TWI226471B - Fringe field switching liquid crystal display and method for manufacturing the same - Google Patents

Description

1226471 Γ-_醒扣_±_反―修正 五、發明說明（1) 〜"—"一 發明背景 <發明領域> 本發明t #明領i或係、t 1於一邊、緣電場驅動液晶顯 器（FFS-LCD)，及其製造方法，尤其是，本發明與一 FFS-LCD有關，在該FFS-LCD中可防止_閘極匯流排線當形 成计數電極或像素電極時遭到破壞，及其製造方法。 <相關技術說明> ^ ~ ' 一般發展邊緣電場驅動液 晶顯示器（IPS-LCD)的光圈比 98-9243 。 晶顯示器以增加平面開關液 可參見韓國專利申請案

-FFS-LCD包含-上基體及—下 選擇的晶胞予以分開，在t及下其鱗 ^ ^ ^ ^ 而且在下某^二: 基體之間介接-液晶層 各对數電2及傻去骨面上形成一計數電極及一像素電極' 透明導電材料製造成，且設定言 數I!:像素之間的距離小於選擇的液晶間隙。依I 此s又;見在ί ϊ ί，間及電極上方決定邊緣電場。 動液曰顯：“ =1圖’其中顯示習知技術之邊緣電場驅 氧化物(⑽。Λ :第。一

樣，因此形成一計數電擇部位上予以上圖 11上形成-用於二f 形成計數電極12之下基1 屬膜，因此形成二=:::1屬膜之後，上圖㈣ 預定的厚度為：，：ί;=ίϊ膜15於下基體"上至- ，、中在4下基體上开》成計數電極1 2，汽

1226471

一非晶⑪層及摻雜的⑪層，而且，然後上圖樣以 2 號 89112252 五、發明說明（2) 極匯流料13及共μ號線，依序在㈣ 之一選擇的部位以預定通道層17及歐：：極 膜德極絕緣膜15形成用於數據匯流排線的金屬 =後，其中在該間極絕緣膜15上形成通道層17及歐姆声屬 18。經由上圖樣金屬膜上預定的部位，形成⑽極電丄 及波極電極19b ’及數據匯流排線（圖中沒有顯示 緣膜15上沉積鈍化膜，而在該閘極絕緣膜15上形成； 極電極1 9a，汲極電極1 9b及數據匯流排線，且秋 β、 ί露r;'rb中選擇的一部位。此後，在鈍化二 士：積-弟二IT0，其方式可使得第二IT0汲極電極19b中 暴路部位相接觸’ 上圖樣使具有梳齒形的， 2:使得第二IT〇重疊在計數電極12上，因此形成像素電方極式 在習知技術的邊緣電場驅動液晶顯示器中，其 上文所說明者，在與計數電極12相同的平面 ^閘 流排線13及共同信號線，尤ΑΑ ^ ;風閘径匯 ,9 ^ . . ^尤其疋共同^旒線與計數電極 12直接制。0 &，雖然鋁的蝕刻速度類似 電，材料的Π0,但是銘表示適當地無 成匯二 排線13及共同信號線的材料，另言之，如果由-㈣形成 閘極匯流排線13 m㈣劑攻擊計數電極 f㈣流排線13時钮刻閑極匯流排線。而I : 1 接接觸〗το層時，在接觸區域的接觸電阻增加。、曰罝 為了解決此一問題，在習知技術中，主要使用反應度

1226471 案號89112252 _年月曰 修正___ 五、發明說明（3) 比I TO材料還少的MoW以形成閘極匯流排線1 3及共同信號 線。但是，如果使用MoW作為形成閘極匯流排線及共同信 號線的材料的話，則因為MoW的信號延遲大於包含A1之金 屬膜的信號延遲，所以必需增加線寬。 而且，因為在計數電極1 2及像素電極2 1之間沉積閑極 絕緣膜15及鈍化膜20，且在電極12及21之間的距離加長。 因此之故，必需減少輔助電容。 <發明之總論>

因此，本發明的目的係在於了解上述習知技術中所產 生的問題，且提供一邊緣電場驅動液晶顯示器，此邊緣電 場驅動液晶顯示器可增加光圈比，及製造該邊緣電場驅動 液晶顯不的方法。 * 本發 器，其中 遭到破壞 本發 器，該液 電場驅動 依據 邊緣電場 邊緣電場 上之一選 體上的數 與該多個 明的另 可防止 ，及製 明的另 晶顯示 液晶顯 本發明 驅動液 驅動液 擇之方 據匯流 閘極匯 一目的為提供 閘極匯流排線 造該邊緣電場 一目的為提供 器具有 示器的 的設計 晶顯示 晶顯示 向延伸 排線， 流排線 一增強 方法。 理念， 器（FFS 器包含 的閘極 其配置 相交叉 一 ,、、、n 1、 在形成計數電極或像素電 驅動液晶顯示器的方法。 一邊緣電場驅動液晶顯示 的輔助電容，及製造該邊 本發明提供本發明係有關 -LCD)及其製造方法。一考 • 下基體，多個I m 確、六从a ’ 口 /口下基骨 匯〜排線；多個配置在 方式可使得該數據匯流排 ，以形成一單位像素；一 _

