专利名称：液晶显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示器及用于该液晶显示器的面^反。更具 体;也i兌，涉及一种四色'液晶显示器。
背景技术：
通常，液晶显示器(LCD)包括具有像素电极和共同电极等产 生电场的两种产生电场电才及的两个面^反和介于其间的具有介电各 向异性的液晶层。若两个电极之间电压差发生变化，则两个电极产 生的电场强度也发生变化，随之通过液晶层的光透射比发生变化， 因此通过调节两个电极之间的电压差就可以获得所需的图像。这种液晶显示器具有〗象素电极和包括红色(R)、绿色(G)、 蓝色(B)滤色器的多个像素。每个像素通过显示信号线施加的信 号驱动并进行显示操作。显示信号有用于传送扫描信号的栅极线 (或扫描信号线)、以及用于传送数据信号的数据线。每个像素具 有连接在一个栅极线及一个数据线的薄膜晶体管(TFT),以控制传 送给像素电极的数据信号。以红色、绿色、蓝色(RGB)三色为基础显示一个点的普通显 示器存在光的效率下降的问题。具体地讲，用于相应RGB像素的滤色器只透射入射在其上的光的1/3左右，因此，其整体光的效率 会下降。另夕卜，液晶显示器 一般通过组装包括滤色器及共同电极的 一 个 面板和包括像素电极和薄膜晶体管的另 一 面板并向两个面板之间 注入液晶制成。在组装两个面板时，将滤色器和^象素电极相互对齐， 从而需要预定的对准边缘。因此，考虑到对准边缘需要将用于阻挡 像素之间光泄漏的黑阵力口宽，从而减少了纵横比。发明内容本发明的目的是提供一种具有高光效率的液晶显示器。本发明的另 一 目的是提高液晶显示器的纵横比(aperture ratio )。本发明提供一种液晶显示器，其既包括红、绿、和蓝像素又包 括白色像素。该液晶显示器既包括多个薄膜晶体管又包括多个滤色器。本发明提供一种薄膜晶体管阵列面板，其包括绝缘基片；多 个薄膜晶体管，形成在基片上；多个三原色滤色器，形成在基片上； 多个第一像素电极，形成在滤色器上且与薄膜晶体管相连接；以及 多个第二像素电极，形成在基片上且与薄膜晶体管相连接；其中第 二像素电极不与滤色器重叠。该面板可以进一步包括有机绝缘层，该有机绝缘层包括设置在 滤色器和第 一像素电极之间的多个第 一部分和设置在第二像素电 才及下部且具有比第一部分大的厚度的多个第二部分。可选地，该面才反可以进一步包括设置在第二<象素电才及下部的多 个透明滤色器，该透明滤色器可以由透明感光材4'+或丙烯酸类 (acrylic)材料组成。该面—反可以进一步包4舌无才几绝纟彖层，该无才几绝纟彖层^殳置在滤色 器和薄膜晶体管之间或设置在有机绝缘层和薄膜晶体管之间。该三原色可以包括红色、绿色、及蓝色，而第一像素电极包括 分别位于红色、绿色、及蓝色滤色器下面的第三、第四、及第五像 素电极。根据本发明 一 实施例，第 一及第二像素电极沿着一个方向顺次排列。才艮据本发明另一实施例，第一及第二i象素电才及以多个2x3矩 阵排列，每个2x3矩阵包括顺次排列的第三、第五、及第四像素 电极组成的第一行和顺次排列的第四、第二、及第三像素电极组成 的第二行。才艮据本发明另一实施例，第一及第二像素电极以多个2x2矩 阵排列，每个2x2矩阵包括顺次排列的第三及第四像素电极组成 的第 一行和顺次排列的第五及第二像素电极组成的第二行。提供一种液晶显示器，其包括第一基片；多条栅极线，形成在 第一基片上；4册极绝缘层，形成在栅极线上；半导体层，形成在栅 极绝缘层上；欧姆接触层，形成在半导体层上；多条数据线，形成 在绝缘层上且与栅极线交叉以限定多个像素区域；第一保护层，形 成在数据布线上；多个红色、绿色、及蓝色滤色器，形成在第一保 护层上；第二保护层，形成在红色、绿色、蓝色、及透明滤色器上； 多个像素电极，形成在第二保护层上且通过半导体层与栅极线及数 据线进行电连接；第二基片，面对第一基片；共同电极，形成在第 一基片上；以及液晶层，填充在第一基片和第二基片之间。该第二钝化层包括设置在滤色器上的多个第一部分和设置在 白色像素区域上且比第 一部分厚的多个第二部分。可选i也，该液晶显示器可以进一 步包4舌形成在第 一保护层和第 二钝化层之间且设置在白色像素区域的多个透明滤色器。该液晶层相对于第一及第二基片可以垂直排列，而液晶显示器该1象素电4及具有切开部。可选;t也，该液晶层可以二扭曲4非列。该液晶显示器还可以包括设置在第 一 基片上且限定像素区域 的黑阵。
