專利名稱：液晶顯示器及其制造方法
背景技術：
相對基板具有濾色片(CF)和黑基底。濾色片由規(guī)則排列的紅、綠或藍的色層構成。黑基底由具有遮光性能(不透明的)的膜形成。黑基底屏蔽了液晶的向錯以便防止對比度降低。
液晶填充在元件基板和相對基板之間的空間中。定向層分別形成在元件基板和相對基板的相對表面上。以這樣的方式形成定向層樹脂膜例如聚酰亞胺形成在基板上，對得到的表面進行定向處理例如刮擦。
液晶填充在元件基板和相對基板之間的空間中，分別在元件基板和相對基板的相對表面上形成定向層。定向層如此形成在基板上形成例如聚酰亞胺的樹脂膜，對得到的表面進行定向處理例如刮擦。定向層提供了與液晶中液晶分子的預定定向(取向)。
這里，向錯指的是定向缺陷，其中由于液晶的定向表面的水平差、電場分布和驅動電壓的突然變化而導致液晶分子的定向方向出現(xiàn)不連續(xù)。這種液晶定向缺陷表現(xiàn)為線或點缺陷，導致顯示質量降低。向錯出現(xiàn)在顯示區(qū)中，與基板表面上的不規(guī)則部分、由刮擦程度的變化等引起的液晶定向的不均勻部分疊加。
在上述結構中，其中在相對基板上提供濾色片和黑基底，在設計上需要使預先形成的黑基底具有比理想的遮蔽區(qū)更寬的寬度。原因在于確保用于元件基板和相對基板的定向中有誤差余量。然而，如果黑基底的寬度太寬，難以將液晶顯示元件的孔徑比(aperture ratio)設大，從而降低了亮度。這里，孔徑比指的是貢獻于光調制的像素面積相對于液晶顯示面板的顯示區(qū)的整個表面積的百分比。
為了提高液晶顯示元件的孔徑比，公開了在元件基板上形成濾色片和黑基底的結構。這稱為CF(濾色片)-On TFT結構，例如，在日本專利No.2758410和未審日本專利申請?zhí)亻_No.平3-237432中描述了此結構。
在CF-On TFT結構中，濾色片和黑基底形成在元件基板上。因此，不需要確保元件基板和相對基板的定向余量。這樣能夠簡化制造工藝，并且可以得到高的孔徑比。
在提高高清晰度的情況下，使用CF-On TFT結構難以實現(xiàn)高的孔徑比，原因如下。
更具體地說，在CF-On TFT結構中，用于連接像素電極和源極的接觸孔的尺寸相當大，每個像素區(qū)中接觸孔獨占的面積占相當高的百分比。這是因為接觸孔的側表面的錐形必須平緩地形成，以便防止形成在接觸孔的內表面上的像素電極出現(xiàn)水平分離。為了使錐形平緩，對分隔像素電極和源極的多個層(鈍化層、彩色層、覆蓋層等)制圖以便分別形成孔。在這種為每層形成接觸孔的情況下，需要為每個制圖工藝確保定向的余量。結果，接觸孔的尺寸相當大。通常要給接觸孔的區(qū)域屏蔽光。因此，像素區(qū)中接觸孔面積的百分比隨著高清晰度的增加而增加，導致孔徑比相對降低。
此外，用于遮蔽(屏蔽)向錯出現(xiàn)區(qū)的黑遮蔽物的面積的百分比隨著高清晰度的增加也相對增加，當然這并不限于CF-On TFT結構。因此，孔徑比相對降低。
這樣，在有源矩陣液晶顯示器中，即使使用CF-On TFT結構，但如果高清晰度提高且像素間距變窄，那么遮蔽區(qū)的百分比相對增加，導致孔徑比降低。另一方面，為了實現(xiàn)高的孔徑比，如果遮蔽區(qū)的百分比小，那么向錯變得明顯。
發(fā)明綜述為了解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種液晶顯示器及其制造方法，它能夠實現(xiàn)高的孔徑比。
另外，本發(fā)明的另一個目的是提供一種液晶顯示器及其制造方法，它能夠遮蔽向錯。
為了根據本發(fā)明的一個技術方案實現(xiàn)上述目的，提供了一種液晶顯示器，包括基板對(101，201)；密封在所述基板對(101，201)之間的液晶(300)；多個數據線(13)和多個掃描線(12)，設置在所述基板對(101，201)之一的一個表面上，并且彼此相交；開關元件(15)，使電流通路的一端連接到相對應的數據線(13)，控制端連接到相應的掃描線(12)；布線(14)，連接到所述開關元件(15)的電流通路的另一端；絕緣層(104至106)，形成在所述布線(14)上，并且具有接觸孔(18)，所述布線(14)的端部(14b)通過接觸孔(18)露出；
