專利名稱：平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示器件及其制造方法，更加具體地說，本發(fā)明涉及一種平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
液晶顯示器件可以分兩種類型，一種類型是經(jīng)過取向的液晶分子的分子軸在垂直于顯示圖像的基片的平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，另一種類型是經(jīng)過取向的液晶分子的分子軸在平行于顯示圖像的基片的平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
前一種類型的液晶顯示器件的典型是扭曲向列(TN)模式液晶顯示器件，后一種類型稱之為平面內(nèi)開關(guān)(IPS)模式液晶顯示器件。
由于觀看者只能在液晶分子短軸延伸的方向觀看IPS液晶顯示器件，即使他/她移動移動他/她的著眼點，液晶分子的排列方式也和觀察角度無關(guān)，并且相應(yīng)地，ISP液晶顯示器件可能為觀看者呈現(xiàn)出比TN模式更寬的觀察角。
因此，近來，IPS模式的液晶顯示器件比TN模式液晶顯示器件流行的更為廣泛。
例如，日本專利申請出版物NO.2000-89240(日本專利NO.3125872)、日本專利申請出版物NO.2000-81637、日本專利NO.2973934都已經(jīng)提出過平面內(nèi)開關(guān)模式液晶顯示器件。
作為常規(guī)的平面內(nèi)開關(guān)模式液晶顯示器件的一個典型的例子，在圖1和2中表示出在日本專利申請出版物NO.2000-89240中提出的液晶顯示器件。圖1是這個液晶顯示器件的平面圖，圖2是沿圖1的線II-II取的剖面圖。
如圖1和2所示，公共電極103和公共電極105存在于掃描線101和數(shù)據(jù)線102的上方并且與掃描線101和數(shù)據(jù)線102重疊。
在如圖1所示的常規(guī)的的液晶顯示器件中，雖然公共電極103和公共電極105屏蔽了掃描線101和數(shù)據(jù)線102，但是公共電極103如圖2所示只在一個層間絕緣膜104上形成。結(jié)果，如圖1和2所示的常規(guī)的液晶顯示器件常伴有下述問題。
如果公共電極線105由導(dǎo)電透明膜構(gòu)成，那么，公共電極線105就有可能有一個高的接線電阻，其結(jié)果是在公共電極線105中產(chǎn)生延遲，并且還會在在掃描線的延伸方向產(chǎn)生與圖像的圖案有關(guān)的交叉干擾。
另一方面，如果公共電極線105由不透明的金屬膜構(gòu)成，液晶可能通過一個取向膜與不透明的金屬膜接觸，因此，在向公共電極線105加直流電壓時，不透明的金屬與液晶發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致不透明的金屬融合在液晶層內(nèi)。這可能會在顯示屏幕中產(chǎn)生斑點。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于常規(guī)的平面內(nèi)開關(guān)模式液晶顯示器件中存在的上述的問題，本發(fā)明的一個目的是提供一種平面內(nèi)開關(guān)模式液晶顯示器件，它能夠在可以穩(wěn)定顯示圖像的層間絕緣膜的下面安排一個低電阻的公共電極線，并且能夠增加數(shù)字孔徑。
按照本發(fā)明的一個方面，提供一種平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件，它包括(a)第一基片，(b)位于第一基片對面的第二基片，和(c)夾在第一基片和第二基片之間的一個液晶層。第一基片包括具有柵極、漏極、和源極的薄膜晶體管，與要驅(qū)動的像素相連的像素電極，用于施加基準(zhǔn)電壓的一個公共電極，數(shù)據(jù)線，掃描線，和公共電極線。柵極電連接到掃描線，漏極電連接到數(shù)據(jù)線，源極電連接到像素電極，公共電極電連接到公共電極線。通過基本上平行于第一基片的平面并且在像素電極和公共電極之間施加的電場，使液晶層內(nèi)液晶分子的分子軸在平行于第一基片的平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，由此來顯示圖像。掃描線和公共電極線相互平行地在一個公共層中形成。公共電極與數(shù)據(jù)線和掃描線重疊，在它們之間有一個層間絕緣膜。在圍繞掃描線的每一側(cè)單獨形成公共電極線。公共電極通過穿透層間絕緣膜形成的一個接觸孔電連接到公共電極線，并且公共電極遮蓋在掃描線和公共電極線之間形成的一個間隙。
在按照本發(fā)明的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件中，掃描線和數(shù)據(jù)線由公共電極遮蓋，在它們之間夾有一個層間絕緣膜。于是，從掃描線和數(shù)據(jù)線泄漏的電場由公共電極屏蔽，結(jié)果，有可能擴(kuò)大可由像素電極和公共電極控制的顯示區(qū)域。這還帶來一個附加的優(yōu)點可減小公共電極線占據(jù)的面積。
在常規(guī)的平面內(nèi)開關(guān)模式液晶顯示器件中，為了屏蔽從掃描線泄漏的電場，將公共電極線安排在圍繞掃描線的相對側(cè)。與此相反，在按照本發(fā)明的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件中，因為將公共電極設(shè)計成具有屏蔽從掃描線泄漏的電場的功能，因此有可能將屏蔽從掃描線泄漏的電場的公共電極線的數(shù)目減小為一條。
在按照本發(fā)明的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件中，像素電極和公共電極是在相互不同的層內(nèi)形成的，從而有可能保證可以防止像素和公共電極相互短路。
公共電極通過穿透層間絕緣膜形成的一個接觸孔電連接公共電極線。因此，有可能減小公共電極的電阻，因而有可能減小顯示圖像的缺陷，如由信號延遲引起的交叉干擾。
由于將公共電極設(shè)計成能遮蓋在掃描線和公共電極線之間形成的間隙，因此公共電極能夠完全屏蔽在掃描線和公共電極線之間產(chǎn)生的水平電場。
按照本發(fā)明的另一個方面，提供一種制造平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件的方法，所說的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件包括(a)第一基片，(b)位于第一基片對面的第二基片，和(c)夾在第一基片和第二基片之間的一個液晶層；第一基片包括(a1)具有柵極、漏極、和源極的薄膜晶體管，(a2)與要驅(qū)動的像素相連的像素電極，(a3)用于施加基準(zhǔn)電壓的一個公共電極，(a4)數(shù)據(jù)線，(a5)掃描線，和(a6)公共電極線；柵極電連接到掃描線，漏極電連接到數(shù)據(jù)線，源極電連接到像素電極，公共電極電連接到公共電極線；并且通過基本上平行于第一基片的平面并且在像素電極和公共電極之間施加的電場，使液晶層內(nèi)液晶分子的分子軸在平行于第一基片的平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，由此來顯示圖像。所說的方法包括如下步驟(a)在一個公共層中形成相互平行的掃描線和公共電極線，其中在圍繞公共電極線的每一側(cè)單個地形成公共電極線，(b)在數(shù)據(jù)線和掃描線的上方形成一個層間絕緣膜，(c)穿透層間絕緣膜形成一個接觸孔，(d)在層間絕緣膜上形成公共電極，以使公共電極通過這個接觸孔電連接到公共電極線上，并且使公共電極遮蓋在掃描線和公共電極線之間形成的間隙。


圖1是常規(guī)的平面內(nèi)開關(guān)模式液晶顯示器件的平面圖；圖2是沿圖1的II-II線取的剖面圖；圖3是按照本發(fā)明的第一個實施例的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件的平面圖；圖4是沿圖3的IV-IV線取的剖面圖；圖5是按照本發(fā)明的第一個實施例液晶顯示器件的電路圖；圖6是保護(hù)電路的第一例的平面圖；圖7是保護(hù)電路第二例的平面圖；圖8是數(shù)據(jù)線形狀的第一例的平面圖；圖9是數(shù)據(jù)線形狀的第二例的平面圖；圖10是表示按照本發(fā)明的第一個實施例的液晶顯示器件的特征之一的曲線圖；圖11是表示按照本發(fā)明的第一個實施例的液晶顯示器件的特征之一的曲線圖；圖12是表示按照本發(fā)明的第一個實施例的液晶顯示器件的特征之一的曲線圖；圖13是表示按照本發(fā)明的第一個實施例的液晶顯示器件的特征之一的曲線圖；圖14是按照本發(fā)明的第一個實施例的液晶顯示器件的一個部分平向圖；圖15是表示按照本發(fā)明的第一個實施例的液晶顯示器件的特征之一的曲線圖；圖16A-16G是按照本發(fā)明的第一個實施例的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件的剖面圖，說明其制造方法的相應(yīng)步驟；圖17是按照本發(fā)明的第二個實施例的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件的剖面圖；圖18A-18I是按照本發(fā)明的第二個實施例的液晶顯示器件的剖面圖，說明它的制造方法的相應(yīng)步驟；圖19是按照本發(fā)明的第三個實施例的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件的剖面圖；圖20是按照本發(fā)明的第四個實施例的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件的剖面圖；圖21是按照本發(fā)明的第五個實施例的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件的剖面圖；圖22是按照本發(fā)明的第六個實施例的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件的剖面圖；圖23是按照本發(fā)明的第七個實施例的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件的剖面圖；圖24是按照本發(fā)明的第八個實施例的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件的平面圖；圖25是沿圖24的XXV-XXV線取的剖面圖；圖26是說明圖24的液晶顯示器件的剖面圖；圖27是按照本發(fā)明的第九個實施例的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件的平面圖；圖28是沿圖27的XXVIII-XXVIII線取的剖面圖；圖29是按照本發(fā)明的第十個實施例的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件的平面圖；圖30是沿圖29的XXX-XXX線取的剖面圖；圖31是按照本發(fā)明的第十一個實施例的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件的平面圖；圖32是沿圖31的XXXII-XXXII線取的剖面圖；圖33A是一個平面圖，說明要形成接觸孔的位置的第一例；圖33B是一個平面圖，說明要形成接觸孔的位置的第二例；圖34是一個平面圖，說明要形成接觸孔的位置的第三例；圖35是按照本發(fā)明的第十三個實施例的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件的剖面圖；圖36是按照本發(fā)明的第十四個實施例的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件的剖面圖；圖37是按照本發(fā)明的第十六個實施例的電子器件的第一例的方塊圖；圖38是按照本發(fā)明的第十六個實施例的電子器件的第二例的方塊圖。
