專利名稱：高透光率面內(nèi)切換液晶顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種高透光率面內(nèi)切換液晶顯示裝置。特別是，本發(fā)明涉及一種解決了在水平電場型液晶顯示裝置和邊緣場型液晶顯示裝置中示出的所有問題的高透光率面內(nèi)切換液晶顯示裝置，在所述水平電場型液晶顯示裝置中像素電極和公共電極設置在相同水平面(level plane)中，在所述邊緣場型液晶顯示裝置中像素電極和公共電極重疊。
背景技術：
液晶顯示裝置(即“IXD”)通過利用由薄膜晶體管(即“TFT”)驅動的電場對液晶層的透光率進行控制來表現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)。根據(jù)電場的方向，LCD可以被分成兩種主要類型 一種是垂直電場型，另一種是水平電場型。對于垂直電場型LCD，在上基板上形成的公共電極和在下基板上形成的像素電極彼此面對，以形成方向垂直于基板表面的電場。在上基板和下基板之間設置的扭曲向列 (TN)液晶層由垂直電場驅動。垂直電場型LCD具有較高孔徑比的優(yōu)點，同時又具有約90度的較窄視角的缺點。對于水平電場型LCD，公共電極和像素電極平行地形成在相同基板上。在上基板和下基板之間設置的液晶層由平行于基板表面的電場按照面內(nèi)切換(IPS)模式來驅動。水平電場型LCD具有比垂直電場型LCD更寬的超過170度的視角和更快的響應速度的優(yōu)點。然而，對于在水平電場型LCD中像素電極和公共電極設置在相同的水平面的情況下，即使在像素電極和公共電極之間形成有水平電場，在像素電極和公共電極的正上方也沒有電場。因此，由像素電極和公共電極占據(jù)的區(qū)域將會是非顯示區(qū)域，在所述非顯示區(qū)域液晶不被驅動。因此，即使像素電極和公共電極由透明材料形成，它們也不對透光面積有貢獻，并由于它們的面積而降低了孔徑比。為了克服上述問題，提出了邊緣場型IXD，在所述邊緣場型IXD中，與像素區(qū)域的所有部分中的大部分對應的公共電極形成在下層，而像素電極與公共電極重疊形成在上層。在邊緣場型LCD中，因為在像素電極的上方形成水平電場，所以可確保高的孔徑比。然而，邊緣場型LCD只在小面積的LCD的情況下可確保高的孔徑比。當LCD尺寸更大，在公共電極和像素電極之間形成的寄生電容也會增大。為解決這個問題，晶體管的尺寸應該變得更大，在像素電極之間的間隙會變窄，以致透射率降低。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述缺點，本發(fā)明的目的是提出一種高透光率面內(nèi)切換液晶顯示裝置， 在所述高透光率面內(nèi)切換液晶顯示裝置中，在公共電極和像素電極之間的空間以及在像素電極和公共電極上方的空間形成水平電場。本發(fā)明的其它目的是提出一種高透光率面內(nèi)切換液晶顯示裝置，在所述高透光率面內(nèi)切換液晶顯示裝置中，當通過邊緣電場型LCD形成水平電場時，降低了在像素電極和公共電極之間形成的寄生電容。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種水平電場型液晶顯示裝置，包括基板；多條柵極線，在所述基板上沿水平方向設置；多條數(shù)據(jù)線，在所述基板上沿垂直方向設置；多個像素區(qū)域，由交叉所述多條柵極線和所述多條數(shù)據(jù)線限定；第一像素電極，在所述像素區(qū)域內(nèi)具有以預定距離排列的多個段；第二像素電極，在所述像素區(qū)域內(nèi)具有與所述第一像素電極平行排列的多個段；以及公共電極，在所述像素區(qū)域內(nèi)與所述第一像素電極和所述第二像素電極重疊。所述第一像素電極和所述第二像素電極形成在相同的水平層上，所述公共電極與所述第一像素電極和所述第一像素電極重疊，在它們之間具有絕緣層。