专利名称：液晶显示器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示(LCD)器件，尤其涉及一种可以防止由公共电压失真引起的图像质量恶化的LCD器件。
背景技术：
近来，有源矩阵LCD器件随着其性能提高已经广泛用于平板TV、便携式计算机、显示器和其它电子设备。在有源矩阵LCD器件中，主要采用扭曲向列(TN)模式LCD器件。TN模式LCD器件通过向设置在两基板上的电极施加电压来驱动以90°角度扭曲的液晶指向矢。TN模式LCD器件提供了极好的对比度和色彩再现力但是却有视角窄的缺点。
为了解决TN模式LCD器件视角窄的问题，开发出了共平面开关(IPS)模式LCD器件。在IPS模式LCD器件中，两电极形成在同一基板上并且液晶指向矢受在两电极之间产生的IPS模式控制。IPS模式LCD器件提供了宽视角，但却有孔径比低和透光率低的缺点。
为了提高IPS模式LCD器件的低孔径比和低透光率，已经开发出了一种边缘电场开关(FFS)模式LCD器件。在FFS LCD器件中，对电极(counterelectrode)和像素电极由透明导电材料形成，且对电极和像素电极之间的距离保持在窄范围以利用在对电极和像素电极之间形成的边缘电场驱动液晶分子。
现有技术的FFS模式LCD器件包括设置有滤色片层的滤色片阵列基板和设置有薄膜晶体管(TFT)、对电极和像素电极的薄膜晶体管阵列基板。滤色片阵列基板和TFT阵列基板彼此粘接在一起同时其间夹有液晶层。如图1所示，TFT阵列基板包括栅线12、数据线15、在栅线12和数据线15各交叉处的TFT、公共线25、板型对电极24和像素电极17。栅线12和数据线15由不透明金属形成。栅线12与数据线15垂直交叉以限定子像素。各TFT导通/关断在各自栅线12和数据线15之间的各交叉点处的电压。对电极24和像素电极17由透明金属形成，通过绝缘层彼此绝缘且在像素中彼此重叠。对电极24与公共线25接触以从公共线25接收公共信号(Vcom)。
具体地说，各对电极24由板型透明金属形成。各像素电极17设置有关于像素区的中心部分彼此对称的多个狭缝60。当向电极施加电压时，在对电极24和像素电极17之间产生边缘电场。特别地，信号Vcom传输到对电极24而通过TFT的像素电压传输到像素电极17。
各狭缝60通常具有2μm到6μm的宽度。液晶由在像素电极17和对电极24之间形成的边缘电场驱动。即，当没有电压时通过沿一个方向研磨而初始排列的液晶在边缘电场的作用下旋转以透射光。
滤色片阵列基板包括以固定间隔设置的红、绿、蓝(R/G/B)滤色片层(未示出)以显示颜色。黑矩阵层用作将R/G/B单元彼此分开并且遮挡异常光(aberration light)。各滤色片层与子像素对应形成，从而使得各子像素具有一种颜色。通常，设置具有R/G/B颜色的像素并且独立驱动该像素。通过子像素的R/G/B颜色的组合显示一个像素的颜色。
R/G/B滤色片层以各种图案排列，诸如条形排列、镶嵌排列、三角形排列(delta arrangement)或四角形排列(quad arrangement)。R/G/B滤色片层根据LCD面板的尺寸、滤色片层的形状和颜色排列来设置。如图2和图3中所示，条形排列具有沿水平方向顺序排列而在垂直方向排列相同颜色的R/G/B滤色片层。
上述现有技术的LCD器件按照各R/G/B像素导通/关断以显示黑(B)或白(W)，从而检查诸如残留图像、抖动、和绿色彩的图像质量。如图2所示，现有技术的LCD器件可以按反图案(counter pattern)驱动，即每行的第N个导通像素和第N+1个导通像素水平偏移一个间隔，从而使得沿斜方向导通像素。如图3所示，LCD器件可以按垂直图案驱动，即每行中第N个导通像素和第N+1个导通像素排列在相同的位置，从而使得沿垂直方向导通像素。