像素電極(17)，形成在所述絕緣層(104至106)上，并且通過接觸孔(18)電連接到所述布線(14)的端部(14b)上；定向膜(107)，形成在所述像素電極(17)上，并且與所述液晶(300)接觸；其中所述接觸孔形成在與向錯出現(xiàn)區(qū)疊加的位置。
根據本發(fā)明的一個技術方案的液晶顯示器，其中所述絕緣層(104至106)可以由多個疊層絕緣膜(104至106)形成。
絕緣膜(104至106)可以單獨地具有開口(104a至106a)，它們整體形成錐形的所述接觸孔(18)。
根據本發(fā)明的一個技術方案的液晶顯示器，其中所述絕緣膜(104至106)可以包含形成在開關元件(15)上的鈍化膜(104)、形成在所述鈍化膜(104)上的彩色層(105)以及形成在所述鈍化膜(104)和彩色層(105)上的平整膜(106)。
所述接觸孔(18)可以包含分別形成在鈍化膜(104)、彩色層(105)和平整膜(106)中的開口(104a至106a)，并且開(104a至106a)整體地形成為錐形。
根據本發(fā)明的一個技術方案的液晶顯示器，其中所述布線(14)可以由遮光材料制成，和所述接觸孔(18)和所述向錯出現(xiàn)區(qū)的至少一部分可以由所述布線屏蔽。
根據本發(fā)明的一個技術方案的液晶顯示器，其中掃描線(12)和數據線(13)確定了多個像素(11)的邊界，每個像素都具有接觸孔(18)，相對于與像素(11)相鄰的其它像素(11)的開關元件(15)，像素(11)中的所述接觸孔(18)可以在刮擦方向的下游提供。
根據本發(fā)明的一個技術方案的液晶顯示器，其中所述掃描線(12)可以具有與所述接觸孔(18)和/或所述向錯出現(xiàn)區(qū)疊加并且屏蔽光的突出部分(12b)。
根據本發(fā)明的一個技術方案的液晶顯示器，還包括與所述數據線(13)疊加的黑基底(16)，其中所述黑基底(16)可以具有與像素中所述數據線(13)和突出部分(12b)之間的區(qū)域疊加的寬部分(16a)。
根據本發(fā)明的一個技術方案的液晶顯示器，其中所述突出部分(12b)可以在布線(14)之間形成靜電電容。
為了實現(xiàn)根據本發(fā)明的第二技術方案的目的，提供了一種液晶顯示器的制造方法，液晶顯示器包括薄膜晶體管(15)、與所述薄膜晶體管(15)連接的布線(14)、與所述布線(14)電連接的像素電極(17)和形成在所述像素電極(17)上的定向膜(107)，包括步驟在薄膜晶體管(15)和布線(14)上形成絕緣層(104至106)；在絕緣層(104至106)中形成接觸孔(18)，通過接觸孔(18)露出所述布線(14)的端部(14b)；在絕緣層(104至106)上形成像素電極(17)，像素電極(17)通過接觸孔(18)與布線(14)電連接；在像素電極(17)上形成定向膜(107)，其中形成接觸孔(18)的步驟包括在與向錯出現(xiàn)區(qū)疊加的位置形成接觸孔(18)的步驟。
根據本發(fā)明第二技術方案的液晶顯示器的制造方法，絕緣層(104至106)可以包含多個疊層絕緣膜(104至106)，形成接觸孔(18)的步驟例如包括分別在多個絕緣膜(104至106)中形成開口(104a至106a)的步驟。
根據本發(fā)明第二技術方案的液晶顯示器的制造方法，絕緣層(104至106)例如包含形成在開關元件(15)上的鈍化膜(104)、形成在所述鈍化膜(104)上的彩色層(105)以及形成在所述鈍化膜(104)和彩色層(105)上的平整膜(106)，形成所述接觸孔(18)的步驟例如包括分別在鈍化膜(104)、彩色層(105)和平整膜(106)中形成開口(104a至106a)的步驟，從而整體上形成錐形接觸孔(18)。


