TWI267684B - In-plane switching mode liquid crystal display device and fabrication method thereof - Google Patents

Description

1267684 /、已括.提供H二基板；於第—基板上形成—閘極及一開 極線；於第-基板上形m緣層；於第—基板上特定區域 形成-主動層；_主_上形成源極/汲極，並形成與閘極線交 叉的資财以定義-個晝素區域；於第—基板上形成—第二絕緣 μ ;第_、、，&緣層上形成至少—共同電極和至少—晝素電極以形 成水平，至少-共同電極和至少一晝素電極中至少一個具 有雙層結構；於第—基板上形成—第三絕緣層；及接和第一、第 二基板。 有關本發明的特徵與實作，賊合圖式作最佳實施例詳細說 明如下。 【實施方式】 以下將依照本發明之較佳實施例描述平面切換式液晶顯示裝 置及其製造方法。 第2圖所不為健本發明第—實施繼平面切換式液晶顯示 衣置。P刀陣列基板的平面圖。在液晶顯示裝置巾，N個閘極線和 Μ個資料線交叉職ΝχΜ個晝素，但為便於清雜述，第2圖僅 示出一個晝素。 如第2圖所不’一閘極線116和一資料線117分別垂直和水 平地分佈在透明玻縣板1G上形成—晝素區域。_電晶體 (TFT)120(開關元件)形成在閘極線116和資料線117的交叉處。 薄膜電晶體12〇包括與閘極線110相連的閘極m、與資料線 1267684 108A和第一晝素電極118A使用透明電極，分別位於電極 108A/118A的較高邊的第二共同電極1〇8B和第二晝素電極118B 使用不透明電極。如第3圖所示不透明電極1〇8B、n8B其寬度小 於透明電極108A、118A的寬度，但本發明不僅限於此。 具有雙層結構的共同電極1〇8Α、108Β和畫素電極118Α、118β 將在下述液晶顯示裝置的部分詳細描述。 第3圖所示為第2圖中沿IIa-IIa，線的切面圖，圖示了第2圖 的陣列基板和依照該陣列基板的彩色濾光片。 如圖所示，液晶顯示裝置包括一彩色濾光片基板1〇5、一陣列 基板110及位於二者之間的液晶層150。 具有實現彩色顯示的R、G、B三個子彩色濾光片的彩色遽光 片107、用於驅動子彩色濾光片及阻礙光穿透液晶層15〇的黑矩陣 106均形成在彩色濾光片基板1〇5上。 而且，第一絕緣層115A形成在陣列基板110的整個表面上， 貧料線117形成在依照彩色濾光片基板1〇5的黑矩陣1〇6處位置 的第一絕緣層115A上。 第二絕緣層115B形成在包括資料線117的第一絕緣層n5A 上，具有雙層結構的共同電極1〇8A、1〇8B及晝素電極n8A、刪 被選擇性地置於第二絕緣層n5B _像顯示區域。第三絕緣層 use形成在包括共同電極1〇8八、讎及晝素電極⑽人、應 的基板110的整個表面上。 1267684

