CN101089711A - 液晶显示装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种有源矩阵液晶显示装置，包括第一基板，与第一基板相对的第二基板和夹持在第一和第二基板之间的液晶层。第一基板包括：扫描信号线；共用信号线；图像信号线；薄膜晶体管；连接到薄膜晶体管的像素电极；连接到共用信号线的共用电极；绝缘膜，其夹持在所述线和所述电极之间；和凹进部分。该第二基板包括：柱状间隔物，向第一基板突出并且彼此高度几乎相同。间隙被形成于第一基板和对应于凹进部分的位置处的柱状间隔物端部之间。位于不同位置处的柱状间隔物达到第一基板。

Description

液晶显示装置及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种液晶显示装置以及其制造方法，尤其涉及一种板内切换(IPS)有源矩阵液晶显示装置以及制造方法，该有源矩阵液晶具有宽的孔径比和清晰对比度。

背景技术

近些年，开始流行将IPS(板内切换)方法应用于大尺寸电视机监控器。IPS方法使得能通过施加横向电场，在平行于基板的平面内旋转液晶分子轴，来显示图像。由于根据IPS方法的视角对分子轴的上升角度没有依赖性，因此IPS方法的视角特性要远远优于TN(扭转向列)方法。然而，与TN方法相比，IPS方法需要更高精确度的单元间隙的面内均匀性。

单元间隙的意思是在其间插入液晶层的两个相对基板之间的距离。

在设置多个球型间隔物以形成单元间隙的常规方法中，该多个球形间隔物并没有被固定到基板上，而是在液晶显示面板上移动。因此，液晶显示面板的面内均匀性的精确度受到限制。当在显示区域中设置多个球形间隔物时，球形间隔物扰乱在间隔物附近的液晶分子的取向。该受到扰乱的取向引起黑色状态的光泄漏。近些年，由于对于电视机或医疗器械的清晰对比度显示的要求变得强烈，因此该使用多个球形间隔物的方法并不是优选的。由此，在相对基板上形成柱状间隔物的方法尤其对于大尺寸产品组变得很必要。

柱状间隔物被周期性设置，并与在显示区域外的布线等上的位置处具有TFT(薄膜晶体管)的一侧上基板相接触，以保持TFT基板和相对基板之间的间隙。柱型间隔物的数目变得越大，接触区域就变得越宽，且间隙就变得越均匀。如果将外力沿着与基板表面平行的方向施加到基板之一上，在两个基板之间发生暂时滑动。当柱状间隔物的数目大时，则柱状间隔物与TFT基板接触的面积也大。当该数目过大时，在多个柱状间隔物和TFT基板之间的摩擦力很强，则滑动基板不会回到初始位置。另一方面，如果柱状间隔物的数目过小，则垂直于基板的外力会导致基板的塑性形变。当塑性形变发生时，即使外力消失，具有局部不均匀性的间隙仍会保留下来。为了解决这个问题，在日本专利特许公报No.3680730中公开了一种方法。以下，将参考附图描述该方法。

图16A和16B示出：柱状间隔物在设置了扫描信号线1601的位置处与基板接触。图16A示出了正常状态下的辅助柱体的结构。通过栅极绝缘膜1603，在扫描信号线1601上的预定位置处形成基座图案1615。该基座图案1615没有在其它位置处形成。根据该结构，如果不施加外力，则仅仅是与基座图案1615相对的柱状间隔物1617(以下称作主柱体)与TFT基板1618接触，以保持两个基板之间的间隙。根据与基座图案厚度相等的高度差，与在未形成基座图案的位置处的基板相对的柱状间隔物1617(以下称作辅助柱体)并不与TFT基板1618接触。图16B示出了在对基板施加与其垂直的外力的情况下的辅助柱体结构。垂直外力导致基板的塑性形变。此时，辅助柱体与TFT基板接触，并以分散外力的方式接收外力。由于柱状间隔物与TFT基板接触的接触面积小，因此几乎不发生由平行于基板的外力导致的问题。

图17和18示出了实际像素结构的实例。图17是示出根据常规液晶显示装置的TFT基板的像素结构的平面图。图18是沿着图17中的虚线取得的像素截面图。

如图18中所示，在TFT基板1818上形成了由第一金属层制成的扫描信号线1801以及与扫描信号线1801平行的共用信号线1802。栅极绝缘膜1803被形成于扫描信号线1801和共用信号线1802上。在栅极绝缘膜1803上形成了由第二金属层制成的图像信号线1804、薄膜晶体管1805、源极1806和基座图案1815。钝化膜1807被形成于图像信号线1804、薄膜晶体管1805、源极1806和基座图案1815上。具有光敏性的外涂膜1808被涂敷到钝化膜1807上。

外涂膜1808例如是由丙烯酸树脂制成的透明膜。通过曝光，去除了与像素电极1809和源极1806之间的接触孔1811、共用电极1810和共用信号线1802之间的接触孔1812、和其中装配了柱状间隔物的孔1816的各位置相对应的部分外涂膜1808。而且，基板被蚀刻，并因此去除了栅极绝缘膜1803和钝化膜1807。通过上述处理，形成了在像素电极和源极之间的接触孔1811以及共用电极和共用信号线之间的接触孔1912。

接下来，在外涂膜1808上形成了像素电极1809和共用电极1810，所述像素电极1809和共用电极1810是透明电极。此时，同样在图像信号线1804上形成共用电极1810，以屏蔽电场。像素电极1809经由接触孔1811与源极1806电气连接。共用电极1810经由接触孔1812与共用信号线1802电气连接。