1226471 五、發明說明（4) 極絕緣膜，用於使得㈣極®流排、線及該數據匯流排線彼 此互相絕緣；一薄膜電晶體，定位此薄膜電晶體於閑極匯 流排線及數據匯流排線彼此相交叉處；在閘極絕緣膜上形 成的一像素電極，此像素電極與薄膜電晶體相接觸，、且配 置在單位像素的空間中；在該像素電極上重疊的計數電 極’該計數電極合併像素電極，以形成—邊緣電場， 緣電場啟動在像素電極及計數電極上所有的液晶分子，以 及一介於該像素電極及計數電極之間的鈍化膜Ba二’λ 一 透明導電材料製造該像素電極及該計數電極，、且；;= 的金屬膜製造該多個閘極匯流排線。 Is β依據本發明的另一設計理念，本發明提供一種邊緣電 ，驅動液晶顯示器包含：一下基體；多個沿下基體上之一 =:2伸3閘極匾流排線；多個配置：下基體；的 數據匯 排線，其配置方式可使得該數據匯流排線盘 =閘極匯流排線相交叉，以形成一單位像素；一閘極：緣 絕緣用：：得該閘極匯流排線及該數據匯流排線彼此互相 、-、邑f，一薄膜電晶體，定位此薄膜電晶體於閘極匯产 i辛流此相交叉處；錄絕緣膜上形：的： Γί二:：；在該像素電極上重疊的計數電極，該： 動在像素電極及計數電極上所有的液晶分子=電3 ，像素電極及計數電極之間的純化膜 = 線包含_蚪、疮叶广 八t &間極匯流排 對:^蔽區，此遮蔽區位在該像素電極及 第11頁 1226471

流排線之間，其方式可使得 平行延伸；其中由透明導^ 極；以及其中由包含鋁的金 線。 依據本發明的另一設計 緣電％'驅動液晶顯示器的方 一下基體的一預定區域上形 區；在該下基體上沉積一閘 摻雜的半導體層；上圖樣掺 擇的部位，因此形成一歐姆 極’作為在通道層之一側閘 通道層的兩側邊形成一源極 據匯流排線，此數據匯流排 形成數據匯流排線及像素電 鈍化膜；敍刻該鈍化膜，其 預定的部位；以及形成一計 透明導電層，其方式可使得 暴露出來的部位相接觸；其 極匯流排線及遮蔽區。 該對遮蔽區與該數據匯流排線 材料製造該像素電極及計數電 屬膜製造該多個閘極匯流排 理念，本發明提供一種製造邊 法’該方法包含下列步驟：在 成一閘極匯流排線及一遮蔽 極絕緣膜，一非晶石夕層，及一 雜之半導體層及非晶石夕層中選 層及一通道層；形成一像素電 極絕緣膜上的透明導電層；在 電極及一 >及極電極，且形成數 線正交於該閘極匯流排線；在 極之處的閘極絕緣膜上形成一 方式可暴露出閘極匯流排線上 數電極，作為在鈍化膜上的一 計數電極與該閘極匯流排線上 中以包含鋁的金屬獏製造各閘

由下文中的說明可更進一步了解本發明之特徵及優 點’閱讀時並請參考附圖。 、 <較佳具體實施例之詳細描述> 下文將詳細說明本發明 元件以相同的標示表示。 請參考附圖。各圖中相同的

第12頁 1226471 # __案號 89Π2252 五、發明說明（6) 年 修正 本發明實施例中的邊緣電場驅動液晶顯示器包含一下 基體，一上基體，此上基體與下基體相對，而且兩者之間 間隔一段預定的距離，及一液晶層，此液晶層介於上基體 及下基體之間。在本實施例中，只說明下基體的結構，考 量上基體，液晶層及其他的光學元件之結構同於習知技術 中使用的邊緣電場驅動液晶顯示器，因此其細節不再說 明。 首先，現在請參考第2圖，閘極匯流排線3 1在第2圖之 平面的X方向延伸，而閘極匯流排線3 1在垂直於X方向的y 方向延伸，其中間隔一段可容納一單位像素的空間，此空 間具有矩形的形狀。該閘極匯流排線由包含鋁（其導電性 優於MoW或Cr)的金屬膜製造成，如Al/Mo，或AINd/Mo膜。 而且，閘極匯流排線31包含一對遮蔽區3 1 a，3 1 b，對各像

