專利名稱：液晶顯示設備的制作方法
技術領域：
本申請涉及一種液晶顯示設備，尤其涉及一種能夠增大孔徑比并提高畫面 質量可靠性的液晶顯示設備。
背景技術：
通常，根據液晶分子的各種排列而存在各種類型的液晶顯示(LCD)設備。 例如，LCD設備分成扭轉向列型和面內切換型，在扭轉向列型中，液晶指向器 受垂直電場的控制，在面內切換型中，液晶指向器受水平電場的控制。
面內切換型LCD設備包括濾色片陣列襯底、面向該濾色片陣列襯底而設置 的薄膜陣列襯底，以及插入在濾色片陣列襯底和薄膜陣列襯底之間的液晶層。 濾色片陣列襯底包括用于防止漏光的黑色矩陣，以及在該黑色矩陣上形成的用 于呈現所希望的色彩的濾色片層。薄膜晶體管陣列襯底包括限定單位像素的多 條柵極線和數據線、在這些柵極線和數據線的各個交點處形成的多個薄膜晶體 管、以及平行地形成以產生水平電場的多個公共電極和像素電極。
為了保證每個存儲電容器的所希望的電容，面內切換型LCD設備具有在將 絕緣膜插入到公用線和像素電極之間的條件下使公用線與像素區(qū)域中的像素 電極相重疊的結構，所述公用線形成為使其與每個像素區(qū)域中的公共電極相 連。在這種情況下，因公用線設置在每個像素區(qū)域的上方和下方而使孔徑比減 小。由于利用與柵極線的金屬層相同的金屬層來形成公用線，因此在公共電極 與柵極線之間可能會短路。為了防止由公共電極和柵極線之間的短路所引起的 故障，應當保證在公共電極和柵極線之間有足夠的間距。由于這個原因，孔徑 比會減小。
當LCD設備具有較大的面積時，公用線的長度也會增大。結果，與公用線的長度成比例的公用線的阻抗也增大。在這種情況下，可能會存在公共電壓失 真或延遲的現象。當為了解決這一問題而增大公用線的面積時，孔徑比會減小。 而且，在每個子像素中的柵極線和公用線之間形成寄生電容。該寄生電容造成 串擾、閃爍現象、圖像停頓等。
發(fā)明內容
因此，本發(fā)明涉及一種基本上消除了由于相關技術的限制和缺點而引起的 一個或多個問題的液晶顯示設備。
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠增大孔徑比并提高畫面質量可靠性的液 晶顯示設備。
本發(fā)明的其他優(yōu)點、目的和特點將在以下描述中部分地得以闡述，并且部 分地對于研讀了以下描述的本領域技術人員來說是顯而易見的或者可以通過 實施本發(fā)明而獲悉。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點將通過在文字描述及其權利要求 以及附圖中特別指出的結構而實現和獲得。
為了實現這些目的和其他優(yōu)點并依照本發(fā)明的目標，如本文中具體體現和 概括描述的， 一種液晶顯示設備包括多條柵極線；多條數據線，形成為與這 些柵極線相交，由此限定子像素區(qū)域；多條垂直公用線，平行于這些數據線而 形成，從而為一個像素區(qū)域設置至少一條垂直公用線，所述一個像素區(qū)域由至 少三個子像素區(qū)域構成；多個薄膜晶體管，每個薄膜晶體管都連接到所對應的 一條柵極線和所對應的一條數據線；多個像素電極，每個像素電極都連接到所 對應的一個薄膜晶體管；以及多個公共電極，每個公共電極都連接到所對應的
一條垂直公用線。
根據本發(fā)明的液晶顯示設備具有下列效果。
第一，與在每個像素區(qū)域的上方和下方形成公用線和存儲電極的情況相 比，根據本發(fā)明的液晶顯示設備通過形成平行于數據線的公用線和存儲電極而 將孔徑比增大了大約10至16%。
第二，由柵極金屬材料制成的存儲電極形成為使其平行于數據線，S卩，在 與形成有數據線的那一層不同的層上形成該存儲電極。于是，能夠減小間距而 不增大由短路所引起的故障的可能性，因此可以增大孔徑比。
第三，由于公用線平行于數據線而形成，因此與公用線平行于柵極線而形成的情況下相比，公用線的長度減小。于是，公用線的阻抗減小。這樣一來就 能夠防止公共電壓失真或延遲，并且減少由公用線的阻抗和電容所引起的閃爍 現象。
由于公共電壓從驅動集成電路(IC)直接施加給垂直公用線，因此能夠防 止公共電壓失真。
第四，由于公用線平行于數據線而形成，因此不存在由常規(guī)情況中在柵極 線和公用線之間形成的寄生電容所引起的串擾。還能夠消除來自公共電極的直 流(DC)分量，因此解決了諸如圖像停頓的相關問題。
第五，由于根據孔徑比增大而實現了亮度增大，因此可以不使用漫射板或
棱鏡板。并且，不使用諸如昂貴的光丙烯(photo acryl)的有機絕緣材料也可 以獲得高孔徑比。于是降低了成本并減少了工序。
第六，由于黑色矩陣形成為使最小線寬與最大線寬之比是0.7或更小，因 此能夠解決由黑色矩陣中的線寬差所引起的可見性問題。并且，子像素區(qū)域具 有相同的孔徑寬度。于是能夠減少在子像素區(qū)域當中的色差和色混合。
應當理解，本發(fā)明在前面的概述和在后面的詳述都是示范性的和解釋性
