TWI403809B - 邊緣電場切換模式液晶顯示器及其製造方法 - Google Patents

Description

邊緣電場切換模式液晶顯示器及其製造方法

本發明係關於邊緣電場切換(fringe field switching,FFS)模式液晶顯示器及其製造方法，其中已改善開口率來減少耗電量，並且增加內部反射來加強戶外可讀性。

已提出邊緣電場切換(FFS)模式液晶顯示器(liquid crystal display,LCD)以改善平面切換(in piane switching,IPS)模式LCD的低開口及透射比。

在FFS模式LCD內，共用電極及像素電極都由像是銦錫氧化物(indium tin oxide,ITO)等等透明導電層製成，藉此改善與IPS模式LCD相較之下的開口率與透射率，並且邊緣電場形成於共用電極與像素電極之間窄小間隔內，如此即使電極上的液晶分子全都受到控制也能進一步增強透射率。例如：由本申請人所提出的美國專利第6,256,081以及6,226,118號內揭示傳統FFS模式LCD。

此時，將LCD分類成使用背光的透射式LCD以及使用自然光的反射式LCD。透射式LCD使用背光當成光源，如此即使在黑暗環境中也可顯示明亮的影像，但是背光會造成高電量耗損並且室外可讀性不佳。在另一方面，反射式LCD使用週遭自然光線而非背光，如此耗損較少電量並且可用於戶外，但是四周昏暗時就無法使用。

換言之，在室內一般透射式LCD在亮度、色彩再生、 對比率(CR)等等方面比較優異，但是在室外有陽光或有反射陽光之處幾乎無法看見LCD上的資訊。由於室外陽光的強度高於十萬LUX，所以在室外本身無法發光的透射式LCD幾乎無法判讀，因為其依賴背光亮度以及LCD面板透射率。為了解決此問題，可增加背光亮度，但是需要耗損更多的電量。

因此，已經提出一種半透式LCD來解決透射式與反射式LCD的缺陷。這種半透式LCD介於反射式與透射式之間，如此耗損相對較低電量並且可在黑暗環境中使用。由本申請人所提出的韓國專利第666236號內已經揭示這種半透式LCD。

一般而言，半透式LCD設計成具有單晶格間隙結構，其中透射式區的晶格間隙等於反射式區的晶格間隙，或具有雙晶格間隙結構，其中透射式區的晶格間隙為反射式區域的晶格間隙兩倍大以上。然而，當半透式LCD在使用相同液晶模式的單晶格間隙結構內製造，反射區域的相位延遲是透射區的兩倍，如此反射模式的的電壓反射(V－R)曲線與透射模式的電壓透射(V－T)曲線不符，因此導致層次不和諧及裂化的光電性質。

據此，製造出具有雙晶格間隙結構的半透式LCD，其中透射區設計成具有為反射區晶格間隙的兩倍以上之晶格間隙。在此方式中，反射模式的V－R曲線可與透射模式的V－T曲線吻合。然而，若半透式LCD以雙晶格間隙結構製造，則反射區之間晶格間隙造成的步階差就會增加為兩 倍，如此製程上會有難度，例如液晶校準不一致等等，因此降低產量。進一步，半透式LCD在室內上的開口率大幅減少並且其製程複雜並且有難度。

同時，本申請人提出一種半透式FFS模式LCD，以運用FFS模式LCD及半透式LCD的優點。這種半透式FFS模式LCD已經揭示於韓國專利公開第2006－117465號內。

然而，當半透模式應用在FFS模式LCD時，就需要樹脂處理來形成增加反射的凹凸部分。因為樹脂處理無法完全避免在製程當中不受污染，並且昂貴，所以有其困難度。進一步，為了在半透模式內實現FFS模式LCD，補償膜、偏光膜等的發展應優於與半透式FFS模式LCD相關的結構。換言之，需要許多研發成本與時間。

在前述背景之下，需要進行運用半透模式LCD某些特性，例如室外可讀性等等，同時維持一般透射式FFS模式LCD製程之研究。

考慮到上述問題之後，本發明的目的在於提供一種邊緣電場切換(FFS)模式液晶顯示器(LCD)及其製造方法，其中運用FFS模式LCD的基本特質而不用大幅變更一般透射式FFS模式LCD製程就可增強室外可讀性。

本發明的其他目的在於提供一種邊緣電場切換(FFS)模式液晶顯示器(LCD)，其中開口率增強並且漏光及電耦合效應降至最低，藉此改善畫質。

本發明的又一目的在於提供一種內部反射增加的邊緣電場切換(FFS)模式液晶顯示器(LCD)。

本發明的再一目的在於提供一種邊緣電場切換(FFS)模式液晶顯示器(LCD)，其具有比傳統透射式FFS模式LCD更高的開口率，藉此降低耗損電量。

本發明的再一目的在於提供一種FFS模式LCD裝置，其可避免製程中錯誤，藉此讓產量更穩定。

為了達成上述目的，根據本發明的一態樣，一種邊緣電場切換模式液晶顯示器包含：一下基板、一上基板及插入該下基板與上基板間之一液晶層，其中一閘極線與一資料線彼此交叉並在該下基板上定義一像素區域，並且在該閘極線與該資料線間之一交叉處上提供一切換元件，該顯示器包含：一透明共用電極，其具有一預定形狀並且形成於該像素區域內，以藉由施加一電壓至該液晶層來調整光透射比；及一透明像素電極，其包含複數個裂縫並且形成在該透明共用電極之上；而且在該透明共用電極及該透明像素電極間插入一絕緣層，其中用於校準該液晶層的摩擦方向位於該閘極線方向的5∘以內之範圍，而該透明共用電極及該透明像素電極間之配置則係相對於該資料線來調整，以減少漏光以及電耦合現象，以及該透明共用電極的一端配置在該資料線與該透明像素電極之間。

