專利名稱：面內(nèi)切換模式液晶顯示器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示器件，更具體地，本發(fā)明涉及面內(nèi)切換模式液晶顯示器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
因為液晶顯示器件功耗低并且能夠提供較高的圖像質(zhì)量，因此得到了廣泛的應(yīng)用。通過將薄膜晶體管陣列基板和濾色器基板面對面地粘接在一起，使它們之間存在均勻的間隙，并在薄膜晶體管陣列基板和濾色器基板之間設(shè)置一個液晶層，從而制成液晶顯示器件。
在薄膜晶體管陣列基板上以矩陣形式布置有多個像素。在像素內(nèi)形成有薄膜晶體管、像素電極和電容。在濾色器基板上形成有公共電極、RGB濾色器和黑底。在公共電極和像素電極之間施加電場，以控制液晶層的排列。RGB濾色器提供了彩色顯示功能。在薄膜晶體管陣列基板和濾色器基板相互面對的表面上形成有配向膜，并旦對配向膜進行摩擦，以使液晶層在預(yù)定的方向取向。
當(dāng)在像素電極和公共電極之間施加電場時，液晶由于介電各向異性而發(fā)生旋轉(zhuǎn)。結(jié)果，像素通過或者阻擋光，從而顯示出字符或圖像。但是，這種扭曲向列模式液晶顯示器件的視角較窄。最近提出了面內(nèi)切換模式LCD結(jié)構(gòu)，通過在大致平行于基板的方向上對齊液晶分子而增大這個窄視角。
圖1A顯示了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的面內(nèi)切換模式液晶顯示(LCD)器件的平面圖。圖1B顯示了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的面內(nèi)切換模式液晶顯示(LCD)器件的截面圖。如圖1A所示，在第一透明基板10上水平和垂直地布置有選通線1和數(shù)據(jù)線3，從而限定了像素區(qū)域。雖然在實際的液晶顯示器件中，N條選通線1和M條數(shù)據(jù)線3相互交叉而形成N×M個像素，但是在圖1A中只示出了一個像素以作為示例。
在選通線1和數(shù)據(jù)線3的交叉處有薄膜晶體管9。薄膜晶體管9包括柵極1a、半導(dǎo)體層5和源/漏極2a和2b。柵極1a連接至選通線1。源/漏極2a和2b連接至數(shù)據(jù)線3。在整個基板上形成有柵絕緣膜8。
在像素區(qū)域中平行于選通線1而布置有公共線4。一對電極(公共電極6和像素電極7)平行于數(shù)據(jù)線7，用于切換液晶分子。公共電極6與選通線1同時形成，并連接至公共線4。像素電極7與源/漏極2a和2b同時形成，并連接至薄膜晶體管9的漏極2b。在基板10的包含源/漏極2a和2b在內(nèi)的整個表面上形成有鈍化膜11。覆蓋公共線4而形成有像素電極線14，其連接至像素電極7。像素電極線14、公共線4和夾在其間的柵絕緣膜8構(gòu)成了存儲電容(Cst)。
在第二基板20上形成有黑底21和濾色器23，第二基板20上形成有覆膜，以使濾色器23平坦。黑底21防止光泄漏到薄膜晶體管9、選通線1和數(shù)據(jù)線3。濾色器23為液晶顯示器件提供了彩色顯示能力。在第一和第二基板10和20的相對表面上形成有配向膜12a和12b。配向膜12a和12b確定了液晶的初始對齊方向。在第一和第二基板10和20之間形成液晶層13。通過公共電極6和像素電極7之間施加的電壓來控制液晶層13的透光率。
圖2A示出了當(dāng)未向現(xiàn)有技術(shù)的面內(nèi)切換模式LCD器件施加電壓時，該LCD器件中的液晶分子的取向。參照圖2A，當(dāng)面內(nèi)切換模式LCD器件的公共電極6和像素電極7之間沒有施加電壓時，液晶層中的液晶分子在第一和第二基板的相對表面上的配向膜的摩擦方向(圖中箭頭↑所示的方向)上對齊。
圖2B示出了當(dāng)向現(xiàn)有技術(shù)的面內(nèi)切換模式LCD器件施加電壓時，該LCD器件中的液晶分子的取向。參照圖2B，當(dāng)公共電極6和像素電極7之間施加了電壓時，在電極6和7之間產(chǎn)生電場，液晶分子根據(jù)所產(chǎn)生的電場而透射光。
圖3示出了現(xiàn)有技術(shù)的面內(nèi)切換模式LCD器件的透光特性的變化情況。如圖3所示，透光率隨著公共電極6和像素電極7之間施加的電壓而線性地提高。但是，如果電壓持續(xù)提高到超過一個最大值，則透光率開始按照拋物線形狀降低。在這種情況下，當(dāng)液晶分子與配向膜的初始對齊方向成45°角時，得到對應(yīng)于最大透光率的電壓Vmax。另外，如果在公共電極6和像素電極7之間施加高于Vmax的電壓，則液晶材料的透光率降低。
然而，圖3的曲線圖僅僅示出了理論透光率。在實際的現(xiàn)有技術(shù)LCD器件中，在低于理論值Vmax的電壓處獲得最大亮度。從而，在實際產(chǎn)品中應(yīng)用理論值Vmax會降低亮度。因此，在實際的現(xiàn)有技術(shù)LCD器件中，把施加電壓的最大值設(shè)定為低于理論值Vmax。相應(yīng)地，通常無法獲得產(chǎn)品的最大亮度。
面內(nèi)切換模式LCD器件受到下列問題的困擾。液晶層13中的液晶分子總是在同一個平面中取向，從而減少了垂直和水平視角方向上的灰度級。雖然可以增大視角，但是Vmax以上的電壓處的透光率降低了。另外，雖然需要施加電壓Vmax以獲得盡可能亮的圖像，但液晶分子在一個方向上的集中式排列影響了圖像質(zhì)量。例如，當(dāng)在液晶分子的短邊方向上觀察屏幕圖像時，會出現(xiàn)黃移。當(dāng)在液晶分子的長邊方向上觀察屏幕圖像時，會出現(xiàn)藍移。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明致力于能夠基本上克服由于現(xiàn)有技術(shù)的限制和缺點而導(dǎo)致的一個或更多個問題的面內(nèi)切換模式液晶顯示器件及其制造方法。