的，且用來提供對要求保護的本發(fā)明的進一步的解釋。
所包括的附圖提供對本發(fā)明的進一步的理解，附圖合并到本申請中并構成 本申請的一部分，圖解說明本發(fā)明的(多個)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l是說明根據本發(fā)明第一實施例的面內切換(IPS)液晶顯示(LCD)設 備的薄膜晶體管襯底的平面圖2是沿著圖1的線I1-I1'至I3-I3'截取的斷面圖，用以說明圖1中所示的薄膜 晶體管襯底；
圖3A至3D是說明用于制作圖2中所示薄膜晶體管襯底的方法的剖視圖； 圖4是說明根據本發(fā)明第二實施例的IPS LCD設備的薄膜晶體管襯底的平 面圖5是沿著圖4的線ni-m'至II3-II3'截取的斷面圖，用以說明圖4中所示的 薄膜晶體管襯底；圖6至9是說明根據本發(fā)明第三實施例的IPS LCD設備的薄膜晶體管襯底 的視圖10和11是說明根據本發(fā)明第四實施例的IPS LCD設備的薄膜晶體管襯 底的視圖12是說明根據本發(fā)明第五實施例的IPS LCD設備的薄膜晶體管襯底的 平面圖。
具體實施例方式
現在詳細地描述與液晶顯示設備相關的本發(fā)明的優(yōu)選實施例，附圖中圖解 說明了本發(fā)明的一些例子。
圖l是說明根據本發(fā)明第一實施例的面內切換(IPS)液晶顯示(LCD)設 備的薄膜晶體管襯底的平面圖。圖2是沿著圖1的線I1-I1'至I3-I3'截取的斷面圖， 用以說明薄膜晶體管襯底。
圖1和2中示出的IPS LCD設備包括限定有多個像素區(qū)域的薄膜晶體管襯 底100，所述多個像素區(qū)域中的每一個都具有紅色(R)、綠色(G)和藍色(B) 子像素區(qū)域。IPS LCD設備還包括在襯底100上形成的多條柵極線104以及在襯 底100上形成的多條數據線113，這些數據線在柵極絕緣膜106插入在柵極線104 和數據線113之間的條件下與柵極線104相交，并因此限定出子像素區(qū)域。IPS LCD設備進一步包括在柵極線104和數據線113的各個交點處形成的薄膜晶體 管TFT、分別連接到薄膜晶體管TFT的像素電極145、公共電極140，以及平行 于柵極線104而形成的水平公用線144，其中每個公共電極140都適合于在所對 應的子像素區(qū)域中與所對應的像素電極145—起形成水平電場。每個水平公用 線144與所對應的子像素區(qū)域中的公共電極140相連。IPS LCD設備進一步包括 垂直公用線130和存儲電極147，所述垂直公用線130與水平公用線144一起形 成網狀結構，所述存儲電極147平行于每條數據線113并在該數據線113的一側 形成，從而使存儲電極147與所對應的公共電極140重疊。水平公用線144由與 像素電極145相同的材料制成。
由于水平公用線144和垂直公用線130形成網狀結構，因此能夠減少負載 并因此使負載減到最小。
每個像素電極145都經由穿透鈍化膜125的漏極接觸孔120而連接到所對應的薄膜晶體管TFT的漏極110b。像素電極145具有水平部分145a和指狀部分 M5b，該水平部分145a經由穿透柵極絕緣膜106和鈍化膜125的存儲接觸孔123 而連接到所對應的存儲電極147，該指狀部分145b與所對應的公共電極140— 起產生水平電場。
利用源極/漏極材料在與形成有數據線113的那一層相同的層上形成垂直 公用線130，從而與對亮度最不敏感的區(qū)域相交，S卩，B子像素區(qū)域。每條垂 直公用線130經由貫穿鈍化膜125的公用線接觸孔132而連接到所對應的水平 公用線144。公共電壓從驅動集成電路(IC)直接施加給每條垂直公用線130。 因此，可以防止公共電壓失真。
每個存儲電極147都由柵極金屬材料制成。每個存儲電極147都經由柵極 絕緣膜106和鈍化膜125而與所對應的公共電極140重疊，從而形成存儲電容 器。
每個薄膜晶體管TFT都包括從所對應的柵極線104分支出來的柵極102。薄 膜晶體管TFT還包括柵極絕緣膜106。柵極絕緣膜106在形成有柵極102的襯底 IOO的整個上表面上方形成。薄膜晶體管TFT還包括在柵極絕緣膜106上形成、 與柵電極102重疊的半導體層108。半導體層108包括歐姆接觸層108a和有源層 108b。薄膜晶體管TFT進一步包括在半導體層108上形成的源電極110a，從而 使源電極110a從所對應的數據線113分支出來。薄膜晶體管TFT中還包括漏極 110b，極110b在半導體層108上形成以面向源電極110a。
與公用線平行于柵極線104而形成的情況相比，由于利用源極/漏極材料在 B子像素區(qū)域中形成垂直公用線130，從而使垂直公用線130平行于數據線113 而延伸，因此能夠減小公用線的長度。這樣一來還減小了公用線本身的阻抗。 于是能夠防止公共電壓失真或延遲，并且減少了由公用線的阻抗和電容所引起 的閃爍現象。
