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    一種平面內切換型液晶顯示面板及其製造方法，此面板的製造方法包含如下步驟：依序形成閘極線、資料線、公共線、像素電極及公共電極於第一基板上，其中每一公共線是至少部分重疊於每一閘極線的上方；以及形成液晶層於第一基板與第二基板之間。
    公开号:TW201305702A
    申请号:TW100126031
    申请日:2011-07-22
    公开日:2013-02-01
    发明作者:Chia-Hua Yu；I-Fang Wang；Feng-Weei Kuo；Ko-Ruey Jen；Guang-Shiung Chao
    申请人:Hannstar Display Corp；
    IPC主号:G02F1-00
    专利说明:
    平面內切換型液晶顯示面板及其製造方法
    本發明係關於一種液晶顯示面板及其製造方法，特別是關於一種平面內切換型液晶顯示面板及其製造方法。
    隨著資訊、通信產業不斷地推陳出新，帶動了液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)市場的蓬勃發展。液晶顯示器具有高畫質、體積小、重量輕、低驅動電壓、與低消耗功率等優點，因此被廣泛應用於個人數位助理(Personal Digital Assistant，PDA)、行動電話、攝錄放影機、筆記型電腦、桌上型顯示器、車用顯示器、及投影電視等消費性通訊或電子產品。
    液晶顯示器大部分為背光型液晶顯示器，其是由液晶顯示面板及背光模組(backlight module)所組成。一般的液晶顯示面板包含彩色濾光片(Color Filter，CF)基板及薄膜電晶體(Thin Film Transistor，TFT)矩陣基板。由於液晶顯示器係利用液晶分子的排列狀態來控制光線，因而具有狹窄視角(narrow viewing angle)的缺點，尤其在面對大型化LCD螢幕時，廣視角的問題更隨之顯著。為了克服上述狹窄視角的缺點，已發展出一種平面內切換(In Plane Switching，IPS)技術，其可利用像素電極和共同電極來形成平行於基板的電場，因此，液晶分子可被像素電極與共同電極之間的橫向電場所配向，而可具有廣視角及良好的色彩再現性(color reproduction)。
    然而，在現有IPS面板的每一像素中，像素電極是連接於閘極線(gate line)，而共同電極是連接於共同線(common line)。由於此不透光的共同線是平行於閘極線，且共同線與閘極線是位於同一平面上，因而縮小每一像素中的透光面積，使得像素的開口率下降，且IPS面板的穿透率較低。
    故，有必要提供一種IPS液晶顯示面板及其製造方法，以解決習知技術所存在的問題。
    本發明之主要目的在於提供一種平面內切換型液晶顯示面板及其製造方法，其可增加像素中的透光面積，以提升顯示面板之像素的開口率。
    根據本發明之實施例，本發明提供一種平面內切換型液晶顯示面板，其包含：一第一基板；複數條閘極線，設置於該第一基板上；複數條資料線，設置於該第一基板上，且該些資料線係與該些閘極線相交，用以形成複數個像素區域，其中每一該些像素區域中設有一薄膜電晶體，該薄膜電晶體係電性連接於相鄰之該些閘極線之其中一者與相鄰之該些資料線之其中一者；複數條公共線，設置於該第一基板上，其中每一該些公共線是至少部分重疊於每一該些閘極線的上方；複數個像素電極，形成於該第一基板上，並電性連接於該些薄膜電晶體；複數個公共電極，形成於該第一基板上，並電性連接於該些公共線；一第二基板；以及一液晶層，形成於該第一基板與該第二基板之間。
    在本發明之一實施例中，且在每一該些像素區域中，每一該些公共線係完全覆蓋住每一該些閘極線。
    在本發明之一實施例中，且在每一該些像素區域中，每一該些公共線係覆蓋於每一該些閘極線及每一該些資料線。
    在本發明之一實施例中，每一該些公共電極係直接覆蓋及接觸於每一該些公共線上。
    在本發明之一實施例中，一保護層係形成於該些閘極線及該些該些公共線之間。
    在本發明之一實施例中，一覆蓋層係形成於該保護層上，該些公共線係形成於該覆蓋層上。
