CN1577015A - 共平面开关型液晶显示装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种共平面开关型液晶显示装置及其制造方法解决了由下基板和上基板粘结余量导致的孔径损失和亮度降低的问题，并通过相对增大了存储电容Cst而保证了图像质量。一种共平面开关型液晶显示装置包括：沿第一方向在下基板上的栅极线；在两个子象素区的单元区域的相对侧边上且分别垂直于栅极线的数据线；与栅极线分隔开并与栅极线平行的公共线；在单元区域中的多个公共电极；栅极线和数据线交叉点处的薄膜晶体管；在下基板的整个表面上的保护薄膜，该保护薄膜具有暴露每一个薄膜晶体管漏极的接触孔；交替设置在公共电极之间的象素电极，每一个象素电极通过接触孔与漏极相连；以及公共线上方的保护薄膜上的存储电极。

Description

共平面开关型液晶显示装置及其制造方法
本发明要求2003年6月26日在韩国申请的第P2003-0042027号韩国专利申请的权益，该申请在本申请中以引用的形式加以结合。
技术领域
本发明涉及一种液晶显示装置，更确切地说，涉及一种能提高亮度、孔径和存储电容以改善图像质量的共平面开关(IPS，In-Plane Switching)型液晶显示(LCD)装置及其制造方法。
背景技术
随着信息化社会的进一步发展，对显示装置的需求已日益增加。为满足这种需求，已经研发了各种例如液晶显示器(LCD)、等离子体显示板(PDP)、电致发光显示器(ELP)和真空荧光显示器(VFD)的平板显示装置，并将它们应用于各种各样的设备中。
在各种显示装置中，LCD正在替代阴极射线管(CRT)，由于其良好的图像质量、尺寸薄、重量轻和低功耗的优点而被大多数用于移动显示装置。除了用作移动显示装置例如笔记本计算机的监视器之外，LCD已经被开发作为用于接收和显示广播信号的电视监视器、和台式计算机的监视器。
LCD包括用于显示图像的液晶板和向液晶板施加驱动信号的驱动部分。液晶板具有相对的第一和第二玻璃基板，且在第一和第二玻璃基板之间有一液晶层。
第一玻璃基板(也称作TFT阵列基板)设有在一个方向上按一定间隔排列的多条栅极线、垂直于栅极线按一定间隔排列的多条数据线、由栅极线和数据线限定形成矩阵的子象素区上的多个象素电极、以及响应栅极线上信号为向象素电极传输数据线上信号而被切换的多个薄膜晶体管。
在第二玻璃基板上(也称作滤色片基板)上有一黑色矩阵层，其用于遮蔽除象素区之外其它部分的光；用于显示颜色的R、B、G滤色片层；和用于显示图像的公共电极。在IPS型LCD中，公共电极通常是形成在第一玻璃基板上。
在液晶光学各向异性和极性的原理基础上驱动LCD。因为液晶细而长，因此液晶分子在一个方向上取向。如果向液晶施加电场，便可控制分子的取向。因此，如果控制液晶分子的取向以改变液晶分子的取向，这样便调制了由光学各向异性极化的光。基于液晶的电特性，有一种介电各向异性为正(+)的正液晶和一种介电各向异性为负(-)的负液晶。正液晶具有沿电场施加方向排列的液晶分子的长轴，而负液晶具有沿垂直于电场施加方向排列的液晶分子的长轴。
图1表示现有技术TN液晶显示装置的分解透视图，所述的TN液晶显示装置包括相对设置的下基板1和上基板2、以及下基板1和上基板2之间的液晶层3。
下基板1具有多条在第一方向上按一定间隔排列的栅极线4和多条垂直于栅极线4并按一定间隔排列的数据线5，从而限定多个子象素区“P”。象素电极6形成在栅极线4和数据线交叉处的每个子象素区“P”中，薄膜晶体管“T”形成在栅极线4和数据线交叉处的每个部分中。上基板2具有一用于遮蔽除象素区“P”之外部分的光线的黑色矩阵层7，用于显示颜色的R、B、G滤色片层8以及用于显示图像的公共电极9。
薄膜晶体管“T”具有从栅极线4上延伸出的栅极、下基板1的整个表面上的栅极绝缘薄膜(未示出)、栅极上方的栅极绝缘薄膜上的有源层、从数据线5上延伸出的源极、以及与源极相对的漏极。象素电极6用透明导电金属形成，例如透光率相对较好的铟-锡氧化物(ITO)。
LCD是这样来显示图像的，即，通过借助经薄膜晶体管“T”提供的信号使象素电极6上的液晶层3取向，并依靠液晶层3的取向度来控制液晶层3的透光量。通过沿上/下方向在上基板2和下基板1之间提供的场来驱动液晶的LCD具有良好的透光率和孔径，当上基板2的公共电极9接地时这种LCD还能防止液晶盒受到静电的损坏。然而，通过沿上/下方向提供的场来驱动液晶的缺点在于视野角度特性不好。
因此，为了克服这个缺点，提出了一种新的技术，即共平面开关(IPS)型LCD。以下将描述现有技术中的IPS型LCD。图2表示现有技术的IPS型LCD的剖面。
