CN1573476A - 高质量和超大屏幕液晶显示设备及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

一种利用横向电场系统的大屏幕液晶显示设备，该显示设备可以显著地改善孔径比、透射率、亮度以及对比度，并且具有低成本和高产量。例如，可以显著地降低屏蔽了视频信号线电场的共电极的宽度并且显著地改善孔径比。特别地，可以将覆盖视频信号线的突起与隔离器结合使用，并且利用半色调曝光方法，可以同时构建隔离器和覆盖视频信号线的突起，这显著缩短了生产过程所需的时间。

Description

高质量和超大屏幕液晶显示设备及其生产方法
技术领域
本发明涉及一种利用了横向电场系统的液晶显示设备，更具体是涉及一种超大屏幕液晶显示设备，它可以大幅改善孔径比、透射率、亮度以及对比度，并且具有低成本和高产量。
背景技术
一种利用横向电场系统向液晶施加方向与衬底平行的电场的液晶显示设备，该液晶显示设备具有宽视角并且是大屏幕液晶显示的标准。例如，已经由日本专利公开No.10-55000、No.10-325961、No.11-24104、No.10-55001、No.10-170939以及No.11-52420提出了这样的技术，并且这样的技术已经得到了改进从而解决了诸如垂直串扰的问题。
液晶制造者已经提出了多种技术，其中包括这样一种技术，其利用光刻隔离器来改善横向电场类型液晶显示系统的对比度。例如，已经由日本专利公开No.2000-199904和No.2000-19527提出了这样的技术。其中的大部分都利用光刻技术从而在滤色片衬底上建立隔离器。日本专利公开No.2000-19527和No.2000-199904所表示出的想法是产生一个其视频信号线是沿衬底的垂直方向而不是沿衬底的水平方向的电场，从而抑制垂直串扰。这要求光刻隔离器的介电常数大于液晶的介电常数。日本专利公开No.2000-19526也提出了一种光刻隔离器，其中该光刻隔离器的介电常数大于液晶的介电常数。
日本专利公开No.2001-209053提出了一种垂直电场系统中的光刻隔离器，其中该光刻隔离器沿着视频信号线，以覆盖视频信号线，从而降低了波形畸变，并且其中所使用的介电材料的介电常数小于液晶的介电常数。根据该专利公开，通过在液晶单元中生成真空间隔，然后通过注射口利用空气压力将液晶注入该间隔中，从而构建液晶单元。在该液晶注入方法中，使用了一种同时处理几百个单元以生产大液晶面板的批量处理过程。
日本专利公开No.2002-258321和No.2002-323706教导了这样一种结构，该结构所使用的介电材料的介电常数小于液晶的介电常数，并且该介电材料沿着视频信号线从而覆盖了视频信号线，并且该结构沿着视频信号线放置了透明传导材料，从而改善了像素孔径比并防止了信号延迟。
图3是流程图，显示了传统技术中用于生产横向电场类型液晶面板的TFT(薄膜晶体管)阵列衬底(有源矩阵衬底)的典型生产过程。该生产过程包含利用传统的半色调(halftone)曝光技术的四步骤光掩模处理过程。图36A-36F是横截面图，表示了依照图3的生产流程、利用四步骤光掩模技术的结构发展。
在图3的传统的生产过程中，在步骤S11中同时形成薄膜晶体管的门电极和共电极。然后，在步骤S12，使薄膜晶体管与半导体层分离，并且利用半色调光掩模曝光形成薄膜晶体管的源电极和漏电极。在步骤S13中，生成用于门终端、数据终端、像素漏部分以及静电保护晶体管电路的接触孔。然后，在步骤S14，形成门终端、数据终端、透明传导像素电极。
在图36A-36F的横截面图中，附图标记6代表显影之后的正光致抗蚀剂层上的一个区域，在该区域中阻断了UV曝光，附图标记7代表显影之后的正光致抗蚀剂层上的一个区域，在该区域中通过半色调(半透明的)光掩模进行了UV曝光，附图标记9代表了门绝缘膜，附图标记10代表了薄膜半导体层(非掺杂层)，附图标记11代表了薄膜半导体层(掺杂层，即欧姆接触层)，附图标记15代表扫描线，附图标记50代表扫描线终端，附图标记51代表视频信号线，附图标记54代表扫描线驱动电路接触电极，附图标记64代表薄膜晶体管的漏电极，以及附图标记65代表一个透明像素电极。
在开始图36A-36F的过程之前，在玻璃衬底上(未示出)形成扫描线15和扫描终端50。在图36A中，由例如CVD等离子设备分别沉积门绝缘膜9、薄膜半导体层(非掺杂层)10和薄膜晶体管欧姆接触层11。涂覆正光致抗蚀剂6并且进行半色调曝光，从而产生较厚的正光致抗蚀剂和较薄的正光致抗蚀剂7。在图36B和36C中，通过一个干刻蚀处理过程，使薄膜晶体管与半导体层分离。在图36D中，通过进一步地进行刻蚀处理过程从而形成薄膜晶体管的漏电极64和视频信号线51。在图36E中，通过干刻蚀，在扫描线终端50上生成接触孔。在图36F中，形成扫描线驱动电路电极54和透明像素电极65。
传统的横向电场类型液晶面板利用放置在视频线两侧的共电极来屏蔽由信号视频线引起的电场。为了使这种结构可以完全地解决与垂直串扰有关的问题，必须将共电极的宽度设计为至少大于视频信号线的宽度的1.5倍，由此导致了像素孔径比的降低。
可以通过将由视频信号线所产生的电场的电力线收集到光刻隔离器来降低垂直串扰。这可以通过将由薄膜传导材料(氧化铬层和铬金属薄膜层)制成的黑掩模放置到滤色片的侧面并且将该黑掩模的电势设置为共电极的电势，以及通过由绝缘材料产生的光刻隔离器来实现，其中该光刻隔离器的放置方向与视频线的方向相同并且以被拉长的形式放置，该绝缘材料的介电常数大于液晶的介电常数。但是，在这种方法中，因为使用了具有大介电常数的材料，该黑掩模和视频信号线之间的电容增加，所以视频信号的波形受到了延迟并且发生了畸变，这对于大屏幕液晶面板来说是不合适的。
如在日本专利公开No.11-24104中公开的，通过在视频信号线上构建钝化层并且沿着视频信号线在该钝化层上放置屏蔽电极，可以几乎完全地屏蔽视频信号线。但是，由于这种结构使用了一种厚度在0.3微米到1微米范围内的非常薄的钝化层，并且由氧化硅或氮化硅构成的钝化层具有4-6的较大介电常数，所以屏蔽电极和视频信号线之间的电容增加。这导致信号波形受到延迟并且发生畸变，并且这对于大屏幕液晶显示面板来说是不合适的。