在LCD器件以图4所示的反图案驱动时，在水平方向根据一点反转模式施加正极性(+)和负极性(-)的电压，而在垂直方向根据双点反转模式(two-dotinversion mode)施加正极性(+)和负极性(-)的电压。具体地说，如图4B所示，按照这种方式，使用交流(AC)电压施加正极性(+)和负极性(-)的电压以及数据电压的值发生变化以显示黑和白。施加到第N行的公共电压Vcom1是直流(DC)电压并且数据电压Vdata和公共电压Vcom1之间的电势差驱动液晶层。
然而，现有技术的LCD器件具有几个问题。如图4B所示，施加到第N行的数据电压Vdata为AC电压而施加到其上的公共电压Vcom1是DC电压。在数据线15与公共线25重叠的部分由于在数据线15和公共线25之间形成的公共线电容Cdc，公共电压Vcom1的波动被放大。为此发生耦合，其中公共电压Vcom1被失真为公共电压Vcom2。
在具有R/G/B子像素以显示白色的一个像素中，R子像素的失真公共电压Vcom2和G子像素的失真公共电压Vcom2彼此抵销(offset)。然而，B子像素的失真公共电压Vcom2保持而没有抵销。因此，通过保留公共电压，总的公共电压比施加的公共DC电压增加。
如图5所示，如果在公共线25中流动的公共电压Vcom2由于寄生耦合而增加施加的公共DC电压Vcom1，那么施加到绿像素区的电压Vdata和Vcom2之间的电压差V2比施加到红和蓝像素区的电压Vdata和Vcom2之间的电压差V1大。因此在显示的图像中产生绿颜色比其它颜色更亮的绿色彩。由于如果电压差变大，液晶分子的旋转增大从而使相应的颜色更亮。
同样，如图6所示，如果在公共线中流动的公共电压Vcom2由于寄生耦合而减小施加的公共DC电压Vcom1，那么施加到绿像素区的电压Vdata和Vcom2之间的电压差V3比施加到红和蓝子像素区的电压Vdata和Vcom2之间的电压差V4大。因此，由于绿颜色比其它颜色更亮所以产生绿色彩。此外，因为由于公共电压Vcom失真液晶分子旋转不稳定，所以在图像转换过程中产生对应于前一图像的残留图像。也产生使图像质量变差的图像抖动。
发明内容
因此，本发明涉及一种LCD器件，其基本上克服了由于现有技术的限制和缺点而产生的一个或者多个问题。
本发明的一个目的是提供一种抵消公共电压从而消除残留图像、抖动和绿色彩的LCD器件。
本发明的附加优点、目的和特征将在后面的描述中得以阐明，通过以下描述，将使其对本领域技术人员来说显而易见，或者可通过实践本发明来认识。本发明的这些目的和其它优点可通过说明书及其权利要求以及附图中具体指出的结构来实现和得到。
为了实现这些目的和其它优点，按照本发明的目的，作为具体和广义的描述，一种液晶显示(LCD)器件包括第一基板；在所述第一基板上形成的栅线；与所述栅线垂直交叉以限定红、绿、蓝子像素的数据线；设置在所述栅线和所述数据线的各交叉处的薄膜晶体管(TFT)；与所述栅线平行设置的公共线，所述公共线包括公共线电容(Cdc)控制部分；与所述公共线绝缘且连接到所述TFT的像素电极；与所述第一基板相对且粘接到所述第一基板的第二基板；以及夹在所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层。
根据本发明另一方面，一种液晶显示(LCD)器件的制造方法，包括在第一基板上形成栅线，所述栅线包括栅线电容控制部分；在所述第一基板上形成与所述栅线平行的公共线，所述公共线包括公共线电容控制部分；在所述栅线和所述公共线上方形成绝缘层；在所述绝缘层上形成与所述栅线垂直交叉以限定红、绿、蓝子像素的数据线；在所述栅线和所述数据线的交叉处形成薄膜晶体管；形成连接到所述薄膜晶体管的像素电极；以及粘接所述第一基板和所述第二基板，且在其间设置有液晶层。
应该理解，本发明上面的概述和下面的详细说明都是示例性和解释性的，意欲对所要求保护的本发明提供进一步解释。
所包括的用于提供对本发明进一步解释并引入构成本申请一部分的
了本发明的实施方式，并与说明书一起用于说明本发明的原理。在附图中图1示出了现有技术的边缘电场(FFS)模式液晶显示(LCD)器件的平面图；图2示出了以反图案驱动的现有技术LCD器件；图3示出了以垂直图案驱动的现有技术LCD器件；图4A示出了用于以反图案驱动现有技术LCD器件的数据电压的极性图案；