圖1是根據此實施例的有源矩陣液晶顯示器11的TFT基板100上的單元像素區(qū)11a的平面布局。圖2顯示了有源矩陣液晶顯示器11的截面結構。此截面圖對應于沿著圖1所示的TFT基板100的A-A’線的箭頭方向得到的截面、沿著B-B’線的箭頭方向得到的截面和其端部的截面。
如圖2所示，此實施例的液晶顯示器11包括TFT基板100、相對基板200和液晶300。
TFT基板100和相對基板200設置為通過隔離物(未示出)彼此相對。TFT板100和相對基板200的周邊部分通過密封材料109彼此粘結。液晶300填充到由TFT基板100、相對基板200和密封材料109形成的液晶盒(密封部分)中。
TFT基板100具有由透明玻璃、透明塑料等形成的第一透明基板101。在第一透明基板101的一個表面上形成了柵極線12。例如，柵極線12由如鉻、鋁、鉬等不透明金屬或這些材料的疊層膜制成。
如圖1所示，柵極線12在X方向(圖中的水平方向)延伸，并且確定單元像素區(qū)11a的X方向的邊。柵極線12具有第一突出部分12a和第二突出部分12b，在圖中，第一突出部分12a延伸到上側與單元像素區(qū)11a的TFT重疊的位置，第二突出部分12b在下側單元像素區(qū)11a中的Y方向延伸，第一突出部分12a構成TFT柵極，如后面所述。
第二突出部分12b具有屏蔽部分12ba和電容部分12bb。屏蔽部分12ba基本上為正方形，與接觸孔108的區(qū)域疊加并屏蔽它，如后面所述。應注意，用于抑制寄生電容的開口12c形成在屏蔽部分12ba的中央部分并且與接觸孔18疊加的位置處，這將在后面描述。以下列方式形成第二突出部分12b的電容部分12bb使電容部分12bb在X方向上具有比屏蔽部分12ba更窄的寬度，并且在Y方向上從屏蔽部分12ba基本上延伸到單元像素區(qū)11a的中央。電容部分12bb在相對的源極線14之間形成輔助電容，如后面所述。
如圖2所述，在第一透明基板101和柵極線12上形成了柵絕緣膜102。柵絕緣膜102由氧化硅膜、氮化硅膜等或這些材料的疊層膜形成。
在柵極線12的第一突出部分12a上的柵絕緣膜102上形成半導體島103。半導體島103由非晶硅、多晶硅等形成。在半導體島103的表面上形成了用如磷等雜質材料摻雜了的區(qū)。通過溝槽103a將摻雜區(qū)分為源區(qū)和漏區(qū)。半導體島103與起柵極作用的第一突出部分12a一起形成TFT15。
如圖2所示，在柵絕緣膜102上形成了數據線13和源極線14。例如，數據線13和源極線14由如鉻、鋁、鉬等的金屬或這些材料的疊層膜形成。
如圖1所示，數據線13在Y方向延伸，并且確定單元像素區(qū)11a的Y方向側的邊界。數據線13具有在X方向一直延伸到單元像素區(qū)11a中的TFT15處的漏電極部分13a。如圖2所示，漏電極部分13a與TFT15的半導體島103的一個摻雜區(qū)(圖2右側的漏區(qū))接觸，從而形成TFT15的漏電極。
基本上在單元像素區(qū)11a的中央形成在Y方向延伸的源極線14，源極線14與柵極線12的第二突出部分12b相對。源極線14的一端14a連接到半導體島103的源區(qū)，并且起到TFT15的源極的作用。源極線14的另一端14b置于與由第二突出部分12b圍繞的開口12c重疊的位置，并且通過接觸孔18連接到像素電極17，這將在后面描述。
應注意，在基本上是單元像素區(qū)11a的中央提供源極線14，并且源極線與柵極線12和數據線13分離，使得出現(xiàn)短路的可能性非常低。
如圖2所示，在柵絕緣膜102上形成了鈍化層104，以便覆蓋柵極線13、源極線14和半導體島103等。鈍化層104由氧化硅、氮化硅等或這些材料的疊層膜形成。
此外，在鈍化層104上形成了彩色層105，彩色層105例如由光敏樹脂等制成并且形成在鈍化層104上。為每個單元像素區(qū)11a一個接一個地提供彩色層105，并用紅、綠和藍的任何顏色著色。
