TWI401514B - 平面切換模式液晶顯示器及其製造方法 - Google Patents

Description

平面切換模式液晶顯示器及其製造方法

本發明涉及一種平面切換(in-plane switching,IPS)模式液晶顯示器(liquid crystal display,LCD)及其製造方法，尤其涉及一種能夠增進孔徑比、產量以及其他特點的IPS模式LCD及其製造方法。

隨著消費者對資訊顯示器的興趣不斷地增長以及對可攜式(行動式)資訊裝置的需求不斷地增加，已不斷地研發以及商業化輕且薄的平面顯示器(flat panel displays,FPD)。

在FPD中，LCD是一種利用液晶的光學異方性以顯示影像的裝置。LCD裝置展現了傑出的解析度以及彩色和圖像品質，從而其可廣泛地應用於筆記型電腦或桌上型電腦顯示器等裝置中。

所述LCD包括一彩色濾光片基板、一第一基板、一陣列基板、一第二基板、以及在彩色濾光片基板和陣列基板之間所形成的一液晶層。所述彩色濾光片基板包括一彩色濾光片，其包括複數個子彩色濾光片，其處理紅色、綠色和藍色，一黑色矩陣，用於區分所述子彩色濾光片並阻擋透過所述液晶層所傳輸的光，以及一透明公共電極，用於在液晶層上加入電壓。所述陣列基板包括閘極線和資料線，它們垂直和水平地配置，以界定出形成於閘極線和資料線各個交叉處的複數個像素區域、薄膜電晶體(thin film transistors,TFT)、切換元件，以及形成在像素區域上的像素電極。

所述彩色濾光片基板和陣列基板以面對面的方式利用一密封劑貼附，該密封劑形成於一圖像顯示區域的一邊緣，以形成一液晶面板，而彩色濾光片基板和陣列基板的附接透過一附接鍵來實現，該附接鍵形成在彩色濾光片基板或陣列基板上。

以上所述的LCD稱為一扭曲向列(twisted nematic,TN)模式LCD，其中向列相液晶分子係在垂直於基板的方向上被驅動，這樣的缺點是可視角度非常狹窄，大約90°。這是液晶分子的折射異方性所帶來的結果，因為在液晶顯示面板上施加電壓時，已水平配向於基板的液晶分子大致上變成在垂直配向於基板的方向。

因此，一種IPS模式LCD已被提出，其中液晶分子係在平行於基板的方向上被驅動，藉以改善可視角度大於170°。所述IPS模式LCD將在以下進行描述。

第1圖為一平面圖，表示先前技術中IPS模式LCD的一陣列基板的一部分。N條閘極線和M條資料線彼此相交形成，以在一陣列基板上界定出MxN個像素。然而，為了簡略起見，僅表示出一個像素。第2圖為第1圖中沿陣列基板的割線I-I’剖面的示意圖，其中，陣列基板和附接於陣列基板的彩色濾光片基板一同表示出來。

如第1圖和第2圖中所表示，一條閘極線16和一條資料線17垂直和水平地形成，以在透明陣列基板10上界定出一像素區域，並且一TFT(T)，即一切換元件，形成於閘極線16和資料線17的交叉處。所述TFT(T)包括與閘極線16連接的一閘極電極21，與資料線17連接的一源極電極22，以及與一像素電極18經由一像素電極線181連接的一汲極電極23。所述TFT還包括一用於將閘極電極21和源極電極22以及汲極電極23隔絕的第一絕緣薄膜15a，以及在源極電極22和汲極電極23之間的一活性圖案24，可藉施加一閘極電壓至閘極電極21上，用以形成一導電通道。作為參考，元件符號25代表一歐姆接觸層，用以允許活性圖案24的源極區域和汲極區域與源極電極22和汲極電極23形成歐姆接觸。

在像素區域中，一公共線81和一儲存電極18s在平行於閘極線16的方向中配置，以及複數個公共電極8和複數個像素電極18平行於資料線17配置。此處，所述儲存電極18s和公共電極8產生切換液晶分子30的一平面場90。複數個公共電極8同時與閘極線16形成並與公共線81連接，且複數個像素電極18與資料線17同時形成並與像素電極線181和儲存電極18s連接。另外，連接到像素電極線181的像素電極18與TFT(T)的汲極電極23經由像素電極線181電性連接。所述儲存電極18s與一部分具有第一絕緣薄膜15a的下公共線81重疊，該第一絕緣薄膜15a在儲存電極18s和下公共線81之間插入以形成一儲存電容Cst。

在透明彩色濾光片基板5上，形成具有用於防止光洩漏到TFT(T)上的一黑色矩陣6、閘極線16和資料線17、以及用於實現紅色、綠色和藍色的一彩色濾光片7。用於確定液晶分子30的初始配向方向的一配向膜(圖中未示)塗佈在陣列基板10和彩色濾光片基板5的面對的表面上。

先前技術中的平面模式LCD具有的結構是，公共電極8和像素電極18形成在相同的陣列基板10上，以產生平面場，並因此可增進可視角度。

然而，因為由一不透明材料所製成的公共電極8和像素電極18係配置在像素區域中，且提供了由一不透明導電材料所製成的公共線81，所以孔徑比變差，因而亮度也變差。

除此之外，因為公共線81係形成於閘極線16所形成的薄層上，靠近閘極線16，所以公共線81可能會與閘極線16短路。

因此，為了解決上述的問題，已構思出本說明書中所描述的各種特點。本發明實施例的一個特點是提供一種IPS模式LCD及其製造方法，能夠透過形成複數個由透明導電材料構成的公共電極和像素電極而增進孔徑比，並能夠形成大致上與資料線平行的公共線。

本發明的另一個特點是提供一種IPS模式LCD及其製造方法，能夠透過在資料線方向中形成短於全部資料線的公共線來降低公共線的總電阻，以穩定公共電壓。

本發明的另一特點是提供一種IPS模式LCD及其製造方法，能夠透過配置與閘極線交叉的公共線，並在其間插入具有一絕緣薄膜，來防止資料線和公共線構成短路。

本發明實施例提供了一種IPS模式LCD，包括閘極線，在一陣列基板上的一第一方向中配置；資料線，在大致上與第一方向垂直的一第二方向中配置，閘極線和資料線在陣列基板上界定出像素區域；在陣列基板上至少提供一個儲存電極；公共電極，延伸穿過每一個像素區域；像素電極，大致上與公共電極平行配置，公共電極和像素電極交替配置而在每個像素區域中產生平面場；TFT，在閘極線和資料線的交叉區域上提供，每一個TFT包括一源極電極，與對應的資料線連接，一汲極電極，與對應的像素電極連接，以及一閘極電極；以及至少一條公共線，位於像素區域中的各個公共電極下面，公共線大致上與資料線平行。