具體實施例方式
第一實施例圖3、4、5表示的是按照本發(fā)明的第一個實施例的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件。圖3是按照本發(fā)明的第一個實施例的有源矩陣型液晶顯示器件10的平面圖，圖4是沿圖3的IV-IV線取的剖面圖，圖5是如圖3所示的液晶顯示器件10的一個像素的電路圖。
如圖4所示，液晶顯示器件10包括有源器件基片11、對置基片12、和夾在有源器件基片11與對置基片12之間的液晶層13。
對置基片12包括電絕緣透明基片16、在電絕緣透明基片16上以矩陣形式形成的用作遮光膜的黑色矩陣層17、在電絕緣透明基片16上形成的以致于與黑色矩陣層17部分重疊的一個彩色層18、和覆蓋黑色矩陣層17以及彩色層18的一個透明外包層19。
對置基片12在電絕緣透明基片16的上表面上進(jìn)一步包括一個導(dǎo)電透明層(未示出)，以防止由于液晶顯示器板與其它材料接觸產(chǎn)生的電荷對液晶層施加電干擾。
彩色層18由其中包含紅(R)、綠(G)、和藍(lán)(B)染料的樹脂膜構(gòu)成。
有源器件基片11包括電絕緣透明基片22、在電絕緣透明基片22上形成的并且確定柵極30a(見圖5)和公共電極線21的第一金屬層40a、在電絕緣透明基片22上形成的并且覆蓋第一金屬層40a的柵極絕緣膜23、在柵極絕緣膜23上形成的一個島狀非晶硅膜30b、在柵極絕緣膜23上形成的并且確定數(shù)據(jù)線24、源極30c、和像素電極25的第二金屬層40b、在柵極絕緣膜23上形成的并且覆第二金屬層40b的一個層間絕緣膜26、和在層間絕緣膜26上形成的并且由透明材料構(gòu)成的公共電極27。
島狀非晶硅膜30b、數(shù)據(jù)線24、和源極30b相互協(xié)同動作，由此確定一個薄膜晶體管(TFT)30。
在本說明書中，在有源器件基片11和對置基片12這兩者中，靠近液晶層13的層稱之為“上”層，遠(yuǎn)離液晶層13的層稱之為“下”層。
有源器件基片11和對置基片12都分別包括取向膜(未示出)，它們都與液晶層13接觸。對于取向膜進(jìn)行磨擦處理，以使液晶層13在一個方向L均勻取向，所說的方向L相對于公共電極27和像素電極25的延伸方向傾斜一個角度，這個角度的范圍為10-30度；然后分別將這兩個取向膜粘結(jié)到有源器件基片11和對置基片12上，使它們相互面對。上述角度稱之為液晶分子的初始取向方向。
有源器件基片11包括粘結(jié)到電絕緣透明基片22的下表面的一個偏振片(未示出)，類似地，對置基片12也包括粘結(jié)到上述在電絕緣透明基片16上形成的導(dǎo)電層上的一個偏振片(未示出)。對于有源器件基片11的偏振片進(jìn)行設(shè)計，以使此偏振片的偏振軸垂直于一個磨擦軸；并且對于對置基片12的偏振片進(jìn)行設(shè)計，以使此偏振片的偏振軸平行于這個磨擦軸。即，這兩個偏振片的偏振軸相互垂直。
在有源器件基片11和對置基片12之間夾持墊塊28(在圖4中僅示出它們當(dāng)中的一個)，以保證液晶層13的厚度，并且在有源器件基片11和對置基片12之間圍繞液晶層13形成一個密封部件(未示出)，以避免液晶分子泄漏。
數(shù)據(jù)信號發(fā)送到數(shù)據(jù)線24，基準(zhǔn)電壓加到公共電極線21和公共電極27，掃描信號發(fā)送到掃描線20。
如圖3所示，在掃描線20和數(shù)據(jù)線24交叉的每個交叉點，為每個像素制作一個薄膜晶體管30。即，將薄膜晶體管30設(shè)計成與數(shù)據(jù)線24直接電接觸。
具體來說，將如圖1所示的常規(guī)的平面內(nèi)開關(guān)模式液晶顯示器件設(shè)計成包括漏極，這個漏極由從數(shù)據(jù)線伸出的電極構(gòu)成。與此相反，按照本發(fā)明的第一個實施例的液晶顯示器件10使得不再需要形成這樣一個電極成為可能，這是因為設(shè)計薄膜晶體管30是為了與數(shù)據(jù)線24產(chǎn)生直接電接觸的。
柵極30a、漏極、和源極30a分別電連接到掃描線20、數(shù)據(jù)線24、和像素電極25。
可以對按照本發(fā)明的第一個實施例的液晶顯示器件進(jìn)行設(shè)計，使其包括一個保護(hù)電路，用于保護(hù)數(shù)據(jù)線24和掃描線20。
圖6是保護(hù)電路的第一例的平面圖。
數(shù)據(jù)線24圍繞顯示屏幕通過保護(hù)電路接線24A、接觸孔23a、和保護(hù)電路接線20A電連接到保護(hù)電路41；其中保護(hù)電路接線24A和形成數(shù)據(jù)線24的層在同一層中形成，接觸孔23a是穿透柵極絕緣膜23形成的，并且保護(hù)電路接線20A和形成掃描線20的層在同一層中形成。
類似地，掃描線20圍繞顯示屏幕通過保護(hù)電路接線20B、接觸孔23c、和保護(hù)電路接線24B電連接到保護(hù)電路42；其中保護(hù)電路接線20B和形成掃描線20的層在同一層中形成，接觸孔23c是穿透柵極絕緣膜23上形成的，并且保護(hù)電路接線24B和形成數(shù)據(jù)線24的層在同一層中形成。
圖7是保護(hù)電路的第二例的平面圖。
數(shù)據(jù)線24圍繞顯示屏幕通過保護(hù)電路接線24A、接觸孔26a、導(dǎo)電圖形43、和保護(hù)電路接線20A電連接到保護(hù)電路41；其中保護(hù)電路接線24A和形成數(shù)據(jù)線24的層在同一層中形成，接觸孔26a是穿透層間絕緣膜26形成的，導(dǎo)電圖形43在層間絕緣膜26上形成，并且保護(hù)電路接線20A和形成掃描線20的層在同一層中形成。
類似地，掃描線20圍繞顯示屏幕通過保護(hù)電路接線20B、接觸孔26b、導(dǎo)電圖形43、和保護(hù)電路接線24B電連接到保護(hù)電路42；其中保護(hù)電路接線20B和形成掃描線20的層在同一層中形成，接觸孔26b是穿透層間絕緣膜26形成的，并且保護(hù)電路接線24B和形成數(shù)據(jù)線24的層在同一層中形成。
保護(hù)電路41和42的優(yōu)點在于即使異常電壓加到掃描線20或數(shù)據(jù)線24，保護(hù)電路41和42也能使這樣一個異常電壓通過它們逃逸，其結(jié)果是能夠保持掃描線20或數(shù)據(jù)線24上的電壓穩(wěn)定。
在如圖3和4所示的按照本發(fā)明的第一個實施例所述的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件中，在電絕緣透明基片22上的一個公共層中相互平行地形成掃描線20和公共電極線21。
在圍繞掃描線20的一側(cè)單個地形成公共電極線21，如圖4所示。
公共電極27與數(shù)據(jù)線24和掃描線20重迭，在它們之間夾持有柵極絕緣膜23和層間絕緣膜26，公共電極27并且遮蓋在掃描線20和公共電極線21之間形成的一個間隙。
如圖3所示，公共電極27在薄膜晶體管30的溝道的上方利用開口27a(由虛線包圍的區(qū)域)形成，薄膜晶體管30的溝道是通過這個開口27a露出來的。開口27a具有一個位于溝道內(nèi)部的端部，并且這個端部遠(yuǎn)離溝道的這個端部預(yù)定距離。這就是說，開口27a類似于薄膜晶體管30的溝道。
如圖3和4所示，當(dāng)從上方觀察時，公共電極27的這個開口27a是由黑色矩陣層17(由虛線包圍的區(qū)域)覆蓋的。
如圖3所示，黑色矩陣層17在薄膜晶體管30的上方形成，使黑色矩陣層17能夠遮擋薄膜晶體管30。即，黑色矩陣層17有一個防止光進(jìn)入薄膜晶體管30所必須的最小面積。此外，黑色矩陣層17不得遮蓋掃描線20和數(shù)據(jù)線24，并且黑色矩陣層17只作為一個島狀圖形形成在薄膜晶體管30的上方。
接觸孔29是穿透柵極絕緣膜23和層間絕緣膜26形成的。接觸孔29中填充有導(dǎo)電材料。公共電極27通過填充接觸孔29的導(dǎo)電材料與公共電極21電接觸。
設(shè)計每個彩色層18，使其具有一個平行于數(shù)據(jù)線24延伸的邊緣。
如圖8所示，數(shù)據(jù)線24可以設(shè)計成一條直線。作為一種替換，如圖9所示，數(shù)據(jù)線24可以設(shè)計成一條曲線。在這兩種情況下，彩色層18的邊緣都設(shè)計成平行于數(shù)據(jù)線24延伸。
公共電極27由作為導(dǎo)電透明材料之一的ITO(銦錫氧化物)構(gòu)成。
在按照本發(fā)明的第一個實施例的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件10中，在通過掃描線20傳送的掃描信號選擇的并且通過數(shù)據(jù)線24引入數(shù)據(jù)信號的一個像素中，在公共電極27和像素電極25之間產(chǎn)生平行于電絕緣基片16和22的電場。液晶分子的取向方向按照這樣產(chǎn)生的電場在平行于電絕緣基片16和22的平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，借此可以顯示圖像。
按照本發(fā)明的第一個實施例的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件10可以提供如下的優(yōu)點。
在按照本發(fā)明的第一個實施例的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件10中，掃描線20和數(shù)據(jù)線24由公共電極27遮蓋，在它們之間夾持一個層間絕緣膜26。于是，通過公共電極27可以屏蔽從掃描線20和數(shù)據(jù)線24泄漏的電場，結(jié)果，有可能擴(kuò)大可由像素電極25和公共電極27控制的顯示區(qū)域。
公共電極27通過在穿透層間絕緣膜26形成的接觸孔29電連接到公共電極21。因此，有可能減小公共電極27的電阻，因此有可能減小顯示圖像中的缺陷，如由信號延遲引起的交叉干擾。
由于如以上所述通過公共電極27屏蔽了從掃描線20和數(shù)據(jù)線27泄漏的電場，所以可以減小公共電極線21占據(jù)的面積。
在如圖1所示常規(guī)的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件中，將公共電極線105將被安排在圍繞掃描線101的相對側(cè)，以屏蔽從掃描線101泄漏的電場。與此相反，在按照本發(fā)明的第一個實施例的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件10中，由于將公共電極27設(shè)計成具有屏蔽從掃描線20泄漏的電場的功能，因此有可能減小用于屏蔽從掃描線20泄漏的電場的公共電極線21的數(shù)目到一個。此外，公共電極27和掃描線20之間的空間也被公共電極27屏蔽，因此不需要設(shè)在對面基片上的用于防止這個空間的光泄漏的屏蔽層。因此孔徑比例可以做的很高。