在彩色層105上形成了黑基底(black matrix)16。黑基底16由遮光(不透明)材料制成，例如由其中分散了碳顆粒的樹脂材料制成。如圖1所示，黑基底16覆蓋數據線13并且形成為比數據線13寬，遮蔽數據線13以免背光照射。
此外，黑基底16具有都在X方向突出的第一寬部分16a和第二寬部分16b。提供第一寬部分16a以便覆蓋TFT15形成區(qū)。提供第二寬部分16b以便部分覆蓋柵極線12的第二突出部分12b的屏蔽部分12ba，并且覆蓋柵極線13和源極線14的另一端14b之間的間隙。
外覆蓋層106如此形成，以便覆蓋彩色層105和黑基底16。外覆蓋層106由透明樹脂等制成，并且使其表面平坦。
在外覆蓋層106上形成像素電極17。像素電極17由透明導電材料例如ITO(氧化銦錫)制成。
像素電極17通過接觸孔18與源極線14電連接。形成的接觸孔穿過鈍化層104、彩色層105和外覆蓋層106。如圖1所示，在與源極線14的端部14b重疊的位置形成接觸孔18，并且所述孔18例如具有基本上是正方形的截面。
與TFT15、數據線13等類似，也需要遮蔽接觸孔18的形成區(qū)。這里，源極線14由遮光金屬制成，接觸孔18由源極線14的端部14b遮蔽(屏蔽)。
如圖2所示，接觸孔18包括鈍化層104的開口104a、彩色層105的開口105a和外覆蓋層106的開口106a。開口105a和106a形成為平緩的錐形。此外，彩色層105的開口105a的側壁用外覆蓋層106覆蓋以便不與像素電極17接觸。
在像素電極17和外覆蓋層106上形成了定向膜(alignment film)107。定向膜107由聚酰亞胺樹脂等制成。對定向膜107的表面進行定向(取向)處理例如向預定的方向刮擦。定向膜107使液晶分子在預定的方向定向。
此外，將偏振板108粘附到TFT基板100的另一表面上。
另一方面，相對基板200包括第二透明基板201、相對電極202和定向膜203。
第二透明基板201由透明玻璃、塑料等制成。
相對電極202由透明導電材料例如ITO制成，并且放置在第二透明基板201的一個表面上以便與TFT基板100上的像素電極17相對。定向膜203形成在相對電極202上，并對其表面進行定向處理例如刮擦等。
為了驅動液晶顯示器11，驅動電路(未示出)將柵極脈沖依次施加給柵極線12，并且將對應于顯示灰度的電壓數據信號基本上與柵極脈沖同步地施加給數據線13。與施加(選擇)了柵極脈沖的柵極線12連接的TFT15被激勵。在這里，施加到數據線13的電壓通過漏電極13a、半導體島103、源電極104a、源極線104、端部104b和接觸孔18施加給像素電極17。
當柵極脈沖關斷時，TFT15未被激勵。這里，施加給像素電極17的電壓保持在像素電極17和相對電極202之間的電容(像素電容)以及源極線14和柵極線12的電容部分12b之間的輔助電容中。
結果，在下一個選擇時間之前，將與顯示灰度對應的電壓施加給每個單元像素區(qū)11a的液晶300，液晶300在所希望的取向上定向，顯示了具有希望灰度的彩色層105的顏色。
在上述結構液晶顯示器11中，在定向膜107的表面上存在經過刮擦進行了不均勻定向處理的區(qū)域。在這種區(qū)域中，當進行顯示操作時，會出現(xiàn)所謂的向錯(disclination)。
例如，如圖1所示，假設刮擦方向為箭頭所示的方向(從圖1的右上部分至左下部分的方向)。在這種情況下，在與圖1所示的單元像素區(qū)11a相鄰的另一個單元像素區(qū)11a的TFT形成區(qū)中，由于與其它部分比較表面突出，那么在刮擦的下游邊(圖1中單元像素區(qū)11a左上區(qū))刮擦的程度輕，對液晶分子的定向限制能力比其它區(qū)小。
在顯示操作時，具有這種不同定向限制能力的區(qū)域之間的邊界出現(xiàn)例如從圖1的單元像素區(qū)11a的右上部分到左下部分形成的向錯線19。
