CN1605921A - 液晶显示器及用于其的薄膜晶体管衬底 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种改良的平板液晶显示器(LCD)。在一个实施例中，改良的LCD包括完全填充彩色滤光器阵列和薄膜晶体管(TFT)阵列之间的间隙的液晶层。TFT阵列包括包含有一个或多个像素区的衬底。每个像素区可以分成至少两个像素子区。配置每个像素子区以使其具有与其配对物不同的电场，这样两个子区内的相互补偿就会降低伽马曲线的变形，并且提高平板显示器的横向可视性。在一个实施例中，第一像素电极形成在至少两个像素子区的第一个中；第二像素电极形成在至少两个像素子区的第二个中。

Description

液晶显示器及用于其的薄膜晶体管衬底

技术领域

本发明涉及液晶显示器，特别是涉及一种改良的薄膜晶体管阵列板。

背景技术

液晶显示器(LCD)是最广泛使用的平板显示器之一。LCD包括装有场生电极的两块板和插在它们之间的液晶(LC)层。LCD通过将电压施加给场生电极而在LC层内产生电场来显示图像，电场确定LC层内LC分子的方向，LC层调节入射光的偏振。

常规LCD提供窄视角。已经提出用于增加视角的各种技术。具体地，一种技术使用垂直排列的LC，并且在每个场生电极上提供切口或突出。切口和突出减少了孔径比。因此，需要最大化像素电极的尺寸。然而，像素电极的接近导致在它们之间形成强的横向电场。横向电场弄乱LC分子的方向，并且产生斑点和漏光。而斑点和漏光将恶化整个显示性能。

使用切口或突出的LCD提供极好的视角，在任何方向上都超过80度。然而，这样的LCD具有不良的可视性，甚至次于扭曲向列模式的LCD。在使用切口的LCD中，前视和侧视之间的伽马曲线的不和谐导致不良的可视性。

例如，在使用切口的垂直排列的LCD中，当视角增加时，帧面变得更亮，颜色偏向白色。当这种现象过多时，因为灰度级之间的亮度差消失，图象映象就会发生变形。需要一种解决方案来提供具有改良可视性的LCD。

发明内容

本发明涉及一种改良的平板液晶显示器(LCD)。在一个实施例中，改良的LCD包括完全填充彩色滤光器阵列和薄膜晶体管(TFT)阵列之间的间隙的液晶层。TFT阵列包括包含有一个或多个像素区的衬底。每个像素区可以分成至少两个像素子区。配置每个像素子区以使其具有与其配对物不同的电场，这样两个子区内的相互补偿就会降低伽马曲线的变形，并且提高平板显示器的横向可视性。在一个实施例中，第一像素电极形成在至少两个像素子区的第一个中；第二像素电极形成在至少两个像素子区的第二个中。

另外，TFT阵列还包括一个或多个栅极线，其形成在衬底上并基本上沿横向延伸。一个或多个存储电极线可以与栅极线分开设置形成在衬底上，基本上在与栅极线相同的横向上延伸。在一个实施例中，一个或多个栅极线和一个或多个存储电极线各个都具有多层结构，包括具有不同物理特性的两层薄膜。

栅极绝缘层可以形成在栅极线和存储电极线上，多个欧姆触点形成在栅极绝缘层上。另外，多个漏极、多个数据线和多个耦合电极可以形成在多个欧姆触点和栅极绝缘层上。在一个实施例中，每个数据线都弯曲，并且包括多对倾斜部分和多个纵向部分。多对倾斜部分的每对的第一端连接形成V字形，多对倾斜部分的每对的第二端连接到多个纵向部分的至少一个上。多个数据线各自的一对倾斜部分长度可以约为纵向部分长度的1-9倍。

在另一实施例中，TFT阵列包括包含有一个或多个像素区的衬底。每个像素区分成至少两个像素子区，配置至少两个像素子区的每个子区，以降低伽马曲线的变形并提高LCD显示器的横向可视性。第一像素电极可以形成在至少两个像素子区的第一个中；第二像素电极可以形成在至少两个像素子区的第二个中。通过形成在第一像素电极和第二像素电极之间的一个或多个切口，或一个或多个突出，可以将一个或多个像素区各自分成至少两个像素子区。

附图说明

图1是根据本发明实施例的LCD的薄膜晶体管阵列板的顶视图。

图2是根据本发明实施例的LCD的公共电极板的顶视图。

图3是根据图1和图2中所示实施例的LCD的顶视图。

图4是图3中所示LCD沿着线IV-IV’的剖视图。

图5是图1、2、3和4中所示LCD的电路图。

图6是根据本发明另一实施例的LCD的顶视图。

图7是根据本发明另一实施例的LCD的薄膜晶体管阵列板的顶视图。

图8是根据本发明另一实施例的LCD的公共电极板的顶视图。

图9是根据图7和图8中所示实施例的LCD的顶视图。

图10是根据本发明另一实施例的LCD的顶视图。

图11是图10中所示LCD沿着线XI-XI’的剖视图。

图12是根据本发明另一实施例的LCD的顶视图。

图13是根据本发明另一实施例的LCD的顶视图。

图14是根据本发明另一实施例的LCD的薄膜晶体管阵列板的顶视图。

图15是根据本发明另一实施例的LCD的公共电极板的顶视图。

图16是根据图14和图15中所示实施例的LCD的顶视图。

图17是图10中所示LCD沿着线XVII-XVII’的剖视图。

图18是根据本发明另一实施例的LCD的顶视图。

图19是根据本发明另一实施例的LCD的薄膜晶体管阵列板的顶视图。

图20是根据本发明另一实施例的LCD的公共电极板的顶视图。

图21是根据图19和图20中所示实施例的LCD的顶视图。

图22是图21中所示LCD沿着线XXII-XXII’的剖视图。

图23是根据本发明另一实施例的LCD的薄膜晶体管阵列板的顶视图。

图24是根据本发明另一实施例的LCD的公共电极板的顶视图。

图25是根据图23和图24中所示实施例的LCD的顶视图。

具体实施方式

现在将参考附图在下文中更完整地描述本发明，附图中示出了本发明的优选实施例。然而，本发明可以按照许多不同形式进行实施，不应该解释为局限于本文中所述的实施例。

在这些图中，为了清楚，对层厚、薄膜和区都进行了放大。相同的数字始终表示相同的部件。可以理解，当部件例如层、薄膜、区或衬底被称为在另一部件“上”时，它可以直接在另一部件上或存在居间部件。相反，当部件被称为“直接在”另一部件“上”时，就没有居间部件。

下面将参考附图描述根据本发明实施例的液晶显示器和用于LCD的薄膜晶体管(TFT)阵列板。

图1是根据本发明实施例的LCD的薄膜晶体管阵列板的顶视图，图2是根据本发明实施例的LCD的公共电极板的顶视图，图3是根据图1和图2中所示实施例的LCD的顶视图，图4是图3中所示LCD沿着线IV-IV’的剖视图。

根据本发明实施例的LCD包括TFT阵列板100、公共电极板200以及插在板100和200之间的LC层3，该LC层包含许多LC分子，它们基本上垂直于板100和200的表面排列。

现在参考图1和4，多条栅极线121和多条存储电极线131形成在绝缘衬底110上。

如图1中所示，栅极线121基本上横向延伸并且彼此分开。每条栅极线121都传送栅极信号，并且不但可以包括多个栅极124，而且可以包括至少一个栅极焊点129，用于连接到外部电路。

类似栅极线121，每条存储电极线131基本上横向延伸。在一个实施例中，存储电极线131基本上平行于栅极线121。另外，每条存储电极线都包括多个分支，它们形成相应的多个存储电极133。在一个实施例中，每个存储电极133都包括一对倾斜部分，它们与存储线131成约45度角。成对的两个倾斜部分彼此成约90度角。使用时，为存储电极线131提供预定电压，例如，施加给公共电极270的公共电压，如图4中所示，公共电极270形成在LCD的另一块板200上。