根据该结构，如果不施加外力，则在主柱体位置处，柱状间隔物1817在基座图案1815上与TFT基板接触。相反，在辅助柱体位置处，由于没有形成基座图案1815，所以柱状间隔物1817不与TFT基板接触。然而，由于基座图案是浮置型电极，所以在基座图案和扫描信号线之间耦合的电容、以及基座图案与其他电极如图像信号线的短路将对信号传输带来不利影响。因此，优选的是在不需要金属基座图案的情形下形成台阶(即高度差)。

发明内容

考虑到上述问题作出了本申请。本申请的主要目的是提供具有台阶的液晶显示装置，其中在柱状间隔物和线之间没有电容耦合，且柱状间隔物与其他电极不会发生短路，并且还提供了其制造方法。

本发明的第一示范性方面提供了有源矩阵液晶显示装置，这包括第一基板，与第一基板相对的第二基板，以及夹持在第一基板和第二基板之间的液晶层。第一基板包括：扫描信号线；与扫描信号线平行的共用信号线；与扫描信号线和共用信号线交叉的图像信号线；在扫描信号线和图像信号线的交叉点处形成的薄膜晶体管；被连接到薄膜晶体管的电极之一的像素电极；被连接到共用信号线的共用电极；被夹持在扫描信号线、共用信号线和图像信号线中的至少一个、与像素电极和共用电极中的至少一个之间的绝缘膜；和在其中形成有薄膜晶体管的一侧上的第一基板表面上形成的第一凹进部分。第二基板包括：向第一基板突出并彼此高度几乎相等的多个柱状间隔物，被形成在第一基板、与位于与第一凹进部分对应的位置处的柱状间隔物的端部之间的间隙，且该柱状间隔物位于和达到第一基板的第一凹进部分所对应的位置不同的位置处。

本发明的第二示范性方面提供了有源矩阵液晶显示装置，其包括第一基板，与第一基板相对的第二基板，和夹持在第一基板和第二基板之间的液晶层。第一基板包括扫描信号线；与扫描信号线平行的共用信号线；与扫描信号线和共用信号线交叉的图像信号线；在扫描信号线和图像信号线的交叉处形成薄膜晶体管；与薄膜晶体管的电极之一连接的像素电极；与共用信号线连接的共用电极；绝缘膜，其被夹持在扫描信号线、共用信号线和图像信号线中的至少一个、和像素电极和共用电极中的至少一个之间；和基座，其在形成有薄膜晶体管的一侧上的第一基板表面上形成，该基座是通过去除绝缘膜而形成的。第二基板包括多个柱状间隔物，其向第一基板突出并且彼此高度几乎相同。柱状间隔物位于与基座达到第一基板的位置处。间隙在第一基板、和位于与基座所对应的位置不同的位置处的柱状间隔物之间形成。

本发明的第三示范性方面提供了一种制造有源矩阵液晶显示装置的方法，该有源矩阵液晶显示装置具有第一基板、与第一基板相对的第二基板、和夹持在第一基板和第二基板之间的液晶层。该方法包括：在第一基板上形成扫描信号线，与扫描信号线平行的共用信号线，与扫描信号线和共用信号线交叉的图像信号线，在扫描信号线和图像信号线的交叉点处形成的薄膜晶体管，与薄膜晶体管的电极之一连接的像素电极，连接到共用信号线的共用电极，位于扫描信号线、共用信号线和图像信号线中的至少一个、和像素电极和共用电极中的至少一个之间的绝缘膜，以及在其上形成有薄膜晶体管的一侧上的第一基板表面上的第一凹进部分；和在第二基板上与第一凹进部分对应的位置处形成的第一柱状间隔物；和在第二基板上的与第一凹进部分所对应的位置不同的位置处形成的第二柱状间隔物。第一柱状间隔物向第一基板突出。间隙被形成于第一基板和第一柱状间隔端部之间。第二柱状间隔物向第一基板突出，并达到第一基板。第二柱状间隔物的高度等于第一柱状间隔物的高度。

本发明的第四示范性方面提供了一种制造有源矩阵液晶显示装置的方法，该有源矩阵液晶显示装置具有第一基板、与第一基板相对的第二基板、和夹持在第一基板和第二基板之间的液晶层。该方法包括：在第一基板上形成扫描信号线，与扫描信号线平行的共用信号线，与扫描信号线和共用信号线交叉的图像信号线，在扫描信号线和图像信号线的交叉点处形成的薄膜晶体管，连接到薄膜晶体管的电极之一的像素电极，连接到共用信号线的共用电极，位于扫描信号线、共用信号线和图像信号线中的至少一个、和像素电极和共用电极中的至少一个之间的绝缘膜，以及通过留下绝缘膜而在形成有薄膜晶体管的一侧的第一基板表面上形成的基座；和位于第二基板上的与基座对应的位置处的第一柱状间隔物，和位于第二基板上的与基座所对应的位置不同的位置处的第二柱状间隔物。第一柱状间隔物向第一基板突出，并达到第一基板。第二柱状间隔物向第一基板突出。在第一基板和第二柱状间隔物的端部之间形成间隙。第二柱状间隔物的高度等于第一柱状间隔物的高度。

由此，由于本申请能形成台阶而不形成金属基座图案，因此本申请具有基于辅助柱体结构的优点。而且，本申请能提供高质量液晶显示装置而对信号传输没有不利影响，这是由于没有电容耦合且没有柱状间隔物与其他电极的短路。