在此實施例中，如圖1所示，接觸孔18形成在與出現(xiàn)向錯的區(qū)重疊的位置(向錯線19出現(xiàn)的區(qū)域)。因此，相對于與圖中顯示的單元像素區(qū)11a相鄰的另一個單元像素區(qū)11a中的TFT，接觸孔18設置在刮擦方向的下游。根據此結構，不僅遮蔽(屏蔽)了接觸孔18而且遮蔽(屏蔽)了向錯出現(xiàn)區(qū)。因此，與用于遮蔽接觸孔的屏蔽部分和用于遮蔽向錯線19的屏蔽部分單獨提供的情況相比，可以高度確保顯示區(qū)并且可以得到更高的孔徑比。
此外，在此實施例的結構中，在源極線14的端部14b和相鄰的數據線13之間提供黑基底16的第一寬部分16a。因此，源極線14和數據線13之間的向錯線19甚至被黑基底16的第一寬部分16a屏蔽。此外，向錯線19的另一端(單元像素區(qū)11a的右上部分)與柵極線12重疊。因此，基本上整個向錯形成區(qū)(向錯線19)都被源極線14、柵極線12和黑基底16屏蔽。結果，與和源極線、柵極線、源極線分開提供用于屏蔽向錯線19的結構相比，能夠得到更高的孔徑比。
下面將參考圖3A-3I說明制造具有上述結構的液晶顯示器11的方法。應注意，下面所示的制造方法僅僅是一個例子，如果可以得到類似的結構，任何制造方法都可以。此外，使用的材料也并不限于下面所示的材料。
首先，在第一透明基板101的表面上形成由鉻等制成的金屬膜，制圖此金屬膜以便形成柵極線12，如圖3A所示。然后，如圖3B所示，在其上形成絕緣膜(柵絕緣膜102)，例如氧化硅膜等。
然后，如圖3B所示，在柵絕緣膜102上形成具有摻雜區(qū)、由非晶硅等制成的半導體島103。半導體島103是通過淀積半導體層、用雜質材料摻雜半導體層、和制圖半導體層形成的。
接著，如圖3C所示，在柵絕緣膜102上形成由鉻等制成的金屬層110。然后如圖3D所示，通過光刻技術等制圖金屬層110以便形成上述形狀的數據線13和源極線14。此時，在半導體島103上形成溝槽103a，將半導體島103分為源區(qū)和漏區(qū)。
然后如圖3E所示，在柵絕緣膜102上依次形成由氧化硅膜等制成的鈍化層104和樹脂層105，以便覆蓋數據線13等。
此后，通過各向同性蝕刻將樹脂層105制圖為具有平緩的錐形側壁，并分割給每個像素。然后，用RGB中的任何一種顏色給樹脂層105著色，從而形成彩色層105。
應注意，彩色層105可以在鈍化膜104上形成開口104a之后，通過印刷等形成。然后，如圖3F所示，在彩色層105中形成開口105a，這里每個開口103a、104a都是通過單獨的光刻工藝制成的，形成的彩色層105的開口105a具有平緩的錐形側壁。
然后，在彩色層105上形成屏蔽膜，制圖此屏蔽膜以便形成具有上述形狀的黑基底16。接著，如圖3G所示，在鈍化層104上通過旋涂等形成樹脂溶液膜，并使得到的膜硬化以便形成外覆蓋層106。外覆蓋層106由具有高度整平效果的透明樹脂材料制成，它整平由于彩色層105和黑基底16引起的不規(guī)則。然后，通過各向同性蝕刻等在外覆蓋層106上形成開口105a。開口105a如此形成，以便覆蓋彩色層105的開口105a的側壁，并且具有平滑的錐形表面。這樣，形成了具有開口103a、104a、105a的接觸孔18。
然后，如圖3H所示，通過濺射在外覆蓋層106上形成透明導電膜，例如ITO等，以便通過接觸孔18與源極線14接觸。制圖透明導電膜以便在每個像素區(qū)中形成像素電極17。像素電極17通過接觸孔18與源極線14接觸。
接著，在像素電極17上形成由樹脂等制成的定向膜107，刮擦其表面以便提供定向處理。此外，向液晶顯示器的端部周圍提供密封件(109)。然后將偏振板108粘結到第一透明基板101的另一面。這樣就制造了如圖3I所示的TFT基板100。
然后，將如此制造的TFT基板100粘結到分開制備的相對基板200上，以便以與每個定向膜107相對的方式夾持隔離物(未示出)。然后，在兩個基板之間充入液晶300。以這種方式，制造了如圖2所示的液晶顯示單元11。