本發明還提供了另一種製造IPS模式LCD的方法，包括：在一第一方向中配置形成閘極線以及在大致上垂直於第一方向的一第二方向中配置形成資料線，閘極線和資料線在一陣列基板上界定出像素區域，在陣列基板上形成一儲存電極，形成延伸穿過每個像素區域的公共電極，形成像素電極大致上平行於公共電極配置，公共電極和像素電極交替配置以在每個像素區域中產生平面場，在閘極線和資料線的相交區域處形成TFT，每個TFT包括與對應的資料線連接的一源極電極，與對應的像素電極連接的一汲極電極以及一閘極電極，以及在像素區域中的至少一個公共電極下面形成一條公共線，所述公共線大致上與資料線平行。

本發明也提供了另一實施例，一種用於製造IPS模式LCD的方法，包括在一第一基板上形成一個閘極電極和一閘極線，在第一基板上形成一第一絕緣層，在第一基板上形成一活性圖案，在第一基板上形成源極電極和汲極電極，以及形成與閘極線交叉的一資料線以界定出一像素區域，在第一基板上形成一儲存電極，在大致上平行於資料線的一方向中以及在第一基板的像素區域中形成至少一條公共線，在第一基板上形成一第二絕緣層，以及形成交替配置在第一基板的像素區域中的複數個公共電極和像素電極，以產生一平面場，從而至少一個公共電極位於公共線的上部。

對於本發明額外的優點、目的和特點將在隨後的描述中闡明，以及部分內容將從描述中顯而易見，或者可透過實施本發明而瞭解到。本發明的目的和其他優點將透過特別在描述中指出的結構和在此的申請專利範圍以及所附圖式說明來實現和獲得。

以下參考所附圖式及元件符號對本發明的實施方式中的IPS模式LCD及其製造方法做更詳細的說明。在本發明可做出很多方式的變化。這些變化不可視為脫離了本發明的精神和範圍，對於本領域的技術人員，這些修改都應視為包括在申請專利範圍中。

第3圖為一平面圖，表示依據本發明第一實施例一IPS模式LCD的一陣列基板的一部分。N條閘極線和M條資料線彼此相交形成，以在一陣列基板上界定出MxN個像素。然而，為了簡略起見，圖式中僅表示出一個像素。

如第3圖所表示，當公共電極和像素電極具有一彎曲結構時，因為液晶分子配置在兩方向中以形成兩個域，所以當與配置的液晶分子形成一單域相較，可視角度可進一步增進。本發明並不限於兩域結構的IPS模式LCD，也可適用於具有多於兩域的多域結構的IPD模式LCD。形成兩個或以上域(多域)的IPS結構稱為一S(超級)-IPS結構。用於形成一多域結構的公共電極和像素電極的形狀並不限於第3圖中所表示的情況。例如，公共電極和像素電極可具有一弧形結構或可具有在多點位置上彎曲的結構。

如圖所表示，在本發明第一實施例中，閘極線116和資料線117垂直和水平地形成，以在一陣列基板110上界定出一像素區域，以及一TFT(T)，其為切換元件，形成在閘極線116和資料線117的相交處。

所述TFT(T)包括一閘極電極121，形成一部分閘極線116，一源極電極122，與資料線117連接呈現一「U」形，以及一汲極電極123，與一像素電極118連接。所述TFT(T)進一步包括用於將閘極電極121與源極電極122和汲極電極123隔絕的一第一絕緣層(圖中未示)，以及一活性圖案(圖中未示)，在源極電極122和汲極電極123之間透過加入至閘極電極121的一閘極電壓以形成一導電通道。在這個情況下，雖然源極電極122具有「U」形使得通道形成為「U」形，但本發明並不限於「U」形通道而可應用具有不同形狀的TFT的各種通道。

公共電極108、108a、108a’和像素電極118交替地形成，以在像素區域中產生一平面場，並且一對最外處的公共電極108a和108a’形成在像素區域的邊緣。在公共電極108、108a、108a’中，最外處的公共電極108a和108a’與一對下儲存電極118a和118a’分別重疊，以形成第一和第二儲存電容Cst1和Cst2，這兩個電容具有在最外處的公共電極108a和108a’與下儲存電極118a和118a’之間插入的第一和第二絕緣層(圖中未示)。另外，公共電極108、108a、108a’和像素電極118配置為大致上平行於資料線117。

所述第一和第二儲存電容Cst1和Cst2用於均勻地維持加入於一液晶電容器上的電壓直到接收到下一個信號。除了維持信號，第一和第二儲存電容Cst1和Cst2還可具有穩定灰階值表現度、減少閃爍、減少殘像的形成等作用。

依據本發明第一實施例的IPS模式LCD中，最外處的公共電極108a和108a’和儲存電極118a和118a’形成在像素區域的左、右邊緣上，以形成第一和第二儲存電容Cst1和Cst2，但本發明並不限於最外處的公共電極108a和108a’和儲存電極118a和118a’的這個配置。例如，本發明可應用的情況是，儲存電極僅在像素區域的一邊緣處形成，以形成一單一儲存電容。

此處，一第一連接線108L配置在公共電極108、108a、108a’的一端，大致上平行於閘極線116並連接公共電極108、108a、108a’的一端。一第二連接線118L形成在像素電極118的一端，連接像素電極118的一側，並分別經由形成在第二絕緣層的一第一接觸孔140a以及一對第二接觸孔140b和140b’電性連接汲極電極123以及一對儲存電極118a和118a’。

依據本發明第一實施例的一公共線1081形成於像素區域中的一任意公共電極108的下部，從而公共線1081大致上平行於資料線117。在這個情況下，公共線1081以與資料線117相同的導電材料所製成，並與資料線117形成在相同的層上。除此之外，公共線1081經由在第二絕緣層形成的一第三接觸孔140c電性連接第一連接線108L，以在第一連接線108L和公共電極108、108a、108a’加入一公共電壓。