具有雙層結構的共同電極1〇8Α、108Β及畫素電極118A、118B 均由以透明導電材料製成的第一電極108A、118A(下層電極)及由 不透明導電材料製成的第二電極1〇8Β、118B(上層電極)組成。第 二電極108B、118B與第一電極108A、118A相比較窄，故具有較 佳對比度及螢幕亮度。下文將與第4A圖及第4B圖一起進行詳細 描述。 第4A圖及第4B圖所示係依照電極結構及黑色模式下黑、白 鲁亮度的光傳輸特性示意圖。 在第4A圖中，實心線代表所述的依照先前技術的具有兩層 ITO結構的平面切換式液晶顯示裝置的光傳輸特性，虛線代表依 照先麵術的晝素電極與共同電極均由不透明材料製成的具有兩 層金屬結構的平面切換式液晶顯示裝置的光傳輸特性。 如圖所示，在兩層IT0結構中，不考慮共同電極8及晝素電 極18的位置，整個區域無法顯示完全黑色的光線，但 #結射，峨極8、18_础，娜8、18的位= 生元全黑色的光線。 ^ 在兩層金屬結構中，光無法在電極8、18形成的區域傳輸， 所以在該區域白光為0。但在兩層ΙΤ〇結構中，一定量的光可穿 2區域光傳輸特性如圖所示。因此，依照黑光和白光的傳輸 、-在光傳輪方面兩層ΙΤΟ結構優於兩層金屬結構。 同才絲的對比度係癌定顯示在螢幕上的圖像的清晰程度 1267684 極108B、118B形成在中央部分。 在雙層電極結射，制t極和晝錢極均仙透明電極和 不透明電極組成的雙層結構，所以使用具有兩層IT0結構的平面 切換式液騎示裝置的優料使螢幕對比度及亮朗得到提高。 而且，由於增加不透明電極，可防止兩層ΙΤΟ結構可能產生 的卡盤著色缺乏。在用於製造基板的曝絲阻層以形成透明電極 的過私中’光被金屬材料的卡盤部分反射產生卡盤著色。 而且’由於增加了阻抗小於兩層ΙΤ0結構的不透明電極，減 小了電極部分的阻抗。從而，減小了電極部分的厚度，因此該措 施可防止晝質降低。 依如本發明製造具有雙層結制平面切換歧晶顯示裝置的 方法將結合第5Α圖到第SD圖及第όΑ圖到第犯圖在下文予以描 述0 第5Α圖到帛5D圖所示依次為依照本發明的製造過程沿第2 圖中Ilalla線的切面圖，其中示出由透明導電材料製成的下層電 極及由不透明材料製成的上層電極所組成的雙層的構造。第从圖 到第6E ®所不依次為健本發明_膜電晶體的製程沿第2圖中 Ilb-IIb線的切面圖。 百先’如第5A圖所示，第一絕緣層U5A形成在由透明絕緣 材料如玻璃製成的基板11〇上。在這種情況下，第一絕緣層n5A 係一閘絕緣層，且如第6A圖所示，在閘極121形成在基板ιι〇上

13 1267684 鋁鈥(AINd)、銅(Cu)、鉻(Cr)、鎢(W)、鈦(Ti)或其它合金，或形成 具有一個或多個元件的多層結構。但是，本發明不僅局限於此， 可根據需要變化第一、第二導電金屬層130A、130B。 接著，如第5C圖及第6E圖所示，第二導電金屬層i3〇B和 弟一導電金屬層130A形成選擇性地分佈在畫素區域的共同電極 108A、108B 和晝素電極 118A、118B。 共同電極108A、108B和晝素電極118A、118B均係由導電材 料製成的雙層結構。第一共同電極108A和第一畫素電極118A係 雙層結構的下層，第二共同電極108B和第二晝素電極118B係雙 層結構的上層。 如上所述，第一共同電極108A和第一畫素電極118A係由透 明導電材料製成，第二共同電極108B和第二晝素電極118B係由 不透明導電材料製成。為提高對比度和亮度，第二電極l〇8B、118B 其寬度WN小於第一電極108A、118A的寬度。即，形成不透明 第二電極108B、118B的寬度WN小於透明第一電極1〇8Α、118A 的寬度WT。 換句話說，不透明第二電極108B、118B的寬度WN比透明 第一電極108A ' 118A的寬度WT窄，且第一電極108A、118A 和第二電極108B、118B之間的寬度WD影響透明電極，即第一 電極108A、118A區域白光亮度的提高。 考慮到整體厚度的電阻，共同電極108A、108B和晝素電極 15 1267684 透明電極可用作上層電極， 於此，不透明電極可用作下層電極， 下文將對其進行詳細描述。 一狀罢…所示為依照本發明第二實施例的平面切換式液晶靡 不衣置的部分陣列基板的平面圖，第7β圖所示為沿第7A 列基底的VII-VII，線的切面圖。 本發明第二實施例的_基板除畫素電極和共同電極的結構 外具有與第-實施例相同的結構。因此，將省略或簡要描述相同 結構部分’以下將僅對制電極和晝素電極進行描述。 如第7A圖所述’定義一個晝素區域的閘極線216和資料線 217分別垂直和水平地形成在透明玻璃基板加上，薄膜電晶體 220形成在閘極線216與資料線217的交叉處。 具有雙層結構的共同電極施A、2_和晝素電極篇、歷 被選擇性地分佈財畫賴域產生—水平輯。晝素電極2·、 綱透過第-接觸孔應與和沒極從相連的晝素電極線狐 電性連接嘲電極篇、纖透過第二接觸孔纖與和間極 線216平行的共同電極線2〇8l電性連接。 共同電極施、應和晝素電極職、2·可具有這樣的 雙層結構’即位於下層的第-共同電極觀和第—晝素電極靡 使用不透明電極’位於上層的第二共同電極2_和第二晝素電極 218B使用透明電極。在這方面，不透明電極2〇8a、纖的寬度 小於透明電極208B、218B的寬度。 1267684 取後由於^同电極和晝素電極均係低阻抗，電極厚度變 因此，透過簡化電極的措施可防止例如漏光刪降低現象。" 雖…、本&月以則述之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限 定本=明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍 二:= 些，，與_ ’因此本發明之專利保護範圍須視 °曰#之申睛專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 ^ 1 ®所料錢先前猶之平面城絲關稀 陣列基板的平面圖。 實施例的平面切換式液晶顯示 第2圖所示為依照本發明第一 裝置部分陣列基板的平面圖。 ^ 3 2 0 t 〇 ^圖和第4B圖所示為依照電極結構的光傳輸特性的示意

