边缘场切换模式液晶显示器及其制造方法

专利名称：边缘场切换模式液晶显示器及其制造方法
技术领域：
本发明涉及边缘场切换(FFS)模式液晶显示器及其制造方法，其中， 改善了孔径比，从而降低了功耗，并且增加了内反射，从而加强了室外 清晰度。
背景技术：
已经提出了边缘场切换(FFS)模式液晶显示器(LCD),以改善面 内切换(IPS)模式LCD的低孔径和透射率。在FFS模式LCD中，公共电极和像素电极由诸如铟锡氧化物(ITO) 等的透明导电层制成，因此与IPS模式LCD相比，改善了其孔径比和透 射率，并且在公共电极与像素电极之间的窄间隔(narrow interval)中形 成有边缘场，从而，因为即便电极上的液晶分子也全都受到控制，所以 进一步提高了透射率。例如，在同样由本申请人提交的美国专利 No.6，256，081和No.6，226,U8中公开了传统的FFS模式LCD。同时，LCD分成利用背光的透射式LCD和利用自然光的反射式 LCD。透射式LCD使用背光作为光源，所以即使在黑暗环境下也能够明 亮地显示图像，但是背光导致功耗较高和室外清晰度较差。另一方面， 反射式LCD利用其周围的自然光，而不是背光，所以这种LCD消耗较 少的功率，并且可在室外场所中使用，但是当周围环境暗时，这种LCD 就无法使用。换言之，普通透射式LCD在室内场所具有优良的亮度、色再现性、 对比度(CR)等，但在室外场所，由于太阳光或反射的太阳光，导致几 乎不可能从这种LCD上看到信息。由于自身不能发光的透射式LCD的 清晰度依赖于背光的亮度和LCD板的透射率，又由于在室外时太阳光强 度大于十万勒克斯(LUX)，所以这种透射式LCD的室外清晰度下降。为了解决此问题，可以提高背光的亮度，但这样需要过多的功耗。因此，提出了半透射式LCD，以克服透射式LCD和反射式LCD二 者的缺点。半透射式LCD兼容反射式LCD和透射式LCD，因此它能够 消耗相对少的功率，并且可在黑暗环境中使用。在同样由本申请人提交 的韩国专利No.666236中已经公开了这种半透射式LCD。通常，半透射式LCD被设计成具有单一单元间隙(cell gap)结构或 者双重单元间隙结构，在单一单元间隙结构中，透射区域的单元间隙等 于反射区域的单元间隙，在双重单元间隙结构中，透射区域的单元间隙 比反射区域的单元间隙大两倍。然而，当使用相同的液晶模式以单一单 元间隙结构制造半透射式LCD时，反射区域的相位延迟是透射区域的相 位延迟的两倍，使得反射模式的电压-反射(V-R)曲线与透射模式的电 压-透射(V-T)曲线不匹配，从而导致不协调的灰度级，并且导致电光 特性发生劣化。因此，正着手制造具有双重单元间隙结构的半透射式LCD，其中， 透射区域被设计成其单元间隙比反射区域的单元间隙大两倍。这样，反 射模式的V-R曲线可以与透射模式的V-T曲线相匹配。然而，如果制造 具有双重单元间隙结构的半透射式LCD，则台阶差会由于反射区域之间 的单元间隙而增大两倍，从而带来制造过程中的困难，例如，不均匀的 液晶配向等，由此降低了生产率。此外，半透射式LCD在室内时的孔径 比明显减小，而且它的制造工艺又复杂又难。同时，本申请人已经提出了半透射式FFS模式LCD，以利用FFS模 式LCD和半透射式LCD二者的优点。在韩国专利公开No. 2006-117465 中已经公开了这种半透射式FFS模式LCD。然而，当把半透射模式应用于FFS模式LCD时，必须进行树脂加工 (resin process)以形成用于增大反射率的凹凸部分。树脂加工是很困难 的，这是因为在其制造加工时无法完全避免基本污染，而且这种树脂加 工也很昂贵。此外，为了以半透射模式来实现FFS模式LCD，应当预先 与半透射式FFS模式LCD的结构相结合地开发补偿膜、偏光膜等。换言 之，需要大量的开发成本和时间。在上述背景下，需要进行研究，以便能够利用半透射模式LCD的一些特性，诸如室外清晰度等，同时保持普通透射式FFS模式LCD的制造 工序。发明内容鉴于上述问题，本发明的一个目的是提供一种边缘场切换(FFS)模 式液晶显示器(LCD)及其制造方法，其中，在不大量改变普通透射式 FFS模式LCD的工序的情况下，利用FFS模式LCD的基本特性，提高 了室外清晰度。本发明的另一目的是提供一种边缘场切换(FFS)模式液晶显示器 (LCD),其中，提高了孔径比，使光泄漏和耦合效应得以最小化，从而 改善了图像质量。本发明的又一目的是提供一种边缘场切换(FFS)模式液晶显示器 (LCD),其中增加了内反射。本发明的再一目的是提供一种边缘场切换(FFS)模式液晶显示器 (LCD),该显示器具有比传统透射式FFS模式LCD更高的孔径比，由 此降低了功耗。本发明的另一 目的是提供一种FFS模式LCD器件，该LCD器件能 够防止制造工艺中的误差，由此确保更稳定的合格率。