本發(fā)明的一個目的在于提供一種在高電壓下具有更好透光性的面內(nèi)切換模式液晶顯示(LCD)器件。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種在高電壓下具有更好透光性的面內(nèi)切換模式液晶顯示(LCD)器件。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種在高電壓下具有更好透光性的面內(nèi)切換模式液晶顯示(LCD)器件的制造方法。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種與觀察角度相關(guān)的色移得到減小的面內(nèi)切換模式液晶顯示(LCD)器件。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種與觀察角度相關(guān)的色移得到減小的面內(nèi)切換模式液晶顯示(LCD)器件的制造方法。
本發(fā)明另外的特征和優(yōu)點將在下面的說明中得到闡述，一部分將通過說明書而明了，或者通過本發(fā)明的實踐而體驗到。通過說明書、權(quán)利要求書和附圖中具體指出的結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)和獲得本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點。
為了實現(xiàn)這些和其它優(yōu)點，根據(jù)本發(fā)明的目的，正如所實施和廣義描述的，該面內(nèi)切換模式LCD器件包括第一基板；在第一基板上沿第一方向排列的一條或更多條選通線；在第一基板上沿垂直于第一方向的第二方向排列的一條或更多條數(shù)據(jù)線，所述一條或更多條數(shù)據(jù)線與所述一條或更多條選通線的交叉點限定了像素區(qū)域；位于像素區(qū)域中的公共電極模塊；位于像素區(qū)域中的覆蓋所述公共電極模塊的像素電極模塊；面對第一基板的第二基板；分別位于第一和第二基板的相對表面上的第一配向膜和第二配向膜；以及，第一配向膜和第二配向膜之間的液晶層。公共電極模塊包括平行于所述一條或多條選通線排列的多個公共電極以及從所述多個公共電極中的一個或更多個上突出來的多個突出公共電極。像素電極模塊包括平行于所述一條或多條數(shù)據(jù)線排列的多個像素電極以及從所述多個像素電極中的一個或更多個上突出來的多個突出像素電極。
在另一個方面中，該面內(nèi)切換模式LCD器件包括第一基板；在第一基板上沿第一方向排列的一條或更多條選通線；在第一基板上沿垂直于第一方向的第二方向排列的一條或更多條數(shù)據(jù)線，所述一條或更多條數(shù)據(jù)線與所述一條或更多條選通線的交叉點限定了像素區(qū)域；位于像素區(qū)域中的多個公共電極；位于像素區(qū)域中的覆蓋公共電極的多個像素電極；從所述多個公共電極中的一個或更多個上突出來的多個第一突出電極；從所述多個像素電極中的一個或更多個上突出來的多個第二突出電極；面對第一基板的第二基板；分別位于第一和第二基板的相對表面上的第一配向膜和第二配向膜；以及，第一配向膜和第二配向膜之間的液晶層。
在另一個方面中，該制造面內(nèi)切換模式LCD器件的方法包括提供相互面對的第一基板和第二基板；在第一基板上形成一條或更多條水平選通線；在第一基板上形成一條或更多條垂直數(shù)據(jù)線，所述一條或更多條數(shù)據(jù)線與所述一條或更多條選通線的交叉點限定了像素區(qū)域；在像素區(qū)域中平行于所述一條或更多條選通線形成多個公共電極；在像素區(qū)域中平行于所述一條或更多條數(shù)據(jù)線形成多個像素電極，所述多個像素電極覆蓋所述多個公共電極并與其交叉，從而限定了多子像素區(qū)域；形成從所述多個公共電極中的一個或更多個上突出來的多個第一突出電極；形成從所述多個像素電極中的一個或更多個上突出來的多個第二突出電極；在第一和第二基板的相互面對的表面上分別形成第一配向膜和第二配向膜；以及，在第一配向膜和第二配向膜之間形成液晶層。
應(yīng)該理解，以上的概述和接下來的詳細說明都是示例性的和解釋性的，旨在為權(quán)利要求所限定的本發(fā)明提供進一步的解釋。


附圖幫助更好地理解本發(fā)明，并構(gòu)成本說明書的一部分，附圖示出了本發(fā)明的實施例，并與文字說明一起解釋本發(fā)明的原理。附圖中圖1A示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的面內(nèi)切換模式液晶顯示(LCD)器件的平面圖；圖1B示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的面內(nèi)切換模式液晶顯示(LCD)器件的截面圖；圖2A示出了未向現(xiàn)有技術(shù)的面內(nèi)切換模式LCD器件施加電壓時，該LCD器件中的液晶分子的取向；圖2B示出了向現(xiàn)有技術(shù)的面內(nèi)切換模式LCD器件施加電壓時，該LCD器件中的液晶分子的取向；圖3示出了現(xiàn)有技術(shù)的面內(nèi)切換模式LCD器件的透光率特性的變化情況；圖4A示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的示例性面內(nèi)切換模式液晶顯示(LCD)器件的平面圖；