参考图1，栅极线121和存储电极线131的侧面可以是锥形。如果是锥形，那么侧面关于衬底110表面的倾斜角在约30-80度范围内。

每条栅极线121和存储电极线131都可以具有包括两层薄膜的多层结构，这两层薄膜具有彼此不同的物理特性。作为例证，每条线都可以包括下薄膜(未示出)和上薄膜(未示出)。上薄膜优选用低电阻率的金属制造，例如铝、含铝金属或铝合金。低电阻率金属用来减少栅极线121和存储电极线131内的信号延迟或电压降落。另一方面，下薄膜优选用诸如铬、钼或钼合金的材料制造。然而，也可以使用与其它材料具有良好接触特性的任何材料，例如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)或类似材料。下薄膜材料和上薄膜材料的优良示范组合是铬和铝-钕合金。在这样的组合中，铬形成下薄膜和铝-钕合金形成上薄膜。

参考图4，优选用氮化硅(SiNx)制造的栅极绝缘层140可以形成在栅极线121和存储电极线131上。

优选用加氢非晶硅(缩写为“a-Si”)制造的多个半导体条151形成在栅极绝缘层140上。如图所示，每个半导体条151基本上纵向延伸，并且具有多个向栅极124分支的突出154。延长156可以从突出154伸出。

每个半导体条151重复弯曲，并且包括多对倾斜部分和多个纵向部分。成对的两个倾斜部分相互连接形成V字形，而相对端连接到各个纵向部分。在一个实施例中，半导体条的倾斜部分与栅极线121成约45度角，纵向部分跨越栅极124。作为例证，一对倾斜部分的长度约为纵向部分长度的1-9倍。也就是说，它占据这对倾斜部分和纵向部分总长度的约50-90％。

延长156包括漏极部分、一对倾斜部分和连接器，漏极部分倾斜地从突出154伸出，倾斜部分与栅极线121成约45度角，连接器连接漏极部分和这对倾斜部分的端部。

多个欧姆接触条161和欧姆接触岛165优选由硅化物或重度掺杂n型杂质的n+加氢a-Si构成，它们可以形成在半导体条151、延长156和岛154上。每个欧姆接触条都具有多个突出163。在一个实施例中，突出163和欧姆接触岛165成对地布置在半导体条的突出154上。

半导体条151、欧姆触点161、165和166的侧面是锥形，半导体条151、欧姆触点161、165和166侧面的倾斜角优选在约30-80度范围内。

多条数据线171、多个漏极175和多个耦合电极176分别形成在欧姆触点161、165、166和栅极绝缘层140上。设计成能传输数据电压，数据线171基本上纵向延伸并与栅极线121和存储电极线131相交。每条数据线171重复弯曲，并且包括多对倾斜部分和多个纵向部分。在一个实施例中，每对倾斜部分连接在一起形成V字形。每对倾斜部分的相对端连接到各个纵向部分。数据线171的倾斜部分与栅极线121成约45度角，纵向部分跨越栅极124。一对倾斜部分的长度约为纵向部分长度的1-9倍。也就是说，它占据这对倾斜部分和纵向部分总长度的约50-90％。当以这种方式配置LCD时，由栅极线121和数据线171的交叉定义的像素区呈现弯曲条状。

如图1所示，每条数据线171都可以包括比数据线更宽的数据焊点179，用于接触另一层或外部设备。每条数据线171的多个分支都可以向漏极175突出以形成多个源极173。如图所示，成对的源极173和漏极175彼此分开并互相面对，栅极124位于它们之间。在一个实施例中，栅极124、源极173和漏极175的组合与半导体条151的突出154一起形成TFT，该TFT具有形成在突出154内并布置在源极173和漏极175之间的沟道。

耦合电极176从漏极175的第一部分的端部伸出，并且在第一部分水平延长，弯曲基本平行于数据线171的这对倾斜部分。在一个实施例中，耦合电极176的第二部分与栅极线121成约135度角。类似地，耦合电极176的第三部分与栅极线121成约45度角。

每条数据线171、漏极175和耦合电极176可以具有包括两层薄膜的多层结构，该两层薄膜具有彼此不同的物理特性。例如，每条数据线、漏极和耦合电极都可以包括下薄膜(未示出)和上薄膜(未示出)。在一个实施例中，上薄膜优选用低电阻率的金属制造，包括例如铝或铝合金。低电阻率材料用来减少数据线内的信号延迟或电压降落。另一方面，下薄膜可以优选用某种材料制造，这种材料具有与氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)或类似材料良好的接触特性。作为例证的下薄膜材料包括但不局限于铬、钼或钼合金。下薄膜材料和上薄模材料的优良示范组合是铬和铝-钕合金。在这样的组合中，铬形成下薄膜和铝-钕合金形成上薄膜。

另外，每条数据线171、漏极175和耦合电极176的侧面都可以是锥形。如果是锥形，侧面关于衬底110表面的倾斜角在约30-80度范围内。

钝化层180可以形成在数据线171、漏极175和耦合电极176上。在一个实施例中，钝化层180优选用平面光敏有机材料和低介电绝缘材料制造，这种绝缘材料的介电常数在4.0以下。用来形成钝化层180的典型材料包括但不局限于a-Si:C:O和a-Si:O:F，各自通过等离子体增强型化学汽相淀积(PECVD)而形成。作为选择，可以使用无机材料，例如氮化硅和氧化硅。

在一个实施例中，钝化层180包括多个接触孔181和182，它们分别暴露漏极175和数据线171的数据焊点179。另外，钝化层180和栅极绝缘层140具有多个接触孔183，它们暴露栅极线121的栅极焊点129。作为例证，接触孔181、182和183的侧壁可以关于衬底110表面成约30-85度角，并且也可以包括一个或多个阶梯部分。根据本实施例，接触孔181、182和183可以具有各种平面形状，例如矩形或圆形。在一个实施例中，每个接触孔181、182和183的面积优选为大于或等于约0.5mm×15μm，并且不大于约2mm×60μm。

在一个实施例中，多对像素电极190a、190b和多个辅助接点81、82形成在钝化层180上，它们优选用ITO、IZO或Cr制造。

每对像素电极190a和190b都具有遵循像素区形状的弯曲带状。像素电极190a和190b分成第一像素电极190a和第二像素电极190b，它们分别具有切口191和192。第一像素电极190a和第二像素电极190b基本上具有相同的形状，将像素区分成右区和左区，并且分别占据右区和左区。因此，部分第一像素电极190a可以对应平行于部分第二像素电极190b。

第一像素电极190a穿过接触孔181物理地并电连接到漏极175。第二像素电极190b进行物理和电漂浮，但覆盖耦合电极176以形成与第一像素电极190a耦合的耦合电容。结果，第二像素电极190b的电压依赖于第一像素电极190a的电压。关于公共电压，第二像素电极190b的电压总是小于第一像素电极190a的电压。稍后将参考图5详细描述第一像素电极190a和第二像素电极190b之间的耦合关系。

在一个实施例中，它表明，当像素区包括两个具有稍微不同的电场的子区时，两个子区内的相互补偿提高了LCD的横向可视性。

多个辅助接点81和82可以穿过形成在钝化层180上的接触孔182b和183b，分别连接到栅极线121的栅极焊点129和数据线171的数据焊点179上。像素电极190a、190b和辅助接点81、82可以由ITO(氧化铟锡)、IZO(氧化铟锌)或类似材料构成。

现在参考图2，4和5描述公共电极板200。

参考图2，防止漏光的黑底220形成在绝缘衬底210例如透明玻璃上。多个红色、绿色和蓝色滤光器230形成在黑底和衬底210上，并且基本沿着像素区的列延伸，并沿着像素区的弯曲形状周期性地弯曲。换句话说，彩色滤光器230基本上沿着由黑底220定义的像素列纵向延伸，并且沿着像素区的形状周期性地弯曲。如图4所示，涂层250形成在彩色滤光器230和黑底220上。优选用透明导电材料，例如ITO和IZO制成的公共电极270可以形成在涂层250上。在一个实施例中，公共电极270包括多个切口271和272。切口271和272可以用作域控制设备，并且优选为约9～12μm宽。当有机突出代替切口271时，有机突出优选为约5～10μm宽。

如图4所示，每对切口271和272布置在像素区内，并且沿着像素区形状弯曲。分别布置切口271和272，以将第一像素电极190a和第二像素电极190b分成右半部分和左半部分。切口271和272的两端弯曲，并且在基本上平行于栅极线121的方向上延伸到预定长度。切口271和272的中心也延伸到预定长度并基本上平行于栅极线121。在一个实施例中，切口271和272中心的延伸方向与切口271和272端部的延伸方向相反。