在上述液晶顯示器的制造方法中，通過與鈍化層104、彩色層105和外覆蓋層106分開形成開口來形成接觸孔18。為此，必須利用三個光掩模中的每一個來提供定向。如果在設計光掩模中考慮到定向誤差，那么接觸孔18的直徑趨于增加。然而，向錯出現(xiàn)區(qū)和接觸孔18的形成區(qū)如在此實施例中那樣彼此重疊，這使得與接觸孔和向錯形成區(qū)分開形成的情況相比，能夠防止顯示區(qū)減小和實現(xiàn)高的孔徑比。
此外，在使用光敏樹脂作為彩色層105的情況下，當光敏樹脂膜曝光和光敏樹脂膜各向同性溶解在顯影液中時，會出現(xiàn)光衍射。為此，例如，與蝕刻無機膜的情況相比，有接觸孔18的直徑增加的趨勢。然而，像此實施例那樣形成的接觸孔18與向錯出現(xiàn)區(qū)疊加，即使接觸孔18的直徑相當大，也能夠實現(xiàn)相當高的孔徑比。(例子)我們通過檢驗像素間距和接觸孔18的面積比之間的關系研究了具有高清晰度的孔徑比的減小。結果示于圖4。
圖4顯示了研究液晶顯示器的結果，其中接觸孔18不與向錯線19疊加，如圖5所示。除了接觸孔18的位置，圖5所示的結構基本上與圖1所示的結構一樣。
此外，在圖5中，在不考慮像素尺寸的情況下，假設接觸孔18具有正方形的截面，且具有14ìm×14ìm的外尺寸。此外尺寸值是當鈍化層104的開口的外尺寸為8ìm×8ìm且外覆蓋層106和彩色層105的每側重疊余量為1.5ìm時得到的值。此時，假設具有196ìm2截面積的一個接觸孔18存在于單元像素區(qū)11a中。
如果將接觸孔18的面積占據像素面積的百分比設定為接觸孔18的面積比，那么接觸孔18的面積比計算如下更具體地說，具有100ìm×300ìm的尺寸、顯示紅、藍和綠色的各個像素彼此組合，以便產生彩色顯示。例如，在像素間距為300ìm的情況下，計算出100ìm×300ìm像素尺寸和196ìm2接觸孔面積之間的比為0.65％，作為每個像素的接觸孔18的面積比。以這種方式，可以計算像素間距、清晰度和接觸孔18的面積比，如圖4所示。
當清晰度低于100dpi(點每英寸)時，如圖4所示，接觸孔18的面積比低于1％以下，這是因為當清晰度低時，接觸孔18與柵極線12或數據線13疊加，使得接觸孔18的尺寸對實際孔徑比沒有影響。
然而，當清晰度超過150dpi時，布線變細，這樣不能夠完全遮蔽接觸孔18。為此，在像素間距大約為126ìm和清晰度為200dpi的情況下，接觸孔18面積的分布達到像素面積的3.70％，這樣大的比例使其在計算孔徑比時不能被忽略。
因此，當清晰度超過200dpi時，需要提供用于遮蔽向錯的屏蔽區(qū)。即，在像素間距大的情況下，可以通過布線遮蔽向錯。然而，布線寬度伴隨著微型化變窄，導致向錯出現(xiàn)在顯示區(qū)。雖然這需要用于遮蔽出現(xiàn)向錯的區(qū)域的結構，但是如果提供了這種結構，會降低孔徑比。因此需要一種用于屏蔽向錯出現(xiàn)區(qū)而不降低孔徑比的方法。
這里，評估利用圖5所示的結構用源極線14、柵極線部分12和黑基底16遮蔽出現(xiàn)向錯的區(qū)時得到的效果。應注意像素間距為126ìm，接觸孔18的截面的外徑為8ìm×8ìm，每層的定向余量(alignmentmargin)為1.5ìm。
此評估顯示，與圖5的結構相比，根據圖1向錯線19與接觸孔18疊加的結構，孔徑比增加了5.5％。此時，由于孔徑比大約為4.0％，因此可以相對提高孔徑比大約13.8％。此結果顯示，即使具有大約200dpi的高清晰度，向錯出現(xiàn)區(qū)與接觸孔18形成區(qū)疊加的結構也可以實現(xiàn)高的孔徑比。
如上所述，根據此實施例，提供了一種結構，其中接觸孔18的形成區(qū)和向錯出現(xiàn)區(qū)彼此疊加。根據利用普通部件來遮蔽每個區(qū)的結構，與使用普通遮蔽部件的情況相比，可以得到更高的孔徑比。