該資料線與該透明像素電極間之距離(L1)對該資料線與該透明共用電極間之距離(L3)的比例(L3/L1)在0.75之內，並且資料線與該透明像素電極間之距離在4 μm之內。

根據本發明的其他態樣，一種邊緣電場切換模式液晶顯示器包含：一下基板、一上基板以及插入該下基板與上基板間之一液晶層，其中一閘極線與一資料線彼此交叉並在該下基板上定義一像素區域，並且在該閘極線與該資料線之間的一交叉處上提供一切換元件，該顯示器包含：一透明共用電極，其具有一預定形狀並且形成於該像素區域內，以藉由施加電壓至該液晶層來調整光透射比；以及一透明像素電極，其包含複數個裂縫並且形成在該透明共用電極之上；而且在該透明共用電極及該透明像素電極間插入一絕緣層，其中呈電性獨立的反射結構由跟該資料線相同的材料所形成且形成在該閘極線上。

根據本發明的再一態樣，一種製造邊緣電場切換模式液晶顯示器之方法，該顯示器包含：一下基板、一上基板以及插入該下基板與上基板間之一液晶層，其中一閘極線與一資料線彼此交叉並在該下基板上定義一像素區域，並且在該閘極線與該資料線之間的一交叉處上提供一切換元件，該方法包含：在該基板上形成一透明共用電極；在該透明共用電極上接續形成該閘極線、一閘絕緣層、一活性層、該資料線、一層間絕緣層以及一具有複數個裂縫的透明像素電極；以及施加並摩擦用於在該透明像素電極上校準該液晶層之一校準層，其中該透明共用電極與該透明像素電極間之配置係相對於該資料線來調整，以減少漏光以及電耦合現象，該透明共用電極的一端配置在該資料線與該透明像素電極之間，以及該資料線與該透明像素電極間 之距離(L₁ )對該資料線與該透明共用電極間之距離(L₃ )的比例(L₃ /L₁ )在0.75之內。

根據本發明的其他態樣，一種邊緣電場切換模式液晶顯示器包含：一下基板、一上基板以及插入該下基板與該上基板間之一液晶層，藉由以交叉方向形成的一閘極線與一資料線在該下基板上定義各像素區域以及一切換元件配置在該閘極線與該資料線的一交叉處；該顯示器之特徵在於：該像素區域包含第一透明電極以及第二透明電極，以施加電壓至該液晶層並且調整光傳輸量，該第二透明電極包含複數個彼此隔開之裂縫而且在該第二透明電極與該第一透明電極之上部之間插入一絕緣層，在該閘極線的上部中使用該資料線的材料設置呈電性獨立形式之一反射板，提供一反射板結構，藉由在該反射板的下部中設置複數個封閉曲線形狀圖案，以使該反射板具有一彎曲形狀，以及該獨立封閉曲線形狀被建構成與該閘極線不重疊。

現在，將參照附圖來詳細說明本發明的較佳具體實施例。

根據本發明示範具體實施例的液晶顯示器(LCD)包含一下基板、一上基板以及一插入該下基板與上基板間之一液晶層。在該下基板內，電極彼此交叉來施加一電壓至液晶層，並且利用電極來定義像素。第一圖為在根據本發明示範具體實施例的液晶顯示器下基板上形成的像素區域之 部份平面圖。第二A圖至第二C圖為分別沿著第一圖中直線I－I’、II－II’及III－III’之剖面圖。

請參閱第一圖、第二A圖、第二B圖以及第二C圖，在根據本發明示範具體實施例的FFS模式LCD內，將閘極線120與資料線150排成在下基板100上彼此交叉、一薄膜電晶體(TFT)配置在閘極線120與資料線150交叉處上當成切換元件；並且在由閘極線120與資料線150所定義的單元像素區域內配置一透明共用電極110和一包含複數個裂縫的透明像素電極170，其中該等裂縫與閘極線120夾有一預定的角度，並且這兩電極用插入其間之一層間隔離層160彼此相隔。在第一圖內，該透明共用電極110製作成一平面形狀，但並不受限於此。另外，該透明共用電極110可包含複數個裂縫。

第二D圖只說明FFS模式LCD內之透明共用電極110、透明像素電極170及資料線150。在此，透明像素電極170的裂縫與閘極線120夾一預定角度θ。進一步，透明共用電極110及透明像素電極170藉由該層間隔離層160彼此相隔。另外，在閘極線120與活性層140間提供一閘極隔離層130。