    又，根據本發明之實施例，本發明的平面內切換型液晶顯示面板的製造方法包含如下步驟：形成複數條閘極線於一第一基板上；形成複數條資料線於該第一基板上，其中該些資料線係與該些閘極線相交，用以形成複數個像素區域，其中每一該些像素區域中設有一薄膜電晶體，該薄膜電晶體係電性連接於相鄰之該些閘極線之其中一者與相鄰之該些資料線之其中一者；形成複數條公共線於該第一基板上，其中每一該些公共線是至少部分重疊於每一該些閘極線的上方；形成複數個像素電極及複數個公共電極於該第一基板上，其中該些像素電極係電性連接於該些薄膜電晶體，該些公共電極係電性連接於該些公共線；以及形成一液晶層於該第一基板與一第二基板之間。
    在本發明之一實施例中，當形成該些公共線時，在每一該些像素區域中，每一該些公共線係完全覆蓋住每一該些閘極線。
    在本發明之一實施例中，當形成該些公共線時，在每一該些像素區域中，每一該些公共線係覆蓋於每一該些閘極線及每一該些資料線。
    在本發明之一實施例中，當形成該些公共電極時，每一該些公共電極係直接覆蓋及接觸於每一該些公共線。
    因此，本發明IPS之液晶顯示面板的公共線設計可增加每一像素中的透光面積，因而可提升顯示面板之像素的開口率。再者，本發明的公共線亦可作為面板的黑色矩陣結構，以改善面板的漏光情形。
    為了讓本發明之上述及其他目的、特徵、優點能更明顯易懂，下文將特舉本發明較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
    請參照圖1，其顯示依照本發明的一實施例的顯示面板與背光模組的剖面示意圖。本實施例的平面內切換型(In Plane Switching，IPS)液晶顯示面板100可設置於背光模組200上，因而形成IPS液晶顯示裝置。此IPS液晶顯示面板100可包含第一基板110、第二基板120、液晶層130、第一偏光片140及第二偏光片150。第一基板110和第二基板120的基板材料可為玻璃基板或可撓性塑膠基板，在本實施例中，第一基板110可例如為薄膜電晶體(Thin Film Transistor，TFT)矩陣基板，而第二基板120可例如為彩色濾光片(Color Filter，CF)基板。值得注意的是，在一些實施例中，彩色濾光片和TFT矩陣亦可配置在同一基板上。
    如圖1所示，液晶層130是形成於第一基板110與第二基板120之間。第一偏光片140是設置第一基板110的一側，並相對於液晶層130(即第一基板110的入光側)，第二偏光片150是設置第二基板120的一側，並相對於液晶層130(即第二基板120的出光側)。
    請參照圖2A及圖2B，其繪示依照本發明之第一實施例之IPS液晶顯示面板之像素區域的示意圖。本實施之IPS液晶顯示面板100更包含複數條閘極線111、複數條資料線112、複數條公共線113、複數個像素電極114及複數個公共電極115。閘極線111和資料線112係設置於第一基板110上，且相互垂直交錯，而呈矩陣式排列，因而形成複數個像素區域116，其中每一像素區域116中設有薄膜電晶體(Thin Film Transistor，TFT)117，其電性連接於相鄰之閘極線111與資料線112。其中，閘極線111的材料例如為Al、Ag、Cu、Mo、Cr、W、Ta、Ti或其合金，資料線112的材料例如為Mo、Cr、Ta、Ti或其合金，較佳為耐熱金屬。
    如圖2A及圖2B所示，本實施之公共線113係設置於第一基板110上，且平行於閘極線111，其中公共線113係電性絕緣於閘極線111。在每一像素區域116中，每一公共線113係至少部分重疊於每一閘極線111的上方，以減少像素區域116中的不透光面積，而可增加每一像素區域116的開口率。例如，在每一像素區域116中，公共線113可完全覆蓋住閘極線111，以避免公共線113佔用像素區域116中的透光面積，因而可增加像素區域116的開口率。其中，公共線113的材料例如為Al、Ag、Cu、Mo、Cr、W、Ta、Ti或其合金。又，每一公共線113的線寬可略大於、略小於或實質相同於每一閘極線111的線寬。
    如圖2A及圖2B所示，本實施之像素電極114及公共電極115係形成於第一基板110上，且像素電極114及公共電極115具有相似形狀(例如直線條狀或彎折條狀)並交錯排列，其中素電極114及公共電極115係共平面。像素電極114是電性連接於薄膜電晶體117，公共電極115係電性連接於公共線113。像素電極114及公共電極115為透明電極，其較佳係以透光導電材料所製成，例如：ITO、IZO、AZO、GZO、TCO或ZnO。
    請參照圖2A、圖3、圖4A、圖4B及圖4C，圖3繪示沿圖2A之A-A’剖面線所形成之剖面示意圖，圖4A、圖4B及圖4C繪示依照本發明之第一實施例之IPS液晶顯示面板的製程示意圖。如圖4A所示，當製造本實施例之IPS液晶顯示面板100時，首先，形成閘極線111於第一基板110上，其中部分閘極線111為薄膜電晶體117的閘電極117a。