圖4B示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的示例性面內(nèi)切換模式液晶顯示(LCD)器件的截面圖；圖5A示出了未向根據(jù)本發(fā)明一個實施例的示例性面內(nèi)切換模式液晶顯示(LCD)器件施加電壓時液晶分子的取向；圖5B示出了向根據(jù)本發(fā)明一個實施例的示例性面內(nèi)切換模式液晶顯示(LCD)器件施加電壓時液晶分子的取向；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的示例性面內(nèi)切換模式LCD器件的透光率特性的變化情況；圖7示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的子像素區(qū)域中的示例性等勢線；圖8A示出了在根據(jù)本發(fā)明一個實施例的示例性面內(nèi)切換模式LCD器件中的子像素區(qū)域中，液晶分子取向和前表面透光特性的平面圖；圖8B示出了在圖8A所示的示例性面內(nèi)切換模式LCD器件中，沿III-III線的液晶分子取向和透光特性的截面圖；圖9示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的示例性面內(nèi)切換模式LCD器件中的雙折射補償；圖10A是根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的示例性面內(nèi)切換模式液晶顯示(LCD)器件的平面圖；圖10B是根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的示例性面內(nèi)切換模式液晶顯示(LCD)器件的截面圖；圖11A至11C示出了突出電極的示例性形狀；圖12A示出了未向根據(jù)本發(fā)明一個實施例的示例性面內(nèi)切換模式液晶顯示(LCD)器件施加電壓時的液晶分子取向；圖12B示出了向根據(jù)本發(fā)明一個實施例的示例性面內(nèi)切換模式液晶顯示(LCD)器件施加了電壓時的液晶分子取向；圖13示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的示例性面內(nèi)切換模式LCD器件的透光率特性的變化情況；圖14示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的子像素區(qū)域中的示例性等勢線；
圖15A示出了在根據(jù)本發(fā)明一個實施例的示例性面內(nèi)切換模式LCD器件中的子像素區(qū)域中，液晶分子取向和前表面透光特性的平面圖；圖15B示出了在根據(jù)本發(fā)明一個實施例的示例性面內(nèi)切換模式LCD器件中的子像素區(qū)域中，液晶分子取向和透光特性的截面圖；圖16A和16B示出了制造根據(jù)本發(fā)明一個實施例的面內(nèi)切換模式LCD器件的工藝。
具體實施例方式
下面對附圖中示出的本發(fā)明優(yōu)選實施例進行詳細說明。
圖4A示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的示例性面內(nèi)切換模式液晶顯示(LCD)器件的平面圖。參照圖4A，面內(nèi)切換模式LCD器件100包括選通線101和數(shù)據(jù)線103。選通線101和數(shù)據(jù)線103分別水平和垂直地排列在透明的第一基板110上。選通線101和數(shù)據(jù)線103的交叉點限定了像素(P)。在選通線101和數(shù)據(jù)線103的交叉點處設(shè)置有開關(guān)器件109。開關(guān)器件109包括柵極101a、半導(dǎo)體層105以及源/漏極102a和102b。柵極101a從選通線101上延伸出來。半導(dǎo)體層105位于柵極101a上。源/漏極102a和102b位于半導(dǎo)體層105上，其間有一個間隔。
像素(P)由分別在像素區(qū)域(P)中水平和垂直排列的第一電極模塊106和第二電極模塊107劃分為多個子像素(P′)。第一電極模塊106(公共電極模塊)包括第一至第四公共電極106a-106d。第二電極模塊107(像素電極模塊)包括第一至第四像素電極107a-107d。第一至第四公共電極106a-106d平行于選通線101。第一至第四像素電極107a-107d平行于數(shù)據(jù)線103。第一至第四公共電極與第一至第四像素電極的交叉點形成了多個子像素(P′)。雖然沒有示出，但是第一電極模塊106可以形成為平行于數(shù)據(jù)線103，并且第二電極模塊107可以形成為平行于選通線101。
在像素(P)的外緣平行于數(shù)據(jù)線103形成有公共電極輔助線106′，其被第一和第四像素電極107a和107d覆蓋。公共電極輔助線106′電連接了第一至第四公共電極106a-106d。公共電極輔助線106′并不產(chǎn)生用于驅(qū)動子像素(P′)中的液晶的電場，而是屏蔽第一和第四像素電極107a和107d使其免受數(shù)據(jù)線103上的信號的影響。與第一和第四像素電極107a和107d相比，公共電極輔助線106′可以更接近于數(shù)據(jù)線103，從而更有效地屏蔽數(shù)據(jù)線103上的信號。
還是參照圖4A，形成有公共電極連接圖案104，以電連接相鄰的公共電極輔助線106′。公共電極連接圖案104可以位于公共電極輔助線106′的任何位置。公共電極連接圖案104最好位于公共電極輔助線106′的中間部位，以提高信號傳輸?shù)焦搽姌O模塊106的速度。
在像素(P)的外緣形成有像素電極輔助線107′。像素電極輔助線107′平行于選通線101。像素電極輔助線107′電連接了第一至第四像素電極107a-107d。上部像素電極輔助線107′位于像素的上端。上部像素電極輔助線107′和像素上端的選通線101的覆蓋部分形成了存儲電容(Cst)。下部像素電極輔助線107′位于像素的下端。下部像素電極輔助線107′電連接至開關(guān)器件109的漏極102b。