在按照本發(fā)明的第一個實施例的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件10中，像素電極25和公共電極線27是在不同的層中形成的，因此可以保證有可能防止像素電極25和公共電極線27相互短路，因此還有可能提高制造液晶顯示器件10的生產(chǎn)效率。
由于在按照本發(fā)明的第一個實施例的液晶顯示器件10中公共電極27是由銦錫氧化物(ITO)這種導(dǎo)電透明材料構(gòu)成的，因此有可能增加數(shù)字孔徑。
在按照本發(fā)明的第一個實施例的液晶顯示器件10中，將薄膜晶體管30設(shè)計成與數(shù)據(jù)線24直接電接觸。于是，不再需要形成從漏極開始延伸的電極，而在如圖1所示的常規(guī)的平面內(nèi)開關(guān)模式液晶顯示器件中，這個電極是必須形成的。這就可以保證在像素中薄膜晶體管30占據(jù)的面積是最小的。此外，有可能將數(shù)字孔徑增加到與上述的電極的面積相當(dāng)?shù)某潭?，而這個電極在液晶顯示器件10中不再是必須形成的。
在按照本發(fā)明的第一個實施例的液晶顯示器件10中，如圖3所示，黑色矩陣層17只在薄膜晶體管30的上方形成，因此黑色矩陣層17遮蓋了薄膜晶體管30。即，將黑色矩陣層17設(shè)計成具有可防止光進(jìn)入薄膜晶體管30所必須的最小面積，以保證數(shù)字孔徑的增加。
對于彩色層18進(jìn)行安排，以使相鄰的彩色層之間沒有間隙存在并且相互部分地重疊。這將保證能夠防止可以顯示的彩色范圍變窄，因此可以提高顯示質(zhì)量。
在按照本發(fā)明的第一個實施例的液晶顯示器件10中，對于每一個彩色層18進(jìn)行設(shè)計，使其具有平行于數(shù)據(jù)線24延伸的一個邊緣，從而可以防止不必要的遮光面積的增加，并且可以增加數(shù)字孔徑。
在按照本發(fā)明的第一個實施例的液晶顯示器件10中，在薄膜晶體管30的上方形成公共電極27，以使公共電極27與薄膜晶體管30重疊。這將保證公共電極27能夠防止水平電場從薄膜晶體管30泄漏出去。
如圖3所示，公共電極27是在薄膜晶體管30的一個溝道上方形成的，公共電極27有一個可以露出這個溝道的開口27a。公共電極27使從薄膜晶體管30泄漏出來的水平電場最小，并且有可能防止薄膜晶體管30的特征由于薄膜晶體管30的電壓的變化而發(fā)生變動。具體來說，當(dāng)按照柵極線的反轉(zhuǎn)過程驅(qū)動液晶顯示器件10的時候，形成具有開口27a的公共電極27是十分有益的，因為公共電極27的電壓將發(fā)生明顯的變化。
應(yīng)該說明的是，由于如圖3和4所示開口27a由黑色矩陣層17遮蓋，所以形成開口27a不會減小數(shù)字孔徑。
在按照本發(fā)明的第一個實施例的液晶顯示器件10中，黑色矩陣層17是在薄膜晶體管30的上方形成的，使得黑色矩陣層17能夠遮擋薄膜晶體管30。即，黑色矩陣層17具有防止光進(jìn)入薄膜晶體管30所必須的最小面積。此外，黑色矩陣層17只在薄膜晶體管30的上方形成，是一種島狀圖形。通過按照以上所述的方式形成黑色矩陣層17，有可能增加數(shù)字孔徑。
下面將說明按照本發(fā)明的第一個實施例的液晶顯示器件10的數(shù)字實例。
優(yōu)選地，當(dāng)從上方觀察時，公共電極27沿它的寬度方向在數(shù)據(jù)線24的上方延伸的距離等于或大于3微米。
本發(fā)明人進(jìn)行過實驗，目的是在尋找在數(shù)據(jù)線24上方的公共電極27的延伸距離和交叉干擾水平之間的關(guān)系。其結(jié)果如圖10所示。
觀看者可以看見交叉干擾的可見水平是3。
如圖10所示，當(dāng)公共電極27沿它的寬度方向在數(shù)據(jù)線24的上方延伸的距離等于約2.5微米時，交叉干擾水平等于3；當(dāng)延伸的距離大于2.5微米時，交叉干擾水平變?yōu)樾∮?。
公共電極27沿它的寬度方向在數(shù)據(jù)線24的上方延伸的距離必須等于或小于2.5微米，并且如果延伸的距離等于或大于3微米，則肯定可以保持交叉干擾水平低于可見水平。
優(yōu)選地，當(dāng)從上方觀察時，公共電極27沿它的寬度方向在數(shù)據(jù)線24的上方延伸的距離等于或大于1微米。
本發(fā)明人進(jìn)行了實驗，尋找在數(shù)據(jù)線24上方的公共電極27的延伸距離和交叉干擾水平之間的關(guān)系。其結(jié)果如圖11所示。
如圖11所示，當(dāng)公共電極27沿它的寬度方向在數(shù)據(jù)線24的上方延伸的距離等于約1微米時，交叉干擾水平等于3；當(dāng)延伸的距離大于1微米時，交叉干擾水平變?yōu)樾∮?。
因此，公共電極27沿它的寬度方向在掃描線20的上方延伸的距離必須等于或大于1.0微米，并且如果延伸的距離等于或大于例如1.5微米，則肯定可以保持交叉干擾水平低于可見水平。
此外，通過設(shè)計公共電極27沿它的寬度方向在掃描線20的上方延伸的距離等于或大于1.0微米，有可能避免不必要的電場從掃描線20上泄漏出去，并且因此還可能防止在顯示屏幕中顯示黑色時光從掃描線周圍泄漏。
優(yōu)選地，黑色矩陣層17的材料具有等于或大于1×1010Ω*cm的電阻率。
本發(fā)明人進(jìn)行實驗，尋找黑色矩陣層17的電阻率和亮度增加之間的關(guān)系。結(jié)果如圖12所示。
觀看者能夠識別亮度增加的亮度水平是1。換言之，可見水平是1。
如圖12所示，構(gòu)成黑色矩陣層17的材料的電阻率是1×109.5Ω*cm時，亮度水平變?yōu)榈扔诳梢娝?，即?，當(dāng)電阻率變?yōu)榇笥?×109.5Ω*cm時，亮度水平變?yōu)樾∮?。
因此，構(gòu)成黑色矩陣層17的材料的電阻率必須等于或大于1×109.5Ω*cm，并且如果這個電阻率等于或大于1×1010Ω*cm，則肯定可以保持亮度水平在可見水平之下。
電阻率等于或大于1×1010Ω*cm的材料的例子是氧化鈦，它是包含散布在其中的樹脂的黑色染料。
在液晶層13中的液晶的介電常數(shù)各向異性值Δε優(yōu)選地等于或大于9，更加優(yōu)選地等于或大于11。
本發(fā)明人進(jìn)行了實驗，以尋找液晶的介電常數(shù)各向異性值Δε和V-T峰值電壓之間的關(guān)系。其結(jié)果示于圖13中。在這里，V-T峰值電壓表示的是為了提供最大透射率在液晶兩端施加的電壓。
為了利用適當(dāng)?shù)碾妷候?qū)動液晶顯示器件，在一般情況下，優(yōu)選地將V-T峰值電壓設(shè)定為等于或小于6伏，更加優(yōu)選地設(shè)定為等于或小于5.5伏。例如，在像素電極和公共電極之間的有效電壓通常為5伏。
如圖13所示，當(dāng)介電常數(shù)各向異性值Δε等于約8.4，V-T峰值電壓等于6伏，并且當(dāng)介電常數(shù)各向異性值Δε等于約10.6，V-T峰值電壓等于5.5伏。
因此，液晶的介電常數(shù)各向異性值Δε必須等于或大于約8.4，并且因此，如果液晶的介電常數(shù)各向異性值Δε等于或大于9，才有可能保持V-T峰值電壓等于或小于6伏。進(jìn)而，如果液晶的介電常數(shù)各向異性值Δε等于或大于11，才有可能保持V-T峰值電壓等于或小于5.5伏，從而有可能保證；液晶顯示器件能夠相對迅速地被驅(qū)動。
構(gòu)成液晶層13的液晶的N/I點(透明點)優(yōu)選地等于或大于80℃，更加優(yōu)選地等于或大于90℃。
通過按照以上所述的方式設(shè)計N/I點，才有可能將按照本發(fā)明的第一個實施例的液晶顯示器件應(yīng)用到具有顯示單元的設(shè)備上，如蜂窩電話。
圖14是向上觀看時的平面圖，表示像素電極27、掃描線20、和公共電極線21之間的位置關(guān)系。
如圖14所示，像素電極27由多個第一部分27b和一個第二部分27c構(gòu)成，其中的第一部分27b為線形，并且相互平行地延伸，第二部分27c垂直于第一部分27b延伸并且在它們的與第一部分27b相互連接。
優(yōu)選地，第二部分27c與公共電極線21重疊，在這種情況下，在第二部分27c和公共電極線21之間可以形成一個累積電容32(見圖5)。
當(dāng)如圖14所示對于像素電極27進(jìn)行設(shè)計，使其包括第一部分27b和第二部分27c時，優(yōu)選的作法是，在下一級使第二部分27b與掃描線20分隔開的距離D等于或大于3微米。
本發(fā)明人進(jìn)行實驗，尋找距離D和掃描線20的接線電容之間的關(guān)系。結(jié)果示于圖15中。在圖15中，縱軸代表相對的接線電容，其中假定在顯示圖像中不引起任何問題的接線電容是10。
如果掃描線20的接線電容等于或小于10，在顯示圖像中不引起任何問題。如果掃描線20的接線電容等于或大于6，有可能提高顯示質(zhì)量。
如圖15所示，當(dāng)距離D等于約為0.6微米，接線電容等于約為10；當(dāng)距離D大于約為0.6微米，接線電容小于10。當(dāng)距離D等于約為2.4微米，接線電容等于約為6；當(dāng)距離D大于約為2.4微米，接線電容小于6。
因此，距離D必須等于或大于0.6微米，并且如果距離D等于或大于1.0微米，有可能避免在顯示圖像中出現(xiàn)問題。優(yōu)選地，距離D等于或大于2.4微米，并且如果距離D等于或大于3微米，有可能按照期望的方式顯示圖像。
像素電極25與公共電極27的第二部分27c和公共電極線21協(xié)同動作以便在它們之間確定累積電容32(見圖5)。
優(yōu)選地，對于彩色層18進(jìn)行安排，使相鄰的彩色層之間沒有間隙。
如果在相鄰的彩色層18之間存在間隙，就要引起一個問題當(dāng)顯示單色調(diào)時，就要使白色與某種顏色混合，因此使可以顯示的顏色范圍變窄。此外，如果用戶傾斜地觀看液晶顯示板，顯示的顏色可能移動一個傾斜的觀察角，這是因為觀察到的是已經(jīng)通過了某個像素的光，好像這個光來自于相鄰的像素似的。這些問題可以通過安排相鄰的像素使它們之間沒有間隙來解決。
為了安排相鄰的彩色層18使它們之間沒有間隙，可以安排相鄰的彩色層，使它們之間相互部分地重疊。例如，可以安排相鄰的彩色層18部分地相互重疊等于或大于3微米。
圖16A-16G是按照本發(fā)明的第一個實施例的液晶顯示器件10的有源器件基片11的剖面圖，說明它的制造方法的相應(yīng)的步驟。圖16A-16G中的每一個都包括3個附圖，即，從左邊開始依次為圍繞顯示屏幕的區(qū)域的剖面圖、像素的剖面圖、和像素的平面圖。
下面參照附圖16A-16G說明按照本發(fā)明的第一個實施例的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件的制造方法的實例。
如圖16A所示，在電絕緣透明基片22上形成第一金屬層40a。然后，對于第一金屬層40a進(jìn)行制圖處理，形成柵極30a、掃描線20、和公共電極線21。于是，同時形成柵極30a、掃描線20、和公共電極線21。
然后，如圖16B所示，在電絕緣透明基片22上形成柵極絕緣膜23，用柵極絕緣膜23覆蓋柵極30a、掃描線20、和公共電極線21。