为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种边缘场切 换模式液晶显示器，其包括下基板、上基板、以及插入在所述下基板与 所述上基板之间的液晶层，其中，选通线和数据线相互交叉，从而在所 述下基板上限定了像素区域，并且在所述选通线与所述数据线之间的交 叉部处设置有开关器件，所述边缘场切换模式液晶显示器包括透明公 共电极，该透明公共电极具有预定的形状，并且形成在所述像素区域内， 以通过向所述液晶层施加电压来调节透光率；和透明像素电极，该透明 像素电极包含多个缝，并且形成在所述透明公共电极上方，在所述透明 公共电极与所述透明像素电极之间插入有绝缘层，其中，用于对所述液 晶层进行配向的摩擦方向相对于选通线的方向在5°内；相对于所述数据线来调整所述透明公共电极与所述透明像素电极之间的排列，以减少光 泄漏和耦合现象；并且所述透明公共电极的一端布置在所述数据线与所述透明像素电极之间。所述数据线和所述透明公共电极之间的距离(L3)与所述数据线和 所述透明像素电极之间的距离(L》之比(L3/L,)可以在0.75以内，并 且所述数据线和所述透明像素电极之间的距离可以在4 pm以内。根据本发明的另一个方面，提供了一种边缘场切换模式液晶显示器， 其包括下基板、上基板、以及插入在所述下基板与所述上基板之间的液 晶层，其中，选通线和数据线相互交叉，从而在所述下基板上限定了像 素区域，并且在所述选通线与所述数据线之间的交叉部处设置有开关器 件，所述边缘场切换模式液晶显示器包括透明公共电极，该透明公共 电极具有预定的形状，并且形成在所述像素区域内，以通过向所述液晶 层施加电压来调节透光率；和透明像素电极，该透明像素电极包含多个 缝，并且形成在所述透明公共电极上方，在所述透明公共电极与所述透 明像素电极之间插入有绝缘层，其中，在所述选通线上由与所述数据线 相同的材料形成有电独立(electrically independent)的反射结构。根据本发明的又一个方面，提供了一种制造边缘场切换模式液晶显 示器的方法，所述边缘场切换模式液晶显示器包括下基板、上基板、以 及插入在所述下基板与所述上基板之间的液晶层，其中，选通线和数据 线相互交叉，从而在所述下基板上限定了像素区域，并且在所述选通线 与所述数据线之间的交叉部处设置有开关器件，所述方法包括在所述 基板上形成透明公共电极；在所述透明公共电极上顺序形成所述选通线、 栅绝缘层、有源层、数据线、层间绝缘层和具有多个缝的透明像素电极； 以及在所述透明像素电极上施敷配向层并且对配向层进行摩擦，以便对 所述液晶层进行配向，其中，相对于所述数据线来调整所述透明公共电 极与所述透明像素电极之间的排列，以减少光泄漏和耦合现象；将所述 透明公共电极的一端布置在所述数据线与所述透明像素电极之间；并且 所述数据线和所述透明公共电极之间的距离(L3)与所述数据线和所述 透明像素电极之间的距离(L》之比(WL。在0.75以内。根据本发明的另一方面，提供了一种边缘场切换模式液晶显示器， 所述边缘场切换模式液晶显示器包括下基板、上基板、以及插入在所述 下基板与所述上基板之间的液晶层，在所述下基板上通过按交叉方向形 成的选通线和数据线限定有各像素区域，并且在所述选通线与所述数据 线之间的交叉部处设置有开关器件，所述边缘场切换模式液晶显示器的 特征在于所述像素区域包括第一透明电极和第二透明电极，以便向所 述液晶层施加电压从而调节透光量，所述第二透明电极包括多个缝，并 且与所述第一透明电极分开且位于所述第一透明电极的上部，在所述第 一透明电极与所述第二透明电极之间插入有绝缘层；利用与所述数据线 相同的材料在所述选通线的上部提供有电独立形式的反射器；通过在所 述反射器的下部提供封闭曲线形状的多个图案来提供使得所述反射器具 有曲线形状的反射器结构；并且所述独立封闭曲线形状被构造得不与所 述选通线交叠。


图1是形成在根据本发明的示例性实施例的液晶显示器的下基板中 的像素区域的部分平面图。图2A至图2C是分别沿图i中的线i-r、 n-n，禾B m-nr截取的横截面图，图2D部分地例示出图1的边缘场切换(FFS)模式液晶显示器中的透明公共电极、透明像素电极以及数据线。图3A示出在传统扭转向列(TN)模式中数据线周围的透光率的仿 真结果，图3B和图3C示出在FFS模式中当改变摩擦方向时数据线周围 的透光率的仿真结果。图4是用于对在根据本发明的示例性实施例的液晶显示器中依赖于 数据线、透明像素电极以及透明公共电极之间的排列的耦合现象进行描 述的示意图。图5A和图5B是示出对在根据本发明的示例性实施例的液晶显示器 中依赖于数据线、透明像素电极以及透明公共电极之间的排列的耦合现 象进行图示的仿真结果。图6A至图6C示出了根据本发明的示例性实施例在透明公共电极的一端布置在数据线与透明像素电极之间的情况下获得最佳条件的仿真结 果。图7A是根据本发明的示例性实施例的用于增加数据线中的内反射 的具有曲线形状的数据线的部分平面图，图7B是沿图7A中的线IV-IV' 截取的横截面图。图8是形成在根据本发明的示例性实施例的液晶显示器的下基板中 的像素区域中的选通线的部分平面图。图9是沿图8中的线V-V'截取的横截面图。图10是根据本发明的另一实施例的形成在液晶显示器的下基板上 的像素区域的部分平面图。图11是图10的局部放大图和实际处理前的设计视图。图12是用于描述完成了实际处理后所形成的图案的顶视图。图13是沿图12的线ni-nr截取的部分的横截面图。图14是图13的局部放大图。
