据线信号被馈送到第一和第二数据线22、24。公共电极线驱动电路53连接到公共电极线4，公共电压经公共电极线4馈送到象素单元。

从图22明显看出，在端部A中，对于一个象素单元的第一和第二数据线端部22A和连接到对于另一个相邻象素(在图22的右侧)的数据线端部22A和24A和24A。在一个象素单元和另一个相邻的象素单元中，每个数据线端部22A和24A对应于第一数据线22和第二数据线24。第一数据线端部22A具有被涂覆ITO膜的漏极线端部22a和具有接触孔的第一数据线端部22b，而第二数据线端部24A具有被ITO膜涂覆的漏极线端部24a和具有接触孔的第二数据线端部24b。

而且，从图22中明显看出，端部B由扫描线8的两对扫描线端部8A和公共电极线4的公共电极线端部4A组成，两对彼此相连。扫描线端部8A配置有被ITO膜涂覆的扫描线端部8a和具有接触孔部分的扫描线端部8a。公共电极线端部4A配置有被ITO膜涂覆的公共电极线端部4a和具有接触孔部分的公共电极导线部分4b。

接下来，通过参考图23～25对实施例中LCD的制造方法进行描述，其中该方法中第二层间绝缘膜26由无机膜和有机膜组成的叠置层构成。在图23～25中，由标号M-M、N-N和O-O表示的部分分别对应于图22中沿M-M，N-N和O-O的截面图。

首先，如图23(a)所示，通过溅射法在由玻璃等制成的第一透明基底6的总表面上形成Cr膜之后，利用湿刻法在Cr膜上进行构图，从而形成具有所需形状的扫描线端部8A和公共电极端部4A。

接下来，如图23(b)所示，通过CVD法在曝光层的整个表面上形成第一层间绝缘膜10，该膜10充当由SiOx膜和SiNx膜组成的叠置膜制成的栅极绝缘膜。然后，如图23(c)所示，通过等离子CVD法在曝光组件的整个表面上依次形成a-Si膜12和n+型a-Si膜15。

接下来，如图23(d)所示，利用干刻法去除a-Si膜12和n+型a-Si膜15之后，在Cr层上进行构图，形成具有所需形状的第一数据线22。接下来，如图23(e)所示，通过CVD法在曝光组件的整个表面上形成充当钝化膜的SiNx膜45。

然后，如图所示，通过利用旋转涂覆法，在曝光层的整个表面上形成充当第二层间绝缘膜26的光敏有机绝缘膜46。接下来，如图24(g)所示，通过对光敏有机绝缘膜46进行曝光和显影，形成接触孔55A、56A和57A。然后，如图24(h)所示，通过利用干刻法，在SiNx膜45中形成接触孔55B、56B和57B、

接下来，如图25(i)所示，通过溅射法在曝光层的整个表面上形成Mo膜之后，利用湿刻法在Mo膜进行构图，形成连接到第二TFT 30的漏电极18的第二数据线24。然后，如图25(j)所示，通过旋转涂覆法在曝光层的整个表面上形成充当第三层间绝缘膜42的光敏有机绝缘膜47之后，如图25(k)所示，对光敏有机绝缘膜47进行曝光和显影，形成接触孔55C，56C和57C。通过上述过程，接触孔55A至55C、56A至55C和57A至57C互相连接，从而形成接触孔55、56和57。

接下来，如图25(1)所示，通过溅射法在曝光层的整个表面上形成ITO膜之后，利用湿刻法在Mo膜上进行构图，形成扫描线端部8a、公共电极线端部4A、第一数据线端部22a和第二数据线端部24a，所有这些端部都被ITO膜涂覆。通过上述过程，形成本实施例中LCD的端部A和端部B。

因而，在第三实施例中可以获得于第一实施例基本相同的效果。

另外，根据第三实施例，因为第一和第二象素电极21、23以及公共电极9形成在液晶3的附近，所以横向电场可以很容易地施加到液晶3上，并且可以因此降低驱动电压。而且，因为可以用形成在最上层的公共电极9屏蔽数据线22、24的漏电场，所以可以减小黑色矩阵层34的面积，这样可以进一步提高孔径比。另外，可以不引起成本增加地很容易地制造LCD。

