TW526366B - Liquid crystal display device and method of manufacturing the same - Google Patents
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Description
526366 五、發明說明(1) 【發明背景】 【發明領域】 本發明係關於一種LCD (液晶顯示器,Uquid Crystal Display )裝置。尤其關於,一種操作於ips (平 面内轉換,In-Plane-Switching)模式下之主動矩陣型 LCD裝置,俾提供廣範圍之視野角度。本發 LCD裝置之製造方法。 【相關技術之說明】 „ τ—般言之,有二種型態之LCD裝置:一為TN (扭轉向 =,Twlsted Nematic)模式,另一為1? 資訊之顯示係透過,…於丄板:方: 轉各個定位的LCD裝置分子之分子軸,然而,依據 上上’ 則透過,在平行於玻璃基板之方向 上,疑轉分子軸。 乎與ί1自P1 模广之LCD裝置有一特徵:高品質顯示之保持幾 顯^器人i卜即使觀看者之眼睛移冑,仍僅能看到液晶 較且T:二之穴軸。此特徵導致—優點:視野角度之範圍 季又具TN拉式之LCD裝置所提供者廣。 祀国 置,ί1、据♦ 模式提供廣泛範圍之視野角度之習知L C D裝 審之ί 審之專利公報昭第63_219°7號中與無實 ΐϊ Λ文獻2)。依據此等參考文獻中所顯示之⑽ " ^與對應於影像信號之顯示器電壓無關之電壓,
526366 五、發明說明(2) 總是施加於資料匯流排線(汲極電極線)與其對應之像素 電極(pixel electrode)間,影像信號透過該資料匯流 排線而傳送,因而所施加之電壓使不必要的電場發生,該 '不必要的電場係由資料匯流排線發射出。其中,此種不必 要的電場施加於液晶層。因此,影像顯示品質變差之問題 會發生。 據此,為了防止資料匯流排線發射不必要的電場,並 防止它施加於液晶層,如圖1至3之LCD裝置業已發展(下 文中,稱為參考文獻3 )。參考文獻3揭露於無實審專利公 報平第1 0- 1 8640 7號(專利公報平第8-28638 1號)。其 中’資料匯流排線形成於共用匯流排線上,影像信號透過 該資料匯流排線而傳送,參考電壓施加於該共用匯流排線 上。易言之,藉著形成資料匯流排線以覆蓋整個共用匯流 排線,可防護液晶層免於該不必要的電場。 圖1係闡明,如參考文獻3所揭露之LCD裝置中之閘極 匯流排線、資料匯流排線、共用電極、與共用匯流排線。 圖2與3係沿著圖1中各直線XXI至XXI與XX π至乂^^之剖面 圖0 如圖2與3所示,LCD裝置包含:具多重薄膜電晶體 ^ (下文中,稱為TFT) 106矩陣之玻璃基板(下文中,稱為 TFT基板)113、具濾色層122之玻璃基板(下文中,稱為 CF基板)115、以及放置於基板113與115間之液晶層118。 液晶層11 8係由密封材料所密封(未圖示),因而形成液 晶單元。此液晶單元由液晶與隔板所填滿。
526366 、發明說明(3) 各個TFT1 06之閘電極丨〇7在TFT基板113上形成一矩 陣。多重閘極匯流排線(閘電極線)1 〇丨形成,以電連接 於各個閘電極1 〇 7。每一個閘極匯流排線丨〇 j連接於多重間 電極107,該多重閘電極丨07沿著TFT矩陣中之每一列放 置。如圖1所示,閘極匯流排線丨〇 i彼此平行地放置,並且 亦於水平的方向上延伸。閘電極丨〇 7與閘極匯流排線丨〇 1皆 由閘極絕緣膜1 1 1所覆蓋,該閘極絕緣膜形成於TFT基板 113之表面上。 對應於每一個閘電極107之汲極電極108與源極電極 1 0 9、與圖案化非晶形矽層丨丨〇皆形成於閘極絕緣膜1 i工 上/未來將產生之導電通道係形成於非晶形矽層丨丨〇中, “‘電通道電連接於〉及極電極1 〇 8與源極電極1 〇 9。一 τ ρ τ 106包含·閘電極107、其對應之汲極電極1〇8與源極電極 1 〇 9、與非晶形矽層丨丨〇。 此外/如圖2所示,多重像素電極104與多重資料匯流 排線1 0 2形成於閘極絕緣膜111上。 如圖1所示,多重資料匯流排線102彼此平行,延伸 ,直方向上。每一個資料匯流排線丨〇2使,沿著矩陣 母一,之多重汲極電極1〇8彼此電連接。 母個像素電極104放置於像素區域p,該像素區域^ =ίΓ二閘極匯流排線101間或二個相鄰的資料麗 /;,L 、” B 。该像素電極電連接於其對應之TFT 1 0 6之 。·一個像素電極1〇4皆為長條形,在對應的 素 # —個像素電極1G4皆平行於資料匯流排線
第7頁 526366 五、發明說明(4) 1 〇 2 ’沿著垂直方向延伸。 如圖2與3中所示,T F T 1 0 6、像素電極1 〇 4、閘電極 1 〇 1、與資料匯流排線1 0 2皆受層間絕緣膜(被動膜)丨j 2 所覆蓋,該層間絕緣膜係形成於閘極絕緣膜丨丨1上。
如圖1所示,多重共用電極105、與延伸於水平方向上 之多重共用匯流排線(共用電極線)1 〇 3,皆形成於層間 絕緣膜1 1 2之表面上。每一個共用電極1 〇 5係長條形,平行 於像素電極1〇4與資料匯流排線102二者,延伸於垂直方 向。每一個共用匯流排線丨03使多重共用電極1〇5彼此連 接,並且平行於閘極匯流排線丨〇 1,延伸於水平方向。 如圖1所明示,每一個共用電極1 〇 5係放置於其對應之 資料匯流排線1 〇2上,並且覆蓋該整個資料匯流排線丨〇2。 每一個共用匯流排線1 03係放置於其對應之閘極匯流排線 1 〇 1附近,但並未覆蓋該閘極匯流排線丨。