第一至第四公共電極106a-106d和像素電極輔助線107′，或者第一至第四像素電極107a-107d和公共電極輔助線106′可以通過以特定的間隔相互重疊而形成不同的存儲電容?？梢栽诠搽姌O模塊106和像素電極模塊107相互交叉和重疊的區(qū)域形成存儲電容。因此，可以增大存儲電容的電容值。
圖4B示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的示例性面內(nèi)切換模式液晶顯示(LCD)器件的截面圖。參照圖4B，公共電極模塊106和像素電極模塊107通過其間的柵絕緣膜108實現(xiàn)電絕緣。在包含像素電極模塊107在內(nèi)的基板的整個表面上形成鈍化膜111。
在第二基板120上形成黑底121和濾色器123。黑底121防止光從液晶顯示器件泄漏出去。濾色器123實現(xiàn)了液晶顯示的色彩。在第一和第二基板110和120的相對表面上形成有第一和第二配向膜112a和112b。第一和第二配向膜112a和112b確定了液晶的初始對齊方向。在第一和第二配向膜112a和112b之間夾有液晶層113。
在根據(jù)本發(fā)明實施例的面內(nèi)切換模式LCD器件中，通過根據(jù)公共電極模塊106和像素電極模塊107之間施加的電壓強度驅(qū)動液晶分子來控制透光率。圖5A示出了未向根據(jù)本發(fā)明一個實施例的示例性面內(nèi)切換模式液晶顯示(LCD)器件施加電壓時液晶分子的取向。參照圖5A，當(dāng)公共電極模塊106和像素電極模塊107之間沒有施加電壓時，液晶分子113a在第一和第二基板110和120的相對表面上形成的配向膜的摩擦方向(箭頭↑所示的方向)上取向。如圖5A所示，配向膜的摩擦方向平行于像素電極模塊107的方向。在這種情況下，液晶分子113a平行于像素電極模塊107而取向，從而在屏幕上顯示出黑色?；蛘?，摩擦方向可以平行于公共電極模塊106的方向。在這種情況下，液晶分子113a平行于公共電極模塊106而取向。
圖5B示出了向根據(jù)本發(fā)明一個實施例的示例性面內(nèi)切換模式液晶顯示(LCD)器件施加電壓時液晶分子的取向。參照圖5B，當(dāng)在公共電極模塊106和像素電極模塊107之間施加電壓時，在它們之間產(chǎn)生電場。通過在公共電極和像素電極之間施加的電壓產(chǎn)生的電場而驅(qū)動液晶分子113a。如上所述，公共電極模塊106與像素電極模塊107垂直地交叉，從而形成子像素P′。當(dāng)在公共電極模塊106與像素電極模塊107之間施加電壓時，子像素P′中產(chǎn)生的電場在子像素P′的角部對角取向，并且關(guān)于子像素P′的中心對稱，如圖5B所示。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的示例性面內(nèi)切換模式LCD器件的透光率特性的變化情況。如圖6所示，當(dāng)沒有施加電壓時，透光率為0。透光率隨著所施加電壓的強度近乎線性地增大。當(dāng)電壓達到特定程度(對應(yīng)于最大的透光率)時，即使所施加的電壓繼續(xù)提高，透光率也不會進一步增大。當(dāng)電壓繼續(xù)提高時，與圖3所示的現(xiàn)有技術(shù)情況相比，透光率保持為最大值，而不是降低。把達到最大透光率的初始電壓定義為Vmax。
圖6所示的示例性透光率特性曲線是由根據(jù)本發(fā)明實施例的公共電極和像素電極的結(jié)構(gòu)特性決定的。通常，可以由公式1來計算透光率(T)。在公式1中，α是偏光片和液晶分子的光軸之間的角度，‘d’是液晶顯示器件的單元間隙，λ是光的波長。根據(jù)公式1，如果偏光片和摩擦方向具有相同的方向，則偏光片和液晶分子的光軸之間的角度為45°時透光率最大。
公式1light transmittance(T)＝sin2(2α)sin2(πdxn(λ)/λ)圖7示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的子像素區(qū)域中的示例性等勢線。如圖7所示，公共電極和像素電極之間形成的電場的方向不超過45°。因此，盡管所施加的電壓可能高于Vmax，但因為液晶分子113a的取向相對于摩擦方向不超過45°，所以透光率不會降低。
圖8A示出了在根據(jù)本發(fā)明一個實施例的示例性面內(nèi)切換模式LCD器件中的子像素區(qū)域中，液晶分子取向和前表面透光特性的平面圖。圖8B示出了在圖8A所示的示例性面內(nèi)切換模式LCD器件中，沿III-III線的液晶分子取向和透光特性的截面圖。參照圖8A，當(dāng)在公共電極和像素電極之間施加電壓Vmax時，液晶分子(由條形表示)平行于公共電極和像素電極之間產(chǎn)生的電場而排列，并透射光。然后，在具有不同的液晶分子排列狀態(tài)的區(qū)域之間形成邊界。該邊界大致為十字(+)形。該邊界將一個子像素劃分成4個域。在對角方向上液晶分子具有相同的取向。液晶分子的取向關(guān)于該邊界對稱。根據(jù)本發(fā)明的這個實施例，通過驅(qū)動由該邊界限定的4個域中的液晶而實現(xiàn)最大透光率。
圖9示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的示例性面內(nèi)切換模式LCD器件中的雙折射補償。如圖9所示，當(dāng)2個域中液晶分子對稱地取向時，第一液晶分子213a的雙折射a1補償了在與第一液晶分子213a相反的方向上取向的第二液晶分子213b的雙折射a2，從而抵消了雙折射。類似地，雙折射值c1由c2補償。因此，使由于液晶的雙折射特性而導(dǎo)致的色移減小到最小。從而，可以防止與視角相應(yīng)的圖像質(zhì)量劣化。因此，該對稱多域結(jié)構(gòu)補償了由液晶的雙折射導(dǎo)致的像差，并使色移減小到最小。