具体实施方式
现在，参照附图更加详细地描述本发明的优选实施例。 根据本发明的示例性实施例的液晶显示器(LCD)包括下基板、上 基板、以及插入在所述下基板与所述上基板之间的液晶层。在所述下基 板中，电极相互交叉，以向液晶层施加电压，并且所述电极限定了多个 像素。图1是形成在根据本发明的示例性实施例的液晶显示器的下基板中的像素区域的部分平面图。图2A至图2C是分别沿图i中的线i-r、n-n， 和m-nr截取的横截面图。参照图1 、图2A、图2B和图2C，在根据本发明的示例性实施例的 FFS模式LCD中，选通线120和数据线150被布置成在下基板100上相 互交叉；薄膜晶体管(TFT)被布置在选通线120与数据线150之间的交 叉部处，作为开关器件；透明公共电极110和包括相对于选通线120成 预定角度的多个缝的透明像素电极170被布置在由选通线120和数据线150限定的单位像素区域内，并且彼此间隔开，在其间插入有层间绝缘层160。在图1中，透明公共电极110被制成板状，但是不限于此。另选的 是，透明公共电极110可包括多个缝。图2D仅例示出FFS模式LCD中的透明公共电极110、透明像素电 极170以及数据线150。在此，透明像素电极170的缝相对于选通线120 成预定角度e。此外，透明公共电极110和透明像素电极170通过层间绝 缘层160彼此绝缘。另外，栅绝缘层130设置在选通线120与有源层140 之间。同时，平行于选通线120的公共总线122布置在与选通线120分隔 开的像素边缘部分中。公共汇流线122与透明公共电极110电连接，并 且向透明公共电极IIO连续传输公共信号。现在将参照图l、图2A、图2B和图2C来描述根据本发明的示例 性实施例的液晶显示器的制造方法。首先，将透明导电层淀积在下基板100上，随后对所述透明导电层 进行构图以形成透明公共电极110。接着，将不透明金属淀积在透明公共电极110上，随后对所述不透 明金属进行构图以在透明公共电极110的一侧形成选通线，并且形成公 共汇流线122以部分覆盖透明公共电极110 (参见图2B)。将栅绝缘层130淀积在具有经构图的透明公共电极110、选通线120 以及公共汇流线122的下基板100的整个表面上。然后，将a-Si层和n十 a-Si层顺序淀积在选通线120上方的栅绝缘层130上，并且对该a-Si层 和n+ a-Si层进行构图，以形成有源层140。此外，将金属层淀积在具有经构图的有源层140的下基板100的整 个表面上，然后对该金属层进行构图，以形成数据线150和源-漏极152。 将层间绝缘层160淀积在具有数据线150和源-漏极152的下基板100上。接下来，形成接触孔CN，以使源-漏极152部分露出，并且将透明 导电层淀积在层间绝缘层160上。此时，对该透明导电层进行构图，以 通过接触孔CN连接源-漏极152和透明像素电极170，并且形成具有缝 形状的透明像素电极170。在本实施例的FFS模式LCD中，透明公共电极110和包括多个缝的 透明像素电极170对液晶层(未示出)的配向进行控制，从而对LCD在 像素单元中的透光率进行控制。此外，在FFS模式LCD中，在数据线150上方的上基板200上只有 小光屏蔽区域或者没有光屏蔽区域，从而提高了孔径比。光屏蔽区域(例 如，黑底)用于防止未对液晶分子进行控制的区域中的光透射，所以在 现有技术中在数据线上方设置有光屏蔽区域。但是，在本实施例中，由 于FFS模式LCD的基本特性、摩擦方向等，光屏蔽区域可被去除或者减 小。同时，通过相对于数据线150最佳地布置透明公共电极110和透明 像素电极170，克服了由于减小光屏蔽区域而导致的缺陷。图2A是数据线150的横截面图。如图2A所示，在下基板100上形 成有透明公共电极110;在透明公共电极IIO上形成有栅绝缘层130;在 栅绝缘层130上形成有数据线150，同时所述数据线150覆盖有源层140; 并且在数据线150上顺序形成有层间绝缘层160和透明像素电极170。在图2A中，有源层140被数据线150覆盖，但是可以去除有源层 140。此外，在去除光屏蔽区域的情况下，高反射率材料或弯曲部分可以 形成为顶层，由此增加数据线150的顶面的反射率。稍后将描述弯曲部 分。