所述公共電極具有比所述第一像素電極和所述第二像素電極的任何一個寬度寬2 至3倍的寬度。所述第一像素電極和所述第二像素電極交替設置，且彼此相距8微米至10微米的距離。所述公共電極配置為對所述公共電極施加電壓，所述電壓的電平是在所述像素電極和所述第二像素電極之間的最大電壓差的一半。所述第一像素電極和所述第二像素電極配置為在它們之間具有為從OV至5V的一個值的電壓電平差，以形成水平電場；以及所述公共電極、所述第一像素電極和所述第二像素電極配置為在所述公共電極和所述第一像素電極之間以及在所述公共電極和所述第二像素電極之間具有為從OV至2. 5V的一個值的電壓電平差，以形成邊緣場水平電場。所述裝置進一步包括第一薄膜晶體管，形成在所述像素區(qū)域的一個角落處并連接所述第一像素電極；以及第二薄膜晶體管，形成在所述像素區(qū)域的另一個角落處并連接所述第二像素電極。所述第一薄膜晶體管連接到在所述像素區(qū)域的一個水平方向設置的柵極線以及在所述像素區(qū)域的第一垂直方向設置的第一數(shù)據(jù)線；以及所述第二薄膜晶體管連接到所述柵極線以及在所述像素區(qū)域的第二垂直方向設置的第二數(shù)據(jù)線。所述第一薄膜晶體管包括從所述柵極線分支出的第一柵極、從所述第一數(shù)據(jù)線分支出的第一源極、以及面對所述第一源極的第一漏極；以及所述第二薄膜晶體管包括從所述柵極線分支出的第二柵極、從所述第二數(shù)據(jù)線分支出的第二源極、以及面對所述第二源極的第二漏極。所述第一薄膜晶體管連接到在所述像素區(qū)域的第一水平方向設置的第一柵極線以及在所述像素區(qū)域的第一垂直方向設置的第一數(shù)據(jù)線；以及所述第二薄膜晶體管連接到在所述像素區(qū)域的第二方向設置的第二柵極線以及在所述像素區(qū)域的第二垂直方向設置的第二數(shù)據(jù)線。所述第一薄膜晶體管包括從所述第一柵極線分支出的第一柵極、從所述第一數(shù)據(jù)線分支出的第一源極、以及面對所述第一源極的第一漏極；以及所述第二薄膜晶體管包括從所述第二柵極線分支出的第二柵極、從所述第二數(shù)據(jù)線分支出的第二源極、以及面對所述第二源極的第二漏極。根據(jù)本發(fā)明的水平電場型IXD包括在相同水平面上形成的第一像素電極和第二像素電極，以在它們之間形成第一水平電場，以及在第一像素電極和第二像素電極下方形成的公共電極，以在像素電極和公共電極之間形成第二電場。因為在像素電極上方形成水平電場，所以電極區(qū)域可被用作液晶驅動區(qū)域，使得確保高透光率。此外，由于公共電極和像素電極的重疊區(qū)域以在像素電極的上方形成水平電場可被減到最小，所以在像素電極之間的間隙確保使寄生電容的量減到最小。也就是說，因為根據(jù)本發(fā)明的面內(nèi)切換型LCD具有水平電場型LCD和邊緣場型LCD的優(yōu)點并克服了它們的缺點，所以本發(fā)明可提出一種具有低驅動功耗的高透光率IXD。


被包括來提供對本發(fā)明的進一步理解且并入并構成說明書的一部分的附解了本發(fā)明的實施例，并且連同文字描述一起用來解釋本發(fā)明的原理。在附圖中圖1是表示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的高透光率面內(nèi)切換液晶顯示裝置的結構的平面圖。圖2是表示根據(jù)第一實施例的高透光率面內(nèi)切換液晶顯示裝置的結構沿線1-1’ 切開的截面圖。圖3是表示根據(jù)本發(fā)明第二實施例的高透光率面內(nèi)切換液晶顯示裝置的結構的平面圖。