LCD包括TFT阵列板100、面向TFT阵列板100并分开预定间隙的彩色滤光器阵列板200、以及填充在预定间隙内的液晶层3。

排列LC层3内的LC分子，以便没有电场时它们的长轴基本上垂直于板100和200的表面。液晶层3具有负介电各向异性。

装配薄膜晶体管阵列板100和彩色滤光器阵列板200，以便像素电极190a和190b可以准确地对应于彩色滤光器230。当装配两块板100和200时，第一像素电极190a和第二像素电极190b的边缘以及切口271和272将像素区分成多个子区。每个子区上的液晶区称为域。因此，在一个实施例中，切口271和272将像素区分成4个域。这些域具有两个平行的长边。每个域的两个长边之间的距离，例如域宽优选为约10～30μm。

一对偏光器12和22分别位于板100和200的外表面上，以便每个偏光器的透射轴是交叉的。另外，对这对偏光器进行定位，以便至少一个透射轴基本平行于栅极线121。

LCD可以进一步包括至少一层延迟膜(例如，产生全波、半波或四分之一波偏振光相变的光学元件)。延迟膜用来补偿由LC层3引起的光延迟。

使用中，公共电压施加到公共电极270，数据电压施加到像素电极191a和191b。应用这些电压产生第一电场，它基本垂直于板100和200的表面。响应于该电场，LC分子进行旋转直到它们的长轴基本垂直于电场方向。

公共电极270的切口271、272和像素电极190a、190b的边缘扭曲第一电场并给它一个水平分量，这个水平分量确定LC分子的倾斜方向。第一电场的水平分量采用四个不同的方向，由此在LC层3内形成四个域，它们具有不同的LC分子倾斜方向。水平分量基本上垂直于切口271、272的第一和第二边缘，并且基本上垂直于像素电极190a、190b的边缘。因此，具有不同倾斜方向的四个域形成在LC层300内。在替代实施例中，形成在公共电极270上的多个突出可以替代切口271和272，因为LC分子的倾斜方向也可以由多个突出(未示出)进行控制。

由于像素电极190a和190b之间的电压差，第二电场的方向基本上垂直于切口271和272的每个边缘。因此，第二电场的电场方向与第一电场的水平分量方向一致。因此，像素电极190a和190b之间的第二电场增强了LC分子的倾斜方向。

由于LCD进行反转(即颠倒施加电压的极性)，例如点反转、列反转等等，通过给相邻像素电极提供具有与公共电压相反极性的数据电压，可以获得增强LC分子倾斜方向的第二电场。结果，相邻像素电极之间产生的第二电场的方向相当于公共电极和像素电极之间产生的第一电场的水平分量。因此，可以产生相邻像素电极之间的第二电场以加强域的稳定性。

在一个实施例中，所有域的倾斜方向与栅极线121形成约45度角，栅极线121平行或垂直于板100和200的边缘。由于倾斜方向和偏光器透射轴的45度交叉产生最大透射率，所以，可以这样连接偏光器，以便偏光器的透射轴平行或垂直于板100和200的边缘，由此降低生产成本。

应该注意，由于数据线171的弯曲结构而增加的数据线电阻可以通过加宽数据线171进行补偿。而且，由于数据线171的宽度增加而引起的电场扭曲和寄生电容增加，又可以通过增加像素电极190a、190b的尺寸和通过修改厚有机钝化层来进行补偿。

在本发明的实施例中，图像数据电压通过TFT提供给第一像素电极190a。然而，第二像素电极190b的电压随着第一像素电极190a的电压发生变化，因为第二像素电极190b与第一像素电极190a进行电容耦合。因此，关于公共电压的第二像素电极190b的电压总是小于第一像素电极190a的电压。

如上所述，当具有不同电压的两个像素电极190a和190b布置在像素区内时，通过两个像素电极190a和190b的补偿降低伽马曲线的变形。

将参考图5描述关于公共电压的第二像素电极190b的电压几乎总是小于第一像素电极190a电压的原因，图5是图1、2、3和4中所示LCD的电路图。

在图5中，缩写“Clca”表示在第一像素电极190a和公共电极270之间形成的液晶(LC)电容；缩写“Cst”表示在第一像素电极190a和存储线131之间形成的存储电容。缩写“Clcb”表示在第二像素电极190b和公共电极270之间形成的液晶(LC)电容；而缩写“Ccp”表示在第一像素电极190a和第二像素电极190b之间形成的耦合电容。

第二像素电极190b关于公共电压的电压Vb和第一像素电极190a关于公共电压的电压Va遵循如下的电压分配定律：

Vb＝Va×[Ccp/(Ccp+Clcb)]

由于Ccp/(Ccp+Clcb)总是小于1，因此Vb总是小于Va。本领域技术人员可以理解，通过第二像素电极190b和耦合电极176之间的重叠面积或距离可以调节电容Ccp。通过改变耦合电极176的宽度能够容易地调节第二像素电极190b和耦合电极176之间的重叠面积。通过改变耦合电极176的位置能容易地调节第二像素电极190b和耦合电极176之间的距离。例如，在本发明的一个实施例中，耦合电极176与数据线171形成在同一层上。在另一实施例中，耦合电极176与栅极线121形成在同一层上。通过进行这种变化，增加了第二像素电极190b和耦合电极176之间的距离。

根据本实施例，耦合电极176的形状可以进行改变以具有各种形状。在下面描述中将描述这种变化的一个实例。下述实施例的描述将集中在与图1-4中实施例的区别特征上。为了不必要地复杂化本发明，省略了前面关于图1-4描述的特征的说明。

图6是根据本发明另一实施例的LCD的顶视图。与图1-4的实施例相比，图6的实施例交换了第一像素电极190a与第二像素电极190b，并交换了耦合电极176与存储电极133的位置。也就是说，第一像素电极190a和存储电极133布置在像素区左侧，第二像素电极190b和耦合电极176布置在像素区右侧。

本领域技术人员可以理解，当倾斜部分和纵向部分的长度比变化时，像素区的形状也发生变化。在图7-9中描述一个这样的实例。

图7是根据本发明另一实施例的LCD薄膜晶体管阵列板的顶视图。图8是根据本发明另一实施例的LCD的公共电极板的顶视图。图9是根据图7和图8中所示实施例的LCD的顶视图。

在图7-9的实施例中，数据线171具有扩大的纵向部分。因此，像素区包括弯曲带状部分和两个矩形部分，它们分别连接到弯曲带状部分的两端。在一个实施例中，优选的是矩形部分的总长度比弯曲带状部分的总长度长。

形成像素电极190a和190b的形状以利用所有或基本上所有的像素区。例如，第一像素电极190a可以具有两个基本平行于数据线171的短边。第二像素电极190b可以具有两个基本平行并邻接于栅极线121的短边。另外，第二像素电极190b可以具有两个扩大的端部，它们填充所有或基本上所有的像素区。

分别布置存储电极133和耦合电极176，以使其与第一像素电极190a和第二像素电极190b的中心线相一致。公共电极270可以具有切口271和272，它们分别对应于耦合电极176和存储电极133。作为例证，切口271的两端可以弯曲，并且在基本平行于栅极线121的方向上延伸到预定长度。类似地，切口272的两端也可以弯曲，并且在基本平行于数据线171的方向上延伸到预定长度。切口271和272的中心也可以延伸到预定长度并基本平行于栅极线121。作为例证图示，切口271和272中心的延伸方向与切口271两端的延伸方向相反。

图7-9中作为例证图示的实施例减少了字符的间断显示，间断显示以前由具有常规弯曲带状的像素区引起。

在上述实施例中，半导体条151基本上具有与数据线171、漏极175、耦合电极176以及底层的欧姆触点161、165和166相同的平面形状，除了提供TFT的突出154之外。例如，突出154包括一些暴露部分，数据线171和漏极175没有覆盖它们。作为例证，例如部分可以位于源极173和漏极175之间。

通过光刻工艺可以形成图7-9中所示的结构，光刻工艺应用不同厚度的光致抗蚀剂来形成内在半导体151、155、156、欧姆触点161、165、166和数据线171的层。