另外，在陣列基板110的邊緣部，形成有分別電性連接閘極線116和資料線117的一閘極墊電極126p和一資料墊電極127p，並將一外部驅動電路單元提供的一掃描信號和一資料信號傳送至閘極線116和資料線117。即是，資料線117和閘極線116延伸到驅動電路單元，從而與一資料墊線117p和一閘極墊線116p分別連接，並且資料墊線117p和閘極墊線116p經由資料墊電極127p和閘極墊電極126p接收來自驅動電路單元的一資料信號和一掃描信號，所述資料墊電極127p和閘極墊電極126p分別經由第四接觸孔140d和第五接觸孔140e電性連接。

如以上所述的依據本發明的第一實施例IPS模式LCD，公共電極108、108a、108a’、像素電極118、第一連接線108L以及第二連接線118L由透明導電材料所製成，如銦錫氧化物(Indium Tin Oxide,ITO)或銦鋅氧化物(Indium Zinc Oxide,IZO)，從而可增進孔徑比。

除此之外，因為公共線1081大致上平行於資料線117形成，所以可減小公共線1081的線寬，並因此像素區域的孔徑比可增進大約8%至30%。

除此之外，因為在資料線117的方向中延伸穿過整個IPS模式LCD的公共線1081的總長度短於延伸穿過整個IPS模式LCD的閘極線116的總長度，所以可減少公共線1081的總電阻。結果，公共電壓可得到穩定，以防止圖像品質的惡化，如波紋或閃爍。在這個情況下，公共線1081的總長度可大約為閘極線116的總長的0.56倍。作為參考，在先前技術的IPS模式LCD中，因為公共線形成與平行於液晶面板的方向中，即在大致上平行於閘極線的方向中，從而增加了RC延遲，進而液晶面板的兩端之間的公共電壓改變了大約200mV，導致了波紋和閃爍。

除此之外，依據本發明第一實施例的IPS模式LCD中，形成公共線1081以至橫越閘極線116和第一絕緣層，該第一絕緣層在公共線1081和閘極線116之間插入。即，公共線1081沒有在閘極線116附近形成也不與閘極線116形成在相同的層上。

更確切地，形成公共線1081，其橫越閘極線116和第一絕緣層，該絕緣層在公共線1081和閘極線116之間插入，並且，公共線1081與資料線117形成在相同的層上，從而防止閘極線116和公共線1081構成短路的缺陷並增進了產量。

此處，依據本發明第一實施例IPS模式LCD中，包括源極電極、汲極電極、資料線和資料墊線、公共線的資料配線以及活性圖案同時透過利用一半色調遮罩或一縫罩(繞射遮罩)(此後半色調遮罩也包括縫罩)在一單一遮罩製程中形成，進而陣列基板可透過執行四個遮罩製程而製造。這個內容將透過以下製造IPS模式LCD的方法來詳細描述。然而，本發明並不限於遮罩製程的數量。例如，所述陣列基板還可透過執行多於四個或少於四個的遮罩製程來製造。

第4A圖至第4D圖為沿第3圖中陣列基板的線IIIa-IIIa’-IIIa”、IIIb-IIIb、和IIIc-IIIc的剖面圖，依次表示出一製造過程。

左側(IIIa-IIIa’-IIIa”)表示包括資料線區域的像素部分的陣列基板的製造過程，而右側(IIIb-IIIb和IIIc-IIIc)表示資料墊部分和閘極墊部分的陣列基板製造的連續過程。

第5A圖至第5D圖為平面圖，依次表示第3圖中的陣列基板的製造過程。

如第4A圖和第5A圖所表示，閘極電極121、閘極線116、第一儲存電極118a、第二儲存電極118a’、以及閘極墊線116p形成於陣列基板110的像素部分上，該陣列基板110由一絕緣材料所製成，如玻璃。所述第一和第二儲存電極118a和118a’形成為分別在像素區域的左邊緣和右邊緣處彎曲，並大致上垂直於閘極線116來配置。閘極電極121、閘極線116、第一儲存電極118a、第二儲存電極118a’以及閘極墊線116p透過在陣列基板110的整個表面上沉積一第一導電薄膜而形成，並透過一微影蝕刻製程(一第一遮罩製程)而對其選擇性地圖案化。此處，第一導電薄膜可由低電阻導電材料，如鋁(Al)、鋁合金、鎢(W)、銅(Cu)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鉬合金等所製成。又，第一導電薄膜可形成為一多層結構，如將兩個或以上的低電阻導電材料堆疊。

之後，如第4B圖和第5B圖所表示，一第一絕緣層115a、一非晶矽薄膜、一n＋非晶矽薄膜、以及一第二導電薄膜形成在已形成具有閘極電極121、閘極線116、第一儲存電極118a、第二儲存電極118a’和閘極墊線116p的陣列基板110的整個表面上，並進而透過一微影蝕刻製程(一第二遮罩製程)選擇性地去除，以形成由非晶矽薄膜所形成的一活性圖案124，以及由第二導電薄膜所形成的源極電極122和汲極電極123。所述源極電極122和汲極電極123電性連接位於陣列基板110的像素部分處的活性圖案124的源極區域和汲極區域。

在此時，透過第二遮罩製程，由第二導電薄膜所形成的資料線117形成於陣列基板110的資料線區域處，而由第二導電薄膜所形成的資料墊線117p形成於陣列基板110的資料墊部分。另外，透過第二遮罩製程，由第二導電薄膜所形成的公共線1081形成在像素區域之內，而公共線1081大致上平行於資料線117來形成。除此之外，一歐姆接觸層125n，其由n＋非晶矽薄膜形成已經圖案化後具有與源極電極122和汲極電極123相同的形狀，並形成在活性圖案124上。

一第一非晶矽薄膜圖案124’、一第二n＋非晶矽薄膜圖案125”、一第二非晶矽薄膜圖案124”、一第三n＋非晶矽薄膜圖案125’’’、一第三非晶矽薄膜圖案124’’’以及一第四n＋非晶矽薄膜圖案125’’’’，由非晶矽薄膜和n+非晶矽薄膜所形成，經圖案化後形成與公共線1081、資料線117和資料墊線117p相同的形狀，並在公共線1081、資料線117和資料墊線117p下面形成。