然后，在柵極絕緣膜23上形成沒有摻雜任何雜質(zhì)的i層35a，并且在i層35a上形成摻雜n型雜質(zhì)的n層35b。
然后，如圖16C所示，對于i層35a和n層35b進(jìn)行制圖，形成作為薄膜晶體管30的一部分的一個島36。
然后，如圖16D所示，在柵極絕緣膜23和島36上形成由鉻構(gòu)成的第二金屬層40b，然后對于第二金屬層40b進(jìn)行制圖，形成數(shù)據(jù)線24和源極30c。
通過對于第二金屬層40b進(jìn)行制圖，同時形成像素電極25，但在圖中未示出。
然后，如圖16E所示，在柵極絕緣膜23上形成層間絕緣膜26，用于覆蓋數(shù)據(jù)線24、島36、和源極30c。
然后，如圖16F所示，形成穿透層間絕緣膜26和柵極絕緣膜23直達(dá)公共電極線21的接觸孔29，并且同時形成穿透層間絕緣膜26直達(dá)數(shù)據(jù)線24的接觸孔37。
然后，如圖16G所示，在層間絕緣膜26上形成一個銦錫氧化物(ITO)膜，使接觸孔29和37中可以填充銦錫氧化物(ITO)。然后，將銦錫氧化物膜制圖成公共電極27。
于是，完成了按照本發(fā)明的第一個實施例的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件10的有源器件基片11。
在液晶顯示器件中，如圖3所示，將公共電極27設(shè)計成具有一個傾斜的邊緣27b，以此作為輔助邊緣，從而使得如果通過磨擦確定的磨擦方向或者液晶取向方向自液晶取向方向開始沿順時針方向旋轉(zhuǎn)了的一個銳角，則液晶取向方向L與在像素電極25和公共電極27兩端施加的電場方向重疊，并且公共電極線21具有與公共電極27相同的電壓。
如果存在一個區(qū)域，其中通過逆時針方向旋轉(zhuǎn)液晶取向方向某個銳角使液晶取向方向與電場方向重疊，那么，這個區(qū)域可能會在像素的一端產(chǎn)生磁疇，其中當(dāng)在像素電極27的公共電極27兩端施加一個電場時，液晶沿與期望方向相反的方向旋轉(zhuǎn)。如果存在如以上所述的這樣一個磁疇，并且在液晶分子沿期望的方向旋轉(zhuǎn)的上述的磁疇和液晶分子沿與期望的方向相反的方向旋轉(zhuǎn)的磁疇之間的邊界上長時間保持所產(chǎn)生的向錯，則顯示質(zhì)量可能會下降，并且不可能獲得與初始狀態(tài)相同的狀態(tài)，導(dǎo)致液晶顯示器件10的可靠性的下降。
通過將公共電極27設(shè)計成具有傾斜邊緣27b，以此作為反向轉(zhuǎn)動阻止結(jié)構(gòu)，就可以阻止液晶分子的上述的反向轉(zhuǎn)動。
圖17是按照本發(fā)明的第二個實施例的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件40的剖面圖。
在按照本發(fā)明的上述的第一個實施例的液晶顯示器件10中，公共電極27只由導(dǎo)電透明材料銦錫氧化物(ITO)構(gòu)成。在按照本發(fā)明的第二個實施例的液晶顯示器件40中，不僅公共電極27由ITO構(gòu)成，而且像素電極25也由ITO構(gòu)成。除了像素電極由ITO構(gòu)成以外，按照本發(fā)明的第二個實施例的液晶顯示器件40的結(jié)構(gòu)與按照本發(fā)明的第一個實施例的液晶顯示器件10的結(jié)構(gòu)全都相同。
因為不僅公共電極27由ITO構(gòu)成，而且像素電極25也由ITO構(gòu)成，所說的ITO是一種導(dǎo)電透明材料，所以液晶顯示器件40的數(shù)字孔徑比液晶顯示器件10的數(shù)字孔徑大。
圖18A-18I是按照本發(fā)明的第二個實施例的液晶顯示器件40的有源器件基片11的剖面圖，表示它的制造方法的相應(yīng)的步驟。圖18A-18I中的每一個都包括3個附圖，即，從左開始依次排列的是圍繞顯示屏幕的一個區(qū)域的剖面圖、像素的剖面圖、和像素的平面圖，與圖16A-16G類似。
下面參照附圖18A-18I說明按照本發(fā)明的第二個實施例的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件40的制造方法的實例。
如圖18A所示，在電絕緣透明基片22上形成第一金屬層40a。然后，對于第一金屬層40a進(jìn)行制圖處理，形成柵極30a、掃描線20、和公共電極線21。于是，同時形成柵極30a、掃描線20、和公共電極線21。
然后，如圖18B所示，在電絕緣透明基片22上形成柵極絕緣膜23，用柵極絕緣膜23覆蓋柵極30a、掃描線20、和公共電極線21。
然后，在柵極絕緣膜23上形成沒有摻雜任何雜質(zhì)的i層35a，并且在i層35a上形成摻雜n型雜質(zhì)的n層35b。
然后，如圖18C所示，對于i層35a和n層35b進(jìn)行制圖，形成作為薄膜晶體管30的一部分的一個島36。
然后，如圖18D所示，圍繞一個像素穿透柵極絕緣膜23形成接觸孔37，使接觸孔37抵達(dá)柵極30a。
然后，如圖18E所示，在柵極絕緣膜23上形成由鉻構(gòu)成的第二金屬層40b，然后通過光刻法對于第二金屬層40b進(jìn)行制圖，并蝕刻成數(shù)據(jù)線24和源極30c。
當(dāng)通過制圖第二金屬層40b形成數(shù)據(jù)線時，數(shù)據(jù)線24通過覆蓋接觸孔37的內(nèi)表面的第二金屬層40b電連接到保護(hù)電路(未示出)的接線層，保護(hù)電路與其中形成掃描線20的層是在同一層中形成的。掃描線20圍繞顯示屏幕通過穿透柵極絕緣膜23形成的一個接觸孔(未示出)電連接到保護(hù)電路的接線層(未示出)，保護(hù)電路與其中形成數(shù)據(jù)線24的層是在同一層中形成的。
然后，如圖18E的中間的圖所示，數(shù)據(jù)線24和掃描線20在掃描線20的周圍相互電連接。在這個階段使數(shù)據(jù)線24和掃描線20在掃描線20的周圍相互電連接的理由是如果在數(shù)據(jù)線24和掃描線20相互電連接之前通過蝕刻形成數(shù)據(jù)線24，那么在蝕刻期間就可能使數(shù)據(jù)線24熔化。
然后，如圖18F所示，在柵極絕緣膜23上形成銦錫氧化物(ITO)膜，然后，將銦錫氧化物膜制圖成像素電極25。
然后，如圖18G所示，在柵極絕緣膜23上形成層間絕緣膜26，用于覆蓋數(shù)據(jù)線24、島36、源極30c、和像素電極25。
然后，如圖18H所示，形成穿透層間絕緣膜26和柵極絕緣膜23直達(dá)公共電極線21的接觸孔29。
然后，如圖18I所示，在層間絕緣膜26上形成銦錫氧化物(ITO)膜，以便可以用銦錫氧化物(ITO)填充接觸孔29。然后將銦錫氧化物膜制圖成公共電極27。
于是，完成了按照本發(fā)明的第二個實施例的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件40的有源器件基片11。
第三實施例圖19是按照本發(fā)明的第三個實施例的液晶顯示器件50的剖面圖。
在按照本發(fā)明的第三個實施例液晶顯示器件50中，像素電極25與第二實施例類似由ITO構(gòu)成，透明體25a用作保護(hù)層覆蓋數(shù)據(jù)線24。除了用透明體25a覆蓋數(shù)據(jù)線24之外，按照本發(fā)明的第三個實施例的液晶顯示器件50的結(jié)構(gòu)與按照本發(fā)明的上述的第二個實施例的液晶顯示器件40相同。
與像素電極25類似，透明電極25a由ITO構(gòu)成，并且與像素電極2同時形成。由于可通過部分地改變用以形成像素電極25的圖形來形成透明電極25a，因此與制造按照本發(fā)明的第二個實施例的液晶顯示器件40的步驟數(shù)目相比，制造液晶顯示器件50的步驟數(shù)目沒有增加。
通過用透明電極25a覆蓋數(shù)據(jù)線24，有可能防止數(shù)據(jù)線24在形成像素電極25時由于要進(jìn)行蝕刻而熔化。
第四實施例圖20是按照本發(fā)明的第四個實施例的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件60的剖面圖。
在按照本發(fā)明的第一個實施例的液晶顯示器件10中，黑色矩陣層17是作為對置基片12的一部分形成的，如圖4所示。與此相反，在按照本發(fā)明的第四個實施例的液晶顯示器件60中的黑色矩陣層17a是作為有源器件基片11的一部分形成的。
黑色矩陣層17a遮擋了公共電極27的開口27a，并且只在薄膜晶體管30的上方形成，使黑色矩陣層17a與薄膜晶體管30重疊，這與第一實施例類似。即，黑色矩陣層17a具有用于防止光進(jìn)入薄膜晶體管30所必須的最小尺寸。此外，黑色矩陣層17a沒有在掃描線20和數(shù)據(jù)線24的上方形成，只在薄膜晶體管30的上方形成一個孤立的圖形。
除了黑色矩陣層17a是有源器件基片11的一部分以外，按照本發(fā)明的第四個實施例的液晶顯示器件60的結(jié)構(gòu)與按照本發(fā)明的上述的第一個實施例的液晶顯示器件10的結(jié)構(gòu)相同。
即使黑色矩陣層17a是作為有源器件基片11的一部分表成的，按照本發(fā)明的第四個實施例的液晶顯示器件60也能提供與通過按照本發(fā)明的第一個實施例的液晶顯示器件10獲得的相同的優(yōu)點。
第五實施例圖21是按照本發(fā)明的第五個實施例的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件70的剖面圖。
在按照本發(fā)明的第一個實施例的液晶顯示器件10中，如圖4所示，在有源器件基片11和對置基片12之間夾持墊塊28，以保證它們之間的間隙。
按照本發(fā)明的第五個實施例的液晶顯示器件70用柱狀圖形38代替墊塊28來保證在有源矩陣11和對置基片12之間的間隙。除了用柱狀圖形38代替墊塊28之外，按照本發(fā)明的第五個實施例的液晶顯示器件70的結(jié)構(gòu)與按照本發(fā)明的第一個實施例的液晶顯示器件10的結(jié)構(gòu)相同。
柱狀圖形38例如由光敏樹脂構(gòu)成，在這種情況下，柱狀圖形38可以通過進(jìn)行如下步驟形成在有源器件基片11上涂敷光敏樹脂，曝光要形成柱狀圖形38的區(qū)域(或者不形成柱狀圖形38的區(qū)域，這由光敏樹脂的特性確定)，進(jìn)行蝕刻以除去不要形成柱狀圖形38的區(qū)域中的光敏樹脂。
由于形成高度均勻的柱狀圖形38比形成直徑均勻的墊塊28更加容易，因此用柱狀圖形38代替墊塊28有可能縮短制造液晶顯示器件所必須的時間。
柱狀圖形38是在薄膜晶體管30的上方也就是黑色矩陣層17的下方形成的。因此，不管柱狀圖形38是由透光材料構(gòu)成還是由不透光的材料制成的，液晶顯示器件70的數(shù)字孔徑都不會減小。
在第五實施例中，柱狀圖形38是在有源器件基片11上形成的。但是，要注意的是，柱狀圖形38可以在對置基片12上形成，或者是在有源器件基片11和對置基片12這兩者上形成。
由于用柱狀圖形38代替了墊塊28，層間絕緣膜26可以由光敏樹脂構(gòu)成。通過對層間絕緣膜26制圖使其成為預(yù)定圖形，可以以形成柱狀圖形38。
第六實施例圖22是按照本發(fā)明的第六個實施例的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件80的剖面圖。
在上述的第一至第五實施例中，層間絕緣膜26都是單層膜，這個單層膜由有機(jī)膜或透明的無機(jī)膜構(gòu)成。
與此相反，在按照本發(fā)明的第六個實施例的液晶顯示器件80中，將層間絕緣膜26設(shè)計成具有多層結(jié)構(gòu)。