    如圖3所示，接著，形成絕緣層101於閘極線111，其中絕緣層101之材料例如為氮化矽(SiNx)或氧化矽(SiOx)，且例如係以電漿輔助化學氣相沉積(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition；PECVD)方式來沉積形成。接著，可依序形成薄膜電晶體117的半導體島(未繪示)及歐姆接觸層(未繪示)於絕緣層101，半導體島較佳係由非晶矽(a-Si)或多晶矽所製成。在本實施例中，當形成半導體島時，可先沉積一非晶矽(a-Si)層，接著，對此非晶矽層進行快速熱退火(Rapid thermal annealing,RTA)步驟，藉以使此非晶矽層再結晶成一多晶矽層。歐姆接觸層的材料例如是由重摻雜有N型雜質(例如磷)的N+非晶矽(a-Si)或其矽化物所形成，或者例如是以化學氣相沉積方式臨場(In-situ)沉積形成。
    如圖4B所示，接著，形成資料線112於絕緣層101上，並形成薄膜電晶體117的源電極117b及汲電極117c於絕緣層101上。資料線112、源電極117b及汲電極117c的材料較佳為Mo、Al、Cr、Ta、Ti或其合金，亦可為具有耐熱金屬薄膜和低電阻率薄膜之多層結構，例如氮化鉬薄膜和鋁薄膜之雙層結構。
    如圖3所示，接著，依序形成保護層102及覆蓋(over-coating)層103於資料線112及薄膜電晶體117上。其中接孔104係貫穿保護層118及覆蓋層119，以暴露薄膜電晶體117的汲電極117c。
    如圖4C所示，接著，形成公共線113於覆蓋層103上。其中，公共線113係對位於閘極線111上，因此，公共線113可至少部分重疊於閘極線111的上方。
    如圖2A所示，接著，形成像素電極114以及公共電極115於覆蓋層103上。部分像素電極114係覆蓋接孔104，因而電性連接於薄膜電晶體117的汲電極117c，進而可電性連接於閘極線111。在本實施例中，每一公共電極115可直接覆蓋及接觸於公共線113，因而可電性連接於公共線113。由於公共電極115係直接覆蓋及接觸於公共線113，因而無需形成穿孔或接觸窗來連接公共電極115及公共線113，而可進一步簡化製程步驟。
    如圖3所示，接著，形成配向層105於像素電極114以及公共電極115上。接著，形成液晶層130於第一基板110與第二基板120之間，以形成此IPS液晶顯示面板100。
    因此，本實施例的部分公共線113可重疊或對位於閘極線111的上方，以避免公共線113與閘極線111位於同一平面的情形，因而可增加像素區域116中的透光面積，以改善像素區域116的開口率。
    請參照圖5A及圖5B，其繪示依照本發明之第二實施例之IPS液晶顯示面板之像素區域的示意圖。以下僅就本實施例與第一實施例間的相異處進行說明，而其相似處則在此不再贅述。相較於第一實施例，第二實施例的IPS液晶顯示面板更包含複數條閘極線311、複數條資料線312、複數條公共線313、複數個像素電極314及複數個公共電極315。像素電極314是電性連接於薄膜電晶體317，薄膜電晶體317包括閘電極317a、源電極317b及汲電極317c。在每一像素區域316中，公共線313可進一步覆蓋於閘極線311及資料線312的上方。此時，不透光的公共線313可作為像素區域316的黑色矩陣結構(Black Matrix，BM)，以改善面板的漏光情形。
    如上所述，相較於習用的IPS液晶顯示面板具有並列配置的閘極線及公共線，本發明之IPS液晶顯示面板的公共線可重疊於閘極線的上方，以增加每一像素中的透光面積，因而可提升顯示面板之像素的開口率。再者，本發明的公共線亦可作為面板的BM結構，以改善面板的漏光情形。
    雖然本發明已以較佳實施例揭露，然其並非用以限制本發明，任何熟習此項技藝之人士，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種更動與修飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
    100．．．IPS液晶顯示面板
    101．．．絕緣層
    102．．．保護層
    103．．．覆蓋層
    104．．．接孔
    105．．．配向層
    110．．．第一基板
    111．．．閘極線
    112．．．資料線
    113．．．公共線
    114．．．像素電極
    115．．．公共電極