如圖2所示,濾色層122形成於CF基板115之表面上。 濾色層122包含色料層116與上方塗覆層117,該上方塗覆 層11 7保護色料層11 6,並且使濾色層丨丨2之表面平滑。色 料層11 6係包含紅色、綠色、與藍色的色點材料或色條材 料,其依據特定的規則而排列與放置,以及黑色矩陣 1 2 1,其填入於紅色、綠色、與藍色的色點材料或色條材 料之間 預定的選擇信號施加於閘極匯流排線丨〇1 (參看圖4A ),因而導通所對應之TFTl〇6。其對應之影像信號施加 於(參看圖4B )由該選擇信號所選擇之資料匯流排線
526366 五、發明說明(5) 102。在同一時間下,共用參考電壓施加於多重共用匯流 排線1 0 3。對應於選擇信號所選擇之像素的了f τ 1 〇 6會導 通,該選擇信號施加於閘極匯流排線1 〇 1。所以,對應於 影像h 5虎之電壓’该影像信號係施加於資料匯流排線 102,會施加於其對應之共用電極丨05與像素電極1〇4間。 此施加電麼導致平行於TFT基板113與CF基板115之電場的 發生。其中,此電場施加於液晶層丨丨8中之液晶分子。此 電場使液晶分子依據所施加的影像信號,旋轉一特定角 度。所以’對應於所施加的影像信號之影像,顯示於1(:1) 裝置之螢幕上。 既然每一個TFT 106具有所謂的底閘極結構(b〇tt〇m gate structure),其中源極電極1〇9與汲極電極1〇8放置 於閘極電極1 0 7之上’通常稱為”反向交錯結構(r e v e r s e staggered structure )丨丨 〇 依據參考文獻3之LCD,如圖1所明示,每一個共用電 極105皆完全覆蓋其對應的資料匯流排線丨〇2。據此,從資 料匯流排線1 0 2發射出之不必要電場,其為參考文獻1與2 中LCD裝置之問題’可實際上由共用電極丨〇5所阻擋。因 此,可防止由於不必要電場影響液晶層丨丨8中之液晶分 子,而造成之影像顯示品質變差。 然而,參考文獻3之LCD裝置具有下列問題,因而顯示 影像之品質無法令人滿意。 亦即,既然CF基板11 5上之色料層11 6、黑色矩陣 1 21、與上方覆盍層11 7保持於電浮置狀態,故其易受極化
526366 五、發明說明(6) 或充電(苓看圖5 )。特別地,黑色矩陣1 2 1非常容易受極 化或充電。此外,黑色矩陣丨21具導電性,因而,電荷很 容易在其中移動。此導致顯示影像之品質變差。舉例而 言’黑色矩陣1 21會射出光線,或影像會固定於LCD裝置之 螢幕上。在下文中,將參照圖4A與仙.,詳細說明此問題。 依據圖1至3中習知LCD裝置,如參考文獻3中所揭露, 選擇信號施加於閘極匯流排線丨〇 1中之一條上。舉例言 之,圖4A中所示之選擇信號23係典型之波形。在此情形 下’如圖4B所顯示,影像信號24係施加於資料匯流排線 102 ° 圖4A中選擇信號23之每幅晝面掃瞄時間(Tframe)等 於1 6· 6 ms。在掃瞄時間Tf rame中,選擇信號23之約為2〇v 的開啟電壓V〇n,在選擇時間Ton (=26微秒)内,施加於 一條閘極匯流排線1 〇 1上。在選擇時間(T〇n )以外之時間 中,施加約為5 V之關閉電壓v〇 f f。 如圖5所示,當施加前述之負電壓_ 5 v時,從閘極匯流 排線101發射之不必要電場會影響,CF基板丨15之色料層 11 6、上方覆盍層11 7、與黑色矩陣1 21。此電場導致色料 層116、上方覆蓋層117、與黑色矩陣121中,發生充電與 極化。 尤其’黑色矩陣1 2 1易受極化。此外,既然黑色矩陣 1 2 1包含例如碳之材料,故電荷可容易地在黑色矩陣丨2 j中 移動。此導致影像顯示之品質變差。舉例而言,此導致習 知LCD裝置之螢幕上發生影像之模糊及/或固定。
五、發明說明(7) ____ 為防止此等問題發生,舉例而言,兩 難以極化的材料作為黑色矩陣121。而使用低導電性與 述】 本發明之一目的在於提供一 ^ 矩陣型LCD裝置。 、種呈現鬲品質之影 於提供一種主動矩陣型LCD裝 主動:所造成之可能影冑,該不必要電 主動兀件例如TFT而產生。 ’本發明之又一目的在於裎也 ,防μ烛苢 7隹於徒供一種主動矩陣型 赏幕上影像之模糊與固定的發生,其係由 中之可能充電與極化所產生。 ’、 明之再一目的在於提供一種主動矩陣型LCD裝 具易受充電與極化之黑色矩陣。 、 明之再一目的在於提供一種前述的“^裝置之製 【發明概 據此 像的主動 本發 置,可控 場係經由 再者 LCD裝置, 黑色矩陣 本發 置,其不 本發 造方法。 LCD Λ達成Λ述目的,依據本發明之一態樣,提供-種 9含複數個^電極⑴,其覆蓋複數個資料匯 ς ,(2),以及複數個共用匯流排線(3),其覆蓋著 個閘極匯流排線。圖9中闡明液晶顯示器裝置之例示。前 述括弧内-之參考符號附加於圖9中各個對應之元件。 依據本發明之另一態樣,提供一種LCD裝置,包含複 數$像素電極(4),其覆蓋複數個閘極匯流排線(1)與複數 個貝料匯流排線(2)。圖1 4中闡明液晶顯示器裝置之例 第11頁 526366 五、發明說明(8) " -- 示。 依據本發明之又一態樣,提供一種LCD裝置之製造方 法,包含·第一形成步驟,用以形成複數個閘極匯流排線 (7,1)於基板上;第二形成步驟,用以形成複數個像素驅 動電晶體(6)、複數個像素電極(4)、及複數個資料匯流排 線(2)於絕緣層(π)上,該絕緣層形成於該基板上;第三 形成步驟:用以形成層間絕緣膜(12)於第二形成步驟之結 果表面上;以及第四形成步驟,用以形成複數個共用電極 ⑸於該,間絕緣膜(⑴上,以覆蓋該複數個閘極匯流排 f:二 驅動電晶體(6) ’並且亦形成複數個共用匯 μ排線(3)於該層間絕緣膜(12)上,以覆蓋該複數個 匯流排線(2)。