具體實施例方式下面，將參照附圖1至3來解釋本發(fā)明的優(yōu)選實施例。圖1是表示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的高透光率面內(nèi)切換液晶顯示裝置的結構的平面圖。圖2是表示根據(jù)第一實施例的高透光率面內(nèi)切換液晶顯示裝置的結構沿線1-1’切開的截面圖。參照圖1和2，高透光率面內(nèi)切換IXD包括由在透明基板SUB上方的沿水平方向延伸的多條柵極線和在透明基板SUB上方的沿垂直方向延伸的多條數(shù)據(jù)線彼此交叉限定的多個像素區(qū)域。第一薄膜晶體管Tl設置在每個像素區(qū)域的一個角落處，而第二薄膜晶體管 T2設置在每個像素區(qū)域的其他角落處。第一薄膜晶體管Tl連接到以梳狀形成的第一像素電極PXLl，在所述像素電極PXLl中，在像素區(qū)域內(nèi)以第一預定間隙設置多個段。第二薄膜晶體管T2也連接到以梳狀形成的第二像素電極PXL2，在所述像素電極PXL2中，在像素區(qū)域內(nèi)以第二預定間隙設置多個段。第一 TFT Tl和第二 TFT T2分別連接到從相同柵極線GL分支出的第一柵極Gl和第二柵極G2。從第一數(shù)據(jù)線DLl分支出的第一源極Sl與第一柵極Gl的一側重疊。面對第一源極Sl并與第一源極Sl相距預定距離的第一漏極Dl與第一柵極Gl的另一側重疊。第一漏極Dl與第一像素電極PXLl連接。即使圖中未示出，第一半導體層設置在第一柵極Gl 和第一源極-漏極Sl-Dl之間，以起溝道層的作用。此外，從第二數(shù)據(jù)線DL2分支出的第二源極S2與第二柵極G2的一側重疊。面對第二源極S2并與第二源極S2相距預定距離的第二漏極D2與第二柵極G2的另一側重疊。 第二漏極D2與第二像素電極PXL2連接。即使圖中未示出，第二半導體層設置在第二柵極 G2和第二源極-漏極S2-D2之間，以起溝道層的作用。
第一像素電極PXLl和第二像素電極PXL2具有梳狀，其中在它們之間以預定距離設置多個段。此外，第一像素電極PXLl和第二像素電極PXL2的每個段彼此交替設置。也就是說，第一像素電極PXLl的一個段和第二像素電極PXL2的一個段接近地設置在相同水平面上，以在它們之間形成水平電場。當將掃描信號施加給柵線GL時，第一 TFT Tl和第二 TFT T2同時導通，然后同時將像素信號施加給第一像素電極PXLl和第二像素電極PXL2。為了在第一像素電極PXLl和第二像素電極PXL2之間形成水平電場，它們應該具有不同的電壓電平。例如，第一像素電極PXLl優(yōu)選地具有從OV至5V改變的電壓范圍，而第一像素電極PXLl優(yōu)選地具有從5V至 OV改變的電壓范圍，使得電壓電平差可以是從OV至5V的任何一個。因此，可以利用在第一像素電極PXLl和第二像素電極PXL2之間形成的水平電場來驅動液晶分子，以表現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)。利用這種結構，特別是當?shù)谝幌袼仉姌OPXLl和第二像素電極PXL2之間的距離幾乎是像素電極PXLl和PXL2自身的寬度的三倍時，在像素電極PXLl和PXL2之間的空間處形成水平電場，但是在像素電極PXLl和PXL2自身的正上方?jīng)]有水平電場。因此，在像素電極PXLl和PXL2的上方設置的液晶分子不能被驅動。更優(yōu)選的是使得在像素電極PXLl和 PXL2自身的上方形成水平電場。為了做到這一點，在本發(fā)明第一實施例中，進一步包括公共電極COM，所述公共電極COM設置在像素電極PXLl和PXL2的下方，以與像素電極PXLl和PXL2重疊，并具有比像素電極PXLl和PXL2寬的寬度。例如，公共電極COM可形成在與柵線GL以及柵極Gl和G2 相同的水平層上，且公共電極COM由透明導電材料形成。此外，公共線CL可與柵線GL平行設置，用以將公共電壓施加給公共電極COM。公共電極COM與像素電極PXLl和PXL2彼此重疊，并在它們之間具有柵極絕緣層GI和鈍化層PAS。下面將再一次參照圖2，解釋更多的具體結構。