素提供此遮蔽區，其方式可令該對遮蔽區31a&31b向數據 匯流排線36延伸。在此，遮蔽區31a，31b的功能為防止在 數據匯流排線36及之間產生橫向連結，其中該像素電極的 產生此將於下文中加以說明。另外，該對遮蔽區3丨a，3b 及閘極匯流排線3 1也無法輔助容端儲存電極。而且，當 對應的閘極匯流排線3 1中產生缺點中，用於切割閘極匯 排線31的開槽Η在兩數據匯流排線36數位之閘極匯流排讀 31的一部位中形成。閘極絕緣膜（圖中沒有顯示）介於閘 匯流排線31及數據匯流排線36之間，因此可使得兩者之 互相絕緣。在閉極絕緣膜的下方產生開極匯流排線31， 在閘極絕緣膜的上方形成閘極匯流排線31。薄膜電晶體

第13頁 ^^J9U2252 五、發明說明（7) 丁 F 丁的定位可入 交又。 7閑極匯流排線3 1及數據匯流排線3 6彼此相 絕緣膜上U:的空間中形成各個像素電極。在此在閘極 …，各素電極35。像素電極35包含齒形區域 平行，及遠技斗間隔奴相同的距離，而且彼此之間相互 體TFT中_ 端部位的桿區域35b，此區域與薄膜電晶 材料材料而定疋的：位相接觸。該像素電極35由透明導電 丁何行而疋，例如為一 IT()層。 極與ίΓ=3=Γ:二數電極38,使得計數電 配置一赫彳卜rv 重®。在像素電極35及計數電極38之間 上形& # I圖中沒有顯示），其中計數電極38在鈍化膜 =二=數電極38使成板形或者是齒形，其方式可 屯1"，、像素電極3 5共同動作以產生一邊緣電場。 前輪匯流排線31相接觸，=二 = 存電極之用。圖中的參考符號"CT"表示一接 4可ί ί :施!:中，形成像素電極35及計數電極38，其方 距離小於上及下基體之間的晶胞間距， 口此在像素包極35及計數電極38之間形成一邊緣電場。 決定計數電極38及像辛雷^ 邊、、象電琢 展言電極35的見度，使得在電極35及38 上存在的液曰曰/刀子可由邊緣電場充分地致動。 η此後：此將於下文中加以說明依據上述說明製造邊緣 電場驅動液晶顯示器的方法^。 現在請參考第2圖至第4圖，其表示將包含鋁的金屬 Ϊ226471 五、

案號 891122W 曰 修正 發明說明（8) 膜’如Al/Mo或AINd之金屬膜沉積在下基體30上，使使得 一預定的厚度。然後，包含鋁之金屬膜中一區域的部位上 圖樣，因此形成閘極匯流排線3 1，此閘極匯流排線具有該 對遮蔽區31a，31b。此後，在下基體30上沉積閘極絕緣膜 在下基體上形成閘極匯流排線3 1。在此，閘極絕緣膜 3 2由一薄層製造成，該層由氧化矽層而氮化矽層架構成。 序在閘極絕緣膜32上沉積一非晶碎層及' —推雜之半導體 層’將此數層上圖樣，以包含非晶石夕層3 1中一選擇的部 位’在此形成通道層3 3及歐姆層3 4。在閘極絕緣膜3 2上沉

積一第一 IT0層，而該閘極絕緣膜32上形成通道層33及歐 姆層34。此時，因為第一IT0層已上圖樣到單位像素的空 間中（在通道層3 3的側向），所以形成像素電極3 5。此時， 像素電極35上圖樣以包含多個齒部位35a，此後，用於如 Mo/Al/Mo膜的數據匯流排線的金屬膜沉積在閘極絕緣膜32 上，該閘極絕緣膜32上形成該像素電極35。其次，上圖樣 該用於數據匯流排線之金屬膜中的一部位，於通道層以的 兩側邊形成汲極電極及源極電極36a&36b，且數據匯流排 線36垂直閘極匯流排線31。此時，該汲極電極36b與像素 電極35的桿區域35b相接觸。然後，暴露出歐姆層^，使 具f源極電極及汲極電極36a&36b的材料，且上圖樣該歐 時，完成薄膜電晶體m。在此，可以反向的程 :極電極36a，汲極電極36b，且數據匯流排線Μ。 ，成，丨M37使具有-所選擇的厚度於該閘極絕緣麟 甲極絕緣膜32上更形成薄膜電晶體71?了及像素電極

