TW521171B - Liquid crystal display having electrodes for generating electric fields in a signal substrate - Google Patents

Description

521171 五、發明說明（1) 發明之背景 (a )發明之領域 本發明係關於液晶顯示器（LCD )，更特別者係關於具有 電極陣列以供於信號基材中產生電場之LCD。 : (b )相關技藝之敘述 具有電極陣列以供產生平行於兩基材之電場之液晶顯不 器（IPS-模式：平面式開關模式）被描述於美國註冊專利編 號5, 5 9 8, 2 8 5。然而，此IPS -模式LCD具有多項問題點。 第一個問題係.兩電極，共同電極與利闬以產生電場之圖素 電極，之間的高度差，而引起排列層之不均勻磨擦配向， 結果造成漏光損失。 第二個問題係介於施加數據信號·於圖素電極之數據線， 與在區域中介於彼等間之共同電極間之電壓差可能引起某 些漏光損失且漏光損失亦引起側面串音現象（lateral cross talk) 〇 為防止任何漏光損失，沿著一圖素區域周邊之黑紋矩障 之寬度可被加寬，或介於共同電極與數據線間之間隔可被 變窄。然而，當黑紋矩陣加寬時LCD之開口率會降低，而 當介於共同電極與數據線間之間隔變得較小時共同電極與 數據線可能容易短路。 第三個問題係其通常係由鋁或具有低阻抗之鋁合金所製 得之連接至信號線之襯墊，因為當鋁或鋁合金露出時容易 被氧化而使接觸特性不良。 發明之概要

521171 五、發明說明（2) 由於上述之故，本發明之目的係防止LCD中之任何漏光 損失。 本發明之另一目的係減少信號線之斷線且防止介於數據 線與共同電極間之短路。 ^ / 本發明之另一目的係之增加LCD之開口率及改良襯墊之 接觸特性。 此等根據本發明之諸目的、特色與優點，藉製得具有雙 層結構之數據線，與藉將一層數據線重疊於鄰接至數據線 之共同電極，而獲實現。 數據線可包含由與圖素電極之相同層所製得之下層，與 於製程中不易破壞之形成襯墊材料之上層。 為提供此等與其他目的、特色與優點，於根據本發明之 I P S -模式L C D基钟中，提供了形成於透明絕緣基#上之閘 極線與共同電極之陣列，與覆蓋住閘極線和共同電極之第 一絕緣層。第一與第二數據線形成於第一絕緣層上。第一 與第二數據線相互重疊並經由在介於第一與第二數據線間 之第二絕緣層内形成之第一接觸孔相互彼此連接。第一與 第二數據線貫穿閘極線。多個平行線於共同電極之圖素電 極被形成於第一與第二絕緣層上。鄰接於第一與第二數據 線之共同電極，經由第一與第二絕緣層重疊於第一或第二 數據線之上，且圖素電極可連接至第一或第二數據線。另 外，分別連接至第一與第二數據線之第一與第二數據襯 墊，經由形成於第二絕緣層内之第二接觸孔彼此相互連 接，且輔助閘極襯墊，經由形成於第一絕緣層内之第三接

521171 五、發明說明（3) 觸孔被連接至與閘極線連接之閘極襯墊。 第一或第二數據線和與其鄰接之共同電極彼此重疊，陧 斷通過其所在區域之光，且以黑紋矩陣替代。 另外，介於第一或第二數據線與共同電極間之短/路，因 為第一與第二絕緣層介入於共同電極與第一與第二數據線· 之間而被減少。數據線之斷線則由於其雙層結構而詖減 少 0

在第一與第二數據襯墊，閘極襯墊，輔助閘極襯墊中之 上一層可由其在製程中不易被破壞之諸如鉻、鉬、鉬合金 或氧化銦錫（ITO)之襯墊材料製成。 圖示之簡易敘述 圖1係根據本發明之第一具體實例之IPS-模式LCD之基材 之配置圖示。 圖2顯示在圖1中沿著線I I - I I之基材之剖面圖例說明。 圖3顯示在圖1中沿著線Π I - I I I之基材之剖面圖例說 明。 圖4顯示在圖1中沿著線I V - I V之基材之剖面圖例說明。 圖5顯示在圖1中沿著線V- V之基材之剖面圖例說明。 圖6舉例說明根據本發明之第二具體實例之I PS-模式LCD 之基材之自己置圖不。 圖7顯示在圖6中沿著線V I I -V I I之基材之剖面圖例說 明。 圖8舉例說明根據本發明之第三具體實例之I PS-模式LCD 之基材之配置圖示。