将通过参照附图详细地描述其具体实施例变得更加显而易见， 其中图1是根据本发明一实施例的液晶显示器的横截面图；图2至图4示出了根据本发明实施例的用于液晶显示器的像素 排列；以及图5是才艮据本发明另一实施例的液晶显示器的截面图。
具体实施方式
为了4吏本领域才支术人员能够实施本发明，现参照附图详细i兌明 本发明的优选实施例。但是，本发明可表现为不同形式，它不局限 于在此iJt明的实施例。在附图中，为了清楚起见夸大了各层的厚度及区域。在全篇说 明书中对相同元件附上相同的符号，应当理解的是当提到层、区域、或基片等元件在别的部分"之上"时，指其直接位于别的元件之上， 或者也可能有别的元件介于其间。相反，当某个元件被提到"直接" 位于别的部分之上时，指并无别的元件介于其间。现在，参照附图详细说明根据本发明实施例的液晶显示器。图1是根据本发明一实施例的液晶显示器的横截面图，图2至图4示出了根据本发明实施例的用于液晶显示器的像素排列。如图1所示，'液晶显示器包才舌下部面才反、与面》于该下部面—反的 上部面才反、以及;真充在下部面^反和上部面才反之间且包含沿着预定方向排列的液晶分子的液晶层3。该液晶显示器还可以包括上部和下 部起偏光器(未示出)、上部和下部补偿膜(未示出)、以及背光源 部^牛(未示出)。液晶分子随着电场的施力口改变其4非列方向，4艮才居 排列方向的变化程度有不同的光透射比。优选地，下部面板包括由玻璃等透明绝缘材料组成的下部基片 110、形成在该下部基片110上的多个薄膜晶体管(TFTs)、与薄膜 晶体管连接且由氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌(IZO)等透明导电材 #+纟且成并具有多个切开部191的多个^f象素电才及190、形成在^f象素电 极190下面的多个红色、绿色、蓝色、及透明滤色器230R、 230G、 230B、和230W。红色、绿色、蓝色滤色器230R、 230G、 230B可 以由其它种类的三原色滤色器替代。优选i也，上部面4反包4舌由3皮璃等透明材津+组成的上部基片210、 形成在该上部基片210上的以矩阵形式4非列并限定^f象素区i或的黑阵 220、形成在黑阵220上且优选由ITO或IZO等透明导电材#牛组成 的共同电极270、以及形成在共同电极270上且由有才几材津牛组成的 多个凸起部分280。液晶层3中的液晶分子在未施加电场的状态下，其长轴对于基片110和210的表面垂直排列。液晶层3具有负(negative )介电各 向异性，以致该液晶分子的长轴倾向于垂直于通过l象素电纟及l卯和 共同电极270产生的电场方向进行排列。因形成在j象素电才及190的切开部191和形成在共同电4及270上 的凸起部分271，电场具有相3于于基片110和210表面平4亍的水平 部分。因此液晶层3的每个像素区域分割成多个畴(域domains )。 每个畴4艮据其内部的液晶随着电场而倾斜的方向可以分为四个类 型，并且这种畴扩大了液晶显示器的视角。红色、绿色、蓝色、及透明滤色器230R、 230G、 230B、和230W顺次排列。透明滤色器230W几乎相同地遮挡或透射入射光的所有 部分，并且可以由有才几材冲+组成。在这里，术语"像素"是用于显示图像的基本功能单元，其包 括<象素电极190、面对该像素电纟及190的共同电极270部分、位于 像素电才及l卯和共同电极270相应部分之间的液晶层3部分、以及 滤色器230R、 230G、 230B、或230W。此夕卜，术语"象素区;或，， 表示^象素所占有的区域。然而，为了方使z说明，可以不区分"像素，， 和"像素区域"来4吏用。参照图2至图4，红色、乡录色、蓝色、及透明-像素区域R、 G、 B、和W相同大小，但各蓝色像素区域B和白色像素区域W可以 小于各红色像素区域R和绿色4象素区域G，例如，其尺寸可以是红 色像素区域R或绿色像素区域G尺寸的约1/2。参照图3，由相同大小的像素组成的2x3像素矩阵(matrix) 组成图像的基本单元(unit),蓝色像素B和白色像素W的数量为 红色像素R和绿色像素G数的 一 半。在像素矩阵的第 一行中按红色、 蓝色、绿色像素R、 B、 G顺序排列，在第二行中按绿色、白色、 红色像素G、 W、 R顺序排列。参照图4,由相同大小的像素组成的2x2像素矩阵组成一个 点，红色、绿色、蓝色、及白色像素R、 G、 B、及W数量相同。 在像素矩阵第一行中顺次排列红色像素R和绿色像素G，在第二行 中顺次排列蓝色像素B和白色像素W。在这些结构中，由于一点(dot)包括红色、绿色、蓝色、及白 色像素，因此无需增加该点的总面积就能提高光效率。