TWI325073B - Liquid crystal display device having common electrodes with reduced resistance and method for fabricating the same - Google Patents

Description

子。因而’液晶分子的配向方向與基板成G〜90。。 、由於扭轉向列模式液晶顯示裝置中的液晶分子垂直於基板， 所以其視^佳。就是說，由於觀賞者觀察螢幕的方向和角度不 同’螢幕顯示的影像的色彩和亮度也隨之變化，使扭轉向列模式 液晶顯示裝置的視角收到限制。為了克服這一缺陷，發展出一種 新視角技術’即平面切換型（IPS)液晶顯示裝置。 =面切換型液晶顯示裝置產生水平方向的電場，驅動液晶分 著X平方向的電場配向為與基板平行。當向平面切換型液晶 顯示裝置的電極加載電壓時，可在基板上產生水平電場，使液晶 刀子水平配向’因此與扭轉向顺式液晶顯示裝置相比增大了視 角。 第1圖」所不為先前技術平面切換模式液晶顯示裝置的結 構示意圖。如圖所示’在液晶顯稀置的第—基板上，金屬層製 成的閘極線i和資騎3水平、垂鑛佈，絲了單元晝素區域。 而且依照η條閘極線和⑴条資料線的交叉點，液晶顯示裝置包 含_個畫素。為了便於說明，「第1圖」巾僅表示了 nxm個畫 素中的一個。 在閘極線1和資料線3的交叉處，形成有開置，如薄膜 電曰曰體⑺’其包含閘極ig、半導體層（圖未示）、源極3a和汲 極3b。閘極lg和源極3a分別連接間極線丄和資料線3，這樣開 關裝置（T)可依照閘極線丨輸人的信號開啟，以將資料線3的影 1325073 像信號傳輸給單元畫素。 、"傳輸共同信號的制電極線丨1位於單元畫素區域内與閘極線 1平仃的區域1動液晶分子的至少—對電極，即共同電極^和 晝素電極15平行於資料線3，以產生平行於基板的水平電場。此 處’共同電極、線η與共同電極13同時形成，共同電極13係從丑 同電極線11垂直相交地延伸。 畫素電極I5形成在覆蓋整個基板的聽層（圖未示）上。晝 素電極與_ 3a和祕3b相鄰，並透過接觸孔7與汲極3b連接二 而且/及極3b延伸出的儲存電極1Γ與共同電極線u重疊，間極 絕緣層（圖未示）位於儲存電極n，與共同電極線u之間，形成 了儲存電容。 在與第-基板相對的第二基板上（圖未示），形成有防止不必 要的光茂露的黑矩陣、產生色彩的彩色濾光片和用於平整基板表 面的外塗層。此外’第—和第二基板彼此相對的表面還形成有用 於確定液晶分子初瓶向方向的配向層（圖未示）。液晶層位於兩 塊基板之間的間隙内。 在具有上述結構的平面切換型液晶顯示裝置中，由於共同電 極13和晝素電極15都位於同一塊基板上，可在基板上產生水平 的電場。因而，與基板平行的水平電場驅動液晶層中的液晶分子， 即，使液晶分子的配向方向平行於基板。因此，可從任何角度如 從左、右、上、下的角度觀看到液晶顯示裝置的上表面顯示的影