圖25中闡明液晶顯示器裝置之製造方法之 、依據本發明之再一態樣,提供一種LCD裝置之製造方 (1 1)' 3複第數個开:成用步驟’用以形成複數個閘極匯流排線 於某板上第rΛ極(5)、與複數個共用匯流排線⑺ 、土、,第一形成步驟,用以形成複數個像素軀動雷曰 曰=於該基板上;弟三形成步驟 於(12)於第二形成步驟之結果表面上;以及i層間=膜 驟,用=成複數個像素電極⑷於該層間絕步 上,以覆盍该硬數個閘極匯流排線(7, υ 區 體⑹、與該資料匯流排線⑺ 素严動電曰; 置之製造方法之例示。 r閣月液阳顯不益裝 526366 案號 88115775 五、發明說明(10) 圖8係顯示,資料匯流排線2、閘極匯流排線1與τ ρ τ 6 (皆顯示於圖7中)皆受共用匯流排線3與共用電極^所覆 蓋。 在圖9與1〇中,LCD裝置包含TFT基板13、CF基板15、 以及液晶層1 8,該液晶層由此二基板1 3與1 5所夾住。其 中’ TFT基板1 3包含多重TFT 6之矩陣(注意:僅一個TFT 6顯示於附圖中),然而CF基板15則包含濾色層22。密封 材料(未圖示)密*封液晶層1 8之四周,以形成液晶單元。 液晶與隔板(未圖示)皆填入密封單元中。 屬於各個TFT 6之閘極電極7矩陣,形成於TFT基板13 上 夕重閘極匯流排線1係延伸於T F T 6之矩陣的水平方向 上夕重閘極匯流排線1形成,以彼此平行地延伸於τ τ 6 之矩陣的水平方向上,如圖7與8所示。每一個閘極匯流排 線1使多重閘電極7彼此連接,該多重閘電極係位於TFT Θ 矩陣中之同一列内。閘電極7與閘極匯流排線丨皆由閘極絕 緣膜11所覆蓋,該閘極絕緣膜丨丨係形成於TFT基板上13。 一對汲極電極8與源極電極9、以及圖案化非晶形石夕層 1 0之多重組合形成於閘極絕緣膜丨丨上,該汲極電極8、源 和電極9、與圖案化非晶形石夕層1 〇皆對應於每一個閘電極 7。導電通道將產生於非晶形矽層1 〇内,以使汲極電極8電 連接於源極電極9。每一個TFT 6係由其對應的閘電極7、 =應的汲極電極8、對應的源極電極9、與對應的非晶形矽 二=所組成。每一個TFT 6具有”反向交錯結構,,,其中, 母一個源極電極9與汲極電極8皆形成於其對應的閘電極7 之上方。 526366
皆形成於閘極 多重像素電極4與多重資料匯流排線2亦 絕緣膜1 1之上。 多重資料匯流排線2彼此平行,延伸於TFT 6之矩陣之 垂直方向。每一個資料匯流排線2使位於矩陣中同一行内 之多重汲極電極彼此連接。 ^每一個像素電極4形成於約為正方形的像素區域p處, 遠像素區域係位於二相鄰閘極匯流排線1間與二相鄰資料 匯流排線2間(參看圖6)。其亦連接於在TFT 6中所對應 的源極電極9。如圖7所示,每一個像素電極4係長條形: 在所對應之像素區域内,平行於資料匯流排線2,延伸於 垂直方向上。終端部分,朝向每一個像素電極4之”了 6, 轉至朝向各個TFT 6之水平方向,藉以連接於各個汲極電 極9 〇 如圖9與10中所示’TFT 6、像素電極4、閘電極線1 與資料匯流排線2皆受層間絕緣膜所覆蓋12,該層間絕緣 膜=成於閘極絕緣膜之上11。層間絕緣膜12係由bcb (笨 並環丁烯’benzocyclobutene)膜所形成。 如圖9所示,延伸於垂直方向之多重共用電極5,盥 伸於水平方向之多重共用匯流排線3,皆形成於層間絕緣 骐1 2上。應注意者為’在圖9中’因為相同組合會重複地 形成於膜1 2上,故僅顯示一個共用電極5與一個共用匯流 排線3。每一個共用電極5係長條形,且平行於像素電極^ 與資料匯流排線2。平行於閘極匯流排線1之每一個共用匯 流排線3,使延伸於垂直方向之多重共用電極5,彼^電連 接0
526366 -號 88115775_ 年月 日 n_ 五、發明說明(12) " 如圖8之排列所顯示,延伸於垂直方向之每一個共用 電極5 ’重疊於所對應之資料匯流排線2,以完全地覆蓋 匕。延伸於水平方向之每一個共用匯流排線3,重疊於所 對應之閘極匯流排線丨,以完全地覆蓋它。藉此排列,每 一個共用匯流排線3係用以阻擋,經由閘極匯流排線1所產 生之電場’作為電場阻擋膜。其亦作為光遮蔽膜,用以遮 蔽射向TFT 6之外界光線。此外,每一個共用電極5係用以 阻播’經由資料匯流排線2所產生之電場,作為電場阻擋 膜。其亦作為光遮蔽膜,用以遮蔽射向^^了 6之外界光 線0 如圖9與1〇中所示,濾色層22形成於CF基板15之表 面。濾色層22包含色料層16與上方覆蓋層17,該上方覆蓋 層17保護色料層16,且亦使色料層22之表面平滑。色料層 16包含三^色材料(RGB)之色點或色條,且有規律地放曰 置。第一實施例並未使用黑色矩陣,該黑色矩陣時常用以 填充RGB色點與色條間之空間。使用具有三原色(rgb )之 色素或混合染料之樹脂作為色料。 當預定 之TFT 之資料 匯流排 通,該 因此, 定之電 此施加 對應 選定 共用 會導 上。 而決 間0 的選擇信號施加於一條閘極匯流排線丨時,其 6據此導通或關閉。其對應之影像信號施加於 匯流排線2上,並且共用參考電壓施加於多重 線3上。在由選擇信號所選定之像素中之tft 6 選擇仏號係施加於一條閘極資料匯流排線工 依據施加於一條資料匯流排線2上之影像传號 壓,係施加於其對應之共用電極5與像素“4 電壓導致電場產生’該電場幾乎平行於TFT基