圖10A是根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的示例性面內(nèi)切換模式液晶顯示(LCD)器件的平面圖。圖10B是根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的示例性面內(nèi)切換模式液晶顯示(LCD)器件的截面圖。根據(jù)本發(fā)明的這個實施例，在圖10A和圖10B所示的面內(nèi)切換模式LCD器件中，減小了子像素區(qū)域的中心部分(其中液晶分子被異常地驅(qū)動)，從而提高了LCD器件的亮度。
如圖10A和10B所示，選通線201和數(shù)據(jù)線203分別水平和垂直地布置在透明的第一基板210上。選通線201和數(shù)據(jù)線203的交叉點限定了像素(P)。在選通線201和數(shù)據(jù)線203的各個交叉點處設(shè)有開關(guān)器件209。開關(guān)器件209包括柵極201a、半導(dǎo)體層205以及源/漏極202a和202b。柵極201a從選通線201上延伸出來。半導(dǎo)體層205位于柵極201a上。源/漏極202a和202b位于半導(dǎo)體層205上，其間有一個間隔。
像素區(qū)域(P)由水平和垂直地布置在像素區(qū)域(P)中的第一和第二電極模塊206和207劃分成了多個子像素(P′)。第一電極模塊206(公共電極模塊)包括第一至第四公共電極206a-206d。第二電極模塊207(像素電極模塊)包括第一至第四像素電極207a-207d。第一至第四公共電極206a-206d平行于選通線201排列。第一至第四像素電極207a-207d平行于數(shù)據(jù)線203排列。第一至第四公共電極與第一至第四像素電極的交叉點形成了多個子像素(P′)。雖然沒有示出，但是第一電極模塊206可以平行于數(shù)據(jù)線203，并且第二電極模塊207可以平行于選通線201。
在像素(P)的外緣平行于數(shù)據(jù)線203形成有公共電極輔助線206′，其覆蓋第一和第四像素電極207a和207d。公共電極輔助線206′電連接了第一至第四公共電極206a-206d。公共電極輔助線206′并不產(chǎn)生用于驅(qū)動子像素(P′)中的液晶的電場，而是屏蔽第一至第四像素電極207a-207d使其免受數(shù)據(jù)線203上的信號的影響。與第一至第四像素電極207a-207d相比，公共電極輔助線206′可以更接近于數(shù)據(jù)線203，以更有效地屏蔽數(shù)據(jù)線203上的信號。
還是參照圖10A，形成有公共電極連接圖案204，以電連接相鄰的公共電極輔助線206′。公共電極連接圖案204可以位于公共電極輔助線206′上的任何位置。公共電極連接圖案204可以位于公共電極輔助線206′的中間部位，以提高信號傳輸?shù)焦搽姌O模塊206的速度。
在像素(P)的外緣平行于選通線201形成有像素電極輔助線207′。像素電極輔助線207′電連接了第一至第四像素電極207a-207d。上部像素電極輔助線207′位于像素電極207a-207d的上端。上部像素電極輔助線207′和選通線201的覆蓋部分形成了存儲電容(Cst)。下部像素電極輔助線207′位于像素電極207a-207d的下端。下部像素電極輔助線207′電連接至開關(guān)器件209的漏極202b。
第一至第四公共電極206a-206d和像素電極輔助線207′，或者第一至第四像素電極207a-207d和公共電極輔助線206′可以通過以特定的間隔相互重疊而形成不同的存儲電容?？梢栽诠搽姌O模塊206和像素電極模塊207相互交叉和重疊的區(qū)域形成存儲電容。因此，可以增大存儲電容的電容值。
參照圖10B，公共電極模塊206和像素電極模塊207通過其間的柵絕緣膜208實現(xiàn)電絕緣。在包含像素電極模塊207在內(nèi)的基板的整個表面上形成有鈍化膜211。
在第二基板220上形成黑底221和濾色器223。黑底221防止光從液晶顯示器件泄漏出去。濾色器223實現(xiàn)了液晶顯示的色彩。在第一和第二基板210和220的相對表面上形成有第一和第二配向膜212a和212b。在第一和第二配向膜212a和212b之間夾有液晶層213。第一和第二配向膜212a和212b確定了液晶的初始對齊方向。
參照圖10A，在各個子像素(P′)內(nèi)相互面對地設(shè)置有第一和第二突出電極206″和207″。突出電極206″和207″分別從第一和第二電極206和207朝向子像素P′的內(nèi)側(cè)突出。第一和第二突出電極206″和207″可以突出任意長度，但應(yīng)該在相對的突出電極不相互接觸的范圍內(nèi)。
圖11A至11C示出了突出電極的示例性形狀。第一和第二突出電極206″和207″可以是任何形狀。例如，如圖11A所示，第一和第二突出電極206″和207″可以是矩形的。如圖11B所示，第一和第二突出電極206″和207″可以是三角形的。如圖11C所示，第一和第二突出電極206″和207″可以是弧形的。
在根據(jù)本發(fā)明實施例的面內(nèi)切換模式LCD器件中，通過根據(jù)公共電極模塊206和像素電極模塊207之間施加的電壓強度驅(qū)動液晶分子來控制透光率。圖12A示出了未向根據(jù)本發(fā)明一個實施例的示例性面內(nèi)切換模式液晶顯示(LCD)器件施加電壓時液晶分子的取向。參照圖12A，當(dāng)公共電極模塊206和像素電極模塊207之間沒有施加電壓時，液晶分子213a處于第一和第二基板210和220的相對表面上形成的配向膜的摩擦方向(箭頭↑所示的方向)上。如圖12A所示，配向膜的摩擦方向平行于像素電極模塊207的方向。在這種情況下，液晶分子213a平行于像素電極模塊207排列，從而在屏幕上顯示出黑色。或者，摩擦方向可以平行于公共電極模塊206的方向。在這種情況下，液晶分子平行于公共電極模塊206排列。