日本专利公开No.2001-209053公开了一种光刻隔离器，该光刻隔离器以一种非常薄的方式形成并环绕视频信号线，并且使用了具有小介电常数的介电材料，从而可以降低滤色片侧面上的共电极和视频信号线之间的电容。但是，这种技术利用的是通过注射口注入液晶的传统方法。所以，薄和长的光刻隔离器导致注入液晶的速度非常低，这会严重降低生产效率。
日本专利公开No.2002-258321和No.2002-323706公开了一种结构，该结构利用介电常数小于液晶的介电材料来覆盖视频信号线并且沿着视频信号线放置透明传导材料，从而可以改善像素孔径比并且可以防止视频信号线延迟。但是，采用这种结构，不可能同时生产液晶单元和隔离器。因此，不得不执行一个额外的光刻过程来生产光刻隔离器。这导致生产过程更加复杂并且造价更高。
采用日本专利公开No.2002-258321中公开的技术并不足以生产具有高对比度和低光泄漏的横向电场类型液晶面板。当覆盖视频信号线的具有小介电常数的介电材料沿着视频信号线的突起(bump)角度大于40度时，使用研磨布进行研磨处理的传统技术引起了存在对准缺陷的区域，这是由于在突起的尖端部分处引起了研磨布毛边末端运动方向上的侧向滑动，或者对准缺陷出现在研磨布的毛边顶端不能达到的突起的倾斜表面上的区域处。
发明内容
本发明旨在解决上述传统技术中涉及的问题，并且本发明的一个目的是提供一种大屏幕彩色液晶显示设备，该设备可以实现改善了的孔径比和透射率、高亮度和高对比度，同时降低了成本并提高了产量。
为了实现上述目的，在本发明的第一方面中，以覆盖视频信号线的方式将由绝缘材料制成的薄和长的突起放置到形成于横向电场类型有源矩阵衬底上的视频信号线上。然后，以覆盖该薄和长的绝缘突起和该视频信号线的方式沿着视频信号线形成一个共电极，从而屏蔽了由视频信号线产生的电场。
在本发明的第二方面中，以覆盖视频信号线的方式将由绝缘材料制成的薄和长的突起放置到形成于横向电场类型有源矩阵衬底上的视频信号线上。然后，以将视频信号线夹在中间的方式在该薄和长的绝缘突起的两个侧壁上形成一个共电极，从而屏蔽了由视频信号线产生的电场。
在本发明的第三方面中，将上述的本发明第一和第二方面中以覆盖视频信号线的方式形成的薄和长的绝缘突起用作隔离器，用于在组装液晶单元时规定液晶单元间隔。
在本发明的第四方面中，通过半色调曝光过程，同时形成用于覆盖横向电场类型有源矩阵衬底上的视频信号线的、由绝缘材料制成的薄和长的突起，以及用于规定液晶单元间隔的隔离器。然后，以覆盖视频信号线的方式在薄和长的绝缘突起上形成一个共电极，从而屏蔽由视频信号线产生的电场。
在本发明的第五方面中，通过半色调曝光过程，同时形成用于覆盖横向电场类型有源矩阵衬底上的视频信号线的、由绝缘材料制成的薄和长的突起，以及用于规定液晶单元间隔的隔离器。然后，以将视频信号线夹在中间的方式在薄和长的绝缘突起的两个侧壁上形成一个共电极，从而屏蔽由视频信号产生的电场。
在本发明的第六方面中，上述的本发明第一、第二、第三、第四和第五方面中的用于屏蔽视频信号线的共电极是由薄膜透明传导材料制成的，该材料允许光以大于20％的程度透射，该材料例如钛金属化合物，包括钛的氮化物(TiNx)、钛的氮氧化物(TiOxNy)、钛的氮硅化物(TiSixNy)以及钛的硅化物(TiSix)，或者金属氧化物透明传导材料，例如氧化铟(In2O3)或者氧化锌(ZnO)。
在本发明的第七方面中，上述的本发明第一、第二、第三、第四和第五方面中以覆盖视频信号线的方式形成的薄和长的绝缘突起的横截面形状是圆形、半圆形、双曲线形或者抛物线形，并且绝缘突起的尖端角θ为30度或小于30度。
在本发明的第八方面中，上述的本发明第一、第二、第三、第四和第五方面中以覆盖视频信号线的方式形成的薄和长的绝缘突起并不形成于视频信号线与扫描线彼此相交的区域周围。
在本发明的第九方面中，上述的本发明第四和第五方面中利用半色调曝光过程与薄和长的绝缘突起同时构建的隔离器，在其顶部周围的区域内未被共电极覆盖，从而使形成该隔离器的介电材料曝光。
在本发明的第十方面中，上述的本发明第四和第五方面中规定了薄和长的绝缘突起高度和液晶单元间隔的隔离器具有0.2微米到2.0微米范围内的高度差h2。
在本发明的第十一方面中，上述的本发明第四和第五方面中利用半色调曝光过程与薄和长的绝缘突起同时构建的隔离器的密度为每平方毫米上有一(1)个隔离器到七十五(75)个隔离器，并且这些隔离器在整个衬底上均匀分布。
在本发明的第十二方面中，在每平方毫米上，上述的本发明第四和第五方面中利用半色调曝光过程与薄和长的绝缘突起同时形成的隔离器的面积在200平方微米到2000平方微米的范围内。
在本发明的第十三方面中，以覆盖视频信号线的方式在形成于横向电场类型有源矩阵衬底上的视频信号线上形成由绝缘材料制成的薄和长的突起。然后，以覆盖该薄和长的绝缘突起和视频信号线的方式沿着视频信号线形成一个共电极，从而屏蔽了由视频信号线产生的电场。进一步，以覆盖扫描线的方式类似地在扫描线上形成一个薄和长的绝缘突起。然后，以将扫描线夹在中间的方式在该扫描线的侧壁上形成一个共电极，从而屏蔽了由扫描线产生的电场。
在本发明的第十四方面中，以覆盖视频信号线的方式在形成于横向电场类型有源矩阵衬底上的视频信号线上，形成由绝缘材料制成的薄和长的突起。然后，以将视频信号线夹在中间的方式在该薄和长的绝缘突起的两个侧壁上形成一个共电极，从而屏蔽由视频信号线产生的电场。进一步，以覆盖扫描线的方式类似地在扫描线上形成一个薄和长的绝缘突起。然后，以将扫描线夹在中间的方式在该扫描线的两个侧壁上形成一个共电极，从而屏蔽了由扫描线产生的电场。
在本发明的第十五方面中，上述的本发明第十三和十四方面中的，以覆盖视频信号线和扫描线周围的方式形成的薄和长的绝缘突起被用作隔离器，用于在组装液晶单元时规定液晶单元间隔。
在本发明的第十六方面中，通过半色调曝光过程，同时形成用于覆盖横向电场类型有源矩阵衬底上的视频信号线的、由绝缘材料制成的薄和长的突起，以及用于规定液晶单元间隔的隔离器。然后，以覆盖视频信号线的方式在薄和长的绝缘突起上形成一个共电极，从而屏蔽由视频信号线产生的电场。进一步，以覆盖扫描线的方式通过半色调曝光过程以类似的方式在扫描线上形成一个薄和长的绝缘突起。然后，以将扫描线夹在中间的方式在该扫描线的两个侧壁上形成一个共电极，从而屏蔽了由扫描线产生的电场。