此處，在本發明第一實施例中，活性圖案124、源極電極122和汲極電極123、資料線117、資料墊線117p以及公共線1081透過利用一半色調遮罩在單一遮罩製程(第二遮罩製程)中同時形成。所述第二遮罩製程現在參考所附圖式來詳細描述。

第6A圖至第6F圖為剖面圖，具體表示依據本發明第一實施例第4B圖和第5B圖中的陣列基板上第二遮罩製程。

如第6A圖所表示，閘極絕緣層115a、非晶矽薄膜120、一n＋非晶矽薄膜125、一第二導電薄膜130形成在已形成有閘極電極121、閘極線116、第一儲存電極118a、第二儲存電極118a’、以及閘極墊線116p的陣列基板110的整個表面上。為了形成源極電極、汲極電極、資料線、資料墊線和公共線，第二導電薄膜130可由一低電阻導電材料所製成，如鋁、鋁合金、鎢、銅、鉻、鉬、鉬合金等。

然後，如第6B圖中所表示，由一感光材料如光致抗蝕劑，所製成的一感光薄膜170形成在陣列基板110的整個表面上，光經由依據本發明實施例的半色調遮罩180選擇性地入射。

半色調遮罩180包括一第一透射區域(I)，其允許入射光整體穿過，一第二透射區域(II)，其允許僅一些入射光穿過而阻擋剩餘的光，以及一阻擋區域(III)，其阻擋全部的入射光。只有穿過半色調遮罩180的光可照射到感光薄膜170上。

接下來，當已透過半色調遮罩180曝露的感光薄膜170經顯影時，如第6C圖中所表示，第一至第六感光薄膜圖案170a至170f餘留在一些區域，這些區域是光已透過阻擋區域(III)和第二透射區域(II)完全阻擋或部分阻擋的區域，而光已全部穿過的透射區域(I)之處的感光薄膜的區域已完全去除，以曝露第二導電薄膜130的表面。此時，形成在阻擋區域(III)之處的第一至第五感光薄膜圖案170a至170e較透過第二透射區域(II)所形成的第六感光薄膜圖案170f為厚。此外，位於光已完全穿過的第一透射區域(I)之處的感光薄膜已完全去除。這是因為已使用了正向光致抗蝕劑，但本發明並不限於使用正向光致抗蝕劑來完成這個製程。例如，還可在本發明中使用負向光致抗蝕劑。

然後，如第6D圖中所表示，下非晶矽薄膜、n＋非晶矽薄膜、n＋非晶矽薄膜和第二導電薄膜透過使用第一至第六感光薄膜圖案170a至170f而選擇性地去除，以在陣列基板110的像素部分處形成活性圖案124，以及在陣列基板110的資料線區域處形成由第二導電薄膜所形成的資料線117。除此之外，由第二導電薄膜所形成的資料墊線117p形成在陣列基板110的資料墊部分，而由第二導電薄膜所形成的公共線1081形成在陣列基板的像素區域中。

在本發明第一實施例中，僅在像素區域中形成一單一公共線1081，但本發明並不限於此，可形成兩個或以上的公共線。

此時，第一n＋非晶矽薄膜圖案125’和第二導電薄膜圖案130’，分別由n＋非晶矽薄膜和第二導電薄膜所形成，並已經圖案化為與活性圖案124相同的形狀，形成在活性圖案124上。另外，第一非晶矽薄膜圖案124’、第二n＋非晶矽薄膜圖案125”、第二非晶矽薄膜圖案124”、第三n＋非晶矽薄膜圖案125’’’、第三非晶矽薄膜圖案124’’’、以及第四n＋非晶矽薄膜圖案125’’’’，由非晶矽薄膜和n＋非晶矽薄膜所形成，經圖案化為與公共線1081、資料線117、和資料墊線117p相同的形狀，並形成在公共線1081、資料線117、和資料墊線117p的下面。

其後，執行一灰化製程，以部分去除第一至第六感光薄膜圖案170a至170f。進而，如第6E圖中所表示，位於第二透射區域(II)的第六感光薄膜圖案170f完全去除，曝露位於第二透射區域(II)的第二導電圖案130’。

然後，僅藉由在源極電極區域和汲極電極區域、公共線1081、資料線117、以及對應於阻擋區域(III)的資料墊線117p上的第六感光薄膜圖案的厚度，部分地去除了第一至第六感光薄膜圖案170a至170f之後，第一至第五感光薄膜圖案保留為第七至第十一感光薄膜圖案170a’至170e’。

其後，如第6F圖中所表示，部分第一n＋非晶矽薄膜圖案和第二導電薄膜圖案透過使用保留的第七至第十一感光薄膜圖案170a’至170e’作為遮罩而選擇性地去除，以在陣列基板110的像素部分形成由第二導電薄膜所形成的源極電極122和汲極電極123。此時，由n＋非晶矽薄膜所形成並且允許活性圖案124的源極區域和汲極區域與源極電極122和汲極電極123彼此歐姆接觸的一歐姆接觸層125n形成在活性圖案124上。

在這個方式中，本發明的第一實施例中，活性圖案124、源極電極122和汲極電極123、資料線117、資料墊線117p以及公共線1081可透過使用半色調遮罩在一單一遮罩製程中形成。

其後，如第4C圖和第5C圖中所表示，一第二絕緣層115b形成在已在其上形成有活性圖案124、源極電極122和汲極電極123、資料線117、資料墊線117p以及公共線1081的陣列基板110的整個表面上。

然後，部分的第二絕緣層115b透過使用一微影蝕刻製程(一第三遮罩製程)而選擇性地去除，以形成曝露一部分汲極電極123的第一接觸孔140a以及曝露部分第一和第二儲存電極118a和118a’的一對第二接觸孔140b和140b’。除此之外，部分第二絕緣層115b透過使用第三遮罩製程而選擇性地去除，以形成分別曝露公共線1081、資料墊線117p和閘極墊線116p的第三接觸孔140c、第四接觸孔140d、和一第五接觸孔140e。