图4B示出了在现有技术LCD器件中公共电压和数据电压的波形图；图5和图6示出了在现有技术LCD器件中产生绿色彩的波形图；图7所示为根据本发明第一实施方式FFS模式LCD器件的平面图；以及图8所示为根据本发明第二实施方式FFS模式LCD器件的平面图。
具体实施例方式
以下将参照附图中所示的实施例来详细描述本发明的优选实施方式。尽可能，在整个附图中使用相同的标号表示相同或相似的部分。
图7所示根据本发明第一示例性实施方式的边缘电场(FFS)模式液晶显示(LCD)器件的平面图。如图7所示，根据本发明第一示例性实施方式的FFS模式LCD器件的薄膜晶体管(TFT)阵列基板包括栅线112、数据线115、在栅线112和数据线115的各交叉处的TFT、公共线125、板式对电极124和像素电极117。栅线112通过栅绝缘层(未示出)与数据线115绝缘。各TFT设置在各自栅线112和数据线115的各交叉点处。
根据本发明第一示例性实施方式，各公共线125设置有用于控制公共线电容Cdc(由数据线115和公共线125的重叠产生的电容)并且设置在G子像素中与数据线115重叠部分I处的延伸125a。公共线125的延伸部分125a与数据线115平齐。对电极124接触公共线125且形成在各像素内侧。像素电极117通过接触孔118连接到TFT的漏极115b并且具有多个狭缝160。像素电极117与对电极124绝缘。如果向像素电极117和对电极124施加电压，那么通过狭缝160在像素电极117和对电极124之间产生边缘电场，从而使得液晶分子被最大效率地驱动。
公共线125的延伸部分125a没有形成在R和B子像素中而是仅形成在G子像素中，从而使得G子像素的公共线电容Cdc与R和B子像素的不同。通常，电容由其间夹有绝缘层的上电极和下电极形成。随着上电极和下电极的面积增加，电容的电容量增加。随着绝缘层厚度的增加，电容量减小。因此，在G子像素中的延伸部分125a增加了数据线115和公共线125之间的重叠面积，从而增大了G子像素的公共线电容Cdc。
假设公共线125和数据线115之间的重叠面积为S，与数据线115重叠的公共线125的延伸部分125a的面积为S’，夹在公共线125和数据线115之间的栅绝缘层的厚度为d，而栅绝缘层的介电率为ε，那么公共线电容Cdc可以表示为如下Cdc=ϵS+S′d=ϵSd+ϵS′d]]>(等式1)因此，在G子像素中公共线电容Cdc通过公共线125的延伸部分125a增加 G子像素的公共线电容Cdc增大以与G和B子像素的公共线电容Cdc不同。因此，R和B子像素的失真公共电压和G子像素的失真公共电压彼此抵消从而使得施加到R/G/B子像素的有效公共电压相同。
然而，公共线电容Cdc的增大同时增大了沿数据线115流动的数据电压的延迟。因此，在栅线112被与延伸部分125a重叠的数据线115所重叠的区域中形成凹槽112a。凹槽112a降低栅线电容Cdg(即，数据线115和栅线112之间的重叠部分的电容)以抵消由延伸部分125a增加的公共线电容Cdc。
假设栅线112和数据线115之间的重叠面积为W，与数据线115重叠的栅线112的凹槽面积为W’，夹在栅线112和数据线115之间的栅绝缘层的厚度为d，栅绝缘层的介电率为ε，那么栅线电容Cdg可以表示为如下Cdg=ϵW-W′d=ϵWd-ϵW′d]]>(式2)因此，在G子像素中栅线电容Cdg由于栅线112的凹槽112a减少 根据本发明，G子像素的公共线电容Cdc增大以防止由G子像像产生绿色彩，并且G子像素的栅线电容Cdg减少与公共线电容Cdc的增大量相同的量以防止数据电压延迟。如果施加到栅线112的电压与施加到公共线125的电压相同，如果满足下式那么公共线电容Cdc等于栅线电容CdgϵS′d=ϵW′d]]>(式3)如果在整个基板上栅绝缘层均匀地形成，那么在整个基板上栅绝缘层的厚度d和其介电率ε是一致的(即，在式3两边d和ε都是相等的)。那么，根据式3，通过形成具有相同面积(即，S’＝W’)的延伸部分125a和凹槽112a，在G子像素中公共线电容Cdc的增加可以通过栅线电容Cdg的减少来抵消。