参照图2，现有技术的IPS型LCD包括形成于下基板11的同一层上的象素电极12和公共电极13，以及下基板11和上基板15之间的液晶层14，其中，用下基板11上的象素电极12和公共电极13之间的横向电场驱动该液晶层。因此，IPS型LCD在同一基板上具有象素电极和公共电极13。
图3A和3B表示IPS模式下电压导通/关断时液晶的相移。
图3A表示在象素电极12和公共电极13之间没有形成横向电场的关断状态，这种情况下表明液晶层14不发生相移。例如，液晶层14中的分子从象素电极12和公共电极13之间的水平线向上倾斜45°。图3B表示在象素电极12和公共电极13之间形成横向电场的导通状态，这种情况下表明液晶层14发生相移，使得液晶相对于图3A中的关断状态在水平方向上旋转45°的范围。
如图4所示，在象素电极12和公共电极13之间没有形成横向电场的情况下，液晶分子的取向16与初始定向膜(未示出)的取向相同。如图4B所示，如果在象素电极12和公共电极13之间施加横向场电压，那么液晶分子就对应于施加电场方向17的方向取向。
IPS型LCD的优点在于，它具有大视角、简单的制造工艺，而且色移随视角的变化小。IPS型LCD的缺点在于，由于公共电极13和象素电极12在同一个基板上，因此光透过率和孔径较差。此外，对于IPS型LCD，驱动电压的响应时间需要改善，而且由于盒间隙的未对准余量(misalignment margin)小，因此有必要使盒间隙均匀。
以下将参照附图更详细地描述IPS型LCD。图5表示现有技术IPS型LCD的平面图，而图6表示沿图5中I-I’和II-II’线剖开的剖面。
参照图5和6，在透明下基板60上形成多条栅极线61和数据线64_1，64_2，从而限定多个子象素区。薄膜晶体管TFT形成在栅极线61和数据线64_1，64_2交叉的区域上。
薄膜晶体管TFT具有栅极线61处的栅极61a、包括栅极61a在内的下基板60的整个表面上的栅极绝缘薄膜62、栅极61a上方栅极绝缘薄膜62上的有源层、从数据线64_1上伸出的源极64a和与源极64a相对的漏极64b。
与栅极线61相同的层上有一公共线61b和公共电极61c，其中公共线61b与栅极线61间隔开并彼此平行，而且多个公共电极61c设置在与数据线64_1平行方向上的子象素区中。
在包括数据线64_1和64_2在内的整个表面上有一保护薄膜65，该保护薄膜65具有一暴露漏极64b的一接触孔66。该保护薄膜65是一氮化硅薄膜。
在子象素区中的保护薄膜65上有一象素电极67，该象素电极67处在公共电极61c之间且与公共电极61c平行，并通过接触孔66与薄膜晶体管的漏极64b相连。象素电极67是一透明导电薄膜。
与下基板60相对的上基板50具有处在与显示颜色的子象素区相对的一部分处的滤色片层52、和用来隔开滤色片层52且遮蔽光的黑色矩阵层51。参考数字68表示在公共结构上形成存储(Storage On Common structure)的存储电极，其中象素电极与公共线的一部分交叠。
黑色矩阵层51形成在与栅极线61、数据线64_1和64_2、包括数据线64_1和64_2与相邻的公共电极61c之间区域的周边区域、以及薄膜晶体管相对的部分上。
公共电极61c和象素电极67之间的液晶由分布在公共电极61c和象素电极67之间的横向电场而在同一方向上取向，从而形成一个区域。
上述的现有技术IPS型LCD具有如下一些问题。
在数据线64_1和64_2以及数据线64_1和64_2周围的公共电极61c上形成黑色矩阵层51使得制造工艺复杂化，其原因是有必要利用在粘结上基板和下基板时需要考虑的粘结余量(bonding margin)来设计上基板和下基板。而且，上基板50和下基板60的粘结余量逐渐增大使得数据线64_1和64_2附近的亮度减小。
即，由于需要不仅要在数据线64_1和64_2上形成黑色矩阵层51，还要在数据线64_1和64_2与相邻的公共电极61c之间的区域上形成黑色矩阵层51，因此粘结余量易于引起孔径损失和亮度降低。
氮化硅的保护薄膜的厚度相对较薄，在0.3μm范围内，它会引起数据线和象素电极之间的交叉干扰以及由寄生电容导致的图像质量的降低。
发明内容
因此，本发明在于提供一种IPS型LCD及其制造方法，其基本上克服了因已有技术的局限和缺点而导致的一个或多个问题。
本发明的一个优点在于提供一种IPS型LCD及其制造方法，其能够解决由上基板和下基板的粘结余量引起的孔径和亮度降低的问题。
本发明的另一优点在于提供一种IPS型LCD及其制造方法，其能够增大为确保图像质量的存储电容。