                        第四实施例

图26是根据本发明第四实施例的LCD结构平面图。图27是沿图26中F-F线的截面图。图28是沿图26中G-G线的截面图。第四实施例的LCD结构与第一实施例的不同之处在于钝化膜以覆盖两个象素电极的方式形成。即，在第四实施例的LCD中，如图27所示，不仅第一数据线22的表面，而且第一和第二象素电极21和23的表面都被钝化膜25覆盖。

根据第四实施例，因为第一和第二象素电极21和23被具有较大厚度的钝化膜25覆盖，所以它们受液晶3的影响很小。因此，用于第一和第二象素集电极21和23的金属材料不限于对液晶3稳定的金属，如Al，Mo，Ti等，易于受液晶3影响的金属如Cr等也可以使用。结果，可用作象素电极21、23的金属的选择范围扩大。

因而，在第四实施例中可以实现与第一实施例基本相同的效果。另外，如上所述，可以从更宽范围的金属中选择作为象素电极21、23的金属。

                        第五实施例

图29是根据本发明第五实施例的LCD的结构平面图。图30是沿图29中H-H线的截面图。图31是沿图26中I-I线的截面图。第五实施例的LCD结构与第一实施例的不同之处在于在TFT基底中形成着色层。即，在第五实施例的LCD中，蓝色着色层35B大致形成在钝化膜25的中心，钝化膜25覆盖TFT基底1上的第一和第二象素电极21和23以及第一数据线22。在蓝色着色层35B的一侧形成绿色着色层35G，在蓝色着色层35B的另一侧形成红色着色层35R。在着色层的边界部分形成黑色矩阵层34。平面化膜36以覆盖黑色矩阵层34、绿色着色层35G、蓝色着色层35B和红色着色层35R的方式形成。在平面化膜36上以第一数据线22被第二数据线24重叠的形式形成第二数据线24，其中平面化膜36、黑色矩阵层34、着色层35B、35G或35R和钝化膜25夹在第一数据线22和第二数据线24之间。

根据本实施例，在TFT基底1上形成第一数据线22、钝化膜25、着色层35G、35G或35R、黑色矩阵层34、平面化膜36和第二数据线24，并且因此，与在对面基底2上形成着色层和黑色矩阵层的情形不同，当把液晶3以密封的形式放置在TFT基底1和对面基底2之间时，不需要考虑TFT基底1和对面基底2之间的位置偏差，并且因此，不需要设置覆盖的边界。由此能够进一步提高孔径比。

因而，在第五实施例中可以实现与第一实施例基本相同的效果。另外，还可以使得孔径比进一步提高。

                        第六实施例

图32是根据本发明第六实施例的LCD的结构平面图。图33是沿图32中J-J线的截面图。图34是沿图32中K-K线的截面图。第六实施例的LCD结构与第一实施例的不同之处在于将本发明应用到TN型LCD。即，在第六实施例的LCD中，如图32～34所示，形成在TFT基底1之第一层间绝缘膜10上的第一数据线22经第一TFT 29连接到第一象素电极21，而第二数据线24以第一数据线22被第二数据线24重叠的方式形成，其中钝化膜25夹在第一数据线22和第二数据线24之间，并且第二数据线24连接到第二象素电极23。而且，第一取向膜27以覆盖第二数据线24的方式形成。

另一方面，在对面基底2的平面化膜36上形成由ITO制成的公共电极9，并且以覆盖公共电极9的方式形成第二取向膜37。

除以上之外，第六实施例中的LCD的结构与第一实施例的相同。因此，在图32～34中，对与图1～4中相同功能的对应部分采用相同的标号，并因此省去对它们的描述。

根据第六实施例的LCD，因为本发明应用到孔径比优于IPS型LCD的TN型LCD，并且第一数据线22被第二数据线24覆盖，钝化膜25夹在TFT基底1上的第一和第二数据线22和24之间，所以可以更加提高孔径比。

