TWI281998B - Liquid crystal display device and the method for manufacturing it - Google Patents

Description

1281998 五、發明說明（1) 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及一種液晶顯示裝置，尤其涉及一種平面内 切換型液晶顯示裝置（In-Plane Switching Liquid Crystal Display， IPS LCD) 〇 【先前技術】 通常，液晶顯示裝置包括一對相對設置的基板與位於 該對基板間之液晶層，通過驅動裝置對液晶層施加電壓， 使液晶分子的取向發生變化，利用液晶層之光學特性變化 進行顯示。 先 基板上 與基板 式，扭 示，存 為 置，主 同一基 内使液 術可顯 置之公 光金屬 晶顯不 為 問題，

f之主動矩陣液晶顯示裝置中，夾持液晶層的一 ^ $別設有電極，並設定加到液晶上的電場方向大5 直典型的頌示方式係扭曲向列液晶顯示^ 曲向列、右 Β β - j我曰曰頦示方式利用液晶對光的旋光性進行县 在現角狹小之缺陷。 .，、 立冒大视角，鲁$ # ,

要係1 業界美出一種平面内切換型液晶顯示I

板上適當設置公共電極與像素電極，使其位方 晶旋轉動者產生與基板面大致平行的電場，於平3 著提高液，’利用液晶之旋光性進行顯示。I P S技 共電極邀Γ顯不裝置之視角，但由於該液晶顯示身 電拯，同—素電極位於同一基板上，二者均為不3 裝置之n〜基板上電極及佈線的大量增加會降低夺 解決Ιρς 夏普公司p/l顯示裝置開口率下降導致晝面變暗的 野毛了 一種超高開口率技術（U1 tra

第6頁 1281998 五、發明說明（2)

Aperture ratio，UHA)。該技術係經夏普SHA 技術（Super High Aperture ratio)改良而來。SHA首先於資料線上設 置樹脂絕緣層，然後於該絕緣層上加工形成薄膜電晶體 (Thin Film Transistor, TFT)佈線，而组電阻率較高， 佈線時需要保證一定的線寬，UHA技術則將資料線材料由 钽改為鋁。由於鋁的電阻率較低，因此可以在保證一定電 阻之前提下減小佈線寬度，從而提高開口率。

一種先前技術超高開口率液晶顯示裝置揭露於20 0 3年 5月28日公開之第〇2 1 480 09號中國大陸專利申請。如第一 圖及弟 >一圖所不’該液晶頒不裝置1包括第一基板1 6、與 第一基板16相對之第二基板22以及位於該第一基板16與第 二基板22之間的液晶層13。 該第一基板16上設置有第一偏光片14、導電透明層 1 5、黑色基底層1 7、彩色濾光片1 8、透明覆蓋層1 9以及第 一配向膜20。其中該導電透明層15及第一偏光片14依序形 成於第一基板1 6上與液晶層1 3相對一側上，黑色基底層j 7 與彩色濾光片1 8間隔設置，且均位於第一基板1 6鄰近液晶

層13 —側’透明覆蓋層19及第一配向膜2〇依序形成於黑色 基底層1 7與彩色濾光片！ 8上。 邊第二基板2 2上設置有薄膜電晶體丨〇 〇、像素電極 27、公共電極26、資料線24、掃描線28、像素輔助電極 35、第一絕緣膜23、第二絕緣膜25、第二偏光片21、第二 配向，31及公共電極線261、262。其中該第二偏光片以位 於該第二基板22上與液晶層13相對一側。該第一絕緣膜23

1281998 五、發明說明（3) 位於該第二基板2 2 資料線24相互分離 2 5形成於具有像素 上。公共電極2 6與 緣膜2 5上。第二配 26之第二基板22鄰 公共電極26由 接近液晶層1 3的位 方，其與資料線24 當資料線24工 據電磁場理論可知 可影響資料線3 7附 果0 鄰近液晶層 且均位於第 輔助電極35 像素電極2 7 向膜3 1位於 近液晶層1 3 透明材料製 置上。部份 完全重疊。 作時，由於 ，資料線24 近之液晶分 13 一側’像素辅助電極35與 一絕緣膜2 3上。第二絕緣膜 與資料線2 4之第二基板2 2 間隔設置且均位於該第二絕 具有像素電極27與公共電極 一側上。 成’其形成於比資料線2 4更 公共電極2 6位於資料線2 4上 資料線24内有電流流過，根 周圍形成電場37，該電場37 子的取向，進而影響顯示效 由於位於資料線37上方之公共電極26係高電導率材 料’對經過公共電極26的電場線37具有屏蔽作用，但由於 该公共電極2 6係一平行覆蓋之金屬層，無法完全包覆資料 線24 ’即使公共電極26完全覆蓋資料線24，仍然無法完全 屏蔽該資料線24通電時產生的電場。未包覆部份仍可玫漏 電場’而該洩漏電場會影響公共電極2 6附近之液晶分子， 使其取向異常，無法實現預期效果，造成液晶分子配向不 良的現象，從而導致液晶顯示裝置1的顯示效果較差。 有鑑於此，有必要提供一種顯示效果較佳之平面内切 換型液晶顯示裝置。 【發明内容】