〃固至苐5D圖戶斤示依次為依照本發明的製造過程沿第2 圖中IIa_IIa’線的切面圖。 第A圖至第6E圖所示依次為依照本發明的製造過程沿第2 圖中Ilb-IIb’線的切面圖。 -第7A圖所示為依照本發明第二實施例的平面切換式液晶顯 不裝置的部分陣列基板的平面圖。 第7B圖所示為沿第7A圖中VlI_vn，線的切面圖。 20 1267684 弟8圖所示為依照本發明第三實施例的平面切換式液晶顯示 裝置的部分陣列基板的平面圖。 【主要元件符號說明】 共同電極 共同電極線 基板 閘極線 資料線 晝素電極線 薄膜電晶體 閘極 源極 >及極 第一接觸孔 第二接觸孔 8、108A、108B、208A、208B、308A、308B 8L、108L、208L 10、110、210 16、116、216 17、117、217 18L、118L、218L 20、120、220 21 > 121 22、122 23 > 123

40A、140A、240A、340A 40B、140B、240B、340B 彩色濾光片基板 105 黑矩陣 106 彩色濾光片 107 絕緣層 115A、115B、115C、215A、215B、215C 雙層晝素電極 118A、118B、218A、218B、318A、318B 主動圖案 124 21 125 1267684

130A 130B 電阻接觸層 第一導電金屬層 第二導電金屬層

Claims (1)

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^ 4. 26 十、申請專利範圍： L 一種液晶顯示裝置，包括有·· 彼此相對的第一、第二基板； 並定義 複數條閘極線、資料線，其均位於該第一基板上， 複數個晝素區域； =、-個制電極和—個晝素電極，其選擇性地分佈在該 :至產生—水平電場，駐少1同電極和-晝素電極 才Γ—個具有多層結構，其中該多層結構包括至少一透明電 Γ一不透明電極，且該不透明電極之寬度小於該透明電極； 一液晶層’形成於第―、第二基板之間。 2·如申請專利範圍第1項所述之液 係雙層結構。 、、、置’其中該多層結構 3.如申請專利範圍第J項所述之液 係為下層，該不透日咖係為上層γ衣置，其中該透明電極 極俜;1項所述之液晶顯示裳置’其中該不透明電 係為下層，该透明電極係為上層。 5·如申請專利範_項所述之 1 具有“Ζ”字形形狀。 裝置’其中该多層結構 6·如申請專利範圍第 τ 括：_佥辛雷崩、斤述之液晶顯示裝置’其中進-步包 性連接電極線’其透過第―接觸孔與相應之該晝素電極電. 23 1267684