在一个实施例中，利用四个光掩模处理过程可以制造所述实施例的薄膜晶体管阵列板。第一光掩模用来模制栅极线和存储电极线。第二光掩模用来模制内在半导体层、欧姆触点层和数据线层(在堆积栅极绝缘层、内在半导体层、欧姆触点层和数据金属层之后)。第三光掩模用来在钝化层内形成一个或多个接触孔。第四光掩模用来形成像素电极和辅助接点。作为例证，第二光掩模可以包括透光部分、阻光部分和半透射部分，它们在曝光期间布置在TFT的沟道部分上。

美国专利第6335276号和第6531392号中详细描述了这四个光掩模处理过程，因此通过参考包含其全文。

图10是根据本发明另一实施例的LCD的顶视图。图11是图10中所示LCD沿着线XI-XI’的剖视图。

图10和11中作为例证图示的实施例与图1-4的实施例的区别在于半导体条151、欧姆触点161、165、数据线171、漏极175和耦合电极176的形状。在图10和11的实施例中，数据线171、漏极175和耦合电极176的平面图案与半导体条151、欧姆触点161、165的平面图案不一致。例如，如图10和11中所示，数据线171之下的半导体条151的宽度和欧姆触点161宽度比数据线171的宽度更窄。在本实施例中，没有半导体和欧姆触点形成在耦合电极176之下。

使用下面的示范过程可以形成这样的结构。例如，通过光刻处理过程可以形成半导体条151和欧姆触点161、165。此后，通过另一光刻处理过程可以形成数据线171、漏极175和耦合电极176。作为例证，由于使用光刻处理过程分别模制半导体层、欧姆触点层和数据线层，图1-4的实施例与图10和11的实施例之间的结构差别由光刻过程的数量差引起。

图12是根据本发明另一实施例的LCD的顶视图。图12的实施例与图6的实施例的区别在于半导体条151、欧姆触点161、165、数据线171、漏极175和耦合电极176的形状。在图12的实施例中，数据线171、漏极175和耦合电极176的平面图案与半导体条151、欧姆触点161、165的平面图案不一致。例如，数据线171之下的半导体条151和欧姆触点161的宽度比数据线171宽度更窄。如图所示，在耦合电极176之下没有半导体和欧姆触点。

由于使用光掩模处理过程模制半导体层、欧姆触点层和数据线层，图12的实施例和图6的实施例之间的结构差别由光掩模处理过程的数量差引起。在图6实施例的制造中，应用一个光掩模处理过程形成半导体层、欧姆触点层和数据线层，但是在图12实施例的制造中，应用两个光掩模处理过程形成它们。

图13是根据本发明另一实施例的LCD的顶视图。图13的实施例与图7-9的实施例的区别在于半导体条151、欧姆触点161、165、数据线171、漏极175和耦合电极176的形状。在图13的实施例中，数据线171、漏极175和耦合电极176的平面图案与半导体条151、欧姆触点161、165的平面图案不一致。

在图13的实施例中，数据线171之下的半导体条151和欧姆触点161的宽度比数据线171宽度更窄。如图所示，在耦合电极176之下没有半导体和欧姆触点。

图13的实施例和图7-9的实施例之间的结构差别由光掩模过程的数量差引起，光掩模处理过程用来模制半导体层、欧姆触点层和数据线层。在图7-9的实施例的制造中，应用一个光掩模处理过程形成半导体层、欧姆触点层和数据线层，但是在图13实施例的制造中，应用两个光掩模处理过程形成它们。

在本发明中，可以通过各种方式修改第一像素电极190a和第二像素电极190b的排列。下面描述上述修改的实例。

图14是根据本发明另一实施例的LCD的薄膜晶体管阵列板的顶视图。图15是根据本发明另一实施例的LCD的公共电极板的顶视图。图16是根据图14和图15中所示实施例的LCD的顶视图。

根据图14-17中作为例证图示的实施例的LCD包括TFT阵列板100、公共电极板200以及插在板100和200之间的LC层3，LC层包含许多LC分子，它们基本垂直于板100和200的表面进行排列。

现在参考图14、16和17详细描述TFT阵列板100。

例如，多条栅极线121和多条存储电极线131形成在绝缘衬底110上。

栅极线121基本上横向延伸并彼此分开，而且传送栅极信号。栅极线121具有多个栅极124和栅极焊点129，用于连接到外部电路。

每条存储电极线131基本上横向延伸，并且包括多个形成存储电极133的延伸。作为例证，存储电极133的形状是平行四边形。

每条栅极线121和存储电极线131都可以具有包括两层薄膜的多层结构，该两层薄膜具有彼此不同的物理特性。作为例证，每条线都可以包括下薄膜(未示出)和上薄膜(未示出)。上薄膜优选用低电阻率金属制造，例如铝、含铝金属或铝合金。低电阻率金属用来减少栅极线121和存储电极线131内的信号延迟或电压降落。另一方面，下薄膜优选用诸如铬、钼或钼合金的材料制造。然而，也可以使用具有与氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)或类似材料的良好接触特性的任何材料。下薄膜材料和上薄模材料的优良示范组合是铬和铝-钕合金。在这样的组合中，铬形成下薄膜而铝-钕合金形成上薄膜。

参考图14，栅极线121和存储电极线131的侧面可以是锥形。如果是锥形，侧面关于衬底110表面的倾斜角在约30-80度范围内。

参考图17，优选用氮化硅(SiNx)制造的栅极绝缘层140可以形成在栅极线121和存储电极线131上。

优选用加氢非晶硅(缩写为“a-Si”)制造的多个半导体条151形成在栅极绝缘层140上。如图所示，每个半导体条151都基本上纵向延伸，并且具有多个向栅极124分支的突出154。延长156可以从突出154上伸出。

每个半导体条151都重复弯曲，并且包括多个成对倾斜部分和多个纵向部分。成对的两个倾斜部分相互连接形成V字形，这对倾斜部分的相对端连接到各个纵向部分。在一个实施例中，半导体条的倾斜部分与栅极线121成约45度角，纵向部分跨越栅极124。作为例证，一对倾斜部分的长度约为纵向部分长度的1-9倍。也就是说，它占据这对倾斜部分和纵向部分总长度的约50-90％。

延长156包括漏极部分、一对倾斜部分和连接器，漏极部分倾斜地从突出154伸出，倾斜部分与栅极线121成约45度角，连接器连接漏极部分和这对倾斜部分的一端。

多个欧姆接触条161和欧姆接触岛165优选由硅化物或重度掺杂n型杂质的n+加氢a-Si构成，它们可以形成在半导体条151、延长156和岛154上。每个欧姆接触条161都具有多个突出163。在一个实施例中，突出163和欧姆接触岛165成对地布置在半导体条151的突出154上。

半导体条151、欧姆触点161、165和166的侧面是锥形，半导体条151、欧姆触点161、165和166侧面的倾斜角优选在约30-80度范围内。

多条数据线171、多个漏极175和多个耦合电极176分别形成在欧姆触点161、165、166和栅极绝缘层140上。

设计成能传输数据电压，数据线171基本纵向延伸并与栅极线121和存储电极线131相交。每条数据线171重复弯曲，并且包括多对倾斜部分和多个纵向部分。在一个实施例中，每对倾斜部分都连接在一起形成V字形。每对倾斜部分的相对端连接到各个纵向部分。数据线171的倾斜部分与栅极线121成约45度角，纵向部分跨越栅极124。一对倾斜部分的长度约为纵向部分长度的1-9倍。也就是说，它占据这对倾斜部分和纵向部分总长度的约50-90％。当以这种方式配置LCD时，由栅极线121和数据线171的交叉定义的像素区呈现弯曲条状。

如图1中所示，每条数据线171都可以包括比数据线更宽的数据焊点179，用于接触另一层或外部设备。每条数据线171的多个分支都可以向漏极175突出以形成多个源极173。如图所示，成对的源极173和漏极175彼此分开并位于栅极124上。在一个实施例中，栅极124、源极173和漏极175的组合与半导体条151的突出154一起形成TFT，该TFT具有形成在布置于源极173和漏极175之间的突出154内的沟道。