图8所示为根据本发明第二示例性实施方式的FFS模式LCD器件的平面图。如图8所示，TFT阵列基板包括栅线512、数据线515、在栅线512和数据线515的各交叉处的TFT、公共线525、板式对电极524和像素电极517。栅线512通过栅绝缘层(未示出)与数据线515绝缘。各TFT设置在栅线512和数据线515的各交叉处。
根据本发明第二示例性实施方式，各公共线525设置有凹槽525a，该凹槽525a用于控制公共线电容Cdc(即由数据线515和公共线525重叠产生的电容)并且该凹槽525a设置在R和B子像素中与数据线515的重叠部分II处。公共线525的凹槽525a与数据线515平齐。对电极524接触公共线525且形成在各像素内侧。像素电极517通过接触孔518连接到TFT的漏极515b，并且具有多个狭缝560。像素电极517与对电极524绝缘。如果向像素电极517和对电极524施加电压，那么通过狭缝560在像素电极517和对电极524之间产生边缘电场，从而使得液晶分子被最大效率地驱动。
公共线525的凹槽525a没有形成在G子像素而是形成在R和B子像素中，从而使得G子像素的公共线电容Cdc与R和B子像素的公共线电容Cdc不同。具体地说，在R和B子像素中的凹槽525a减小了数据线515和公共线525之间的重叠面积，从而减小了R和B子像素的公共线电容Cdc。
假设公共线525和数据线515之间的重叠面积为S，与数据线515重叠的公共线525的凹槽面积525a为S’，夹在公共线525和数据线515之间的栅绝缘层的厚度为d，而栅绝缘层的介电率为ε，那么R和B子像素的公共线电容Cdc可以表示为如下Cdc=ϵS-S′d=ϵSd-ϵS′d]]>(式4)因此，在R和B子像素中公共线电容Cdc通过公共线525的凹槽525a减小 因此，一个像素的整个公共线电容Cdc减小 R和B子像素的公共线电容Cdc减少以与G子像素的公共线电容Cdc不同。因此，R和B子像素的失真公共电压和G子像素的失真公共电压彼此抵消从而使得施加到R/G/B子像素的有效公共电压相同。
然而，由于公共线电容Cdc影响了数据电压的传输速度，所以在R和B子像素中公共电容Cdc的减小使得提供到R/G/B子像素沿数据线515流动的数据电压的传输不一致。因此，为了补偿在R/G/B子像素中公共线电容Cdc的变化，在栅线512被与凹槽525a重叠的数据线515所重叠的区域中形成延伸部分512a。延伸部分512a增大栅线电容Cdg(即，数据线515和栅线512之间重叠部分的电容)以抵消由凹槽525减小的公共线电容Cdc。
假设R和B子像素中栅线512和数据线515之间的重叠面积为W，与数据线515重叠的栅线512的延伸部分512a面积为W’，夹在栅线和数据线之间的栅绝缘层的厚度为d，并且栅绝缘层的介电率为ε，那么栅线电容Cdg可以表示为如下Cdg=ϵW+W′d=ϵWd+ϵW′d]]>(式5)因此，在R和B子像素中栅线电容Cdg由于栅线512的延伸部分512a增加 因此，对于一个像素全部栅线电容Cdg增加 R和B子像素的公共线电容Cdc减小以防止由G子像素在图像中产生绿色彩，并且R和B子像素的栅线电容Cdg增加与公共线电容Cdc的减小量相同的量使得数据电压一致流入R/G/B子像素。如果施加到栅线512的电压与施加到公共线525的电压相同，如果满足式3的条件那么公共线电容Cdc等于栅线电容Cdg。
如果在整个基板上均匀地形成栅绝缘层，那么在整个基板上栅绝缘层的厚度d和其介电率ε都是一致的(即，在式3两边d和ε都是相等的)。因此，通过形成具有相同面积(即，S’＝W’)的凹槽525a和延伸部分512a，在R和B子像素中公共线电容Cdc的减少可以通过栅线电容Cdg的增加来抵消。