在本发明的第十七方面中，通过半色调曝光过程，同时形成用于覆盖横向电场类型有源矩阵衬底上的视频信号线的、由绝缘材料制成的薄和长的突起，以及用于规定液晶单元间隔的隔离器。然后，以将视频信号线夹在中间的方式在该薄和长的绝缘突起的两个侧壁上形成一个共电极，从而屏蔽由视频信号线产生的电场。进一步，以覆盖扫描线的方式通过半色调曝光过程以类似的方式在扫描线上形成一个薄和长的绝缘突起。然后，以将扫描线夹在中间的方式在该扫描线的两个侧壁上形成一个共电极，从而屏蔽了由扫描线产生的电场。
在本发明的第十八方面中，上述的本发明第十三、第十四、第十五、第十六、第十七方面中的，用于屏蔽视频信号线和扫描线的共电极由薄膜透明传导材料制成，该材料允许光以大于20％的程度透射，该材料例如钛金属化合物，包含钛的氮化物(TiNx)、钛的氮氧化物(TiOxNy)、钛的氮硅化物(TiSixNy)以及钛的硅化物(TiSix)，或者金属氧化物透明传导材料，例如氧化铟(In2O3)或者氧化锌(ZnO)。
在本发明的第十九方面中，上述的本发明第十三、第十四、第十五、第十六、第十七方面中的，以覆盖视频信号线和扫描线的方式形成的薄和长的绝缘突起的横截面形状是圆形、半圆形、双曲线形或者抛物线形，并且绝缘突起的尖端角θ为30度或小于30度。
在本发明的第二十方面中，上述的本发明第十三、第十四、第十五、第十六、第十七方面中的，以覆盖视频信号线和扫描线的方式形成的薄和长的绝缘突起并不形成在视频信号线与扫描线彼此相交的区域周围。
在本发明的第二十一方面中，上述的本发明第十六和第十七方面中的，通过半色调曝光过程与薄和长的绝缘突起同时构建的隔离器，在其顶部周围的区域内未被共电极覆盖，从而使形成该隔离器的介电材料曝光。
在本发明的第二十二方面中，上述的本发明第十六和第十七方面中的，规定了薄和长的绝缘突起高度和液晶单元间隔的隔离器具有0.2微米到2.0微米范围内的高度差h2。
在本发明的第二十三方面中，上述的本发明第十六和第十七方面中的，通过半色调曝光过程与薄和长的绝缘突起同时构建的隔离器的密度为每平方毫米上有一(1)个隔离器到七十五(75)个隔离器，并且这些隔离器在整个衬底上均匀分布。
在本发明的第二十四方面中，在每平方毫米上，上述的本发明第十六和第十七方面中的，通过半色调曝光过程与薄和长的绝缘突起同时形成的隔离器的面积在200平方微米到2000平方微米的范围内。
在本发明的第二十五方面中，以将视频信号线在上/下方向和左/右方向上夹在中间的方式，通过位于一个上层和一个下层之间的门绝缘膜和钝化膜在该上层和下层中提供上述的本发明第一、第二、第三、第四、第五、第十三、第十四、第十五、第十六和第十七方面中的共电极，其中下层中的共电极由金属电极制成，其阻止光的通过，而上层中的共电极是透明电极，其允许光的通过。上层中的共电极的电极宽度大于下层中的共电极的电极宽度，并且向液晶驱动电极的侧面凸出。
在本发明的第二十六方面中，上述的本发明第一、第二、第三、第四、第五、第十三、第十四、第十五、第十六和第十七方面中的，视频信号线、以覆盖视频信号线的方式形成的薄和长的绝缘突起以及沿视频信号线形成的用于屏蔽视频信号线的共电极以直线的方式对准，其中像素内部的液晶驱动电极和像素内部的共电极在像素之内至少受到一次弯曲，弯曲的角度相对于液晶分子的对准方向在0-30度的范围内(不包含0度)。
在本发明的第二十七方面中，上述的本发明第一、第二、第三、第四、第五、第十三、第十四、第十五、第十六和第十七方面中的，视频信号线、以覆盖视频信号线的方式形成的薄和长的绝缘突起以直线的方式对准，其中沿视频信号线形成的用于屏蔽视频信号线的共电极、像素内部的液晶驱动电极和像素内部的共电极在像素之内至少受到一次弯曲，弯曲的角度相对于液晶分子的对准方向在0-30度的范围内(不包含0度)。
在本发明的第二十八方面中，上述的本发明第一、第二、第三、第四、第五、第十三、第十四、第十五、第十六和第十七方面中的，视频信号线、以覆盖视频信号线的方式形成的薄和长的绝缘突起、沿视频信号线形成的用于屏蔽视频信号线的共电极以及像素内部的共电极以直线的方式对准，其中仅像素内部的液晶驱动电极在像素之内至少受到一次弯曲，弯曲的角度相对于液晶分子的对准方向在0-30度的范围内(不包含0度)。
在本发明的第二十九方面中，上述的本发明第一、第二、第三、第四、第五、第十三、第十四、第十五、第十六和第十七方面中的，视频信号线、以覆盖视频信号线的方式形成的薄和长的绝缘突起、沿视频信号线形成的用于屏蔽视频信号线的共电极、像素内部的共电极以及像素内部的液晶驱动电极，在像素之内至少受到一次弯曲，弯曲的角度相对于液晶分子的对准方向在0-30度的范围内(不包含0度)。
在本发明的第三十方面中，上述的本发明第一、第二、第三、第四、第五、第十三、第十四、第十五、第十六和第十七方面中的，视频信号线、以覆盖视频信号线的方式形成的薄和长的绝缘突起、沿视频信号线形成的用于屏蔽视频信号线的共电极、像素内部的共电极以及像素内部的液晶驱动电极，在像素之内至少受到一次弯曲，弯曲的角度相对于液晶分子的对准方向在0-30度的范围内(不包含0度)，并且类似地，与有源矩阵衬底相对的、滤色片衬底的侧面上的滤色片层和光屏蔽膜(黑掩模)在像素之内至少受到一次弯曲，弯曲的角度相对于液晶分子的对准方向在0-30度的范围内(不包含0度)。
在本发明的第三十一方面中，上述的本发明第一、第二、第三、第四、第五、第十三、第十四、第十五、第十六和第十七方面中的，视频信号线、以覆盖视频信号线的方式形成的薄和长的绝缘突起以及沿视频信号线形成的用于屏蔽视频信号线的共电极以直线的方式对准，其中像素内部的液晶驱动电极和像素内部的共电极在像素之内至少受到一次弯曲，弯曲的角度相对于液晶分子的对准方向在60-120度的范围内(不包含90度)。
在本发明的第三十二方面中，上述的本发明第一、第二、第三、第四、第五、第十三、第十四、第十五、第十六和第十七方面中的，视频信号线和以覆盖视频信号线的方式形成的薄和长的绝缘突起以直线的方式对准，其中沿视频信号线形成的用于屏蔽视频信号线的共电极、像素内部的液晶驱动电极和像素内部的共电极在像素之内至少受到一次弯曲，弯曲的角度相对于液晶分子的对准方向在60-120度的范围内(不包含90度)。