多个耦合电极176与漏极175形成在同一层上，并且由与漏极175相同的材料构成。耦合电极176连接到漏极175，并且从漏极175伸出。耦合电极176的第一部分与栅极线121成约135度角，耦合电极176的第二部分与栅极线121成约45度角。耦合电极176的第一部分和第二部分基本平行于数据线171的相应倾斜部分。

如图所示，耦合电极176可以包括覆盖存储电极133的扩展连接器。耦合电极176的扩展增加了存储电容并加宽了与第一像素电极190a的接触面积。

每条数据线171、漏极175和耦合电极176都可以具有包括两层薄膜的多层结构，这两层薄膜具有彼此不同的物理特性。例如，每条数据线、漏极和耦合电极都可以包括下薄膜(未示出)和上薄膜(未示出)。在一个实施例中，上薄膜优选用低电阻率金属制造，包括例如铝或铝合金。低电阻率材料用来减少数据线内的信号延迟或电压降落。另一方面，下薄膜可以优选用某种材料制造，这种材料具有与氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)或类似材料的良好的接触特性。作为例证的下薄膜材料包括但不局限于铬、钼或钼合金。下薄膜材料和上薄模材料的优良示范组合是铬和铝-钕合金。在这样的组合中，铬形成下薄膜而铝-钕合金形成上薄膜。

另外，每条数据线171、漏极175和耦合电极176的侧面都可以是锥形。如果是锥形，侧面关于衬底110表面的倾斜角在约30-80度范围内。

钝化层180可以形成在数据线171、漏极175和耦合电极176上。在一个实施例中，钝化层180优选用平面光敏有机材料和低介电绝缘材料制造，绝缘材料的介电常数在4.0以下。用来形成钝化层180的典型材料包括但不局限于a-Si:C:O和a-Si:O:F，各自通过等离子体增强型化学汽相淀积(PECVD)来形成。作为选择，也可以使用无机材料例如氮化硅、氧化硅或类似材料。

在一个实施例中，钝化层180包括多个接触孔181和182，它们分别暴露漏极175和数据线171的扩展连接器179。另外，钝化层180和栅极绝缘层140具有多个接触孔183，它们暴露栅极线121的栅极焊点129。作为例证，接触孔181、182和183的侧壁可以关于衬底110表面成约30-85度角，并且也可以包括一个或多个阶梯部分。根据本实施例，接触孔181、182和183可以具有各种平面形状，例如矩形或圆形。在一个实施例中，每个接触孔181、182和183的面积优选为大于或等于约0.5mm×15μm，并且不大于约2mm×60μm。

在一个实施例中，多对像素电极190a、190b和优选用ITO、IZO或Cr制造的多个辅助接点81、82形成在钝化层180上。

参考图14和图17，示出了第一像素电极190a和第二像素电极190b。在一个实施例中，第一像素电极190a具有遵循像素区形状的弯曲带状。像素电极190a还包括切口191。第二像素电极190b包括两个单独的平行四边形。如图所示，第一像素电极190a可以布置在第二像素电极190b的两个平行四边形之间。在这个结构中，第一像素电极190a和第二像素电极190b占据基本上相同的面积。

第一像素电极190a穿过接触孔181物理地并电连接到耦合电极176。第二像素电极190b进行物理和电漂浮，但覆盖耦合电极176以形成与第一像素电极190a耦合的耦合电容。因此，第二像素电极190b的电压依赖于第一像素电极190a的电压。关于公共电压，第二像素电极190b的电压总是小于第一像素电极190a的电压。因此，施加在像素区中心上的电压高于施加在像素区两侧上的电压。在本实施例中，耦合电极176起到从薄膜晶体管到第一像素电极190a的图像信号通道的作用，以及第一像素电极190a和第二像素电极190b的耦合作用。在作为例证的实施例中，耦合电极176将图像信号从薄膜晶体管传递到第一像素电极190a。它也将第一像素电极190a连接到第二像素电极190b。

在一个实施例中，示出了当像素区包括两个具有稍微不同的电场的子区时，这两个子区内的相互补偿改善了横向可视性。

现在参考图15、16和17描述公共电极板200。参考图15，用于防止漏光的黑底220形成在绝缘衬底210例如透明玻璃上。多个红色、绿色和蓝色滤光器230形成在黑底和衬底210上，并且基本沿着像素区的列延伸并随着像素区的弯曲形状而周期性地弯曲。换句话说，彩色滤光器230基本沿着由黑底220定义的像素的列纵向延伸，并且沿着像素区的形状周期性地弯曲。如图4中所示，涂层250形成在彩色滤光器230和黑底220上。优选用透明导电材料例如ITO和IZO制成的公共电极270可以形成在涂层250上。在一个实施例中，公共电极270包括多个切口271和272。该切口271和272可以用作域控制设备，并且优选为约9～12μm宽。当用有机突出代替切口271时，有机突出优选为约5～10μm宽。如图4中所示，每对切口271和272都布置在像素区内，并且沿着像素区的形状弯曲。分别布置切口271和272，将第一像素电极190a和第二像素电极190b分成右半部分和左半部分。切口271和272的两端弯曲，并且在基本平行于栅极线121的方向上延伸到预定长度。切口271和272的中心也延伸到预定长度并基本平行于栅极线121。在一个实施例中，切口271和272中心的延伸方向与切口271和272两端的延伸方向相反。

参考图15，公共电极270的切口271可以布置在像素区内，并且沿着像素区的形状弯曲。可以布置切口271，将第一像素电极190a和第二像素电极190b分成右半部分和左半部分。切口271的两端可以弯曲，并且在基本平行于栅极线121的方向上延伸到预定长度。切口271的中心也延伸到预定长度并基本平行于栅极线121。如图所示，切口271中心的延伸方向与切口271两端的延伸方向相反。另外，从切口271一端测量，在1/4长度和3/4长度点上，切口271也可以具有平行于栅极线121的分支。

LCD包括TFT阵列板100、面向TFT阵列板100并分开预定间隙的彩色滤光器阵列板200、以及填充在预定间隙内的液晶层3。

排列LC层3内的LC分子，以便当没有电场时它们的长轴可以基本垂直于板100和200的表面。液晶层3具有负介电各向异性。

装配薄膜晶体管阵列板100和彩色滤光器阵列板200，以便使像素电极190a和190b可以准确地对应于彩色滤光器230。当装配两块板100和200时，第一像素电极190a和第二像素电极190b的边缘以及切口271和272将像素区分成多个子区。每个子区上的液晶区称为域。因此，在一个实施例中，切口271和272将像素区分成4个域。这些域具有两个平行的长边。每个域的两个长边之间的距离例如域宽优选为约10～30μm。

一对偏光器12和22分别位于板100和200的外表面上，以便每个偏光器的透射轴是交叉的。另外，对这对偏光器定位以便至少一个透射轴基本平行于栅极线121。

LCD可以进一步包括至少一层延迟膜(例如，产生全波、半波或四分之一波偏振光相变的光学元件)。延迟膜用来补偿由LC层3引起的光延迟。

使用中，公共电压施加到公共电极270，数据电压施加到像素电极190a和190b。应用这些电压产生第一电场，它基本垂直于板100和200的表面。响应于该电场，LC分子旋转直到它们的长轴基本垂直于电场方向。

公共电极270的切口271、272和像素电极190a、190b的边缘扭曲第一电场并给它一个水平分量，这个水平分量确定LC分子的倾斜方向。第一电场的水平分量采用四个不同的方向，由此在LC层3内形成四个域，它们具有不同的LC分子倾斜方向。水平分量基本上垂直于切口271、272的第一和第二边缘，并且基本上垂直于像素电极190a、190b的边缘。因此，具有不同倾斜方向的四个域形成在LC层300内。在替代实施例中，形成在公共电极270上的多个突出可以替代切口271和272，因为LC分子的倾斜方向也可以由多个突出(未示出)进行控制。

由于像素电极190a和190b之间的电压差，第二电场的方向基本上垂直于切口271和272的各个边缘。因此，第二电场的电场方向与第一电场的水平分量方向一致。因此，像素电极190a和190b之间的第二电场增强了LC分子的倾斜方向。

