共平面开关模式液晶显示面板及其制造方法

专利名称：共平面开关模式液晶显示面板及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种半透射共平面开关模式液晶显示面板及其制造方法，尤其 是，涉及一种每个像素区域在其透射和反射部分显示相同的亮度同时具有单一 单元间隙结构的半透射共平面开关模式液晶显示面板及其制造方法。
背景技术：
液晶显示(LCD)器件通过调整液晶的透光率显示图像。这种LCD器件 被分为扭曲向列(TN)模式和共平面幵关(IPS)模式。在TN模式LCD器件中，形成在上基板上的公共电极和形成在下基板上 的像素电极被排列为彼此相对。TN模式液晶由公共电极和像素电极之间产生 的垂直电场驱动。这种TN模式LCD器件具有高纵横比(aspectratio)的优点，但是具有大 约9(T的窄视角的缺陷。为了解决TN模式LCD器件的上述缺陷，提出IPS模式LCD器件。在IPS 模式LCD器件中，液晶由形成在下基板上的像素电极和公共电极之间产生的 水平电场驱动。在这种情况下，可以获得大约16(T的大视角特性。此后，将参照附图1至3对IPS模式LCD器件的结构和工作进行说明。如图l所示，IPS模式LCD器件70，其中液晶由形成在像素电极和公共 电极之间的水平电场驱动，该IPS模式LCD器件70包括薄膜晶体管(TFT) 基板30和滤色片基板50，薄膜晶体管基板30和滤色片基板50组装为使得液 晶层夹在TFT基板30和滤色片基板50之间。如图1和2所示,TFT基板30包括下基板31，形成在下基板31上的多 条栅线32，连接到形成在与栅线32相同层上的公共线34的公共电极35，以及形成为与栅线32相交叉的数据线37并且在数据线37和栅线32之间夹有栅 绝缘膜36。栅线32和数据线37定义像素区域。TFT基板30还包括形成在栅 线32和数据线37各个交叉处的TFT，覆盖TFT的钝化膜42，形成在钝化膜 42上的像素电极43，以及覆盖像素电极43的下取向膜44。在每个像素区域， 一个像素电极43和一个公共电极35被排列为使得其电极部分交替排列。每个TFT包括连接到相关栅线32的栅极33，连接到相关数据线37的源 极38，漏极39，漏极39与源极38在沟道的相对两侧彼此相对，以及半导体 图案。半导体图案包括用于沟道的有源层40，以及欧姆接触层41。如图1和3所示，滤色片基板50包括上基板51，形成在上基板51上的 黑矩阵52，以分隔像素区域并避免发生漏光现象，以及分别形成在由黑矩阵 52隔开的像素区域中的滤色片53。滤色片基板50还包括保护层54，消除由 滤色片53形成的台阶，以使上基板51的上表面平坦，并且滤色片基板50还 包括形成在保护层54上以维持所需的单元间隙的衬垫料55，以及上取向薄膜 56。最近，已经提出了半透射IPS模式LCD器件。该半透射IPS模式LCD器 件通过在具有上述结构的IPS模式LCD器件中附加形成反射电极制造。反射 电极用于反射外部入射到LCD器件的光。因此，半透射IPS模式LCD器件的 每个像素区域包括通过来自背光单元的入射光显示图像的透射部分，以及通过 被反射电极反射的光显示图像的反射部分。下面，将参照图4说明传统半透射IPS模式LCD器件的结构和工作原理。在半透射IPS模式LCD器件中，液晶由分成透射部分和反射部分的每个 像素区域的水平电场驱动。如图4所示，半透射IPS模式LCD器件包括形成 有多条线和多个TFT的TFT基板11、与TFT基板11相对的滤色片基板21 以及填充在两个基板11和21之间的单元间隙中的液晶层15。TFT基板11包括形成为彼此交叉以定义像素区域的栅线和数据线，以及 形成在栅线和数据线的各个交叉点的TFT。 TFT基板11还包括形成在每个像 素区域的反射部分中的有机绝缘膜18，形成在有机绝缘膜18上以反射外部入 射的光的反射电极60，在每个像素区域的透射部分中且形成在与反射电极60 相同层的像素电极17，覆盖反射电极60和像素电极17的钝化膜16，以及形 成在钝化膜16上以与像素电极17 —起产生水平电场的公共电极24。上述半透射IPS模式LCD器件具有双单元间隙结构，由于形成在反射部分中的有机绝缘膜60，在透射部分中定义的单元间隙相当于在反射部分定义 的单元间隙的大约2倍。依靠双单元间隙结构，反射部分和透射部分之间的相差被补偿。因此，可以在每个像素区域的反射和透射部分中获得相同的亮度特 性。然而，为了形成双单元间隙结构，并从而在每个像素区域的反射和透射部分中获得相同的亮度特性，必须使用在反射部分形成有机绝缘膜18的附加工 艺。为此，总的工艺复杂。并且，工艺效率变差。发明内容因此，本发明涉及一种能够避免由于相关技术的局限性和缺点导致的一个 或多个问题的共平面开关模式液晶显示面板及其制造方法。本发明的一个目的是提供一种半透射共平面开关模式液晶显示面板及其 制造方法，其中每个像素区域在其透射部分和反射部分中可以显示相同的亮 度，同时具有单一单元间隙结构。本发明的其他优点、目的以及特征部分将在下面详细描述，并且对于熟悉 本领域的技术人员通过下面描述的研究部分变得清晰，或从本发明的实践中得 知。通过在文字描述、权利要求书以及附图中具体指出的结果可以实现并获得 本发明的目的以及其他优点。