在本发明的第三十三方面中，上述的本发明第一、第二、第三、第四、第五、第十三、第十四、第十五、第十六和第十七方面中的，视频信号线、以覆盖视频信号线的方式形成的薄和长的绝缘突起、沿视频信号线形成的用于屏蔽视频信号线的共电极以及像素内部的共电极以直线的方式对准，其中仅像素内部的液晶驱动电极在像素之内至少受到一次弯曲，弯曲的角度相对于液晶分子的对准方向在60-120度的范围内(不包含90度)。
在本发明的第三十四方面中，上述的本发明第一、第二、第三、第四、第五、第十三、第十四、第十五、第十六和第十七方面中的，视频信号线、以覆盖视频信号线的方式形成的薄和长的绝缘突起、沿视频信号线形成的用于屏蔽视频信号线的共电极、像素内部的共电极以及像素内部的液晶驱动电极，在像素之内至少受到一次弯曲，弯曲的角度相对于液晶分子的对准方向60-120度的范围内(不包含90度)。
在本发明的第三十五方面中，上述的本发明第一、第二、第三、第四、第五、第十三、第十四、第十五、第十六、第十七方面中的，视频信号线、以覆盖视频信号线的方式形成的薄和长的绝缘突起、沿视频信号线形成的用于屏蔽视频信号线的共电极、像素内部的共电极以及像素内部的液晶驱动电极，在像素之内至少受到一次弯曲，弯曲的角度相对于液晶分子的对准方向在60-120度的范围内(不包含90度)，并且类似地，与有源矩阵衬底相对的、滤色片衬底的侧面上的滤色片层和光屏蔽膜(黑掩模)在像素之内至少受到一次弯曲，弯曲的角度相对于液晶分子的对准方向在60-120度的范围内(不包含90度)。
在本发明的第三十六方面中，上述的本发明第一、第二、第三、第四、第五、第十三、第十四、第十五、第十六和第十七方面中的，沿视频信号线形成的用于覆盖视频信号线的薄和长的绝缘突起，其介电常数小于3.3，其高度h1在1.5微米到5.0微米的范围内。视频信号线的边缘和绝缘突起的边缘之间的距离L1在3.0微米到6.0微米的范围内。
在本发明的第三十七方面中，上述的本发明第一、第二、第三、第四、第五、第十三、第十四、第十五、第十六和第十七方面中的，覆盖了视频信号线的绝缘突起的边缘和覆盖了绝缘突起的屏蔽共电极的边缘之间的距离L2在0.5微米到10.0微米的范围内。
在本发明的第三十八方面中，上述的本发明第一、第二、第三、第四、第五、第十三、第十四、第十五、第十六和第十七方面中的，被用作制造覆盖视频信号线的绝缘突起的材料的单体或低聚体，至少具有一种苯并环丁烯结构或其介电形式，或者至少具有一种芴骨架或其介电形式。
在本发明的第三十九方面中，上述的本发明第一、第二、第三、第四、第五、第十三、第十四、第十五、第十六和第十七方面中，当形成覆盖视频信号线的薄和长的绝缘突起时，至少同时形成一个闭环结构的障碍物突起隔离器，用于防止由于空气压力或来自某一位置的液晶的压力所导致的主密封的破裂，其中该位置与在其上形成环绕整个有效像素区域的液晶单元的主密封的区域相同。
在本发明的第四十方面中，按照下面的步骤进行生产横向电场类型有源矩阵液晶显示设备的有源矩阵衬底的过程：
(1)形成用于扫描线的图案(扫描线构图步骤)；
(2)将用于薄膜晶体管的硅元件与半导体层分离(硅分离步骤)；
(3)同时形成视频信号线和液晶驱动电极；
(4)形成覆盖视频信号线的隔离器突起，或者同时形成隔离器和覆盖视频信号线的绝缘突起(半色调曝光过程)；
(5)形成用于终端部分和用于静电保护电路的接触孔；以及
(6)同时形成用于屏蔽视频信号线的透明共电极和像素内部的透明共电极。
在本发明的第四十一方面中，按照下面的步骤进行生产横向电场类型有源矩阵液晶显示设备的有源矩阵衬底的过程：
(1)同时形成扫描线、像素内部的共电极，以及用于屏蔽视频信号线的下层共电极；
(2)将用于薄膜晶体管的硅元件与半导体层分离(硅分离步骤)；
(3)同时形成视频信号线和液晶驱动电极；
(4)形成覆盖视频信号线的隔离器突起，或者同时形成隔离器和覆盖视频信号线的绝缘突起(半色调曝光过程)；
(5)形成用于终端部分和用于静电保护电路的接触孔；以及
(6)形成用于屏蔽视频信号线的透明共电极。
在本发明的第四十二方面中，按照下面的步骤进行生产横向电场类型有源矩阵液晶显示设备的有源矩阵衬底的过程：
(1)形成用于扫描线的图案；
(2)形成用于薄膜晶体管的刻蚀终止沟道的图案；
(3)同时形成视频信号线和液晶驱动电极；
(4)形成覆盖视频信号线的隔离器突起，或者同时形成隔离器和覆盖视频信号线的绝缘突起(半色调曝光过程)；
(5)形成用于终端部分和用于静电保护电路的接触孔；以及
(6)同时形成用于屏蔽视频信号线的透明共电极和像素内部的透明共电极。
在本发明的第四十三方面中，按照下面的步骤进行生产横向电场类型有源矩阵液晶显示设备的有源矩阵衬底的过程：
(1)同时形成扫描线、像素内部的共电极，以及用于屏蔽视频信号线的下层共电极；
(2)形成用于薄膜晶体管的刻蚀终止沟道的图案；
(3)同时形成视频信号线和液晶驱动电极；
(4)形成覆盖视频信号线的隔离器突起，或者同时形成隔离器和覆盖视频信号线的绝缘突起(半色调曝光过程)；
(5)形成用于终端部分和用于静电保护电路的接触孔；以及
(6)形成用于屏蔽视频信号线的透明共电极。
在本发明的第四十四方面中，按照下面的步骤进行生产横向电场类型有源矩阵液晶显示设备的有源矩阵衬底的过程：
(1)形成用于扫描线的图案；
(2)同时形成视频信号线和液晶驱动电极，以及将用于薄膜晶体管的硅元件与半导体层分离(半色调曝光过程)；
(3)形成覆盖视频信号线的隔离器突起，或者同时形成隔离器和覆盖视频信号线的绝缘突起(半色调曝光过程)；
(4)形成用于终端部分和用于静电保护电路的接触孔；以及
(5)同时形成用于屏蔽视频信号线的透明共电极和像素内部的透明共电极。
在本发明的第四十五方面中，按照下面的步骤进行生产横向电场类型有源矩阵液晶显示设备的有源矩阵衬底的过程：
(1)同时形成扫描线、像素内部的共电极，以及用于屏蔽视频信号线的下层共电极；
(2)同时形成视频信号线和液晶驱动电极，以及将用于薄膜晶体管的硅元件与半导体层分离(半色调曝光过程)；