由于LCD进行反转(即颠倒施加的电压的极性)，例如点反转、列反转等等，通过给相邻像素电极提供具有与公共电压相反极性的数据电压，可以获得增强LC分子倾斜方向的第二电场。结果，相邻像素电极之间产生的第二电场方向相当于公共电极和像素电极之间产生的第一电场的水平分量。因此，可以产生相邻像素电极之间的第二电场以加强域的稳定性。

在一个实施例中，所有域的倾斜方向与栅极线121都形成约45度角，栅极线121平行或垂直于板100和200的边缘。由于倾斜方向和偏光器透射轴的45度交叉产生最大透射率，所以可以这样连接偏光器，以便偏光器的透射轴平行或垂直于板100和200的边缘，由此降低生产成本。

如上所述，当具有不同电压的两个像素电极190a和190b布置在像素区内时，通过两个像素电极190a和190b的补偿降低伽马曲线的变形。这将提高视角和图像质量。

图18是根据本发明另一实施例的LCD的顶视图。

当与图14-17的实施例相比时，图18的实施例交换第一像素电极190a与第二像素电极190b，并改变了耦合电极176延长的位置。存储电极线131的位置向下移动。也就是说，第一像素电极190a具有两个单独部分。第二像素电极190b具有弯曲带状，并且布置在第一像素电极190a的两个部分之间。耦合电极176具有两个延长，它们分别与第一像素电极190a的两个部分相连。

图14-17和图18的实施例示出利用四个光掩模处理过程制造的TFT阵列板。然而，本领域技术人员可以理解，图14、17和图18中所示的实施例可以适合于通过五个光掩模处理过程制造的TFT阵列板。

在上述实施例中，形成在公共电极内的切口可以用作域控制设备。然而，作为选择，形成在公共电极上的突出可以替代切口。当这些突出用作域控制设备时，这些突出的平面图案可以与这些切口的平面图案相同。

如上所述，为了改善横向可视性和孔径比，形成像素区，使其具有弯曲带状，并且每个像素区都具有两个单独的像素电极，向这两个像素电极提供彼此不同的电压。另外，像素区的弯曲带状增加了像素区的空间分散性程度。然而，当显示小图像例如单独的字母数字字符时，增加的空间分散性可能产生间断图像。参考图19-22对减轻这个问题的实施例作如下描述。

图19是根据本发明另一实施例的LCD的薄膜晶体管阵列板的顶视图。图20是根据本发明另一实施例的LCD的公共电极板的顶视图。图21是根据图19和图20中所示实施例的LCD的顶视图。图22是图21中所示LCD沿着线XXII-XXII’的剖视图。

根据图19-22的实施例的LCD包括TFT阵列板100、公共电极板200以及插在板100和200之间的LC层3，LC层包含许多LC分子，它们基本垂直于板100和200的表面进行排列。

现在参考图19、21和22，阵列板100也包括多条栅极线121和多条存储电极线131，它们形成在绝缘衬底110上。

如图所示，栅极线121基本上横向延伸，并且彼此分开并传送栅极信号。栅极线121也包括多个栅极124以及栅极焊点129，用于连接到外部电路。

类似栅极线121，每条存储电极线131基本上横向延伸。在一个实施例中，存储电极线131基本上平行于栅极线121。另外，每条存储电极线都包括多个分支，它们形成相应的多个存储电极133。在一个实施例中，每个存储电极133都包括一对倾斜部分，它们与存储电极线131成约45度角。成对的两个倾斜部分彼此成约90度角。使用时，为存储电极线131提供预定电压，例如，施加给公共电极270的公共电压，如图4中所示，公共电极270形成在LCD的另一块板200上。

每条栅极线121和存储电极线131可以具有包括两层薄膜的多层结构，该两层薄膜具有彼此不同的物理特性。作为例证，每条都线可以包括下薄膜(未示出)和上薄膜(未示出)。上薄膜优选用低电阻率金属制造，例如铝、含铝金属或铝合金。低电阻率金属用来减少栅极线121和存储电极线131内的信号延迟或电压降落。另一方面，下薄膜优选用诸如铬、钼或钼合金的材料制造。然而，可以使用具有与其它材料的良好接触特性的任何材料，例如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)或类似材料。下薄膜材料和上薄模材料的优良示范组合是铬和铝-钕合金。在这样的组合中，铬形成下薄膜而铝-钕合金形成上薄膜。

参考图22，栅极线121和存储电极线131的侧面可以是锥形。如果是锥形，侧面关于衬底110表面的倾斜角在约30-80度范围内。

参考图22，优选用氮化硅(SiNx)制造的栅极绝缘层140可以形成在栅极线121和存储电极线131上。

优选用氢化非晶硅(缩写为“a-Si”)制造的多个半导体条151形成在栅极绝缘层140上。如图所示，每个半导体条151基本上纵向延伸，并且具有多个向栅极124分支出的突出154。延长156可以从突出154伸出。

如图所示，每个半导体条151都重复弯曲，并且包括多对倾斜部分和多个纵向部分。两个倾斜部分成为一对。两对倾斜部分相互连接形成双V字形，该双人字部分的相对端连接到各个纵向部分。半导体条的倾斜部分与栅极线121成约45度角，纵向部分跨越栅极124。双人字部分的长度约为纵向部分长度的1-9倍。也就是说，它占据双人字部分和纵向部分总长度的约50-90％。

在一个实施例中，延长156包括漏极部分、一对倾斜部分和连接器，漏极部分倾斜地从突出部分154伸出，倾斜部分与栅极线121成约45度角，连接器连接漏极部分和这对倾斜部分的端部。

多个欧姆接触条161和欧姆接触岛165优选由硅化物或重度掺杂n型杂质的n+加氢a-Si构成，它们可以形成在半导体条151和延长156上。每个欧姆接触条161都具有多个突出163。在一个实施例中，突出163和欧姆接触岛165成对地位于半导体条151的突出154上。

半导体条151、欧姆触点161、165和166的侧面是锥形，半导体条151、欧姆触点161、165和166侧面的倾斜角优选在约30-80度范围内。

多条数据线171、多个漏极175和多个耦合电极176分别形成在欧姆触点161、165、166和栅极绝缘层140上。

因此，可以由图19-22定义一个或多个像素区，这样的像素区可以具有栅极线121和数据线171的三重弯曲条状交叉。

在一个实施例中，传输数据电压的数据线171基本沿纵向延伸并与栅极线121和存储电极线131相交。每条数据线171重复弯曲，并且包括多对倾斜部分和多个纵向部分。两个相邻倾斜部分成为一对。两对倾斜部分彼此连接在一起形成双V字形，该双V字形部分的相对端连接到各个纵向部分。数据线171的倾斜部分与栅极线121成约45度角，纵向部分跨越栅极124。双V字形部分的长度约为纵向部分长度的1-9倍。也就是说，它占据双V字形部分和纵向部分总长度的约50-90％。

如图19中所示，每条数据线171都可以包括比数据线更宽的数据焊点179，用于接触另一层或外部设备。每条数据线171的多个分支都可以向漏极175突出以形成多个源极173。如图所示，成对的源极173和漏极175彼此分开并面对，栅极124位于它们之间。在一个实施例中，栅极124、源极173和漏极175的组合与半导体条151的突出154一起形成TFT，该TFT具有形成在突出154内并布置在源极173和漏极175之间的沟道。

如图19-22中所示，多个耦合电极176与漏极175形成在同一层上，并且由与漏极175相同的材料构成。耦合电极176连接到漏极175，并且从漏极175伸出。耦合电极176的第一部分与栅极线121成约135度角。耦合电极176的第二部分与栅极线121成约45度角。耦合电极176的第一部分和第二部分基本平行于数据线171的双V字形部分。因此，在一个实施例中，耦合电极176也可以具有双V字形。

如图所示，耦合电极176具有覆盖存储电极133的延长。耦合电极176的延长增加了存储电容并加宽了与第一像素电极190a的接触面积。

每条数据线171、漏极175和耦合电极176都可以具有包括两层薄膜的多层结构，该两层薄膜具有彼此不同的物理特性。例如，每条数据线、漏极和耦合电极都可以包括下薄膜(未示出)和上薄膜(未示出)。在一个实施例中，上薄膜优选用低电阻率金属制造，包括例如铝或铝合金。低电阻率材料用来减少数据线内的信号延迟或电压降落。另一方面，下薄膜可以优选用某种材料制造，这种材料具有与氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)或类似材料的良好接触特性。作为例证的下薄膜材料包括但不局限于铬、钼或钼合金。下薄膜材料和上薄模材料的优良示范组合是铬和铝-钕合金。在这样的组合中，铬形成下薄膜而铝-钕合金形成上薄膜。