第16頁 526366 _案號8811577—5 车一月 日 鉻正_ 五、發明說明(13) 板與CF基板1 5,此電場影響液晶層丨8中之液晶的分子軸。 此產生的電場使每一液晶之分子軸轉動一特定角度,該特 定角度係決定於所施加之影像信號。所以,對應於施加的 影像信號之影像,隨後顯示於LCD裝置之螢幕上。 繼而,參照圖9、1 〇、與2 5,說明依據本發明第一實 施例之LCD裝置之製造方法。 首先,由Mo、Cr等所形成之第一導電層,形成於tft 基板1 3之表面上。圖案化第一導電層,以形成複數個閘極 匯流排線1,該閘極匯流排線延伸於水平方向(圖2 $中之 步驟1 )。閘極匯流排線1用以作為各個TFT 6中之閘電極 7 〇 次之,形成由例如SiN材料所形成絕緣膜,以覆蓋閘 f匯流排線1與閘電極7 (圖25中之步驟2 )。非晶形石夕層 心後形成於結果表面上。此連續形成之二薄膜包含閘極絕 緣膜11。隨後,第二導電膜例如Mo或Cr係形成於非晶形矽 層上。隨後圖案化第二導電膜,以形成各個TFT 6之汲極 電極8與源極電極9。此外,資料匯流排線2與像素電極4隨 後形成(圖25中之步驟3)。每一個汲極電極8連接於其對 應之資料匯流排線2,而每一個源極電極9則連接於其對應 之像素電極4。 、 μ 、繼而,BCB膜或層間絕緣膜12形成,以覆蓋汲極電極8 與源極電極9 (圖2 5中之步驟4 )。層間絕緣膜1 2之厚声孫 從〇· 5至1微米。 又’、 繼之,由例如Mo或Cr材料所形成之第三導電膜,
第17頁 526366 _案號88115775_年月 日 攸工 五、發明說明(14) 之共用電極5與共用匯流排線3。其中,形成每一個共用匯 流排線3 ’以完全覆蓋其所對應之閘極匯流排線1與閘電極 7 ’然而形成每一個共用電極5,以完全覆蓋資料匯流排線 2 (圖25中之步驟5 )。 如前所述,依據第一實施例之液晶顯示器裝置,複數 個共用電極5形成於TFT基板1 3上;以覆蓋連接於TFT 6之 各個資料匯流排線2,該複數個共用電極係包含於矩陣之 同一行内。此外,亦形成複數個共用匯流排線3,以覆蓋 各個閘電極7 ’其屬於矩陣之同一列,且對應於閘極匯流 排線1。共用電極5用以遮蔽不必要電場,該不必要電場係 由資料匯流排線2射向液晶層1 8。此外,共用匯流排線3用 以遮蔽不必要電場,該不必要電場係由閘極匯流排線i射 向液晶層1 8。亦即,不僅如參考文獻3中所說明之從資料 匯流排線2射向液晶層1 8之不必要電場,並且從閘極匯流 排線1射向液晶層1 8之不必要電場,亦皆受遮蔽。所以, 上方覆蓋層17、色料層16等等之CF基板(15)側,不會被充 電。 因而’由T F T 6基板1 3所發射之不必要電場所造成之 不良影響’可大大地降低。舉例而言,由黑色矩陣所造成 之影像模糊與固定,其會造成充電與極化之發生,可被防 止。所以,依據本發明第一實施例之LCD裝置,顯示受改 善之影像品質,其更優於參考文獻3中所示之LCD裝置。 再者,就此改善而言,不需要大範圍地改變結構,例 如放置額外的電場阻擋層或相關層。並且,不需增力制、生 方法所必須之步驟。 π1"
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再者’依據本發明第一實施例之LCD裝置,並 排線3覆蓋各個TFT 6,俾使其可用以遮蔽可能之、入 線,該入射光線可能射至TFT 6。因而,不僅由 進入TFT 6所造成之壞影響被、,亦可自濾色層2乂, 略黑色矩陣。所以,濾色層2 2中省略黑色層之優點 濾色層2 2之結構與其製造方法皆可簡化。 … ' 下文中,將參照圖Π,詳細說明依據本發明第一每 例之LCD裝置,為何可顯示改善的影像品質。圖丨丨 貝也 生繼裝置中之電場狀態。如圖u所明示,共用匯流排 線3遮蔽,從閘極匯流排線1與閘極電極7所射出之不必要 電場。所以,幾乎沒有電場可達到液晶層丨8。藉此/可押 制在色料層16與上方覆蓋層17中之充電與極化。胃因而,^ 依據本發明之LCD裝置中,顯示影像之品質不會變差。 簡言之,依據第一實施例之LCD裝置,為了遮蔽進入 液晶層(18)之不必要電場,多重共用電極(5 )形成於TFT 基板上,以覆蓋屬於TFT矩陣之同一行之各個資料匯流排 (2 )。如圖9所示,多重共用匯流排線(3 )形成,以覆 蓋屬於TFT矩陣之同一列之各個閘極匯流排(了, j )。 第一實施例之LCD裝置最好包含該共用電極(5),並 且共用匯流排線(3 )最好形成於層間絕緣膜(1 2 )上, 或形成於層間絕緣膜(1 2)中,朝向該液晶層(丨8 )之一 側。然而,該資料匯流排線(2)、該閘極匯流排線(7, 1)、與該像素電極(4 )皆越過層間絕緣膜(丨2 ),’遠離 /夜晶層而形成。 再者,該層間絕緣膜(1 2 )最好由具有低誘電率,與
526366 修正
號 88115775 五、發明說明(16) 低極化發生可能性之有機膜所形成。 再者,該層間絕緣膜可由多層所構成,例如益 ΐ有==:ί低極化發生可能性之有機膜。應注意者 ί低約從U至3. 5間之數值範圍,然而前 =化發生可能性則指有機膜之極化度低於濾色層與黑 此外,最好使用BCB膜作為形成層間絕緣膜之 膜。此係因為其低誘電率,亦即,等於2 7。 甘 濕度與極化度皆低。 . 百’,、吸 此外,聚矽氧烷(P〇lySil〇xane)或各種s〇G (旋塗
