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，并且增加了内部反射，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(IXD)，以改善面内切换(IPS)模式 IXD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IXD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. 6，226，118 中公开了传统的 FFS 模式 LCD。同时，IXD分成利用背光的透射式IXD和利用自然光的反射式IXD。透射式IXD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。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IXD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IXD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IXD，以克服透射式IXD和反射式IXD 二者的缺点。半透射 式IXD兼容透射式IXD和反射式IXD，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IXD。通常，半透射式IXD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，并且导致光电特性发生劣化。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，不均勻的液晶 配向等，由此降低了生产率。此外，半透射式IXD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IXD，以利用FFS模式IXD和半透射 式IXD 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IXD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IXD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IXD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 (IXD)及其制造方法，其中，在不大量改变普通透射式FFS模式IXD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(IXD)，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(IXD)，其中增 加了内部反射。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(IXD)，该显示 器具有比传统透射式FFS模式IXD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IXD器件，该IXD器件能防止制造工艺中 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(L1)之比(L3Zl1)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4μπι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，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 电极之间的距离仏3)与所述数据线和所述透明像素电极之间的距离(L1)之比(L3Zl1)在 0. 75以内。根据本发明的另一方面，提供一种边缘场切换模式液晶显示器，所述显示器包括 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，并且彼此分开地形成在所述第一透明电极上方，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 线上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1中的线1_1’、11_11’和111-111’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
6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部反射的具有曲线 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方式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是沿着图12的线III-III’的截取部分的横截面图。图14是图13的局部放大图。
具体实施例方式现在，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1中的线I-I’、 11-11’和III-III’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IXD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IXD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Θ。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。公共总线122与透明公共电极110电连接，并且向透明公共电极110连续传输公
共信号。现在将参照图1、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，并且形成公共总线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以及公共总线 122的下基板100的整个表面上。然后，将a-Si层和n+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IXD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IXD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Iio ；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， 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
8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能够防止光泄漏。图3B和图3C示出在FFS模式中当摩擦方向(相对于选通线成)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，因此即使数据线周围没有光泄漏而需要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，L1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Iio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L1 = L2+L3。在产生电场的这些电极中，透明公共电极110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。根据本发明，透明公共电极110的一端E被设计成定位在透明像素电极170与数
9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勻耦合而发生劣化。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L1和L3的仿真结果。例如，①L1 = 4 μ m JiL3 = 0ym,(2)L1 = 4ymJiL3=lym,(3)L1 = 4ymiiL3 = 2ym,(4)L1 = 4ymiiL3 = 3ym,(5)L1 = 4ymiiL3 = 4ym, VXR L1 = 4 μ m i L3 = 5 μ m。在图6Α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L1为4μ m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Oym至3μπι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L1相同的速率变化。换言之，如果VL1 = L，则L(VL1)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L1太大，则无法对液晶分子进行控制的区域就增大，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L1在4μ m内。因为设计所需的最佳配向容差是大约1.5μπι，所以即使数据线150和透明像素电 极170之间的距离L1需要为0，距离L1也被设计为1. 5μπι。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 据线的内部反射率，以提高室外清晰度。为了增加内部反射率，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部反射的具有曲线 (凹凸印)形状的数据线的部分平面图，并且图7B是沿图7A中的线IV-IV’截取的横截面
10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，由此增加内部反射率。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IXD的工序而 是保持普通透射式FFS模式LCD的工序的同时，可以增加内部反射率。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。为了通过改善内部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 此增加内部反射率。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IXD的工序且保持普通透射式FFS 模式LCD的工序的同时，可以增加内部反射率，使得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。根据本发明，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 改善内部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，诸如圆、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，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的上部形成所述光 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的分隔区域的形式。根据本发明的实施方式，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下部中的所述选通线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，当公共总线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。所述独立封闭曲线形状145可被构造成不与所述公共总线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，所述层引起不稳定性，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。为了解决上述情况，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，可解决错误像素问题。另外，当 将独立封闭曲线形状145构造成不与所述公共总线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中的多个图案，在完成光刻处理 和蚀刻处理之后，将封闭曲线形状中的所述多个图案的至少一部分彼此连接时，进一步增 加了所述反射率。图12是描述完成了图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隔的图案，而是让分隔图案彼此相连接。当分隔图案之间的间隔小 于蚀刻能力时可容易地构成所述图案结构。相反，当分隔图案之间的间隔相当远时，可通过 调节蚀刻条件来构成上述图案结构。图13是沿着图12的线III-III’的截取部分的横截面图。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和公共总线122相交
12叠，并且对独立图案之间的图案进行不完全蚀刻。如上所述，当在独立图案之间部分地留有不完全蚀刻的图案时，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蚀刻时的数据线 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蚀刻的图案 的结构示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 其中选通绝缘层130上的独立图案145的高度X2大于独立图案145之间剩余的图案的高度 X1的结构。另外，剩余图案可形成为凹形并且可部分地包括选通绝缘层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，提高了孔径比和内部反射率，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部反射率，由此增加内部反射率。(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，对有源层图进行构图，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，从而容易增加内部反射率，而无需工序的复杂变化。(5)根据本发明的一个方面，为了改善内部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 分离的封闭的曲线，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 而易于提高内部反射率，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/或公共总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 稳定性和失败率。(7)能够将封闭曲线形状中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，已经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。
1权利要求
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。
2.根据权利要求1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。
3.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。
4.根据权利要求1所述的边缘场切换模式液晶显示器，其中，所述反射结构相对于所 述选通线被分成两个区域。
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(L1)之比(L3Zl1) 在0. 75以内。
6.一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，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，并且彼此分开地形成在所述第一透明电极上方， 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上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。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述反射器结构包括基于所示选通线被分隔成 两个区域。
8.根据权利要求6所述的装置，其中，所述封闭曲线形状的多个图案具有彼此不同的结构。
9.根据权利要求6所述的装置，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。
10.根据权利要求6所述的装置，所述装置还包括与所示选通线基本平行的公共总线，其中，所述独立封闭曲线不与所述公共总线相交叠。
11.根据权利要求6所述的装置，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。
12.一种用于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地形成所述选通线、栅绝缘层、有源层、所述数据线、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，以减少光泄漏和耦合现象，并且其中，形成所述数据线包括在所述选通线上由与所述数据线相同的材料形成电独 立的反射结构。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述透明公共电极的一端被布置在所述数据线和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(L1)之比(VL1)在0. 75以内。
14.根据权利要求12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。
15.根据权利要求12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5°内。
全文摘要
本发明提供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下基板、上基板、以及插入在下基板与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，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。
文档编号G02F1/1335GK101907802SQ20101024503
公开日2010年12月8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, 崔硕, 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