第9頁 521171 五、發明說明（4) 圖9顯示在圖8中沿著線I X - I X之基材之剖面圖例說明。 較佳具體實例之詳細敘述 本發明將在本文件内參考本發明所示之較佳具體實例隨 附之圖示更完整地予以描述。然而本發明可以不同形式涵 蓋且將不會被在本文中所提出具體實例之解釋所限制。更 正確地說，此等具體實例被提出乃因本發明可被完全並完 整地將表達本發明之範圍至彼等熟練此方面技藝者。於諸 圖示中，為清晰楚故，諸層與諸區域之厚度被予以放大。

圖1係根據本發明之第一具體實例之LCD基材之配置圖 示。 圖2、3、4與5係各自沿著圖1中線I I - I I、I I I - I I I、 IV- IV及V-V之基材之剖面圖例說明。 如圖1 5所示。

包含橫向閘極線20、為閘極線20之一部份之閘極電極21 與連接至閘極線2 0之閘極襯墊2 2之閘極導線其2 0被形成於 基材1 0 0之上。包含一對平行於閘極線2 0 0之共同信號線 1 0與均連接至共同信號線1 0之多個線性共同電極1 1與12之 共同信號導線亦彤成於基材1 0 0之上。共同電極1 1與1 2朝 縱向廷伸且彼此相隔相互平行。問極導線2 0、2 1與2 2與共 同信號導線1 0、11與1 2係可由諸如絡、铭、I呂合金、紹或 麵合金之早層結模之導電材料，或包含兩層由送自以上所 述導電材料製得之雙層結構材料所製得。 閘極絕缘層3 0覆蓋住閘極導線2 0、2 1與2 2及共同信號導 線1 0、1 1及1 2且具有接觸孔7 2以暴露出閘極襯墊2 2。

第10頁 521171 五、發明說明（5) 由諸如氫化非晶質矽（a-si :H)之半導體製得之通道層4〇 與由两N型不純物接雜之氫化非晶質石夕層製得之歐姆接觸 層51與52循序地形成於與閘極電極21對向之閘極絕緣3〇之 上。該等歐姆接觸層之部分51及52係與閘電極21互·，相對 向。 第一數據線6 0形成於閘極絕緣層3 〇上且於縱方向延伸， 而在閘極絕緣層30上之數據襯墊63被連接至第一數據線 6 0 ° 連接至第一數據線60之U形源極電極61與沒極電極μ 分別形成於歐姆接觸層5丨與^部份之上。汲極電極62被連 接至圖素導線6 5且包含一對圖素信號線部份平行於共同信 號線1 0，而多個圖素電極部份係平行於共同電極n且彼此 相互隔離。 第一數據圖案6 0、6 1、6 2、 合金，鉬，鉬合金之一所製得 61、62、63與65之厚度等於或 排列層之一不均勻磨擦配向所 寺線6 5之高度最低化而予以減 一薄膜電晶體（TFT)包含閘 通道層40，歐姆接觸層5ι與52 62 ° 由氮化矽製得之鈍化層7 0被 第一數據圖案60、61、62、63 7 1與7 3分別使第一數據線6 〇與 63與65可由選自鉻，鋁，鋁 較佳為第一數據圖案60、 小於大約5 0 0埃，因為由於 致之漏光損失，可藉使圖素 少。 極電極2 1，閘極絕緣層3 〇， ’及源極與没極電極6 1與 形成以覆蓋住薄獏電晶體與 與65。鈍化層70具有接觸孔 第一數據裰墊63暴露出，且