Sp i n-〇n-G lass)材料可二者擇 地作為有機 式玻璃 膜。 再者,依據第一實施例,對應於TFT基板上 =層間絕緣膜面冑’最好移除。藉此,用以顯示影像品 電%,可更有效率地影響液晶層之分子。 象之 再者,依據第-實施例之LCD裝i,該共用電 覆盖各個TFT。其中,該共用電極作為光阻檔膜,用以 :外界光線進入m中。藉此,濾、色層中不需黑色矩陣遮 所以’濾色層之結構與其製造方法可簡化。 第一貫施你丨 繼而,參照圖12至15,說明依據本發明 =於IPS模式。圖12閣明依據本發明第:實施例,包= 中相鄰的TFT ’但不包含像素電極4 (其顯示於圖 圖6 分結構。易言之,圖1 2顯示在像素電極4形忐益+ &之 526366 __案號88115775_年月日 修正 五、發明說明(17) 構。圖1 3闡明與圖1 2相同部分之組態,但更包含像素電極 4。圖1 4係沿著直線V11至V11之剖面圖,而圖1 5則係沿著 直線VI11至VI11之剖面圖。 如圖1 2所示,閘極匯流排線1與共用匯流排線3皆延伸 於X方向,而資料匯流排線2則延伸於Y方向。每一個共用 匯流排線3連接於一個共用電極5。 在圖1 3中,複數個像素電極4形成於閘極匯流排線j、 資料匯流排線2、與TFT 6上。 在圖14與15中,依據第二實施例之LCD裝置包含TFT基 板13、CF基板15、與液晶層18,該液晶層放置於二基板1 3 與15間。其中,TFT 6之矩陣形成於TFT基板13上,而滤色 層22形成於CF基板1 5上。液晶層1 8由密封材料(未圖示) 所密封,以形成其單元。其中,液晶與隔板皆填入單元 中 〇 前述之第二實施例之基礎結構相同於第一實施例。 在各個TFT 6中之閘電極7矩陣,形成於m基板13之 々:而以相同於第一實施例之方法,形成複數個閘極匯流 排線1 ’以延伸於矩陣之列方向(χ方 n二;施例之排列相同於第-實施例。此 外,第一 κ她例中復數個共用電極5盥妓 形成於TFT基板13上。 、用匯/瓜排線3,亦 於第每:=電極5,成於其對應之像素區域P内,相同 於第一貝靶例中母一個像素電極4之位 乎相同於第一實施例中每一個置上其尺寸亦成 母個長條形像素電極4。每一個 526366 _案號 88115775_年月日_修正__ 五、發明說明(18) 共用匯流排線3,延伸於TFT 6矩陣中之列方向(X方向) 上’因此使共用電極5之族群彼此連接,該共用電極屬於 矩陣之同一列。 閘電極7、閘極匯流排線1、共用電極5、與共用匯流 排線3皆受閘極絕緣膜11所覆蓋,該閘極絕緣膜形成於TFT 基板1 3上。
一對汲極電極8與源極電極9,其對應於每一個閘電極 7 ’以及圖案化非晶形矽層丨〇皆形成於閘極絕緣膜丨丨上。 每一個TFT 6包含一個閘電極7、其對應之汲極電極8與源 極電極9、與其對應之非晶形矽層1 〇。每一個TFT 6具有所 謂’’反向交錯結構π,其中每一個源極與汲極電極係形成於 其閘電極上。就此而言,第二實施例中之TFT結構相同於 第一實施例。 複數個資料匯流排線2形成於閘極絕緣膜丨丨上。不同 於第一實施例,在第二實施例中,共用電極5與閘極匯流 排線1皆形成於閘極絕緣膜11下,易言之,形成於Τ ρ τ基板 1 3上,但非閘極絕緣膜π上。
資料匯流排線2彼此平行,延伸於tft 6矩陣之行方向 (Y方向)上。每一個資料匯流排線2電連接於汲極電極8 族群,該汲極電極族群屬於TFT 6矩陣之同一行。 如圖14與15中所示,TFT 6與資料匯流排線2由層間絕 緣膜12所覆蓋,該層間絕緣膜係形成於閘極絕緣膜丨丨上。 層間絕緣膜12係由BCB所形成。
如圖13所示,複數個像素電極4形成於層間絕緣膜12 上。每一個像素電極4係沿著每一個約為正方形之像素區 Ιϋϋ 第22頁 526366 五、發明說明(19) 之外部面積而形成,該像素區域係由 匯流排線1與相鄰的二條資料匯流排線2所環銬、。一條閘極 不,藉由層間絕緣膜1 2中之接觸孔丨4,每一:如圖1 4所 素電極4之形狀係具有四側邊的方形,每一側=I個像 1,而另二側邊平行於資料匯流排線2。 瓜排線 如圖13所示,延伸於乂方向或列方向之每一 之侧邊面積’重疊於二條間極匯流排線j中之一條之一丰 ^積’該間極匯流排線位於像素區域p之各個垂直側邊。 2 ^ ^ t M Γ,ι ^ Μ # t # s ^ 延伸於X方向之二相鄰的像素電極4間有一間隙,且延 伸於Y方向之二相鄰的像素電極4間亦有一間隙。 既然第一貫施例之CF基板丨5之結構,相同於第一實施 例,故省略其說明。再者,既然在第二實施例中,施加選 擇,號至每一個閘極匯流排線1,與施加影像信號至每一 個貢料匯流排線2上之方法,相同於第一實施例,故省略 其說明。 繼而,參照圖2 6,說明依據本發明第二實施例之具有 前述排列之LCD裝置之製造方法。 首先’由例如Mo或Cr材料所形成之第一導電層,形成 於TFT基板13上。隨後圖案化第一導電層,以形成:延伸 於X方向之複數個閘極匯流排線1 ;放置於每一個像素區域 P内之複數個共用電極5 ;以及延伸於X方向之複數個共用 526366 --鎌88115775 _年月 a 铬屯___ 五、發明說明(20) 匯流排線3 (步驟1 〇 )。其中,共用匯流排線3使共用電極 5彼此電連接。閘極匯流排線1亦作為各個TFT 6之閘電極 次之,形成由例如S i N材料所形成之絕緣膜,以覆蓋 閘極匯流排線1、閘電極7、共用電極5、與共用匯流排線3 (步驟11 )。非晶形矽層隨後形成於結果表面上。因此, 閘極絕緣膜11形成。繼而,由例如心或Cr材料所形成之第 一導電層,形成於非晶形矽層上。隨後圖案化第二導電 層’以形成關於各個TFT 6之汲極電極8與源極電極9、以 及資料匯流排線2 (步驟1 2 )。