根据结合附图的以下描述本申请的其他示范性特征和优点将显而易见，其中，贯穿其附图，相似的参考符号表示相同或相似的部件。

附图说明

结合附图，根据以下详细描述，本申请的示范性特征和优点将显而易见，附图中：

图1是示出根据本申请第一至第三实施例的液晶显示装置像素的结构的平面图；

图2是示出根据本申请第一实施例的液晶显示装置像素结构的截面图；

图3A是示出根据本申请第二实施例的液晶显示装置像素结构的截面图；

图3B示出了用于形成根据本申请第二实施例液晶显示装置辅助柱体的凹进部分的工序步骤；

图4A是示出根据本申请第三实施例液晶显示装置像素结构的截面图；

图4B示出了用于形成根据本申请第三实施例液晶显示装置中主柱体的基座的工序步骤；

图5是示出根据本申请第四至第六实施例的液晶显示装置像素的结构的平面图；

图6是示出根据本申请第四实施例液晶显示装置像素结构的截面图：

图7是示出根据本申请第五实施例液晶显示装置像素结构的截面图；

图8A是示出根据本申请第六实施例液晶显示装置像素结构的截面图；

图8B示出了用于形成根据本申请第六实施例液晶显示装置中主柱体基座的工序步骤；

图9是示出根据第七至第九实施例液晶显示装置像素结构的平面图；

图10是示出根据本申请第七实施例液晶显示装置像素结构的截面图；

图11是示出根据本申请第八实施例液晶显示装置像素结构的截面图；

图12是示出根据本申请第九实施例液晶显示装置像素结构的截面图；

图13是示出根据第十和第十一实施例液晶显示装置像素结构的平面图；

图14是示出根据本申请第十实施例液晶显示装置像素结构的截面图；

图15是示出根据本申请第十一实施例液晶显示装置像素结构的截面图；

图16A和16B是示出常规液晶显示装置辅助柱体结构效果的示意图；

图17是示出常规液晶显示装置像素结构的平面图实例；

图18是常规液晶显示装置像素截面图实例。

具体实施方式

现在将根据附图详细描述本申请的示范性实施例。

本申请的有源矩阵液晶显示装置包括其中形成TFT等开关元件的基板(以下称作TFT基板)，另一基板(以下，称作相对基板)和插入其间的液晶。根据彩色显示方法的有源矩阵液晶显示装置的相对基板是由玻璃等制成的透明绝缘基板，其上形成了红绿蓝(RGB)颜色的有色层、用于阻挡不必要的光线通过的黑矩阵。为了在TFT基板和相对基板之间保持间隙，在黑矩阵上的预定位置处形成几乎相同高度的多个柱状间隔物，且这些间隔物向着TFT基板突出。另一方面，在根据单色方法的有源矩阵液晶显示装置的相对基板上，可在无需形成RGB颜色的有色层的情形下形成黑矩阵和柱状间隔物。通过部分地暴露出光致抗蚀剂树脂材料来形成这些柱状间隔物。柱状间隔物包括主柱体和辅助柱体，该主柱体在未被施加外力时与TFT基板接触，该辅助柱体在被施加外力时与TFT基板接触。而且，柱状间隔物可以以多种方法形成。TFT基板包括由玻璃等制成的透明绝缘基板，其上设置了扫描信号线和图像信号线以便以预定角度相互交叉，并且还基本与扫描信号线平行地设置了共用信号线。TFT被设置在由扫描信号线和图像信号线包围的每个像素中。源极被连接到图像信号线，漏极被连接到像素电极，该像素电极沿着像素中的图像信号线延伸。替换地，漏极可以被连接到图像信号线，源极可以被连接到像素电极。沿着图像信号线在像素中延伸的共用电极被连接到共用信号线。像素电极和共用电极被交替设置以形成梳齿状电极。然后，通过在具有从图像信号线经由TFT提供的像素电位的像素电极、与具有共用电位的共用电极之间产生的横向电场，将液晶驱动到每个像素中。

通过蚀刻与辅助柱体位置对应的一部分TFT基板，在TFT基板中形成了凹进部分，以使与柱状间隔物的主柱体对应的部分和与柱状间隔物的辅助柱体对应的部分高度相互不同。替换地，也可以通过蚀刻与辅助柱体位置对应的一部分钝化膜，在TFT基板中形成凹进部分。而且，替换地，也可以通过蚀刻外涂膜而留下与主柱体位置对应的部分，在TFT基板中形成基座，以留下具有预定厚度的膜。

由于可获得高度差而不形成金属基座图案，因此可以获得由于辅助柱体结构而带来的优点。如果将垂直外力施加到基板，则基板以分散外力的方式接收该外力。如果与基板表面平行地施加外力、然后释放该外力，则基板返回到初始位置。这种辅助柱体结构有利地防止了由于电容耦合导致的对信号传输的不利影响，并防止了柱状间隔物与其他电极的短路。因此，能提供具有高质量的液晶显示装置。

而且，根据本申请，柱状间隔物被形成于相反基板上，且在TFT基板上形成台阶。替换地，柱状间隔物也可被形成于TFT基板上，且台阶可被形成于相反基板上。以下，将描述的是液晶显示装置采取横向电场施加方法。替换地，液晶显示装置也可采用其他液晶显示方法，如垂直电场施加方法。以下，将描述的是TFT结构是在栅极的上层上具有半导体层的反交错型。替换地，也可以使用在半导体层的上层上具有栅极的正交错型。而且，下文将描述的是在TFT基板上的扫描信号线的位置处形成柱状间隔物。替换地，柱状间隔物可以在共用信号线或图像信号线的位置处形成，而不是在扫描信号线处形成。而且，柱状间隔物也可是除了扫描信号线之外，还被形成在共用信号线或图像信号线的位置处。

(第一示范性实施例)

图1是示出在根据第一示范性实施例的液晶显示装置中包括的TFT基板的像素结构的平面图。图2是沿着图1中的虚线取得的截面图，示出了由虚线表示的像素结构。而且，如果不具有凹进部分113，则增加由DD’表示的截面图。