具體來說，如圖22所示，層間絕緣膜26由第一膜26a和第二膜26b構(gòu)成，第一膜26a是一無機(jī)膜，第二膜26b是一有機(jī)膜并且是形成在第一膜26a上。
第二膜26b例如由光敏丙烯酸樹脂構(gòu)成。
有機(jī)膜的介電常數(shù)比無機(jī)膜的介電常數(shù)小。因此，設(shè)計成具有上述這種多層結(jié)構(gòu)的層間絕緣膜26可能具有比由一個無機(jī)膜構(gòu)成的層間絕緣膜更小的介電常數(shù)。
如果層間絕緣膜26單由一個有機(jī)膜構(gòu)成，那么，在薄膜晶體管39的半導(dǎo)體層和有機(jī)膜之間的界面就會變得不穩(wěn)定，其結(jié)果是如果在高溫下驅(qū)動液晶顯示器件，那么就要有大量的電流從薄膜晶體管30里泄漏，從而使顯示圖像不均勻。解決這個問題的方法是設(shè)計這個第一膜26a，使這個第一膜26a與薄膜晶體管30的半導(dǎo)體層接觸，并且第一膜26a由無機(jī)膜例如氮化硅膜構(gòu)成，而且在第一膜26a上安排一個有機(jī)膜，這樣，就在第一膜26a和半導(dǎo)體層之間形成了一個穩(wěn)定的界面。
第七實施例圖23是按照本發(fā)明的第七個實施例的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件90的剖面圖。
在上述的第一實施例中，層間絕緣膜26是在整個像素區(qū)域中形成的。在按照本發(fā)明的第七個實施例的液晶顯示器件90中，將層間絕緣膜26設(shè)計成具有多層結(jié)構(gòu)，其中包括無機(jī)膜26a和有機(jī)膜26b，其中有機(jī)膜26b是在掃描線20、數(shù)據(jù)線24、公共電極線21、和薄膜晶體管30的上方附近形成的，從而使有機(jī)膜26b只覆蓋掃描線20、數(shù)據(jù)線24、公共電極線21、和薄膜晶體管30，而不覆蓋像素電極25的顯示區(qū)域。
在有機(jī)膜26b上形成掃描線20、數(shù)據(jù)線24、和公共電極線21。
如果有機(jī)膜26b例如由光敏丙烯酸樹脂構(gòu)成，則有機(jī)膜26b的介電常數(shù)范圍為3-4。諸如氮化硅膜之類的無機(jī)膜的介電常數(shù)范圍為6-7。因此，有機(jī)膜26b能夠保證在數(shù)據(jù)線24和公共電極27之間形成的電容等于厚度為有機(jī)膜26b的厚度的兩倍的無機(jī)膜保證提供的電容。
在層間絕緣膜26由厚的無機(jī)膜構(gòu)成的情況下，如果要得到合格的層間絕緣膜26，則必須使用昂貴的膜形成設(shè)備，導(dǎo)致高的制造成本。與此相反，由于通過向?qū)娱g絕緣膜23涂敷有機(jī)材料可以形成由有機(jī)膜構(gòu)成的層間絕緣膜26，所以用低的制造成本就可以形成層間絕緣膜26。
此外，由于層間絕緣膜26只由在像素電極25和公共電極27之間的無機(jī)膜26a構(gòu)成，所以可以使層間絕緣膜26很薄。結(jié)果，可以將在像素電極25和公共電極27之間產(chǎn)生的電場施加到液晶上，保證了驅(qū)動電壓的減小。
有機(jī)膜26b的厚度范圍優(yōu)選地為5000-10000埃(含5000和10000在內(nèi))。
例如，將無機(jī)膜26a設(shè)計成具有3000埃的厚度，并且將有機(jī)膜26b設(shè)計成具有6000埃的厚度。
如果無機(jī)膜26a太薄，則在像素電極25和公共電極27之間可能發(fā)生介質(zhì)擊穿。因此，優(yōu)選地，無機(jī)膜26a的厚度等于或大于2000埃。
如果有機(jī)膜26b太厚，則在磨擦步驟可能發(fā)生外來的材料粘結(jié)到有機(jī)膜26b的臺階部分上，導(dǎo)致顯示質(zhì)量下降。如果有機(jī)膜26b太厚，則在公共電極27和數(shù)據(jù)線24之間的寄生電容增加，導(dǎo)致顯示質(zhì)量下降。
在第七實施例中，由于在像素電極25和公共電極27之間的顯示區(qū)域沒有用低介電常數(shù)的有機(jī)膜26b覆蓋，因此有可能借助于像素電極25和公共電極27之間的電壓差高效率地產(chǎn)生加到液晶上的水平電場，進(jìn)而，有可能防止在公共電極27和數(shù)據(jù)線24之間形成的寄生電容的增加。
第八實施例圖24是按照本發(fā)明的第八個實施例的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件91的平面圖。按照本發(fā)明的第八個實施例的液晶顯示器件91是按照本發(fā)明的第七個實施例的液晶顯示器件90的一個變形。圖25是沿圖24的XXV-XXV線取的剖面圖，圖26是液晶顯示器件91的剖面圖。
在液晶顯示器件91中，層間絕緣膜26由無機(jī)膜26a和其中部分地在無機(jī)膜26a上形成的有機(jī)膜26b構(gòu)成，如圖25和26所示。有機(jī)膜26b是在掃描線20、數(shù)據(jù)線24、公共電極線21、和薄膜晶體管30的上方附近形成的，從而使有機(jī)膜26b只覆蓋掃描線20、數(shù)據(jù)線24、公共電極線21、和薄膜晶體管30，而不覆蓋像素電極25的顯示區(qū)域。
所形成的公共電極27覆蓋有機(jī)膜26b。于是，有機(jī)膜26b在公共電極27的內(nèi)部形成，與掃描線20、數(shù)據(jù)線24、公共電極線21重疊。
在第八實施例中，由于在像素電極25和公共電極27之間的顯示區(qū)域沒有用低介電常數(shù)的有機(jī)膜26b覆蓋，因此有可能借助于像素電極25和公共電極27之間的電壓差高效率地產(chǎn)生加到液晶上的水平電場，進(jìn)而，有可能防止在公共電極27和數(shù)據(jù)線24之間形成的寄生電容的增加。
第九實施例圖27是按照本發(fā)明的第九個實施例的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件92的平面圖。按照本發(fā)明的第九個實施例的液晶顯示器件92是按照本發(fā)明的第八個實施例的液晶顯示器件91的一個變形。圖28是沿圖27的XXVIII-XXVIII線取的剖面圖。
在液晶顯示器件92中，層間絕緣膜26由無機(jī)膜26a和其中部分地在無機(jī)膜26a上形成的有機(jī)膜26b構(gòu)成，如圖28所示。有機(jī)膜26b是在掃描線20、數(shù)據(jù)線24、和薄膜晶體管30的上方附近形成的，從而使有機(jī)膜26b只覆蓋掃描線20、數(shù)據(jù)線24、和薄膜晶體管30，而不覆蓋像素電極25的顯示區(qū)域。
按照本發(fā)明的第九個實施例，有可能縮短像素電極25和公共電極27之間的距離，保證在像素電極25和公共電極27之間形成的累積電容器32(見圖5)的電容的增加。結(jié)果，可以提高顯示質(zhì)量。
下面說明按照本發(fā)明的第九個實施例的液晶顯示器件92的有源器件基片11的制造方法。
與參照附圖16A-16F已經(jīng)說明過的按照本發(fā)明的第一個實施例的液晶顯示器件10的有源器件基片11的制造方法相比，本實施例的方法進(jìn)一步包括形成有機(jī)膜26b的步驟。
在如圖16D所示對于第二金屬層40b進(jìn)行制圖之后，蝕刻n層35b以便除去這個n層35b，然后在柵極絕緣膜23上形成無機(jī)膜26a。
然后，向無機(jī)膜26a涂敷光敏丙烯酸樹脂。然后，對無機(jī)膜26a曝光，并且顯影以形成有機(jī)膜26b。有機(jī)膜26b在掃描線20、數(shù)據(jù)線24、和薄膜晶體管30的上方附近形成。
然后，形成穿透無機(jī)膜26a和柵極絕緣膜23的接觸孔29。
然后，在有機(jī)膜26b和無機(jī)膜26a上形成一個銦錫氧化物(ITO)膜，以便可以用銦錫氧化物填充接觸孔29。然后，對于銦錫氧化物膜進(jìn)行制圖，以形成公共電極27。
公共電極27通過用銦錫氧化物填充的接觸孔29實現(xiàn)與公共電極27的電接觸。
于是，完成了液晶顯示器件92的有源器件基片11。
在上述的方法中，優(yōu)選的作法是，在形成接觸孔29后，通過產(chǎn)生氧等離子體除去吸入公共電極線21的表面內(nèi)的外來物質(zhì)。
在上述的方法中，優(yōu)選的作法是，在形成有機(jī)膜26b之后但在形成接觸孔29之前，通過產(chǎn)生氦或氬等離子體來改造有機(jī)膜26b的表面。這樣做強(qiáng)化了有機(jī)膜26b和公共電極27之間的附著性能，提高了對于公共電極27進(jìn)行制圖的精確度，導(dǎo)致制圖缺陷的減少。
在形成接觸孔29之后通過產(chǎn)生氦或氬等離子體可以改造有機(jī)膜26b的表面，但這并不是優(yōu)選的作法，這是因為外來的物質(zhì)可能再次粘結(jié)到公共電極線21的表面，導(dǎo)致接觸孔29的接觸電阻的增加的緣故。
第十實施例圖29是按照本發(fā)明的第十個實施例的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件93的平面圖。按照本發(fā)明的第十個實施例的液晶顯示器件93是按照本發(fā)明的第九個實施例的液晶顯示器件92的一個變形。圖30是沿圖29的XXX-XXX線取的剖面圖。
在液晶顯示器件93中，層間絕緣膜26由無機(jī)膜26a和部分地在無機(jī)膜26a上形成的有機(jī)膜26b構(gòu)成，如圖30所示。有機(jī)膜26b是在數(shù)據(jù)線24和薄膜晶體管30的上方附近形成的，從而使有機(jī)膜26b只覆蓋數(shù)據(jù)線24和薄膜晶體管30，而不覆蓋像素電極25的顯示區(qū)域。
按照本發(fā)明的第十個實施例。由于在掃描線20的上方?jīng)]有形成有機(jī)膜26b，因此有可能不會形成大體上垂直于磨擦軸L(見圖3)直立的臺階部分。結(jié)果，有可能在磨擦步驟減小粘結(jié)到臺階部分上的外來的物質(zhì)，提高顯示質(zhì)量。
第十一實施例圖31是按照本發(fā)明的第十一個實施例的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件94的平面圖。按照本發(fā)明的第十一個實施例的液晶顯示器件94是按照本發(fā)明的第十個實施例的液晶顯示器件93的一個變形。圖32是沿圖31的XXXII-XXXII線取的剖面圖。
在液晶顯示器件94中，層間絕緣膜26由無機(jī)膜26a和部分地在無機(jī)膜26a上形成的有機(jī)膜26b構(gòu)成，如圖30所示。有機(jī)膜26b是在數(shù)據(jù)線24的上方附近形成的，從而使有機(jī)膜26b只覆蓋數(shù)據(jù)線24，而不覆蓋像素電極25的顯示區(qū)域。
按照本發(fā)明的第十一個實施例。由于在掃描線20和薄膜晶體管30的上方?jīng)]有形成有機(jī)膜26b，因此有可能不會形成大體上垂直于磨擦軸L(見圖3)直立的臺階部分。結(jié)果，有可能在磨擦步驟減小粘結(jié)到臺階部分上的外來的物質(zhì)，提高顯示質(zhì)量。
在按照本發(fā)明的第七到第十一實施例的液晶顯示器件90-94中，有機(jī)膜26b可以是透明的或者是不透明的。如果有機(jī)膜26b由黑色有機(jī)材料構(gòu)成，則有機(jī)膜26b起黑色矩陣層17的作用，從而可以保證不再需要形成黑色矩陣層17了。