图3A到图3C示出在传统扭转向列(TN)模式和FFS模式中的数 据线周围的透光率的仿真结果，其中，公共电极和像素电极布置在数据 线周围。首先，图3A示出在传统TN模式中数据线周围的透光率的仿真结果。 在图3A中，上曲线图示出在与下区域对应的区域中的透光率。参照图 3A，相对于数据线，左边像素电极接收电力(开状态)，而右边像素电极 不接收电力(关状态)，并且液晶的摩擦方向被设定为作为典型摩擦方向 的45° 。在图3A的仿真条件下，公共电极在TN模式中形成在设置有滤色器 的上基板上，并且它以常白模式(normally white mode)被驱动。因此， 在图3A的情况下，左边像素电极区域因其处于开状态而应当具有0的透射率，而右边像素电极区域因其处于关状态而应当具有最大的透射率。 然而，施加给数据线的电压导致电极边缘部分(参见图3A中的A)和数 据线的上部处漏光。因此，在TN模式中，如果在数据线上方去除或者减小光屏蔽区域，则在数据线周围出现光泄漏。所以，应当在数据线上方形成相当大区域 的光屏蔽区域。但是，容易理解，光屏蔽区域降低了总孔径比。另一方面，本发明人发现，在根据本发明的FFS模式LCD中，因为 当液晶的摩擦方向相对于选通线基本上为0°时，由于数据线、像素电极 以及公共电极之间的电压差而产生的电场具有相同的方向，所以不管电 场的强度如何都防止了光泄漏。图3B和图3C示出在FFS模式中当摩擦方向(相对于选通线的角度) 分别为0°和90°时数据线周围的透光率的仿真结果。在图3A至图3C中， 电极之间的间隔相同。与图3A—样，在图3B和图3C中，左边像素电极和右边像素电极 分别被设定为开状态和关状态。结果，图3B示出无论像素电极是开还是 关，透射率都近似达到0。另一方面，图3C示出在区域B中出现光泄漏。具体来说，图3C的情况可以解释为对应于普通面内切换(IPS)模式 的情况，因为IPS模式在数据线周围具有相同的电极布置。在图3C中， 液晶的摩擦方向为90。，并且由数据线、像素电极以及公共电极之间的电 压差所产生的电场是0。。因此，当在电极之间产生电势差时，沿90。角度 配向的液晶旋转至0。的电场方向，从而出现光泄漏(参见图3C中的B)。参照图3C，在TN模式或IPS模式中(或者在FFS模式中的90。的 摩擦方向下)，液晶由于在数据线、像素电极以及公共电极之间产生的电 场而发生不期望的旋转，从而出现光泄漏，因此即使要求数据线周围没 有光泄漏以去除数据线周围的光屏蔽区域，也必须在数据线上方形成光 屏蔽区域。另一方面，参照图3B，如果在FFS模式中液晶的摩擦方向为 0°，则可防止数据线周围的光泄漏。在上述实施例中，仿真是在液晶的摩擦方向为0° (但不限于此)的 条件下执行的。在考虑驱动电压、响应时间等的实践应用中，如果液晶的摩擦方向在0°至5°的范围内，则几乎防止了数据线周围的光泄漏。此外，考虑到加工余量，摩擦方向优选在0°至2°的范围内。更优选的是， 摩擦方向为0°。图4是用于对在根据本发明的示例性实施例的液晶显示器中依赖于 数据线、透明像素电极以及透明公共电极之间的排列的耦合现象进行描 述的示意图，图5A和图5B示出对在根据本发明的示例性实施例的液晶 显示器中依赖于数据线、透明像素电极以及透明公共电极之间的排列的 耦合现象进行例示的仿真结果。在图4中，1^表示数据线150和透明像素电极170之间的距离，L3 表示数据线150和透明公共电极110之间的距离，L2表示透明公共电极 110的一端E比透明像素电极170朝数据线150的方向多伸出的距离。因 此L产L2+ L3。在产生电场的这些电极中，透明公共电极IIO具有稳定的电压电平， 所以即使在数据线150或透明像素电极170中产生电场，也可保持恒定 的电压差。因此，透明公共电极110对图片质量劣化的影响小。然而， 施加到数据线150或透明像素电极170的电压随着图片不同而自由地变 化，从而基于两个电极之间所产生的电场的耦合现象可能会使得图片质 量发生劣化。根据本实施例，透明公共电极110的一端E被设计成位于透明像素 电极170与数据线150之间，使得在透明像素电极170与数据线150之 间直接形成电场，从而减少了引起不稳定的液晶配向的现象。当透明公 共电极110被定位在透明像素电极170与数据线150之间时，透明公共 电极110用作抵消电场的介质，使得在透明像素电极170与数据线150 之间不形成直接电场。即，在数据线150上方，在透明像素电极170与 数据线150之间不形成直接电场，并且具有恒定电压电平的透明公共电 极110被定位在透明像素电极170与数据线150之间的中央，以便形成 恒定电场，从而防止图像质量由于非均匀耦合而发生劣化。接下来，将参照图6A至图6C的仿真结果对用于将透明公共电极110 的一端E定位在数据线150与透明像素电极170之间的最佳条件进行描述。参照图6A至图6C，图①到⑥示出根据下列L,和L3的仿真结果。 