为了达到这些目的和其他的优点，根据本发明的意图，如在此具体和广泛 描述的， 一种共平面开关模式液晶显示面板，具有每个像素区域包括透射部分和反射部分的多个像素区域，该共平面开关模式液晶显示面板包括滤色片基 板；与滤色片基板组合的薄膜晶体管基板，从而在薄膜晶体管基板和滤色片基 板之间定义单元间隙，薄膜晶体管基板包括多个存储电容器，每个存储电容器 在所述多个像素区域中一个相关像素区域的反射部分中形成与在所述相关像 素区域的透射部分中形成的水平电场不同的水平电场，以补偿在相关像素区域 中产生的相差；以及液晶层，分配在单元间隙中并且以预定方向取向。在本发明的另一方面中， 一种共平面开关模式液晶显示面板的制造方法， 所述共平面开关模式液晶显示面板具有各包括透射部分和反射部分的多个像 素区域，包括制造滤色片基板；制造与滤色片基板组合的薄膜晶体管基板，以在薄膜晶体管基板和滤色片基板之间定义单元间隙，所述薄膜晶体管基板包 括多个存储电容器，每个存储电容器在所述多个像素区域中一个相关像素区域 的反射部分中形成与在所述相关像素区域的透射部分中形成的水平电场不同 的水平电场，以补偿在相关像素区域中产生的相差；以及在单元间隙中分配 液晶层，该液晶层以预定方向取向。可以理解本发明的上述一般说明和下面详细描述都是示例性和解释性的， 并且意图对所要求的本发明提供进一步解释。


包括以提供对本发明进一步理解并且结合进来作为本说明书一部分的附图示出多个实施例，并且与说明书一起以解释本发明的原理。在附图中 图1是传统共平面开关(IPS)模式液晶显示(LCD)面板的截面图； 图2是包括在图1所示IPS模式LCD面板中的薄膜晶体管的平面图； 图3是包括在图1所示IPS模式LCD面板中的滤色片基板的平面图； 图4是传统半透射IPS模式LCD面板的截面图； 图5是根据本发明的半透射IPS模式LCD面板的截面图； 图6A和6B示出包括在图5所示的半透射IPS模式LCD面板中的薄膜晶体管的平面图和截面图；图7A是示出入射到根据本发明被设置为常黑模式的像素区域的反射部分的光的光路的示意图；图7B是示出通过根据本发明被设置为常黑模式的像素区域的透射部分的入射光的光路的示意图；图8A和8B示出根据本发明形成有第一导电图案的薄膜晶体管(TFT)基板的平面图和截面图；图9A和9B示出根据本发明形成有公共电极的TFT基板的平面图和截面图；图IOA和10B示出根据本发明形成有反射电极的TFT基板的平面图和截 面图；图IIA和IIB示出根据本发明形成有形成沟道的半导体图案的TFT基板 的平面图和截面图；图12A和12B示出根据本发明形成有第二导电图案的TFT基板的平面图 和截面图；图13A和13B示出根据本发明形成有下钝化膜的TFT基板的平面图和截 面图；图14A和14B示出根据本发明形成有像素电极的TFT基板的平面图和截 面图；图15A和15B示出根据本发明形成有下取向膜的TFT基板的平面图和截 面图；图16A和16B示出根据本发明顺序形成有下偏振片和下相位延迟片的 TFT基板的平面图和截面图；以及图17A至17E是示出用于制造包括在根据本发明的半透射IPS模式LCD 面板中的滤色片基板的工艺的截面图。
具体实施方式
现在详细说明本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。只要可能，相 同的附图标记始终用于指代相同的或相似的部分。首先，将参照图5和图6A和6B说明根据本发明的半透射共平面开关(IPS) 模式液晶显示(LCD)面板的结构和工作原理。如图5所示，半透射IPS模式LCD面板1000包括形成有多条线和多个 TFT的薄膜晶体管(TFT)基板100;与TFT基板100相对并形成有滤色片以 使滤色片对应各个像素区域的滤色片基板200;以及分配在两基板100和200 之间的单元间隙中并以一定方向取向的液晶层300。如6A和6B所示，TFT基板100包括下基板101，形成在下基板101上 的多条栅线103，数据线115被形成为使得数据线115与栅线103相交叉以定 义像素区域107，以及形成在栅线103和数据线115的各交叉点的TFT。 TFT 基板IOO还包括形成为覆盖每个像素区域107的透射和反射部分107a和107b 的公共电极109，形成为与在像素区域107的反射部分107b中的公共电极109 交叠的反射电极1U，和覆盖TFT的钝化膜123。 TFT基板100更进一步包括 形成在每个像素区域中的像素电极127。像素电极127包括在像素区域的透射 部分107a中的第一像素电极127a，根据来自相关TFT的第一数据电压产生第一水平电场，以及在像素区域的反射部分107b中的第二像素电极127b，根据 来自面板外部的第二数据电压产生第二水平电场。TFT基板100更进一步包括 向第二像素电极127b提供第二数据电压的存储电容器129，以及用于对分配 在单元间隙中的液晶层300以一定方向取向的下取向膜131。TFT基板100更进一步包括下偏振片133和下相位延迟片135，它们以 上述顺序层迭在下基板101的背面上。每条栅线103将来自连接到栅线103的栅焊盘的栅驱动器(未示出)的栅 信号发送到与栅线103相关的各个TFT的栅极105。响应于来自公共线(未示出)的公共电压，形成在每个像素区域107中的 公共电极109与相关像素电极127协作产生用于液晶的取向的水平电场。公共 电极109形成在与栅极105相同的层上，从而公共电极109覆盖像素区域的透 射部分107a和反射部分107b。