圖12B示出了向根據(jù)本發(fā)明一個實施例的示例性面內(nèi)切換模式液晶顯示(LCD)器件施加了電壓時液晶分子的取向。參照圖12B，當(dāng)在公共電極模塊206和像素電極模塊207之間施加了電壓時，在它們之間產(chǎn)生電場。通過所產(chǎn)生的電場來驅(qū)動液晶分子213a。液晶分子的透光能力是所施加電壓的函數(shù)。
圖13示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的示例性面內(nèi)切換模式LCD器件透光率特性的變化情況。如圖13所示，未施加電壓時，透光率為0。透光率隨著施加電壓的強度近乎線性地增大。當(dāng)電壓達到特定程度(對應(yīng)于最大透光率)時，即使所施加的電壓繼續(xù)提高，透光率也不會進一步增大。當(dāng)電壓繼續(xù)提高時，透光率保持為最大值，而不降低。把達到最大透光率的初始電壓定義為Vmax。
圖13所示的示例性透光率特性曲線是由根據(jù)本發(fā)明實施例的公共電極和像素電極的結(jié)構(gòu)特性決定的。還參照圖12B，公共電極模塊206與像素電極模塊207垂直地相互交叉，從而形成子像素。當(dāng)在公共電極模塊206與像素電極模塊207之間施加電壓時，子像素區(qū)域中產(chǎn)生的電場在子像素區(qū)域的角部對角取向，并且關(guān)于子像素區(qū)域的中心對稱。另外，根據(jù)本發(fā)明的實施例，因為子像素區(qū)域中的突出電極206″和207″，所以可以產(chǎn)生強的電場來驅(qū)動子像素區(qū)域的中心部位中的液晶分子。
圖14示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的子像素區(qū)域中的示例性等勢線。參照圖14，這個實施例的等勢線的通量高于圖7所示實施例中的等勢線。另外，這個實施例的等勢線即使在像素的中心部位也能形成。所生成的電場更強，并更適合于驅(qū)動中心部位的液晶分子。從而，可以解決由于在像素區(qū)域的中心部位液晶分子的異常驅(qū)動而導(dǎo)致的亮度降低問題。另外，比較圖7和圖14可知，由于突出電極使公共電極和像素電極之間的等勢線的通量更高，所以還可以提高液晶分子的響應(yīng)速度。
圖15A示出了在根據(jù)本發(fā)明一個實施例的示例性面內(nèi)切換模式LCD器件中的子像素區(qū)域中，液晶分子取向和前表面透光特性的平面圖。圖15B示出了在根據(jù)本發(fā)明一個實施例的示例性面內(nèi)切換模式LCD器件中的子像素區(qū)域中，液晶分子取向和透光特性的截面圖。圖15B所示的截面圖是沿圖15A中的V-V線截取的。
如圖15A和15B所示，因為各個子像素中液晶分子得到驅(qū)動的區(qū)域增大了，所以與圖10A和10B所示的實施例相比，透光區(qū)域增大了。透光區(qū)域的增大是由子像素的中心部位所產(chǎn)生的電場強度的提高所導(dǎo)致的。子像素區(qū)域的中心部位所產(chǎn)生的電場強度的提高是由分別從公共電極和像素電極上突出來的第一和第二突出電極導(dǎo)致的。因此，雖然向公共電極和像素電極施加與這個實施例差不多的電壓，仍可以提高LCD器件的亮度。具體而言，可以提高子像素中電場方向發(fā)生變化的中心部位的亮度。
圖16A和16B示出了制造根據(jù)本發(fā)明一個實施例的面內(nèi)切換模式LCD器件的工藝。如圖16A所示，制備透明的絕緣基板310，例如玻璃。例如通過濺射法，在透明基板310上淀積諸如Cu、Ti、Cr、Al、Mo、Ta或Al等的金屬。然后，對所淀積的金屬進行構(gòu)圖，以形成包含柵極301a在內(nèi)的選通線301、多個公共電極306a-306d、公共電極輔助線306′以及公共電極圖案304。該多個公共電極306a-306d平行于選通線301。公共電極輔助線306′垂直地位于公共電極306a-306d的兩端，并將公共電極306a-306d電連接起來。公共電極圖案304通過公共電極輔助線306′將相鄰像素(未示出)的公共電極電連接起來。公共電極306a-306d可以由透明導(dǎo)電材料(如ITO(氧化銦錫)或IZO(氧化銦鋅))制成?？梢酝ㄟ^單獨的工序形成公共電極306a-306d。
接下來，例如通過等離子增強CVD法，在包含選通線301和公共電極306a-306d的基板的整個表面上淀積諸如SiNx或SiOx的無機材料，以形成柵絕緣膜(未示出)。在柵絕緣膜(未示出)的上部層積非晶硅層和n+非晶硅層，然后進行構(gòu)圖以在柵極301a的上部形成半導(dǎo)體層305。
此后，如圖16B所示，例如通過濺射法，淀積諸如Cu、Mo、Ta、Al、Cr、Ti或Al合金等的金屬，然后進行構(gòu)圖。形成與選通線301垂直交叉從而限定像素的數(shù)據(jù)線303。源極/漏極302a和302b位于半導(dǎo)體層305上。多個像素電極307a-307d平行于數(shù)據(jù)線303，并與公共電極306a-306d垂直交叉，從而與多個公共電極306a-306d一起形成多個子像素(P′)。在像素電極307a-307d的兩端設(shè)置像素電極輔助線307′，以將像素電極307電連接起來。位于像素上端的像素電極輔助線307′覆蓋選通線301的前端。位于下端的像素電極輔助線307′電連接至漏極302b。像素電極307a-307d可以由透明的導(dǎo)電材料(如ITO(氧化銦錫)或IZO(氧化銦鋅))制成?？梢酝ㄟ^單獨的工序形成像素電極307a-307d。