此外，上述結構可以更有效地應用于分辨率高例如200dpi或更小的情況。即，當清晰度高且像素中接觸孔的面積不能被忽略時，使用上述結構可以得到高的孔徑比。具體地說，在CF-On TFT15結構中，需要在多個層上獨立地形成開口，用于確保定向余量的接觸孔18的尺寸趨于增加。因此，即使清晰度提高了，也可以有效地使用上述結構來抑制孔徑比的減小。
上面說明了本發(fā)明的最佳實施例。然而，本發(fā)明并不限于上面的實施例，在不離開本發(fā)明的廣泛的精神實質和范圍的情況下，修改和添加都是可能的。
在上面的實施例中，形成了穿過源極線14的寬的端部14b的接觸孔18。然而，源極線14的形狀和接觸孔18的位置并不限于上面的例子，如果電容可以形成在柵極線12和源極線14之間，并且用于接觸孔18和向錯的區(qū)域能夠被有效地遮蔽時，任何結構都是可能的。例如，如圖6所示，可以形成源極線14以便不僅與柵極線12的第二突出部分12b疊加，而且與其主線疊加。在這種結構中，接觸孔18和/或向錯的區(qū)域都由柵極線12的主線屏蔽。
此外，在上述實施例中，在數據線13上形成鈍化層104。然而，即使在沒有鈍化層104的結構中，也可以得到相同的效果。
此外，在上述實施例中，在如圖1所示的刮擦方向進行刮擦時，會如圖中所示的那樣出現(xiàn)向錯線19。然而，即使刮擦方向是其它的方向，向錯線形成在與圖1的位置不同的位置，也可以應用本發(fā)明。在這種情況下，例如，如果向錯線出現(xiàn)在像素區(qū)的另一角，那么形成與出現(xiàn)位置疊加的的接觸孔18，當然也可以得到本發(fā)明的效果。
此外，在上述實施例中，形成了用于連接TFT15和像素電極17的一個接觸孔18。為此，通過接觸孔18的存在，使孔徑比的減小最小。然而，本發(fā)明當然可以應用于形成多個接觸孔的情況。
此外，有源元件(開關元件)不僅可以是TFT15，而且可以是MIM、二極管等。此外，TFT15可以是前向交錯型，即柵極位于第一透明基板101的相對半導體層的對側，而不是反向交錯型。
此外，利用所謂的CF(彩色濾色片)-On TFT結構的例子說明了上述實施例，其中彩色層105形成在TFT基板100上。然而，本發(fā)明可以應用于其中彩色層105形成在相對基板200上的結構。換句話說，如果安排接觸孔18的形成區(qū)和向錯形成區(qū)彼此疊加，本發(fā)明可以應用于任何液晶顯示器。
此外，上述實施例說明了下列情況其中將有源矩陣液晶顯示器應用于垂直電場型有源矩陣液晶顯示器。然而，本發(fā)明也可以應用于其它的液晶顯示器，例如簡單的矩陣型液晶顯示器、鐵電液晶顯示器、聚合物分散型液晶顯示器或IPS(平面內轉換-In Plane Switch)型液晶顯示器。
在不離開本發(fā)明的廣泛的精神實質和范圍的情況下，可以作出各種實施例和變化。上述實施例是要說明本發(fā)明，不是限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的范圍由附加的權利要求表示，而不是實施例。在本發(fā)明的權利要求的等效物意義內和權利要求內作出的各種修改都應認為是在本發(fā)明的范圍內。
權利要求
1.一種液晶顯示裝置，包括基板對(101，201)密封在所述基板對(101，201)之間的液晶(300)多個數據線(13)和多個掃描線(12)，設置在所述基板對(101，201)之一的一個表面上，并且彼此相交；開關元件(15)，使帶有電流通路的一端連接到相對應的數據線(13)，控制端連接到相應的掃描線(12)；布線(14)，連接到所述開關元件(15)的電流通路的另一端；絕緣層(104至106)，形成在所述布線(14)上，并且具有接觸孔(18)，所述布線(14)的端部(14b)通過接觸孔(18)露出；像素電極(17)，形成在所述絕緣層(104至106)上，并且通過接觸孔(18)電連接到所述布線(14)的端部(14b)上；定向膜(107)，形成在所述像素電極(17)上，并且與所述液晶(300)接觸；其中所述接觸孔(18)形成在與發(fā)生向錯的區(qū)域疊加的位置。