由于由柵極金屬材料制成的存儲電極147平行于數據線113而形成，即存儲 電極147在與形成有數據線113的那一層不相同的層上形成，因此能夠減小間距
而不增大由短路所引起的故障的可能性，并因此能夠增大孔徑比。
在垂直公用線130與B子像素區(qū)域相交的LCD設備中，對于42英寸的高清
晰度(HD)型，每個像素區(qū)域的平均孔徑比大約是58到60%。
盡管圖中未示出，但是是在液晶層插入薄膜晶體管襯底100和濾色片襯底之間的條件下，將薄膜晶體管襯底ioo與濾色片襯底裝配在一起。濾色片襯底包括黑色矩陣層和濾色片層，該黑色矩陣層用于遮蔽除了子像素區(qū)域之外的區(qū) 域中的光，濾色片層用于呈現所希望的色彩。圖3A至3D是說明用于制作圖2中所示的薄膜晶體管襯底的方法的剖視圖。參考圖3A，在襯底100上形成柵極102和存儲電極147。具體而言，依照諸如濺射法的淀積法在襯底100的上方形成柵極金屬層。 依照利用掩模和蝕刻工藝的光刻法將該柵極金屬層形成圖案，從而形成柵極 102和存儲電極147。利用從下面選出的金屬來形成具有單層結構或多層的柵極金屬層，這些金 屬為鉬(Mo)、鋁(Al)、鋁-釹(AlNd)、銅(Cu)、鉻(Cr)、鈦(Ti)及其A全 n亞o參考圖3B，在包括柵極102和存儲電極147的襯底100上順序地形成柵極絕 緣膜106、半導體層108和源極/漏極圖案。具體而言，依照諸如等離子體增強化學汽相淀積(PECVD)法的淀積法 在包括柵極102和存儲電極147的襯底100的整個上表面的上方順序地形成柵 極絕緣膜106、非晶硅(a-Si)層和摻雜質(n+)的非晶硅層。此后，依照諸如 濺射法的淀積法形成源極/漏極金屬層。依照利用掩模和蝕刻工藝的光刻法將 源極/漏極金屬層形成圖案，從而形成半導體層108，該半導體層108包括歐姆 接觸層108a和有源層108b、數據線113、垂直公用線130以及包括源電極110a 和漏極110b的源極/漏極圖案。利用衍射曝光掩?；虬肷{掩模，以便將在源 電極110a和漏極110b之間的通道部分曝光。柵極絕緣膜106由無機絕緣材料制成，如氧化硅(SiOx)或氮化硅(SiNx)。 利用從下面選出的金屬來形成具有單層結構或多層的源極/漏極金屬層，所述 金屬為鉬(Mo)、鋁(Al)、鋁_釹(AlNd)、銅(Cu)、鉻(Cr)、鈦(Ti)、 鉬鈦合金(MoTi)、鉬鈮合金(MoNb)、鈦鈮合金(TiNb)，及其合金。參考圖3C，在源極/漏極圖案上形成鈍化膜125，該鈍化膜包括漏極接觸孔、 存儲接觸孔和公用線接觸孔120、 123和132。具體而言，在源極/漏極圖案上形成鈍化膜125，該源極/漏極圖案包括數 據線113、垂直公用線130、源極110a和漏極U0b。此后，依照利用掩模和蝕刻 工藝的光刻法將鈍化膜125形成圖案，以形成漏極接觸孔120、存儲接觸孔123和公用線接觸孔132，通過漏極接觸孔120能夠露出各個漏極110b，通過存儲接 觸孔123能夠露出各個存儲電極147，通過公用線接觸孔132能夠露出各個垂直 公用線130。
依照諸如PECVD法的淀積法通過淀積無機絕緣材料來形成鈍化膜125，該 無機絕緣材料可以是與柵極絕緣膜106相同的材料，或者依照諸如旋涂法或非 旋轉涂覆法的涂敷法通過涂敷具有低介電常數的有機絕緣材料來形成鈍化膜 125，所述有機絕緣材料如丙烯基(acryl-based)有機化合物、苯并環(huán)丁烯 (benzocyclobutene) (BCB)或全氟環(huán)丁'烷(perfluorocyclobutane) (PFCB)。
參考圖3D，在鈍化膜125上形成像素電極145、公共電極140和水平公用線
144。
具體而言，在鈍化膜125的上方淀積透明導電材料。然后依照光刻法和蝕 刻工藝將所淀積的透明導電材料形成圖案，以形成每個像素電極145的水平部 分145a以及從像素電極145的水平部分145a分支出來的指狀部分145b，每個像 素電極145的水平部分145a經由所對應的漏極接觸孔120而電連接到所對應的 漏極110b，同時經由所對應的存儲接觸孔123而電連接到所對應的存儲電極 147。并且，形成每個水平公用線144和每個公共電極140，所述每個水平公用 線經由所對應的公用線接觸孔132而電連接到所對應的垂直公用線130，所述 每個公共電極從所對應的水平公用線144分支出來，從而使公共電極140平行 于所對應的像素電極145的指狀部分145b。
彼此相對應的每個存儲電極147和每個公共電極140在柵極絕緣膜106和 鈍化膜125插入在存儲電極147和公共電極140之間的條件下形成存儲電容器。
與公用線平行于柵極線104而形成的情況相比，由于在B子像素區(qū)域中形 成垂直公用線130，從而使垂直公用線130平行于數據線113而延伸，因此可以 減小公用線的長度。結果，也減小了公用線本身的阻抗。從而可以防止公共電 壓失真或延遲。