8 _第2圖」和「第3圖」所示為本發明第-實施例之液晶顯 =装置結構的示意圖。在「第2圖」為本發明單元晝素的平面圖。 「第3圖」為沿「第2圖」中w線的刮面圖。 第2圖」所示為本發明實施例之一個單元晝素的簡要示意 圖本發明的液晶顯示裝置包含形成在基板上的複數閘極線則 和複數資料線3〇2。閘極線3〇i與資料線3〇2垂直相交以定義單元 ^素。平行於閘板線301的共同電極線3〇3與閘極線3〇1形成在 同-層上’用於向共同電極加載電壓。在本發明第—實施例中， 閘極線3〇1和共同電極線3〇3都透過在裸玻璃基板上堆疊透明電 極材料和導電材料形成的複數㈣層形成。*且，用於開關單元 晝素的薄膜電晶體310形成在單元晝素中。 共同電極3〇5形成在單元畫素中並與共同極線3〇3電性連 接。共同電極305包含用於傳輸光線的透光部份现和環繞透光 雜邊緣的導電部份3〇6。透光部份32〇由透明導電材料形成如 氧化銦錫（ΙΤ0)β導電部份SG6由透明導電材料和具有較好導電 性的導電材料如金屬層堆疊而成，形成堆積層。共同電極奶透 過依次堆疊透明電極材卿成的第—電極層和具有較好導電性的 導電材料形成的第二電極層，然後移除透光部份汹上的第二電 極層而形成。為了減少製程’閘極線3〇1可在形成共同電極奶 的製程中同時職，可透過堆疊第—電極層和第二電極層形成閘 極線301。 f 於„與共同電極3G5相對設置以形成水平電場的晝素電極3〇4位 ;單疋晝素處。畫素電極304由透明電極材料製成，包含至少一 固狹縫部份3〇7 ’狹縫部份撕係透過切割和移除部份透明電極材 料$成。透過狹縫3G7具有樾物線形的水平電場形成在共同電極 305和晝素電極304之間。 由於共同電極和晝素電極都為透明電極，因此增加了開口 率由於移除了部份透明電極材料形成的狹縫更增加了透光率。 而且透過狹縫形成的拋物線形的水平電場使液晶分子更容易實 現平行於基板方向的配向。 位於共同電極3〇5邊緣的導電部份係由如金屬等的導電 材料製成。導電材料連接制電極線观。由於如氧化銦锡的透明 電極材料的導鮮通常叫騎他，㈣如果使賤明電極材 料’影像資訊的輸出會被延遲，進而降低了畫質。因而，為了正 常向單元畫素提供共同電壓，共同電極線挪的頂部導電層和共 _極305的導電部份3〇6電性連接，以降低電阻並向單元晝= 平穩地提供共同電壓。而且，導電部份咖與晝素電極州重疊， 提高了儲存電容的電容值》 「第3圖」所示為本發明第—實細之液晶顯稍置的剖面 圖。如「第3圖」所示，閘極線3〇1和共同電極3〇5形成於基板 4〇ι上’而基板4〇ι可為玻璃（bare glass)。閘極線3〇1係透過堆 疊導電材料3〇la和透明電極材料3議形成。共同電極3〇5包含 1325073 -可傳輸光線的透光部份⑽和沿著透光部份⑽的邊緣形成的導 電部份306。透光部份320*透明電極材料3㈣形成，導電部份 306包含透明電極材料通和由導電材料製成的導線施。導線 305a與共同電極線303的頂部導電材料相同。 形成覆蓋閘極線301和共同電極305的閘極絕緣層4〇2。主動 層404形成在閘極絕緣層402上，且主動層撕賴的源極電極 405a和汲極電極405b。當源極電極4〇5a和汲極電極·形成的 •同時，資料線3〇2亦形成，可將資料訊號提供至源極電極術。 純化層403用於保護源極電極4〇5a和汲極電極4〇5b。然後，在純 化層403上形成與汲極電極4〇5b連接的晝素電極3〇4。晝素電極 304包含複數狹縫307。當加載電壓時，透過狹縫3〇7可形成拋物 線形的水平電場。 在本發明第一實施例中，與共同電極線3〇3連接的導線3〇5& 位於單元晝素中的共同電極305的邊緣，以減少電阻。「第4圖」 籲和「第5圖」所示為本發明第二實施例。在第二實施例中，為了 進一步減少共同電極305的電阻，在閘極線方向提供一條電性連 接相鄰的共同電極305的連接線5〇1。「第4圖」所示為本發明第 •二實施例的平面圖，「第5圖」所示為沿「第4圖」a區域的π_ II線的剖面圖。 「第4圖」中標號501代表連接線，連接線5〇1在閘極線方 向電性連接相鄰的單元晝素的共同電極305。連接線501形成在每

