專(zhuān)利名稱(chēng)：用于面內(nèi)切換模式液晶顯示裝置的陣列基板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示裝置，尤其涉及一種用于薄膜晶體管上濾色器型面內(nèi)切換模式液晶顯示裝置上的陣列基板。
背景技術(shù)：
液晶顯示(IXD)裝置由于其在顯示運(yùn)動(dòng)圖像方面的優(yōu)越性能和高對(duì)比度，已經(jīng)被廣泛用于電視或監(jiān)視器?？傮w上，LCD裝置利用液晶分子的光學(xué)各異性和偏振特性來(lái)產(chǎn)生圖像。LCD裝置包括具有兩個(gè)基板的液晶面板和在該兩個(gè)基板之間的液晶層。液晶層中的液晶分子通過(guò)電場(chǎng)重新取向。因此，液晶分子的取向(alignment)根據(jù)電場(chǎng)方向而改變且液晶面板的透光率也變化，由此顯示圖像。在不同類(lèi)型的LCD裝置中，有源矩陣型液晶顯示(AM-LCD)裝置因?yàn)槠涓叻直媛屎惋@示運(yùn)動(dòng)圖像的高品質(zhì)已成為最近研究的主題。在LCD裝置中，液晶層通過(guò)兩個(gè)基板之間產(chǎn)生的垂直電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)。盡管使用垂直電場(chǎng)的IXD裝置提供了較高的透光率和高的孔徑比，但I(xiàn)XD裝置的視角(viewing angle)比較狹窄。因此，已開(kāi)發(fā)了諸如面內(nèi)切換(IPS)模式IXD裝置之類(lèi)的具有寬視角的其他各種類(lèi)型的IXD裝置。圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的面內(nèi)切換模式液晶顯示裝置的截面圖。圖1中，下部基板 1和上部基板3彼此相對(duì)并彼此隔開(kāi)。液晶層5介于下部基板1與上部基板3之間。下部基板1和上部基板3可被分別稱(chēng)作陣列基板和濾色器基板(color filter substrate)。像素電極23和公共電極25形成在下部基板1上。液晶層5通過(guò)像素電極23和公共電極25 之間的水平電場(chǎng)“L”驅(qū)動(dòng)。盡管圖1中未示出，柵線、數(shù)據(jù)線和薄膜晶體管(TFT)形成在下部基板1的內(nèi)表面上，黑矩陣(black matrix)和濾色層形成在上部基板3的內(nèi)表面上。上部和下部基板1和 3通過(guò)包括環(huán)氧樹(shù)脂的密封圖案彼此貼附。當(dāng)下部和上部基板1和3彼此貼附時(shí)，可能由于下部和上部基板1和3未對(duì)準(zhǔn)即貼附錯(cuò)誤而導(dǎo)致發(fā)生漏光并且IPS模式IXD裝置的孔徑比可能減小。結(jié)果，基于貼附誤差余量(margin of attachment error)來(lái)制造IPS模式IXD裝置。特別地，由于基于貼附誤差余量形成的黑矩陣寬度大于設(shè)計(jì)寬度，因此IPS模式LCD裝置的孔徑比將被進(jìn)一步減小。為提高孔徑比，濾色器上薄膜晶體管(TOC)型IXD裝置和薄膜晶體管上濾色器 (COT)型IXD裝置已成為最近研究的主題，這里TFT和濾色層形成在單個(gè)基板上。圖2示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)用于薄膜晶體管上濾色器型面內(nèi)切換模式液晶顯示裝置的陣列基板的截面圖。在圖2中，柵線(未顯示)、公共線(common line)2和數(shù)據(jù)線4形成在基板10上。公共線2與柵線隔開(kāi)且與其平行，并且數(shù)據(jù)線4與柵線交叉以限定像素區(qū)P。自公共線2延伸的最外部公共電極6形成在像素區(qū)P的邊緣部分處。連接到柵線和數(shù)據(jù)線4的薄膜晶體管(TFT)Tr包含柵極11、柵絕緣層13、半導(dǎo)體層15、源極17和漏極19。漏極19延伸以與公共線2重疊(overlap)。公共線2的重疊部分作為第一電容電極加、漏極19的重疊部分作為第二電容電極19a、和在第一和第二電容電極加和19a的柵絕緣層作為介電層構(gòu)成存儲(chǔ)電容MgC。鈍化層21形成在TFT Tr上，并且黑樹(shù)脂的黑矩陣30形成在該鈍化層21上。