本发明的又一优点在于提供一种IPS型LCD及其制造方法，其能够防止数据线和象素电极之间的交叉干扰和由寄生电容导致的图像质量的降低。
本发明的其它优点、目的和特征将在下面的说明中给出，对于熟悉本领域的技术人员来说，其中的一部分优点、目的和特征可以通过以下的分析明显得出或是通过本发明的实践而得到。通过在文字说明部分、权利要求书以及附图中特别指出的结构，可以实现和获得本发明的目的和其它优点。
为了得到这些和其它优点并根据本发明的目的，作为具体的和广义的描述，本发明所述的共平面开关(IPS)型液晶显示装置(LCD)包括：沿第一方向在下基板上的栅极线；在两个子象素区的单元区域的相对的侧边上且分别垂直于栅极线的数据线；与栅极线分隔开并与栅极线平行的公共线；单元区域中的多个公共电极；栅极线和数据线交叉点处的薄膜晶体管；在下基板的整个表面上的保护薄膜，该保护薄膜具有暴露每一个薄膜晶体管漏极的接触孔；交替设置在公共电极之间的象素电极，每一个象素电极通过接触孔与漏极相连；以及公共线上方的保护薄膜上的存储电极。
按照另一方面，提供一种共平面开关(IPS)型液晶显示装置(LCD)，其包括：沿第一方向在下基板上的栅极线；在两个相邻子象素区的单元区域的相对的边上且分别垂直于栅极线的数据线；与栅极线分隔开并与栅极线平行的公共线；栅极线和数据线交叉点处的薄膜晶体管；在下基板整个表面上的有机绝缘薄膜，该有机绝缘薄膜具有暴露每一个薄膜晶体管漏极的接触孔；数据线上和单元区域内的多个公共电极；交替设置在多个公共电极之间的象素电极，每一个象素电极通过接触孔与漏极相连；以及公共线上方的存储电极。
按照另一方面，提供一种共平面开关型液晶显示装置的制造方法，其包括：沿第一方向在下基板上形成栅极线，所述栅极线具有限定在其上的栅极区；形成与栅极线分隔开并与栅极线平行的公共线；形成多个与公共线相连的公共电极，其中公共电极设置在子象素区与两个相邻子象素区之间；在包括栅极线在内的下基板的整个表面上形成栅极绝缘薄膜；在栅极区上方的栅极绝缘薄膜上形成有源层；在垂直于栅极线的两个相邻子象素区的单元区域的相对侧边上形成数据线；形成从数据线上延伸出来且与有源层一边交叠的源极，和与源极间隔开且与有源层另一边交叠的漏极；在下基板的整个表面上形成保护薄膜，其具有一暴露漏极的接触孔；在公共电极之间形成交替图形的象素电极，每个象素电极通过接触孔与漏极相接触；在公共线上方的保护薄膜上形成存储电极，该存储电极从单元区域内的一个子象素区延伸到另一子象素区。
按照另一方面，提供一种共平面开关型液晶显示装置的制造方法，其包括：沿第一方向在下基板上形成栅极线，所述栅极线具有限定在其上的栅极区；形成与栅极线分隔开并与栅极线平行的公共线；在包括栅极线在内的下基板的整个表面上形成栅极绝缘薄膜；在栅极区上方的栅极绝缘薄膜上形成有源层；在垂直于栅极线的两个相邻子象素区的单元区域的相对侧边上形成数据线；形成从数据线上延伸出来且与有源层一边交叠的源极，和与源极间隔开且与有源层另一边交叠的漏极；在下基板的整个表面上形成有机绝缘薄膜，该有机绝缘薄膜具有一暴露漏极的接触孔；形成多个与数据线交叠且设置在子象素区中的公共电极；在公共电极之间形成交替图形的象素电极，每个象素电极通过接触孔与漏极相接触；在公共线上方的有机绝缘薄膜上形成存储电极，该存储电极从单元区域内一个子象素区延伸到的另一子象素区。
按照另一方面，提供一种共平面开关(IPS)型液晶显示装置(LCD)，其包括：一基板；沿第一方向设置在该基板上的栅极线；分别在垂直于栅极线的两个相邻子象素区单元区域的相对侧边上的数据线；与栅极线平行的公共线；与数据线平行的公共电极；设置在公共电极之间且与公共电极平行的交替图案的象素电极，以及与公共线交叠的存储电极。
很显然，上面对本发明所作的一般性描述和下面的详细说明都是示例性和解释性的，其意在对本发明的权利要求作进一步解释。
附图说明
本申请所包含的附图用于进一步理解本发明，其与说明书相结合并构成说明书的一部分，所述附图表示本发明的实施例并与说明书一起解释本发明的原理。附图中：
图1表示现有技术TN液晶显示装置的一个部分的分解透视图；
图2示意性表示现有技术IPS型LCD的一剖面；
图3A和3B表示IPS模式下电压导通/关断时液晶的相移；
图4A和4B表示IPS型LCD在电压导通/关断时工作的透视图；
图5表示现有技术IPS型LCD的平面图；
图6表示沿图5中I-I’和II-II’线剖开的剖面；
图7表示按照本发明第一优选实施例的IPS型LCD的平面图；
图8表示沿图7中III-III’和IV-IV’线剖开的剖面；
图9表示按照本发明第二优选实施例的IPS型LCD的平面图；