同時，與閘極線120平行之一共用匯流排線122排列在與閘極線120相隔的像素邊緣部份內。共用匯流排線122與透明共用電極110電性連接，並且持續傳輸一共用信號至透明電極110。

此時將參閱第一圖、第二A圖、第二B圖及第二C圖 說明根據本發明示範具體實施例的液晶顯示器之製造方法。

首先，將透明導電層沉積在下基板100上，然後圖案化以形成透明共用電極110。

然後，將一不透明金屬沉積在透明共用電極110上，然後圖案化以在透明共用電極110之一側形成一閘極線，並且形成一共用匯流排線122以將透明共用電極110一部分覆蓋起來(請參閱第二B圖)。

將一閘極隔離層130沉積在具有圖案化透明共用電極110、閘極線120及共用匯流排線122之下基板100的整個表面上。然後，將一a－Si層及一n＋a－si層接續沉積在該閘極隔離層130上方閘極線120之上，並圖案化以形成一活性層140。

進一步，將一金屬層沉積在具有圖案化活性層140之下基板100之整個表面上，然後圖案化以形成一資料線150及一源極－汲極電極152。將一層間隔離層160沉積在具有資料線150及源極－汲極電極152之下基板100上。

然後，形成一接觸孔CN以將源極－汲極電極152的一部分暴露出來，並且將一透明導電層沉積在層間隔離層160上。此時，將透明導電層圖案化，透過接觸孔CN與源極－汲極電極152及一透明像素電極170相連，以形成具有一裂縫形狀之透明像素電極170。

在此具體實施例的FFS模式LCD內，透明共用電極110與透明像素電極170包含複數個控制液晶層(未顯示) 校準的裂縫，藉此將LCD的光透射比控制在像素單位內。

進一步，在FFS模式LCD內，在上基板200資料線150之上有小光阻隔區或無光阻隔區以增強開口率。光阻隔區(例如黑矩陣)用於避免在液晶分子不受控制的區域內發光，如此在相關技術內資料線之上提供此區。然而，在此具體實施例內，藉由FFS模式LCD的基本特質、摩擦方向等等來去除或減少光阻隔區。同時，藉由相對於資料線150來最佳配置該透明共用電極110與該透明像素電極170，如此可克服光阻隔區減少造成的缺點。

第二A圖為資料線150的剖面圖。如第二A圖內所示，透明共用電極110形成於下基板100之上；閘極隔離層130形成於透明共用電極110之上；資料線150形成於閘極隔離層130之上而覆蓋活性層140；並且該層間隔離層160及透明像素電極170依序形成於該資料線150之上。

在第二A圖內，活性層140係為資料線150所覆蓋，但是活性層140可被移除。進一步，在光阻隔區移除之下，可形成一高反射材料或一彎曲部分而當作一頂層，藉此增加資料線150一頂端表面之反射能力。稍後將詳細說明該彎曲部分。

第三A圖至第三C圖顯示在傳統扭轉向列(twisted nematic,TN)模式及FFS模式內資料線四周光透射比的模擬結果，其中一共用電極與一像素電極配置在資料線四周。

首先，第三A圖顯示傳統TN模式內資料線四周光透射比之一模擬結果。在第三A圖內，上圖顯示在對應至一 下區一區域內之光透射比。請參閱第三A圖，一左像素電極及一右像素電極分別接收關於資料線的電源(開啟狀態(on_state))及無電源(關閉狀態(off_state))，並且液晶的摩擦方向位於傳統摩擦方向之45∘。

在第三A圖的模擬情沉之下，在TN模式內裝有一彩色濾光板之一基板上形成一共用電極，並且在一正常白色模式內驅動。如此，在第三A圖的情況下，因為一左像素電極區域為開啟狀態，所以應該具有0的透射比，但是因為一右像素電極區域為關閉狀態，所以應該具有最大透射比。然而，施加於資料線之一電壓導致在一電極邊緣部分(請參閱第三A圖內的A)及資料線之一上端部漏光。

因此，在TN模式內，若資料線上的光阻隔區已移除或減少，則在資料線四周會發生漏光。因此，光阻隔區應該形成於資料線上相當大的區域內。然而，吾人將輕易瞭解該光阻隔區會減少總開口率。

在另一方面，本發明之發明者發現不論電場強度如何可以避免漏光，因為電場由資料線間之一電壓差所產生，當液晶具有相對於根據本發明的FFS模式LCD內閘極線夾0∘之一摩擦方向時，像素電極與共用電極具有相同方向。

第三B圖和第三C圖顯示當在FFS模式內摩擦方向分別為0∘和90∘時(相對於閘極線)資料線四周光透射比之一模擬結果。在第三A圖至第三C圖內，電極間之間隔相同。

類似第三A圖，在第三B圖和第三C圖內，該左像素 電極與該右像素電極分別設定為開啟狀態和關閉狀態。結果，第三B圖顯示不管像素電極電源開啟或關閉，大約達到0的透射比。在另一方面，第三C圖顯示區域B內發生的漏光。