(3)形成覆盖视频信号线的隔离器突起，或者同时形成隔离器和覆盖视频信号线的绝缘突起(半色调曝光过程)；
(4)形成用于终端部分和用于静电保护电路的接触孔；以及
(5)形成用于屏蔽视频信号线的透明共电极。
在本发明的第四十六方面中，上述的本发明第一、第二、第三、第四、第五、第十三、第十四、第十五、第十六和第十七方面中的，以环绕视频信号线的方式沿薄和长的绝缘突起形成的用于屏蔽的共电极，在整个有效像素区域上互相连接，并且其电势被设置为接近视频信号电压的中心电压。
在本发明的第四十七方面中，上述的本发明第一、第二、第三、第四、第五、第十三、第十四、第十五、第十六和第十七方面中的，用于驱动液晶分子的一个像素的电极，由三个不同的电极构成，这三个电极包含一个连接到薄膜晶体管、用于驱动液晶的单电极，一个形成在像素左右两侧、用于屏蔽视频信号线的下层共电极，以及一个沿环绕视频信号线的薄和长的绝缘突起形成的上层屏蔽共电极，从而在像素内部不存在共电极。
在本发明的第四十八方面中的横向电场类型有源矩阵液晶显示设备中，使有源矩阵衬底变得平整(平坦)和构建光刻隔离器的过程是通过下面的步骤同时实施的：首先施加负光致抗蚀剂，其厚度为液晶单元间隔加上在像素内部的由非透明金属材料或者金属硅化物或者金属氮化物制成的共电极、用于屏蔽视频信号线的下层共电极以及液晶驱动电极这三者中最大厚度的和，然后从有源矩阵衬底的背表面使紫外光曝光到整个有效像素区域，继而使紫外光完全曝光到形成隔离器的部分，该隔离器是利用用于光刻隔离器的光掩模而形成的，最后对有源矩阵衬底进行显影。
在本发明的第四十九方面中，按照下面的步骤进行生产横向电场类型有源矩阵液晶显示设备的有源矩阵衬底的过程：
(1)同时形成扫描线(薄膜晶体管的门电极)、像素内部的共电极，以及用于屏蔽视频信号线的下层共电极；
(2)将用于薄膜晶体管的硅元件与半导体层分离(硅分离)；
(3)同时形成视频信号线和液晶驱动电极；
(4)形成用于终端部分和用于静电保护电路的接触孔；
(5)同时形成扫描线终端部分、视频信号线终端部分，以及静电保护电路；以及
(6)形成光刻隔离器并且使有效像素区域变得平整(半色调背表面曝光过程)。
在本发明的第五十方面中，按照下面的步骤进行生产横向电场类型有源矩阵液晶显示设备的有源矩阵衬底的过程：
(1)同时形成扫描线(薄膜晶体管的门电极)、像素内部的共电极，以及用于屏蔽视频信号线的下层共电极；
(2)形成用于薄膜晶体管的刻蚀终止沟道的图案；
(3)同时形成视频信号线和液晶驱动电极；
(4)形成用于终端部分和用于静电保护电路的接触孔；
(5)同时形成扫描线终端部分、视频信号线终端部分，以及静电保护电路；以及
(6)形成光刻隔离器并且使有效像素区域变得平整(半色调背表面曝光过程)。
在本发明的第五十一方面中，按照下面的步骤进行生产横向电场类型有源矩阵液晶显示设备的有源矩阵衬底的过程：
(1)同时形成扫描线(薄膜晶体管的门电极)、像素内部的共电极，以及用于屏蔽视频信号线的下层共电极；
(2)将用于薄膜晶体管的硅元件与半导体层分离(硅分离)；
(3)形成用于终端部分和用于静电保护电路的接触孔；
(4)同时形成视频信号线、液晶驱动电极、扫描线终端部分、视频信号线终端部分，以及静电保护电路；以及
(5)形成光刻隔离器并且使有效像素区域变得平整(半色调背表面曝光过程)。
在本发明的第五十二方面中，按照下面的步骤进行生产横向电场类型有源矩阵液晶显示设备的有源矩阵衬底的过程：
(1)同时形成扫描线(薄膜晶体管的门电极)、像素内部的共电极，以及用于屏蔽视频信号线的下层共电极；
(2)将用于薄膜晶体管的硅元件与半导体层分离(硅分离)并且形成用于终端部分和用于静电保护电路的接触孔(第一和第二半色调曝光过程)。
在本发明的第五十三方面中，按照下面的步骤进行生产横向电场类型有源矩阵液晶显示设备的有源矩阵衬底的过程：
(1)同时形成扫描线(薄膜晶体管的门电极)、像素内部的共电极，以及用于屏蔽视频信号线的下层共电极；
(2)同时形成视频信号线和液晶驱动电极，以及将用于薄膜晶体管的硅元件与半导体层分离(半色调曝光过程)；
(3)形成用于终端部分和用于静电保护电路的接触孔；
(4)同时形成扫描线终端部分、视频信号线终端部分，以及静电保护电路；以及
(5)形成光刻隔离器并且使有效像素区域变得平整(半色调背表面曝光过程)。
在本发明的第五十四方面中，按照下面的步骤进行生产横向电场类型有源矩阵液晶显示设备的有源矩阵衬底的过程：
(1)同时形成扫描线(薄膜晶体管的门电极)、像素内部的共电极，以及用于屏蔽视频信号线的下层共电极(对于P-SiNx\a-Si i层\n+a-Si层的结构，使用包含了阴影框架的掩模沉积处理过程)；
(2)同时形成视频信号线、液晶驱动电极、静电保护电路和扫描线终端部分，以及将用于薄膜晶体管的硅元件与半导体层分离(半色调曝光过程)；以及
(3)形成光刻隔离器并且使有效像素区域变得平整(半色调背表面曝光过程)。
在本发明的第五十五方面中，对于在用于使横向电场类型液晶显示设备的有源矩阵衬底的有效像素区域变得平整的过程中使用的半色调背表面曝光装置，将用于紫外光或紫外光LED的硅光纤光缆按照同轴方式束在一起，使得紫外线可以从衬底的背表面仅对横向电场类型液晶显示设备的有源矩阵衬底的有效像素区域进行曝光处理。
在本发明的第五十六方面中，对于半色调背面曝光过程，上述的本发明第四十八、第四十九、第五十、第五十一、第五十二、第五十三和第五十四方面中，在将紫外光完全曝光到将要构建隔离器的部分之前，从有源矩阵衬底的背表面利用紫外光对整个有效像素区域进行曝光处理，其中隔离器是利用用于构建光刻隔离器的光掩模而形成的。然后，在对衬底进行显影之后，利用白光干涉仪测量有源矩阵衬底侧面的有效像素区域内衬底表面的不平整度以及隔离器的高度，从而可以通过一个反馈控制过程，响应来自白光干涉仪的测量数据从而对光致抗蚀剂的涂覆厚度和用于半色调背表面曝光的光量进行控制。
在本发明的第五十七方面中，按照下面的步骤进行生产横向电场类型有源矩阵液晶显示设备的有源矩阵衬底的过程：
(1)利用激光束在玻璃衬底的内部形成对准标记；
(2)使两个或多个不同种类的金属层或金属化合物层或者合金层沉积(在由激光束生成的对准标记部分处不进行沉积)；