黑矩陣30對(duì)應(yīng)于柵線、數(shù)據(jù)線4和TFT Tr0包括紅、綠、藍(lán)濾色器的濾色層33形成在黑矩陣 30和鈍化層21上。紅、綠和藍(lán)濾色器順序且重復(fù)地設(shè)置在像素區(qū)P中。外覆層(overcoat layer) 35形成在黑矩陣30和濾色層33上，并且像素電極M和公共電極沈形成在外覆層 35上。外覆層35和濾色層33具有暴露出TFT Tr的漏極19的漏極接觸孔27。像素電極 23通過(guò)漏極接觸孔27電連接至漏極19。在薄膜晶體管上濾色器(COT)型面內(nèi)切換(IPS)模式液晶顯示(IXD)裝置中，黑矩陣30防止紅、綠和藍(lán)濾色器色彩混合以提高對(duì)比度。另外，黑矩陣30屏蔽掉TFT Tr的入射光以防止TFT Tr誤操作。為實(shí)現(xiàn)足夠的光屏蔽特性，需要黑矩陣30具有等于或大于 4. 0，優(yōu)選地，等于或大于約5. 0的光密度。當(dāng)黑樹(shù)脂形成黑矩陣30時(shí)，對(duì)于大于或等于4. 0 的光密度黑矩陣30具有大約為1 μ m至2 μ m的厚度。此外，形成濾色層33以與相對(duì)厚的黑矩陣30的邊緣部分重疊，并且在相對(duì)厚的黑矩陣30的邊緣部分產(chǎn)生臺(tái)階差。由于臺(tái)階差而可導(dǎo)致諸如摩擦工藝(rubbing process) 這樣的隨后工藝變差。因此，在濾色層33和黑矩陣30上形成外覆層35以防止因臺(tái)階差而導(dǎo)致的變差。然而，由于外覆層35導(dǎo)致制造工藝復(fù)雜且制作成本增加。通過(guò)對(duì)用諸如炭黑之類(lèi)的黑色素而著色的樹(shù)脂層進(jìn)行構(gòu)圖來(lái)形成黑矩陣30。黑樹(shù)脂黑矩陣30的電阻率等于或小于約lX107Qcm。因此，當(dāng)黑矩陣30設(shè)置于諸如柵線、數(shù)據(jù)線4和公共線2這樣的導(dǎo)線上方時(shí)，在導(dǎo)線中會(huì)產(chǎn)電阻電容(RC)延遲，并且由于串?dāng)_而導(dǎo)致顯示質(zhì)量變差。圖3A和:3B分別是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)薄膜晶體管上濾色器型面內(nèi)切換模式液晶顯示裝置的電阻電容延遲和顯示質(zhì)量變差。在圖3A和;3B中，第一和第二數(shù)據(jù)信號(hào)DSl和DS2對(duì)應(yīng)于COT型IPS模式IXD裝置的上部UP和下部LP。當(dāng)黑矩陣30形成在數(shù)據(jù)線4上時(shí)，與第一數(shù)據(jù)信號(hào)DSl相比，第二數(shù)據(jù)信號(hào)DS2被延遲，使得第二數(shù)據(jù)信號(hào)DS2的上升和下降時(shí)間長(zhǎng)于第一數(shù)據(jù)信號(hào)DSl的上升和下降時(shí)間。結(jié)果，與上部UP的圖像相比，下部LP的圖像具有較差的顯示質(zhì)量，例如低對(duì)比度和低亮度。因此，COT型IPS模式IXD裝置具有不均勻的顯示質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明涉及一種用于面內(nèi)切換模式液晶顯示裝置的陣列基板，該陣列基板充分消除了由于現(xiàn)有技術(shù)局限性和缺點(diǎn)而導(dǎo)致的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是提供一種用于薄膜晶體管上濾色器型面內(nèi)切換模式液晶顯示裝置的陣列基板，這里，防止了由于濾色器和黑矩陣導(dǎo)致的臺(tái)階差并且通過(guò)使用無(wú)機(jī)材料黑矩陣省略了平面化工藝(planarization process)。本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是提供一種用于薄膜晶體管上濾色器型面內(nèi)切換模式液晶顯示裝置的陣列基板，這里，防止了電阻電容延遲并且通過(guò)使用無(wú)機(jī)材料黑矩陣提高了顯不質(zhì)量。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在下面的說(shuō)明中闡明，且其部分可以根據(jù)所述說(shuō)明將顯而易見(jiàn)，或者可從本發(fā)明的實(shí)踐中領(lǐng)會(huì)到。