通過上述工藝，形成了薄膜晶體管309，其包括柵極301、半導(dǎo)體層305和源/漏極302a/302b。薄膜晶體管309在選通線301和數(shù)據(jù)線303的交叉處位于選通線301上。然后，在包含薄膜晶體管309和像素電極模塊307的基板的整個表面上形成諸如SiNx、SiOx等的無機材料，或者諸如苯并環(huán)丁烯、亞克力等的有機材料，以形成鈍化膜(未示出)。雖然沒有示出，但制備了形成有黑底和濾色器的第二基板。把通過上述工藝制備的第一基板粘接到第二基板上，從而完成了面內(nèi)切換模式LCD器件的制造過程。
根據(jù)本發(fā)明實施例的面內(nèi)切換模式液晶顯示器件提供了很多優(yōu)點。例如，即使在最大程度的施加電壓Vmax的情況下也可以保持最大亮度。在本發(fā)明的實施例中，最大施加電壓Vmax可以設(shè)定為高于理論值，同時保持最大亮度。另外，可以通過公共電極和像素電極的恰當(dāng)?shù)乃胶痛怪迸帕校ㄟ^形成每像素具有4個域的子像素來使色移現(xiàn)象減小到最小。從而，可以相應(yīng)于色移的減小而提高圖像質(zhì)量。另外，由于從公共電極和像素電極上突出來的第一和第二突出電極，可以增大子像素的中心部位的透光區(qū)域，從而提高亮度和液晶分子的響應(yīng)速度。此外，通過由透明導(dǎo)電材料制成公共電極和像素電極，可以提高孔徑比。
對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，很顯然可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下對本發(fā)明的面內(nèi)切換模式液晶顯示器件進行各種改進和變化。因此，如果對本發(fā)明的改進和變化落在所附權(quán)利要求及其等同物所限定的范圍內(nèi)，則本發(fā)明涵蓋這些改進和變化。
權(quán)利要求
1.一種面內(nèi)切換模式液晶顯示器件，其包括第一基板；在所述第一基板上沿第一方向排列的一條或更多條選通線；在所述第一基板上沿垂直于所述第一方向的第二方向排列的一條或更多條數(shù)據(jù)線，所述一條或更多條數(shù)據(jù)線與所述一條或更多條選通線的交叉點限定了像素區(qū)域；位于所述像素區(qū)域中的公共電極模塊；位于所述像素區(qū)域中覆蓋所述公共電極模塊的像素電極模塊；面對所述第一基板的第二基板；分別位于所述第一和第二基板的相對表面上的第一配向膜和第二配向膜；以及所述第一配向膜和所述第二配向膜之間的液晶層，其中，所述公共電極模塊包括平行于所述一條或更多條選通線排列的多個公共電極以及從所述多個公共電極中的一個或更多個上突出來的多個突出公共電極，并且所述像素電極模塊包括平行于所述一條或更多條數(shù)據(jù)線排列的多個像素電極以及從所述多個像素電極中的一個或更多個上突出來的多個突出像素電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中所述公共電極模塊包括位于所述像素區(qū)域的左外側(cè)的左公共電極輔助線，以及位于所述像素區(qū)域的右外側(cè)的右公共電極輔助線，所述左公共電極輔助線和所述右公共電極輔助線連接所述多個公共電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的器件，其中所述公共電極模塊包括從所述左公共電極輔助線和所述右公共電極輔助線中的一個或更多個上突出來的第二多個突出公共電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的器件，其中所述左公共電極輔助線和所述右公共電極輔助線中的一個比所述多個像素電極更接近于所述一條或更多條數(shù)據(jù)線，從而屏蔽所述多個像素電極使其免受所述一條或更多條數(shù)據(jù)線上的信號的影響。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的器件，其中所述公共電極輔助線不在所述多個子像素區(qū)域中產(chǎn)生電場。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的器件，其中所述左公共電極輔助線和所述右公共電極輔助線平行于所述一條或更多條數(shù)據(jù)線。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的器件，還包括將所述公共電極模塊電連接至相鄰公共電極模塊的公共電極連接圖案。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的器件，其中所述公共電極連接圖案位于所述左公共電極輔助線和所述右公共電極輔助線中的一個的中部。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的器件，其中所述像素電極模塊包括位于所述像素區(qū)域的上端并連接所述多個像素電極的上部像素電極輔助線，所述多個像素電極與所述多個公共電極交叉而限定了多個子像素區(qū)域。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的器件，其中所述像素電極模塊包括從所述上部像素電極輔助線上突出來的第二多個突出像素電極。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的器件，還包括位于所述像素區(qū)域的下端并連接所述多個像素電極的下部像素電極輔助線。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的器件，還包括第一存儲電容，其包含所述上部像素電極輔助線和所述下部像素電極輔助線中的一個以及所述選通線的被覆蓋部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的器件，還包括第二存儲電容，其包含所述上部像素電極輔助線和所述下部像素電極輔助線中的一個以及所述多個公共電極中的一個的被覆蓋部分。