通过预先蚀刻，在与在TFT基板相对的相对基板上形成的柱状间隔物217的辅助柱体相对的位置处形成凹进部分213。可通过在使用光掩模的普通曝光工艺之后进行湿法蚀刻，来容易地形成凹进部分213。如果通过凹进部分213形成的台阶过大，则辅助柱体不与TFT基板接触，即使施加垂直于基板的外力也是这样。因此，通过凹进部分213形成的台阶并没有作为期望的辅助柱体来工作。另一方面，如果通过凹进部分213形成的台阶过小，则当不施加外力时辅助柱体与TFT基板接触。优选的是，通过凹进部分213形成的台阶厚度从200nm到300nm。而且，根据第一示范性实施例，凹进部分213不形成在与柱状间隔物217的主柱体对应的位置处。

在所蚀刻的TFT基板218上形成由第一金属层Cr(铬)等制成的扫描信号线201和与扫描信号线201平行的共用信号线202，扫描信号线201和共用信号线202的厚度不受限制。如果这些信号线的厚度与TFT基板218的凹进部分213的深度相同，则辅助柱体与其接触的表面基本平坦。

在扫描信号线201和共用信号线202上形成由绝缘材料如SiOx或SiNx制成的栅极绝缘膜203。在栅绝缘膜203上形成由非晶硅、多晶硅等制成的岛状半导体层。而且，在栅极绝缘膜203上形成由第二金属层Cr等制成的图像信号线203。在栅极绝缘膜203上形成源极206，且之后形成薄膜晶体管205。在图像信号线204、薄膜晶体管205和源极206上形成由SiNx等绝缘材料制成的钝化膜207。具有光敏性的外涂膜208被涂敷到钝化膜207上。

外涂膜208例如是由丙烯酸树脂制成的透明膜。通过曝光去除与像素电极和源极之间的接触孔211、共用电极和共用信号线之间的接触孔212、和其中配置了辅助柱体的孔216的位置对应的部分外涂膜208。通过蚀刻，去除与所去除的外涂膜208的位置对应的一部分钝化膜207，且之后，形成在像素电极和源极之间的接触孔211。去除栅极绝缘膜203和钝化膜207，且之后，形成在共用电极和共用信号线之间的接触孔212。之后，形成像素电极209和共用电极210，其包括由ITO(氧化铟锡)等制成的透明电极。还在图像信号线204上形成共用电极204，以屏蔽电场。像素电极209经由接触孔211与源极206电连接。共用电极210经由接触孔212与共用信号线202电连接。

根据该结构，如果不施加外力，则柱状间隔物217作为主柱体在不蚀刻的位置214处与TFT基板218接触。由于凹进部分213，柱状间隔物217作为辅助柱体不与TFT基板218接触。因此，在无需布置金属基座图案的情形下形成了台阶，且因此，辅助柱体的结构是有利的。而且，防止了由于电容耦合对信号传输的不利影响和柱状间隔物与其他电极的短路。对于根据第一示范性实施例的制造方法来说，其与常规技术相比，曝光数目增加了一个，这是因为TFT基板218是被预先蚀刻的。随后的工艺与常规技术中的相同。

(第二示范性实施例)

接下来，将参考图3A和3B描述根据本申请第二示范性实施例的液晶显示装置及其制造方法。图3A是示出根据第二示范性实施例的液晶显示装置结构的截面图。图3B示意性示出了其中形成了用于辅助柱体的凹进部分的每个顺序工艺的截面图。而且，平面图与图1的相同。而且，如果不具有凹进部分113，则增加由DD’表示的截面。与第一示范性实施例的不同在于在与柱状间隔物317的辅助柱体相对的位置处形成的凹进部分313的制造方法。该凹进部分313不是通过蚀刻TFT基板318、而是通过蚀刻钝化膜307来形成的。其他方面与第一示范性实施例的那些相同。

图3B中示出了凹进部分313的形成方法。在形成凹进部分312的曝光工艺中，通过普通的曝光工艺，完全去除了在形成接触孔312的位置处的一部分树脂膜(图中虚波浪线的右侧)。另一方面，通过半色调曝光工艺(图中称作曝光)，减薄了在形成凹进部分313的位置处的一部分树脂膜(图中虚波浪线的左侧)。在该首次蚀刻之后，钝化膜307和栅极绝缘膜303被完全去除，且之后，形成接触孔312(指的是图中的干法蚀刻1)。接下来，通过灰化(指的是图中的灰化)，去除了在形成凹进部分313的位置处被减薄的树脂膜。在第二次蚀刻之后，钝化膜307和栅极绝缘膜303被去除(指的是图中的干法蚀刻2)，且其他部分的树脂膜被去除，并且因此形成凹进部分313(指的是图中的抗蚀剂剥离)。优选的是，由钝化膜307和栅极绝缘膜303形成的凹进部分313的高度差的深度从200nm到300nm，与第一实施例中相同。

由此，如果不施加外力，则作为主柱体的柱状间隔物317在未蚀刻位置314处与TFT基板318接触。由于凹进部分313，作为辅助柱体的柱状间隔物317不与TFT基板318接触。如上所述，第二示范性实施例获得与第一示范性实施例相同的优点。而且，根据第二示范性实施例的制造方法，蚀刻工艺的数目比常规技术增加一个，而不增加曝光工艺数目。

(第三示范性实施例)

参考图4A和4B描述根据本申请第三示范性实施例的液晶显示装置及其制造方法。图4A是示出根据第三示范性实施例的液晶显示装置结构的截面图。图4B示范性示出了用于制造主柱体基座的每一顺序工艺的截面图。而且，该实施例的平面图与图1中的相同。主柱体被装配到用于容纳图1柱体的外涂膜的孔416内。