通過(guò)所撰寫(xiě)的說(shuō)明書(shū)、其權(quán)利要求書(shū)以及附圖中具體指出的結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)和獲得本發(fā)明的這些或其他優(yōu)點(diǎn)。正如所具體表示和概括描述的，為達(dá)到這些和其他優(yōu)點(diǎn)，并根據(jù)本發(fā)明的目的，用于面內(nèi)切換模式液晶顯示裝置的陣列基板包括基板；在基板上的柵線和數(shù)據(jù)線，柵線和數(shù)據(jù)線相互交叉以限定像素區(qū)；與柵線平行且與柵線隔開(kāi)的公共線；連接到柵線和數(shù)據(jù)線的薄膜晶體管；在像素區(qū)中的多個(gè)像素電極，該多個(gè)像素電極連接到薄膜晶體管且與數(shù)據(jù)線平行；與多個(gè)像素電極交替的多個(gè)公共電極；在像素區(qū)邊緣部分的至少一個(gè)最外部公共電極，該至少一個(gè)最外部公共電極連接到公共線且與數(shù)據(jù)線平行；對(duì)應(yīng)于薄膜晶體管、柵線和數(shù)據(jù)線的黑矩陣，該黑矩陣包括無(wú)機(jī)材料并具有開(kāi)口部；和在開(kāi)口部中的濾色層。應(yīng)理解，前面的概括性描述和下面的詳細(xì)描述都是示例性的和解釋性的，意在對(duì)要求保護(hù)的本發(fā)明提供進(jìn)一步的解釋。


包含的附圖提供了對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解且其結(jié)合到說(shuō)明書(shū)中并構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，其示出了本發(fā)明的實(shí)施方式并與描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。在圖中圖1是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的面內(nèi)切換模式液晶顯示裝置的截面圖；圖2是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)用于薄膜晶體管上濾色器型面內(nèi)切換模式液晶顯示裝置的截面圖；圖3A和:3B分別是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)用于薄膜晶體管上濾色器型面內(nèi)切換模式液晶顯示裝置的電阻電容延遲和顯示質(zhì)量變差的圖；圖4顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的用于薄膜晶體管上濾色器型面內(nèi)切換模式液晶顯示裝置的陣列基板的平面圖；圖5是沿圖4的線V-V截取的截面圖；圖6是沿圖4的線VI-VI截取的截面圖；和圖7是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的薄膜晶體管上濾色器型面內(nèi)切換模式液晶顯示裝置的截面圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將詳細(xì)參考本發(fā)明的實(shí)施方式，在附圖中示出了其實(shí)例。在任何可能之處，將使用相似的參考數(shù)字表示相同或相似的部件。圖4顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的用于薄膜晶體管上濾色器型面內(nèi)切換模式液晶顯示裝置的陣列基板的平面圖，圖5是沿圖4的線V-V截取的截面圖，和圖6是沿圖4的線 VI-VI截取的截面圖。圖4中，公共線102、柵線103和數(shù)據(jù)線104形成在基板101上。公共線102與柵線103平行，并且柵線103和數(shù)據(jù)線104相互交叉以限定像素區(qū)P。薄膜晶體管(TFT)Tr連接到柵線103和數(shù)據(jù)線104。TFT Tr包括柵極111、柵絕緣層113(圖5)、半導(dǎo)體層(圖5)、 源極117和漏極119。柵極111連接到柵線103，源極117連接到數(shù)據(jù)線104。