图10表示沿图9中V-V’和VI-VI’线剖开的剖面；
图11表示按照本发明第三优选实施例的IPS型LCD的平面图；
图12表示沿图11中VII-VII’和VIII-VIII’线剖开的剖面。
具体实施方式
现在将详细说明本发明的优选实施例，所述实施例的实例示于附图中。
图7表示按照本发明第一实施例的IPS型LCD的平面图，而图8表示沿图7中III-III’和IV-IV’线剖开的剖面。
按照本发明第一实施例的IPS型LCD将数据线位于两个子象素的一个单元区域的相对侧边，而在该单元区域的两个子象素之间没有设置数据线。
参照图7和图8，多条栅极线81沿一个方向设置在透明下基板上，栅极绝缘薄膜82设置在包括栅极线81在内的下基板80的整个表面上，公共线81b设置在与栅极线81相同的层中，该公共线81与栅极线分隔开且相互平行。
在垂直于栅极线81的单元区域的相对侧边上分别具有数据线84_2和84_3。即，单元区域的左侧上的子象素区具有数据线84_2，而单元区域的右侧上的子象素区具有数据线84_3。
在单元区域中具有与公共线81b相连且与数据线84_2和84_3平行的公共线81b。在每一个子象素区中具有多个公共电极81c。
栅极线81、公共线81b和公共电极81c用铝Al、铬Cr、钼Mo和钨W中的至少一种金属形成。
在栅极线81与数据线84_1、84_2、84_3和84_4交叉处有多个薄膜晶体管TFT。薄膜晶体管TFT包括：从栅极线81上延伸出来的栅极81a；在包括栅极线81在内的下基板80的整个表面上的栅极绝缘层82；栅极81a上方的栅极绝缘层82上的有源层83；从数据线84上伸出且在有源层83的一侧上交叠的源极84a；以及与源极84a间隔开且在有源层83的另一侧上交叠的漏极84b。
在包括薄膜晶体管TFT在内的下基板80的整个表面上有一保护薄膜85，该保护薄膜具有一暴露漏极84b的接触孔86。保护薄膜85是一氮化硅薄膜。
在单元区域中具有设置于保护薄膜85上的象素电极87，该象素电极87在公共电极81c之间，与公共电极81c平行且与公共电极81c交替设置。象素电极87通过接触孔86与薄膜晶体管TFT的漏极84b相连。
单元区域中两个子象素区界面处的公共电极81c与相邻子象素区中的象素电极87相互作用，共同形成一横向电场。
从单元区域内的一个子象素区延伸到另一个子象素区的公共线81b上有一个公共结构上存储的存储电极88。两个相邻子象素区的存储电极88彼此相连，从而提供更稳定的图像质量，这是因为相对于现有技术而言增大了存储电容Cst。
象素电极87和存储电极88用透明导电金属形成，例如，铟锡氧化物(ITO)、锡氧化物(TO)、铟锌氧化物(IZO)和铟锡锌氧化物(ITZO)。
公共电极81c和象素电极87之间的透光区内的液晶由公共电极81c和象素电极87之间的横向电场而在一个方向上取向，从而形成一个区域。
在相对于下基板80的上基板70上设有显示颜色的滤色片层72和黑色矩阵层71，所述的黑色矩阵层71形成在数据线84_1、84_2、84_3和84_4上和与其相邻的公共电极81c上，用于在滤色片之间隔开并遮蔽光。黑色矩阵层71形成在与栅极线81、数据线84_1和84_2、包括数据线84_1和84_2之间区域在内的周边区域、相邻的公共电极81c以及薄膜晶体管相对的部分上。
尽管图中未示出，但是，聚酰亚胺或光对准材料的一定向膜形成在包括象素电极87和公共电极81c在内的下基板80的整个表面上。该定向膜具有一个由机械抛光确定的对准方向，而例如PVCN(聚乙烯肉桂酸酯)基材料的光反应性材料的对准方向是通过把光(例如，UV光)引导到其上来确定的。在这个例子中是通过光的引导和被引导的光的特性(即，偏振方向)来确定对准方向的。
如图8所示，数据线84_2和84_3不是位于两个相邻子象素区的中间部分。相反，数据线是位于两个相邻子象素区的单元区域的相对侧边上。因此，按照本发明第一实施例的IPS型LCD能够减小孔径损失并改善由上基板和下基板的粘结余量引起的差亮度，这是因为在与单元区域的两个子象素区之间的部分相对的上基板上不需要黑色矩阵层。
以下将参照图7和8来描述按照本发明第一实施例的具有如上结构的IPS型LCD的制造方法。
在透明下基板80上沉积一导电金属，例如铝Al、铬Cr、钼Mo和钨W，并对其进行构图以通过光蚀刻工艺形成栅极线81，从而使栅极限定在一个区域中并在一个方向上设置。
公共线81b用与栅极线81相同的材料同时形成。进而，公共线81b与栅极线81分隔开并相互平行。
多个公共电极81c与公共线81b相连，并与栅极线在子象素区中同时形成。公共电极81c垂直于栅极线81设置。