在这种情况下，公共电极109可以具有覆盖像素区域107的平板结构，或 可以具有包括与像素区域107中的像素电极127交替设置的电极部分的结构。 公共电极109由透明导电材料组成，诸如铟锡氧化物(ITO)，以使从背光单 元入射的光通过公共电极109朝滤色片基板200传输。反射电极111形成为与形成在像素电极107的反射部分107b中的公共电 极109交叠。反射电极111用于朝滤色片基板200反射外部入射的光。数据线115形成为使得在栅绝缘膜113夹在数据线115和栅线103之间的 条件下数据线115与栅线103相交叉以定义各个像素区域107。每条数据线115 用于响应于TFT的栅极105的导通/截止状态，将来自连接到数据线115的数 据焊盘的数据驱动器(未示出)的数据信号至相关TFT的源极117和漏极119。每个TFT用于响应于来自相关栅线103的栅信号，将来自相关数据线115 的像素信号充入像素电极127中。每个TFT的栅极105连接到相关栅线103。 每个TFT的源极117连接到相关数据线115。在沟道的相对两侧，每个TFT 的漏极119与源极117彼此面对，并且漏极119经由贯穿钝化膜123的接触孔 125连接到相关像素电极127。每个TFT更进一步包括半导体图案121。半导体图案121包括形成为在栅 绝缘膜113夹在有源层121a和栅极105的条件下覆盖TFT的栅极105的有源 层121a。有源层121a形成沟道。半导体图案121还包括形成在有源层121a上方以提供与TFT的源极117和漏极119的欧姆接触的欧姆接触层121b。每个TFT的漏极119提供第一数据电压至经由贯穿钝化膜123的相关接 触孔125连接到漏极119的第一像素电极127a。通过第一数据电压，在相关 像素区域107中的第一像素电极127a和公共电极109之间第一水平电场，以 对分配在像素区域107的透射部分中的液晶层300以一定方向取向。每个TFT的漏极119延伸至相关像素区域107的反射部分107b，从而在 钝化膜123夹在漏极119和第二像素电极127b之间的条件下漏极119与相关 第二像素电极127b交叠，以形成相关存储电容器129，该存储电容器129将 第二数据电压提供至第二像素电极127b。每个像素电极127形成在相关像素区域107中，从而像素电极127经由贯 穿钝化膜123形成的相关接触孔127与相关TFT的漏极119电连接。如上所述，像素电极127包括与公共电极109协作，分别形成第一和第二 水平电场的第一像素电极127a和第二像素电极127b，以对在相关像素区域107 的透射部分107a和反射部分107b中的部分液晶层300取向。第一像素电极 127a和第二像素电极127b各具有多个形状为对称梳状图案的狭缝，以使相关 水平电场通过像素电极。第一像素电极127a经由贯穿钝化膜123形成的相关接触孔125，连接到 相关TFT的漏极119。第一像素电极127a根据来自于漏极119的第一数据电 压形成第一水平电场。通过产生的第一水平电场，分配在相关像素区域107 的透射部分107a中的液晶以一定方向取向。第二像素电极127b在钝化膜123夹在第二像素电极127b和漏极119之间 的条件下，与漏极119交叠，同时与第一像素电极分隔开一定距离。第二像素 电极127b根据来自于相关存储电容器129的第二数据电压形成第二水平电场。 通过产生的第二水平电场，分配在相关像素区域107的反射部分107b中的液 晶以一定方向取向。由于由形成在存储电容器129中的寄生电阻引起的压降，施加到第二像素 电极127b的第二数据电压小于第一数据电压。因此，消除了在像素区域107 的透射部分107a和反射部分107b之间产生的相差。也就是说，来自漏极119的第一数据电压施加到第一像素电极127a时， 像素区域107的透射部分107a中的液晶层300相对于从滤色片基板200入射的光表现出以下的相位延迟。<formula>formula see original document page 14</formula>这里，"S"表示相位延迟，"An"表示液晶层的折射率，"d"表 示入射光的传输长度，以及"Aneff"表示液晶层的有效折射率。当来自存储电容器129的第二数据电压施加到第二像素电极127b时，像 素区域107的反射部分107b中的液晶层300相对于从滤色片基板200入射和 从反射电极111反射的光表现出以下相位延迟。<formula>formula see original document page 14</formula>这里，"5"表示相位延迟，"2 An"表示液晶层相对于入射光和反射 光的折射率，以及"d"表示入射光的传输长度。在这种情况下，由于如上所述在存储电容器129中的寄生电阻引起的压 降，施加到第二像素电极127b的第二数据电压小于第一数据电压。因此，像 素区域107的反射部分107b中的液晶层300基本上表现出以下相位延迟。<formula>formula see original document page 14</formula>也就是说，当小于第一数据电压的第二数据电压提供给第二像素电极 127b，在反射部分107b中的液晶层300的有效折射率降低。因此在像素区域 107的透射部分107a和反射部107b之间没有相差。因此，在像素区域107中 获得均匀亮度。