第8頁 1281998 五、發明說明（4) 本發明之目的在於提供一種顯示效果較佳之平面内切 換型液晶顯示裝置。 本發明之另一目的在於提供一種上述液晶顯示裝置的 製造方法。

本發明之液晶顯示裝置包括相對設置之第一基板與第 二基板以及位於該第一基板與第二基板間之液晶層，於該 第二基板上設置有複數資料線，該資料線上方設置有絕緣 層，絕緣層上設置有複數公共電極；其中，位於該資料線 上方之公共電極覆盖在該貢料線上^其橫斷面為弧形。 該資料線之橫斷面還可以為倒置的U形或者倒置的V 形。

本發明之液晶顯示裝置的製造方法包括以下步驟··提 供第一基板與第二基板；於第二基板上形成第一絕緣膜； 於該第一絕緣膜上形成複數資料線；於具有該資料線之第 二基板上形成第二絕緣層；於該第二絕緣層上形成複數公 共電極及像素電極，該複數公共電極中位於資料線正上方 之公共電極覆蓋該資料線且其橫斷面為弧形；於具有該公 共電極與像素電極之第二基板上依序形成一配向膜；將該 第一基板與該第二基板相對設置，並將液晶注於其間。 該資料線之橫斷面還可以為倒置的U形或者倒置的V 形。 相較於先前技術，本發明之平面内切換型液晶顯示裝 置之公共電極覆蓋位於其下方之資料線，該公共電極之橫 斷面為弧形，可以有效屏敝该貢料線通電時產生的電場’

第9頁 五、發明說明（5) 防止該電場影響 晶分子可正常工 相較於先前 中’形成該絕緣 度不均的絕緣層 於其上形成公共 層以形成覆蓋資 弧形，此結構可 使得公共電極附 子均可正常工作 【實施方式】 公共電 作，從 技術， 層時， ’在資 電極金 料線之 有效屏 近的液 ’從而 極附近之液晶分子的取向，使得液 而獲得更佳的顯示效果。 本發明之液晶顯示裝置的製造方法 控制不同位置之蝕刻率，以形成厚 料線上方形成厚度不均之絕緣層， 屬層，選擇性餘刻該公共電極金屬 公共電極，該公共電極之橫斷面為 蔽資料線通電時產生的電場，從而 晶分子能夠取向正常，所有液晶分 可獲得更佳的顯示效果。 二本發明第一貫施方式平面内切換型液晶顯示裝置如第 「圖所不。该液晶顯示裝置4包括第一基板4 6、與第一基 ^46相對之第二基板52以及位於該第一基板46與第二基板 5 2之間的液晶層6 〇。 第一基板46上設置有第一偏光片44、導電透明層45、 …、色基底層4 7、彩色濾光片4 8、保護層4 9以及第一配向膜 50。其中導電透明層45及第一偏光片44依序形成於第一基 板46上與液晶層60相對—侧上，黑色基底層47與彩色濾光 片48間隔设置，士均位於第一基板46鄰近液晶層6〇 一側 上，保護層49及第一配向膜5〇依序形成於黑色基底層以與 彩色濾光片4 8上。 1281998 五、發明說明（6) ，第一配向膜61。其中該第二偏光片51位於該第二基板52 $，晶層60相對一側上。該第一絕緣膜53位於該第二基板 钟近液，層60 一側上，複數資料線54設置於該第一絕緣 、3亡。第二絕緣膜55形成於具有資料線54之第二基板μ 亡:稷數公共電極56與像素電極57間隔設置且均位於該第 二，緣膜55上。第二配向膜61位於具有像素電極57與複數 ^ 電極56之第二基板52鄰近液晶層6〇 一側上。該複數公 由透明材料製成，其形成在比資料線54更接近液 晶層6 0的位置上。 甘找ί中’該複數公共電極56中部份位於資料線54上方， :?斷面呈弧形，覆蓋對應之該資料線54，二者之間設置 ^弟-絕緣膜55。公共電極56通常採用銦錫氧化物 (Indium Tin Oxide， ITO)製成。 液晶顯示裝置4工作時，資料線54通電產生 6 7，但由於本發明之液晶顯 兒两 方之八丘+ & π 裝置4中，位於資料線54上 、凉曰顧-狀罢1由％ / 復盍该育料線54，其較先前技術 /夜日日頟不裝置1中所採用之平^ 鞏 η又 更加有效地屏蔽資料線54通带设：電極26，能夠 晶分子均可正常工作LI 的電場6[，使得所有液 示效果。 ”、…、*取向’從而可獲得更好的顯 凊參閱第四圖，係本發明篆—每 夕刘；；立闰 兮、六„ 乐一貫施方式液晶顯示裝置 之剖面不思圖。忒液晶顯示裝置7 一 衣/ 顯示裝置4不同之處在於：像幸+ . 貝也方式之液日曰 置於第-絕緣層73上方，傻去素:極77與資料線74間隔設 像素電極Η與資料線74上方設置 1281998 五、發明說明（7) 有第二絕緣層7 5，八4 Λ 共電 該液晶顯示裝置了中 電極7 6橫斷面為弧步， 生的電場，使其不影響Z 較佳的顯示效果。 請麥閱第五圖，係、t 之剖面示意圖。該液晶顯 顯示裝置7不同之處在於 公共電極86、像素電極8? 液晶層80 —層設置有配向 子的配向。 極7 6位於該第二絕緣層7 5上方。 由於位於資料線74上方之公共 有效屏蔽對應資料線74通電時產 共電極7 6附近的液晶分子，獲得 發明第三實施方式液晶顯示裝置 示裝置8與第二實施方式之液晶 該液晶顯示裝置8中，僅於具有 及資料線84之第二基板92上鄰近 膜81，以該配向膜81實現液晶分 該液晶顯示裝置8中，由於位於資料線84上方之公共 電極86，斷面為弧形，可有效屏蔽對應資料線84通電時產 生的電場，使其不影響公共電極86附近的液晶分子，獲得 較佳的顯示效果。 —該液晶顧示裝置4的製造方法主要包括以下步驟：提 供第一基板46與第二基板52 ;於第一基板46上與第二基板 52相對一侧依序形成導電透明層45及第一偏光片44 ;於第 一基板46上與第二基板52鄰近一侧形成彩色濾先片48及黑 色基底層4 7，黑色基底層4 7與彩色滤光片4 8間隔設置；於 具有彩色濾、光片48之第一基板46上形成第一配向膜5〇 ;於 苐二基板52上與第一基板52相對一側形成第二偏光片51 ; 於第二基板5 2上鄰近第一基板4 6上形成一第一絕緣膜5 3 ; 於弟一絶緣膜5 3上形成複數貢料線5 4，於具有資料線5 4之