此後，如第4D圖和第5D圖中所表示，由一透明導電薄膜所製成的一第三導電薄膜形成在其上已形成有第一至第五接觸孔140a至140e的陣列基板110的整個表面上。然後，第三導電薄膜透過一微影蝕刻製程(一第四遮罩製程)而選擇性地去除，以形成經由第一接觸孔140a電性連接汲極電極123以及經由一對第二接觸孔140b和140b’電性連接第一和第二儲存電極118a和118a’的第二連接線118L。除此之外，透過第四遮罩製程選擇性地去除第三導電薄膜，複數個公共電極108、108a、108a’和像素電極118形成在第二絕緣層115b上，以交替配置在像素區域中，進而產生平面場。另外，透過第四遮罩製程選擇性地去除第三導電薄膜，形成資料墊電極127p和閘極墊電極126p以分別經由第四和第五接觸孔140d和140e電性連接資料墊線117p和閘極墊線116p。

在這個情況下，第一和第二最外面的公共電極108a和108a’形成在像素區域的邊緣之處。在公共電極108、108a和108a’中，第一和第二最外面的公共電極108a和108a’分別與下第一和第二儲存電極118a和118a’重疊，以形成第一和第二儲存電容Cst1和Cst2，該些電容具有第一和第二絕緣層115a和115b，插入在最外面的公共電極108a和108a’和下儲存電極118a和118a’之間。另外，透過第四遮罩製程，第一連接線108L形成在公共線108、108a和108a’的一端，從而大致上平行於閘極線116並連接公共電極108、108a和108a’的一端。

本發明第一實施例中的公共線1081形成在像素區域中的一任意公共電極108的下面，從而公共線1081大致上平行於資料線117。公共線1081經由形成於第二絕緣層115b的第三接觸孔140c電性連接第一連接線108L，以將公共電壓提供至第一連接線108L和公共電極108、108a、和108a’。除此之外，第三導電薄膜包括具有良好透射比的透明導電材料，如ITO或IZO，以形成公共電極108、108a、108a’、第一連接線108L、第二連接線118L、以及像素電極118。

如以上所述，依據本發明第一實施例的IPS模式LCD中，公共電極108、108a、108a’、像素電極118、第一連接線108L、以及第二連接線118L由透明導電材料所製成，並且公共線1081大致上平行於資料線117所形成，藉此公共線1081的線寬可減小，並因此像素區域的孔徑比可增進大約8%至30%。除此之外，因為公共線1081平行於位於公共電極108下側的公共電極108來形成，所以孔徑區域可擴大到其最大程度。

除此之外，如以上所述，因為在資料線117的方向中延伸穿過整個IPS模式LCD的公共線1081的總長度較延伸穿過整個IPS模式LCD的閘極線116的總長度為短，所以公共線1081的總電阻可減小。結果，公共電壓可穩定而防止畫面品質的惡化，如波紋或閃爍。在這個情況下，公共線1081的總長度可大約為閘極線116總長度的0.56倍。

除此之外，因為公共線1081穿越閘極線116以及插入在兩者之間的第一絕緣層而形成，所以閘極線116和公共線1081可防止構成短路，從而增進了產量。

依據本發明第一實施例的IPS模式LCD中，因為公共電極108、108a、108a’、像素電極118、資料線117彎曲而具有允許液晶分子對稱驅動的多域結構，所以液晶的雙折射特性所引起的異常光可抵消，以將色差現象減至最小。即是，依據觀看液晶分子的一視界發生的色差現象是由於液晶分子的雙折射特性，尤其，在液晶分子的短軸方向中觀察到黃色偏移，而在液晶分子的較長軸方向中觀察到藍色偏移。因此，雙折射量可透過適當地配置液晶分子的較短軸和較長軸來補償，以降低或消除色差。

舉例來說，在液晶分子對稱配置的兩域結構中，如第7圖中所表示，第一液晶分子190a的一雙折射量a1利用在第一液晶分子190a的相對方向中配置的一第二液晶分子190b的一雙折射量a2而補償，結果雙折射量為0。除此之外，利用c2補償雙折射量c1。因此，由於液晶分子的雙折射特性所引起的色差現象可最小化，以防止依據可視角度的圖像品質的惡化。

此處，依據本發明第一實施例的IPS模式LCD中，在像素區域中所形成的單一條公共線，但本發明並不限於此。即是，可依據公共線的電阻設計為兩條或以上的公共線。具有兩條公共線的一IPS模式LCD現在參考第8圖來詳細描述。

第8圖為一平面圖，依次表示依據本發明第二實施例一IPS模式LCD的陣列基板的一部分，其包括與依據本發明第一實施例的IPS模式LCD的陣列基板相同的元件，除此之外，還包括兩條公共線。

如圖所示，在本發明第二實施例中，閘極線216和資料線217分別垂直和水平地排列，以在一陣列基板210上界定出一像素區域，以及一TFT(T)，即一切換元件，形成於閘極線216和資料線217的相交處。

所述TFT(T)包括一閘極電極221，形成一部分閘極線216，一源極電極222，連接資料線217，以及一汲極電極223，連接到一像素電極218。所述TFT(T)進一步包括用於將閘極電極221和源極電極222以及汲極電極223隔離的一第一絕緣層(圖中未示)，以及一活性圖案(圖中未示)，在源極電極222和汲極電極223之間透過加入於閘極電極221上的一閘極電壓形成一導電通道。

公共電極208、208a、208a’以及像素電極218交替地形成，以在像素區域中產生一平面場，並且一對最外面的公共電極208a、208a’形成於像素區域的邊緣。在公共電極208、208a、208a’中，最外面的公共電極208a、208a’分別與一對下儲存電極218a和218a’重疊，以形成具有第一和第二絕緣層(圖中未示)的第一和第二儲存電容Cst1和Cst2，該些絕緣層插入在最外面的公共電極208a和208a’以及下儲存電極218a和218a’之間。另外，公共電極208、208a、208a’以及像素電極218大致上平行於資料線217配置。

此處，一第一連接線208L配置在公共電極208、208a、208a’的一端，大致上平行於閘極線216並連接公共電極208、208a、208a’的一端。一第二連接線218L形成於像素電極218的一端，連接像素電極218的一側，並經由形成於第二絕緣層的一第一接觸孔240a和一對第二接觸孔240b和240b’分別電性連接汲極電極223和一對儲存電極218a和218a’。依據本發明第二實施例的第一和第二公共線2081和2081’形成於像素區域中的一任意公共電極208的下部分，從而第一和第二公共線2081和2081’大致上平行於資料線217。在這個情況下，第一和第二公共線2081和2081’由與資料線217相同的導電材料所形成，並形成於資料線217所形成的層上。除此之外，第一和第二公共線2081和2081’分別經由第三接觸孔240c和240c’電性連接第一連接線208L，形成於第二絕緣層，以將公共電壓提供至第一連接線208L和公共電極208、208a、208a’。