為了在像素電極PXLl和PXL2自身的上方形成水平電場，優(yōu)選的是公共電極COM具有比像素電極PXLl和PXL2寬的寬度。結果，在像素電極PXLl和PXL2的表面與公共電極COM的邊緣之間形成邊緣場。由于這種邊緣場，可在像素電極PXLl和PXL2的上方形成水平電場。公共電極COM的寬度優(yōu)選地是像素電極PXLl和PXL2的寬度的2至3倍。換句話說，公共電極COM的邊緣優(yōu)選的是從像素電極PXLl和PXL2突出一段長度，所述長度為像素電極PXLl和PXL2的寬度的m至3/4。 也就是說，優(yōu)選的是，公共電極COM與像素電極PXLl和PXL2的重疊間隙G是像素電極PXLl 和PXL2的寬度的1/2至3/4。另外，當在公共電極COM與像素電極PXLl和PXL2之間由邊緣場而形成水平電場時，邊緣場的強度可通過考慮在第一像素電極PXLl和第二像素電極PXL2之間形成的水平電場來決定。例如，公共電極COM可被施加2. 5V電平，所述2. 5V電平是在第一像素電極 PXLl和第二像素電極PXL2之間的最大電壓電平差的中間電平。在第一像素電極PXLl和第二像素電極PXL2之間形成的水平電場的強度由在第一像素電極PXLl的電壓電平與第二像素電極PXL2的電壓電平之間的電壓差來限定。也就是說，在第一像素電極PXLl與第二像素電極PXL2之間的電壓差是從OV至5V的任何一個值。 當公共電極具有2. 5V的恒定電壓電平時，在公共電極COM與像素電極PXLl和PXL2之間形成具有從OV至2. 5V的任何一個的電壓差的邊緣場。
結果，在根據(jù)本發(fā)明第一實施例的液晶顯示裝置中，在像素區(qū)域的全部上形成水平電場。因此，本發(fā)明可提出一種高透光率面內(nèi)切換液晶顯示裝置，在所述高透光率面內(nèi)切換液晶顯示裝置中，像素區(qū)域的全部區(qū)域的大部分能夠被用作透光區(qū)域。下面將參照圖3來說明根據(jù)本發(fā)明的第二實施例。圖3是表示根據(jù)本發(fā)明第二實施例的高透光率面內(nèi)切換液晶顯示裝置的結構的平面圖。根據(jù)第二實施例的水平電場型 LCD的截面結構與第一實施例的水平電場型LCD的截面結構非常相似。不同之處只在于第一 TFT Tl和第二 TFT T2的排列。參照圖3，根據(jù)第二實施例的高透光率面內(nèi)切換液晶顯示裝置包括由在透明基板 SUB上的沿水平方向延伸的多條柵極線和在透明基板SUB上的沿垂直方向延伸的多條數(shù)據(jù)線的交叉結構限定的多個像素區(qū)域。第一薄膜晶體管Tl設置在像素區(qū)域的一個角落處，而第二薄膜晶體管T2設置在像素區(qū)域的另一個角落處。第一 TFT Tl連接到在像素區(qū)域中的形成為梳狀的第一像素電極PXLl。第二 TFT T2連接到在像素區(qū)域中的形成為梳狀的第二像素電極PXL2。第一 TFT Tl連接到從第一柵極線GLl分支出的第一柵極G1，而第二 TFT T2連接到從第二柵極線GL2分支出的第二柵極G2。此外，從第一數(shù)據(jù)線DLl分支出的第一源極Sl 與第一柵極Gl的一側重疊。面對第一源極Sl并與第一源極Sl相距預定距離的第一漏極 Dl與第一柵極Gl的另一側重疊。第一漏極Dl與第一像素電極PXLl連接。即使圖中未示出，第一半導體層設置在第一柵極Gl和第一源極-漏極Sl-Dl之間，以起溝道層的作用。此外，從第二數(shù)據(jù)線DL2分支出的第二源極S2與第二柵極G2的一側重疊。面對第二源極S2并與第二源極S2相距預定距離的第二漏極D2與第二柵極G2的另一側重疊。 第二漏極D2與第二像素電極PXL2連接。即使圖中未示出，第二半導體層設置在第二柵極 G2和第二源極-漏極S2-D2之間，以起溝道層的作用。第一像素電極PXLl和第二像素電極PXL2具有梳狀，其中在它們之間以預定距離設置多個段。此外，第一像素電極PXLl和第二像素電極PXL2的每個段彼此交替設置。