純化層7 0與閘 露出。 極絶緣30具有一接觸孔72以使閘極襯墊2 2暴 經過接觸孔7 1鱼 之第二數據圖宰8〇C至第-數據圖案60與63 一數櫨円安^ & 。3，破形成於鈍化層70之上且.沿著第 極=:=延伸I另外，經由接觸崎接至閘 2所示十數攄= 窥墊⑽被形成於鈍化層7。之上。如圖 ㈣之鄰接— 邊匕因之兩邊緣重疊於鄰接至兩個共同電 12實現與黑紋矩陣相=力；二數據線8◦與兩個共同電極 線6〇與80部份之漏光二：功…且斷接近第-與第二數據 絕緣層3。均被介入於二私：圖1所*，鈍化層7〇與閘極 上之兩個共同電極12 數％線2 3和重疊於第二數據線80 莖-赵二所以降低了其間之短路。 合金之單層姓模，赤由鉻、鋁、鋁合金、鉬或鉬 雙層結構材料所製得。為二f k ¥電材斜製仔之 好接觸特1生，襯墊83，帛 ϋ :圖案82與83可具有良 絡，…製得以：：ΐ;;ίδΓν,1與83較佳係' 另外，蚱祛盔梦如# 反寸獲仔问賴性之接觸特性。 9 Μ “二數據圖案80與83之厚度传介於 … 1,5°。埃圍内厚’以使阻抗最低化。 二:IS體實例中，圖素區域係由間極線1。與第 ”弟一双據線60與80所圍繞之區域所定義

苐頁 1 =向之基材2〇0上’具有呈橫向之黑紋矩陣9〇。- 2 :Γ二：：邊ί重疊於下基材1〇。之共同信_。: 3 ’依你本具體貫例在LCD中之圖素區域之橫向長度增 521171 五、發明說明（7) 加而縱向黑色基材則無，因而開口率得以改善。 於依據本發明第一具體實例中，由於跨越閘極線2〇所產 生之南度差所致之第一數據線60之斷線，藉加入第二數據 線80成具有雙層結構而予以防止，且第二數據線8防止沿 著共同電極1 2之漏光損失。然而相反地，第_數據線6 〇可 製得較第二數據線80為寬，且供作光之阻斷膜。於$ 合，第二數據線80可由ITO製得。 ^ 另外’圖素導線與源極與汲極電極可沿著第二數 被形成以替代沿著第一數據線6〇。於此場合，較佳趣，80 數據圖案具有厚度相等於或小於5 〇 〇埃以防止由於^為第一 所致之漏光損失，且因為諸襯墊與諸圖素導線同巧度左 圖素導線可被由鉻，鉬或鉬合金製得以使彼 成， 性之接觸特性。 X伸鬲信賴 接著，根據第二具體實例之LCD基材之結構將 … 者。圖ε圖係根據本發明之第二具體實例之LCD 以描述 置圖示。圖7顯示在圖6中沿著線v丨丨-ν π 之材之配 例說明。 1之基材之剖面圖 碩似於第一具體實例之結構剖面部分（例如 閘極襯墊部分，數據襯墊部分，與上基材 部分: 如圖6和7所示，大部份結構係類似於第一具蝴奋^略= 然而’在閘極絕緣層3 〇上之第一數u二二Λ例。 係敉在鈍化層7〇上之第二數據圖案δ〇與83為l 63之見 化層70中之接觸孔71被連接 士 ^ . 鉍由於 6〇包含遮蔽第-數據線80之裳Γ 之苐—數據 〜蚊弟一双據線8U之第一部份66與防止 &近·共同

521171 五、發明說明（8^ ' ' 〜 極12之漏光損失之第二部份64。如圖7所示，第— 60之第二部份64被分割成兩條光遮蔽長線64，兩條说線^ 4經由鈍化層70重疊於第二數據線80之兩側邊緣，且二 接於兩個共同電極丨2之邊緣經甴閘極絕緣層3 〇鄰接，，至第= 及第二數據線60及80。 於此第二具體實例LCD之結構中，數據線6〇之光遮蔽 St，疋位於介於第二數據線80與兩個共同電極12之間' 丑'囚此完全阻斷任何料土 可右 f斷任仃斜先到達基材100,且LCD之串音現灸 j有效地達最小化。 兄豕 本發'明之望二且择奋心 同㊉ 戶、例藉使介於數據線和與其鄰接之私 細節。 此漏先彳貝失。下述弟三具體實例之 圖8舉例說明根據本發一 一 配置圖示。圖9顧示在_ Q 弟二/、肢貫例之LCD之基材之 例說明。... 圖8中沿著線ΙΧ—ιχ之基材之剖面圖 門ί = ^苐—具禮貫例之結構剖面部分（例如TFT部分 閘極覩墊部分，數據襯墊 命p甘， 如圖8和Θ所示’大部产。刀，、基材）將予以省略。 分而 σ 77〜構係類似於第二具體實例。