另外，在陣列基板210的邊緣部分，形成有分別電性連接閘極線216和資料線217的一閘極墊電極226p和一資料墊電極227p，從而將來自一外部驅動電路單元的一掃瞄信號和一資料信號傳送到閘極線216和資料線217。即是，資料線217和閘極線216延伸到驅動電路單元，從而分別連接一資料墊線217p和一閘極墊線216p，然後資料墊線217p和閘極墊線216p經由第四和第五接觸孔240d和240e電性地連接經由資料墊電極227p和閘極墊電極226p從驅動電路單元接收一資料信號和一掃瞄信號。

除此之外，如以上所述，依據本發明第一實施例和第二實施例的IPS模式LCD，第一和第二最外面的公共電極和第一和第二儲存電極形成於像素區域的左邊緣部分和右邊緣部分，以形成第一和第二儲存電容，但本發明並不限於此，本發明可適用於儲存電極僅形成於像素區域一邊緣部分之處，從而僅形成一單一儲存電容的情況。

第9圖為一平面圖，依次表示依據本發明第三實施例一IPS模式LCD的一陣列基板的一部分，其包括與依據本發明第一實施例的IPS模式LCD中的陣列基板相同的元件，除此之外，儲存電極的其中之一僅形成於像素區域的邊緣部分，以形成一單一儲存電容。

如圖所表示，在本發明第三實施例中，閘極線316和資料線317垂直和水平地配置形成，以在陣列基板310上界定出一像素區域，以及一TFT(T)，即一切換元件，形成於閘極線316和資料線317的相交處。

所述TFT(T)包括一閘極電極321，形成一部分閘極線316，一源極電極322，連接資料線317，以及一汲極電極323，連接到一像素電極318。所述TFT(T)進一步包括用於將閘極電極321和源極電極322以及汲極電極323隔絕的一第一絕緣層(圖中未示)，以及一活性圖案(圖中未示)，在源極電極322和汲極電極323之間透過將一閘極電壓加入於閘極電極321形成一導電通道。

公共電極308、308a、308a’以及像素電極318交替地形成，以在像素區域中產生一平面場，並且一最外面的公共電極308a形成於像素區域的左邊緣處。在公共電極308、308a、308a’中，最外面的公共電極308a與一下儲存電極318a重疊，以形成具有第一和第二絕緣層(圖中未示)的一儲存電容Cst，該些絕緣層插入在最外面的公共電極308a和下儲存電極318a之間。

依據本發明第三實施例的IPS模式LCD中，因為儲存電極318a僅形成於像素電極的一邊緣，從而像素區域的孔徑比可進一步增進。

此處，一第一連接線308L配置在公共電極308、308a、308a’的一端，大致上平行於閘極線316並連接公共電極308、308a、308a’的一端。一第二連接線318L形成於像素電極318的一端，連接像素電極318的一側，並經由形成於第二絕緣層的第一接觸孔340a和第二接觸孔340b電性連接汲極電極323和儲存電極318a。

依據本發明第三實施例的一公共線3081形成於像素區域中一任意公共電極308的下部分，從而公共線3081大致上平行於資料線317。在這個情況下，公共線3081經由形成於第二絕緣層的一第三接觸孔340c電性地連接第一連接線308L，以將公共電壓提供至第一連接線308L和公共電極308、308a、308a’。

另外，在陣列基板310的邊緣部分，形成有一閘極墊電極326p和一資料墊電極327p，分別電性連接閘極線316和資料線317，以將來自一外部驅動單元的一掃瞄信號和一資料信號傳送到閘極線316和資料線317。即是，資料線317和閘極線316延伸到驅動電路單元，從而分別連接一資料墊線317p和一閘極墊線316p，然後資料墊線317p和閘極墊線316p從驅動電路單元經由第四和第五接觸孔340d和340e電性地連接經由資料墊電極327p和閘極墊電極326p從驅動電路單元接收一資料信號和一掃瞄信號。

依據本發明第一至第三實施例的陣列基板可與彩色濾光片基板透過一密封劑以面對的方式附接，該密封劑加在影像顯示部分的外邊緣。然後，彩色濾光片基板包括用於防止光洩漏到TFT的黑色矩陣，閘極線和資料線，以及用於處理紅色、綠色、和藍色的彩色濾光片。然而，本發明並不限於以上所述地應用彩色濾光片基板，而可使用產生顏色的其他方法或結構。彩色濾光片基板和陣列基板的附接可透過形成在彩色濾光片基板或陣列基板上的附接鍵來完成。然而，彩色濾光片基板和陣列基板的附接可經由其他方式來完成。

本發明還可應用於其他各種利用TFT所製造的裝置，例如，一有機發光二極體(Organic Light Emitting Diode,OLED)顯示裝置，其中OLED連接驅動電晶體。

由於本發明可具體化為各種形式而不脫離其特點，所以可理解為上述實施例並不限於前面所描述的任意細節，除非另作說明，但寧願廣泛地解釋為本發明意圖保護之範疇。在不脫離本發明精神和範圍的情況下可對本發明內容做任何修飾或變更。是以，凡有在相同之發明精神下所作有關本發明之任何修飾或變更，皆仍應包括在本發明意圖保護之範疇。