尤其是，第三C圖的情況可解釋為對應至一般平面內切換(IPS)模式的情況，因為IPS模式在資料線四周具有相同的電極配置。在第三C圖內，液晶的摩擦方向為90∘，並且藉由資料線、像素電極及共用電極間之電壓差所產生的電場為0∘。因此，當電極間產生電位差，則對準90∘角度的液晶會旋轉為0∘的電場方向，如此發生漏光(請參閱第三C圖內的B)。

請參閱第三C圖，在TN模式或IPS模式(或在FFS模式內摩擦方向為90∘)內，液晶會因為資料線、像素電極及共用電極間產生之電場而做非所要的旋轉，如此發生漏光，因此需要在資料線上形成光阻隔區，即使資料線四周無漏光而需要去除資料線上光阻隔區也一樣。在另一方面，請參閱第三B圖，若在FFS模式內液晶的摩擦方向為0∘，則可避免資料線四周漏光。

在前述具體實施例內，在液晶摩擦方向為0∘的條件下執行模擬，但不受限於此。實際上使用考慮到一驅動電壓、一反應時間等等，若液晶的摩擦方向範圍從0∘至5∘，則幾乎可避免資料線四周的漏光。進一步，考慮到處理寬裕度，摩擦方向較佳範圍從0∘至2∘。更佳是，摩擦方向為0∘。

第四圖為說明取決於根據本發明示範具體實施例的液 晶顯示器內一資料線、一透明像素電極以及一透明共用電極間配置之一電耦合現象示意圖，並且第五A圖和第五B圖為說明取決於根據本發明示範具體實施例的液晶顯示器內一資料線、一透明像素電極以及一透明共用電極間配置之電耦合現象一模擬結果。

在第四圖內，L₁ 表示資料線150與透明像素電極170間之一距離；L₃ 表示資料線150與透明共用電極110間之一距離；並且L₂ 表示透明共用電極110的一端E超出透明像素電極170朝向資料線150之一距離。因此，L₁ ＝L₂ ＋L₃ 。

在產生電場的電極之間，透明共用電極110具有一穩定電壓位階，如此即使在資料線150或透明像素電極170內產生一電場，也可維持一不變的電壓差。因此，透明共用電極110對於畫質惡化的影響不大。然而，施加至資料線150或透明像素電極170之一電壓根據畫面而自由改變，如此以兩電極間產生之電場為基礎的電耦合現象會使畫質變差。

根據本發明具體實施例，透明共用電極110的一端E設計成位於透明像素電極170與資料線150之間，如此在透明像素電極170與資料線150間直接形成一電場，藉此減少造成一不穩定液晶校準的現象。當透明共用電極110置於透明像素電極170與資料線150之間，透明共用電極110當作取消電場之一媒介，如此在透明像素電極170與資料線150間不會形成直接電場。也就是，在資料線150上之透明像素電極170與資料線150間未形成直接電場， 而具有一不變的電壓位階之透明共用電極110位於透明像素電極170及資料線150間之中間，如此形成等電場，藉此避免畫質因為不一致的電耦合而劣化。

然後，將參閱第六A圖至第六C圖的模擬結果來說明將透明共用電極110一端E配置在資料線150與透明像素電極170之間的最佳情況。

請參閱第六A圖至第六C圖，圖至顯示根據下列L₁ 和L₃ 的模擬結果。例如：L₁ ＝4 μm並且L₃ ＝0 μm、L₁ ＝4 μm並且L₃ ＝1 μm、L₁ ＝4 μm並且L₃ ＝2 μm、L₁ ＝4 μm並且L₃ ＝3 μm、L₁ ＝4 μm並且L₃ ＝4 μm以及L₁ ＝4 μm並且L₃ ＝5 μm。

在第六A圖的模擬結果內，右邊跟左邊分別係相對於資料線的關閉狀態以及開啟狀態。在第六B圖內，右邊跟左邊分別係相對於資料線的關閉狀態以及關閉狀態。在第六C圖內，右邊跟左邊分別係相對於資料線的開啟狀態以及開啟狀態。

如第六A圖至第六C圖內所示，若要消除開啟狀態以及關閉狀態上的電耦合效應，在資料線150與透明像素電極170間之距離L₁ 為4 μm的條件之下，資料線150與透明共用電極110間之距離L₃ 範圍應為0至3 μm。

因此，資料線150與透明共用電極110間之距離L₃ 以和資料線150與透明像素電極170間之距離L₁ 相同的速率來改變。換言之，若L₃ /L₁ ＝L，則L(L₃ /L₁ )範圍從0至075。

根據本發明的示範具體實施例，在FFS模式內，即使 資料線150上的光阻隔區已經去除，並不會發生因為資料線150電壓改變所造成的漏光。然而，若透明像素電極170和資料線150彼此重疊，則電極之間發生耦合，並導致資料信號延遲、垂直串音並且畫質劣化，像是因為寄生電容(increased parasitic capacitance,Cpd)增加造成的畫面不均勻。

因此，在將這些現象減至最少並且考慮處理能力時，較佳為設定最低設計規則，避免透明像素電極170與資料線150彼此重疊。相反地，若資料線150與透明像素電極170間之距離L₁ 過大，則液晶分子不受控制的區域會增加，如此畫質會劣化。較佳但非必要為資料線150與透明像素電極170間之距離L₁ 在4 μm內。