例如，①L产4 um且L产0 um，②L尸4 um且Lfl ym，③L尸4 "m 且L3=2 ji m，④L产4 ii m且L3=3 14 m，⑤L产4 y m且L3=4 u m，以 及⑥L产4 Hm且L尸5 ym。在图6A的仿真结果中，相对于数据线，右边是关状态，左边是开状 态。在图6B中，相对于数据线，右边是关状态，左边是关状态。在图 6C中，相对于数据线，右边是开状态，左边是开状态。如图6A至图6C所示，为了消除开状态和关状态两者下的耦合效应， 在数据线150和透明像素电极170之间的距离L，为4 ym的条件下，数 据线150和透明公共电极110之间的距离L3应当在0 um至3 U m的 范围内。因此，数据线和透明公共电极110之间的距离L3以与数据线150和 透明像素电极170之间的距离I^相同的速率变化。换言之，如果L3/L产L， 则L (L3/ L,)可以在0至0.75的范围内。根据本发明的示例性实施例，在FFS模式中，即使去除了数据线150 上方的光屏蔽区域，也不会发生由于数据线150的电压变化而导致的光 泄漏。然而，如果透明像素电极170和数据线150彼此交叠，则会发生 电极之间的耦合，并且电极之间的耦合将导致数据信号延迟、垂直串扰 和图片质量劣化，诸如由于寄生电容(Cpd)的增加而出现点云纹 (shot-mura)。因此，在使这些现象最小化并且考虑加工能力的同时，优选地设置 最小化设计原则，以防止透明像素电极170和数据线150彼此交叠。相 反，如果数据线150和透明像素电极170之间的距离"太大，则液晶分 子不受控制的区域就增大，从而使得图片质量劣化。优选但非必要的是， 数据线150和透明像素电极170之间的距离L,在4 y m内。因为设计所需的最佳配向容差是大约1.5 ym，所以即使数据线150 和透明像素电极170之间的距离需要为0，距离Li也被设计为1.5 y m。 另选的是，按照设计值执行的处理可与配向处理不同。根据本实施例，在去除或者减小了数据线上方的光屏蔽区域之后， 露出的数据线还另外在反射率方面有所改善，从而可进一步提高LCD的 孔径比和室外清晰度。
为此，暴露在数据线的顶面上的金属应当具有高的反射率，并且应 当增加基于数据线的内反射率，以提高室外清晰度。为了增加内反射率， 优选但非必要的是，数据线具有曲线形状，以将来自数据线的入射光反 射到内部。
图7A是根据本发明的示例性实施例的用于增加数据线中的内反射 的具有曲线(凹凸印)形状的数据线的部分平面图，而图7B是沿图7a 中的线IV-IV'截取的横截面图。
参照图7A和图7B (例示了在有源层140和数据线150被形成为双 层结构的状态下的有源层140和数据线150的横截面)，在下基板100上 形成有透明公共电极110;在透明公共电极110上形成有栅绝缘层130; 在栅绝缘层130上形成有数据线150，所述数据线150同时覆盖有源层 140;并且在数据线150上顺序形成有层间绝缘层160和透明像素电极 170。
在图7B中，有源层140被数据线150覆盖，该结构可以有效地减小 通过该数据线150传输的信号的延迟。此外，把有源层140构图成具有 有源层图案145，该有源层图案145包括多个分离的封闭曲线，诸如圆、 椭圆等。因此，形成在有源层图案145上的数据线150可以具有曲线形 状，由此增加内反射率。
通过有源层图案145和数据线150的双层结构，可以简单地得到数 据线150的曲线形状，而无需任何其它工序。换言之，在没有大量改变 普通透射式FFS模式LCD的工序而是保持普通透射式FFS模式LCD的 工序的同时，可以增加内反射率。在去除或者减小了数据线150上方的 光屏蔽区域的结构中，数据线150的曲线形状可以明显地加强孔径比和 室外清晰度。
图8是在根据本发明的示例性实施例的液晶显示器的下基板中形成 的像素区域中的选通线的部分平面图，图9是沿图8中的线V-V'截取的横截面图。
为了通过提高内反射率来增强室外清晰度，可去除选通线120上方
的光屏蔽区域，并且形成反射结构300。
反射结构300覆盖选通线120。反射结构300由与数据线150相同 的材料制成，但是与数据线150电绝缘。优选但非必要的是，使用有源 层的材料，来为反射结构300提供曲线形状。
通过形成有源层图案145来实现曲线形状，该有源层图案145包括 多个分离的封闭曲线，诸如圆、椭圆等，随后用数据线图案155覆盖有 源层图案145，作为反射结构300，由此增加内反射率。即，通过有源层 图案145和数据线图案155的双层结构可更有效地实现数据线150的曲 线形状。因此，在选通线120上方没有形成光屏蔽区域，并且用于反射 结构的数据线图案155具有曲线形状，由此显著加强了室外清晰度。
利用此结构，在不大量改变普通透射式FFS模式LCD的工序而是保 持普通透射式FFS模式LCD的工序的同时，可以增加内反射率，从而此 结构具有无需额外开发成本的优势。