8911^52 1226471

五、發明說明（9) 35。此時，蝕刻鈍化膜37及閘極絕緣膜32中經 位’其方式可使得閘極匯流排線3 1中所選 却的邠 來。此後，在鈍化膜37上沉積第二IT〇，其方H位暴=出 第~ I TO層與閘極匯流排線3丨中暴露的部位^ j使彳于忒 $第二m層，使得第二定位第二IT0層，於^觸象上圖 的空間中，在此形成計數電極38。此時，計C極 極匯流排線31的前端相接觸。如上文中所說明】：8與閘 本發明並不受限於上述說明的實施例。 春從上文中的說明可以了解，在此實施例中，形成且 二形外廊的像素電極，且形成計數電極使具有板形的^ =。但是，熟習本技術者應可以了解形成像素電極及叶數 $極以定義可以產生一邊緣電場之所有可能的外觀。例 ^，形成像素電極及計數電極，其方式使得前者具有板形 的外觀’而後者具有齒形的外觀，或者是可使得像素電^ 及計數電極，使得兩者均具有梳齒形狀的外觀。 μ 依據本發明的邊緣電場驅動液晶顯示器之工作效應此 將於下文中加以說明。 首先，因為形成計數電極3 8的平面不同於閘極匯流排 線3 1的平面，而是在鈍化膜3 7上形成該計數電極，所以可 以包含鋁的金屬膜形成該閘極匯流排線3丨。因此，因為閘 玉匯流排線3 1的延遲已回應得改進，且因此，閘極匯流排 線31的寬度可減少。結果，光圈比因而增加。 而且，因為如Al/Mo膜，AINd/Mo膜的鉬層膜作為用於 閉拖匯流排線3 1的金屬膜，所以當閘極匯流排線3 1及計數

第16頁 1226471 a

SjL· 案號 89112252 五、發明說明（10) =極彼此互相接觸時，A1及IT〇沒有直接 遠了接觸電阻。 、，、°禾 改 而且，由於在像素電極35及計數電極38之 膜，所以可減少像素電極35及計數 ：間：鈍 離，而提升了辅助電容。 < 間的距 雖然文中已應較佳實施例說明本發明， :需了解可對上述實施例加以更改及變更，而不偏離 的精神及觀點，本發明的精神及觀點應該包括在本發明 的申請專利範圍内。

第17頁 1226471 _案號89112252_年月曰 修正_ 圖式簡單說明 第1圖示習見之邊緣電場驅動液晶顯示器的截面示 圖。 第2圖示依據本發明之一實施例之邊緣電場驅動液晶 顯示器的平面示圖。 第3圖示沿第2圖之線I I Γ - I I Γ的截面示圖。 第4圖示沿第2圖之線IV’ -IV’的截面示圖。 圖式中元件名稱與符號 1 1 :下基體 1 2 :計數電極 13 :閘極匯流排線 1 5 :閘極絕緣膜 1 7 :預定通道層 18 :歐姆層 1 9 a :源極電極 1 9 b :汲極電極 2 0 :鈍化膜 21 :像素電極 30 :下基體 31 :閘極匯流排線 31a，31b :遮蔽區 3 2 :閘極絕緣膜 33 :通道層 3 4 :歐姆層 3 5 :像素電極

第18頁 1226471 _案號89112252_年月日_修正 圖式簡單說明 3 5a :齒形區域 35b :桿區域 36 ： 數據匯流排線 3 6a :源極電極 36b :汲極電極 37 : 鈍化膜 38 : 計數電極 CT ： 接觸區域

第19頁

Claims (1)

1226471 案號 891122W

六、申請專利範圍 1 · 一種邊緣電場驅動液晶顯示器，包含· 一下基體； ° * 線； •夕個/口下基體上之一選擇之方向延伸的閘極匯流排 多個配置在下基體上的數據匯 使得該數據匯流排線與該多個閘極 成一單位像素； 流排線’其配置方式可 匯流排線相交又，以形 一閘極絕緣膜， 流排線彼此互相絕緣 一薄膜電晶體， 數據匯流排線彼此相 用於使得该閘極匯流排線及該數據匯 y 定位此薄膜電晶體於閘極匯流排線及 交叉處；