(3)在施加了正光致抗蚀剂之后，通过利用普通光掩模的曝光不足方法的第一半色调曝光过程，使门总线和共总线曝光，然后通过第二曝光过程使门总线、共总线、用于屏蔽视频信号线的共电极，以及像素内部的共电极曝光；
(4)在进行显影后，利用第一湿刻蚀或干刻蚀处理过程使沉积的金属被刻蚀掉，然后，通过氧气等离子灰化方法去除半色调曝光区域处的正光致抗蚀剂，并且然后通过第二湿刻蚀或干刻蚀处理过程去除半色调曝光区域处不必要的金属层，并且通过利用该第一和第二刻蚀处理过程，形成门总线、共总线、用于屏蔽视频信号线的共电极，以及像素内部的共电极；
(5)沉积门绝缘膜、非掺杂薄膜半导体层(a-Si i层)以及n+a-Si层(欧姆接触层)，并且在其上涂覆正光致抗蚀剂，然后通过利用普通光掩模的曝光不足方法的第一半色调曝光过程，使a-Si硅岛状物曝光，并且然后通过第二曝光过程使用于门终端连接部分和用于静电保护电路的接触孔曝光；
(6)在进行显影后，通过第一干刻蚀处理过程将门绝缘膜、非掺杂薄膜半导体层(a-Si i层)以及n+a-Si层(欧姆接触层)刻蚀掉，从而形成用于门终端连接部分和静电保护电路的接触孔，然后，在利用氧气等离子灰化方法去除了半色调曝光区域处的正光致抗蚀剂之后，利用第二刻蚀处理过程去除半色调曝光区域处的不必要的非掺杂薄膜半导体层(a-Si i层)以及n+a-Si层(欧姆接触层)，并且然后，利用该第一和第二刻蚀处理过程构建a-Si硅岛状物、门终端连接部分以及静电保护电路；以及
(7)同时构建视频信号线、液晶驱动电极、静电保护电路以及门终端(通过利用普通光掩模的半色调曝光过程)。
在本发明的第五十八方面中，在用于生产本发明的有源矩阵显示设备的薄膜晶体管的生产过程中使用的曝光设备具有这样一种功能：在利用普通的光掩模实施第一半色调曝光(非完全曝光)过程，从而构建了沟道长度大约为薄膜晶体管沟道长度一半的源电极和漏电极之后，并且在将有源矩阵衬底沿水平方向移动了大约为薄膜晶体管沟道长度一半的长度之后，实施第二半色调曝光(完全曝光)过程。
在本发明的第五十九方面中，通过下面的步骤来进行生产有源矩阵液晶显示设备的薄膜晶体管的过程：首先利用普通光掩模实施第一半色调曝光(非完全曝光；曝光不足)，从而构建沟道长度大约为薄膜晶体管沟道长度一半的薄膜晶体管的源电极和漏电极，然后将有源矩阵衬底沿水平方向移动了大约为薄膜晶体管的目标沟道长度一半的长度，继而在实施第二半色调曝光(非完全曝光；曝光不足)之后，对正光致抗蚀剂进行显影，由此使薄膜晶体管的沟道部分的正光致抗蚀剂的厚度减小，所减小的量对应于目标沟道的长度。
在本发明的第六十方面中，上述的本发明第五十九方面中的半色调移动曝光技术被用于同时实施薄膜晶体管的硅元件分离和视频信号线(源电极)和漏电极(连接到液晶驱动电极或透明像素电极的电极)的形成。
在本发明的第六十一方面中，利用上述的本发明第五十九方面中的半色调移动曝光技术，通过下面的步骤进行生产有源矩阵衬底的过程：
(1)同时形成扫描线(薄膜晶体管的门电极)和共电极；
(2)同时形成视频信号线(薄膜晶体管的源电极)和漏电极，以及将用于薄膜晶体管的硅元件与半导体层分离(半色调曝光过程)；
(3)形成用于扫描线终端部分、视频信号线终端部分以及用于静电保护电路的接触孔；以及
(4)同时形成扫描线终端部分、视频信号线终端部分、静电保护电路以及透明电极。
在本发明的第六十二方面中，利用上述的本发明第五十九方面中的半色调移动曝光技术，通过下面的步骤进行生产横向电场类型有源矩阵液晶显示设备的有源矩阵衬底的过程：
(1)同时形成扫描线(门电极)、像素内部的共电极，以及用于屏蔽视频信号线的下层共电极(在使用了P-SiNx\a-Si i层\n+a-Si层的结构的情况下，使用包含了阴影框架的掩模沉积处理过程)；
(2)同时形成视频信号线、液晶驱动电极、静电保护电路和扫描线终端部分，以及将用于薄膜晶体管的硅元件与半导体层分离(半色调曝光过程)；以及
(3)形成光刻隔离器并且使有效像素区域变得平整(半色调背表面曝光过程)。
在本发明的第六十三方面中，上述本发明的第三、第四、第五、第十五、第十六和第十七方面中的隔离器突起具有这样一种特性：在真空下通过将有源矩阵衬底和滤色片衬底相互叠置而构建液晶单元期间，响应于空气压力，沿着整个有效像素区域弹性地而均匀地变形，并且变形的范围在0.1微米到0.5微米之间。
在本发明的第六十四方面中，按照下面的步骤进行生产横向电场类型有源矩阵液晶显示设备的有源矩阵衬底的过程：
(1)形成扫描线；
(2)将用于薄膜晶体管的硅元件与半导体层分离(硅分离步骤)；
(3)同时形成视频信号线(源电极)和漏电极；
(4)形成覆盖视频信号线的隔离器突起，或者同时形成隔离器和覆盖视频信号线的突起(半色调曝光过程)；
(5)形成用于终端部分、漏电极以及静电保护电路的接触孔；以及
(6)同时形成用于屏蔽视频信号线的透明共电极、像素内部的透明共电极以及液晶驱动电极。
在本发明的第六十五方面中，按照下面的步骤进行生产横向电场类型有源矩阵液晶显示设备的有源矩阵衬底的过程：
(1)同时形成扫描线和用于屏蔽视频信号线的下层共电极；
(2)将用于薄膜晶体管的硅元件与半导体层分离(硅分离步骤)；
(3)同时形成视频信号线(源电极)和漏电极；
(4)形成覆盖视频信号线的隔离器突起，或者同时形成隔离器和覆盖视频信号线的突起(半色调曝光过程)；
(5)形成用于终端部分、漏电极以及静电保护电路的接触孔；以及
(6)同时形成用于屏蔽视频信号线的透明共电极、像素内部的透明共电极以及液晶驱动电极。
在本发明的第六十六方面中，按照下面的步骤进行生产横向电场类型有源矩阵液晶显示设备的有源矩阵衬底的过程：
(1)形成扫描线；
(2)形成用于薄膜晶体管的刻蚀终止沟道的图案；
(3)同时形成视频信号线(源电极)和漏电极；
(4)形成覆盖视频信号线的隔离器突起，或者同时形成隔离器和覆盖视频信号线的突起(半色调曝光过程)；
(5)形成用于终端部分、漏电极以及静电保护电路的接触孔；以及
(6)同时形成用于屏蔽视频信号线的透明共电极、像素内部的透明共电极以及液晶驱动电极。
在本发明的第六十七方面中，按照下面的步骤进行生产横向电场类型有源矩阵液晶显示设备的有源矩阵衬底的过程：
