[发明专利]高透光度平面内转换液晶显示器及其制造方法

说明书

本申请要求2010年3月25日提交的韩国专利申请10-2010-0026909的优先权，为了所有目的援引该专利申请的全部内容作为参考。

技术领域

本申请涉及高透光度平面内转换液晶显示器及其制造方法。本申请尤其涉及具有水平电场的水平电场型液晶显示器及其制造方法，所述水平电场位于设置在相同水平面上的像素电极和公共电极上方。

背景技术

目前，发展了各种平板显示器以克服阴极射线管的诸如重量重和体积大的多种缺点。平板显示器包括：液晶显示器(或LCD)、场发射显示器(或FED)、等离子体显示面板(或PDP)和电致发光显示器(或ED)。

液晶显示器通过利用电场控制液晶层的透光度来表现视频数据。根据电场的方向，LCD可以被分成两种主要类型，一种是垂直电场型，另一种是水平电场型。

对于垂直电场型LCD来说，形成在上基板上的公共电极和形成在下基板上的像素电极彼此相对，以形成方向垂直于基板表面的电场。设置在上基板和下基板之间的扭转向列(TN)液晶层受垂直电场驱动。垂直电场型LCD具有高孔径比的优点，同时它具有约90度的较窄视角的缺点。

对于水平电场型LCD来说，公共电极和像素电极平行地形成在相同的基板上。设置在上基板和下基板之间的液晶层被平行于基板表面的电场按照平面内转换(IPS)模式驱动。水平电场型LCD具有比垂直电场型LCD更宽的超过170度的视角和更快的响应速度的优点。

下面，将解释水平电场型LCD。图1是图示根据现有技术的水平电场型液晶显示器的平面图。图2A到2D是沿图1的I-I’线剖开的图示根据现有技术的水平电场型液晶显示面板的制造步骤的剖面图。

参照图1和图2A到2D，液晶显示面板包括其上具有多个薄膜晶体管的薄膜晶体管阵列基板。液晶显示面板还包括图中未示出的面对薄膜晶体管基板的滤色器基板，以及薄膜晶体管基板与滤色器基板之间的液晶层。滤色器基板包括多个滤色器和黑矩阵。

水平电场型LCD面板的薄膜晶体管基板包括：下基板SUB上的彼此交叉的栅极线GL和数据线DL；形成在栅极线GL和数据线DL的交叉部分的薄膜晶体管TFT；形成在栅极线GL和数据线DL的交叉结构所限定的像素区域内用来形成水平电场的像素电极PXL和公共电极COM；和连接到公共电极COM的公共线CL。

薄膜晶体管TFT包括：从栅极线GL分支出的栅极电极G；在覆盖栅极电极G的栅极绝缘层GI上的与栅极电极G重叠的半导体层A；从数据线DL分支出并且接触半导体层A的一侧的源极电极S；与源极电极相对并且接触半导体层A的另一侧的漏极电极D。在薄膜晶体管TFT上形成钝化层PASSI以覆盖并保护薄膜晶体管TFT。在钝化层PASSI上形成像素电极PXL和公共电极COM。

栅极线GL将栅极信号提供给栅极电极G。数据线DL将像素信号通过薄膜晶体管TFT的漏极电极D提供给像素电极PXL。栅极线GL和数据线DL形成在交叉结构中以限定像素区域。公共线CL形成为与栅极线GL平行，并且将用来驱动液晶层的基准电压信号提供给公共电极COM，像素区域在栅极线GL之间。

薄膜晶体管TFT通过对栅极线GL的栅极信号的响应，将像素信号电压充电至并且保持在像素电极PXL。像素电极PXL形成在像素区域内以连接到薄膜晶体管TFT的漏极电极D，漏极电极D经由穿过钝化层PASSI形成的漏极接触孔CHD暴露。公共电极COM形成在像素区域内，以经由穿过钝化层PASSI和栅极绝缘层GI形成的公共接触孔CHCOM连接到公共线CL。尤其是，像素电极PXL和公共电极COM在像素区域内彼此平行设置。例如，公共电极COM具有彼此分离预定距离设置的多个垂直段。像素电极PXL具有多个垂直段，多个垂直段中的每一段都设置在公共电极COM的段之间。

因此，在由薄膜晶体管TFT提供像素信号电压的像素电极PXL和由公共线CL提供基准信号电压的公共电极COM之间形成水平电场。由于这个水平电场，设置在薄膜晶体管阵列基板和滤色器基板之间的液晶层的液晶分子由于介电各向异性而旋转。根据该旋转量，像素区域的透光度不同，进而可以表现视频图像。

下面将参考图1和图2A到2D解释水平电场型液晶显示面板的制造过程。该制造过程具有四个掩模工序，这是目前技术中基本稳定的处理方法。

在基板SUB上沉积栅极金属。通过用第一掩模工序图案化栅极金属来形成栅极元件。如图2A所示，栅极元件包括：栅极线GL、从栅极线GL分支出的栅极电极G；形成在栅极线GL一端的栅极焊盘GP；和与栅极线GL平行设置的公共线CL。