并且，形成存儲電容器的每個存儲電極147在所對應的數據線113的一側形 成，從而平行于數據線113延伸，不在所對應的像素區(qū)域的上方或下方形成。 于是增大了孔徑比。由于在與形成有數據線113的那一層不相同的層上利用柵 極金屬材料來形成存儲電極147，因此能夠減小間距而不增大由短路所引起的 故障的可能性，并因此可以增大孔徑比。圖4是說明根據本發(fā)明第二實施例的IPS LCD設備的薄膜晶體管襯底的平 面圖。圖5是沿著圖4的線IIl-ni'至II3-II3'截取的斷面圖，用以說明圖4中所示 的薄膜晶體管。
圖4中所示咖PCLCD設備的薄膜晶體管襯底的組成元件與圖1中所示IPC LCD設備的薄膜晶體管襯底的組成元件相同，因此將不再描述圖4中所示的 IPC LCD設備的組成元件。
參考圖4和5，分別在每個像素區(qū)域的R和G子像素區(qū)域中形成的數據線113 彼此相鄰地設置。分別在每個像素區(qū)域的R和G子像素區(qū)域中形成的薄膜晶體 管TFT也彼此相鄰地設置。
每個公共電極140都具有平行于所對應的柵極線104而形成的水平部分 140a和連接到水平部分140a的指狀部分140b，以便與所對應的像素電極145的 指狀部分145b—起產生水平電場，每個公共電極140都還具有重疊部分140c， 所述重疊部分140c形成為在所對應的像素區(qū)域的B子像素區(qū)域中的數據線113 的一側與指狀部分140b重疊。垂直公用線133形成為由每個像素區(qū)域的G和B 子像素區(qū)域所共用。垂直公用線133與該像素區(qū)域中的一個公共電極140的指 狀部分140b重疊。每個公共電極140的重疊部分140c可以經由多個公共電極接 觸孔150而連接到公共電極140的水平部分140a，以便增強在重疊部分140c和水 平部分140a之間的接觸程度。
驅動IC的公共電壓直接施加于每條垂直公用線133。因此，可以防止公共 電壓失真。
在每個像素區(qū)域中形成一條垂直公用線133從而使該像素區(qū)域的G和B子 像素區(qū)域共用該垂直公用線133的LCD設備中，對于42英寸高清晰度(HD)型， 每個像素區(qū)域的平均孔徑比大約是60至62%。
與公用線平行于柵極線104而形成的情況相比，由于在B子像素區(qū)域中形 成垂直公用線133，從而使垂直公用線133平行于數據線113而延伸，因此可以 減小公用線。結果，也減小了公用線本身的阻抗。從而可以防止公共電壓失真 或延遲。
并且，形成存儲電容器的每個存儲電極147在所對應的數據線113的一側形 成，從而平行于數據線113延伸，不在所對應的像素區(qū)域的上方或下方形成。 于是增大了孔徑比。由于在與形成有數據線113的那一層不相同的層上利用柵極金屬材料來形成存儲電極147，因此能夠減小間距而不增大由短路所引起的 故障的可能性，并因此可以增大孔徑比。
盡管在上述實施例中在每個像素區(qū)域中形成一條垂直公用線，但是如圖6 至9中所示，可以在每個像素區(qū)域中形成多條垂直公用線。
圖6至9是說明根據本發(fā)明第三實施例的IPS LCD設備的薄膜晶體管襯底 的視圖。
圖6至9中所示的IPCLCD設備的組成元件與第一和第二實施例中的相同， 因此不再描述圖6至9中所示咖PC LCD設備的組成元件。
參考圖6，分別在每個像素區(qū)域的R和G子像素區(qū)域中形成的數據線113彼 此相鄰地設置。分別在每個像素區(qū)域的R和G子像素區(qū)域中形成的薄膜晶體管 TFT也彼此相鄰地設置。在每個像素區(qū)域的B子像素區(qū)域中形成的數據線113 設置在B子像素區(qū)域的右側。在每個子像素區(qū)域中，所對應的垂直公用線包括 在R子像素區(qū)域的左側形成的第一垂直公用線134a，以及形成為由G和B子像素 區(qū)域所共用的第二垂直公用線134b。第一和第二垂直公用線134a和134b分別經 由公用線接觸孔132而連接到所對應的公共電極140的水平部分140a。
由于驅動IC的公共電壓直接施加給第一和第二垂直公用線134a和134b，因 此可以防止公共電壓失真。
在每個子像素區(qū)域中的數據線113的一側形成存儲電極147，從而使存儲電 極147平行于數據線113。在數據線113的相對兩側形成存儲電極147、從而使存 儲電極147對應于各自的子像素區(qū)域的情況下，在數據線113和存儲電極147之 間可能產生電場失真。在這種情況下，液晶分子可能會無序地排列。結果，當 觀眾在側面觀看每個存儲電極147和數據線113之間的區(qū)域時會出現漏光現象。 在這種情況下，應當增大黑色矩陣的寬度來避免漏光現象。但是，在這種情況 下存在減小了孔徑比的問題。為此，為了實現視角控制(VAC)，這樣形成存 儲電極，即在每個子像素區(qū)域中的數據線113的一側使一個存儲電極設置的， 以便。在這種情況下，可以在數據線113的沒有設置存儲電極的另一側處使數 據線113和存儲電極147之間的電壓變化降到最小。