与第一和第二示范性实施例不同的是设置在与柱状间隔物417相对的位置处的基座形状。根据第三示范性实施例，基座不是在与柱状间隔物417的辅助柱体相对的位置处形成的凹进部分，而是在与柱状间隔物417的主柱体相对的位置处形成的突出部分。该突出部分通过去除在半色调曝光工艺中具有预定厚度的光敏有机膜(即外涂膜408)来形成。其他结构与第一和第二示范性实施例中相同。

如图4B中所示，通过普通曝光工艺，去除了与辅助柱体(图的右侧)的位置对应的外涂膜408的一部分，且之后，形成孔416。通过半色调曝光工艺(指的是图中的曝光)，留下了具有预定厚度的与主柱体部分(图的左侧)的位置对应的外涂膜408的一部分，且因此，以预定厚度留下的部分形成了基座415(指的是图中的锻烧)。优选的是，基座415的厚度在从200nm到300nm的范围内。

如果不施加外力，则由于基座415，作为主柱体的柱状间隔物417与TFT基板418接触。作为辅助柱体的柱状间隔物417在不形成基座415的位置不与TFT基板418接触。因此，获得了与上述的相同的优点。而且，根据第三示范性实施例的制造方法，工艺数目和常规技术相比不增加。

(第四示范性实施例)

接下来，参考图5和6描述根据本申请第四示范性实施例的液晶显示装置及其制造方法。图5是示出在根据第四示范性实施例的液晶显示装置中的TFT基板上包括的像素结构的平面图。图6是沿着图5中的虚线取得的截面图，示出了由虚线表示的像素结构。而且，如果不具有凹进部分513，则增加由DD’表示的截面。

与第一示范性实施例不同在于，除了在图像信号线上方区域之外，具有光敏性的外涂膜608被去除。其他步骤与第一示范性实施的相同。

如图6中所示，通过蚀刻，在与辅助柱体相对的位置处的TFT基板618中预先形成凹进部分613。在TFT基板618上形成扫描信号线601和与扫描信号线601平行的共用信号线602。栅极绝缘膜603被形成于这些线上。岛状半导体层和图像信号线604被形成于栅极绝缘膜603上。源极606被形成于栅极绝缘膜603上，且之后，形成薄膜晶体管605。钝化膜607被形成于这些线和TFT上方。

具有光敏性的外涂膜608被涂敷到钝化膜607上方。通过曝光，除了图像信号线604上的区域之外，外涂膜608被去除。由于去除了在显示区域内的外涂膜608，因此外涂膜不限于透明膜，且例如，也可将有色膜如非自硬性酚醛(novolac)树脂涂敷到外涂膜上。

之后，通过蚀刻，去除栅极绝缘膜603和钝化膜607，且之后，形成在像素电极和源极之间的接触孔607、和在共用电极和共用信号线之间的接触孔612。之后，形成像素电极609和共用电极610，其包括透明电极。

由此，如果不施加外力，则作为主柱体的柱状间隔物617在未蚀刻位置614处与TFT基板618接触。由于凹进部分613，作为辅助柱体的柱状间隔物617不与TFT基板618接触。因此，获得了与第一至第三示范性实施例相同的优点。根据第四示范性实施例的制造方法，曝光工艺的数目比常规技术增加一个，这是因为与第一示范性实施例中相同，需要预先蚀刻基板。用于制造的随后工艺与常规技术的那些相同。

(第五示范性实施例)

接下来，参考图7描述根据本申请第五示范性实施例的液晶显示装置及其制造方法。图7是示出根据第五示范性实施例的液晶显示装置的结构的截面图。平面图与图5相同。而且，如果不具有凹进部分513，则增加由DD’表示的截面图。

与第四示范性实施不同的是，凹进部分713不是通过蚀刻基板、而是通过蚀刻钝化膜707而形成的。其他结构与第四示范性实施例中的相同。形成凹进部分713的方法与图3B中的方法相同。

由此，如果不施加外力，则作为主柱体的柱状间隔物717在未蚀刻位置714处与TFT基板718接触。由于凹进部分713，作为辅助柱体的柱状间隔物717不与TFT基板接触。由于这个原因，获得了与第四示范性实施例中相同的优点。而且，根据第五示范性实施例的制造方法，蚀刻工艺的数目比常规技术的多一个。曝光数目与常规技术相比不增加。

(第六示范性实施例)

接下来，参考图8A和8B描述根据本申请第六示范性实施例的液晶显示装置及其制造方法。图8A是示出根据第六示范性实施例的液晶显示装置的结构的截面图。图8B示意性示出了其中形成了用于主柱体的基座的每一顺序工艺的截面图。而且，平面图与图5的相同。与第四和第五示范性实施例的不同在于在与柱状间隔物817相对的位置处的基座的形状。根据第六示范性实施例，基座不是在TFT基板818中形成的凹进部分，而是通过在半色调曝光工艺中留下预定厚度的光敏外涂膜808而形成的突起部分。其他结构与第四和第五实施例中相同。

如图8B中所示，通过普通曝光工艺，去除了与辅助柱体的位置对应的外涂膜808的一部分(图的中心部分)、和除了在图像信号线上方的区域之外的大部分外涂膜808(图的右侧部分)。另一方面，在半色调曝光工艺(指的是图中的曝光)中，留下了具有预定厚度的与主柱体的位置对应的一部分外涂膜(图的左侧部分)，并且因此留有预定厚度的部分被制作成基座815(指的是图中的锻烧)。优选基座815的厚度在从200nm到300nm的范围内。

由此，如果不施加外力，则通过提供TFT基板818中的高度差，作为主柱体的柱状间隔物817由于基座815而与TFT基板818接触。相反，作为辅助柱体的柱状间隔物817在不形成基座815的位置不与TFT基板818接触。因此，获得了与第四和第五示范性实施例中相同的优点。而且，关于根据第六示范性实施例的制造方法，工艺数目与常规技术相比不增加。