8· 9·

如申印專利範圓第1項所述之液晶顯示裝置，其中進一步包 I —共同電極線，其位於與相應該閘極線同_方向上，: 過第二接觸孔與相應共同電極電性連接。 軸第1項所述之液晶_置，財該液晶顯示 衣置係平_換式液晶_裝置。 -種液晶顯对置之製造絲，包括有： 提供-第―、第二基板； 於該第—基板上形成-閘極及-閘極線； 於該第一基板上形成一第一絕緣層； 於該第—基板上特技域形成-主動層； 於4主動層上形成源極/汲極，並形成與該閑極線交叉的 料線以定義-個晝素區域； 、 於該第—基板上形成-第二絕緣層；

透挪成-弟-、第二導電金屬於 選擇性钱刻該第一、第二導雷今麗展x弟—巴緣層上並 成至+ —導電金4層’轉該第二絕緣層上形 攻至共同電極和至少一蚩音今 少-書# 1素叙飪少—共同電極和至 至少一透 ^又曰、、、口冓，其中該多層結構包括 透日㈣極與-不_電極，㈣D 該透明電極； Μ不透明電極之寬度 於该第-基板上形成—第三絕緣層 接合該第一、第二基板。 24 1267684 10. 範圍第9項所述之液晶顯示裝置之製造方法，其中 ^ _第-、第二導電金屬層之步驟包括有： U透過H簡程選擇性地糊該第二導電金屬層，以形成 均具有第-寬度的—第—共同電極圖案和—第—晝素電極圖

^擇14地餘刻該第—導電金屬層以形成均具有第二寬度 的一第二共同電極圖案及一第二畫素電極圖案。 11·如申μ專利關第1G項所述之液晶顯錄置之製造方法，其 中·在，亥第-導電金屬層由透明導電材料製成、該第二導電金 屬=由不透明導電材料製成的情況下，該第二共同電極圖案及 。玄第一晝素電極圖案之寬度大於該第—共同電極圖案及該第 一晝素電極圖案之寬度。 11如申請專利範圍第1G項所述之液晶顯示裝置之製造方法，其 中·在4第一導電金屬層由不透明導電材料製成、該第二導電 金屬層由透明導電材料製成的情況下，該第二共同電極圖案及 該第二晝素電極圖案之寬度小於該第一共同電極圖案及該第 一晝素電極圖案之寬度。 13·如申請專利範圍第u項所述之液晶顯示裝置之製造方法，其 中：該透明導電材料包括氧化銦錫、氧化鋅錫(IZO)、氧化銦鋅 錫(ιτζο)，該不透明導電材料包括鉬(M〇)、鋁(A1)、鋁_敍 (AINd)、銅(Cu)、鉻(Cr)、鎢(w)、鈦(Ή)或其它合金。 25 1267684 14·如申明專利乾圍第12項所述之液晶顯示裝置之製造方法，其 中該透明導電材料包括氧化銦錫、氧化鋅錫(ΙΖΟ)或氧化銦鋅 • _ΤΖ0)，該不透明導電材料包括翻陶、紹(H敍 • (AINd) ^ ^,(Cu) > ^(Cr) , ^I(w) , 0 - 15·-種液晶顯稀置之製造方法，包括有·· 提供彼此相對的第一、第二基板； Φ 亥第基板上形成複數開極線及複數資料線，並定複數 個畫素區域； 透過形成一第一、第二導電金屬層於該第二絕緣層上，並 L擇1±侧韻―、第二導電金屬層，以於該晝素區域選擇性 地形成至少-共同電極和至少一晝素電極，該至少一共同電極 和至少-晝素電極中至少一個具有多層結構，其中該多層結構 包括至少一透明電極與一不透明電極，且該不透明電極之寬度 小於該透明電極；及 於該第一、第二基板之間形成一液晶層。 16·如巾巧專利範圍第15項所述之液晶顯示裝置之製造方法，其 . 中该透明電極係為下層，該不透明電極係為上層。 17·如申睛專利範圍第I5項所述之液晶顯示裝置之製造方法，其 中该不透明電極係為下層，該透明電極係為上層。 18·如申♦專利範圍第15項所述之液晶顯示裝置之製造方法，其 中該多層結構具有“Z”字形形狀。 26 1267684 19.如申請專利範圍第15項所述之液晶顯示裝置之製造方法，其 中該液晶顯示裝置係平面切換式液晶顯示裝置。

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