源極117和漏極119彼此隔開(kāi)。另外，漏極11延伸以與公共線102重疊。公共線102和漏極119的重疊部分分別作為第一和第二電容電極10 和109a，使得第一和第二電容電極10 和109a以及第一和第二電容電極10 和109a之間的柵絕緣層113構(gòu)成存儲(chǔ)電容MgC。最外部公共電極106、多個(gè)公共電極125和輔助公共電極12 形成在像素區(qū)P中。 最外部公共電極106、多個(gè)公共電極125和輔助公共電極12 與數(shù)據(jù)線104平行并與公共線102連接。最外部公共電極106設(shè)置在像素區(qū)P的邊緣部分處且與數(shù)據(jù)線104隔開(kāi)。最外部公共電極106自公共線102延伸并與公共線102具有相同層。多個(gè)公共電極125彼此隔開(kāi)，并且輔助公共電極12 與最外部公共線106重疊。輔助公共電極12 與多個(gè)公共電極125具有相同層。此外，輔助公共電極12 和多個(gè)公共電極125的端部連接到公共連接圖案125b0輔助公共電極12 通過(guò)公共線接觸孔129電連接到公共線102并與數(shù)據(jù)線104 部分重疊以覆蓋數(shù)據(jù)線104和最外部公共電極106之間的間隔。因此，輔助公共電極12 傳送施加到公共線102的公共電壓至多個(gè)公共電極125，并防止由于數(shù)據(jù)線104和最外部公共電極106之間所產(chǎn)生的電場(chǎng)而導(dǎo)致的諸如串?dāng)_這樣的變差。多個(gè)像素電極123形成在像素區(qū)P。多個(gè)像素電極123和多個(gè)公共電極125相互交替設(shè)置。多個(gè)像素電極123通過(guò)漏極接觸孔127電連接到從漏極119延伸出來(lái)的第二電容電極119a。此外，多個(gè)像素電極123可與多個(gè)公共電極125有相同層。多個(gè)像素電極123和多個(gè)公共電極125可具有至少一個(gè)彎曲部分以獲得多域結(jié)構(gòu)。例如，多個(gè)像素電極123和多個(gè)公共電極125的每個(gè)關(guān)于其中心部分對(duì)稱(chēng)彎曲以使得像素區(qū)可具有2域結(jié)構(gòu)(two-domain structure)。由于2域結(jié)構(gòu)，可以防止變差諸如在特定視角的顏色反相(color conversion)并進(jìn)一步改善COT型IPS模式IXD裝置的視角。盡管圖4中數(shù)據(jù)線104、多個(gè)像素電極123、多個(gè)公共電極125和輔助公共電極12 均形成為具有彎曲部分，在另一個(gè)實(shí)施方式中數(shù)據(jù)線、多個(gè)像素電極、多個(gè)公共電極和輔助公共電極也可形成為直線形而沒(méi)有彎曲部分。黑矩陣200和濾色層133形成在具有TFT Tr的基板上(圖5)。黑矩陣200對(duì)應(yīng)于公共線102、柵線103、數(shù)據(jù)線104和TFT Tr0濾色器133包括紅、綠和藍(lán)濾色器，并且紅、 綠和藍(lán)濾色器中的每一個(gè)交替設(shè)置在像素區(qū)P中。黑矩陣200包括無(wú)機(jī)材料。例如，該無(wú)機(jī)材料可包含鍺(Ge)、碳化鍺(GeC)和硅化鍺(GeSi)中的一種。由于無(wú)機(jī)材料薄膜的透光率小于有機(jī)材料薄膜的透光率，因此與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的黑樹(shù)脂的黑矩陣30(圖幻相比，無(wú)機(jī)材料的黑矩陣200具有相對(duì)較小的厚度。 結(jié)果，使由于黑矩陣200導(dǎo)致的臺(tái)階差減至最小，且防止了由于臺(tái)階差導(dǎo)致的諸如摩擦工藝(rubbing process)之類(lèi)的隨后工藝變差。因此省去了用于平坦化的外覆層且簡(jiǎn)化了制造工藝ο此外，無(wú)機(jī)材料薄膜的介電常數(shù)小于有機(jī)材料薄膜的介電常數(shù)，且無(wú)機(jī)材料的電阻率大于有機(jī)材料薄膜的電阻率。結(jié)果，即使無(wú)機(jī)材料的黑矩陣200形成在公共線102、柵線103和數(shù)據(jù)線104上方，也能最小化電阻電導(dǎo)(resistive-conductive，RC)延遲。