(1)同时形成扫描线和用于屏蔽视频信号线的下层共电极；
(2)形成用于薄膜晶体管的刻蚀终止沟道的图案；
(3)同时形成视频信号线和漏电极；
(4)形成覆盖视频信号线的隔离器突起，或者同时形成隔离器和覆盖视频信号线的突起(半色调曝光过程)；
(5)形成用于终端部分、漏电极以及静电保护电路的接触孔；以及
(6)同时形成用于屏蔽视频信号线的透明共电极、像素内部的透明共电极以及液晶驱动电极。
在本发明的第六十八方面中，按照下面的步骤进行生产横向电场类型有源矩阵液晶显示设备的有源矩阵衬底的过程：
(1)形成扫描线；
(2)同时形成视频信号线(源电极)和漏电极，以及将用于薄膜晶体管的硅元件与半导体层分离(半色调曝光过程)；
(3)形成覆盖视频信号线的隔离器突起，或者同时形成隔离器和覆盖视频信号线的突起(半色调曝光过程)；
(4)形成用于终端部分、漏电极以及静电保护电路的接触孔；以及
(5)同时形成用于屏蔽视频信号线的透明共电极、像素内部的透明共电极以及液晶驱动电极。
在本发明的第六十九方面中，按照下面的步骤进行生产横向电场类型有源矩阵液晶显示设备的有源矩阵衬底的过程：
(1)同时形成扫描线和用于屏蔽视频信号线的下层共电极；
(2)同时形成视频信号线(源电极)和漏电极，以及将用于薄膜晶体管的硅元件与半导体层分离(半色调曝光过程)；
(3)形成覆盖视频信号线的隔离器突起，或者同时形成隔离器和覆盖视频信号线的突起(半色调曝光过程)；
(4)形成用于终端部分、漏电极以及静电保护电路的接触孔；以及
(5)同时形成用于屏蔽视频信号线的透明共电极、像素内部的透明共电极以及液晶驱动电极。
在本发明的第七十方面中，上述的本发明第四十七方面中的，视频信号线、以覆盖视频信号线的方式形成的薄和长的绝缘突起、用于屏蔽由视频信号线导致的电场的上层共电极、用于屏蔽的下层共电极以及像素内部的液晶驱动电极，在像素之内至少受到一次弯曲，弯曲的角度相对于液晶分子的对准方向在0-30度的范围内(不包含0度)，并且类似地，与有源矩阵衬底相对的、滤色片衬底的侧面上的滤色片层和光屏蔽膜(黑掩模)在像素之内至少受到一次弯曲，弯曲的角度相对于液晶分子的对准方向在0-30度的范围内(不包含0度)。
在本发明的第七十一方面中，上述的本发明第四十七方面中的，视频信号线、以覆盖视频信号线的方式形成的薄和长的绝缘突起、用于屏蔽由视频信号线导致的电场的上层共电极、用于屏蔽的下层共电极以及像素内部的液晶驱动电极，在像素之内至少受到一次弯曲，弯曲的角度相对于液晶分子的对准方向在60-120度的范围内(不包含90度)，并且类似地，与有源矩阵衬底相对的、滤色片衬底的侧面上的滤色片层和光屏蔽膜(黑掩模)在像素之内至少受到一次弯曲，弯曲的角度相对于液晶分子的对准方向在60-120度的范围内(不包含90度)。
根据上述的本发明第一、第二、第三、第四以及第五方面，屏蔽视频信号线的电场的共电极的宽度可以得到显著地降低，并且孔径比可以得到显著地改善。特别地，通过利用本发明的第三、第四和第五方面，可以将覆盖视频信号线的突起和隔离器一同使用。进一步，利用半色调曝光方法，可以同时构建覆盖视频信号线的突起和隔离器，这就显著地缩短了生产过程所需的时间。在由日本专利公开No.2002-258321和No.2002-323706所公开的传统技术中，要求在滤色片衬底上构建光隔离器，这就需要额外的生产过程。在本发明中利用了环绕视频信号线的突起以及隔离器，这就可以简化生产过程，特别是当液晶单元间隔小于3微米时的情况更是如此，由此使得可以显著地降低生产成本。
根据上述的本发明第二和第五方面，视频信号线和屏蔽共电极之间的电容可以被最小化，因此，即使当液晶显示系统的尺寸增加到四十(40)英寸或更大的时候，也可以使孔径比最大化而同时使视频信号波形的畸变最小化。特别地，本发明的第二和第五方面对降低视频信号波形的畸变是有益的，特别是当液晶单元间隔小于2.5微米的时候情况更是如此。
根据上述本发明的第六和第十八方面，覆盖视频信号线的绝缘突起和屏蔽共电极之间的粘接强度得到了改善，并且防止了膜剥落的问题，由此提高了生产产量。而且，通过将透明材料用于屏蔽共电极，当液晶受到驱动时就可以允许光通过屏蔽共电极周围的区域，从而改善了有效透射率，由此实现了具有高亮度和高对比度的液晶显示设备。
根据上述的本发明第七和第十九方面，在进行研磨对准处理过程中，研磨布毛边末端的运动可以平滑地进行，从而可以防止对准缺陷的发生。在日本专利公开No.2002-258321和No.2002-323706中公开的传统技术未利用小于30度的尖端角，该角是有源矩阵衬底上的突起的边缘处的角。因此，在传统技术的突起的边缘部分处不能获得研磨布毛边末端的平滑运动，这就导致了差的对准情况。因此，其导致了在黑显示期间，在具有差的对准的部分处，光发生泄漏，并且因此显著地降低了对比度。根据本发明，将覆盖视频信号线的突起的尖端角控制为小于30度，从而在黑显示期间不会发生光泄漏，这就可以获得具有高对比度的高图像质量。
根据上述的本发明第四、第五、第八、第十、第十一、第十二、第十六、第十七、第二十、第二十三和第二十四方面，利用液晶滴落送料真空附着对准设备，在液晶单元构建期间，液晶平滑地散布在液晶单元内，因此可以减少与残余空气泡有关的问题。在常压下生成液晶单元然后将这些液晶单元切割成用于在真空中注射液晶的单个单元的传统技术并不适用于本发明的液晶单元构建。该传统的注射技术花费了过多的时间，这显著地降低了生产效率。由于如今液晶滴落送料真空附着对准设备已经开始在大批量生产线中使用，因此可以容易地在实际应用中实施本发明的结构。
根据上述的本发明第九和第二十一方面，在液晶滴落送料真空附着对准过程中，可以避免有源矩阵衬底和滤色片衬底在附著对准运动中互相接触时出现的屏蔽共电极的膜剥落问题，由此可以使得对对准膜的破坏最小化。
根据上述的本发明第十三、第十四、第十五、第十六和第十七方面，可以降低在屏蔽共电极和扫描线之间生成的电容。因此，即使对于尺寸为例如四十(40)英寸或更大的超大尺寸的液晶显示设备来说，也可以使孔径比最大化而同时使扫描线上的扫描信号波形的畸变最小化。特别地，利用第十四和第十七方面，可以使孔径比最大化，而使视频信号线和扫描线上的信号波形的畸变都得到最小化。