每个存储电容器129用于提供第二数据电压至相关像素区域107的第二像 素电极127b。存储电容器129包括延伸到像素区域107的反射部分107b的相 关TFT的漏极119，以及形成为经由钝化膜123与漏极119交叠的第二像素电 极127b。如上所述，由于由存储电容器129的寄生电阻引起的压降，来自存储电容 器129的第二数据电压小于第一数据电压。下取向膜131用于对分配在单元间隙中的液晶层300以一定方向取向。下 取向膜131通过摩擦工艺摩擦由聚酰亚胺等制成的有机取向膜形成。下取向膜 131形成有取向凹槽(未示出)，以以一定方向排列液晶层300的液晶分子。下偏振片133用于仅仅使来自背光单元的入射光中具有光轴与下偏振片 133的偏振轴对准的分量通过下偏振片133朝滤色片基板200传输。下偏振片 133的偏振轴与下取向膜131的摩擦方向平行，同时垂直于上偏振片的偏振轴，这在以后说明。下相位延迟片135形成在下基板101和下偏振片133之间，用于与包括在 滤色片基板200中的上偏振片协作，将每个像素区域107的透射部分设置为常 黑模式。在这种情况下，下相位延迟片135包括具有与下偏振片133的光轴偏离 67.5。或与包括在滤色片基板200中的上偏振片的光轴偏离157.5。的光轴的入/2 相位延迟片,就是半波片(HWP)。当第一数据电压没有施加到形成在像素区域107的透射部分107a中的第 一像素电极127a时，来自背光单元的入射光在通过下偏振片133时被转化为 垂直线偏振光，如图7B所示。从下偏振片133出射的垂直线偏振光然后在通过下相位延迟片135时，转 化为以45。方向线性偏振的光。转化的光随后在通过具有9(T相差的液晶层300 时，转化为以145°(-45°)方向线性偏振的光。最后，生成的线性偏振光到达滤 色片基板200的上相位延迟片。到达滤色片基板200的上相位延迟片235的线性偏振光再次转化成以45° 方向线性偏振的光。因此，当线性偏振光到达上偏振片，它具有垂直线偏振光 的形式，如同它的开始入射阶段。通过该光，像素区域107的透射部分107a 设置为常黑模式。如图5所示，滤色片基板200包括上基板201，形成在上基板201上的黑 矩阵203，形成在由黑矩阵203分隔开的各个像素区域中的滤色片205，以及 消除由于滤色片205在上基板201上形成的台阶的保护层207。滤色片基板200 还包括形成在保护层207上用于维持单元间隙的衬垫料209以及上取向膜 231，在该单元间隙中分配有液晶层300，并且该上取向膜231形成为使得上 取向膜231覆盖保护层207，以对单元间隙中的液晶层以一定方向取向。滤色片基板200更进一步包括上偏振片233和上相位延迟片235，它们以 上述顺序层迭在上基板201的背面上。黑矩阵203以矩阵形式形成在上基板201上，以分隔多个将要形成滤色片 205的单元区域，并防止相邻单元区域之间的光学干涉。黑矩阵203形成为与TFT基板100中除像素电极127之外的区域交叠， 即，与栅线103、数据线115和TFT交叠。滤色片205分别形成在由黑矩阵203分隔开的单元区域中。每个滤色片 205包括红色滤色片205R,绿色滤色片205G和蓝色滤色片205B，其中红色 滤色片205R，绿色滤色片205G和蓝色滤色片205B是通过根据颜料喷射工艺 等在上基板201上顺序喷射红色，绿色，和蓝色光敏彩色树脂材料'，同时利用 掩模根据光刻法蚀刻在各颜料喷射工艺中形成的光敏彩色树脂材料形成。保护层207用于消除由于滤色片205在上基板201上形成的台阶，因此使 在随后工艺中形成的上取向膜具有平面化表面。衬垫料209用于保持单元间隙，以使液晶层300分配在TFT基板100和 滤色片基板200之间。在这种情况下，衬垫料209形成为与设置在保护层207 上的黑矩阵203交叠。上取向膜231形成在保护层207上方并且设置在衬垫料209上，以对分配 在单元间隙中的液晶层300以一定方向取向。上取向膜231通过摩擦工艺摩擦 由聚酰亚胺等等制成的有机取向膜形成。上取向膜231形成有取向凹槽(未示 出)，以以一定方向排列保护层300的液晶分子。上偏振片233用于仅仅使外部入射光中光轴与上偏振片233的偏振轴对准 的分量通过上偏振片233朝像素区域107传输。上偏振片233的偏振轴垂直于 TFT基板100的下偏振片的偏振轴。上相位延迟片235包括A/2相位延迟片，g卩，半波片(HWP)，其光轴与 上偏振片233的光轴偏离22.5"。因为上相位延迟片235具有与上偏振片233的光轴偏离的光轴，像素区域 的反射部分具有一定视角。上相位延迟片235形成在上偏振片233和上基板201之间，以与TFT基 板100的下偏振片135协作，将每个像素区域107的反射部分107b设置为常 黑模式。也就是说，当第二数据电压没有施加到形成在像素区域107的反射部分 107b中的第二像素电极127b时，当通过上偏振片233时，外部入射光转化为 水平线性偏振光，如图7A所示。从上偏振片233出射的水平线性偏振光然后在通过上相位延迟片235时， 转化为45。方向线性偏振的光。转化的光随后被反射电极111反射。因此，光 两次通过具有90。相差的液晶层300。因此，光转化为145°(-45°)方向线性偏振的光。最后，生成的线性偏振光到达滤色片基板200的上相位延迟片。到达滤色片基板200的上相位延迟片235的线偏振光，再次被转化为以 45°方向线性偏振的光。通过该光，像素区域107的反射部分107b被设置为常黑模式。下面，将参照