另外，优选但非必要的是，反射结构300相对于电绝缘的选通线120 分成两个区域。选通线120可由不透明的金属制成，因此在使选通线120 露出的情况下，可对反射结构300进行隔离。
同时，形成在开关器件上方的光屏蔽区域205部分地覆盖反射结构 300，由此确保加工余量。
图10是根据本发明的另一实施例的形成在液晶显示器的下基板中 的像素区域的部分平面图。图11是图10的局部放大图和实际处理前的 设计视图。图12是用于描述完成了所述实际处理后所形成的图案的顶视 图。
根据本实施例，可从选通线120的上部(例如上基板)去除光屏蔽 区域，并且可利用提高内反射率的方案来形成反射器结构300，由此改善 室外清晰度。
所述反射器结构300被设置为部分地覆盖所述选通线120。 利用数据线150的材料，以电独立形式制造所述反射器结构300。优选的是，利用设置在所述数据线150下方的有源层(未示出)的材料
将所述反射器结构300形成为曲线形状。具体来说，利用所述有源层材 料，通过将曲线形状构图成独立封闭曲线形状(如圆、椭圆等)来形成 有源层图案145。另外，形成在所述有源层图案145上的数据线材料图案 155也被形成为曲线形状。由于所述曲线形状，所以能够增加所述内反射 率。
所述数据线材料图案155的曲线形状可更有效地通过所述有源层图 案145和所述数据线材料图案155的双层结构来构造。因此，在未在所 述选通线120的上部形成光屏蔽区域的情况下，通过使得所述数据线材 料图案155具有曲线部分，能够显著改善室外可视性。
上述结构能够在不大量改变普通透射式边缘场切换(FFS)模式液晶 显示器(LCD)的制造工序的情况下改善室外清晰度。因此，具有无需 附加处理的优点。
另外，所述反射器结构300被设置成电独立形式，并且优选的是可 被设置成基于所述选通线120分隔的两个区域。另外，由于所述选通线 120可由不透明金属形成，所以所述反射器结构300可被设置成暴露出所 述选通线120的分离区域的形式。
根据本发明的实施例，所述有源层图案145的独立封闭曲线形状(此 后也用数字符号145来指示独立封闭曲线形状)被设置成不与所述选通 线120相交叠。具体来说，独立封闭曲线形状145不与设置在所述有源 层图案145下部中的选通线120相交叠。在此，不交叠是指当从顶部观 看所述上基板时，所述选通线120和所述有源层图案145彼此不交叠(参 见图12)。
如图10中所示，当公共汇流线122与所述选通线间隔开预定间隔， 并且与所述选通线120相平行时，所述独立封闭曲线形状145可被构造 成不与所述公共汇流线122相交叠。
本发明的发明人发现，当设置在所述独立封闭曲线形状145的下部 中的所述选通线120与所述独立封闭曲线形状145相交叠时，这些层引 起不稳定性，并且由此导致所制造的LCD器件的相应区域中的错误像素。估计上述原因可归因于，当构成所述选通线120和所述独立封闭曲线形
状145的有源层材料与所述数据线材料图案155相交叠时，在所述交叠 区域中产生对薄膜晶体管(TFT)的类似影响。为了解决上述问题，发明 人将所述独立封闭曲线形状145构造成不与所述选通线120相交叠。因 此，解决了错误像素问题。另外，当将独立封闭曲线形状145构造成不 与所述公共汇流线122相交叠时，也可解决上述相同问题。
另外，本发明人还发现当为了制造封闭曲线形状的多个图案，在完 成光刻处理和刻蚀处理之后，将所述封闭曲线形状的多个图案的至少一 部分彼此连接时，进一步增加了反射率。
图12是描述在完成了图11的设计图案之后形成的图案的顶视图。 参照图12，不将所述图案构图成完全分离的图案，而是让分离图案彼此 相连接。当分离图案之间的间隔小于刻蚀能力时可容易地构成所述图案 结构。相反，当分离图案之间的间隔相当远时，可通过调节刻蚀条件来 构成上述图案结构。
图13是沿着图12的线III-ni'截取的部分的横截面图。图14是图13 的局部放大图。
参照图13，将独立封闭曲线形状145设置成不与选通线120和公共 汇流线122相交叠，并且对独立图案之间的图案进行不完全刻蚀。
如上所述，当在独立图案之间部分地留有不完全刻蚀的图案时，在 独立图案上形成的数据线材料图案155的曲线形状与对独立图案之间的 图案进行完全刻蚀时的数据线材料图案155的曲线形状不同。根据试验， 在独立图案之间部分地留有不完全刻蚀的图案的结构表现出了相对增强 的反射率。
图14是图13的局部放大图。参照图14，多个独立图案145彼此相 连接的结构是其中栅绝缘层130上方的独立图案145的高度X2大于独立 图案145之间剩余的图案的高度X,的结构。另外，剩余图案可形成为凹 形并且可部分地包括栅绝缘层130的暴露区域。
本发明具有下述效果