(第七示范性实施例)

将参考图9和10描述根据本申请第七示范性实施例的液晶显示装置及其制造方法。图9是示出在根据第七示范性实施例的液晶显示装置中的TFT基板上包括的像素结构的平面图。图10是沿着图9的虚线取得的部分结构的截面图。而且，如果不具有凹进部分913则增加由DD’表示的截面。

与第四示范性实施例不同之处在于在与图像信号线1004相同的层上同时形成像素电极1009。其他工艺与第四示范性实施例中相同。

如图10中所示，在TFT基板1018中，通过预先蚀刻TFT基板，在与辅助主体相对的位置处形成凹进部分1013。在TFT基板1018上形成了由第一金属层Cr等制成的扫描信号线1001和与扫描信号线1001平行的共用信号线1002。栅极绝缘膜1003被形成在扫描信号线1001和共用信号线1002上方，且之后，岛状半导体层被形成在栅极绝缘膜1003上。而且，由第二金属层制成的图像信号线1004被形成在栅极绝缘膜1003上。像素电极1009被形成在栅极绝缘膜1003上，且之后，形成了薄膜晶体管1005。钝化膜1007被形成在图像信号线1004、薄膜晶体管1005和像素电极1009上方。

光敏性的外涂膜1008被涂敷到钝化膜1007上方。除了图像信号线上方区域之外，外涂膜1008被去除。由于去除了在显示区域内的外涂膜1008，因此外涂膜不限于透明膜。例如，也可涂敷有色膜如酚醛清漆树脂。通过蚀刻去除栅极绝缘膜1003和钝化膜1007，且之后，形成在共用电极和共用信号线之间的接触孔1012。之后，形成共用电极1010，其包括透明电极。还在图像信号线1004上形成共用电极1010，且之后屏蔽电场。共用电极1010经由接触孔1012与共用信号线1002电连接。

由此，如果不施加外力，则通过在TFT基板1018中形成高度差，作为主柱体的柱状间隔物1017在未蚀刻部分1014处与TFT基板1018接触。相反，由于凹进部分1013，作为辅助柱体的柱状间隔物1017不与TFT基板1018接触。由于这个原因，获得与第四示范性实施例中相同的优点。而且，对于根据第七示范性实施例的制造方法来说，曝光工艺的数目与常规技术相比增加了一个，这是因为需要预先蚀刻基板。但是随后的制造工艺与常规技术中相同。

(第八示范性实施例)

参考图11描述根据本申请第八实施例的液晶显示装置及其制造方法。图11是示出根据第八示范性实施例的液晶显示装置的结构的截面图。平面图与图9的相同。而且，如果不具有凹进部分1113，则增加由DD’表示的截面图。

与第七示范性实施例的不同在于，不是通过蚀刻基板、而是通过蚀刻钝化膜1107来形成凹进部分1113。其他结构与第七示范性实施例中相同。形成凹进部分1113的方法与图3B中示出的方法相同。由此，如果不施加外力，则通过形成TFT基板118终端台阶，作为主柱体的柱状间隔物1117在未蚀刻位置1114处与TFT基板1118接触。相反，由于凹进部分1113，作为辅助柱体的柱状间隔物1117不与TFT基板接触。由于这个原因，获得了与第七示范性实施例相同的优点。根据第八示范性实施例的制造方法，蚀刻工艺的数目与常规技术相比增加了一个。但是曝光数目于常规技术相比没有增加。

(第九示范性实施例)

参考图12描述根据本申请第九示范性实施例的液晶显示装置及其制造方法。图12是示出根据第九示范性实施例的液晶显示装置结构的截面图。而且，平面图与图9相同。

与第七和第八实施例的不同在于与柱状间隔物1217相对的基座的形状。根据第九示范性实施例，基座不是凹进部分，而是通过在半色调曝光工艺中留下预定厚度的光敏外涂膜1208形成的突起部分。其他结构与第七和第八实施例中的相同。

如图8B中所示，在普通曝光工艺中，去除了与辅助柱体的位置对应的一部分外涂膜1208、和除了图像信号线1204上方的区域之外的大部分外涂膜1208。在半色调曝光工艺中，将与主柱体的位置对应的一部分外涂膜1208留下预定厚度，且留下预定厚度的部分被制作成基座1215。优选基座的厚度在从200nm到300nm的范围内。

由此，如果不施加外力，则通过形成TFT基板1218中的高度差，由于基座1215，作为主柱体的柱状间隔物1217与TFT基板1218接触。相反，作为辅助柱体的柱状间隔物1217在不形成基座1215的位置处不与TFT基板1218接触。由于这个原因，获得与第七和第八实施例中相同的优点。关于根据第九示范性实施例的制造方法，工艺数目于常规技术相比不增加。

(第十示范性实施例)

参考图13和14描述根据本申请第十实施例的液晶显示装置及其制造方法。图13是示出在根据第十示范性实施例液晶显示装置中的TFT基板中包括的像素结构的平面图。图14是沿着图13的虚线取得的一部分结构的截面图。而且，如果不具有凹进部分1313则增加由DD’表示的截面图。

根据第十示范性实施例，在与扫描信号电极1401和共用信号线1402相同的层中同时形成共用电极1410。在与图像信号线1404相同的层中同时形成像素电极1409。另一方面，不形成外涂膜。如图14中所示，通过预先蚀刻TFT基板1418，凹进部分1413被形成在与辅助柱体相对的位置处。扫描信号线1401、与扫描信号线1401和共用电极1410平行的共用信号线1402都是由第一金属层Cr等制成的，并被形成于TFT基板1418上。栅极绝缘膜1403被形成在扫描信号线1401、共用信号线1402和共用电极1410上方。岛状半导体层被形成于栅极绝缘膜1403上。而且，由第二金属层制成的图像信号线1404和像素电极1409被形成于栅极绝缘膜1403上，且之后，形成薄膜晶体管1405。钝化膜1407被形成于图像信号线1404、薄膜晶体管1405和像素电极1409上方。