因為設計所要求的最佳校準公差大約是1.5 μm，所以即使資料線150與透明像素電極170間之距離L₁ 要為0，該距離L₁ 還是設計成1.5 μm。另外，根據設計值所執行的處理會與處理內的校準不同。

根據本發明，在資料線上面的光阻隔區移除或減少之後，露出的資料線係額外地改善反射性，如此LCD的開口率與室外可讀性可進一步增強。

為此目的，暴露在資料線頂端表面上的金屬應具有高反射性，並且根據資料線的內部反射性應增加來提升室外可讀性。若要增加內部反射性，較佳，但非必需，為資料線具有一彎曲形狀，以將來自資料線的入射光朝內反射。

第七A圖為根據本發明示範一具體實施例具有一彎曲 (內嵌)形狀來增加一資料線內部反射資料線之一部份平面圖，並且第七B圖為沿著第七A圖中直線IV－IV’之一剖面圖。

請參閱第七A圖和第七B圖說明一活性層140與一資料線150之一剖面圖，其中的狀態為資料線150與活性層140形成於一雙層結構中，一透明共用電極110形成於一下基板100上；一閘極隔離層130形成於該透明共用電極110上；該資料線150形成於該閘極隔離層130上而覆蓋該活性層140；並且一層間隔離層160與一透明像素電極170依序形成於該資料線150上。

在第七B圖內，該活性層140被該資料線150所覆蓋，並且此結構可有效減少一信號傳輸通過資料線150的延遲。進一步，該活性層140經過圖案製作而具有一活性層圖案145，這包含複數個分開的封閉曲線，像是一圓、一橢圓等等。因此，在該活性層圖案145上形成的資料線150可具有一彎曲形狀，藉此增加該內部反射性。

藉由該活性層圖案145與資料線150之雙層結構，而不需任何額外處理就可簡單達成資料線150的彎曲形狀。換言之，在用於一般透射式FFS模式LCD的處理未大幅變更而是維持之情況下，可增加內部反射性。運用資料線150上的光阻隔區移除或減少的結構，資料線150的彎曲形狀可大幅增強開口率與室外可讀性。

第八圖為在根據本發明示範一具體實施例的一液晶顯示器一下基板內形成的像素區域內一閘極線之一部分平面 圖，並且第九圖為沿著第八圖中直線V－V’之一剖面圖。

若要藉由改善內部反射性來增強室外可讀性，則移除閘極線120上的光阻隔區並形成一反射結構300。

該反射結構300覆蓋該閘極線120。該反射結構300以跟該資料線150相同的材料製成，但是與資料線150絕緣。較佳但非必須，使用活性層之一材料被使用於賦予該反射結構300彎曲形狀。

該彎曲形狀藉由下述達成：形成包含複數個分開之封閉曲線諸如一圓、一構圓等之活性層圖案145，然後以一資料線圖案155覆蓋該活性層圖案145以成為該反射結構300，藉此增加內部反射性。也就是，藉由活性層圖案145與資料線圖案155的雙層結構，更有效達成資料線150的彎曲形狀。因此，在閘極線120上不會形成光阻隔區，並且用於反射結構的資料線圖案155具有彎曲形狀，因此顯著增強室外可讀性。

運用此組態，在用於一般透射式FFS模式LCD的處理未大幅變更而是維持之情況下，可增加內部反射性，如此此結構具有不需額外發展之優點。

此外，較佳但非必須，該反射結構300相對於該閘極線120分成兩區域，這兩區彼此絕緣。該閘極線120可由一不透明金屬製成，因此該反射結構300可分離而露出閘極線120。

另一方面，該切換元件上形成之一光阻隔區205部分覆蓋該反射結構300，藉此固定處理寬裕度。

第十圖為在根據本發明其他具體實施例之一液晶顯示器內一下基板上形成一像素區域之一部分平面圖。第十一圖為第十圖的部分放大圖以及實際處理之前之一設計圖。第十二圖為說明完成實際處理之後形成一圖案之一俯視圖。

根據本發明具體實施例，一光阻隔區可從一閘極線120之一上部(例如一上基板)移除，並且使用改善內部反射性的方式形成一反射結構300，藉此改善室外可讀性。

提供該反射結構300以部分覆蓋該閘極線120。

將該反射結構300使用一資料線150之一材料製作成一電性獨立形式。較佳是，該反射結構300係使用沉積在資料線150下之一活性層(未顯示)之一材料以一彎曲形狀形成。尤其是，運用該活性層材料，藉由諸如像是一圓、一構圓等等這些一獨立封閉彎曲形狀內的彎曲形狀製作圖案來形成一活性層圖案145。另外，在該活性層圖案145上形成之一資料線材料圖案155也具有彎曲形狀。由於此彎曲形狀，所以可增加內部反射性。

藉由活性層圖案145與資料線材料圖案155的雙層結構，更有效建構成資料線材料圖案155的彎曲形狀。據此，藉由製作具有一彎曲部分的資料線材料圖案155，而不用在閘極線120的上部形成光阻隔區，就可顯著改善室外可讀性。