13 1325073 =晝素广並可與閘極線301和共同電極線3〇3在同一製程 ==可透過堆疊透明電極材料和導電材料形成， ，、電極材料為形成共同電極305的透明電極 料，瓣料為形成共同電細的導⑽a的㈣。第= 例中液4不裝置的其它部份與第—實施例相同。 以下將結合「第6圖」*「第7圖」描述可進-步減少丑同 =3〇5的電阻的本發明第三實施例。「第6圖」所示為她第 -職的剖面圖圖一「第6圖」一η 第6圖」所不的第三實施例的特徵在於包含在資料線302 方向上連接相鄰畫素電極撕的導電路徑。如「第7圖」所示’ 由與畫素電極304相同的透明電極材料製成的導線观透過 孔7〇2與共同電極3〇5連接。而且，為了增強導電性，導線701 與共同電極305的導電部份㈣連接。接觸魏可在移除部份 鈍化層403和暴露沒極405b的製程中形成，導線7〇1可在畫素電 極304的製程中同時形成。 第8圖」所不為本發明第四實施例的導電路徑。「第8圖」 所示的複數導電線路更增加了導電路徑料電性。如「第8圖」 所示，導電路徑包含由與源極咖和汲極働相同的導電材料 製成的第-導線901和與晝素電極3()4相同的材料製成的第二導 線7〇1。製成第一導線9〇1的材料與製成源極術*汲極娜的 材料相同，可為鉬（Mo)、鉬合金、鋁（A1)、鋁合金、鈦（Ti)、 鈦合金、鈕（Ta)、鈕合金、鈷（c〇)、鈷合金、鎳（Ni)、鎳合金 或鉻（Cr)中的一種。然而，也可使用其它合適的材料。這些材 料與透明電極材料如氧化銦錫相比導電性更好，因此連接在共同 電極305之間的導電路徑的電阻也更低。而且，由於導電路徑形 成在共同電極3〇5的邊緣，在儘量減少資料線3〇2和共同電極3〇5 之間線路的交又的同時，可減少由於制電極上加載的不正常電 壓導致的_螢幕產生綠色_。尤其是可透過使賴射光罩形 成具有均物φ的共同電極形成導電雜’贿決路徑交叉問題。 「第9A圖」至「第9D圖」所示為本發明第一實施例的製造 方法/口第2圖」I — I線的剖面圖。然而，只要不脫離本發明的 精神，圖示的方法也可應用在其它實施例中。 如「第9A圖」所示，在基板4〇1如玻璃基板上透過賤鑛方法 塗覆如氧化銦錫或氧化鋅錫的透明電極材料以形成透明電極層 3〇5b。接著’在透明電極層難上形成第—導電層職。第一導 電層305a可為金屬材料或其它具有較好導電性和與透明電極層 305b之間具有歐姆接觸性的材料製成。 此後’在第-導電層305a上塗覆光阻，並進行饒射曝光製程， 以形成具有階梯狀高度差的光阻圖案咖。光阻圖案讓定義閉 極線观、共同電極3〇5和共同電極線3〇3。在本發明第二實施例 中（「第4圖」和「第5圖」所示）’光阻圖案還可定義連接線501。 1325073 如「第9B圖」所示，使用光阻圖案匪作為光罩依次侧 第-導電層3〇5a和透明電極層咖。因此，形成間極線训、共 同電極3〇5和共同電極線3〇3。尤其是可透過灰化光阻圖案麵 定義共同電極奶的透光部份32G。即透過繞射曝光形成圖案的光 阻圖案1001在透光區域32〇處相對較薄。灰化透光部份咖上的 較_光阻以將其移除，以祕刻製程前曝光第一導電層施。 接著，使用灰化的光阻圖案作為光罩移除透光部份320的第一導 • 電層305a，以製成透光部份320。 此處，組成共同電極305邊緣的閘極線3〇卜共同電極線3〇3 和導電部份306係透過堆疊透明電極層鳩和第一導電層纖 形成，以增強導電性。由於共同電極3〇5的邊緣係以較厚曰的光阻 圖案腿作為光罩透過繞射曝_紐卿成，因此共同電極 305的形狀精確。通常’當使用半曝光製程形成的光阻圖率侧丘 同電極的邊緣時，半曝光的光阻邊緣的切面不均勻，使共同電極 無法均自辭行資騎H轉單元晝素料生電容不相同， 導致線路交又和營幕綠化。然而，透過在光阻上進行繞射曝光以 心成光阻赌職’邊雜相光阻可使酬餘妨兩次，以 形成具有均勻和平整的邊緣的共同電極。一旦共_極3〇5和間 極線30】形成，可移除剩餘的光阻。 所示，在基板的嶋3G1和共同電極卿 成的區域軸驗接著分卿成糊導源極她 1325073 意圖， 第5圖為沿第4圖II-II線的剖面圖； 第6圖為本發明第三實施例之液晶顯示裝置的單元晝素的示 意圖， 第7圖為沿第6圖III—III線的剖面圖； 第8圖為本發明第四實施例之液晶顯示裝置的導電路徑結構 的剖面圖；及 • 第9 A圖至第9 D圖分別為本發明實施例之液晶顯示裝置的製 程的示意圖。 .【主要元件符號說明】 1、301 閘極線 ig 閘極 3、302 資料線 3a ' 405a 源極 3b、405b 汲極 7、702 接觸孔 11 ' 303 共同電極線 11, 儲存電極 13 ' 305 共同電極 15、304 晝素電極 301a 導電材料 1325073