在第一和第二示例性实施方式中的狭缝160和560关于像素的中央部分对称形成，使得液晶指向矢沿不同的方向排列，从而实现多畴。此外，在栅线112和512与数据线115和515的交叉处形成用于控制数据电压的切换的TFT包括对应于栅线预定区域的栅极，在包括栅线112和512的整个表面上形成的栅绝缘层(未示出)，通过在栅极上的栅绝缘层上顺序沉积非晶硅(a-Si)和在非晶硅上沉积掺杂有杂质的n+a-Si形成的半导体层(未示出)，以及从数据线115和515上分叉出来且在半导体层上形成的源/漏极115a/115b和515a/515b。而且，TFT阵列基板与相对的滤色片基板粘接在一起，且其间具有液晶层，其中相对的滤色片基板包括黑矩阵层和滤色片层。
上述的示例性实施方式以FFS模式LCD器件为例描述。然而，本发明并不仅限于FFS模式LCD器件，而是可以应用于其它模式的LCD器件。适用于本发明的各种模式的实施例包括扭曲向列(TN)模式、多畴模式、光学补偿双折射(OCB)模式、共平面开关(IPS)模式和垂直对准(VA)模式，其中在TN模式下，液晶指向矢以90°的扭曲角度排列并且施加电压以控制液晶指向矢；在多畴模式下，将一个像素划分为多个畴并且各畴的主视角彼此不同以获得宽视角；在0CB模式下，在基板的外表面粘附有补偿膜以根据光的行进方向补偿光的相位变化；在IPS模式下，在一个基板上形成两个电极并且液晶指向矢按照与定向膜平行的方向扭曲；在VA模式下，采用负液晶和垂直定向膜在定向膜上垂直排列液晶分子。作为参考，根据上述模式可以在滤色片阵列基板上形成对电极来代替在TFT阵列基板上设置对电极。
根据本发明，为了防止发生绿色彩，通过修改公共线和数据线之间重叠部分的图案使G子像素的公共线电容Cdc与R和B子像素的公共线电容Cdc不同。此外，修改栅线和数据线之间重叠部分的图案以补偿修改后的公共线电容Cdc的增加或减小。
根据本发明的LCD器件具有下述优点。第一，修改公共线和数据线之间重叠部分的图案，使得G子像素的公共线电容Cdc与R和B子像素的公共线电容Cdc不同，从而完全抵消在白色中失真的公共电压。因此可以防止绿色彩，从而提高图像质量。另外，修改栅线和数据线之间重叠部分的图案以补偿在各子像素中增大或减小的公共线电容Cdc，从而防止在各子像素中数据信号延迟。
很显然，本领域的熟练技术人员可以在不脱离本发明的精神或者范围内对本发明的LCD器件进行不同的修改和改进。因此，本发明旨在覆盖所有落入所附权利要求及其等同物范围内的对本发明进行的修改和改进。
权利要求
1.一种液晶显示器件，包括第一基板；在所述第一基板上形成的栅线；与所述栅线垂直交叉以限定红、绿、蓝子像素的数据线；设置在所述栅线和所述数据线的各交叉处的薄膜晶体管；与所述栅线平行设置的公共线，所述公共线包括公共线电容控制部分；与所述公共线绝缘且连接到所述薄膜晶体管的像素电极；与所述第一基板相对且粘接到所述第一基板的第二基板；以及夹在所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层。
2.根据权利要求1所述的液晶显示器件，其特征在于，所述公共线电容控制部分是所述公共线的延伸和凹槽其中之一。
3.根据权利要求1所述的液晶显示器件，其特征在于，所述公共线电容控制部分设置在所述公共线和所述数据线的重叠部分中。
4.根据权利要求1所述的液晶显示器件，其特征在于，所述公共线电容控制部分设置在绿子像素中。
5.根据权利要求4所述的液晶显示器件，其特征在于，所述公共线电容控制部分是所述公共线的延伸。
6.根据权利要求1所述的液晶显示器件，其特征在于，所述公共线电容控制部分设置在所述红和蓝子像素中。
7.根据权利要求6所述的液晶显示器件，其特征在于，所述公共线电容控制部分是所述公共线的凹槽。
8.根据权利要求1所述的液晶显示器件，其特征在于，所述栅线包括栅线电容控制部分。
9.根据权利要求1所述的液晶显示器件，其特征在于，所述栅线电容控制部分是所述栅线的延伸和凹槽其中之一。