14.根據(jù)權(quán)利要求2所述的器件，還包括第三存儲電容，其包含所述左公共電極輔助線和所述右公共電極輔助線中的一個以及所述多個像素電極中的一個的被覆蓋部分。
15.根據(jù)權(quán)利要求2所述的器件，還包括在所述像素電極模塊覆蓋所述公共電極模塊的區(qū)域形成的第四存儲電容。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中所述像素電極模塊包括位于所述像素區(qū)域的上端并連接所述像素電極的上部像素電極輔助線，所述多個像素電極與所述多個公共電極交叉而限定了多個子像素區(qū)域。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的器件，其中所述像素電極模塊包括從所述上部像素電極輔助線上突出來的第二多個突出像素電極。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的器件，還包括位于所述像素區(qū)域的下端并連接所述多個像素電極的下部像素電極輔助線。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，還包括位于所述一條或更多條選通線和所述一條或更多條數(shù)據(jù)線的交叉處的開關(guān)器件。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的器件，其中所述開關(guān)器件包括連接到所述一條或更多條選通線的柵極；所述柵極上的柵絕緣膜；所述柵絕緣膜上的半導(dǎo)體層；以及所述半導(dǎo)體層上的源極和漏極。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中所述第二基板包含濾色器和黑底。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中所述第一配向膜的摩擦方向與所述一條或更多條選通線的方向相同。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中所述第一配向膜的摩擦方向與所述一條或更多條數(shù)據(jù)線的方向相同。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中所述突出公共電極和所述突出像素電極中的至少一個為矩形。
25.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中所述突出公共電極和所述突出像素電極中的至少一個為三角形。
26.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中所述突出公共電極和所述突出像素電極中的至少一個為弧形。
27.一種面內(nèi)切換模式液晶顯示器件，其包括第一基板；在所述第一基板上沿第一方向排列的一條或更多條選通線；在所述第一基板上沿垂直于所述第一方向的第二方向排列的一條或更多條數(shù)據(jù)線，所述一條或更多條數(shù)據(jù)線與所述一條或更多條選通線的交叉點限定了像素區(qū)域；位于所述像素區(qū)域中的多個公共電極；位于所述像素區(qū)域中的覆蓋所述多個公共電極的多個像素電極；從所述多個公共電極中的一個或更多個上突出來的多個第一突出電極；從所述多個像素電極中的一個或更多個上突出來的多個第二突出電極；面對所述第一基板的第二基板；分別位于所述第一和第二基板的相對表面上的第一配向膜和第二配向膜；以及所述第一配向膜和所述第二配向膜之間的液晶層。
28.一種制造面內(nèi)切換模式液晶顯示器件的方法，包括以下步驟提供相互面對的第一基板和第二基板；在所述第一基板上形成一條或更多條水平的選通線；在所述第一基板上形成一條或更多條垂直的數(shù)據(jù)線，所述一條或更多條數(shù)據(jù)線與所述一條或更多條選通線的交叉點限定了像素區(qū)域；在所述像素區(qū)域中平行于所述一條或更多條選通線形成多個公共電極；在所述像素區(qū)域中平行于所述一條或更多條數(shù)據(jù)線形成多個像素電極，所述多個像素電極覆蓋所述多個公共電極并與其交叉，從而限定了多子像素區(qū)域；形成從所述多個公共電極中的一個或更多個上突出來的多個第一突出電極；形成從所述多個像素電極中的一個或更多個上突出來的多個第二突出電極；在所述第一和第二基板的相對表面上分別形成第一配向膜和第二配向膜；以及在所述第一配向膜和所述第二配向膜之間形成液晶層。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，還包括在所述多個公共電極和所述多個像素電極之間形成絕緣膜。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，還包括在所述第二基板上形成濾色器和黑底。
全文摘要
一種面內(nèi)切換模式液晶顯示器件，其包括第一基板；第一基板上的一條或更多條選通線；與該一條或更多條選通線垂直相交并限定了像素區(qū)域的一條或更多條數(shù)據(jù)線；位于像素區(qū)域中的公共電極模塊；位于像素區(qū)域中覆蓋公共電極模塊的像素電極模塊；面對第一基板的第二基板；分別位于第一和第二基板的相對表面上的第一配向膜和第二配向膜；以及第一配向膜和第二配向膜之間的液晶層。公共電極模塊包括多個公共電極以及多個突出公共電極。像素電極模塊包括多個像素電極以及多個突出像素電極。
文檔編號G02F1/13GK1605917SQ200410080828
公開日2005年4月13日 申請日期2004年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月10日
發(fā)明者李承哲, 樸貴福, 李源鎬, 崔相好 申請人:Lg.菲利浦Lcd株式會社