第十二實施例按照本發(fā)明的第一到第十一實施例的液晶顯示器件10、40、50、60、70、80、90、91、92、93、94都是單磁疇型液晶顯示器件。
這里，單磁疇型液晶顯示器件表示的是下述的這樣一種液晶顯示器件在像素電極25和公共電極27兩端加上平行于由有源器件基片11確定的平面的電場、因而可以在平行于有源器件基片11的平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)在液晶層13中存在的液晶分子的分子軸。
第一到第十一實施例可以應(yīng)用到多磁疇液晶顯示器件上。
這里，多磁疇液晶顯示器件表示的是確定一個第一準(zhǔn)像素區(qū)和一個第二準(zhǔn)像素區(qū)的液晶顯示器件，其中第一電場加到平行于在像素電極25和公共電極27之間的有源器件基片11的平面的第一準(zhǔn)像素區(qū)上，并且液晶的分子軸13在平行于有源器件基片11的平面內(nèi)沿第一方向在第一準(zhǔn)像素區(qū)中旋轉(zhuǎn)；并且其中第二電場加到平行于在像素電極25和公共電極27之間的有源器件基片11的平面的第二準(zhǔn)像素區(qū)上，并且液晶的分子軸13在平行于有源器件基片11的平面內(nèi)沿不同于第一方向的第二方向在第二準(zhǔn)像素區(qū)中旋轉(zhuǎn)。
上述的第一到第十一實施例不僅可以應(yīng)用到單磁疇型液晶顯示器件上，而且可以應(yīng)用到多磁疇型液晶顯示器件上。
當(dāng)按照本發(fā)明的第一到第十一實施例的液晶顯示器件制作成單磁疇液晶顯示器件時，優(yōu)選的作法是，如圖33A所示，在確定一個對角線的兩個角落之一的附近形成接觸孔29，如果磨擦方向L給定，其中所說的對角線是通過在像素的平面圖內(nèi)，通過將其中數(shù)據(jù)線24延伸至磨擦方向L的軸線旋轉(zhuǎn)一個銳角而獲得的。
通過如此定位的接觸孔29，當(dāng)在像素的一端形成一個反向轉(zhuǎn)動阻止結(jié)構(gòu)以保持取向穩(wěn)定時，在接觸孔29處可以形成一個電極，用于阻止公共電極27反向轉(zhuǎn)動。這樣做可以保證合理地安排接觸孔29和用于公共電極27的反向轉(zhuǎn)動阻止結(jié)構(gòu)，由此可以提高數(shù)字孔徑。
與此相反，如圖33B所示，如果在確定一個對角線的兩個角落之一的附近形成接觸孔29，其中所說的對角線是通過在像素的平面圖內(nèi)，通過將其中數(shù)據(jù)線24朝磨擦方向L的反方向延伸的軸線旋轉(zhuǎn)一個銳角而獲得的，那么，就不可能如以上所述的那樣有效地形成一個反向轉(zhuǎn)動阻止結(jié)構(gòu)，而且由于在邊沿處電極的角度，造成孔徑比的損失。
當(dāng)將按照本發(fā)明的第一到第十一實施例的液晶顯示器件制造成為多磁疇型液晶顯示器件時，如圖34所示，優(yōu)選的作法是，在公共電極線21朝向像素的內(nèi)側(cè)的公共電極線21的延長線和從公共電極線21朝向像素的中心的公共電極27的延長線在像素的平面圖內(nèi)形成等于或大于90度的角度的任何一個角落處形成接觸孔29。
通過在每個像素中的接觸孔29將公共電極27電連接到公共電極線21，將能夠減小公共電極27的電阻。
第十三實施例圖35是按照本發(fā)明的第十三實施例的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件100的剖面圖。
如圖35所示，在按照本發(fā)明的第十三實施例的液晶顯示器件100中，接觸孔29是通過對柵極絕緣膜23和層間絕緣膜26同時進(jìn)行制圖形成的，其中的公共電極線21與公共電極27直接電接觸。
由于在第十三實施例中接觸孔29是通過對柵極絕緣膜23和層間絕緣膜26同時進(jìn)行制圖形成的，因此接觸孔29可有較大的直徑。
第十四實施例圖36是按照本發(fā)明的第十四實施例的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件110的剖面圖。
如圖36所示，在按照本發(fā)明的第十四實施例的液晶顯示器件110中，接觸孔29包括穿透柵極絕緣膜23形成的接觸孔29a和穿透層間絕緣膜26形成的接觸孔29b，并且公共電極線21和公共電極27通過在柵極絕緣膜23和層間絕緣膜26之間形成的電極29c相互電連接。
在按照本發(fā)明的第十四實施例中，由于公共電極線21和公共電極27通過電極29c相互電連接，所以當(dāng)為了制圖進(jìn)行蝕刻的時候，接觸孔29a和29b的深度較淺，從而可以保證減小公共電極線21、電極29c、和公共電極27之間的接觸電阻。
第十五實施例在上述的第一到第十二實施例中，僅在薄膜晶體管30的上方形成黑色矩陣層17，呈孤立的圖形。
黑色矩陣層17不局限于這樣的圖形，要注意的是，可以按以下所述形成黑色矩陣層17。
例如，可以形成黑色矩陣層17，使其與薄膜晶體管30重疊，并且使其不僅沿數(shù)據(jù)線24延伸的方向以矩陣形式延伸，而且還要沿掃描線20延伸的方向延伸。
以矩陣形式形成的黑色矩陣層17可以防止來自于數(shù)據(jù)線24、掃描線20、和公共電極線21的光的反射，因此可提高顯示質(zhì)量。
作為一種替換，可以形成黑色矩陣層17，使其與薄膜晶體管30重疊，進(jìn)而遮擋在掃描線20和公共電極線21之間形成的間隙。
通過設(shè)計黑色矩陣層17使其遮擋在掃描線20和公共電極線21之間形成的間隙，將能夠隱蔽在掃描線20和公共電極線21之間產(chǎn)生的液晶層13的取向不均勻性，從而可以保證提高顯示質(zhì)量。
可以形成黑色矩陣層17，當(dāng)向上觀察時，使黑色矩陣層17的一個邊緣或臺階部分位于掃描線20的內(nèi)部。
黑色矩陣層17的臺階部分在顯示圖像中引起不均勻性。因此，通過在掃描線20的內(nèi)部定位黑色矩陣層17的臺階部分，可以隱蔽顯示圖像的不均勻性。
具有定位在掃描線20的內(nèi)部的臺階部分的黑色矩陣層17有最小的尺寸。
上述的黑色矩陣層17是作為按照本發(fā)明的實施例之一描述的，但應(yīng)該說明的是，上述的黑色矩陣層17不僅可以應(yīng)用到按照本發(fā)明的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件，而且也可以應(yīng)用到常規(guī)的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件。
例如，上述的黑色矩陣層17可以應(yīng)用到例如上述的日本專利申請出版物Nos.2000-89240和2000-81637。
在上述的第一到第十四實施例中，形成的公共電極27具有一個開口27a，通過這個開口27a露出薄膜晶體管30的一個溝道。開口27a可以保證即使公共電極27的電壓符號發(fā)生了反轉(zhuǎn)，也能夠防止薄膜晶體管30受到這個符號反轉(zhuǎn)的影響。
雖然在本說明書中上述的公共電極27是作為按照本發(fā)明的實施例之一描述的，但是應(yīng)該說明的是，上述的公共電極27不僅可以應(yīng)用到按照本發(fā)明的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件，而且也可以應(yīng)用到常規(guī)的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件。
例如，上述的公共電極27可以應(yīng)用到例如在上述的日本專利申請出版物Nos.2000-89240和2000-81637中提出的液晶顯示器件，或者如圖1所示的常規(guī)的IPS模式液晶顯示器件。
當(dāng)公共電極27應(yīng)用到常規(guī)的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件的時候，公共電極27可以由透明的或不透明的材料構(gòu)成。
按照本發(fā)明的第一個實施例的液晶顯示器件10，按照本發(fā)明的第二個實施例的液晶顯示器件40，按照本發(fā)明的第三個實施例的液晶顯示器件50，按照本發(fā)明的第四個實施例的液晶顯示器件60，按照本發(fā)明的第五個實施例的液晶顯示器件70，按照本發(fā)明的第六個實施例的液晶顯示器件80，按照本發(fā)明的第七個實施例的液晶顯示器件90，按照本發(fā)明的第八個實施例的液晶顯示器件91，按照本發(fā)明的第九個實施例的液晶顯示器件92，按照本發(fā)明的第十個實施例的液晶顯示器件93，按照本發(fā)明的第十一個實施例的液晶顯示器件94，按照本發(fā)明的第十二個實施例的液晶顯示器件，按照本發(fā)明的第十三個實施例的液晶顯示器件100，按照本發(fā)明的第十四個實施例的液晶顯示器件110，或者按照本發(fā)明的第十五個實施例的液晶顯示器件，都可以應(yīng)用到電子設(shè)備上。
圖37是一個便攜式通信設(shè)備250的方塊圖，按照本發(fā)明的第一到第十五實施例的液晶顯示器件之一應(yīng)用到這個便攜式通信設(shè)備上。在便攜式通信設(shè)備250中，使用按照本發(fā)明的上述實施例的液晶顯示器件作為下面將描述的液晶板265的一部分。
便攜式通信設(shè)備250包括包括液晶板265、背光照明發(fā)射器266、和圖像信號處理器267的顯示單元268，控制構(gòu)成便攜式通信設(shè)備250的各部件的操作的控制器269，存儲由控制器269執(zhí)行的程序和各種數(shù)據(jù)的存儲器271，進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的通信單元272，由鍵盤或指示器構(gòu)成的輸入設(shè)備273，和向上述的構(gòu)成便攜式通信設(shè)備250的各個部件供電的電源274。
包括按照本發(fā)明的上述的實施例之一的液晶顯示器件在內(nèi)的液晶板265提高了顯示單元268的孔徑比，并且進(jìn)而提高了顯示單元268的亮度。
包括按照本發(fā)明的上述的實施例之一的液晶顯示器件在內(nèi)的液晶板265可應(yīng)用于便攜式個人計算機(jī)、筆記本式個人計算機(jī)、或者臺式個人計算機(jī)的顯示器。
圖38是蜂窩電話275的方塊圖，按照本發(fā)明的上述實施例之一的液晶顯示器件應(yīng)用到這個蜂窩電話275。
蜂窩電話275包括顯示單元276，它包括液晶板265、背光照明發(fā)射器266、和圖像信號處理器267；控制器277，用于控制構(gòu)成蜂窩電話275的各個部件的操作；存儲器278，存儲由控制器277執(zhí)行的程序和各種數(shù)據(jù)；無線信號接收器279；無線信號發(fā)射器281；由鍵盤和指示器構(gòu)成的輸入設(shè)備；向構(gòu)成蜂窩電話275的上述部件供電的電源283。
包括按照本發(fā)明的上述的實施例之一的液晶顯示器件在內(nèi)的液晶板265提高了顯示單元276的孔徑比，并且進(jìn)而提高了顯示單元276的亮度。
在上述的第一到第十六實施例中，主要說明了表征本發(fā)明的特征的部件，沒有詳細(xì)描述本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員公知的部件。然而應(yīng)該說明的是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在沒有詳細(xì)描述的條件下可以很容易地理解這些公知的部件。