每一個汲極電極8電連接於 其所對應之資料匯流排線2,而每一個源極電極9則電連接 於其所對應之像素電極4。 繼之,形成層間絕緣膜丨2,以覆蓋汲極電極8、源極 電極9、—與資料匯流排線2 (步驟13 )。層間絕緣膜12相同 於第一貫施例。接觸孔1 4形成於其所對應之TFτ 6之每一 個汲極電極9之正上方。 a繼之,第二導電層形成於層間絕緣膜〗2上。隨後圖案 化苐一導電膜,以开》成複數個像素電極4。每一個像素電 極4皆經由其所對應之層間絕緣膜12上之接觸孔14,而電 $接於其所對應之汲極電極9。像素電極4覆蓋閘極匯流排 線1 ”貧料匯流排線2,以及TFT 6 (步驟14 )之幾乎整個 面積。藉此,阻擋從每一個閘極匯流排線丨射出之電場。 可能進入每一個TFT 6之外界光線亦受阻擋。 ^ 、如前所述,在依據本發明第二實施例之LCD裝置中, 形成複數個像素電極4,俾你直|暴於欠7 + ---^ 件便具重壹於各個資料匯流排線2
第24頁 526366 --- 案號88115775_年月日 修正___ 五、發明說明(21) 與各個閘極匯流排線1,該資料匯流排線2係屬於TFT 6矩 陣中之同一行上,而該閘極匯流排線i係屬於TFT 6矩陣之 同一列上。 像素電極4用以遮蔽從各個資料匯流排線2射向液晶層 1 8之不必要的電場’以及從各個閘極匯流排線1射向液晶 層1 8之不必要的電場。 因此,從TFT基板13射出之不必要的電場,不會轉而 影響顯示於螢幕上之影像品質。舉例而言,可防止由黑色 矩陣所導致之影像模糊與固定之發生,該黑色矩陣易發生 充電與極化。所以,依據本發明第二實施例之LCI)裝置, 顯示改善的影像品質,該影像品質優於參考文獻3中所示 之LCD裝置。 再者,就此改善而言,不需對結構作許多修改,例如 放置額外的電場阻擋層或相關層。並且,不需增加製造程 序之必須步驟。 #此外,依據本發明第二實施例之LCD裝置,像素電極4 覆蓋各個TFT 6,俾使其可用以遮蔽可能射入之外界光 線,該外界光線可能擊中TFT 6。藉此,不僅由外界光線 進入TFT 6所導致之壞影響可消除,黑色矩陣亦可^濾色 層22中省略。因此,濾色層22中不需黑色矩陣提供下·列優 點:濾色層2 2之結構及其製造方法皆可簡化。 炎 第二實施例 圖16至19係闡明,依據本發明第三實施例之主動矩陣 型LCD裝置之一部分。圖丨6係闡明,依據本發明第三實施 例,包含相鄰的TFT,但不包含共用匯流排線與共用電極 526366 案號 88115775
±_B 曰 修正 五、發明說明(22) 5一(顯示於圖17中)之結構的一部份。易言之,圖16係顯 不,在共用匯流排線3與共用電極5製成前之結構。圖丨7係 闡明與圖1 6相同之部分結構,但更包含元件3與5二者。圖 1 8係/σ著圖1 7中直線X I至X I之剖面圖,而圖1 g則係沿著圖 Π ^直線XII至χΠ之剖面圖。如圖18與19中所顯示,此顯 不器使用,由二層膜所構成之層間絕緣膜丨2,該二層膜為 BCB膜19與8"膜20。其中,队8膜19中對應於在tft基板13 上之每一個像素區域P之部分,受選擇性地移除。其他配 置皆基本上相同於第一實施例。 如圖1 8與1 9中所顯示,在第三實施例之顯示器中,僅 層間絕緣膜12中必須用以遮蔽從資料匯流排線2射出之不 ,要電場的部分,其仍維持大厚度。此外,共用電極5形 成於層間絕緣膜12之每一個必要部分上。反之,膜12之其 :t:+1! Γ持小厚度。藉由此配置,層間絕緣膜12有助於 =止=於顯示電壓之可能的壞影響之發生,該壞影響係由 Γ差所引起。因此’可防止顯示影像之品質之可能 ,差::生’該變差之發生係層間絕緣膜12之極化所弓丨 二ί者’依據本發明之第三實施例,可顯示比第-實施 例更好之影像品質。 κ β 絕緣ϊί實Ϊ例之LCD裝置之一種製造方法係,形成層間膜Τ,Λ 緣膜係由二層膜所構成:bcb膜19與 19盥2層間緣膜2上,該二層膜為BCB膜 ----1-後’選擇性地移除層間絕緣膜1 2之一部 in
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五、發明說明(23) 份。其他製造步驟皆基本上相同於第一實施例。 綜上所述,依據本發明之第一至第三實施例,既麸丑 用電極5及/或像素電極4皆形成以重疊於閘極匯流排線丨^ /或資料匯流排線2,因此關於前述匯流排線丨及/或2之靜 電電容會增加。無論如何,由於層間絕緣膜12係由具有 誘電率之有機膜(亦即BCB膜)所形成,所以靜電電容之 可能增加係非常小,且不會引起任何問題。 第四實施例 圖2 0至2 3係闡明,依據本發明第四實施例之主動矩陣 型LCD裝置之一部分。圖20係闡明,依據本發明第四實施 例,包_含相鄰的TFT,但不包含共用匯流排線3與共用電極 5 (顯示於圖21中)之結構的一部份。易言之,圖2 〇係顯 示,在共用匯流排線3與共用電極5製成前之結構。圖21係 闡明與圖2 0相同之部分結構,但更包含元件3與5二者。圖 2 2係沿著圖21中直線χν I至χν I之剖面圖,而圖2 3則係沿著 直線XVII至XVII之剖面圖。如圖22中所示,此顯示器之每 一個TFT 6皆具有所謂的”頂閘極結構(t〇p gate structure ) π。易言之,顯示器使用具有所謂的,,交錯結 構(staggered structure )’’之非晶形矽TFT,其中閘電 極7形成於其所對應之源極電極9與沒極電極8上。第四實 施例之其他配置皆基本上相同於第一實施例。 在圖22中’氧化矽層31形成於TFT基板13之表面上。 各個TFT 6之及極電極8與源極電極9、資料匯流排線2、與 像素電極4皆形成於氧化石夕層31上。每一個τ f τ 6之非晶形 石夕層1 0 4系形成於氧化矽層31上,以聯結其所對應之汲極電