接着，在包括栅极线81的下基板80的整个表面上形成栅极绝缘薄膜82。在栅极绝缘薄膜82上沉积一半导体层，并通过光蚀刻工艺对其进行构图，以在栅极上方形成岛形的有源层83。
然后，在其上形成有源层83的下基板80的整个表面上沉积一导电金属，并通过光蚀刻工艺对其进行构图，以形成垂直于栅极线81且在两个子象素区的单元区域的相对侧边上设置的数据线84_2和84_3。
形成源极84a使其从数据线84_2和84_3上伸出并在有源层83的一侧上交叠，并形成漏极84b使其与源极84a间隔开并在有源层83的另一侧上交叠。
在下基板80的整个表面上形成氮化硅的保护薄膜85，并形成一接触孔86以暴露漏极84b。
在保护薄膜85上沉积例如铟锡氧化物ITO、锡氧化物TO、铟锌氧化物IZO和铟锡锌氧化物ITZO的透明导电金属。
对该透明导电金属进行构图，形成通过接触孔86分别与漏极84b相接触的象素电极。象素电极与公共电极81c平行交替设置。
在形成象素电极87的同时，在公共线81b上方的保护薄膜85上形成存储电极88，使其从单元区域的一个子象素区延伸到另一个子象素区。基于这样一种结构，存储电极在公共结构上形成存储。
公共电极81c之一设置在单元区域中的两个子象素区之间，与形成在相邻子象素区中的象素电极87共同起作用。
图9表示按照本发明第二优选实施例的IPS型LCD的平面图，而图10表示沿图9中V-V’和VI-VI’线剖开的剖面。
按照本发明第二优选实施例的IPS型LCD的特征在于，形成一平直的有机绝缘材料而代替第一实施例中的氮化硅保护薄膜。
参照图9和10，IPS型LCD包括沿一个方向设置在透明下基板100上的多条栅极线101，设置在包括栅极线101在内的下基板100的整个表面上的栅极绝缘薄膜102，设置在与栅极线101同一层中的公共线101b，该公共线101与栅极线101分隔开且相互平行。栅极线101和公共线101b用铝Al、铬Cr、钼Mo和钨W中的至少一种金属形成。
在垂直于栅极线101的两个相邻子象素区的单元区域的相对侧边上具有数据线104_2和104_3。即，左侧子象素区具有数据线104_2，而右侧子象素区具有数据线104_3。
在栅极线101与数据线104_1、104_2、104_3和104_4交叉点处有多个薄膜晶体管TFT。薄膜晶体管TFT包括：限定在栅极线101的一部分上的栅极101a，在包括栅极线101在内的下基板100的整个表面上的栅极绝缘薄膜102，栅极101a上方的栅极绝缘薄膜102上的有源层103，从数据线104_2上伸出且交叠有源层103的一侧的源极104a，以及与源极104a间隔开且交叠有源层103另一侧的漏极104b。尽管图中未示出，但是，薄膜晶体管TFT的栅极可以从一个方向上设置的栅极线的一侧上伸出。
在包括薄膜晶体管TFT在内的下基板100的整个表面上具有用大约3～4的低介电常数和大约3μm厚度的材料形成的一有机绝缘薄膜105，该有机绝缘薄膜105具有暴露漏极104b的接触孔106。
形成低介电常数的有机绝缘薄膜105来代替相对于第一实施例中讨论的氮化硅保护薄膜，能够防止液晶的错误操作和导致的差亮度，这些起因于形成在相邻数据线和数据线上方的公共电极107a之间的寄生电容以及数据线和象素电极之间的寄生电容。
公共电极107a形成在相邻数据线104_1和104_2、或104_3和104_4上方和有机绝缘薄膜105上的单元区域中的两个相邻子象素区之间。多个公共电极107a可以与该子象素区中的数据线平行。公共电极107a的宽度大于相邻两条数据线104_1和104_2、或104_3和104_4的区域的宽度。
象素电极107b位于公共电极107a之间的有机绝缘薄膜105上，且与公共电极107a平行。象素电极107b通过接触孔106与薄膜晶体管TFT的漏极104b相连。象素电极107b是一透明导电薄膜。
公共线101b上方设有一公共结构上存储的存储电极108。存储电极从单元区域内的一个子象素区延伸到另一个子象素区。
公共电极107a、象素电极107b和存储电极108形成在同一层上，公共电极107a与存储电极108相连。公共电极107a、象素电极107b和存储电极108用例如铟锡氧化物(ITO)、锡氧化物(TO)、铟锌氧化物(IZO)和铟锡锌氧化物(ITZO)的透明导电金属形成。
在公共电极107a和象素电极107b之间的透光区内的液晶由分布在公共电极107a和象素电极107b之间的横向电场而在同一个方向上取向，从而形成一个区域。
而且，尽管图中未示出，但是，在相对于下基板100的上基板上设有用于显示颜色的滤色片层、和用于遮蔽光的黑色矩阵层，所述的滤色片层形成在子象素区相对的部分上，而所述的黑色矩阵层形成在栅极线、公共线和薄膜晶体管相对的部分上。