下面將描述由上述的本發(fā)明獲得的優(yōu)點。
在按照本發(fā)明的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件中，在一個公共層中相互平行地形成掃描線和公共電極線，并且由公共電極屏蔽掃描線和數(shù)據(jù)線，在它們之間夾持層間絕緣膜。在圍繞掃描線的任一側(cè)單個地形成公共電極線。
由于掃描線和數(shù)據(jù)線由公共電極屏蔽，所以通過公共電極可以屏蔽從掃描線和數(shù)據(jù)線泄漏的電場，結(jié)果，有可能擴(kuò)大可由像素電極和公共電極控制的顯示區(qū)域。
還有一個附帶的優(yōu)點可以減小公共電極線所占據(jù)的面積。在常規(guī)的平面內(nèi)開關(guān)模式液晶顯示器件中，公共電極線安排在掃描線周圍的相對側(cè)，目的是屏蔽從掃描線泄漏的電場。與此相反，在按照本發(fā)明的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件中，由于將公共電極設(shè)計成具有屏蔽從掃描線泄漏的電場的功能，因此有可能將用于屏蔽從掃描線泄漏的電場的公共電極線的數(shù)目減小到1。
在按照本發(fā)明的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件中，在相互不同的層中形成像素電極和公共電極，從而保證可以防止像素電極和公共電極相互短路。結(jié)果，有能夠增加制造液晶顯示器件的效率。
與像常規(guī)的平面內(nèi)開關(guān)模式液晶顯示器件那樣在一個公共層中形成像素電極和公共電極要進(jìn)行的制造步驟數(shù)目相比，在相互不同的層中制造像素電極和公共電極要進(jìn)行的制造步驟數(shù)目沒有增加。
權(quán)利要求
1.一種平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件，包括(a)第一基片；(b)位于所說的第一基片對面的第二基片，和(c)夾在所說的第一基片和第二基片之間的一個液晶層，其中所說的第一基片包括(a1)具有柵極、漏極、和源極的薄膜晶體管；(a2)與要驅(qū)動的像素相連的像素電極；(a3)用于施加基準(zhǔn)電壓的一個公共電極；(a4)數(shù)據(jù)線；(a5)掃描線；(a6)公共電極線，所說的柵極電連接到所說的掃描線，所說的漏極電連接到所說的數(shù)據(jù)線，所說的源極電連接到所說的像素電極，所說的公共電極電連接到所說的公共電極線，通過基本上平行于所說的第一基片的平面并且在所說的像素電極和所說的公共電極之間施加的電場，使所說的液晶層內(nèi)液晶分子的分子軸在平行于所說的第一基片的平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，由此來顯示圖像，其特征在于所說的掃描線和所說的公共電極線相互平行地在一個公共層中形成，所說的公共電極與所說的數(shù)據(jù)線和所說的掃描線重疊，在它們之間有一個層間絕緣膜，在圍繞所說的掃描線的每一側(cè)單個地形成所說的公共電極線，所說的公共電極通過穿透所說的層間絕緣膜形成的一個接觸孔電連接到所說的公共電極線，并且所說的公共電極遮蓋在所說的掃描線和所說的公共電極線之間形成的一個間隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件，其特征在于所說的接觸孔是在確定一個對角線的兩個角落之一附近形成的，其中所說的對角線是通過在像素的平面圖內(nèi)，通過將其中數(shù)據(jù)線24延伸至磨擦方向L的軸線旋轉(zhuǎn)一個銳角而獲得的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件，其特征在于所說的液晶顯示器件確定一個第一準(zhǔn)像素區(qū)和一個第二準(zhǔn)像素區(qū)，第一電場加到平行于在所說的像素電極和所說的公共電極之間的所說的第一基片的平面的第一準(zhǔn)像素區(qū)上，并且液晶的所說的分子軸在平行于所說的第一基片的平面內(nèi)沿第一方向在第一準(zhǔn)像素區(qū)中旋轉(zhuǎn)；并且其中第二電場加到平行于在所說的像素電極和公共電極之間的所說的第一基片的平面的第二準(zhǔn)像素區(qū)上，并且所說的液晶的分子軸在平行于所說的第一基片的平面內(nèi)沿不同于所說的第一方向的第二方向在第二準(zhǔn)像素區(qū)中旋轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件，其特征在于在公共電極線朝向像素的內(nèi)側(cè)的公共電極線的延長線和從公共電極線朝向像素的中心的公共電極的延長線在像素的平面圖內(nèi)形成等于或大于90度的角度的任何一個角落處形成所說的接觸孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件，其特征在于所說的公共電極沿其寬度方向在所說的數(shù)據(jù)線的上方至少3微米延伸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件，其特征在于其中所說的公共電極沿其寬度方向在所說的數(shù)據(jù)線的上方至少1微米延伸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件，其特征在于在比所說像素電極更加靠近所說液晶層的一個層內(nèi)形成所說公共電極，并且所說的公共電極和像素電極通過一個層間絕緣膜相互電隔離。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件，其特征在于在一個公共層中形成所說的像素電極和所說的數(shù)據(jù)線。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件，其特征在于所說的像素電極由多個第一部分和一個第二部分構(gòu)成，所說的第二部分在其端部與第一部分相互連接，并且所說的第二部分定位在所說的公共電極線的上方，并且與所說的公共電極協(xié)同動作以在它們之間形成一個累積電容。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件，其特征在于中所說的第二部分遠(yuǎn)離下一級中的掃描線等于或大于3微米。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件，其特征在于在比所說像素電極更加靠近所說液晶層的一個層內(nèi)形成所說公共電極，并且所說的公共電極和像素電極相互協(xié)同動作以在它們之間形成一個累積電容。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件，其特征在于所說的公共電極由導(dǎo)電透明材料構(gòu)成。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件，其特征在于所說的像素電極由導(dǎo)電透明材料構(gòu)成。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件，其特征在于所說的層間絕緣膜由以下各個膜之一構(gòu)成有機(jī)材料膜、透明的無機(jī)材料膜、包括有機(jī)材料膜和透明的無機(jī)材料膜的雙層結(jié)構(gòu)膜。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件，其特征在于所說的層間絕緣膜由一個有機(jī)膜和一個無機(jī)膜構(gòu)成，所說的有機(jī)膜在所說的掃描線、所說的數(shù)據(jù)線、所說的公共電極線、和所說的薄膜晶體管上方附近形成。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件，其特征在于所說的層間絕緣膜由一個有機(jī)膜和一個無機(jī)膜構(gòu)成，所說的有機(jī)膜在所說的掃描線、所說的數(shù)據(jù)線、和所說的薄膜晶體管上方附近形成。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件，其特征在于所說的層間絕緣膜由一個有機(jī)膜和一個無機(jī)膜構(gòu)成，所說的有機(jī)膜在所說的數(shù)據(jù)線和所說的薄膜晶體管上方附近形成。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件，其特征在于所說的層間絕緣膜由一個有機(jī)膜和一個無機(jī)膜構(gòu)成，所說的有機(jī)膜在所說的數(shù)據(jù)線上方附近形成。
19.根據(jù)權(quán)利要求15、16、17、或18所述的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件，其特征在于所說的有機(jī)膜僅在所說的公共電極的圖形的內(nèi)側(cè)形成。
20.根據(jù)權(quán)利要求15、16、17、或18所述的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件，其特征在于所說的有機(jī)材料是光敏樹脂。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件，其特征在于所說的薄膜晶體管在所說的掃描線的所說的數(shù)據(jù)線的交叉點形成，并且所說的漏極是直接由所說的數(shù)據(jù)線形成的。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件，其特征在于進(jìn)一步包括一個以矩陣形式形成的黑色矩陣層。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件，其特征在于進(jìn)一步包括一個以孤立圖形形式只在所說的薄膜晶體管上方形成的黑色矩陣層，與所說的薄膜晶體管重疊。
24.根據(jù)權(quán)利要求22或23所述的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件，其中所說的黑色矩陣層的電阻率等于或大于1×1010Ω*cm。
25.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件，其特征在于進(jìn)一步包括用于確定一個濾色片的彩色層，所說的彩色層有一個平行于所說的數(shù)據(jù)線延伸的邊緣。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件，其特征在于進(jìn)一步包括用于確定一個濾色片的彩色層，安排所說的彩色層，使得相鄰的彩色層之間沒有任何間隙或者相互部分地重疊。
27.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件，其特征在于進(jìn)一步包括形成在所說的掃描線和所說的公共電極線之間的柱狀圖形，用于保證在所說的第一和第二基片之間有一個間隙。
28.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件，其特征在于在所說的液晶層中的液晶的介電常數(shù)各向異性值Δε等于或大于9。