5．．．彩色濾光片基板

6．．．黑色矩陣

7．．．彩色濾光片

8．．．公共電極

81．．．公共線

10．．．陣列基板

15a．．．第一絕緣薄膜

15b．．．第二絕緣薄膜

16．．．閘極線

17．．．資料線

18．．．像素電極

181．．．像素電極線

18s．．．儲存電極

21．．．閘極電極

22．．．源極電極

23．．．汲極電極

24．．．活性圖案

25．．．歐姆接觸層

30．．．液晶分子

90．．．平面場

108．．．公共電極

108a．．．公共電極

108a’．．．公共電極

1081．．．公共線

108L．．．第一連接線

110．．．陣列基板

115a．．．第一絕緣層

115b．．．第二絕緣層

116．．．閘極線

116p．．．閘極墊線

117．．．資料線

117p．．．資料墊線

118．．．像素電極

118a．．．下儲存電極、第一儲存電極

118a’．．．下儲存電極、第二儲存電極

118L．．．第二連接線

120．．．非晶矽薄膜

121．．．閘極電極

122．．．源極電極

123．．．汲極電極

124．．．活性圖案

124’．．．第一非晶矽薄膜圖案

124”．．．第二非晶矽薄膜圖案

124’’’．．．第三非晶矽薄膜圖案

125．．．n＋非晶矽薄膜

125n．．．歐姆接觸層

125’．．．第一n＋非晶矽薄膜圖案

125”．．．第二n＋非晶矽薄膜圖案

125’’’．．．第三n＋非晶矽薄膜圖案

125’’’’．．．第四n＋非晶矽薄膜圖案

126p．．．閘極墊電極

127p．．．資料墊電極

130．．．第二導電薄膜

130’．．．第二導電薄膜圖案

140a．．．第一接觸孔

140b．．．第二接觸孔

140b’．．．第二接觸孔

140c．．．第三接觸孔

140d．．．第四接觸孔

140e．．．第五接觸孔

170．．．感光薄膜

170a．．．第一感光薄膜圖案

170b．．．第二感光薄膜圖案

170c．．．第三感光薄膜圖案

170d．．．第四感光薄膜圖案

170e．．．第五感光薄膜圖案

170f．．．第六感光薄膜圖案

170a’．．．第七感光薄膜圖案

170b’．．．第八感光薄膜圖案

170c’．．．第九感光薄膜圖案

170d’．．．第十感光薄膜圖案

170e’．．．第十一感光薄膜圖案

180．．．半色調遮罩

190a．．．第一液晶分子

190b．．．第二液晶分子

208．．．公共電極

208a．．．公共電極

208a’．．．公共電極

2081．．．第一公共線

2081’．．．第二公共線

208L．．．第一連接線

210．．．陣列基板

216．．．閘極線

216p．．．閘極墊線

217．．．資料線

217p．．．資料墊線

218．．．像素電極

218a．．．下儲存電極

218a’．．．下儲存電極

218L．．．第二連接線

221．．．閘極電極

222．．．源極電極

223．．．汲極電極

226p．．．閘極墊信號

227p．．．資料墊信號

240a．．．第一接觸孔

240b．．．第二接觸孔

240b’．．．第二接觸孔

240c．．．第三接觸孔

240c’．．．第三接觸孔

240d．．．第四接觸孔

240e．．．第五接觸孔

308．．．公共電極

308a．．．公共電極

308a’．．．公共電極

3081．．．公共線

308L．．．第一連接線

310．．．陣列基板

316．．．閘極線

316p．．．閘極墊線

317．．．資料線

317p．．．資料墊線

318．．．像素電極

318a．．．下儲存電極

318L．．．第二連接線

321．．．閘極電極

322．．．源極電極

323．．．汲極電極

326p．．．閘極墊電極

327p．．．資料墊電極

340a．．．第一接觸孔

340b．．．第二接觸孔

340c．．．第三接觸孔

340d．．．第四接觸孔

340e．．．第五接觸孔

所附圖式其中提供關於本發明實施例的進一步理解並且結合與構成本說明書的一部份，說明本發明的實施例並且描述一同提供對於本發明實施例之原則的解釋。

圖式中：

第1圖為一平面圖，表示先前技術中IPS模式LCD的一陣列基板的一部分；

第2圖為一剖面圖，示意性地表示先前技術中IPS模式LCD的結構；

第3圖為一平面圖，表示依據本發明第一實施例一IPS模式LCD的一陣列基板的一部分；

第4A圖至第4D圖為沿第3圖中陣列基板的線IIIa-IIIa’-IIIa”、IIIb-IIIb、和IIIc-IIIc的剖面圖，依次表示出一製造過程；

第5A圖至第5D圖為平面圖，依次表示第3圖中的陣列基板的製造過程；

第6A圖至第6F圖為剖面圖，具體表示依據本發明第一實施例第4B圖和

第5B圖中的陣列基板上形成一第二遮罩的過程；

第7圖為一示意圖，依次表示依據本發明實施例IPS模式LCD中的可視角度補償原理；

第8圖為一平面圖，依次表示依據本發明第二實施例一IPS模式LCD的陣列基板的一部分；以及

第9圖為一平面圖，依次表示依據本發明第三實施例一IPS模式LCD的一陣列基板的一部分。

108．．．公共電極

108a．．．公共電極

108a’．．．公共電極

1081．．．公共線

108L．．．第一連接線

110．．．陣列基板

116．．．閘極線

116p．．．閘極墊線

117．．．資料線

117p．．．資料墊線

118．．．像素電極

118a．．．下儲存電極

118a’．．．下儲存電極

118L．．．第二連接線

121．．．閘極電極

122．．．源極電極

123．．．汲極電極

126p．．．閘極墊電極

127p．．．資料墊電極

140a．．．第一接觸孔

140b．．．第二接觸孔

140b’．．．第二接觸孔

140c．．．第三接觸孔

140d．．．第四接觸孔

140e．．．第五接觸孔

Claims (20)