(1)根据本发明的一个方面，提高了孔径比和内反射率，从而改善了透射式FFS模式LCD在室外的清晰度，并且降低了功耗。例如，此结构 可实施于个人电脑(PC)、笔记本电脑、个人数字助理(PDA)、蜂窝电话、 数字摄像机内置显示器、以及主要用于室外场所的其它设备中。
(2) 根据本发明的一个方面，最佳地设置FFS模式的特征、液晶的 摩擦方向、透明像素电极、数据线以及透明公共电极，以使光泄漏和耦 合现象最小化，从而在数据线上方无需额外的光屏蔽区域，并且显著提 高了孔径比。
(3) 根据本发明的一个方面，数据线的自身反射率得到改善，并且具 有预定的曲线形状，以便利用数据线上方不形成额外光屏蔽区域的结构 来增加与非光屏蔽区域相对应的数据线周围的入射光的内反射率，由此 增加内反射率。
(4) 根据本发明的一个方面，为了在没有独立淀积处理等的情况下制 造FFS模式LCD，对有源层进行构图，随后将数据线淀积在经构图的有 源层上，使得数据线具有曲线形状，从而容易增加内反射率，而无需工 序的复杂变化。
(5) 根据本发明的一个方面，为了改善内反射率并且提高室外清晰 度，在选通线上方未形成有光屏蔽区域，并且将反射结构形成为数据线 的情况下，将有源层构图成多个分离的封闭曲线，由此形成在有源层上 的针对数据线的反射结构可以具有曲线形状，从而易于提高内反射率， 而无需工序的复杂变化。
(6) 通过使用有源层容易地在选通线上形成独立封闭曲线形状，并 且在不与选通线和/或公共汇流线交叠的独立封闭曲线形状上设置电独立 反射器，能够进一步改善处理的稳定性和失效率。
(7) 能够将封闭曲线形状的多个图案的至少一部分彼此相连接，由
此进一步提高反射率。
虽然参考本发明的特定示例性实施例，示出并且描述了本发明，但
是本领域的技术人员应当理解，可在不脱离由所附权利要求限定的本发 明的实质和范围的情况下，对本发明进行各种形式和细节上的改变。
权利要求
1、一种边缘场切换模式液晶显示器，其包括下基板、上基板、以及插入在所述下基板与所述上基板之间的液晶层，其中，选通线和数据线相互交叉，从而在所述下基板上限定了像素区域，并且在所述选通线与所述数据线之间的交叉部处设置有开关器件，所述边缘场切换模式液晶显示器包括透明公共电极，该透明公共电极具有预定的形状，并且形成在所述像素区域内，以通过向所述液晶层施加电压来调节透光率；和透明像素电极，该透明像素电极包括多个缝，并且形成在所述透明公共电极上方，在所述透明公共电极与所述透明像素电极之间插入有绝缘层，其中，用于对所述液晶层进行配向的摩擦方向相对于所述选通线的方向在5°内，在所述数据线上方没有光屏蔽区域的情况下，相对于所述数据线来调整所述透明公共电极与所述透明像素电极之间的排列，以减少光泄漏和耦合现象，并且所述透明公共电极的一端被布置在所述数据线与所述透明像素电极之间。
2、 根据权利要求l所述的边缘场切换模式液晶显示器，其中，所述 数据线和所述透明公共电极之间的距离(L3)与所述数据线和所述透明 像素电极之间的距离(L。之比(L3/L!)在0.75以内。
3、 根据权利要求2所述的边缘场切换模式液晶显示器，其中，所述 数据线和所述透明像素电极之间的距离在4 um以内。
4、 根据权利要求l所述的边缘场切换模式液晶显示器，其中，用于 对所述液晶层进行配向的所述摩擦方向相对于所述选通线的方向在2° 内。
5、 根据权利要求1所述的边缘场切换模式液晶显示器，其中，所述 透明像素电极的缝被布置成与所述选通线成预定的角度。
6、 根据权利要求1所述的边缘场切换模式液晶显示器，所述边缘场 切换模式液晶显示器还包括位于所述数据线下方的有源层，其中，所述 有源层包括多个分离的封闭曲线图案，以使所述数据线具有曲线形状。
7、 根据权利要求1所述的边缘场切换模式液晶显示器，所述边缘场切换模式液晶显示器还包括电独立的反射结构，该电独立的反射结构由 与所述数据线相同的材料制成，并且形成在所述选通线上。
8、 根据权利要求7所述的边缘场切换模式液晶显示器，其中，所述 反射结构相对于所述选通线被分成两个区域。
9、 根据权利要求7所述的边缘场切换模式液晶显示器，所述边缘场 切换模式液晶显示器还包括位于所述反射结构下方的有源层，其中，所 述有源层包括多个分离的封闭曲线图案，以使所述反射结构具有曲线形 状。
10、 一种边缘场切换模式液晶显示器，其包括下基板、上基板、以 及插入在所述下基板与所述上基板之间的液晶层，其中，选通线和数据 线相互交叉，从而在所述下基板上限定了像素区域，并且在所述选通线 与所述数据线之间的交叉部处设置有开关器件，所述边缘场切换模式液 晶显示器包括透明公共电极，该透明公共电极具有预定的形状，并且形成在所述 像素区域内，以通过向所述液晶层施加电压来调节透光率；和透明像素电极，该透明像素电极包括多个缝，并且形成在所述透明 公共电极上方，在所述透明公共电极与所述透明像素电极之间插入有绝 缘层，其中，在所述选通线上由与所述数据线相同的材料形成有电独立的 反射结构。