圖5和6中，公共線102、柵線103(圖4)、柵極111和輔助公共電極106形成在具有像素區(qū)P的基板101上。柵極111連接到柵線103，并且公共線102與柵線103平行且與其隔開(kāi)。輔助公共電極106自公共線102延伸且設(shè)置在像素區(qū)P的邊緣部分處。柵絕緣層113形成在公共線102、柵線103、柵極111和輔助公共電極106上。半導(dǎo)體層115形成在柵極111上方的柵絕緣層113上。半導(dǎo)體層115包括本征硅的有源層 11 和雜質(zhì)摻雜硅的歐姆接觸層1Mb。此外，源極和漏極117和119形成在半導(dǎo)體層115 上，數(shù)據(jù)線104形成在柵絕緣層113上。源極和漏極117和119彼此隔開(kāi)，并且數(shù)據(jù)線104 與柵線103交叉以限定像素區(qū)P。數(shù)據(jù)線104可與最外部公共電極106隔開(kāi)。柵極111、柵絕緣層113、半導(dǎo)體層115、源極117和漏極119構(gòu)成了薄膜晶體管(TFT)Tr。漏極119延伸以與公共線102重疊。公共線102和漏極119的重疊部分分別用作第一和第二電容電極10 和109a，使得第一和第二電容電極10 和109a以及在第一和第二電容電極10 和109a之間的柵絕緣層113構(gòu)成存儲(chǔ)電容MgC。盡管圖5和6中包括有源層11 和歐姆接觸層11 的半導(dǎo)體層115進(jìn)一步被插入在柵絕緣層113和第二電容電極109a之間，但是在另一實(shí)施方式中可通過(guò)不同的制造工藝省去在第二電容電極109a下方的半導(dǎo)體層。此外，盡管圖5和6中包括有源層11 和歐姆接觸層11 的半導(dǎo)體層115 進(jìn)一步被插入在柵極113和數(shù)據(jù)線104之間，但是在另一實(shí)施方式中可通過(guò)不同的制造工藝省去在數(shù)據(jù)線104下方的半導(dǎo)體層。無(wú)機(jī)絕緣材料的鈍化層121形成在數(shù)據(jù)線104、源極117和漏極119上，并且無(wú)機(jī)材料的黑矩陣200形成在鈍化層121上。黑矩陣200可對(duì)應(yīng)于公共線102、柵線103、數(shù)據(jù)線104和TFT Tr0而且，黑矩陣200由包括鍺(Ge)的無(wú)機(jī)材料形成。例如，無(wú)機(jī)材料可包括鍺(Ge)、碳化鍺(GeC)和硅鍺(GeSi)中的一種。由于無(wú)機(jī)材料薄膜的透光率小于諸如黑樹(shù)脂這樣的有機(jī)材料薄膜的透光率，因此與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的黑樹(shù)脂的黑矩陣30 (圖2)相比，無(wú)機(jī)材料的黑矩陣200具有相對(duì)小的厚度。結(jié)果，使由于黑矩陣200導(dǎo)致的臺(tái)階差減至最小，且防止了由于臺(tái)階差導(dǎo)致的諸如摩擦工藝之類(lèi)的隨后工藝變差。因此，可省掉用于平坦化的上覆層且簡(jiǎn)化了制造工藝。為實(shí)現(xiàn)充分的遮光特性，需要黑矩陣200具有在預(yù)定范圍內(nèi)的光密度。根據(jù)以下等式I，光密度OD被限定為透射光(transmitted light)的輸出強(qiáng)度I。ut與入射光的輸入強(qiáng)度Iin的比率。OD = -log (I。ut/Iin)-----等式 I對(duì)于給定的入射光輸入強(qiáng)度，隨著透射光的輸出強(qiáng)度降低，光密度增加。例如，可需要黑矩陣200具有等于或大于4. 0，優(yōu)選等于或大于約5. 0的光密度， 以使黑矩陣200能夠防止濾色器色彩混合并防止由于漏光導(dǎo)致的TFTTr的誤操作。對(duì)于等于或大于約4. 0的光密度，盡管根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的黑樹(shù)脂的黑矩陣30具有約1 μ m至約2 μ m 的厚度，但是無(wú)機(jī)材料的黑矩陣200可具有約2000 A至約5000 A的厚度。例如，具有約 3000 A厚度的無(wú)機(jī)材料黑矩陣200具有等于或大于約4. 0的光密度。因此，降低了無(wú)機(jī)材料黑矩陣200的厚度且減小了由于黑矩陣200導(dǎo)致的臺(tái)階差。表1示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的黑矩陣200關(guān)于COT型IPS模式IXD裝置中入射光波長(zhǎng)的光密度?！幢?>