根据该结构，像素不包括接触孔，且相反，端子包括接触孔。端子的接触孔通过蚀刻形成。

由此，如果不施加外力，则通过在TFT基板中形成高度差，作为主柱体的柱状间隔物1417在未蚀刻位置1414处与TFT基板1418接触。相反，由于凹进部分1413，作为辅助柱体的柱状间隔物1417不与TFT基板接触。由于这个原因，获得与第一实施例中相同的优点。对于根据第十示范性实施例的制造方法来说，曝光的数目比常规技术增加一个，这是因为预先蚀刻了基板。但是随后的工艺与常规技术相同。

(第十一示范性实施例)

参考图15描述根据本申请第十一示范性实施例的液晶显示装置及其制造方法。图15是示出根据第十一示范性实施例的液晶显示装置的结构的截面图。平面图与图13相同。而且，如果不具有凹进部分1513，则增加由DD’表示的截面图。

与第十示范性实施例不同在于不是通过蚀刻基板而是通过蚀刻钝化层1507来形成凹进部分1513。其他结构与第十示范性实施例中相同。形成凹进部分1513的方法与图3B中示出的方法相同。

根据该结构，像素不包括接触孔，而是端子包括接触孔。通过用半色调进行的整体曝光来形成端子的接触孔。

由此，如果不施加外力，则通过在TFT基板1518中形成高度差，作为主柱体的柱状间隔物1517在未蚀刻位置1514处与TFT基板1518接触。相反，作为辅助柱体的柱状间隔物1517由于凹进部分1513不与TFT基板接触。由于这个原因，获得与第十示范性实施例中相同的效果。关于根据第十一示范性实施例的制造方法，蚀刻数目比常规技术增加了一个。但是，曝光数目与常规技术相比不增加。

提供前述实施例以使本领域技术人员制作并使用本申请。而且，这些实施例的各种修改对于本领域技术人员都是容易理解的，并且在此限定的一般原理和具体实例可用于其他实施例，而不需使用创造性能力。因此，本申请不打算限于在此描述的实施例，而是依照由权利要求及其等价物的限定限制的最宽的范围。

而且，注意，本发明人的意图是保留所要求本发明的所有等价物，即使在执行期间修改了权利要求也是如此。

本申请基于2006年7月15日提出的日本专利申请No.2006-165592，并且包括说明书、权利要求、附图和发明内容。在此通过参考将上述日本专利申请的公开整体内容并入本文。

虽然已经关于一定优选实施例描述了本申请，但是要理解，本申请包括的柱体不限于这些具体实施例。相反，对于本申请的主题，其打算包括所有替换方案、修改和等价物，如以下权利要求的精神和范围所能包括的。

而且，本发明人的意图是保留所要求发明的所有等价物，即使在执行期间权利要求作出了修改也是如此。

Claims (20)