第27頁 五、發明說明(24) 極8與源極電極9。汲極雷 2、像素電極4、盘非曰开;8爲與源極電極9、資料匯流排線 蓋。每-個m 6之間電極;=受問極絕緣膜11所覆 重疊於其所對應之非晶形石 =成於間極絕緣膜11上’以 贅古依$ ί ί : Ϊ四實施例之主動矩陣型LCD裝置,無庸 …一實施例同等之結果。 圖24之剖面圖係顯示, 矩陣型LCD裝置之部分也能上據本毛月第五只知例,主動 每一個TFT fi t目士心。如此圖中所示,此顯示器之 哭使$ H斛2、有所謂的"頂閘極結構"。易言之,顯示 有所謂的”交錯結構”之多晶樹,其中間電極7 源極電極9與没極電極8上。第五實施例 之其他配置皆基本上相同於第一實施例。 各個ί Λ211\化_層31形成於tft基板13之表面上。 上。每一個m f f8與源極電極9皆形成於氧化石夕層31 聯繫盆所斜雍、、之夕晶矽層10A形成於矽氧化層31上,以 間電^7,婉之門;及極電極8與源極電極9。每一個TFT 6之 個TFT" 6之^搞i極絕緣膜11,形成於多晶矽層1 0A上。各 7,皆受層間絕緣= 與所源覆極蓋電極9、多晶石夕層1〇“閘電極 I trn l 2 料藤户妯始9林i ^ 連接於其所對應之資 其所二素=極電極9,則藉由連接層Μ 像素電極4、資料匯流排線2、與連接層48和49皆受層 526366
___案號 88115775____ 五、發明說明(25) 間絕緣膜42所覆蓋,該層間、腺“形成於居 上。共用匯流排線3與共用電極5皆形成於層^ j絶緣犋12 上。 、也緣祺42 依據第五實施例之主動矩陣型LCD裝置,無唐 可獲得與第一實施例同等之結果。 “、、庸贅言,
依據本發明之LCD裝置及其製造方法,業已麵 之較佳實施例加以說明。應瞭解者為,本發明所包寺定 要内容不限於此等特定實施例。相反地,本發明意欲包含 所有可涵蓋於下述申請專利範圍之精神與範圍内之替代、 修正、與等效設計。
第29頁 526366 --_年月日 條正 圖式簡單綱 - --- 從下^中附有圖式之實施例的詳細說明中,可更明瞭 本發明之刚述與其他目的、特徵以及優點,其附圖為: 圖1之,視圖係顯示,關於參考文獻3之主動矩陣型 LCD 4置之母個像素、TFT、像素電極、閘極匯流排線、 資料匯流/排線、共用電極、與共用匯流排線之佈局圖; 圖2係沿著圖1中直線XXI至XXI之剖面圖; 圖3係沿著圖1中直線XXII至XXII之剖面圖; 圖4A與4B闡明選擇信號與影像信號之波形,其施加於 參考文獻3之主動矩陣型lcd裝置;
圖5闡明在參考文獻3之主動矩陣型LCD裝置中,所產 生之不必要電場之狀態; 圖6闡明依據本發明第一實施例,LCD裝置之組態; 圖7係包含圖6中相鄰TFT,但不包含共用匯流排線與 共用電極之部分結構的放大圖; 圖8係與圖7相jg],但更包含共用匯流排線3與共用電 極5之部分結構的放大圖; 圖9係沿著圖8中直線III至III之剖面圖; 圖10係沿著圖8中直線IV至IV之剖面圖;
圖11闌明依據本發明第一實施例之LCD裝置中,所產 生之電場之狀態; 圖1 2閣明依據本發明第二實施例,在像素電極4形成 前,主動矩陣型LCD裝置之部分組態; λ圖1 3闡明一旦像素電極4形成,與圖1 2相同部分之组 態; 、
第30頁 526366 案號 88115775 JE_a. 曰 修正 圖式簡單說明 圖1 5係沿著圖1 3中直線VI 11至VI 11之剖面圖; 圖1 6闡明依據本發明第三實施例,在共用匯流排線3 與共用電極5形成前,主動矩陣型LCD裝置之部分組態; 圖1 7闡明一旦共用匯流排線3與共用電極5形成,與圖 1 6相同部分之組態; 圖1 8係沿著圖1 7中直線X I至X I之剖面圖; 圖1 9係沿著圖1 7中直線X11至X 11之剖面圖; 圖20闡明依據本發明第四實施例,在共用匯流排線3 與共用電極5形成冑,主動矩陣型LCD裝置之部分組態; 圖2 1閣明一旦共用匯流排線3與共用電極5形成,與圖 2 0相同部分之組態; 圖22係沿著圖21中直線XVI至XVI之剖面圖; 圖23係/;σ著圖21中直線XVII至XVII之剖面圖; 矩陣型LCD裝置之部分組態 圖2 5之流程圖係顯示! 方法; 圖2 6之流程圖係顯示 方法。 圖24之4面圖係顯示,依據本發明第五實施例,主動 依據本發明之LCD裝置之製造 依據本發明之LCD裝置之製造 % 【符號說明】 1 〇 1閘極匯流排線(閘電極) 1 〇 非晶形矽層 11、111閘極絕緣膜 、42 膜(被動膜) I麵 第31頁 526366 _案號88115775_年月日 修正 圖式簡單說明 1 3、11 3 基板 14 接觸孔 15、115 CF 基板 1 6、11 6 色料層 17、117 上方覆蓋層 1 8、11 8 液晶層 19 苯並環丁烯膜(BCB膜) 10A 多晶矽層
1 0 2、2 資料匯流排線 1 0 3、3 共用匯流排線(共用電極線) 104、4 像素電極 1 0 5、5 共用電極 106、6薄膜電晶體(TFT )
1 0 7、7閘極電極 1 0 8、8 汲極電極 10 9 '9 源極電極 110 非晶形矽層 121 黑色矩陣 122、22 濾色層 20 SiN 膜 23 選擇信號 24影像信號 31 氧化矽層 48、49 連接層 5 1、5 2終端