根据本发明的半透射IPS模式LCD面板的制造方法。根据该方法，首先制造用于构成根据本发明的半透射IPS模式LCD面板 的TFT基板100。也就是说，如图8A和8B所示，在下基板101上形成第一导电图案，其 包括栅线103和连接到栅线103的栅极105。这将更详细地说明。栅金属层根据诸如溅射法的沉积法形成在下基板101上。栅金属层可以具有铝(Al)基金属、铜(Cu)，铬(Cr)或钼(Mo)的 单层结构，或铝/铌(AlNd)和钼(Mo)的双层结构。光刻胶膜涂覆在栅金属层上。此后，利用第一掩模对光刻胶膜实施光刻工 艺，以形成暴露出除将要形成第一导电图案处之外区域的部分栅金属层的光刻 胶图案。此后，蚀刻通过光刻胶图案暴露出的部分栅金属层。然后光刻胶图案经过 灰化工艺。因此，最后形成包括栅线103和连接到栅线103的栅极105的第一导电图案。紧接着，如图9A和9B所示，利用第二掩模形成公共电极109，其用于 在相关像素区域107产生水平电场。每个公共电极109具有覆盖相关像素区域107的透射和反射部分107a和 107b的平板结构。每个公共电极109由诸如ITO的透明导电材料制成，以使 来自背光单元的入射光透过公共电极109朝滤色片基板200传输。随后，利用第三掩模形成反射电极lll，从而使得每个反射电极lll与形 成在相关像素区域107的反射部分107b中的公共电极109部分地交叠，如图 IOA和IOB所示。与形成在相关像素区域107的反射部分107b中的公共电极109交叠的每 个反射电极111用于朝滤色片基板200反射外部入射光。每个反射电极111由表现出极好的反射率特性的金属制成，例如铝(Al)，铜(Cu)，或铬(Cr)。 此后，如图11A和11B所示，形成用于形成各个TFT沟道的半导体图案121。这将更详细地说明。栅绝缘膜形成在形成有反射电极111的下基板101 上，作为栅绝缘膜113。然后，在栅绝缘膜113上形成包括a-Si层和n+硅层的半导体层。在半导体层上涂覆光刻胶膜。此后，利用第四掩模对光刻胶膜实施光刻工 艺，以形成暴露出半导体中除对应TFT的沟道的区域之外的部分的光刻胶图此后，通过光刻胶图案蚀刻暴露出的半导体层部分。然后去除光刻胶图案。 因此，形成包括用于形成相关TFT的沟道的有源层121a以及用于形成欧姆接 触的欧姆接触层121b的各半导体图案121。接着，如图12A和12B所示，在下基板101上形成第二导电图案，其包 括数据线115以及连接到数据线115的源极117和漏极119。这将更详细地说明。在形成有半导体图案121的栅绝缘膜113上方沉积数 据金属层。在数据金属层上涂覆光刻胶膜。此后，利用第五掩模对光刻胶膜实施光刻 工艺，以形成光刻胶图案，该光刻胶图案暴露出数据金属层中除对应于将要形 成第二导电图案的区域之外的部分。此后，蚀刻通过光刻胶图案暴露出的数据金属层部分。然后光刻胶图案经 过灰化处理。因此，最后形成包括数据线115、连接到数据线115的源极117、 以及在相关沟道的相对侧与源极117相对的漏极119的第二导电图案。每个TFT的漏极119提供第一数据电压至经由贯穿钝化膜123的第一接 触孔125连接到漏极119的第一像素电极127a。通过第一数据电压，在第一 像素电极127a和公共电极109之间形成用于以一定方向对液晶层300取向的 第一水平电场。每个TFT的漏极119延伸至相关像素区域107的反射部分107b，使得漏 极119经由钝化膜123与相关第二像素电极127b交叠。因此，形成与TFT相 关的存储电容器129。存储电容器129用于提供第二数据电压至形成在相关像素区域107的反射部分107b中的第二像素电极127b，以形成第二水平电场，从而以一定方向对像素区域107的反射部分107b中的液晶层300取向。此后，如图13A和13B所示，形成覆盖TFT的钝化膜123。 这将被更详细地说明。钝化膜123涂覆在形成有第二导电图案的栅绝缘膜113上。随后，在钝化膜123上涂覆光刻胶膜。此后，利用第六掩模对光刻胶膜实 施光刻工艺，以形成暴露出钝化膜123的所需部分的光刻胶图案。此后，蚀刻通过光刻胶图案出暴露的部分钝化膜123被蚀刻。然后光刻胶 图案经过灰化处理。因此，最后形成具有暴露TFT的各漏极U9的接触孔125 的钝化膜123。钝化膜123由诸如硅的氮化物的无机绝缘材料、诸如感光压克力的有机化 合物或诸如苯并环丁烯(BCB)或全氟环丁烯(PFCB)的有机绝缘材料组成。接着，如图14A和14B所示，在在钝化膜123上形成像素电极127，该 像素电极127与公共电极109 —起工作以形成水平电场。这将被更详细地说明。利用诸如等离子增强化学气相沉积(PECVD)工 艺的沉积工艺在钝化膜123上沉积透明导电层(ITO)。随后，在透明导电层(ITO)上涂覆光刻胶膜。此后，利用第七掩模对光 刻胶膜实施光刻工艺，以形成光刻胶图案，该光刻胶图案暴露出透明导电层 (ITO)中除将要形成像素电极127的区域之外的部分。此后，蚀刻通过光刻胶图案暴露出的透明导电层(ITO)部分。然后，去 除光刻胶图案。因此，形成像素电极127，该像素电极127用于与公共电极109 工作以产生水平电场，从而对分配在单元间隙中的液晶层300取向。