布支i殳在通过下部起偏器后入射到液晶层3的光量为1。就包括三个像素的点而言，即，红色、绿色、及蓝色像素。每 个像素面积为该点总面积的1/3。由于滤色器的光透射比是1/3，因 此该点的总透射比为1/3 x 1/3+1/3 x 1/3+1/3 x 1/3=1/3 33.3%。对于图2或图4所示的点来i并，每个4象素面积是总面积的1/4。 因为白色^f象素的透射比为1,其它^象素透射比为1/3，所以该点的透 射比为1/4 x 1/3+1/4 x 1/3+1/4 x 1/3+1/4 x 1=1/2 50%。因此，与常 规三色液晶显示器相比亮度提高了约1.5倍。将各蓝色像素和白色像素的面积设计成小于红色像素或绿色 像素，用于维持由被选定的点占据的面积。因为白色像素的透射比 是其它i象素的约3 # ，所以只要有1/3面积就可以具有与另外^f象素 相同的透射比。同时，由于人们对蓝色光的变4匕比红色及l录色光迟 钝，因此其面积的缩小对画质引起的影响相对小一些。现在，参照图1进一步详细i兌明液晶显示器的下部面才反。参照图1,基本上沿着横向延伸且包括在绝缘基片110上形成 的多个4册才及121的多条4册才及线(未示出)以及形成其上的4册才及绝缘层140。形成在与4册才及121相对的4册极绝缘层140且优选由非晶硅组成 的多个半导体154，而在该半导体154上形成优选由重掺杂n型杂 质的非晶硅组成的多个欧姆接触附件163和165。基本上沿着横向延伸且包括多个源极173和多个漏极175的多 条数据线(未示出)在欧姆接触附件163和165及栅极绝缘层140 上形成。源4及173和漏4及175分别i殳置在欧姆纟妻触附件163和165 上。在数据线、漏极175、及半导体154的露出部分上形成第一保 护层801，其中第一保护层801优选由氮化硅等稳定材料组成。在第一保护层801上形成多个红色、绿色、蓝色、及透明滤色 器230R、 230G、 230B、及230W，而相邻的滤色器230R、 230G、 230B、及230W相互部分重叠。透明滤色器230W可以由透明感光 材料或丙烯酸类材料组成。在滤色器230R、230G、230B、及230W上形成第二孑呆护层802。 优选地，第二保护层802由具有良好的平直度特性的有机材料组成。第一及第二钝化层801、 802和滤色器230R、 230G、 230B、230W具有露出漏才及175的多个4妻触孔181,以及通过4妄触孑L 181 与漏才及175连4妻的多个^象素电才及190，该<象素电才及190优选由ITO 或IZO组成。可露出4册才及线和凄丈据线部分的多个"l妄触孔(未示出)可以i殳置在栅极绝缘层140、第一钝化层801和第二钝化层802、以及滤色 器230R、 230G、 230B、和230W上。此外，多个接触辅助附件(未 示出)可以设置在接触孔处，以将栅极线和数据线连接到外部驱动 装置并且保护栅才及线和数据线的露出部分。就反射型液晶显示器而言，像素电4及190优选由铝或4艮等反射 率良好的金属组成。由于在薄膜晶体管阵列面^l的像素电^l下面形成红色、绿色、 蓝色、及透明滤色器230R、 230G、 230B、及230W，所以在很大 程度上緩解组装上部面板和下部面板时的对准难度。因此，可以将 黑阵220的宽度减小以提高纵横比。此外，透明滤色器230\￥能够维持单元间隙(cell gap)恒定， 乂人而防止在不存在透明滤色器230W的情况下由高度差产生的向错-线，并且最优化液晶分子的响应时间。图5是根据本发明另一实施例的液晶显示器的截面图。参照图5,根据本发明的液晶显示器包括下部面板、面对该下 部面一反的上部面纟反、填充在下部面一反和上部面一反之间且包含以^丑曲 方式4非列的液晶分子的液晶层3。该液晶显示器还可以包4舌上部或 下部起偏器(未示出)、上部和下部补偿膜(未示出)、以及背光源 部4牛(未示出)等。液晶分子随着电场的施加改变其排列方向，随 着排列方向的变化程度光透射比也有所不同。下部面板包括优选由透明玻璃等绝缘材料组成的下部基片 110、形成在下部基片IIO上的多个薄膜晶体管(TFTs)、与薄膜晶 体管连4妄且优选由氧化铟锡ITO或氧化铟锌IZO等透明导电材料组成的多个<象素电才及190、以及形成在l象素电才及190下面的红色、绿 色、蓝色滤色器230R、 230G、 230B。各薄膜晶体管包括在基片110上顺次形成的栅极121、栅极绝 缘层140、半导体岛154、 一对欧姆接触附件163和165、源极173 和漏极175,并被第一及第二保护层801、 802覆盖。