29.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件，其特征在于在所說的液晶層中的液晶的介電常數(shù)各向異性值Δε等于或大于11。
30.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件，其特征在于在所說的液晶層中的液晶的N/I點等于或大于80°C。
31.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件，其特征在于所說的公共電極在所說的薄膜晶體管的一個溝道的上方形成，并且具有一個開口，開口的一端遠(yuǎn)離所說的溝道一個預(yù)定的距離。
32.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件，其特征在于進(jìn)一步包括一個在準(zhǔn)像素區(qū)中的反向轉(zhuǎn)動阻止結(jié)構(gòu)，在準(zhǔn)像素區(qū)中的所有的液晶分子沿同一方向旋轉(zhuǎn)，所說的反向轉(zhuǎn)動阻止結(jié)構(gòu)用于阻止液晶分子沿與所說的同一方向相反的方向旋轉(zhuǎn)，所說的反向轉(zhuǎn)動阻止結(jié)構(gòu)包括一個輔助電極，將等于所說的像素電極和所說的公共電極中的至少一個電極上的電壓的電壓加到所說的輔助電極上，以使在所說的準(zhǔn)像素區(qū)中的磨擦軸的方向與在所說的準(zhǔn)像素區(qū)中產(chǎn)生的電場方向相同。
33.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件，其特征在于所說的數(shù)據(jù)線在所說的顯示區(qū)域周圍通過穿透電絕緣膜形成的接觸孔電連接到第一保護(hù)電路，形成所說第一保護(hù)電路的層與形成所說掃描線的層是同一個層，并且所說的掃描線在所說的顯示區(qū)域周圍通過穿透所說電絕緣膜形成的接觸孔電連接到第二保護(hù)電路，形成所說的第二保護(hù)電路的層與形成所說的數(shù)據(jù)線的層是同一個層。
34.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件，其特征在于所說的數(shù)據(jù)線在所說的顯示區(qū)域周圍、通過穿透電絕緣膜形成的接觸孔、并且進(jìn)一步通過在所說電絕緣膜上形成的一個層上形成的導(dǎo)電圖形電連接到第一保護(hù)電路，形成所說第一保護(hù)電路的層與形成所說掃描線的層是同一個層，并且所說的掃描線在所說的顯示區(qū)域周圍通過穿透所說電絕緣膜形成的接觸孔、并且進(jìn)一步通過在所說電絕緣膜上形成的一個層上形成的導(dǎo)電圖形電連接到第二保護(hù)電路，形成所說的第二保護(hù)電路的層與形成所說的數(shù)據(jù)線的層是同一個層。
35.包括根據(jù)權(quán)利要求1-18、21-23中任何一個所述的平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件的一種電子設(shè)備。
36.一種制造平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件的方法，平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件，其特征在于包括(a)第一基片；(b)位于所說的第一基片對面的第二基片；和(c)夾在所說第一基片和所說第二基片之間的一個液晶層，其中所說的第一基片包括(a1)具有柵極、漏極、和源極的薄膜晶體管；(a2)與要驅(qū)動的像素相連的像素電極；(a3)用于施加基準(zhǔn)電壓的一個公共電極；(a4)數(shù)據(jù)線；(a5)掃描線；和(a6)公共電極線，所說的柵極電連接到所說的掃描線，所說的漏極電連接到所說的數(shù)據(jù)線，所說的源極電連接到所說的像素電極，所說的公共電極電連接到所說的公共電極線，通過基本上平行于第一基片的平面并且在像素電極和公共電極之間施加的電場，使所說的液晶層內(nèi)液晶分子的分子軸在平行于所說的第一基片的平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，由此來顯示圖像，所說的方法包括如下步驟(a)在一個公共層中形成相互平行的所說的掃描線和所說的公共電極線，其中在圍繞公共電極線的每一側(cè)單個地形成公共電極線；(b)在所說的數(shù)據(jù)線和所說的掃描線的上方形成一個層間絕緣膜；(c)穿透所說的層間絕緣膜形成一個接觸孔；(d)在所說的層間絕緣膜上形成所說的公共電極，以使所說的公共電極通過所說的接觸孔電連接到所說的公共電極線上，并且使所說的公共電極遮蓋在所說的掃描線和所說的公共電極線之間形成的間隙。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于進(jìn)一步包括如下步驟在一個公共層中形成所說的像素電極和所說的數(shù)據(jù)線。
38.根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于進(jìn)一步包括如下步驟形成包括多個第一部分和一個第二部分的所說的像素電極，所說的第二部分在其端部相互連接所說的第一部分，其中所說的第二部分定位在所說的公共電極線的上方并且與所說的公共電極線協(xié)同動作以便在它們之間形成一個累積電容。
39.根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于進(jìn)一步包括如下步驟形成所說的層間絕緣膜，使其具有包括有機(jī)膜和無機(jī)膜在內(nèi)的一個雙層結(jié)構(gòu)。
40.根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于進(jìn)一步包括如下步驟形成所說的層間絕緣膜，使其具有包括有機(jī)膜和無機(jī)膜在內(nèi)的一個雙層結(jié)構(gòu)，其中所說的有機(jī)膜是在所說的掃描線、所說的數(shù)據(jù)線、所說的公共電極線、和所說的薄膜晶體管的上方附近形成的。
41.根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于進(jìn)一步包括如下步驟形成所說的層間絕緣膜，使其具有包括有機(jī)膜和無機(jī)膜在內(nèi)的一個雙層結(jié)構(gòu)，其中所說的有機(jī)膜是在所說的掃描線、所說的數(shù)據(jù)線、和所說的薄膜晶體管的上方附近形成的。
42.根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于進(jìn)一步包括如下步驟形成所說的層間絕緣膜，使其具有包括有機(jī)膜和無機(jī)膜在內(nèi)的一個雙層結(jié)構(gòu)，其中所說的有機(jī)膜是在所說的數(shù)據(jù)線和所說的薄膜晶體管的上方附近形成的。
43.根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于進(jìn)一步包括如下步驟形成所說的層間絕緣膜，使其具有包括有機(jī)膜和無機(jī)膜在內(nèi)的一個雙層結(jié)構(gòu)，其中所說的有機(jī)膜是在所說的數(shù)據(jù)線的上方附近形成的。
44.根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于進(jìn)一步包括如下步驟僅在所說的薄膜晶體管的上方形成一個具有孤立的圖形形式的黑色矩陣層，以便與所說的薄膜晶體管重疊。
45.根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于進(jìn)一步包括如下步驟形成用于確定濾色片的彩色層，使所說的彩色層有一個平行于所說的數(shù)據(jù)線延伸的邊緣。
46.根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于進(jìn)一步包括如下步驟形成用于確定濾色片的彩色層，使相鄰的所說的彩色層之間沒有間隙或者相互局部地重疊。
47.根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于進(jìn)一步包括如下步驟在所說的掃描線和所說的公共電極線之間的所說的第一和第二基片中的至少一個基片上形成柱狀圖形，用于確保在所說的第一和第二基片之間的間隙。
48.根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于進(jìn)一步包括如下步驟在所說的薄膜晶體管的一個溝道的上方形成所說的公共電極，所說的公共電極具有一個開口，開口的一端遠(yuǎn)離所說的溝道的一端一個預(yù)定的距離。
49.根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于進(jìn)一步包括如下步驟其中所說的數(shù)據(jù)線在所說的顯示區(qū)域周圍通過穿透電絕緣膜形成的接觸孔電連接到第一保護(hù)電路，形成所說第一保護(hù)電路的層與形成所說掃描線的層是同一個層，并且所說的掃描線在所說的顯示區(qū)域周圍通過穿透所說電絕緣膜形成的接觸孔電連接到第二保護(hù)電路，形成所說的第二保護(hù)電路的層與形成所說的數(shù)據(jù)線的層是同一個層。
50.根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于進(jìn)一步包括如下步驟其中所說的數(shù)據(jù)線在所說的顯示區(qū)域周圍、通過穿透電絕緣膜形成的接觸孔、并且進(jìn)一步通過在所說電絕緣膜上形成的一個層上形成的導(dǎo)電圖形電連接到第一保護(hù)電路，形成所說第一保護(hù)電路的層與形成所說掃描線的層是同一個層，并且所說的掃描線在所說的顯示區(qū)域周圍通過穿透所說電絕緣膜形成的接觸孔、并且進(jìn)一步通過在所說電絕緣膜上形成的一個層上形成的導(dǎo)電圖形電連接到第二保護(hù)電路，形成所說的第二保護(hù)電路的層與形成所說的數(shù)據(jù)線的層是同一個層。
全文摘要
平面內(nèi)開關(guān)模式有源矩陣型液晶顯示器件(10)，包括第一基片(11)，位于第一基片對面的第二基片(12)，夾在第一基片和第二基片之間的液晶層(13)。第一基片包括薄膜晶體管(30)，像素電極(25)，公共電極(27)，數(shù)據(jù)線(24)，掃描線(20)，和公共電極線(21)。掃描線(20)和公共電極線(21)相互平行地在公共層中形成。公共電極(27)與數(shù)據(jù)線(24)和掃描線(20)重疊，在它們之間有層間絕緣膜(26)。在圍繞掃描線(20)的每一側(cè)單個地形成公共電極線(21)。公共電極(27)通過穿透層間絕緣膜(26)形成的接觸孔(29)電連接到公共電極線(21)，并且公共電極遮蓋在掃描線和公共電極線之間形成的一個間隙。
文檔編號G02F1/1362GK1459657SQ0310927
公開日2003年12月3日 申請日期2003年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月4日
發(fā)明者板倉州優(yōu), 西田真一, 松本公一 申請人:Nec液晶技術(shù)株式會社