10.根据权利要求8所述的液晶显示器件，其特征在于，所述栅线电容控制部分设置在所述栅线和所述数据线的重叠部分中。
11.根据权利要求4所述的液晶显示器件，其特征在于，还包括设置在所述绿子像素的所述栅线和数据线重叠部分中的栅线电容控制部分。
12.根据权利要求11所述的液晶显示器件，其特征在于，所述公共线电容控制部分是所述公共线的延伸而所述栅线电容控制部分是所述栅线的凹槽。
13.根据权利要求12所述的液晶显示器件，其特征在于，所述公共线延伸部分的面积等于所述栅线凹槽的面积。
14.根据权利要求6所述的液晶显示器件，其特征在于，还包括分别设置在所述红和蓝子像素的所述栅线和数据线的各重叠部分中的栅线电容控制部分。
15.根据权利要求14所述的液晶显示器件，其特征在于，所述公共线电容控制部分是所述公共线的凹槽而所述栅线电容控制部分是所述栅线的延伸。
16.根据权利要求15所述的液晶显示器件，其特征在于，所述公共线凹槽的面积等于所述栅线延伸的面积。
17.根据权利要求1所述的液晶显示器件，其特征在于，还包括与所述公共线接触的对电极，其中在各对电极和各像素电极之间形成电场。
18.根据权利要求17所述的液晶显示器件，其特征在于，所述对电极设置在所述第一基板和所述第二基板其中之一中。
19.一种液晶显示器件的制造方法，包括在第一基板上形成栅线，所述栅线包括栅线电容控制部分；在所述第一基板上形成与所述栅线平行的公共线，所述公共线包括公共线电容控制部分；在所述栅线和所述公共线上方形成绝缘层；在所述绝缘层上形成与所述栅线垂直交叉以限定红、绿、蓝子像素的数据线；在所述栅线和所述数据线的各交叉处形成薄膜晶体管；形成连接到所述薄膜晶体管的像素电极；以及粘接所述第一基板和所述第二基板，且在其间设置有液晶层。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述公共线电容控制部分在所述数据线和所述公共线的重叠部分中由所述公共线的延伸和凹槽其中之一形成。
21.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述栅线电容控制部分由在所述栅线和所述数据线的重叠部分中的所述栅线的延伸和凹槽其中之一形成。
22.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，在所述绿子像素中形成所述公共线电容控制部分。
23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，在连接到所述绿子像素的数据线和所述栅线的重叠部分中形成所述栅线电容控制部分。
24.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，在红和蓝子像素中形成公共线电容控制部分。
25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，在连接到所述红子像素的所述数据线和所述栅线的重叠部分中以及连接到蓝子像素的所述数据线和所述栅线的重叠部分中形成所述栅线电容控制部分。
全文摘要
本发明公开了一种液晶显示(LCD)器件，其包括第一基板；在所述第一基板上形成的栅线；与所述栅线垂直交叉以限定红、绿、蓝子像素的数据线；设置在所述栅线和所述数据线的各交叉处的薄膜晶体管(TFT)；与所述栅线平行设置的公共线，所述公共线包括公共线电容(Cdc)控制部分；与所述公共线绝缘且连接到所述TFT的像素电极；与所述第一基板相对且粘接到所述第一基板的第二基板；以及夹在所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层。
文档编号H01L29/786GK1888964SQ20051013213
公开日2007年1月3日 申请日期2005年12月16日 优先权日2005年6月29日
发明者金佑炫, 金义泰, 张圣洙 申请人:Lg.菲利浦Lcd株式会社