11、 根据权利要求io所述的边缘场切换模式液晶显示器，其中，用于对所述液晶层进行配向的摩擦方向相对于所述选通线的方向在2°内。
12、 根据权利要求10所述的边缘场切换模式液晶显示器，所述边缘 场切换模式液晶显示器还包括位于所述反射结构下方的有源层，其中， 所述有源层包括多个分离的封闭曲线图案，以使所述反射结构具有曲线形状。
13、 根据权利要求10所述的边缘场切换模式液晶显示器，其中，所 述反射结构相对于所述选通线被分成两个区域。
14、 根据权利要求10所述的边缘场切换模式液晶显示器，其中，所 述数据线和所述透明公共电极之间的距离(L3)与所述数据线和所述透 明像素电极之间的距离(L》之比(L3/L》在0.75以内。
15、 一种制造边缘场切换模式液晶显示器的方法，该边缘场切换模 式液晶显示器包括下基板、上基板、以及插入在所述下基板与所述上基 板之间的液晶层，其中，选通线和数据线相互交叉，从而在所述下基板 上限定了像素区域，并且在所述选通线与所述数据线之间的交叉部处设 置有开关器件，所述方法包括在所述基板上形成透明公共电极；在所述透明公共电极上顺序形成所述选通线、栅绝缘层、有源层、 所述数据线、层间绝缘层以及具有多个缝的透明像素电极；以及在所述透明像素电极上施敷配向层，并对所述配向层进行摩擦以对 所述液晶层进行配向，其中，在所述数据线上方没有光屏蔽区域的情况下，相对于所述数 据线来调整所述透明公共电极与所述透明像素电极之间的排列，以减少 光泄漏和稱合现象，将所述透明公共电极的一端布置在所述数据线与所述透明像素电极 之间，并且所述数据线和所述透明公共电极之间的距离(L3)与所述数据线和 所述透明像素电极之间的距离(L。之比(L3/L。在0.75以内。
16、 根据权利要求15所述的方法，其中，形成所述数据线的工序包 括使用与所述数据线相同的材料，在所述选通线上形成电独立的反射 结构。
17、 根据权利要求15所述的方法，其中，形成有源层的工序包括 在所述选通线上和在所述数据线下方形成所述有源层，以具有多个分离 的封闭曲线图案，并且使所述数据线和所述反射结构具有曲线形状。
18、 根据权利要求15所述的方法，其中，用于对所述液晶层进行配 向的摩擦方向相对于所述选通线的方向在2°内。
19、 一种边缘场切换模式液晶显示器件，其包括下基板、上基板、 以及插入在所述下基板与所述上基板之间的液晶层，在所述下基板上通 过按交叉方向形成的选通线和数据线限定有各像素区域，并且在所述选 通线与所述数据线之间的交叉部处设置有开关器件，所述边缘场切换模式液晶显示器件的特征在于所述像素区域包括第一透明电极和第二透明电极，以便向所述液晶 层施加电压从而调节透光量，所述第二透明电极包括多个缝，并且与所 述第一透明电极彼此分开且位于所述第一透明电极的上部，在所述第一 透明电极与所述第二透明电极之间插入有绝缘层，利用与所述数据线相同的材料在所述选通线的上部提供有电独立形 式的反射器，通过在所述反射器的下部提供封闭曲线形状的多个图案来提供使得 所述反射器具有曲线形状的反射器结构，并且所述独立封闭曲线形状被构造得不与所述选通线交叠。
20、 根据权利要求19所述的边缘场切换模式液晶显示器件，其中， 所述反射器结构包括基于所述选通线被分成两个区域的区域。
21、 根据权利要求19所述的边缘场切换模式液晶显示器件，其中， 所述封闭曲线形状的多个图案具有彼此不同的结构。
22、 根据权利要求19所述的边缘场切换模式液晶显示器件，其中， 所述封闭曲线形状的多个图案的至少一部分彼此连接。
23、 根据权利要求19所述的边缘场切换模式液晶显示器件，所述边 缘场切换模式液晶显示器件还包括与所述选通线基本平行的公共汇流线，其中，所述独立封闭曲线不与所述公共汇流线相交叠。
24、 根据权利要求19所述的边缘场切换模式液晶显示器件，其中， 所述封闭曲线形状的多个图案由与有源层相同的材料形成。
全文摘要
本发明提供了一种边缘场切换模式液晶显示器及其制造方法。该边缘场切换模式液晶显示器包括透明公共电极，该透明公共电极具有预定的形状，并且形成在像素区域内，以通过向液晶层施加电压来调节透光率；和透明像素电极，该透明像素电极具有多个缝，并且形成在所述透明公共电极上方，在所述透明公共电极与所述透明像素电极之间插入有绝缘层。用于对所述液晶层进行配向的摩擦方向相对于所述选通线的方向在5°内，所述透明公共电极的一端布置在所述数据线与所述透明像素电极之间，并且相对于所述数据线来调整所述透明公共电极与所述透明像素电极之间的距离。
文档编号H01L27/12GK101236340SQ200810009150
公开日2008年8月6日 申请日期2008年1月29日 优先权日2007年1月29日
发明者全台贤, 硕 崔, 张顺株, 朴光玄, 李哲焕, 申暎濬, 白承埈, 金香律 申请人:京东方显示器科技公司