也就是說，第一像素電極PXLl的一個段和第二像素電極PXL2的一個段接近地設置在相同水平面上，以在它們之間形成水平電場。在第二實施例中，當選擇第一柵極線GLl時，第一 TFT Tl導通，而當在第一柵極線 GLl之前選擇第二柵極線GL2時，第二 TFT T2導通。因此，在充電第一像素電極PXLl的時間與充電第二像素電極PXL2的時間之間會有時間延遲。然而，在表現(xiàn)一個圖像幀期間，維持對于每個像素電極PXLl和PXL2的充電電壓，使得在像素電極PXLl和PXL2之間形成水平電場。如上所述，在第一實施例和第二實施例之間的差異是用于在像素電極PXLl和 PXL2之間形成水平電場的薄膜晶體管Tl和T2的排列結構，但是在公共電極COM以及像素電極PXLl和PXL2的排列結構上沒有差異。在本發(fā)明中，用于驅動液晶分子的主要的電場是在第一像素電極PXLl和第二像素電極PXL2之間形成的水平電場。在公共電極COM以及像素電極PXLl和PXL2之間由邊緣場形成的水平電場對驅動在像素電極PXLl和PXL2自身上方設置的液晶分子有貢獻。因此，根據(jù)本發(fā)明，在包括像素電極PXLl和PXL2的正上方的空間在內(nèi)的全部像素區(qū)域上方形成水平電場。此外，由邊緣場引起的水平電場確實影響了恰好在它的像素電極的下方設置的公共電極COM，而不影響鄰近的公共電極COM。因此，具有可降低在像素電極和公共電極之間的寄生電容的優(yōu)點。另外，在像素區(qū)域中，因為使用兩個薄膜晶體管來驅動兩個像素電極，可使得驅動電壓更低。換句話說，使用相同的驅動電壓，可將像素電極設計為以更長的距離來設置。例如，在像素電極PXLl和PXL2之間的間隙㈧可以是比現(xiàn)有技術使用的7微米長的8 10 微米。實際上，當?shù)谝幌袼仉姌OPXLl和第二像素電極PXL2的寬度是2微米，在像素電極 PXLl和PXL2之間的間隙是10微米，公共電極COM的寬度是4微米，公共電極COM之間的間隙是8微米時，透光率可增加至少20%。這里，公共電極COM之間的間隙(B)由像素電極 PXLl和PXL2之間的間隙㈧以及在公共電極COM與像素電極PXLl和PXL2之間的重疊區(qū)域(G)來限定。盡管參照附圖具體描述了本發(fā)明的實施例，但是本領域技術人員應理解，可以按照其它形式實施本發(fā)明，而不改變本發(fā)明的技術意圖或實質特征。因此，應注意到前面所述的實施例在各個方面只是例示性的，并不構成對發(fā)明的限制。本發(fā)明的范圍由所附附圖限定，而非發(fā)明的具體說明。在權利要求書的意圖和范圍內(nèi)的所有改變或變型或其等價物均應落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種水平電場型液晶顯示裝置，包括基板；多條柵極線，在所述基板上沿水平方向設置；多條數(shù)據(jù)線，在所述基板上沿垂直方向設置；多個像素區(qū)域，通過交叉所述多條柵極線和所述多條數(shù)據(jù)線來限定；第一像素電極，在所述像素區(qū)域內(nèi)具有以預定距離排列的多個段；第二像素電極，在所述像素區(qū)域內(nèi)具有與所述第一像素電極平行排列的多個段；以及公共電極，在所述像素區(qū)域內(nèi)與所述第一像素電極和所述第二像素電極重疊。
2.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其中所述第一像素電極和所述第二像素電極形成在相同的水平層上，所述公共電極與所述第一像素電極和所述第一像素電極重疊，在所述公共電極與所述第一像素電極和所述第一像素電極之間具有絕緣層。
3.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其中所述公共電極具有比所述第一像素電極和所述第二像素電極的任何一個寬度寬2至3倍的寬度。