1. 一種平面切換(in-plane switching,IPS)模式液晶顯示器(liquid crystal display,LCD)，包括：一閘極電極，該閘極電極係在一陣列基板上，以及一閘極線，該閘極線係在該陣列基板上的一第一方向中配置；一個或一個以上之儲存電極，該等儲存電極係在該陣列基板上大致上垂直於該第一方向的一第二方向中配置；一第一絕緣層，該第一絕緣層係在該陣列基板上，而該陣列基板上形成有該閘極電極、該閘極線與該等儲存電極；一活性圖案，該活性圖案係在該閘極電極之上，而該第一絕緣層係在該活性圖案和該閘極電極之間插入；一源極電極和一汲極電極，該源極電極和該汲極電極係在該活性圖案上，以及一資料線，該資料線係在該第一絕緣層之上且在該第二方向中配置；至少一條公共線，該公共線係在該第一絕緣層之上且在該第二方向中配置，其中該公共線以與該資料線相同的導電材料所製成，並與該資料線形成在相同的層上；一第二絕緣層，該第二絕緣層係在該陣列基板上，而該陣列基板上形成有該活性圖案、該源極電極、該汲極電極、該資料線與該公共線；複數個公共電極，該等公共電極係在該第二絕緣層上；以及複數個像素電極，該等像素電極配置成大致上平行於在該第二絕緣層上之該等公共電極，該等公共電極和該等像素電極交替配置而在每個像素區域中產生一平面場。
2. 依據申請專利範圍第1項所述的平面切換模式液晶顯示器，其中，該公共線係在該公共電極下面，且該公共線與該公共電極重疊。
3. 依據申請專利範圍第1項所述的平面切換模式液晶顯示器，其中，該公共線穿越該相對應閘極線，且該第一絕緣層插入該公共線和該閘極線之間，以防止該相對應閘極線與該公共線短路。
4. 依據申請專利範圍第1項所述的平面切換模式液晶顯示器，其中，延伸穿過該平面切換模式液晶顯示器之一整個區域的該公共線的一長度 係短於延伸穿過該平面切換模式液晶顯示器之該整個區域的該等閘極線之其中至少一閘極線的一長度。
5. 依據申請專利範圍第1項所述的平面切換模式液晶顯示器，其中，該等公共電極和該等像素電極係在一個或以上的部分處彎曲或成弧形。
6. 依據申請專利範圍第1項所述的平面切換模式液晶顯示器，其中，一第一連接線係連接該等公共電極，該第一連接線大致上平行於該等閘極線。
7. 依據申請專利範圍第6項所述的平面切換模式液晶顯示器，其中，一第二連接線係連接該等像素電極，該第二連接線電性連接該汲極電極和該等儲存電極。
8. 依據申請專利範圍第7項所述的平面切換模式液晶顯示器，其中，該第二連接線分別經由一第一接觸孔和複數個第二接觸孔電性連接該汲極電極和該等儲存電極。
9. 依據申請專利範圍第7項所述的平面切換模式液晶顯示器，其中，該等公共電極、該等像素電極、該第一連接線和該第二連接線的至少其中之一係由一透明導電材料所製成。
10. 依據申請專利範圍第1項所述的平面切換模式液晶顯示器，其中，該等公共電極包括在每個像素區域的邊緣上的複數個最外面的公共電極。
11. 依據申請專利範圍第10項所述的平面切換模式液晶顯示器，其中，該等最外面的公共電極係與複數個儲存電極重疊，以形成具有一第一絕緣層和一第二絕緣層的複數個儲存電容，該第一絕緣層和該第二絕緣層係插入該等最外面的公共電極和該等儲存電極之間。
12. 依據申請專利範圍第6項所述的平面切換模式液晶顯示器，其中，該公共線係經由在一第二絕緣層上所提供的一第三接觸孔電性而連接該第一連接線，以提供一公共電壓至該第一連接線和該等公共電極。
13. 依據申請專利範圍第1項所述的平面切換模式液晶顯示器，其中，該至少一條公共線包括在該相對應像素區域中的該等相對應公共電極下面的一第一公共線和一第二公共線，該第一公共線和該第二公共線大致上平行於該等資料線。
14. 依據申請專利範圍第1項所述的平面切換模式液晶顯示器，其中，該一個或以上的儲存電極組成在一像素區域的一個邊緣部分的一單一儲存電極，以形成一單一儲存電容。
15. 一種製造平面切換模式液晶顯示裝置的方法，包括：在一陣列基板上形成一閘極電極，以及在該陣列基板上的一第一方向中形成一閘極線；在該陣列基板上大致上垂直於該第一方向的一第二方向中形成一個或一個以上之儲存電極；在該陣列基板上形成一第一絕緣層，而該陣列基板上形成有該閘極電極、該閘極線與該等儲存電極；在該閘極電極之上形成一活性圖案，而該第一絕緣層係在該活性圖案和該閘極電極之間插入；在該活性圖案上形成一源極電極和一汲極電極，以及在該第一絕緣層之上且在該第二方向中形成一資料線；在該第一絕緣層之上且在該第二方向中形成至少一條公共線，其中該公共線以與該資料線相同的導電材料所製成，並與該資料線形成在相同的層上；在該陣列基板上形成一第二絕緣層，而該陣列基板上形成有該活性圖案、該源極電極、該汲極電極、該資料線與該公共線；在該第二絕緣層上形成複數個公共電極；以及形成複數個像素電極，該等像素電極大致上平行於在該第二絕緣層上之該等公共電極，該等公共電極和該等像素電極交替配置而在每個像素區域中產生一平面場。
16. 依據申請專利範圍第15項所述的方法，其中，該等閘極線、該等儲存電極和一閘極墊線係藉沉積一第一導電薄膜於該陣列基板的一表面上並藉一第一微影蝕刻製程以選擇性圖案化該第一導電薄膜而形成。
17. 依據申請專利範圍第16項所述的方法，其中，該活性圖案、該等源極與汲極電極、該公共線、該資料線和一閘極墊線係藉形成一非晶矽薄膜、一n+非晶矽薄膜以及一第二導電薄膜於該陣列 基板的一表面上來形成，且該陣列基板具有形成於該表面上的該閘極電極、該閘極線、該儲存電極和該閘極墊線，以及接著經由一第二微影蝕刻製程選擇性地去除該非晶矽薄膜、該n+非晶矽薄膜以及該第二導電薄膜。
18. 依據申請專利範圍第17項所述的方法，其中，曝露出複數個部分之該汲極電極、該儲存電極、該公共線、該資料墊線以及該閘極墊線的複數個接觸孔係藉由一第三微影蝕刻製程選擇性地去除該第二絕緣層而形成。
19. 依據申請專利範圍第18項所述的方法，其中，藉在該陣列基板之一表面上形成由一透明導電薄膜所製成的一第三導電薄膜，以及接著經一第四微影蝕刻製程以選擇性地去除該第三導電薄膜，而在該第二絕緣層上形成該等公共電極、該等像素電極、一第一和第二連接線、一資料墊電極和一閘極墊電極，且該陣列基板具有一第一至第五接觸孔。
20. 依據申請專利範圍第15項所述的方法，其中，該公共線係在該公共電極下面，且該公共線與該公共電極重疊。