在閘 膜電晶體 在該 素電極， 及計數電 一介 其中 極，且以 2 ·如 器，其中 3 ·如 器，其中 像素之閘 極絕緣膜上形 ’且配 極上重 相接觸 像素電 以形成 極上所 於該像 從一透 包含鋁 申請專 該包含 申請專 該計數 極匯流 一邊緣 有的液 素電極 明導電 的金屬 利範圍 鋁的金 利範圍 電極上 排線的 成的:像素電極，此像素電極與薄 置在單位像素的空間中； :的冲數電極，該計數電極合併搞 ^場，此邊緣電場啟動在像素電指 晶分子，以及 一 及計數電極之間的鈍化膜； 材料製造該像素電極及該計數電 膜I造该多個閘極匯流排線。 第1項之邊緣電場驅動液晶顯示 ，膜為Al/Mo，或AINd/Mo 膜。 第1項之邊緣電場驅動液晶顯示 的一預定之部位與選擇該相對單十 先如之閘極匯流排線相接觸。

_ 案號 8911^52 1226471 六、申請專利範圍 4=請專利範圍第i項之邊緣電場 器，其中在像素電極及數據匯流排線之間另外形成員—不 區，其方式可使得遮蔽區與數據匿流排線平行 = 蔽住由像素電極及數據匯流排線之間所形成的一办’且遮 ^5二!；專邊緣電場驅動液晶V示。 為 亥遮蔽區與遠擇早位像素之閘極匯流排崎夕止乂 的閘極匯流排線相接觸。 '泉之先刚 器 縫 請專利範圍第！項之邊緣電場驅動液晶 /、4閘極m流排線包含用☆切割各個單位像素的狹 7 · 種邊緣電場驅動液晶顯示器，包含· 一下基體； 11 · 線 夕個〜下基體上之〆選擇之方向延伸的閘極匯流排 多個配置在下基體上的數據匯流排飧，1』 使媒姑虹# k 丨L拼綠，具配置方式可 成-Ϊ位像Ϊ流排線與該多個閘極匯流排線相交又，以形 流排：緣用於使得該閉極匯流排線及該數據匯 缚Μ電晶體’定位此薄膜電θ 數據匯流棑妗分LL 4 ^ 日日體於閘極匯 排線及 ^ ’爪徘線彼此相交叉處； 在閘極絕緣膜上形成的一像素 膜電晶體相桩鎚R ^ ^ ,电位此像案電極與薄 =相接觸，且配置在早位像素的空間中； 在该像素電極上重4的計數電極，該計數電極合併像

第21頁 曰 修正 素電極’以形成一邊緣電場，此邊緣電場啟動在像素電極 及計數電極上所有的液晶分子，以及 一介於該像素電極及計數電極之間的鈍化膜； # M i中該閘極匯流排線包含一對遮蔽區，此遮蔽區位在 W象素電極及該數據匯流排線之間，其方式可使得該對遮 蔽區與違數據匯流排線平行延伸； 其中由透明導電材料製造該像素電極及計數電極 以 及 其中由包含鋁的金屬犋製造該多個閘極匯流排線。 ? ί利範圍第7項之邊緣電場驅動液晶顯示 其中该包含鋁的金屬骐為Α1/Μο，或A1Nd/M〇膜。 9 ’ 1^ r專利範圍第8項之邊緣電場驅動液晶顯示 其邊计數電極上的—預定之部位與相對 像素之問極匯流排線的先前之間 ：對乎位 10.:申請專利範圍第7項之邊緣電場驅m 其中該開極匯流排線包含用於切割各個= 狹 器 器 器 縫 11· 一種製造邊緣電場驅動液 包含下列步驟·· 日日♦.、、員不器的方法，該方 在一下基體的一預定區域上形成 遮蔽區； X 法 閘極匯流排線及 在該下基體上沉積_閘極絕緣 摻雜的半導體層； 、 非晶石夕層，及 上圖樣摻雜之半導體層 及非晶矽層中選擇的部位，因

1226471 _#號 8911桃9— 申請專利範圍 此形成一歐姆層及一通道層， 形成一像素電極，作為 的透明導電層； 、κ θ之一側閘極絕緣膜上 在通道層的兩側邊形成_源 形成數據匿流排線，此數據 f及極電極，且 線； 匚机排線正父於該閘極匯流排

在形成數據匯流排線及像素 形成一鈍化膜； 電極之處的閘極絕緣膜上 蝕刻該鈍化膜 的部位；以及 其方式可暴露出閘極匯流排線上預定 形成一計數電極，作為在鈍化膜上的一透明導電層， 其方式可使得計數電極與該閘極匯流排線上暴露出來的部 位相接觸； 其中以包含銘的金屬膜製造各閘極匯流排線及遮蔽 區。

1 2 ·如申請專利範圍第11項之方法，其中該包含鋁的 金屬膜為Al/Mo，或AINd/Mo膜。

第23頁