然叩，在閘極絕緣層3 〇卜夕穿一奴4占. ^ Λ 1 J 接觸孔71被連接至於吨庶弟，奴圖案60，其係經甴 於第二數據線80跨越間極；;°〇3 數據線8。，僅形成 兩=電極12鄰接於第：數據線6: J㈡ 60之兩側邊緣。比較於苐一鱼二且於弟破佩線 1 2之寬度可被加寬，咬 ”弟一，、奴實例，共同電極 A ;丨於兩個共同電極12間之距離可被

苐14頁 521171 五、發明說明（9) 減少。 因為於第三具體實例中在共同電極12上無第一數據圖 案，介於數據線與共同電極1 2間之短路可能性顯著降低。 根據本發明之第三具體實例，有可能藉形成數據、案作 為雙層結構使數據圖案免於發生任何斷線，且仍然維持高 度之接觸信賴性。利兩數據圖案與鄰接於數據線之共同電 極防止漏光損失。因此LCD之開口率增加。另外，介於數 據圖案與鄰接於數據線之共同電極間之任何短路可能性藉 增強其相互間之絕緣而予以減少。

於諸圖示與說明書中，此處已揭示了本發明之典型較佳 具體實例，且/雖然沿用了特定之條件，彼等僅適用於一般 性與記述認知且非為限制之目的，本發明之樣態列於以下 之申請專利範圍中。

苐15頁

Claims (1)

1. 521171

   I 六U讀辜利·範圍-·—^ 1. 一種液晶顯示器包含： 閘極線， 與閘極線相交錯之第一與第二數據線且其閘極線相絕 緣； ，- 介入於第一與第二數據線間且具有第一接觸孔穿經逼 第一與第二數據線使其彼此連接之第一絕緣層，第一與第 二數據線彼此重疊；

   多個共同電極於閘極邊線與第一和第二數據線所定義 出之圖素區域内彼此平行，共同電極鄰接於第一與第二數 據線且重疊於第一或第二數據線； 於圖素區域内多個圖素電極與共同電極相對向；及 具有分別連接至閘極線，第一或第二數據線與圖素電 極之閘極電極，源極電極與汲極電極之薄膜電晶體。 2. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示器，另外包含： 連接至第一數據線末端之第一數據槪墊； 連接至第二數據線末端之第二數據襯墊； 其中第一數據襯墊與第二數據襯墊經由形成於第一絶 緣層内之第二接觸孔彼此相互連接。

   3. 如申請專利範圍第2項之液晶顯示器，其中第一數據 線係位於第二數據線之上，且第一數據線係由選自包括 絡，窃、紹合金及ITO中之一所製得。 4. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示器，另外包含： 連接至閘極線末端之閘極襯墊；及 輔助閘極裰墊，其係由與第一或第二數據線相同之層

   苐16頁 521171 六、申請專利範圍 所製得且經由在第一絕緣層内之第二接觸孔連接至閘極裰 墊。 5 ·如申請專利範圍第4項之液晶顯示器，其中輔助閘極 襯墊係由選自包括鉻，鉬、鉬合金及I TO中之一所製得。 6. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示器，其中圖素電極 係由與第一或第二數據線相同之層所製得。 7. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示器，其中圖素電極 具有相等於或小於500埃之厚度。

   8. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示器，另外包含第二 絕緣層介入於共同電極與第一或第二數據線之間。 9. 如申請專利範圍第8項之液晶顯示器，其中部份第一 與第二絕緣層係位於共同電極與第一或第二數據線之間。 1 〇.如申請專利範圍第1項之液晶顯示器，其中共同電極 係由與閘極線相同之層所製得。 11.如申請專利範圍第1項之液晶顯示器，其中第一數據 線包含與閘極線交錯之第一部份及重疊於共同電極上之第 二部份。

   1 2.如申請專利範圍第1項之液晶顯示器，另外包含平行 於閘極線且連接至共同電極之共同信號線。 1 3.如申請專利範圍第1 2項之液晶顯示器，另外包含一 黑紋矩陣重疊於閘極線與共同信號線之上。