第12頁 1281998 五、發明說明（8) 第二基板5 2上形成一第二絕緣膜5 5 ;於該第二絕緣膜5 5上 形成複數公共電極56，其中位於資料旅54正上方之公共電 極56橫斷面呈弧形，圍繞該資料線54設置；於具有該公共 電極56之第二基板52上形成第二配向膜61 ;將該第一基板 46與該第二基板52相對設置，並將液晶層6〇注於其間。 以 形成該第二絕緣膜5 5時，控制不同位置之蝕刻率， 形成厚度不均之第二絕緣膜55，在資料線54上方形成橫斷 面為弧形之第二絕緣膜5 5，濺鍍以形成一厚度均勻之金屬 層’選擇性蝕刻該金屬層以形成圍繞資料線54之公共電極 7 w亥公共電極5 6之橫斷面為弧形，此結構可有效屏蔽資 料線通電時產生的電場，從而使得公共電極附近的液晶能 夠取向正常。 、）、士發明之液晶顯示裝置不限於以上具體實施方式所 1還可以有其他變形，如公共電極亦可採用銦鋅氧化物 轉Zlnc Oxide, IZO)或者其他金屬材料，位於資料 lit公共電極的橫斷面不限於弧形，亦可採用倒置的 電V產生到的置電的J形橫斷面以覆蓋該資料線，屏蔽資料線通 獲得較;二 綜上所述，本菸 从 利申請。惟，以上^、求付θ毛明專利要件，爰依法提出專 凡熟悉本案技藝之人$者僅為本發明之較佳實施方式，舉 效修飾或變化Γ比虛—丄在援依本案發明之精神所作之等 1應包含於以下申請專利範圍内。