1.一种有源矩阵液晶显示装置，包括：

第一基板，包含：

扫描信号线；

与扫描信号线平行的共用信号线；

与扫描信号线和共用信号线交叉的图像信号线；

在扫描信号线和图像信号线的交叉点处形成的薄膜晶体管；

与薄膜晶体管的电极之一相连接的像素电极；

与共用信号线相连接的共用电极；

绝缘膜，其被夹持在扫描信号线、共用信号线和图像信号线中的至少一个、与像素电极和共用电极中的至少一个之间；和

第一凹进部分，其在形成有薄膜晶体管的一侧上的第一基板的表面上形成；

与第一基板相对的第二基板，包含：

多个柱状间隔物，其向第一基板突出，并且彼此高度几乎相等，

间隙，其在第一基板、和位于与第一凹进部分对应的位置处的柱状间隔物的端部之间形成，和

位于与达到第一基板的第一凹进部分对应的位置不同的位置处的柱状间隔物；和

被夹持在第一基板和第二基板之间的液晶层。

2.如权利要求1的液晶显示装置，还包括：

第二凹进部分，其在包括第一凹进部分的区域内的扫描信号线下方形成。

3.如权利要求1的液晶显示装置，还包括：

第二凹进部分，其在包括第一凹进部分的区域内的绝缘膜上形成。

4.如权利要求1的液晶显示装置，其中：

第一凹进部分深度从200到300纳米。

5.如权利要求1的液晶显示装置，其中：

液晶层包括具有在近似平行于第一基板的平面内旋转的分子轴的液晶分子，该分子轴基于在像素电极和共用电极之间施加的电场而旋转，该电场近似平行于第一基板的表面。

6.一种有源矩阵液晶显示装置，包括：

第一基板，包括：

扫描信号线；

与扫描信号线平行的共用信号线；

与扫描信号线和共用信号线交叉的图像信号线；

在扫描信号线和图像信号线的交叉点处形成的薄膜晶体管；

与薄膜晶体管的电极之一相连接的像素电极；

与共用信号线相连接的共用电极；

绝缘膜，其被夹持在扫描信号线、共用信号线和图像信号线中的至少一个、与像素电极和共用电极中至少一个之间；和

基座，其在形成有薄膜晶体管的一侧上的第一基板表面上形成，该基座是通过留下绝缘膜而形成的；

与第一基板相对的第二基板，包括

多个柱状间隔物，其向第一基板突出，并且彼此高度基本相等，

位于与达到第一基板的基座对应的位置处的柱状间隔物；和

间隙，其在第一基板、和位于与基座所对应的位置不同的位置处的柱状间隔物的端部之间；和

被夹持在第一基板和第二基板之间的液晶层。

7.如权利要求6的液晶显示装置，其中：

基座厚度从200到300纳米。

8.权利要求6的液晶显示装置，其中

液晶层包括具有在近似平行于第一基板的平面内旋转的分子轴的液晶分子，该分子轴基于在像素电极和共用电极之间施加的电场旋转，且该电场近似平行于第一基板的表面。

9.一种制造有源矩阵液晶显示装置的方法，该有源矩阵液晶显示装置具有第一基板、与第一基板相对的第二基板、和夹持在第一基板和第二基板之间的液晶层，该方法包括：

在第一基板上形成：

扫描信号线，

与扫描信号线平行的共用信号线，

与扫描信号线和共用信号线交叉的图像信号线，

在扫描信号线和图像信号线的交叉点处形成的薄膜晶体管，

与薄膜晶体管的电极之一相连接的像素电极，

与共用信号线相连接的共用电极，

位于扫描信号线、共用信号线和图像信号线中的至少一个、与像素电极和共用电极中的至少一个之间的绝缘膜，和

在形成有薄膜晶体管的一侧上的第一基板表面上的第一凹进部分；和

在与第一凹进部分对应的位置处的第二基板上的第一柱状间隔物，该第一柱状间隔物向第一基板突出，并在第一基板和第一柱状间隔物的端部之间形成间隙，和

在与第一凹进部分所对应的位置不同的位置处的第二基板上的第二柱状间隔物，该第二柱状间隔物向第一基板突出并达到第一基板，第二柱状间隔物的高度与第一柱状间隔物的高度相等。

10.如权利要求9的制造液晶显示装置的方法，其中形成第一凹进部分的步骤包括在第一基板上通过蚀刻形成第二凹进部分。

11.如权利要求9的制造液晶显示装置的方法，其中形成第一凹进部分的步骤包括通过蚀刻在绝缘膜上形成第二凹进部分。

12.如权利要求9的制造液晶显示装置的方法，其中形成第一凹进部分的步骤包括形成接触孔，以将像素电极与薄膜晶体管的源极连接起来，且，

绝缘膜是在源极和像素电极之间形成的钝化膜。

13.如权利要求9的制造液晶显示装置的方法，其中

绝缘膜包括在共用信号线和共用电极之间形成的栅极绝缘膜，和钝化膜，且其中

形成第一凹进部分的步骤包括形成接触孔，以将共用信号线和共用电极连接起来。

14.如权利要求9的制造液晶显示装置的方法，其中

液晶层包括具有在近似平行于第一基板的平面内旋转的分子轴的液晶分子，该分子轴基于在像素电极和共用电极之间施加的电场旋转，且该电场近似平行于第一基板的表面。

15.一种制造有源矩阵液晶显示装置的方法，该有源矩阵液晶显示装置具有第一基板、与第一基板相对的第二基板、和夹持在第一基板和第二基板之间的液晶层，包括：

在第一基板上形成

扫描信号线，

与扫描信号线平行的共用信号线，

与扫描信号线和共用信号线交叉的图像信号线，

在扫描信号线和图像信号线的交叉点处形成的薄膜晶体管，

与薄膜晶体管的电极之一连接的像素电极，

与共用信号线连接的共用电极，

位于扫描线、共用信号线和图像信号线中的至少一个、和像素电极和共用电极中的至少一个之间的绝缘膜，和

在通过留下绝缘膜而在形成有薄场晶体管的一侧上的第一基板表面上形成的基座；和

在与基座对应的位置处的第二基板上的第一柱状间隔物，该第一柱状间隔物向第一基板突出且达到第一基板，和

在与基座所对应的位置不同的位置处的第二基板上的第二柱状间隔物，该第二柱状间隔物向第一基板突出，在第一基板和第二柱状间隔物的端部之间形成间隙，且第二柱状间隔物的高度等于第一柱状间隔物的高度。

16.如权利要求1 5的制造液晶显示装置的方法，其中

绝缘膜包括在图像信号线和像素电极之间形成的光敏有机膜，且其中

形成基座的步骤包括形成接触孔，以将图像信号线和像素电极连接起来。

17.如权利要求16的制造液晶显示装置的方法，其中

形成基座的步骤包括：

涂敷光敏有机膜；

以第一光量曝光在第一区域内的光敏有机膜，和以小于第一光量的第二光量曝光在形成有基座的第二区域内的光敏有机膜，其中第一区域包括形成有接触孔的区域、和对应于第二柱状间隔物的区域；和

去除第一区域内的光敏有机膜，并留下在第二区域内的光敏有机膜。

18.如权利要求15的制造液晶显示装置的方法，其中

绝缘膜包括在图像信号线和覆盖图像信号线的共用电极之间形成的光敏有机膜，且其中形成基座的步骤包括在图像信号线上形成光敏膜。

19.如权利要求18的制造液晶显示装置的方法，其中

形成基座的步骤包括：

涂敷光敏有机膜；

以第一光量曝光第一区域内的光敏有机膜，和以小于第一光量的第二光量曝光在形成有基座的第二区域内的光敏有机膜，其中第一区域不包括图像信号线，而包括对应于第二柱状间隔物的区域；和

去除在第一区域内的光敏有机膜，并留下在第二区域内的光敏有机膜。

20.如权利要求15的制造液晶显示装置的方法，其中液晶层包括具有在近似平行于第一基板的平面内旋转的分子轴的液晶分子，该分子轴基于施加到像素电极和共用电极之间的电场旋转，且该电场近似平行于第一基板的表面。

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