在每個像素區(qū)域中的垂直公用線包括在R子像素區(qū)域的左側形成的第一 垂直公用線134a以及形成為由G和B子像素區(qū)域所共用的第二垂直公用線134b 的LCD設備中，對于42英寸高清晰度(HD)型，每個像素區(qū)域的平均孔徑比大約是60至62%。
參考圖7A，分別在每個像素區(qū)域的R和G子像素區(qū)域中形成的數據線113 彼此相鄰地設置。分別在每個像素區(qū)域的R和G子像素區(qū)域中形成的薄膜晶體 管TFT也彼此相鄰地設置。在每個像素區(qū)域的B子像素區(qū)域中形成的數據線113 設置在該B子像素區(qū)域的左側，即在G和B子像素區(qū)域之間。在每個子像素區(qū) 域中，所對應的垂直公用線包括第一垂直公用線136a、第二垂直公用線136b 和第三垂直公用線136c，第一垂直公用線136a在R子像素區(qū)域的左側形成，第 二垂直公用線136b在G子像素區(qū)域的右側形成，從而使第二垂直公用線136b與 B子像素區(qū)域相鄰設置，第三垂直公用線136c在B子像素區(qū)域的右側形成，從 而使第三垂直公用線136c與R子像素區(qū)域相鄰設置。
由于驅動IC的公共電壓直接施加給第一、第二和第三垂直公用線136a、 136b和136c，因此可以防止公共電壓失真。
在每個像素區(qū)域中形成的存儲電極包括第一存儲電極147和第二存儲電極 148，第一存儲電極147在每個子像素區(qū)域中的數據線113的一側形成，從而使 該存儲電極147平行于數據線113，每個第二存儲電極148都在第一和第二垂直 公用線136a和136b的所對應的一條的一側形成。第一垂直公用線136a和與之所 對應的第二存儲電極148形成為與在R子像素區(qū)域中的公共電極140的指狀部 分140b重疊。第二垂直公用線136b和與之所對應的第二存儲電極148形成為與 在G子像素區(qū)域中的公共電極140的指狀部分140b重疊。第二存儲電極148分別 經由第二存儲接觸？Ll60而連接到所對應的像素電極145的水平部分145a。
在柵極絕緣膜(圖5中的"106")和鈍化膜(圖5中的"125")插入第一 和第二存儲電極147和148之間的條件下，第一和第二存儲電極147和148與所 對應的公共電極140的指狀部分140b重疊。因此形成了第一和第二存儲電容 器。
在每個像素電極包括彼此相鄰設置的一對數據線113、在每條數據線113 的一側形成的第一存儲電極147、在每個子像素區(qū)域中形成的垂直公用線、以 及在該垂直公用線的一側形成的第二存儲電極148的LCD設備中，對于42英寸 高清晰度(HD)型，每個像素區(qū)域的平均孔徑比大約是57至59%。
參考圖7B，在R和B子像素區(qū)域(IIIl-nil')之間的濾色片襯底的黑色矩 陣(未示出)的線寬大于在G和B子像素區(qū)域(ni2-III2')之間的黑色矩陣的線寬°
換句話說，在R和G子像素區(qū)域之間的區(qū)域中，數據線113形成為使數據線 113彼此相鄰設置，且在每條數據線113的一側形成一個第一存儲電極147。在 這一區(qū)域中，黑色矩陣(未示出)具有50至62iLim的線寬。在G和B子像素區(qū)域 之間的區(qū)域中，形成數據線113、第一存儲電極147、第二垂直公用線136b和第 二存儲電極148。在這一區(qū)域中，黑色矩陣(未示出)具有30至45pm的線寬。 在這種情況下，形成的黑色矩陣(未示出)使得最小線寬與最大線寬之比是0.7 或更小。
如上所述，由于形成的黑色矩陣(未示出)使得最小線寬與最大線寬之比 是0.7或更小，因此可以解決由黑色矩陣中的線寬差異所引起的可見性問題。 并且，子像素區(qū)域具有相同的孔徑寬度。因此，可以減少在子像素區(qū)域當中的 色差和色混合。
參考圖8A，在每個R子像素區(qū)域中形成的數據線113和薄膜晶體管TFT設 置在該R子像素區(qū)域的左側。另一方面，在每個B子像素區(qū)域中形成的數據線 113和薄膜晶體管TFT設置在該B子像素區(qū)域的右側。也就是，在R和B子像素 區(qū)域中形成的數據線彼此相鄰設置。并且，在R和B子像素區(qū)域中形成的薄膜 晶體管TFT彼此相鄰設置。
每個G子像素區(qū)域都包括共用一條數據線113的兩個薄膜晶體管TFT、分別 連接到這兩個薄膜晶體管TFT的像素電極145、分別具有指狀部分140b的公共 電極140，以及分別在數據線的兩側形成的存儲電極147，所述指狀部分140b 與像素電極145的指狀部分145b—起產生水平電場。
存儲電極147與在數據線113的兩側的公共電極140的指狀部分140b重疊， 并且分別經由存儲接觸孔123與像素電極145的水平部分145a連接。