由于公共电极107a覆盖相邻的数据线104_1和104_2、或104_3和104_4，因此，在这个部分上不需要黑色矩阵，该部分称作黑色矩阵自由区。
尽管图中未示出，但是，在包括象素电极107b和公共电极107a在内的下基板100的整个表面上具有由聚酰亚胺或光对准材料形成的一定向膜。该定向膜具有一个由机械抛光确定的对准方向，而例如PVCN(聚乙烯肉桂酸酯)基材料和聚硅氧烷基材料的光反应性材料的对准方向是通过把光(例如，UV光)引导到其上来确定的。通过光的引导和被引导的光的特性(即，偏振方向)来确定对准方向。
因此，除第一实施例的优点之外，第二实施例IPS型LCD的优点在于，由于数据线上方不需要黑色矩阵层，因此能够减小孔径损失。这便不需要在粘结上基板和下基板时考虑数据线的侧边。而且，低介电常数的约3μm厚的有机薄膜能防止液晶的错误操作和导致的差亮度。
以下将参照图9和10来描述按照本发明第二实施例的具有如上结构的IPS型LCD的制造方法。
在透明下基板100上沉积一导电金属，例如铝Al、铬Cr、钼Mo和钨W，并对其进行构图以通过光蚀刻工艺形成栅极线101，从而使栅极限定在一个区域中并在一个方向上设置。
在形成栅极线101的同时，用与栅极线101相同的材料形成公共线101b。进而，公共线与栅极线101分隔开并相互平行。
接着，在包括栅极线101在内的下基板100的整个表面上形成栅极绝缘薄膜102。在栅极绝缘薄膜102上沉积一半导体层，并通过光蚀刻工艺对其进行构图，以在栅极上方形成岛形的有源层103。
然后，在其上形成有源层103的下基板100的整个表面上沉积一导电金属，并通过光蚀刻工艺对其进行构图，以形成垂直于栅极线101且设置在两个相邻子象素区的单元区域的相对侧边上的数据线104_2和104_3。
形成源极104a使其从数据线104_2和104_3上伸出并交叠有源层103的一侧，并形成漏极104b使其与源极104a间隔开并交叠有源层103的另一侧。
在下基板100的整个表面上形成有机薄膜105。蚀刻该有机薄膜105以形成一接触孔106以暴露漏极104b。
在有机绝缘薄膜105上沉积例如铟锡氧化物(ITO)、锡氧化物(TO)、铟锌氧化物(IZO)和铟锡锌氧化物(ITZO)的透明导电金属。
然后，对该透明导电金属进行构图，形成交叠相邻两条数据线104_1和104_2、或104_3和104_4且设置在单元区域中的两个相邻子象素区之间的多个公共电极107a。
在形成公共电极107a的同时，象素电极107b通过接触孔106与漏极104b接触，该象素电极107b与公共电极107a平行且位于公共电极107a之间。
在公共线101b上方的有机绝缘薄膜105上形成存储电极108，使其从单元区域内的一个子象素区延伸到另一个子象素区。基于这样一种结构，存储电极在公共结构上形成存储。
公共电极107a之一设置在单元区域中的两个子象素区之间，与形成在相邻子象素区中的象素电极107b共同起作用。
图11表示按照本发明第三优选实施例的IPS型LCD的平面图，而图12表示沿图11中VII-VII’和VIII-VIII’线剖开的剖面。
按照本发明第三实施例的IPS型LCD补充了子象素区中透光效率降低的问题，该问题起因于当使用如第二实施例中公开的有机绝缘薄膜作为保护薄膜时有机绝缘薄膜的厚度。
参照图11和12，在本发明第三实施例的IPS型LCD中，在薄膜晶体管和两条相邻数据线104_1和104_2或104_3和104_4上形成有机绝缘薄膜105，而在子象素区上不形成有机绝缘薄膜105。
如果这样形成有机绝缘薄膜105，象素电极107b和相邻子象素区之间的公共电极107a和存储电极108中的一部分就形成在栅极绝缘薄膜102上，而两条相邻数据线104_1和104_2或104_3和104_4上的公共电极107a的那部分沿着有机绝缘薄膜105的表面形成。
除上述结构之外，第三实施例的结构类似于第二实施例。
这样，如果公共电极107a仅在有机绝缘薄膜105上，那么就不会发生由错误取向引起的图像质量降低的问题，这是因为该区域不是透光区。
用一个步骤形成有机绝缘薄膜105会在有机绝缘薄膜105的步骤中引起缺陷的摩擦。如果数据线设置在子象素区的每个侧边上，那么有机绝缘薄膜105的步骤就会形成在子象素区相对的各侧边上，从而引起孔径降低的不良效果。如果数据线设置在两个相邻子象素区的单元区域相对的边上，那么有机薄膜105的步骤就只形成在子象素区的一个侧边上，从而最大限度地减小了孔径的降低。