    116．．．像素區域
    117、317．．．薄膜電晶體
    117a、317a．．．閘電極
    117b、317b．．．源電極
    117c、317c．．．汲電極
    120．．．第二基板
    130．．．液晶層
    140．．．第一偏光片
    150．．．第二偏光片
    200．．．背光模組
    311．．．閘極線
    312．．．資料線
    313．．．公共線
    314．．．像素電極
    315．．．公共電極
    316．．．像素區域
    圖1顯示依照本發明的一實施例的顯示面板與背光模組的剖面示意圖。
    圖2A及圖2B繪示依照本發明之第一實施例之IPS液晶顯示面板之像素區域的示意圖。
    圖3繪示沿圖2A之A-A’剖面線所形成之剖面示意圖。
    圖4A、圖4B及圖4C繪示依照本發明之第一實施例之IPS液晶顯示面板的製程示意圖。
    圖5A及圖5B繪示依照本發明之第二實施例之IPS液晶顯示面板之像素區域的示意圖。
    104．．．接孔
    111．．．閘極線
    112．．．資料線
    113．．．公共線
    114．．．像素電極
    115．．．公共電極
    116．．．像素區域
    117．．．薄膜電晶體
    117a．．．閘電極
    117b．．．源電極
    117c．．．汲電極
    权利要求:
    Claims (12)
    [1] 一種平面內切換型(In Plane Switching，IPS)液晶顯示面板，包含：一第一基板；複數條閘極線，設置於該第一基板上；複數條資料線，設置於該第一基板上，且該些資料線係與該些閘極線相交，用以形成複數個像素區域，其中每一該些像素區域中設有一薄膜電晶體，該薄膜電晶體係電性連接於相鄰之該些閘極線之其中一者與相鄰之該些資料線之其中一者；複數條公共線，設置於該第一基板上，其中每一該些公共線是至少部分重疊於每一該些閘極線的上方；複數個像素電極，形成於該第一基板上，並電性連接於該些薄膜電晶體；複數個公共電極，形成於該第一基板上，並電性連接於該些公共線；一第二基板；以及一液晶層，形成於該第一基板與該第二基板之間。
    [2] 如申請專利範圍第1項所述之平面內切換型液晶顯示面板，其中在每一該些像素區域中，每一該些公共線係完全覆蓋住每一該些閘極線。
    [3] 如申請專利範圍第1項所述之平面內切換型液晶顯示面板，其中在每一該些像素區域中，每一該些公共線係覆蓋於每一該些閘極線及每一該些資料線。
    [4] 如申請專利範圍第1項所述之平面內切換型液晶顯示面板，其中每一該些公共電極係直接覆蓋及接觸於每一該些公共線上。
    [5] 如申請專利範圍第1項所述之平面內切換型液晶顯示面板，其中一保護層係介於該些閘極線及該些公共線之間。
    [6] 如申請專利範圍第5項所述之平面內切換型液晶顯示面板，其中一覆蓋層係位於於該保護層上，該些公共線係位於於該覆蓋層上。
    [7] 一種平面內切換型液晶顯示面板的製造方法，包含如下步驟：形成複數條閘極線於一第一基板上；形成複數條資料線於該第一基板上，其中該些資料線係與該些閘極線相交，用以形成複數個像素區域，其中每一該些像素區域中設有一薄膜電晶體，該薄膜電晶體係電性連接於相鄰之該些閘極線之其中一者與相鄰之該些資料線之其中一者；形成複數條公共線於該第一基板上，其中每一該些公共線是至少部分重疊於每一該些閘極線的上方；形成複數個像素電極及複數個公共電極於該第一基板上，其中該些像素電極係電性連接於該些薄膜電晶體，該些公共電極係電性連接於該些公共線；以及形成一液晶層於該第一基板與一第二基板之間。
    [8] 如申請專利範圍第7項所述之製造方法，其中當形成該些公共線時，在每一該些像素區域中，每一該些公共線係完全覆蓋住每一該些閘極線。
    [9] 如申請專利範圍第7項所述之製造方法，其中該些複數個像素電極及該些複數個公共電極係共平面。
    [10] 如申請專利範圍第9項所述之製造方法，其中該些複數個像素電極及該些複數個公共電極為透明電極。
    [11] 如申請專利範圍第7項所述之製造方法，其中當形成該些公共線時，在每一該些像素區域中，每一該些公共線係覆蓋於每一該些閘極線及每一該些資料線。
    [12] 如申請專利範圍第7項所述之製造方法，其中當形成該些公共電極時，每一該些公共電極係直接覆蓋及接觸於每一該些公共線。
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