如上所述，每个像素电极127包括第一像素电极127a和第二像素电极 127b，它们与公共电极109—起工作分别形成第一和第二水平电场，以对相关 像素区域107的透射部分107a和反射部分107b中的部分液晶层300取向。每 个第一像素电极127a和第二像素电极127b具有形状为对称梳状图案的多个狭 缝，以使相关水平电场通过像素电极。第一像素电极127a经由贯穿钝化膜123形成的相关接触孔125连接到相 关TFT的漏极119。第一像素电极127a根据来自漏极119的第一数据电压形 成第一水平电场。通过产生的第一水平电场，分配在相关像素区域107的透射部分107a中的液晶以一定方向取向。第二像素电极127b在钝化膜123夹在第二像素电极127b和漏极119之间 的条件下与漏极119交叠，同时与第一像素电极127a分隔开一定距离。第二 像素电极127b根据来自相关存储电容器129的第二数据电压与相关公共电极 109—起工作以形成第二水平电场。通过产生的第二水平电场，分配在相关像 素区域107的反射部分107b中的液晶以一定方向取向。由于形成在存储电容器129中的寄生电阻引起的压降，施加到第二像素电 极127b的第二数据电压小于第一数据电压。也就是说，当小于第一数据电压的第二数据电压被提供给第二像素电极 127b，在反射部分107b中的液晶层300的有效折射率降低。因此在像素区域 107的透射部分107a和反射部分107b之间没有相差。因此，在像素区域107 中获得均匀亮度。接着，下取向膜131形成为覆盖像素电极127，如图15A和15B所示。 如上所述，下取向膜131用于以一定方向对分配在单元间隙中的液晶层300 取向。用于对分配在单元间隙中的液晶层300以一定方向取向的下取向膜131 是通过摩擦工艺摩擦由聚酰亚胺等等制成的有机取向膜形成的。下取向膜131 形成有取向凹槽(未示出)，从而以一定方向排列液晶层300的液晶分子。此后，如图16A和16B所示，在下基板101的背面上顺序形成下偏振片 133和下相位延迟片135，用于使来自背光单元的入射光起偏和相位延迟。下偏振片133用于仅仅使来自背光单元的入射光中光轴与下偏振片133 的偏振轴对准的分量通过下偏振片133朝滤色片基板200传输。下偏振片133 的偏振轴与下取向膜131的摩擦方向平行，同时垂直于滤色片基板200的上偏 振片233的偏振轴。下相位延迟片135形成在下基板101和下偏振片133之间，以与滤色片基 板200的上偏振片235 —起工作以将每个像素区域107的透射部分设置为常黑 模式。在这种情况下，下相位延迟片135包括A/2相位延迟片，即半波片 (HWP)，其具有与下偏振片133的光轴偏离67.5。的光轴或与滤色片基板200 的上偏振片235的光轴偏离157.5°的光轴。在如上所述制造TFT基板100之后，制造用于构成半透射IPS模式LCD 面板的滤色片基板200。第一，利用不透明的金属，诸如铬(Cr)或氧化铬(CrOx)，在上基板 201上形成黑矩阵203，如图17A所示。黑矩阵203以矩阵形式形成在上基板201上，以分隔将要形成滤色片205 的单元区域，并防止相邻单元区域之间的光学干涉。此后，如图17B所示，以连续方式在由黑矩阵203分隔开的单元区域中 滤色片205。这将被更详细地说明。按照颜料喷射法，在上基板210上形成红色，绿色 和蓝色光敏彩色树脂材料之一，以形成光敏彩色树脂材料膜。在以颜料喷射法在上基板201上形成的光敏彩色树脂材料膜上涂覆光刻 胶膜。此后，利用掩模对光刻胶膜实施光刻工艺，以形成光刻胶图案，该光刻 胶图案暴露出光敏彩色树脂材料膜中除了将要形成相关滤色片的区域之外的 部分。此后，蚀刻通过光刻胶图案暴露出的光敏彩色树脂材料的部分。然后光刻 胶图案经过灰化工艺。对其余的光敏彩色树脂材料重复上述过程。因此，完成 滤色片205的形成，滤色片205每个包括红色滤色片205R，绿色滤色片205G， 和蓝色滤色片205B。随后，如图17C所示，在上基板201上形成保护层207，用于消除由滤色 片205形成的台阶。保护层207由热固性树脂材料，诸如聚二甲硅氧烷组成。保护层207用于 消除由于滤色片205形成的台阶，并且因此使在上基板201上方形成的上取向 膜231具有平面化表面。在形成保护层207的同时，可以形成衬垫料209，其用于保持在基板IOO 和200之间用于分配液晶300的单元间隙。此后，形成上取向膜231，用于对分配在单元间隙中的液晶层300以一定 方向取向，如图17D所示。上取向膜231是通过摩擦工艺摩擦由聚酰亚胺等等制成的有机取向膜形 成的。上取向膜231被形成有取向凹槽(未示出)，从而以一定方向排列液晶 层300的液晶分子。接着，如图17E所示，在上基板201的背面顺序形成上偏振片233和上相 位延迟片235，用于使外部入射光起偏及相位延迟。上偏振片233用于仅仅使外部入射光中光轴与上偏振片233的偏振轴对准 的分量通过上偏振片233朝像素区域107传输。上偏振片233的偏振轴垂直于 TFT基板100的下偏振片133的偏振轴。上相位延迟片235包括入/2相位延迟片，即，半波片(HWP)，具有与 上偏振片233的光轴偏离22.5°的光轴。因为上相位延迟片235具有与上偏振片233的光轴偏离的光轴，可以设置 像素区域107的视角，从而使得像素区域107不是具有窄视角，而是具有宽视 角。