按照本发明第三实施例的IPS型LCD的制造方法与第二实施例相同，除了第三实施例方法包括一蚀刻有机绝缘薄膜105的过程，以除去子象素区中的有机绝缘薄膜105而留下薄膜晶体管上和相邻两条数据线104_1和104_2或104_3和104_4上的有机绝缘薄膜105。
如上所述，本发明的IPS型LCD具有如下一些优点。
第一，在两个相邻子象素区的单元区域中相对的边上设置数据线不需要在与这两个子象素区之间一部分相对的上基板的一部分上具有黑色矩阵层，这样便减少了上基板和下基板的粘结余量引起的孔径损失。
第二，如第二或第三实施例中公开的那样，在两条相邻数据线上形成公共电极不需要在数据线上具有黑色矩阵层，从而不需要在粘结上基板和下基板过程中考虑数据线的侧边。这样还能减少由上基板和下基板的粘结余量引起的孔径损失。
第三，如第二或第三实施例中公开的那样，形成具有低介电常数和约3μm厚的有机绝缘薄膜能防止液晶的错误操作和导致的差亮度。而且，如第三实施例，在有机绝缘薄膜中形成开口部分还增大了孔径。
第四，将存储电极形成作为单元区域中两个子象素区的一个单元，即，存储电极从两个相邻子象素区的单元区域中的一个子象素区延伸到另一个子象素区，如第一至第三实施例中任意一个实施例，这样便增大了相对于现有技术的存储电容，从而提供了稳定的图像质量。
对于熟悉本领域的技术人员来说，很显然，在不脱离本发明构思或范围的情况下，可以对本发明做出各种改进和变型。因此，本发明意在覆盖那些落入所附权利要求及其等同物范围内的改进和变型。

Claims (33)

1.一种共平面开关型液晶显示装置包括：
沿第一方向在下基板上的栅极线；
在两个子象素区的单元区域的相对侧边上且分别垂直于栅极线的数据线；
与栅极线分隔开并与栅极线平行的公共线；
单元区域中的多个公共电极；
栅极线和数据线交叉点处的薄膜晶体管；
在下基板的整个表面上的保护薄膜，该保护薄膜具有暴露每一个薄膜晶体管漏极的接触孔；
交替设置在公共电极之间的象素电极，每一个象素电极通过接触孔与漏极相连；以及
在公共线上方的保护薄膜上的存储电极。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，公共电极设置在与数据线平行的方向上。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，公共线和公共电极在同一层上。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，象素电极和存储电极在同一层上。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，存储电极从单元区域内的一个子象素区延伸到另一子象素区。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，薄膜晶体管包括：
从栅极线上延伸出来的栅极；
在包括栅极线的下基板的整个表面上的栅极绝缘薄膜；
栅极上方的栅极绝缘薄膜上的有源层；
从数据线上延伸出来且交叠有源层第一边的源极；以及
与源极间隔开且交叠有源层第二边的漏极。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，栅极线、公共线和公共电极是用选自铝Al、铬Cr、钼Mo和钨W中至少一种金属形成的。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，象素电极和存储电极是用透明导电金属形成的。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，透明导电金属包括铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)和铟锡锌氧化物(ITZO)。
10.一种共平面开关型液晶显示装置包括：
沿第一方向在下基板上的栅极线；
在两个相邻子象素区的单元区域的相对侧边上且分别垂直于栅极线的数据线；
与栅极线分隔开并与栅极线平行的公共线；
栅极线和数据线交叉点处的薄膜晶体管；
在下基板的整个表面上的有机绝缘薄膜，该有机绝缘薄膜具有暴露每一个薄膜晶体管漏极的接触孔；
在数据线上和单元区域内的多个公共电极；
交替设置在多个公共电极之间的象素电极，每一个象素电极通过接触孔与漏极相连；以及
在公共线上方的存储电极。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，数据线上的多个公共电极的宽度大于数据线的宽度。
12.如权利要求10所述的装置，其特征在于，有机绝缘薄膜的介电常数在大约3～4的范围内。