在每個像素區(qū)域中，所對應的垂直公用線包括在R和G子像素區(qū)域之間形 成的第一垂直公用線138a，以及在G和B子像素區(qū)域之間形成的第二垂直公用 線138b。第一和第二垂直公用線138a和138b形成為使二者與公共電極140的指 狀部分140b重疊，并且分別連接到公共電極140的水平部分140a。由于驅動IC 的公共電壓直接施加給第一和第二垂直公用線138a和138b，因此可以防止公共 電壓失真。
在這種情況下，在R和B子像素區(qū)域之間的黑色矩陣(未示出)的線寬大于在G子像素區(qū)域中的黑色矩陣的線寬。換句話說，在對應于與G子像素區(qū)域
相交的數據線113的區(qū)域中以及在對應于在數據線113的相對兩側形成的存儲電極147的區(qū)域中，黑色矩陣具有45至55pm的線寬。在B和R子像素區(qū)域中形成的數據線113設置為彼此位于B和R子像素區(qū)域之間。在B和R子像素區(qū)域中形成的每條數據線113的一側形成一個存儲電極147。在對應于在B和R子像素區(qū)域中形成的數據線113和存儲電極147的區(qū)域中，黑色矩陣具有50至62pm的線寬。在這種情況下，形成的黑色矩陣使得最小線寬與最大線寬之比是0.7或更小。
如上所述，由于形成的黑色矩陣(未示出)使得最小線寬與最大線寬之比是0.7或更小，因此可以解決由黑色矩陣中的線寬差異所引起的可見性問題。并且，子像素區(qū)域具有相同的孔徑寬度。因此，可以減少在子像素區(qū)域當中的色差和色混合。
在每個子像素電極包括在G子像素區(qū)域中設置的兩個薄膜晶體管TFT、在R和G子像素區(qū)域之間形成的第一垂直公用線138a、以及在G和B子像素區(qū)域之間形成的第二垂直公用線138b的LCD設備中，對于42英寸高清晰度(HD)型，每個像素區(qū)域的平均孔徑比大約是56至58%。
由于在這種情況下用兩個薄膜晶體管TFT來驅動G子像素區(qū)域，因此即使能夠實現負載的減少，也存在孔徑比減小的問題。為此，為了增大縱橫比，如圖8B中所示，如果需要可以用一個薄膜晶體管TFT來驅動G子像素區(qū)域。
參考圖9，在每個子像素區(qū)域的左側形成一條數據線113和一個薄膜晶體管TFT。
在每個B子像素區(qū)域的右側形成第一垂直公用線139a。在每個像素區(qū)域的R和G子像素區(qū)域之間形成第二垂直公用線139b，從而使第二垂直公用線139b與G子像素區(qū)域中的數據線113相鄰設置。在每個像素區(qū)域的G和B子像素區(qū)域之間形成第三垂直公用線139c，從而使第三垂直公用線139c與B子像素區(qū)域中的數據線113相鄰設置。換句話說，在各個子像素區(qū)域中形成的數據線113以及在各個子像素區(qū)域中形成的垂直公用線139a、 139b和139c設置為彼此是對稱的。
由于驅動IC的公共電壓直接施加給第一、第二和第三垂直公用線139a、139b和139c，因此可以防止公共電壓失真。每個像素區(qū)域中形成的存儲電極都包括第一存儲電極147和第二存儲電極
148，所述第一存儲電極在每個子像素區(qū)域中的數據線113的一側形成，從而使該存儲電極147平行于數據線113，每個第二存儲電極148都在第一、第二、第三垂直公用線139a、 139b和139c中所對應的一條垂直公用線的一側形成。
第一至第三垂直公用線139a至139c中的每一條以及在第一至第三垂直公用線139a至139c的一側形成的存儲電極148與所對應的公共電極140重疊。第一和第二垂直公用線138a和138b分別經由公用線接觸孔132而連接到所對應的水平公用線144。水平公用線144由與像素電極145相同的材料制成。
在每個像素電極都包括三條垂直公用線的LCD設備中，對于42英寸高清晰度(HD)型，每個像素區(qū)域的平均孔徑比大約是58至60%。
圖10和11是說明根據本發(fā)明第四實施例的IPS LCD設備的薄膜晶體管襯底的視圖。
圖10和11中所示的IPCLCD設備的組成元件與前面實施例中的相同，因此不再描述圖10和11中所示的IPC LCD設備的組成元件。
參考圖IO，在R和G子像素區(qū)域之間的區(qū)域中，數據線113形成為使其彼此相鄰設置。在R和G子像素區(qū)域之間的區(qū)域中，薄膜晶體管TFT也形成為使其彼此相鄰設置。在每個B子像素區(qū)域中形成的數據線113都設置在G和B子像素區(qū)域之間。水平公用線168平行于柵極線104而形成，從而使垂直方向上彼此相鄰設置的兩個像素區(qū)域共用每條水平公用線168。水平公用線168由柵極金屬材料制成。在每個子像素區(qū)域中的每個公共電極140的水平部分140a都經由第一公共接觸孔129而與所對應的水平公用線168連接。