上偏振相位延迟片235形成在上偏振片233和上基板201之间，以与TFT 基板100的下偏振片235 —起工作，将每个像素区域107的反射部分107b设 置为常黑模式。在如上所述制造滤色片基板200之后，液晶层300分配在根据本发明的半 透射水平IPS模式LCD面板的单元间隙中。然后组装基板100和200。在这种情况下，在基板100和200之间的单元间隙中分配液晶层300，液 晶层300取向从而使其光轴与滤色片基板200的上偏振片233的光轴偏离一定 角度，特别地，偏离9(T，从而使液晶层300起使入射光偏振A/2的作用。从上述说明可以明了，根据半透射共平面开关模式液晶显示面板及其制造 方法，在每个像素区域的透射部分和反射部分产生不同的水平电场，从而每个 像素区域在透射部分和反射部分中可以显示相同亮度，但是具有单一单元间隙 结构。显然，本领域技术人员在不脱离本发明的精神或范围的情况下可以对本发 明做出各种变形和修改。因此，本发明意图覆盖落入所附权利要求及其等效物 范围内的本发明的那些变形和修改。
权利要求
1.一种共平面开关模式液晶显示面板，具有每个包括透射部分和反射部分的多个像素区域，所述液晶显示面板包括滤色片基板；薄膜晶体管基板，与滤色片基板组合从而在薄膜晶体管基板和滤色片基板之间定义单元间隙，薄膜晶体管基板包括多个存储电容器，每个存储电容器在所述多个像素区域中一个相关像素区域的反射部分中形成与在所述相关像素区域的透射部分中形成的水平电场不同的水平电场，以补偿在相关像素区域中产生的相差；以及液晶层，分配在单元间隙中并且以预定方向取向。
2. 根据权利要求1所述的共平面开关模式液晶显示面板，其特征在于，滤 色片基板包括上基板；黑矩阵，形成在上基板一个表面上且用于分隔像素区域； 滤色片，形成在各个像素区域中； 保护层，用于去除由滤色片形成的台阶；衬垫料，形成在保护层上用于维持其中分配有液晶层的单元间隙； 上取向膜，形成在形成有衬垫料的保护层上方，用于使液晶层以预定方向 取向；上偏振片，形成在上基板的相对表面上；以及 上相位延迟片，具有与上偏振片的光轴偏离预定角度的光轴。
3. 根据权利要求2所述的共平面开关模式液晶显示面板，其特征在于， 上相位延迟片的光轴与上偏振片的光轴偏离22.5°。
4. 根据权利要求3所述的共平面开关模式液晶显示面板，其特征在于， 上相位延迟片包括A /2相位延迟片。
5. 根据权利要求1所述的共平面开关模式液晶显示面板，其特征在于， 薄膜晶体管基板包括-下基板；多条栅线，形成在下基板一个表面上；多条数据线，与栅线交叉并与栅线绝缘以定义像素区域； 多个薄膜晶体管，分别形成在栅线和数据线的交叉点； 多个公共电极，分别形成于像素区域；多个反射电极，每个形成在多个像素区域中一个相关像素区域的反射部 分，使得反射电极与相关公共电极交叠；多个像素电极，每个包括第一像素电极和第二像素电极，其中第一像素电 极根据来自于多个薄膜晶体管中一个相关薄膜晶体管的第一数据电压在多个 像素区域中一个相关像素区域的透射部分中形成第一水平电场，而第二像素电 极根据来自于面板外部的第二数据电压在所述相关像素区域的反射部分中形 成第二水平电场；多个存储电容器，每个向多个像素电极中一个相关像素电极的第二像素电 极提供第二数据电压；以及下取向膜，用于使分配在单元间隙中的液晶层以预定方向取向。
6. 根据权利要求5所述的共平面开关模式液晶显示面板，其特征在于， 薄膜晶体管基板进一步包括下偏振片，形成在下基板的相对表面，以使从背光单元入射的光中光轴平 行于下偏振片光轴的垂直线性偏振分量被传输通过下偏振片；以及 下相位延迟片，具有与下偏振片的光轴偏离预定角度的光轴。
7. 根据权利要求5所述的共平面开关模式液晶显示面板，其特征在于，每个像素电极形成为具有对称狭缝用于使水平电场通过像素电极。
8. 根据权利要求5所述的共平面开关模式液晶显示面板，其特征在于，第一像素电极和第二像素电极以预定距离彼此分开。
9. 根据权利要求8所述的共平面开关模式液晶显示面板，其特征在于， 第一像素电极经由贯穿钝化膜的接触孔连接到相关薄膜晶体管的漏极，其中所 述钝化膜形成在第一像素电极和漏极之间。
10. 根据权利要求5所述的共平面开关模式液晶显示面板，其特征在于， 所述多个存储电容器的每个包括多个薄膜晶体管中一个相关薄膜晶体管的漏极；以及 第二像素电极，形成为与漏极交叠并且在第二像素电极和漏极之间夹有钝 化膜。
11. 根据权利要求10所述的共平面开关模式液晶显示面板，其特征在于， 所述多个存储电容器的每一个由于形成在存储电容器中的寄生电阻提供小于 第一数据电压的第二数据电压。
12. 根据权利要求10所述的共平面开关模式液晶显示面板，其特征在于， 漏极延伸到相关像素区域的反射部分。
13. 根据权利要求12所述的共平面开关模式液晶显示面板，其特征在于， 下相位延迟片的光轴与下偏振片的光轴偏离67.5° 。
14. 根据权利要求12所述的共平面开关模式液晶显示面板，其特征在于， 下相位延迟片包括A /2相位延迟片。
15. 根据权利要求1所述的共平面开关模式液晶显示面板，其特征在于， 滤色片基板和薄膜晶体管基板之间的单元间隙具有单一单元间隙结构。
16. 根据权利要求2所述的共平面开关模式液晶显示面板，其特征在于， 分配在单元间隙中的液晶层的取向方向与上偏振片的光轴偏离90° 。