13.如权利要求10所述的装置，其特征在于，多个公共电极、象素电极和存储电极在同一层上。
14.如权利要求10所述的装置，其特征在于，公共电极、象素电极和存储电极是用透明导电金属形成的。
15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，透明导电金属包括铟锡氧化物(ITO)、锡氧化物(TO)、铟锌氧化物(IZO)和铟锡锌氧化物(ITZO)。
16.如权利要求10所述的装置，其特征在于，存储电极从单元区域内的一个子象素区延伸到另一子象素区。
17.如权利要求10所述的装置，其特征在于，薄膜晶体管包括：
从栅极线上延伸出来的栅极；
在包括栅极线的下基板的整个表面上的栅极绝缘薄膜；
栅极上方的栅极绝缘薄膜上的有源层；
从数据线上延伸出来且交叠有源层第一边的源极；以及
与源极间隔开且交叠有源层第二边的漏极。
18.如权利要求10所述的装置，其特征在于，有机绝缘薄膜仅形成在薄膜晶体管和数据线的上方。
19.如权利要求10所述的装置，其特征在于，子象素区内的公共电极、象素电极和存储电极是在栅极绝缘薄膜上，而数据线上的公共电极是在有机绝缘薄膜上。
20.一种共平面开关型液晶显示装置的制造方法，包括：
沿第一方向在下基板上形成栅极线，所述基板具有限定在其上的栅极区；
形成与栅极线分隔开并与栅极线平行的公共线；
形成多个与公共线相连的公共电极，其中公共电极设置在子象素区与两个相邻子象素区之间；
在包括栅极线在内的下基板的整个表面上形成栅极绝缘薄膜；
在栅极区上方的栅极绝缘薄膜上形成有源层；
在垂直于栅极线的两个相邻子象素区的单元区域的相对侧边上形成数据线；
形成从数据线上延伸出来且交叠有源层一个侧边的源极，和与源极间隔开且交叠有源层另一侧边的漏极；
在下基板的整个表面上形成保护薄膜，其具有一暴露漏极的接触孔；
在公共电极之间形成交替图形的象素电极，每个象素电极通过接触孔与漏极相接触；
在公共线上方的保护薄膜上形成存储电极，该存储电极从单元区域内的一个子象素区延伸到另一子象素区。
21.一种共平面开关型液晶显示装置的制造方法，包括：
沿第一方向在下基板上形成栅极线，所述基板具有限定在其上的栅极区；
形成与栅极线分隔开并与栅极线平行的公共线；
在包括栅极线在内的下基板的整个表面上形成栅极绝缘薄膜；
在栅极区上方的栅极绝缘薄膜上形成有源层；
在垂直于栅极线的两个相邻子象素区的单元区域的相对侧边上形成数据线；
形成从数据线上延伸出来且在有源层一个侧边上交叠的源极，和与源极间隔开且在有源层另一侧边上交叠的漏极；
在下基板的整个表面上形成有机绝缘薄膜，该有机绝缘薄膜具有一暴露漏极的接触孔；
形成多个与数据线交叠且设置在子象素区中的公共电极；
公共电极之间形成交替图形的象素电极，每个象素电极通过接触孔与漏极相接触；
在公共线上方的有机绝缘薄膜上形成存储电极，该存储电极从单元区域内的一个子象素区延伸到另一子象素区。
22.一种共平面开关型液晶显示装置包括：
一基板；
沿第一方向设置在该基板上的栅极线；
分别在垂直于栅极线的两个相邻子象素区的单元区域的相对侧边上的数据线；
与栅极线平行的公共线；
与数据线平行的公共电极；
设置在公共电极之间且与公共电极平行的交替图案的象素电极；以及
与公共线交叠的存储电极。
23.如权利要求22所述的装置，其特征在于，还包括栅极线和数据线交叉点处的薄膜晶体管。
24.如权利要求22所述的装置，其特征在于，还包括一保护薄膜，其位于包括至少栅极线和数据线在内的基板上。
25.如权利要求24所述的装置，其特征在于，保护薄膜是有机绝缘薄膜。
26.如权利要求25所述的装置，其特征在于，有机绝缘薄膜的介电常数在大约3～4的范围内。
27.如权利要求25所述的装置，其特征在于，公共电极和象素电极在有机绝缘薄膜上。
28.如权利要求25所述的装置，其特征在于，至少一个公共电极与有机绝缘薄膜上的数据线交叠。
29.如权利要求25所述的装置，其特征在于，有机绝缘薄膜具有至少一个开放区域。
30.如权利要求22所述的装置，其特征在于，公共线和公共电极彼此相连，并形成在同一层中。
31.如权利要求22所述的装置，其特征在于，存储电极和象素电极彼此相连，并形成在同一层中。
32.如权利要求22所述的装置，其特征在于，存储电极和公共电极彼此相连，并形成在同一层中。
33.如权利要求22所述的装置，其特征在于，第n条数据线和第n+1条数据线彼此相邻设置在单元区域之间。
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