第13頁 1281998 圖式簡單說明 第 圖 係 一 種 先 前 技 術 液 晶顯不 裝 置 之 平 面 示 意 圖 〇 第 二 圖 係 第 一 圖 所 示 液 晶 顯示裝 置 工 作 時 之 剖 面 示 意 圖 第 •—' 圖 係 本 發 明 第 一 實 施 方式液 晶 顯 示 裝 置 之 剖 面 示 意 圖 〇 第 四 圖 係 本發 明 第 二 實 施 方式液 晶 顯 示 裝 置 之 剖 面 示 意 圖 〇 第 五 圖 係 本發 明 第 三 實 施 方式液 晶 顯 示 裝 置 之 剖 面 示 意 圖 〇 [ 主 要 元 件 符 號 說 明 ] 液 晶 顯 示 裝 置 4、 7 8 第 一 偏 光 片 4 4 導 電 透 明 層 45 第 一 基 板 46 望 / >>> 色 基 底 層 47 彩 色 濾 光 片 48 保 護 層 49 第 一 配 向 膜 50 第 二 偏 光 片 51 第 二 基 板 52 92 第 一 絕 緣 膜 53 N 73 資 料 線 54 74 Λ 84 第 —· 絕 緣 膜 55 Λ 75 公 共 電 極 56 76 86 像 素 電 極 57 77 87 液 晶 層 60 、I 80 第 ___ 配 向 膜 61 電 場 67

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Claims (1)

1281998 六、申請專利範圍 · 1. 一種液晶顯示裝置，其包括： _ 相對設置之第一基板與第二基板； 位於該第一基板與第二基板間之液晶層； 位於該第二基板上之複數資料線； 位於該資料線上之絕緣層； 位於該絕緣層上之複數公共電極； 其中’位於該貢料線上方之公共電極覆盖在該貢料線 上，其橫斷面為弧形。 2. 如專利申請範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中該 公共電極係銦錫氧化物。 丨_ 3. 如專利申請範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中該 公共電極係銦鋅氧化物。 4. 一種液晶顯示裝置，其包括： 相對設置之第一基板與第二基板； 位於該第一基板與第二基板間之液晶層； 位於該第二基板上之複數資料線； 位於該資料線上之絕緣層； 位於該絕緣層上之複數公共電極； 其中，位於該資料線上方之公共電極覆蓋在該資料線1 上，其橫斷面為倒置的U形。 5. —種液晶顯示裝置，其包括： 相對設置之第一基板與第二基板； 位於該第一基板與第二基板間之液晶層； 位於該第二基板上之複數資料線； .

第15頁 1281998 六、申請專利範圍 位於該資料 位於該絕緣 其中，位於 上，其橫 6. —種液晶顯 第一基 二基板 第一絕 有資料 第二絕 數公共 資料線 有該公 配向膜 提供 於第 於該 於具 於該 複 該 於具 線上之絕緣層； 層上之複數公共電極； 該貢料線上方之公共電極覆盖在該貢料線 斷面為倒置的V形。 示裝置的製造方法，其包括以下步驟： 板與第二基板； 上形成第一絕緣膜； 緣膜上形成複數資料線； 線之第二基板上形成第二絕緣層； 緣層上形成複數公共電極及像素電極，該 電極中位於資料線正上方之公共電極覆蓋 且其橫斷面為弧形； 共電極與像素電極之第二基板上依序形成 將該第一基板與該第二基板相對設置，並將液晶注於 其間。 範圍第6項所述之液晶顯示裝置的製造方 公共電極係採用濺鍍方式形成於絕緣層 7.如專利申請 法，其中該 8. 如專利申請範圍第6項所述之液晶顯示裝置的製造方 法，其中該公共電極厚度均勻。 9. 如專利申請範圍第6項所述之液晶顯示裝置的製造方 法，其中該公共電極係銦錫氧化物。 1 0.如專利申請範圍第6項所述之液晶顯示裝置的製造方

第16頁 1281998 六、申請專利範圍 法，其 一種液 提供第 於第二 於該第 於具有 於該第 複數 該資 於具有 一配 將該第 其間 π 12· 一種液 提供第 於第二 於該第 於具有 於該第 複數 該資 於具有 ——酉己 將該第 中該公共電 晶顯示敦I 一基板與第 基板上形成 一絕緣膜上 資料線之帛 二絕緣層上 公共電極中 料線且其横 該公共電極 向膜； 一基板與該 〇 晶顯示裝置 一基板與第 基板上形成 一絕緣膜上 資料線之第 二絕緣層上 公共電極中 料線且其橫 該公共電極 向膜； 一基板與該第 極係銦鋅氧化物 的製造方法，其包括以下沐 一基板； 〉蹲· 第一絕緣膜； 形成複數資料線； 二基板上形成第二絕緣層. 形成複數公共電極及像素本 =於—貪料線正上方之公共i f，言卖 斷面為甸置的U形； 麵復鼙 與像素電極之第二基板上兌 " 第 形戍 基板相對設置，並將液晶、 =方法…括以下步驟：、 第一絕緣膜； 形成複數資料線； 二基板上形戒第二絕緣層； 形成複數公共電極及像素電極， =料線正上方之公共電極覆； 辦面為倒置的V形； 、像素电極之第一基板上依序形成 基板相對設置，並將液晶注於

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