17. —种共平面开关模式液晶显示面板的制造方法，所述共平面开关模式 液晶显示面板具有各包括透射部分和反射部分的多个像素区域，包括制造滤色片基板；制造与滤色片基板组合的薄膜晶体管基板，以在薄膜晶体管基板和滤色片 基板之间定义单元间隙，所述薄膜晶体管基板包括多个存储电容器，每个存储 电容器在所述多个像素区域中一个相关像素区域的反射部分中形成与在所述 相关像素区域的透射部分中形成的水平电场不同的水平电场，以补偿在相关像 素区域中产生的相差；以及在单元间隙中分配液晶层，该液晶层以预定方向取向。
18. 根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述制造滤色片基板的 步骤包括在上基板的一个表面上形成黑矩阵，从而使黑矩阵分隔所述多个像素区域；在各个像素区域中形成滤色片； 形成保护层，以去除由滤色片形成的台阶； 形成衬垫料，以维持单元间隙；在形成有衬垫料的保护层上方形成上取向膜，从而使液晶层以预定方向取向；在上基板的相对表面上形成上偏振片，以使入射光中光轴平行于上偏振片的光轴的水平线偏振分量被传输通过上偏振片；以及形成上相位延迟片，其中该上相位延迟片具有与上偏振片的光轴偏离预定 角度的光轴。
19. 根据权利要求18所述的方法，其特征在于，上相位延迟片的光轴与 上偏振片的光轴偏离22.5°。
20. 根据权利要求19所述的方法，其特征在于，上相位延迟片包括入/2 相位延迟片。
21. 根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述制造薄膜晶体管基 板的步骤包括.-在下基板的一个表面上形成多条栅线和连接到栅线的栅极； 在与栅极相同层上形成多个公共电极，使得公共电极分别覆盖像素区域； 形成多个反射电极，使得反射电极分别与像素区域的反射部分交叠； 形成与多条栅线交叉以定义像素区域的多条数据线，多个源极和多个漏 极，每个漏极与在连接到多条数据线中一条相关数据线的沟道的相对侧的多个 源极中的一个相关源极相对；形成多个像素电极，每个像素电极包括第一像素电极和第二像素电极，其 中第一像素电极根据来自于多个漏极中一个相关漏极的第一数据电压在多个 像素区域中一个相关像素区域的透射部分中形成第一水平电场，并且，第二像 素电极根据来自于面板外部的第二数据电压在相关像素区域的反射部分中形 成第二水平电场；形成多个存储电容器，每个存储电容器向多个像素电极中一个相关像素电 极的第二像素电极提供第二数据电压；以及形成下取向膜，所述下取向膜用于使分配在单元间隙中的液晶层以预定方 向取向。
22. 根据权利要求21所述的方法，其特征在于，还包括 在下基板的相对表面的形成下偏振片，所述下偏振片使从背光单元入射的光中光轴平行于下偏振片的光轴的垂直线性偏振分量被传输通过下偏振片；以 及形成下相位延迟片，所述下相位延迟片具有与下偏振片的光轴偏离预定角 度的光轴。
23. 根据权利要求21所述的方法，其特征在于，每个像素电极形成为具 有对称狭缝，使得水平电场通过像素电极。
24. 根据权利要求21所述的方法，其特征在于，第一像素电极和第二像 素电极以预定距离彼此分开。
25. 根据权利要求24所述的方法，其特征在于，第一像素电极经由贯穿 钝化膜的接触孔连接到多个漏极中一个相关漏极，其中所述钝化膜形成在第一 像素电极和漏极之间。
26. 根据权利要求21所述的方法，其征在于，所述多个存储电容器的每 个包括所述多个漏极中一个相关漏极；以及第二像素电极，形成为与漏极交叠并且在第二像素电极和漏极之间夹有钝 化膜。
27. 根据权利要求26所述的方法，其特征在于，所述多个存储电容器的 每一个由于形成在存储电容器中的寄生电阻提供小于第一数据电压的第二数 据电压。
28. 根据权利要求26所述的方法，其特征在于，漏极延伸到所述多个像 素区域中一个相关像素区域的反射部分。
29. 根据权利要求22所述的方法，其特征在于，下相位延迟片的光轴与 下偏振片的光轴偏离67.5°。
30. 根据权利要求22所述的方法，其特征在于，下相位延迟片包括入/2 相位延迟片。
31. 根据权利要求17所述的方法，其特征在于，滤色片基板和薄膜晶体 管基板之间的单元间隙具有单一单元间隙结构。
32. 根据权利要求18所述的方法，其特征在于，分配在单元间隙中的液 晶层的取向方向与上偏振片的光轴偏离90° 。
全文摘要
本发明公开了一种半透射共平面开关(IPS)模式液晶显示(LCD)面板，其中每个像素区域在其透射部分和反射部分可以显示相同的亮度，同时具有单一的单元间隙结构。本发明还公开了一种制造半透射IPS模式LCD面板的方法。该面板中每个像素区域包括透射部分和反射部分，该面板包括滤色片基板；与滤色片基板组合的薄膜晶体管基板，从而在薄膜晶体管基板和滤色片基板之间定义单元间隙；薄膜晶体管基板包括多个存储电容器，每个存储电容器在多个像素区域中一个相关像素区域的反射部分中形成与在相关像素区域的透射部分中形成的水平电场不同的水平电场，以补偿在相关像素区域中产生的相差；以及分配在单元间隙中并且以预定方向取向的液晶层。
文档编号H01L27/12GK101276106SQ20071019488
公开日2008年10月1日 申请日期2007年12月27日 优先权日2007年3月28日
发明者陈贤硕 申请人:Lg.菲利浦Lcd株式会社