另外，每条数据线171、漏极175和耦合电极176的侧面都可以是锥形。如果是锥形，侧面关于衬底110表面的倾斜角在约30-80度范围内。

钝化层180可以形成在数据线171、漏极175和耦合电极176上。在一个实施例中，钝化层180优选用平面光敏有机材料和低介电绝缘材料制造，绝缘材料的介电常数在4.0以下。用来形成钝化层180的典型材料包括但不局限于a-Si:C:O和a-Si:O:F，各自通过等离子体增强型化学汽相淀积(PECVD)来形成。作为选择，可以使用无机材料例如氮化硅、氧化硅或类似材料。

在一个实施例中，钝化层180包括多个接触孔181和182，它们分别暴露漏极175和数据线171的扩展连接器179。另外，钝化层180和栅极绝缘层140具有多个接触孔183，它们暴露栅极线121的扩展连接器129。作为例证，接触孔181、182和183的侧壁可以关于衬底110表面成约30-85度角，并且也可以包括一个或多个阶梯部分。根据本实施例，接触孔181、182和183可以具有各种平面形状，例如矩形或圆形。在一个实施例中，每个接触孔181、182和183的面积优选为大于或等于约0.5mm×15μm，并且不大于约2mm×60μm。

在一个实施例中，多对像素电极190a、190b和多个辅助接点81、82形成在钝化层180上，它们优选用ITO、IZO或Cr制造。

如上所述，第一像素电极190a和第二像素电极190b可以分别占据像素区的下半部分和上半部分，像素区由两条栅极线121和两根数据线171的交叉来定义。作为例证，每个第一像素电极190a和第二像素电极190b都可以具有单弯曲带状。另外，第一像素电极190a可以具有横向切口191，第二像素电极190b可以具有横向切口192。

在一个实施例中，第一像素电极190a穿过接触孔181物理地并电连接到耦合电极176。第二像素电极190b进行物理和电漂浮，但与耦合电极176重叠以形成与第一像素电极190a耦合的耦合电容。因此，第二像素电极190b的电压依赖于第一像素电极190a的电压。因此，关于公共电压，第二像素电极190b的电压总是小于第一像素电极190a的电压。结果，在像素区下半部分上施加的电压将高于像素区上半部分上施加的电压。

在本实施例中，耦合电极176将图像信号从薄膜晶体管传送到第一像素电极190a，并且将第一像素电极190a耦合到第二像素电极190b。如上所述，当像素区包括两个具有稍微不同的电场的子区时，通过相互补偿改善横向可视性。更重要地，甚至在具有低像素密度的LCD中，通过本发明实施例实施的像素区改良空间分散性也能够防止间断图像。

多个辅助接点81和82穿过形成在钝化层180上的接触孔182b和183b，可以分别连接到栅极线121的栅极焊点129和数据线171的数据焊点179。像素电极190a、190b和辅助接点81、82可以由ITO(氧化铟锡)、IZO(氧化铟锌)或类似材料构成。

现在参考图20、21和22描述公共电极板200。

多个红色、绿色和蓝色滤光器230形成在黑底和绝缘衬底210上，并且基本沿着像素区的列延伸，并按照像素区的弯曲形状周期性地弯曲。换句话说，彩色滤光器230基本沿着由黑底色基体220定义的像素的列纵向延伸，并且沿着像素区的形状周期性地弯曲。优选用透明导电材料例如ITO和IZO制成的公共电极270可以形成在彩色滤光器230上。在一个实施例中，公共电极270包括多个切口271和272。切口271和272可以用作域控制设备，并且优选为约9～12μm宽。当用有机突出代替切口271时，有机突出优选为约5～10μm宽。

参考图20，公共电极270的切口271布置在像素区内，并且沿着像素区的形状弯曲。布置切口271以将第一像素电极190a和第二像素电极190b分成右半部分和左半部分。切口271的两端弯曲，并且在平行于栅极线121的方向上延伸到预定长度。第一和第三弯曲部分也在基本平行于栅极线121的方向上延伸到预定长度，但与切口271的两端相反。第二弯曲部分在与切口271两端相同的方向上延伸到预定长度。

如图所示，LCD可以包括TFT阵列板100、面向TFT阵列板100并分开预定间隙的彩色滤光器阵列板200、以及填充在预定间隙内的液晶层3。

排列LC层3内的LC分子以便当没有电场时它们的长轴基本垂直于板100和200的表面。液晶层3具有负介电各向异性。

装配薄膜晶体管阵列板100和彩色滤光器阵列板200，以便像素电极190a和190b可以准确地对应于彩色滤光器230。当装配两块板100和200时，第一像素电极190a和第二像素电极190b的边缘以及切口271和272将像素区分成多个子区。每个子区上的液晶区称为域。因此，在一个实施例中，切口271和272将像素区分成4个域。这些域具有两个平行的长边。每个域的两个长边之间的距离例如域宽优选为约10～30μm。

将一对偏光器12和22分别提供在板100和200的外表面上，以便每个偏光器的透射轴都是交叉的。另外，对这对偏光器进行定位，以便至少一个透射轴基本平行于栅极线121。

LCD可以进一步包括至少一层延迟膜(例如，产生全波、半波或四分之一波偏振光相变的光学元件)。延迟膜用来补偿由LC层3引起的光延迟。

使用中，公共电压施加到公共电极270上，数据电压施加到像素电极190a和190b上。应用它们的电压产生第一电场，它基本垂直于板100和200的表面。响应于该电场，LC分子进行旋转直到它们的长轴基本垂直于电场方向。公共电极270的切口271、272和像素电极190a、190b的边缘扭曲第一电场并给它一个水平分量，这个水平分量确定LC分子的倾斜方向。第一电场的水平分量采用四个不同的方向，由此在LC层3内形成四个域，它们具有不同的LC分子倾斜方向。水平分量基本上垂直于切口271、272的第一和第二边缘，并且基本上垂直于像素电极190a、190b的边缘。因此，具有不同倾斜方向的四个域形成在LC层300内。在一个替代实施例中，形成在公共电极270上的多个突出可以替代切口271和272，因为LC分子的倾斜方向也可以由多个突出(未示出)进行控制。

由于像素电极190a和190b之间的电压差，第二电场的方向基本上垂直于切口271和272的每个边缘。因此，第二电场的电场方向与第一电场的水平分量方向一致。因此，像素电极190a和190b之间的第二电场增强了LC分子的倾斜方向。

由于LCD进行反转(即颠倒施加电压的极性)，例如点反转、列反转等等，通过线相邻像素电极提供具有与公共电压相反极性的数据电压，可以获得增强LC分子倾斜方向的第二电场。结果，相邻像素电极之间产生的第二电场方向就相当于公共电极和像素电极之间产生的第一电场的水平分量。因此，可以产生相邻像素电极之间的第二电场以加强域的稳定性。

在一个实施例中，所有域的倾斜方向与栅极线121都形成约45度的角，栅极线121平行或垂直于板100和200的边缘。由于倾斜方向和偏光器透射轴的45度交叉产生最大透射率，所以可以这样连接偏光器，以便偏光器的透射轴平行或垂直于板100和200的边缘，由此降低生产成本。

如上所述，当具有不同电压的两个像素电极190a、190b布置在一个像素区内时，由于两个像素电极190a、190b产生的补偿，伽马曲线的变形降低。而且，由于降低了像素区的空间分散性，甚至在具有低像素密度的LCD中也能防止间断图像。

图23是根据本发明另一实施例的LCD的薄膜晶体管阵列板的顶视图。图24是根据本发明另一实施例的LCD的公共电极板的顶视图。图25是根据图23和图24中所示实施例的LCD的顶视图。

当与图19-22的实施例相比时，图23、24和25的实施例将第一像素电极190a的尺寸减少约1/4并将第二像素电极190b的尺寸增加约1/4。如图所示，公共电极270的切口271还包括分支切口，它们覆盖第一像素电极190a和第二像素电极190b的边界区域。