2.根據權利要求1的液晶顯示裝置，其中所述絕緣層(104至106)由多個疊層絕緣膜(104至106)形成，各絕緣膜(104至106)分別具有開口(104a至106a)，所述開口整體形成錐形的所述接觸孔(18)。
3.根據權利要求1的液晶顯示裝置，其中所述絕緣膜(104至106)包含形成在開關元件(15)上的鈍化膜(104)、形成在所述鈍化膜(104)上的彩色層(105)以及形成在所述鈍化膜(104)和彩色層(105)上的平整膜(106)，所述接觸孔(18)包含分別形成在鈍化膜(104)、彩色層(105)和平整膜(106)中的開口(104a至106a)，并且開口(104a至106a)整體上形成為錐形。
4.根據權利要求1的液晶顯示裝置，其中所述布線(14)由遮光材料制成，所述接觸孔(18)和所述出現(xiàn)向錯的區(qū)域的至少一部分由所述布線屏蔽。
5.根據權利要求1的液晶顯示裝置，其中掃描線(12)和數據線(13)限定了多個像素(11)，每個像素都具有接觸孔(18)，相對于與像素(11)相鄰的其它像素(11)的開關元件(15)，像素(11)中的所述接觸孔(18)在刮擦方向的下游處提供。
6.根據權利要求1的液晶顯示裝置，其中所述掃描線(12)具有與所述接觸孔(18)和/或所述出現(xiàn)向錯的區(qū)域疊加并且屏蔽光的突出部分(12b)。
7.根據權利要求4的液晶顯示裝置，還包括與所述數據線(13)疊加的黑基底(16)，其中所述黑基底(16)具有與像素中所述數據線(13)和突出部分(12b)之間的像素區(qū)域疊加的寬部分(16a)。
8.根據權利要求4的液晶顯示裝置，其中所述突出部分(12b)與布線(14)之間形成靜電電容。
9.一種液晶顯示器的制造方法，此液晶顯示器包括薄膜晶體管(15)、與所述薄膜晶體管(15)連接的布線(14)、與所述布線(14)電連接的像素電極(17)和形成在所述像素電極(17)上的定向膜(107)，包括步驟在薄膜晶體管(15)和布線(14)上形成絕緣層(104至106)在絕緣層(104至106)中形成接觸孔(18)，通過接觸孔(18)露出所述布線(14)的端部(14b)；在絕緣層(104至106)上形成像素電極(17)，像素電極(17)通過接觸孔(18)與布線(14)電連接；在像素電極(17)上形成定向膜(107)，其中形成接觸孔(18)的步驟包括在與出現(xiàn)向錯的區(qū)域疊加的位置形成接觸孔(18)的步驟。
10.根據權利要求9的液晶顯示器的制造方法，絕緣層(104至106)包含多個疊層絕緣膜(104至106)，形成接觸孔(18)的步驟包括分別在多個絕緣膜(104至106)中形成開口(104a至106a)的步驟。
11.根據權利要求9的液晶顯示器的制造方法，絕緣層(104至106)包含形成在開關元件(15)上的鈍化膜(104)、形成在所述鈍化膜(104)上的彩色層(105)以及形成在所述鈍化膜(104)和彩色層(105)上的平整膜(106)，形成所述接觸孔(18)的步驟包括分別在鈍化膜(104)、彩色層(105)和平整膜(106)中形成開口(104a至106a)的步驟，從而整體上接觸孔(18)形成為錐形。
全文摘要
在一種包括TFT15的有源矩陣型液晶顯示器中，具有以矩陣形式形成并被連接到源極線14的柵極線12和數據線13，在與向錯線19疊加的位置形成了用于連接源極線14和像素電極17的接觸孔18。接觸孔18形成在與柵極線12的電容12ba疊加的位置。柵極線12和源極線14彼此相對提供，靜電電容置于其間。
文檔編號G02F1/1343GK1472569SQ0212741
公開日2004年2月4日 申請日期2002年8月2日 優(yōu)先權日2002年8月2日
發(fā)明者秀平昌信, 坂本道昭, 黑羽升一, 岡本守, 一, 昭 申請人:Nec液晶技術株式會社