TW526366B

TW526366B - Liquid crystal display device and method of manufacturing the same

Info

Publication number: TW526366B
Application number: TW088115775A
Authority: TW
Inventors: Michiaki Sakamoto
Original assignee: Nec Corp
Priority date: 1998-09-14
Filing date: 1999-09-10
Publication date: 2003-04-01
Also published as: JP2000089240A; JP3125872B2; KR20000023135A; KR100386739B1; US6650389B1

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

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

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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

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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

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