4.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其中所述第一像素電極和所述第二像素電極交替設置，且彼此相距8微米至10微米的距離。
5.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其中所述公共電極配置為對所述公共電極施加電壓， 所述電壓的電平是在所述像素電極和所述第二像素電極之間的最大電壓差的一半。
6.根據(jù)權利要求5所述的裝置，其中所述第一像素電極和所述第二像素電極配置為在它們之間具有為從OV至5V的一個值的電壓電平差，以形成水平電場；以及其中所述公共電極、所述第一像素電極和所述第二像素電極配置為在所述公共電極和所述第一像素電極之間以及在所述公共電極和所述第二像素電極之間具有為從OV至2. 5V 的一個值的電壓電平差，以形成邊緣場水平電場。
7.根據(jù)權利要求1所述的裝置，進一步包括第一薄膜晶體管，形成在所述像素區(qū)域的一個角落處，并連接到所述第一像素電極；以及第二薄膜晶體管，形成在所述像素區(qū)域的另一個角落處，并連接到所述第二像素電極。
8.根據(jù)權利要求7所述的裝置，其中所述第一薄膜晶體管連接到在所述像素區(qū)域的一個水平方向設置的柵極線以及在所述像素區(qū)域的第一垂直方向設置的第一數(shù)據(jù)線；以及其中所述第二薄膜晶體管連接到所述柵極線以及在所述像素區(qū)域的第二垂直方向設置的第二數(shù)據(jù)線。
9.根據(jù)權利要求8所述的裝置，其中所述第一薄膜晶體管包括從所述柵極線分支出的第一柵極、從所述第一數(shù)據(jù)線分支出的第一源極、以及面對所述第一源極的第一漏極；以及其中所述第二薄膜晶體管包括從所述柵極線分支出的第二柵極、從所述第二數(shù)據(jù)線分支出的第二源極、以及面對所述第二源極的第二漏極。
10.根據(jù)權利要求7所述的裝置，其中所述第一薄膜晶體管連接到在所述像素區(qū)域的第一水平方向設置的第一柵極線以及在所述像素區(qū)域的第一垂直方向設置的第一數(shù)據(jù)線； 以及其中所述第二薄膜晶體管連接到在所述像素區(qū)域的第二方向設置的第二柵極線以及在所述像素區(qū)域的第二垂直方向設置的第二數(shù)據(jù)線。
11.根據(jù)權利要求10所述的裝置，其中所述第一薄膜晶體管包括從所述第一柵極線分支出的第一柵極、從所述第一數(shù)據(jù)線分支出的第一源極、以及面對所述第一源極的第一漏極；以及其中所述第二薄膜晶體管包括從所述第二柵極線分支出的第二柵極、從所述第二數(shù)據(jù)線分支出的第二源極、以及面對所述第二源極的第二漏極。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高透光率面內(nèi)切換液晶顯示裝置。本發(fā)明提出一種水平電場型液晶顯示裝置，包括基板；多條柵極線，在所述基板上沿水平方向設置；多條數(shù)據(jù)線，在所述基板上沿垂直方向設置；多個像素區(qū)域，由交叉所述多條柵極線和所述多條數(shù)據(jù)線限定；第一像素電極，在所述像素區(qū)域內(nèi)具有以預定距離排列的多個段；第二像素電極，在所述像素區(qū)域內(nèi)具有與所述第一像素電極平行排列的多個段；以及公共電極，在所述像素區(qū)域內(nèi)與所述第一像素電極和所述第二像素電極重疊。因為根據(jù)本發(fā)明的面內(nèi)切換型LCD具有水平電場型LCD和邊緣電場型LCD的優(yōu)點并克服了它們的缺點，所以本發(fā)明可提出具有低驅動功耗的高透光率LCD。
文檔編號G02F1/1368GK102455558SQ201110335070
公開日2012年5月16日 申請日期2011年10月26日 優(yōu)先權日2010年10月26日
發(fā)明者盧韶穎, 樸承烈 申請人:樂金顯示有限公司