滤色器230R、 230G、 230B位于第一j呆护层801和第二4呆护层802之间。如图5所，示于图5中的下部面板不包括透明滤色器。作为替 代手段，将位于白色像素区域的第二保护层802部分厚度设置为比 其它部分厚，从而使第二保护层802表面的高度差小于约0.2微米 (micron)。因此，用于所有^象素的单元间隙变得几乎相同，且由于 可以省略形成透明滤色器230W的步,骤，因此该下部面才反可通过比 图1所示相对简单的工序制造。上部面板包括优选由玻璃等透明绝缘材料组成的上部基片 210、由以矩阵形态排列的限定多个像素区域的黑阵220、及由ITO 和IZO等透明导电材料组成的共同电极270。在图1和图5所示的白色像素结构可以相互替换。而且，在图 1及图5所示的黑阵220可以设置在下部基片110上，优选地，设 置在第一保护层801和第二保护层802之间。另外，将多个光蚀刻步骤引入制造薄膜晶体管阵列面板过程 中，并且使用具有透明区域、半透明区域、及不透明区域的光掩膜 可以减少光蚀刻步骤^ 。通过用这种光掩膜制成具有位置依赖 (position-dependent)厚度的感光层(感光耐蚀膜)，利用它蚀刻几 个层，使这几个层具有不同图案。例如，利用这种感光层可以形成 半导体154、 E欠姆4妄触附4牛163和165、及源才及和漏才及173和175, 因此，比起使用由透明区域和不透明区域组成的光掩膜，用少数量 的掩膜就可以制成薄膜晶体管阵列面板。这时，源极及漏极173、175和欧姆4娄触附件163、 165基本上具有相同的平面形态，而半导 体154除了通道区域(channel region )之夕卜与源极及漏极173、 175 基本上具有相同的平面形态。如上所述，本发明在薄膜晶体管阵列面板上形成滤色器，从而 可以提高纵横比，并且透明滤色器能够维持单元间隙(cell gap)恒 定，从而防止在不存在透明滤色器的情况下由高度差产生的向错 线，并且最优化液晶分子的响应时间。以上所述^又为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发 明，对于本领i或的寺支术人员来i兌，本发明可以有各种更改和变化。 凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何1资改、等同替换、改进 等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种液晶显示器，包括第一基片；多条栅极线，形成在所述第一基片上；栅极绝缘层，形成在所述栅极线上；半导体层，形成在所述栅极绝缘层上；欧姆接触层，形成在所述半导体层上；多条数据线，形成在所述绝缘层上且与所述栅极线交叉以限定多个像素区域；第一保护层，形成在所述数据线上；多个红色、绿色、及蓝色滤色器，形成在所述第一保护层上；第二保护层，形成在所述滤色器上；多个像素电极，形成在所述第二保护层上且通过所述半导体层与所述栅极线及所述数据线进行电连接；第二基片，面对所述第一基片；共同电极，形成在所述第二基片上；以及液晶层，填充在所述第一基片和所述第二基片之间。
2. 才艮据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，所述液晶层 相对于所述第一及所述第二基片垂直排列。
3. 根据权利要求2所述的液晶显示器，其特征在于，还包括形成 在所述共同电极上且由有机材料组成的多个凸起部分，其中所 述<象素电才及具有切开部。
4. 根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，所述液晶层 扭曲排列。
5. 根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，还包括设置 在所述第一基片上且限定所述像素区域的黑阵。
全文摘要
本发明提供了一种液晶显示器。在下部基片上形成薄膜晶体管，并在该薄膜晶体管上形成红色、绿色、蓝色、以及透明滤色器。在这些滤色器上形成有机绝缘层，并在该有机绝缘层上形成像素电极。在面对该下部基片的上部基片上形成黑阵和共同电极。
文档编号G02F1/13GK101221336SQ20081000414
公开日2008年7月16日 申请日期2004年3月15日 优先权日2003年3月13日
发明者李东浩, 李忠孝, 李荣埈 申请人:三星电子株式会社