上述結構不用大幅改變一般透射式邊緣電場切換(FFS)模式液晶顯示器(LCD)的製程就可改善室外可讀性。據此， 具有不需額外處理的優點。

另外，可用電性獨立形式提供反射結構300，並且較佳是可提供於根據閘極線120分開的兩區內。另外，因為閘極線120可由不透明金屬形成，則可用分離區形式提供反射結構300而露出閘極線120。

根據本發明的具體實施例，也提供與閘極線120不重疊的獨立封閉彎曲形狀活性層圖案145(此後數字145也代表獨立封閉彎曲形狀)。尤其是，獨立封閉彎曲形狀145與放置在活性層圖案145下部內的閘極線120不重疊。在此，不重疊表示當從上方觀看上基板時，閘極線120和活性層圖案145不會彼此重疊(請參閱第十二圖)。

如第十圖內所示，當共用匯流排線122與閘極線120以一預定間隔相隔並且與閘極線120平行時，獨立封閉彎曲形狀145可建構成不與共用匯流排線122重疊。

本發明的發明人發現，當放置在獨立封閉彎曲形狀145的下部內之閘極線120與獨立封閉彎曲形狀145重疊時，這些層會造成不穩定並成為所製造的LCD裝置於對應區域內之錯誤像素。若要評估，上述原因可歸因於當構成閘極線120之活性層材料及獨立封閉彎曲形狀145重疊資料線材料圖案155時，重疊區域內造成類似薄膜電晶體(TFT)的效果。為了解決上述原因，本發明人建構了與閘極線120不重疊的獨立封閉曲線形狀145。結果，解決了錯誤像素問題。另外，當獨立封閉彎曲形狀145建構成與共用匯流排線122不重疊，可解決相同問題。

另外，本發明人也發現，當在完成光微影處理以及蝕刻處理來製造複數個封閉彎曲形狀圖案之後，封閉彎曲形狀的複數個圖案至少一部分彼此連接時，則反射性可進一步增加。

第十二圖為用於說明完成第十一圖設計圖案後形成圖案之俯視圖。請參閱第十二圖，圖案並未製作成完整分離的圖案，並且分離圖案彼此連接。當分開圖案之間的間隔太小而無法蝕刻時，如此可輕易建構圖案結構。反之，當分開圖案的間隔相當大，則藉由調整蝕刻條件就可建構上述圖案結構。

第十三圖為沿著第十二圖中直線III－III'切開部分之剖面圖。第十四圖為第十三圖部分放大圖。

請參閱第十三圖，所提供的獨立封閉彎曲形狀145並未重疊閘極線120和共用匯流排線122，並且獨立圖案之間的圖案並未完全蝕刻。

如上述，當不完整蝕刻的圖案部分留在獨立圖案之間，則其上形成的資料線材料圖案155之彎曲形狀與當獨立圖案間圖案完成蝕刻時資料線材料圖案155之彎曲形狀不同。根據測試，不完整蝕刻圖案留在獨立圖案之間的結構顯示相當程度增強的反射性。

第十四圖為第十三圖部分放大圖。請參閱第十四圖，顯示當複數個獨立圖案145在獨立圖案145高度X₂ 高於留在閘極隔離層130上獨立圖案145間圖案高度X₁ 時彼此相連之結構。另外，剩餘圖案可形成凹陷形狀，並且可部分 包含閘極隔離層130的露出部分。

本發明具備下列效果：(1)根據本發明的一態樣，開口率與內部反射性已增強，如此改善透射FFS模式LCD的室外可讀性並降低耗量電。例如：此結構對於個人電腦(PC)、筆記型電腦、個人數位助理(PDA)、行動電話、內建數位相機的顯示器以及主要用於室外的裝置都有效用。

(2)根據本發明的一態樣，將FFS模式的特徵、液晶的摩擦方向、透明像素電極、資料線以及透明共用電極最佳化地配置成使漏光與電耦合現象降至最低，如此資料線上不需要額外光阻隔區並且開口率顯著增高。

(3)根據本發明的一態樣，資料線改善本身的反射性並且具有預定一彎曲形狀，以便增加資料線四周入射光的內部反射性，對應至資料線上未形成額外光阻隔區結構的無光阻隔區，藉此增加內部反射性。

(4)根據本發明的一態樣，製作FFS模式LCD不用分開沈積處理等等、活性層已製作圖案然後將資料線沉積在有圖案的活性層上，如此資料線具有彎曲形狀，藉此輕易增加內部反射性而不用複雜變更製程。

(5)根據本發明的一態樣，若要改善內部反射性並增強室外可讀性，活性層製作成複數個分開封閉曲線之 圖按，因此活性層上形成的資料線反射結構具有彎曲形狀，而閘極線上未形成光阻隔區並且形成反射結構當成資料線，藉此迅速增加內部反射性而不用複雜變更製程。

(6)使用活性層藉由輕易在閘極線上形成獨立封閉彎曲形狀，並且將電分離的反射板放置在獨立封閉彎曲形狀上不與閘極線以及/或共用匯流排線重疊，讓其可進一步改善製程穩定性與錯誤率。