在一个实施例中，根据LCD内期望的特性，可以改变第一像素电极190a与第二像素电极190b的比率。

在图23-25的实施例中，形成像素区使其具有三重弯曲带状，并且由第一像素电极190a和第二像素电极190b分成上部分和下部分。然而，即使像素区具有三重弯曲带状，也可以形成第一像素电极190a和第二像素电极190b以将像素区分成左部分和右部分。

图23-25的实施例示出应用四个光掩模处理过程制造的TFT阵列板。然而，本领域技术人员可以理解，图23-25的实施例的概念也可以适合于应用五个光掩模处理过程制造的TFT阵列板。

在上述实施例中，形成在公共电极内的切口可以表示为域控制设备。然而，形成在公共电极上的突出可以代替切口。当这些突出用作域控制设备时，这些有机突出的平面图案可以与这些切口的平面图案相同。

在上述实施例中，彩色滤光器形成在公共电极板上。然而，彩色滤光器也可以形成在TFT阵列板上，更具体地是可以形成在钝化层和像素电极之间。

如上所述，当形成像素区使其具有弯曲带状时，可以在相邻像素电极之间产生第二电场来提高域的稳定性，并且可以这样连接偏光器以便偏光器的透射轴平行或垂直于板100和200的边缘，由此降低生产成本。

根据本发明的LCD包括一些子区，它们具有稍微不同的电场，通过这些子区的相互补偿可以提高横向可视性。

图19-22和图23-25的实施例示出了三重弯曲带状的像素形状。然而，本发明并不局限于三重弯曲带状，而是包括其它多重弯曲带状。这样的多重弯曲带状有助于降低像素区的空间分散性。像素区空间分散性的降低有助于防止将字符看成间断的。

尽管参考优选实施例已经详细描述了本发明，但本领域技术人员可以理解，可以对本发明进行各种修改和替换而不脱离附属权利要求书中所述的本发明的本质和范围。

Claims (32)

1、一种平板显示器，包括：

一彩色滤光器阵列板；

一薄膜晶体管阵列板；和

一液晶层，其完全填充彩色滤光器阵列和薄膜晶体管阵列之间的间隙，

其中该薄膜晶体管阵列包括：

一具有一个或多个像素区的衬底，每个像素区包括至少两个像素子区，配置至少两个像素子区的每个子区，以使其具有与另一子区不同的电场，这样两个子区内的相互补偿就会降低伽马曲线的变形，并且提高平板显示器的横向可视性；

至少一第一像素电极，其形成在至少两个像素子区的第一个中；和

至少一第二像素电极，其形成在至少两个像素子区的第二个中。

2、如权利要求1所述的平板显示器，其中一个或多个像素区各自具有单一或多重弯曲带状之一。

3、如权利要求2所述的平板显示器，其中至少一第一像素电极和至少一第二像素电极各自具有一弯曲带状，其与一个或多个像素区的形状匹配。

4、如权利要求3所述的平板显示器，其中至少一第一像素电极的部分基本平行于至少一第二像素电极的相应部分。

5、如权利要求3所述的平板显示器，其中该第一像素电极穿过一接触孔连接到一漏极，且其中该第二像素电极是漂浮的。

6、如权利要求5所述的平板显示器，其中该第二像素电极的电压依赖于该第一像素电极的电压。

7、如权利要求5所述的平板显示器，其中第二像素电极的电压小于第一像素电极的电压。

8、如权利要求3所述的平板显示器，其中彩色滤光器阵列还包括：

一绝缘衬底；

一形成在绝缘衬底上的黑底；

形成在黑底和衬底上的多个红色、绿色和蓝色滤光器，其中多个红色、绿色和蓝色滤光器各自都基本沿着一个或多个像素区延伸，并且按照一个或多个像素区的弯曲形状进行弯曲。

9、如权利要求1所述的平板显示器，其中通过形成在至少第一像素电极和至少第二像素电极之间的一个或多个切口，或一个或多个突出，而将一个或多个像素区各自分成至少两个像素子区。

10、如权利要求9所述的平板显示器，其中液晶区被分成与已有像素子区一样多的域。

11、如权利要求10所述的平板显示器，其中一个或多个切口控制每个域。

12、如权利要求10所述的平板显示器，其中一个或多个突出控制每个域。

13、如权利要求3所述的平板显示器，其中该薄膜晶体管阵列还包括：

形成在衬底上的一栅极线和一电极线；

一形成在栅极线和电极线上的栅极绝缘层；和

形成在栅极绝缘层上的多个半导体条，其中多个半导体条各自重复弯曲，并且包括多对倾斜部分和多个纵向部分，以便多对倾斜部分与栅极线成约45度角，以及纵向部分跨越相应的多个栅极。

14、如权利要求13所述的平板显示器，其中多个半导体条的边缘各自以一约在30-80度范围内的倾斜角进行倾斜。

15、如权利要求3所述的平板显示器，其中TFT阵列还包括：

一栅极绝缘层；

形成在栅极绝缘层上的多个欧姆触点；

形成在多个欧姆触点和栅极绝缘层上的多个漏极、多条数据线和多个耦合电极，其中每条数据线是弯曲的，并且包括多对倾斜部分和多个纵向部分，其中多对倾斜部分的每对的第一端相互连接以形成V字形，多对倾斜部分的每对的第二端连接到多个纵向部分的至少一个上。

16、如权利要求15所述的平板显示器，其中数据线的倾斜部分与一条或多条栅极线成约45度角，以及数据线的纵向部分各自跨越至少一个栅极。

17、如权利要求15所述的平板显示器，其中多条数据线各自的一对倾斜部分长度约为多个纵向部分长度的1-9倍。

18、如权利要求3所述的平板显示器，其中TFT还包括：

一条或多条栅极线，其形成在衬底上并基本横向延伸；和

与栅极线分开设置的一条或多条存储电极线，一条或多条存储电极线形成在衬底上并基本横向延伸；

其中一条或多条栅极线和一条或多条存储电极线各自具有一多层结构，该结构包括两层薄膜，一上薄膜和一下薄膜。

19、如权利要求18所述的平板显示器，其中该下薄膜由低电阻率金属构成。

20、如权利要求18所述的平板显示器，其中该下薄膜由铬构成，该上薄膜由Al-Nd构成。

21、一种用于液晶显示器的薄膜晶体管阵列，包括：

一具有一个或多个像素区的衬底，每个像素区都包括至少两个像素子区，配置至少两个像素子区的每个子区，以降低伽马曲线的变形并提高液晶显示器的横向可视性；

至少一第一像素电极，其形成在至少两个像素子区的第一个中；和

至少一第二像素电极，其形成在至少两个像素子区的第二个中。

22、如权利要求21所述的薄膜晶体管阵列，其中至少两个子区的每个都具有与另一个不同的电场。

23、如权利要求22所述的薄膜晶体管阵列，其中通过形成在至少第一像素电极和至少第二像素电极之间的一个或多个切口，或一个或多个突出，而将一个或多个像素区各自分成至少两个像素子区。

24、如权利要求23所述的平板显示器，其中液晶区被分成与已有像素子区一样多的域。

25、如权利要求24所述的平板显示器，其中一个或多个切口控制每个域。

26、如权利要求24所述的平板显示器，其中一个或多个突出控制每个域。

27、如权利要求22所述的平板显示器，其中第一像素电极穿过一接触孔连接到一漏极，且其中第二像素电极是漂浮的。

28、如权利要求27所述的平板显示器，其中第二像素电极的电压依赖于第一像素电极的电压。

29、如权利要求27所述的平板显示器，其中第二像素电极的电压小于第一像素电极的电压。

30、一种用于液晶显示器的薄膜晶体管阵列，包括：

用于降低伽马曲线的变形并提高液晶显示器横向可视性的装置；

用于在至少两个像素子区的第一个中提供第一电压的装置；和

用于在至少两个像素子区的第二个中提供第二不同电压的装置。

31、如权利要求30所述的薄膜晶体管阵列，其中第二电压小于第一电压。

32、如权利要求30所述的薄膜晶体管阵列，还包括：

用于将像素区分成至少两个像素子区的装置。

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