垂直公用線平行于數據線113而形成，從而使垂直方向上彼此相鄰設置的兩個像素區(qū)域共用每條垂直公用線。垂直公用線與水平公用線168—起形成網狀結構。每條垂直公用線都包括第一垂直公用線116a和第二垂直公用線166b，第一垂直公用線166a在所對應的R子像素區(qū)域的左側形成，從而使垂直方向上彼此相鄰設置的兩個像素區(qū)域共用該第一垂直公用線166a，第二垂直公用線166b在所對應的B子像素區(qū)域的右側形成，從而使垂直方向上彼此相鄰設置的兩個像素區(qū)域共用該第二垂直公用線166b。第一和第二垂直公用線166a和166b分別經由第二公共接觸孔149而連接到所對應的水平公用線169。驅動IC的公共電壓直接施加給第一和第二垂直公用線166a和166b。因此可以防止公共電壓失真。
垂直方向上彼此相鄰設置的像素區(qū)域形成為相對于所對應的水平公用線
168是彼此對稱的。
在這種情況下，在R和B子像素區(qū)域之間的濾色片襯底的黑色矩陣(未示出)的線寬大于在G和B子像素區(qū)域之間的黑色矩陣的線寬。換句話說，在R和G子像素區(qū)域之間，數據線113形成為使其彼此相鄰設置，并且在每條數據線113的一側形成第一存儲電極147。在這一區(qū)域中，黑色矩陣(未示出)具有50至62pm的線寬。在G和B子像素區(qū)域之間的區(qū)域中，形成數據線113以及在每條數據線113的相對兩側設置的第一和第二存儲電極147和148。在這一區(qū)域中，黑色矩陣(未示出)具有40至5(Him的線寬。在這種情況下，黑色矩陣(未示出)形成為使得最小線寬與最大線寬之比是0.7或更小。
如上所述，由于形成的黑色矩陣(未示出)使得最小線寬與最大線寬之比是0.7或更小，因此可以解決由黑色矩陣中的線寬差異所引起的可見性問題。并且，子像素區(qū)域具有相同的孔徑寬度。因此，可以減少在子像素區(qū)域當中的色差和色混合。
在包括第一和第二垂直公用線166a和166b以及水平公用線168的LCD設備中，對于42英寸高清晰度(HD)型，每個像素區(qū)域的平均孔徑比大約是55至57X，其中第一和第二垂直公用線166a和166b形成為使其由垂直方向上彼此相鄰設置的兩個像素區(qū)域共用，水平公用線110與第一和第二垂直公用線166a和166b—起形成網狀結構。
由于連接到所對應的公共電極140的水平部分140a的水平公用線168與第一和第二垂直公用線166a和166b—起形成網狀結構，因此可以減少負載，并因此可以將該負載降到最小。
參考圖11 ，柵極線104和薄膜晶體管TFT形成為使其由垂直方向上彼此相鄰設置的兩個像素區(qū)域共用。也就是， 一個薄膜晶體管TFT同時驅動兩個像素區(qū)域的垂直設置的子像素區(qū)域。在所對應的像素區(qū)域的各自的子像素區(qū)域中形成公共電極140，從而使每個公共電極140都包括水平部分140a和指狀部分140b。也在垂直方向上相鄰的像素區(qū)域的上方和下方形成水平公用線110，從而使其平行于柵極線104。每個公共電極140的水平部分140a和每條水平公用線110都經由第一公共接觸孔129而連接到所對應的像素區(qū)域的子像素區(qū)域。水平公用線110經由第二公共接觸孔149而連接到在所對應的垂直方向上相鄰的像素區(qū)域中的第一和第二垂直公用線169a和169b，由此形成網狀結構。每條第一垂直公用線169a都平行于數據線而形成，從而使其在該垂直方向上相鄰的像素區(qū)域的所對應的子像素區(qū)域的左側與該垂直方向上相鄰的像素區(qū)域連接。每條第二垂直公用線169b都形成為在垂直方向上相鄰的像素區(qū)域的B子像素區(qū)域的右側與該垂直方向上相鄰的像素區(qū)域連接。驅動IC的公共電壓直接施加給第一和第二垂直公用線139a和139b。因此，可以防止公共電壓失真。
這些垂直方向上相鄰的像素區(qū)域形成為相對于所對應的柵極線104是彼此對稱的。
在這種情況下，在R和B子像素區(qū)域之間的濾色片襯底的黑色矩陣(未示出)的線寬以及在G和B子像素區(qū)域之間的黑色矩陣的線寬與圖10的情況相同。
在包括第一和第二垂直公用線169a和169b以及水平公用線110的LCD設備中，對于42英寸高清晰度(HD)型，每個像素區(qū)域的平均孔徑比大約是55至57X，其中第一和第二垂直公用線169a和169b形成為使其由垂直方向上彼此相鄰的兩個像素區(qū)域共用，水平公用線110與第一和第二垂直公用線169a和169b一起形成網狀結構。
由于與所對應的公共電極140的水平部分140a相連的水平公用線110與第一和第二垂直公用線169a和169b—起形成網狀結構，因此可以減少負載，并因此可以將該負載降到最小。
圖12是說明根據本發(fā)明第五實施例的IPS LCD設備的薄膜晶體管襯底的平面圖。
參考圖12，垂直公用線180形成為使橫向方向上彼此相鄰的兩個像素區(qū)域共用每條垂直公用線180。利用與像素電極145相同的材料來形成水平公用線144。每條水平公用線144與像素區(qū)域的子像素區(qū)域相連。驅動IC的公共電壓直接施加給第一和第二垂直公用線166a和166b。因此，可以防止公共電壓失真。垂直公用線180經由公用線接觸孔132與水平公用線144相連，由此形成網狀結構。橫向方向上相鄰的像素區(qū)域形成為相對于所對應的垂直公用線180是彼此對稱的。