波長(zhǎng)450nm550nm6 IOnm光密度5. 35. 34. 0表1中，黑矩陣200由鍺(Ge)形成且具有約3000 A的厚度。如表1中所示，鍺(Ge)的黑矩陣200在約450nm和約550nm的波長(zhǎng)處具有約5. 3 的相對(duì)高的光密度。此外，鍺(Ge)的黑矩陣200具有約4. 0的光密度，這與在610nm的波長(zhǎng)處具有約1 μ m至約2 μ m厚度的黑樹(shù)脂的黑矩陣30的光密度相似。因此，與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的黑樹(shù)脂的黑矩陣30相比，即使無(wú)機(jī)材料的黑矩陣200具有較小厚度，也具有優(yōu)良的遮光特性。此外，與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的黑樹(shù)脂的黑矩陣30相比，無(wú)機(jī)材料的黑矩陣200具有較小的介電常數(shù)和較大的電阻率。結(jié)果，降低了在諸如公共線102、柵線103和數(shù)據(jù)線104 這樣的導(dǎo)線中的電阻電容(RC)延遲。例如，無(wú)機(jī)材料的黑矩陣200可具有等于或大于約 IXlO15Qcm的電阻率。表2示出了在根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的COT型IPS模式IXD裝置中通過(guò)數(shù)據(jù)線 104傳輸?shù)男盘?hào)的上升時(shí)間和下降時(shí)間?！幢?>
上升時(shí)間 (Tr,微秒 (psec))下降時(shí)間 (Tf,微秒)上升時(shí)間+下降時(shí)間 (Tr+ Tf,微秒)基準(zhǔn)值0.80.81.6數(shù)據(jù)線+黑樹(shù)脂的黑矩陣1.61.63.2數(shù)據(jù)線+無(wú)機(jī)材料的黑矩陣1.00.81.8表2中，對(duì)于通過(guò)其上順序形成有鈍化層和黑矩陣的數(shù)據(jù)線傳輸?shù)男盘?hào)測(cè)量上升時(shí)間和下降時(shí)間。當(dāng)根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的黑樹(shù)脂的黑矩陣30形成在數(shù)據(jù)線上方時(shí)，信號(hào)的上升時(shí)間、下降時(shí)間和上升和下降時(shí)間的總和分別為約1. 6、約1. 6和約3. 2，其約為基準(zhǔn)值的兩倍。當(dāng)無(wú)機(jī)材料的黑矩陣200形成在數(shù)據(jù)線上方時(shí)，信號(hào)的上升時(shí)間、下降時(shí)間和上升時(shí)間和下降時(shí)間的總和分別為約1. 0、約0. 8和約1. 8，其與基準(zhǔn)值相似。因此，通過(guò)數(shù)據(jù)線104 傳輸?shù)男盘?hào)的RC延遲被最小化且防止了諸如不均勻?qū)Ρ榷群筒痪鶆蛄炼冗@樣的顯示質(zhì)量變差。包括紅、綠和藍(lán)濾色器的濾色層133形成在黑矩陣200和鈍化層121上。盡管圖5 和6中示出了濾色層133與黑矩陣200的側(cè)表面接觸，但是濾色層133的邊緣部分可形成在黑矩陣200上以與黑矩陣200重疊。紅、綠和藍(lán)濾色器可在經(jīng)由黑矩陣200暴露的鈍化層121上形成，且可順序且重復(fù)地設(shè)置在像素區(qū)P中。濾色層133和鈍化層121具有暴露出自漏極119延伸的第二電容電極119a的漏極接觸孔127，并且黑矩陣200、鈍化層121以及柵絕緣層113具有暴露出公共線102的公共線接觸孔129。多個(gè)像素電極123、多個(gè)公共電極125和輔助公共電極12 形成在黑矩陣200和濾色層133上。多個(gè)像素電極123、多個(gè)公共電極125和輔助公共電極12 可包括透明導(dǎo)電材料且可設(shè)置成與數(shù)據(jù)線104平行。