第32頁 526366 _案號88115775_年月日 修正 圖式簡單說明 P 像素區域 X、Y 方向
HI1IIII 第33頁
Claims (1)
- 526366 附件二: 881157^5 申請專利範圍 六 本 ίΐ· 5·3*1 補充 • 種液日日顯示裝置,包含複數個丘用雷托_____________ 二 八覆盍複數個閘極匯流排線(7,丨丨)。 2·如申請專利範圍第丨項之液晶顯示裝置,豆 共用電極更包含複數個像素驅動電晶體(6 ;、。以 3乂:9請專利範圍第2項之液晶顯示裝置,更包含-滹色 層(22),該遽色層不包含黑色矩陣。 /慮色 4.如申請專利範圍第丨項之液晶顯示裝置,更包含一層間 絕緣膜(1 2 ),其中該層間絕緣膜之對應於每一個像素區 域之部分皆被移除。 5·如申請專利範圍第4項之液晶顯示裝置,其中該複數個 共用電極(5 )與該複數個共用匯流排線(3 )皆形成於該 層間絕緣膜(1 2 )上或該層間絕緣膜(丨2 )中,朝向一液 晶層(1 8 )之側邊;然而,該複數個資料匯流排線(2 ) 與該複數個閘極匯流排線(7,1 ),皆遠離該液晶層(J 8 ),越過該層間絕緣膜(丨2 )而形成。 6 ·如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置,更包含一層間 絕緣膜(1 2 ),其由一第一絕緣膜(丨9 )與一第二絕緣膜 (2 0 )所構成’其中該層間絕緣膜(丨2 )中必須用以遮蔽第34頁 526366 _案號88115775_年月日_六、申請專利範圍 電場之部分皆保持原狀;然而,該第一絕緣膜(1 9 )中不 需用以遮蔽電場之部分,皆被移除。 少 至 含 包 re 第, 圍分 範部 利之 專場 請電 申蔽 如遮 L以 用 需 不 該 中 其 置 裝 示 顯 晶 液 之 項 域 區 素 像 個 絕一 第 該 中 其 置 裝 示 顯 晶 液 之 項 〇 6 第膜 圍烯 範丁 利環 專並 請苯 申係 如膜 8·緣 絕 二 第 該 中 其 置 裝 示 顯 晶 液 之 項 6 第 圍。 範膜 利矽 專化 請氮 申係 如膜 9·緣 第 圍 範 利 專 請 中 如 膜 緣 機 無 由 係 絕。 間成 層構 該所 中膜 其機 ,有 置之 裝率 示電 顯誘 晶低 液有 之具 項與 膜 誘 低 該 中 其 置 裝 示 顯 晶 液 之 項 ο ο 1± FO 第3 圍至 範 利 專 請 申 為 約 圍 範 之 率 電 利 專 請 申 如 晶薄 電碎 勤形 驅晶 素非 像之 I或4 置—晶 溝 裝 電 示 iM 晶「碎 液W晶 之 > 多 為 ^ 項 或 比白 ^ ^ 3晶 圍(6電 巳 , f體膜 該 個一 每 中 其 構 結 錯 交 向 逆 1 3. —種液晶顯示裝置,包含複數個像素電極(4 ),其覆 蓋複數個閘極匯流排線(1 )與複數個資料匯流排線(2第35頁526366匯流排唆V、: i:部面積皆至少覆蓋,每-個該閑極 机排線(1 )肖該資料匯流排、線(2)之面積之一半。 ::缘申:,專利範圍第13項之液晶顯示裴置,更包含-層 緣m );其中該像素電㉟(4)形成於該層間絕 1⑴)上或該層間絕緣膜(12) +,朝向一液晶層 複數個二r邊;然而,該複數個資料匯流排線(2)與該 匯流排線(7 ]),皆遠離該液晶層(18) 趣過5亥層間絕緣膜(1 2 )而形成。 1 6 ·—種液晶顯示裝置之製造方法,包含: 第I形成步驟,用以形成複數個閘極匯流排線(7 ^於一基板上; 形成步驟,用以形成複數個像素驅動電晶體(6 於_ ^數個像素電極(4 )、與複數個資料匯流排線(2 ) 、浥緣層(11 )上,該絕緣層形成於該基板上; 二^ ί二形成步驟,用以形成一層間絕緣膜(12)於該第 一形,步驟中之結果表面上;以及 ,四形成步驟,用以形成複數個共用電極(5)於該 1間絕緣膜⑴)上,以重疊該複數個閘極匯流排線 ,1)與該複數個像素驅動電晶體(6)上,並且亦形526366案號 88115775 六、申請專利範圍 成複數個共用匯流排線(3 )於該層間絕緣膜(1 2 )上 以重疊於該複數個資料匯流排線(2 )上。 i7.如申請專利範圍第16項之液晶 更包含一移除步驟,用以 装i之h方法, 之該層間絕緣膜(12)之移除;2形成步驟中形成 像素區域(P )。 移除邻刀,其中該部分對應於一 18· 種液晶顯示裝置之製造方法,包含:第开y成乂驟,用以形成複數個閘極匯汽排魂(7 )、複數個共用電極(5、 闸往匯抓排線(7 ’ 於—基板上; 、與複數個共用匯流排線(3 第^一形成步驟,用以形〜 )與複數個資料匯流排線f / 個像素驅動電晶體(I 絕緣層形成於該基板上;)於一絕緣層(11 )上,索 第三形成步驟,用以 二形成步驟中之結果表面1成二;^間絕緣膜(12)於該 第四形成步驟,用以二、=f 層間絕緣膜(1 2 )上,以=成複數個像素電極(4 )於11(7,1 )、該複數個像素酿f該複數個閘極匯流排線 資料匯流排線(2 )。 一動電晶體(6 )、與該複數個第37頁
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GD4A | Issue of patent certificate for granted invention patent | ||
MK4A | Expiration of patent term of an invention patent |