在包括垂直公用線180的LCD設備中，對于42英寸高清晰度(HD)型，每個像素區(qū)域的平均孔徑比大約是56至58%，其中每條垂直公用線180都由所對應的橫向方向上相鄰的像素區(qū)域所共用。
由于垂直公用線180和水平公用線144形成網狀結構，因此可以減少負載，并因此可以將該負載降到最小。
同時，在根據本發(fā)明的LCD設備的實施例當中，如圖4至6中所示的孔徑比是60至62 %的實施例提供了最理想的結構。
如從上面的描述中顯而易見的是，與在每個像素區(qū)域的上方和下方形成公用線和存儲電極的情況相比，根據本發(fā)明的LCD設備通過形成平行于數據線的公用線和存儲電極，實現了將孔徑比增大大約10至16%。由于根據孔徑比增大而實現了亮度增大，因此可以不使用漫射板或棱鏡板。并且，不使用諸如昂貴的光丙烯(photo acryl)的有機絕緣材料也可以獲得高孔徑比。因此，降低了成本并減少了工序。
依照本發(fā)明，與公用線平行于柵極線而形成的情況相比，減小了公用線的長度。因此，減小了公用線的阻抗。結果，可以防止公共電壓失真或延遲，并且可以減少由公用線的阻抗和電容所引起的閃爍現象。
由于公用線平行于數據線而形成，因此不存在常規(guī)情況中在柵極線和公用線之間形成寄生電容所引起的串擾。還可以消除來自公共電極的直流(DC)分量，并因此解決了諸如圖像停頓的相關問題。
本領域技術人員顯而易見的是，在不背離本發(fā)明的精神或范圍的情況下可以對本發(fā)明進行各種修改和變化。因此，本發(fā)明意在覆蓋本發(fā)明的修改和變化，只要這些修改和變化在隨附的權利要求及其等效技術方案的范圍內。
權利要求
1.一種液晶顯示設備，包括多條柵極線；多條數據線，形成為與這些柵極線相交，由此限定子像素區(qū)域；多條垂直公用線，平行于這些數據線而形成，從而為一個像素區(qū)域設置至少一條垂直公用線，所述一個像素區(qū)域由至少三個子像素區(qū)域構成；多個薄膜晶體管，每個薄膜晶體管都連接到所對應的一條柵極線和所對應的一條數據線；多個像素電極，每個像素電極都連接到所對應的一個薄膜晶體管；以及多個公共電極，每個公共電極都連接到所對應的一條垂直公用線。
2. 根據權利要求1所述的液晶顯示設備，進一步包括 多個存儲電極，每個存儲電極都在所對應的一條數據線和所對應的一條垂直公用線的至少一側平行于這些數據線而形成。
3. 根據權利要求2所述的液晶顯示設備，其中所述存儲電極由與柵極 線相同的材料制成。
4. 根據權利要求1所述的液晶顯示設備，其中每條數據線都形成為與 至少一個子像素區(qū)域相交。
5. 根據權利要求4所述的液晶顯示設備，其中所述薄膜晶體管連接到 每條數據線同時設置在該數據線的左側和右側。
6. 根據權利要求1所述的液晶顯示設備，其中所述垂直公用線由與數 據線相同的材料制成。
7. 根據權利要求1所述的液晶顯示設備，其中每條垂直公用線都形成 為與至少一個子像素區(qū)域相交。
8. 根據權利要求1所述的液晶顯示設備，其中每條垂直公用線都形成 為由位于該垂直公用線兩側的水平方向上彼此相鄰設置的子像素區(qū)域所共用。
9. 根據權利要求1所述的液晶顯示設備，其中每條柵極線都形成為由 位于該柵極線兩側的垂直方向上彼此相鄰設置的像素區(qū)域所共用。
10. 根據權利要求1所述的液晶顯示設備，進一步包括多條水平公用線，每條水平公用線都平行于柵極線而形成并連接到垂直公用線。
11. 根據權利要求io所述的液晶顯示設備，其中水平公用線由與像素電極相同的材料制成或者由與柵極線相同的材料制成。
12. 根據權利要求10所述的液晶顯示設備，其中每條水平公用線都形 成為由位于該水平公用線兩側的垂直方向上彼此相鄰設置的像素區(qū)域所共用。
13. 根據權利要求1所述的液晶顯示設備，其中分別在所述至少三個子 像素區(qū)域的第一和第二子像素區(qū)域之間的區(qū)域中以及在所述至少三個子像素 區(qū)域的第二和第三子像素區(qū)域之間的區(qū)域中形成的黑色矩陣具有0.7或更小的 線寬比。
全文摘要
公開了一種液晶顯示設備。所公開的液晶顯示設備包括柵極線；數據線，形成為與柵極線相交，由此限定子像素區(qū)域；垂直公用線，平行于數據線而形成，從而為一個像素區(qū)域設置至少一條垂直公用線，所述一個像素區(qū)域由至少三個子像素區(qū)域構成；薄膜晶體管，每個薄膜晶體管都連接到所對應的一條柵極線和所對應的一條數據線；像素電極，每個像素電極都連接到所對應的一個薄膜晶體管；以及公共電極，每個公共電極都連接到所對應的一條垂直公用線。
文檔編號G02F1/13GK101515097SQ20081017623
公開日2009年8月26日 申請日期2008年11月14日 優(yōu)先權日2008年2月19日
發(fā)明者吳載映, 李載鈞 申請人:樂金顯示有限公司