多個(gè)像素電極123經(jīng)由漏極接觸孔127連接到第二電容電極119a，使得多個(gè)像素電極123電連接到漏極119。多個(gè)公共電極125與多個(gè)像素電極123交替設(shè)置在像素區(qū)中。輔助公共電極12 設(shè)置在像素電極P的邊緣部分處以與最外部公共電極106重疊，且經(jīng)由公共線接觸孔1 連接到公共線102。輔助電極12 和多個(gè)公共電極125的端部連接到公共連接圖案12 (圖4)。在COT型IPS模式IXD裝置中，由于黑矩陣200和濾色層133形成在具有TFT Tr 的基板101上，因此使黑矩陣200的寬度最小化且防止了由于貼附誤差導(dǎo)致的孔徑比減小。 此外，由于黑矩陣200包括無(wú)機(jī)材料，因此即使黑矩陣200具有相對(duì)小的厚度，也具有足夠的遮光特性(相對(duì)大的光密度)。結(jié)果，使由于黑矩陣200導(dǎo)致的臺(tái)階差減至最小且防止了由于臺(tái)階差導(dǎo)致的諸如摩擦工藝之類(lèi)的隨后工藝變差。此外，通過(guò)省掉用于平坦化的上覆層而簡(jiǎn)化了制造工藝。而且，由于無(wú)機(jī)材料的黑矩陣200具有相對(duì)大的電阻率和相對(duì)小的介電常數(shù)，因此最小化了 RC延遲且改善了顯示質(zhì)量。圖7是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的薄膜晶體管上濾色器型面內(nèi)轉(zhuǎn)換模式液晶顯示裝置的截面圖。由于其他部分與第一實(shí)施方式的那些相似，因此圖7示出了與數(shù)據(jù)線相鄰的部分。圖7中，最外部公共電極206形成在基板201上的像素區(qū)的邊緣部分處，并且柵絕緣層213形成在最外部公共電極206上。數(shù)據(jù)線204形成在柵絕緣層213上。最外部公共電極206設(shè)置在數(shù)據(jù)線204的兩側(cè)。鈍化層221形成在數(shù)據(jù)線204上，并且無(wú)機(jī)材料的黑矩陣300形成在鈍化層221上。黑矩陣300覆蓋數(shù)據(jù)線204和最外部公共電極206之間的間隙從而防止經(jīng)由該間隙漏光。此外，黑矩陣300具有對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)線204的通孔THA，從而暴露出在數(shù)據(jù)線204上方的鈍化層221。包括紅、綠和藍(lán)濾色器的濾色層233形成在鈍化層221和黑矩陣300上，并且輔助公共電極22 形成在濾色層233和黑矩陣300上。盡管圖7中示出濾色層233接觸黑矩陣300的側(cè)表面，但是濾色層233的邊緣部分可形成在黑矩陣300上以與該黑矩陣300重疊。紅、綠和藍(lán)濾色器可形成在經(jīng)由黑矩陣300暴露的鈍化層221上且可順序和重復(fù)地設(shè)置在像素區(qū)P中。輔助公共電極206與最外部公共電極22 重疊。在第二實(shí)施方式的COT型IPS模式IXD裝置中，由于黑矩陣300未設(shè)置在數(shù)據(jù)線 204正上方，并且暴露出在數(shù)據(jù)線204正上方的鈍化層221，進(jìn)一步改善了電阻電容(RC)延遲。如第一實(shí)施方式的表2所示，當(dāng)黑矩陣200(圖6)形成在數(shù)據(jù)線104(圖6)正上方時(shí)， 約1. 8微秒(μ sec)的上升時(shí)間和下降時(shí)間的總和稍長(zhǎng)于約1. 6 μ sec的基準(zhǔn)值。在第二實(shí)施方式中，由于去除了在數(shù)據(jù)線204正上方的黑矩陣300，因此上升時(shí)間和下降時(shí)間的總和可基本與基準(zhǔn)值相同。因此，在本發(fā)明的COT型IPS模式IXD裝置中，由于薄膜晶體管、黑矩陣和濾色層形成在單個(gè)基板上，因此不需要貼附誤差余量。結(jié)果，最小化了黑矩陣寬度并且改善了孔徑比。此外，由于黑矩陣由無(wú)機(jī)材料形成，因此即使具有相對(duì)小的厚度，黑矩陣也具有相對(duì)大的光密度。結(jié)果，最小化了由于黑矩陣導(dǎo)致的臺(tái)階差且防止了由于臺(tái)階差導(dǎo)致的諸如摩擦工藝之類(lèi)的隨后工藝變差。另外，通過(guò)省掉用于平坦化的上覆層簡(jiǎn)化了制造工藝。