(7)其可讓封閉彎曲形狀內複數個圖案至少一部分彼此相連，藉此進一步改善反射性。

雖然已經參考特定範例具體實施例來顯示和說明本發明，精通此技術的人士應知道各種形式及細節的變更，而不會脫離申請專利範圍內所定義之本發明的精神與範疇。

100‧‧‧下基板

110‧‧‧透明共用電極

120‧‧‧閘極線

122‧‧‧共用匯流排線

130‧‧‧閘極隔離層

140‧‧‧活性層

145‧‧‧活性層圖案

150‧‧‧資料線

152‧‧‧源極－汲極電極

155‧‧‧資料線圖案

160‧‧‧層間隔離層

170‧‧‧透明像素電極

200‧‧‧上基板

205‧‧‧光阻隔區

300‧‧‧反射結構

CN‧‧‧接觸孔

第一圖為在根據本發明示範具體實施例液晶顯示器下基板中所形成的像素區域之部份平面圖。

第二A圖至第二C圖分別為取自第一圖中直線I－I’、II－II’和III－III’的剖面圖，並且第二D圖部分說明第一圖中邊緣電場切換(FFS)模式液晶顯示器內的透明共用電極、透明像素電極以及資料線。

第三A圖顯示傳統扭轉向列(TN)模式中之資料線四周光透射比模擬結果，並且第三B圖和第三C圖顯示當在FFS模式中改變摩擦方向時，資料線四周光透射比模擬結果。

第四圖為說明在根據本發明示範具體實施例的液晶顯示器中取決於資料線、透明像素電極以及透明共用電極間之配置電耦合現象之示意圖。

第五A圖和第五B圖為說明在根據本發明示範具體實施例液晶顯示器中取決於資料線、透明像素電極以及透明共用電極間之配置電耦合現象之模擬結果。

第六A圖至第六C圖顯示根據本發明示範具體實施例獲得最佳情沉之模擬結果，其中將透明共用電極一端配置在資料線與透明像素電極之間。

第七A圖為根據本發明示範具體實施例資料線之部份平面圖，其中該資料線具有使資料線中內部反射增加的彎曲形狀，並且第七B圖為沿著第七A圖中直線IV－IV’的剖面圖。

第八圖為在根據本發明示範具體實施例在液晶顯示器下基板中所形成像素區域中閘極線之部分平面圖。

第九圖為沿著第八圖中直線V－V’的剖面圖。

第十圖為在根據本發明其他具體實施例的液晶顯示器中，在下基板上所形成像素區域之部分平面圖。

第十一圖為第十圖的部分放大圖以及實際處理前的設計圖。

第十二圖為說明完成實際處理後形成圖案之俯視圖。

第十三圖為沿著第十二圖中直線III－III'切開部分之剖面圖。

第十四圖為第十三圖部分放大圖。

110‧‧‧透明共用電極

120‧‧‧閘極線

122‧‧‧共用匯流排線

140‧‧‧活性層

150‧‧‧資料線

152‧‧‧源極－汲極電極

170‧‧‧透明像素電極

CN‧‧‧接觸孔

Claims (23)