因而，在第六实施例中可以实现于第一实施例基本相同的效果。另外，如上所述，因为本发明应用到第六实施例的TN型LCD中，所以可以使孔径比得到梗大德提高。

可以明显看出，本发明不局限于上述实施例，在不脱离本发明范围和实质的前提下可以进行变化和改型。例如，在上述实施例中，TFT用作驱动元件以选择显示的象素单元，但是，驱动元件不限于TFT，可以采用两端型元件，如MIM(金属-绝缘物-金属)型元件，二极管型元件，调节电阻(varister)型元件。而且，在上述实施例中，由玻璃等制成的透明基底用作驱动元件基底，但不透明基底，如多晶硅等也可以使用。在此情况下，LCD工作为反射式，象素电极工作为反射电极，并还充当反射片。用于绝缘膜的材料以及它们的厚度只是一个例子，任何材料及厚度都可以采用，只要它们可以实现本发明的目的并满足条件即可。

Claims (15)

1.一种液晶显示器，包括：

多个象素单元，每个象素单元具有密封放置在驱动元件基底和对面基底之间的液晶，其中驱动元件基底上形成有多个驱动区域元件，所述多个驱动区域元件由被同一扫描线驱动的多个第一和第二驱动元件组成，并且具有第一和第二象素电极，通过所述第一和第二驱动元件之一从第一和第二数据线之一向第一和第二象素电极之一馈送象素电压，通过第一和第二驱动元件中的另一个从所述第一和第二数据线中的另一个向第一和第二象素电极中的另一个馈送与前述馈送象素电压相反极性的象素电压；

其中第一和第二数据线以这样的方式设置，即第二数据线设置在第一数据线之上，并且第一数据线被第二数据线覆盖，在驱动元件基底上的第一和第二数据线之间夹着绝缘膜。

2.如权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于绝缘膜由有机绝缘膜或无机绝缘膜或无机绝缘膜和有机绝缘膜的叠置层构成。

3.如权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于第一和第二象素电极以及公共电极以彼此通过层间绝缘膜绝缘的方式形成在驱动元件基底上。

4.如权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于第一象素电极和第二象素电极以及第一数据线形成在同一绝缘膜上。

5.如权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于第一象素电极和第二象素电极以及第二数据线被取向膜覆盖。

6.如权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于二者其上施加相同极性的象素电压的第一和第二数据线彼此重叠。

7.如权利要求6所述的液晶显示器，其特征在于第一和第二数据线向彼此不同的象素单元中的第一和第二象素电极施加象素电压。

8.如权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于在驱动元件基底上形成着色层。

9.如权利要求3所述的液晶显示器，其特征在于公共电极通过取向膜与液晶接触。

10.如权利要求9所述的液晶显示器，其特征在于第二数据线以这样的方式设置，即第二数据线设置在第一数据线之上，第一数据线被第二数据线覆盖，第一和第二数据线之间夹着层间绝缘膜。

11.如权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于第一和第二象素电极以及公共电极形成在覆盖第二数据线的同一层间绝缘膜上。

12.如权利要求11所述的液晶显示器，其特征在于公共电极形成在对面基底上。

13.如权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于象素单元通过一水平反向驱动法、一垂直反向驱动法或点反向驱动法来驱动。

14.一种制造液晶显示器的方法，其中液晶显示器包括多个象素单元，每个象素具有被相同的扫描线驱动的第一和第二驱动元件，并具有第一和第二象素电极，分别通过每个第一和第二驱动元件从第一和第二数据线向每个象素电极施加具有不同极性的象素电压，方法包括：

第一步，以扫描线形成到透明基底上之后第一层间绝缘膜覆盖扫描线的方式形成第一层间绝缘膜，并在第一层间绝缘膜上形成一个半导体层；

第二步，在半导体层上形成一个漏电极和一个源电极，从而形成第一和第二驱动元件，并在第一层间绝缘膜以及连接到第一或第二驱动元件之一的漏电极的第一数据线上形成第一和第二象素电极；

第三步：在以第二层间绝缘膜覆盖驱动元件的方式形成第二层间绝缘膜之后，在第二层间绝缘膜中形成一个接触孔，并以第一数据线被第二数据线重叠、其间夹着第二层间绝缘膜的方式形成经接触孔连接到另一驱动元件的漏电极的第二数据线。

15.如权利要求14所述的制造液晶显示器的方法，其特征在于在第三步中，作为第二层间绝缘膜，可以由有机绝缘膜或无机绝缘膜或无机绝缘膜和有机绝缘膜的叠置层形成。

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