而且，由于無(wú)機(jī)材料黑矩陣具有相對(duì)大的電阻率和相對(duì)小的介電常數(shù)，因此最小化了電阻電容延遲并改善了顯示質(zhì)量。 本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可對(duì)本發(fā)明作出各種修改和變化。由此，只要落在所附的權(quán)利要求書(shū)及其等價(jià)物的范圍內(nèi)，本發(fā)明覆蓋本發(fā)明的各種修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種用于面內(nèi)切換模式液晶顯示裝置的陣列基板，包含； 基板；在所述基板上的柵線和數(shù)據(jù)線，該柵線和該數(shù)據(jù)線互相交叉以限定像素區(qū)； 與所述柵線平行且隔開(kāi)的公共線； 連接到所述柵線和所述數(shù)據(jù)線的薄膜晶體管；在所述像素區(qū)中的多個(gè)像素電極，該多個(gè)像素電極連接到所述薄膜晶體管并與所述數(shù)據(jù)線平行；與所述多個(gè)像素電極交替的多個(gè)公共電極；在所述像素區(qū)的邊緣部分處的至少一個(gè)最外部公共電極，該至少一個(gè)最外部公共電極連接至所述公共線并與所述數(shù)據(jù)線平行；對(duì)應(yīng)于所述薄膜晶體管、所述柵線和所述數(shù)據(jù)線的黑矩陣，該黑矩陣包括無(wú)機(jī)材料并具有開(kāi)口部；和在所述開(kāi)口部中的濾色層。
2.如權(quán)利要求1所述的陣列基板，其中所述黑矩陣包含鍺、碳化鍺和硅化鍺中的一種。
3.如權(quán)利要求1所述的陣列基板，其中所述黑矩陣的電阻率等于或大于約IXlO15Ω cm。
4.如權(quán)利要求1所述的陣列基板，其中所述黑矩陣在波長(zhǎng)約550納米處具有約5.3的光法、度。
5.如權(quán)利要求1所述的陣列基板，其中所述黑矩陣的厚度為約2000A至約5000A。
6.如權(quán)利要求1所述的陣列基板，其中所述至少一個(gè)最外部公共電極設(shè)置在所述數(shù)據(jù)線的兩側(cè)。
7.如權(quán)利要求6所述的陣列基板，其中所述黑矩陣具有對(duì)應(yīng)于所述數(shù)據(jù)線的通孔。
8.如權(quán)利要求1所述的陣列基板，其中所述薄膜晶體管包括連接到所述柵線的柵極、 在該柵極上的柵絕緣層、在該柵極上方的柵絕緣層上的半導(dǎo)體層、連接至所述數(shù)據(jù)線的源極、和與所述源極隔開(kāi)且連接到所述多個(gè)像素電極的漏極。
9.如權(quán)利要求8所述的陣列基板，其中所述漏極通過(guò)插入在漏極和公共線之間的柵絕緣層與所述公共線重疊。
10.如權(quán)利要求1所述的陣列基板，還包括至少一個(gè)輔助公共電極，該至少一個(gè)輔助公共電極具有與所述多個(gè)公共電極相同的層和相同的材料，并連接到所述公共線。
11.如權(quán)利要求1所述的陣列基板，其中所述黑矩陣對(duì)應(yīng)于所述至少一個(gè)最外部公共電極和在所述數(shù)據(jù)線與所述至少一個(gè)最外部公共電極之間的間隙。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于面內(nèi)切換模式液晶顯示裝置的陣列基板。用于液晶顯示裝置的陣列基板包含基板；在基板上的柵線和數(shù)據(jù)線；與柵線平行且與該柵線隔開(kāi)的公共線；連接到柵線和數(shù)據(jù)線的薄膜晶體管；在像素區(qū)中的多個(gè)像素電極；與多個(gè)像素電極交替的多個(gè)公共電極；在像素區(qū)的邊緣部分處的至少一個(gè)最外部公共電極；對(duì)應(yīng)于薄膜晶體管、柵線和數(shù)據(jù)線的黑矩陣，該黑矩陣包括無(wú)機(jī)材料并具有開(kāi)口部；和在開(kāi)口部中的濾色層。
文檔編號(hào)G02F1/1362GK102236229SQ20111012014
公開(kāi)日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2011年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月4日
發(fā)明者吳載映, 崔大正, 李載鈞, 金善宇 申請(qǐng)人:樂(lè)金顯示有限公司