301b 透明電極材料 305a 透明電極層、導線 305b 透明電極層 306 導電部份 307 狹縫 320 透光部份 401 基板 402 閘極絕緣層 403 純化層 404 主動層 501 連接線 701 第二導線 901 第一導線 1001 光阻圖案 T、310 薄膜電晶體

Claims (1)

1. 々·月Π佟正太 十、申請專利範圍： •…」 L 一種液晶顯示裝置基板，包含有： 單π晝素’係定義為—基板上的—條閘極線與—條資料 線相互交叉； 、 一開關裝置，形成在該單元晝素内； 共同電極線，與該閘極線平行，包含第一透明電極 第一導電層； 一共同電極，位於該單元晝素内，與該共同電極綠連接， 包含i電部和一透光部，該導電部位於沿著該共同電極邊緣 的區域，包含第二透明電極層和第二導電層，該透光部位於該 共同電極的中央部，包含第三透日㈣極層； ^ -晝素電極’包含—與該共同電極相對的狹縫區域；及 -導電路徑’該導電路徑位於該共同電極上，且位於該資 料線方向上’用於電性連接相鄰該單元晝素的該共同電極，該 導電路徑包含複數條導線，且各該導線更包含—第—導線及一 第二導線’該第-導線由一導電材料製成，該第二導線由一透 明電極材料製成。 2‘如申請專利範圍第i項所述之液晶顯示裝置魅，其中該導電 部與該共同電極線連接。 3. 如申請專利範_丨賴述之液晶顯稀置基板，更包含一連 接線’該連接線與該閘極線平行，且電性連接該共同電極。 4. 如申請專利範圍第3項所述之液晶顯稀置基板，其中該連接 21 1325073 線連接該導電部。 5.如申請專利範圍第〗 一 項所述之液阳顯示裝置基板，其中該第 A U 和該第三翻電極層均由同-透明電極層形成。 6· 和第-導電層均由同—導電層形成。 8. 線利:園弟1項所述之液晶顯示裝置基板’其中該閘極 線由該第-透明電極層和該第—導電層形成。 一種液關林置基板的製造方法，包含有下列步驟： 在基板上形成-條閘極線、一條共同電極線和一共同電 極，該共同電極線與該閘極線平行，且包含一透明電極層和一 導電層，該共同電極與該共同電極線連接，且包含-透明電極 層和一導電層； 形成一閘極絕緣層，以覆蓋該閘極線、該共同電極線和該 共同電極； 在該閘極絕緣層上形成一主動層； 形成一條資料線、-源極和—沒極，該源極和槪極位於 該主動層上，其巾更包含魏—第—魏_導電路徑，係位 於該資料線的方向上，餘紐連接__共同電極； 形成一鈍化層；及 在該鈍化紅縣-晝素電極，該晝素雜透過—接觸孔 連接該汲極’該晝素電極還包含一狹縫區域。 1325073 9.如申請專利細第8項所述之液晶顯示裝置基板的製造方法， 其中形成該·線、該制電極線和該翻電極的步雜，包含 下列步驟： 在該基板上形成該第一透明電極層； 在該第一透明電極層上形成該導電層； 在該導電層上塗覆一光阻；及 在該光阻上進行繞射曝光。 10.如申料利細第8項所述之液晶顯示裝置基板的製造方法， 其中形成該間極線、該共同電極線和該共同電極的步驟中，更 包含形成與該閘極線平行的一條連接線，以電性連接該共同電 0 Π.如申請專種_ 1G顧叙液晶_裝置基板的製造方 法’其中形成該晝錢㈣步射，更包含形成-導電路徑， 該導電路徑位於該資料線的方向上，用於電性連接相鄰該單元 晝素的該共同電極。 如申請補賴第8輯述之液晶顯柯置基板的製造方法， 其中形成該晝素電極的步驟中，更包含形成一導電路徑，該導 電路徑位於該資料線的方向上，用於電性連接相鄰該單元書素 的該共同電極。 一 13.如申請專利範圍第12項所述之液晶顯示裝置基板的製造方 法，其中該導電路徑包含複數條導線。

   23 14. 如申請專利範圍第8項所述之液晶顯示裝置基板的製造方法， 其中形成該晝素電極之步驟中，更包含形成一第二導線的該導 電路徑，係位於該資料線的方向上，用於電性連接相鄰的該共 同電極。 15. 如申請專利範圍第14項所述之液晶顯示裝置基板的製造方 法，其中該第二導線與該第一導線重疊，且與之物理連接。 m 24