1. 一種邊緣電場切換模式液晶顯示器，包含一下基板、一上基板以及插入該下基板與上基板間之一液晶層，其中一閘極線與一資料線彼此交叉並在該下基板上定義一像素區域，並且在該閘極線與該資料線間之一交叉處上提供一切換元件，該邊緣電場切換模式液晶顯示器包含：一透明共用電極，其具有一預定形狀並且形成於該像素區域內，以藉由施加一電壓至該液晶層來調整光透射比；一透明像素電極，其包含複數個裂縫並且形成在該透明共用電極之上；而且在該透明共用電極與該透明像素電極間插入一絕緣層；一活性層設置在資料線之下，其中該活化層包含複數個分開的封閉曲線圖案，以讓該資料線具有一彎曲形狀；該透明共用電極與該透明像素電極間之校準係相對於該資料線來調整，以在該資料線上無一光阻隔區下就可減少漏光以及電耦合現象，以及該透明共用電極的一端配置在該資料線與該透明像素電極之間。
2. 如申請專利範圍第1項之邊緣電場切換模式液晶顯示器，其中該資料線與該透明像素電極間之距離(L1)對該資料線與該透明共用電極間之距離(L3)的比例(L3/L1)在0.75之內。
3. 如申請專利範圍第2項之邊緣電場切換模式液晶顯示器，其中該資料線與該透明像素電極間之距離在4 μm內。
4. 如申請專利範圍第1項之邊緣電場切換模式液晶顯示器，其中用於校準該液晶層的一摩擦方向位於該閘極線方向的5°以內。
5. 如申請專利範圍第1項之邊緣電場切換模式液晶顯示器，其中該透明像素電極之裂縫與該閘極線夾一預定角度。
6. 如申請專利範圍第4項之邊緣電場切換模式液晶顯示器，其中校準該液晶層的該摩擦方向位於該閘極線方向的2°以內。
7. 如申請專利範圍第1項之邊緣電場切換模式液晶顯示器，進一步包含一電性獨立的反射結構，其由與該資料線相同的材料形成，且形成在該閘極線上。
8. 如申請專利範圍第7項之邊緣電場切換模式液晶顯示器，其中該反射結構用該閘極線分成兩區域。
9. 如申請專利範圍第7項之邊緣電場切換模式液晶顯示器，進一步包含位於該反射結構下之一活性層，其中該活性層包含複數個分開的封閉曲線圖案，以讓該反射結構具有一彎曲形狀。
10. 一種邊緣電場切換模式液晶顯示器，包含一下基板、一上基板以及插入該下基板與上基板間之一液晶層，其中一閘極線與一資料線彼此交叉並在該下基板上定義一像素區域，並且在該閘極線與該資料線間之一交叉處上 提供一切換元件，該邊緣電場切換模式液晶顯示器包含：一透明共用電極，其具有一預定形狀並且形成於該像素區域內，以藉由施加一電壓至該液晶層來調整光透射比；一透明像素電極，其包含複數個裂縫並且形成在該透明共用電極之上；而且在該透明共用電極與該透明像素電極間插入一絕緣層；一電獨立的反射結構由與資料線相同的材料形成，且形成在該閘極線上；以及一活性層設置在資料線之下，其中該活化層包含複數個分開的封閉曲線圖案，以讓該資料線具有一彎曲形狀。
11. 如申請專利範圍第10項之邊緣電場切換模式液晶顯示器，其中用於校準該液晶層的摩擦方向位於該閘極線方向的2°以內。
12. 如申請專利範圍第10項之邊緣電場切換模式液晶顯示器，其中該反射結構用該閘極線分成兩區域。
13. 如申請專利範圍第10項之邊緣電場切換模式液晶顯示器，其中該資料線與該透明像素電極間之距離(L1)對該資料線與該透明共用電極間之距離(L3)的比例(L3/L1)在0.75之內。
14. 一種製造一邊緣電場切換模式液晶顯示器之方法，該顯示器包含一下基板、一上基板以及插入該下基板與上基 板間之一液晶層，其中一閘極線與一資料線彼此交叉並在該下基板上定義一像素區域，並且在該閘極線與該資料線間之一交叉處上提供一切換元件，該方法包含：在該基板上形成一透明共用電極；在該透明共用電極上接續形成該閘極線、一閘絕緣層、一活性層、該資料線、一層間絕緣層以及一具有複數個裂縫的透明像素電極；以及施加並摩擦用於在該透明像素電極上校準該液晶層之一校準層，其中該透明共用電極與該透明像素電極間之校準係相對於該資料線來調整，以在該資料線上無一光阻隔區下就可減少漏光以及電耦合現象，該透明共用電極的一端配置在該資料線與該透明像素電極之間；該資料線與該透明像素電極間之距離(L1)對該資料線與該透明共用電極間之距離(L3)的比例(L3/L1)在0.75之內；以及在該資料線之下形成該活化層，該活化層包含複數個分開的封閉曲線圖案，以讓該資料線具有一彎曲形狀。
15. 如申請專利範圍第14項之方法，其中形成該資料線包含使用與該資料線相同材料在該閘極線上形成一電獨立的反射結構。
16. 如申請專利範圍第15項之方法，其中形成該活性層更包含在該反射結構下形成該活性層，以具有複數個分開 的封閉曲線圖案且讓該反射結構具有一彎曲形狀。
17. 如申請專利範圍第14項之方法，其中用於校準該液晶層的摩擦方向位於該閘極線方向的5°以內。
18. 一種邊緣場切換(FFS)模式液晶顯示器(LCD)裝置，包含一下基板、一上基板以及插入該下基板與該上基板間之一液晶層，藉由以交叉方向形成的一閘極線與一資料線在該下基板上定義各像素區域以及一切換元件配置在該閘極線與該資料線的交叉處，該裝置之特徵在於該像素區域包含一第一透明電極以及一第二透明電極，以施加一電壓至該液晶層並且調整光傳輸量，該第二透明電極包含複數個彼此隔開之裂縫而且在該第二透明電極與該第一透明電極之上部間插入一絕緣層，在該閘極線的上部中使用該資料線的材料設置呈電性獨立形式的一反射板，設置一反射板結構，藉由在該反射板下部內提供複數個封閉曲線形狀圖案而使該反射板具有一彎曲形狀，以及該獨立封閉曲線形狀被建構成未與該閘極線重疊。
19. 如申請專利範圍第18項之裝置，其中該反射結構包含一區域(area)，其根據該閘極線分成兩區(region)。
20. 如申請專利範圍第18項之裝置，其中具該封閉彎曲形狀的該複數個圖案具有彼此不同的結構。
21. 如申請專利範圍第18項之裝置，其中具該封閉彎曲形狀的該等圖案之至少部分彼此相連。
22. 如申請專利範圍第18項之裝置，進一步包含：一共用匯流排線，其大體上與該閘極線平行，其中該獨立封閉彎曲形狀與該共用匯流排線不重疊。
23. 如申請專利範圍第18項之裝置，其中具該封閉彎曲形狀的該複數個圖案係由與該切換元件的活性層相同的材料形成。