根据上述的本发明第二十五方面，由于利用了通过绝缘膜覆盖视频信号的上层和下层屏蔽共电极，屏蔽效果可以得到改善。相应地，即使当屏蔽共电极的宽度降低时也可以消除垂直串扰，并且可以将孔径比增加到最大水平。因为上层屏蔽共电极的屏蔽效果高于下层共电极的屏蔽效果，所以可以通过形成宽度大于下层屏蔽共电极的上层屏蔽共电极，来获得最高的屏蔽效果和高孔径比。
根据上述的本发明第二十六、第二十七、第二十八、第二十九和第三十方面，可以在单个像素内使正介电常数各向异性液晶分子在两个不同的方向上旋转(右旋和左旋)，由此可以获得较宽的视角。而且，可以显著地降低彩色偏移现象从而获得适合液晶显示电视的图像质量。利用本发明的结构，横向电场类型液晶显示设备可以获得较宽的视场角、高孔径比、低成本、高对比度以及高响应速度。
根据上述的本发明第三十一、第三十二、第三十三、第三十四和第三十五方面，可以在单个像素内使负介电常数各向异性液晶分子在两个不同的方向上旋转(右旋和左旋)，由此可以获得较宽的视场角。
根据上述的本发明第三十六、第三十七和第三十八方面，即使当横向电场类型液晶显示设备的单元间隔小于3.0微米时，也可以防止屏蔽共电极和视频信号线之间所生成的电容的增加，由此降低了视频信号线上的信号波形的畸变。而且，可以将液晶驱动电极和屏蔽共电极之间所生成的电场集中到每个电极的边缘处，从而即使当单元间隔小于3.0微米时，也可以驱动液晶分子，而不增加液晶驱动电压。
根据上述的本发明第三十九方面，可以防止对主密封的破坏，而这种破坏典型地会出现在液晶滴落送料真空附着对准过程中。当隔离器突起位于主密封的施加区域周围的时候，隔离器突起起到防止刺破液晶的保护壁的作用。通过增加以闭环方式设置在主密封施加区域周围的隔离器突起的宽度，从而使该宽度大于有效像素区域的隔离器突起的宽度，可以进一步增加该保护壁的效果。而且，因为本发明的液晶显示设备并不必将主密封材料与玻璃光纤相混和来确定单元间隔，所以完全消除了将铝或铝合金用作扫描线和视频信号线时，由于将玻璃光纤混和到主密封中的压力所会引起的线路的破损。
根据上述的本发明第四十、第四十一、第四十二、第四十三、第四十四和第四十五方面，因为可以生产覆盖视频信号线的绝缘突起或者利用半色调曝光技术同时生产覆盖视频信号线的突起以及隔离器，所以可以减少生产步骤和降低成本。根据日本专利公开No.2002-258321和No.2002-323706所示的传统技术，要求有一个单独的过程用于生产光刻隔离器，这不可避免地会增加生产成本。
根据上述的本发明第四十六方面，因为屏蔽共电极是以平表面形式进行连接的，所以可以降低阻抗。通过这种结构，可以将屏蔽共电极的厚度减少到尽可能薄的程度。当采用点反转驱动技术的时候，对于屏蔽共电极来说300-500埃的厚度就足够了。通过使用本发明的这一方面以及第七和第十九方面，在研磨对准处理期间，研磨布毛边末端的运动可以平滑地进行，这可以避免对准缺陷并且完全消除黑屏中的光泄漏，由此获得了具有优良对比度的图像和均匀的半色调图像显示。而且，在如本发明中的，其中不仅在像素的左右两侧连接了屏蔽共电极并且还在像素的上下两侧也连接了屏蔽共电极的结构中，一部分屏蔽电极的破损不会导致屏幕上的线缺陷，从而将不会显著地影响图像。因此，显著提高了生产过程中的产量。
根据上述的本发明第四十七、第七十和第七十一方面，可以提供具有高图像质量、高孔径比、高响应速度以及宽视场角的横向电场类型液晶显示设备。利用本发明的结构，即使当视频信号的间距小到50微米时，也可以使液晶分子在两个相反的方向上旋转(右旋和左旋)，而不降低孔径比。本发明的结构并不总是要求对应于视频信号线的黑掩模，但是，通过向黑掩模和上面的涂覆层提供导电性，可以防止滤色片层带有静电。
根据上述的本发明第四十八方面，通过同时进行使横向类型电场类型有源矩阵衬底变得平整和构建光刻隔离器的过程可以简化生产过程。本发明的平整方法，其中衬底受到来自背表面的紫外线的曝光，并不在液晶驱动电极和共电极的上层上留有一个平整层。因此，用于驱动液晶的电压并不增加。因为平整层并不留在液晶驱动电极和共电极的上层上，所以不会出现有机平整层的偏振效应或电荷陷波效应，这可以避免残余图像的问题。在研磨对准处理期间，研磨布毛边末端可以平滑地进行运动，这是因为有源矩阵衬底的表面上不存在不平整处，因此不会发生对准缺陷。由于不会发生对准缺陷，所以可以获得理想的黑显示。相应地，可以获得具有高对比度的显示设备，而其在显示半色调图像的时候不会出现不平整处。
根据上述的本发明第四十九、第五十、第五十一、第五十二、第五十三和第五十四方面，在生产横向电场类型液晶显示设备期间，通过同时进行使有源矩阵衬底变得平整和构建光刻隔离器，可以简化生产过程。特别是利用第五十四方面，可以显著地降低成本，这是因为可以通过三(3)个光掩模步骤完成用于构建有源矩阵衬底的全过程。
利用本发明的背表面曝光平整(平坦或平面化)方法，在液晶驱动电极和共电极上不会保留有平整层，因此液晶驱动电压不会增加。而且，因为在液晶驱动电极和共电极上没有平整层，所以不会发生偏振效应或电荷陷波效应，由此消除了残余图像。因为有源矩阵衬底的表面上不存在不平整区域，所以在研磨对准处理期间研磨布毛边末端可以进行平滑地运动，因此不会发生对准缺陷。
根据上述的本发明第五十五和第五十六方面，即使当有源矩阵衬底大到两(2)米或更大时，也可以容易地构建一个用于进行背表面曝光的光学系统。即使当增加了衬底的尺寸时，本发明的光学系统也可以容易地调整光曝光的程度并且在整个衬底区域上均匀曝光。横向电场类型液晶显示系统很容易受到液晶单元间隔的影响，因此，必须仔细地控制光刻隔离器的高度以及平整(平面化)了的区域周围的平整度，以防止半色调图像显示中的不平整。通过将本发明的生产系统与一个反馈环结合使用，所生产的有源矩阵衬底可以不存在单元间隔的不平整度。
根据上述的本发明第五十七方面，在半色调曝光过程中利用普通的光掩模，可以形成用于屏蔽视频信号线的下层共电极的非常薄的膜，以及形成像素内部的共电极的非常薄的膜，以及同时分离用于薄膜晶体管的硅元件(硅岛状物)并生成接触孔。而且，可以生产具有高性能的有源矩阵衬底，而不增加光掩模过程。此外，在构建视频信号线和液晶驱动电极期间，在半色调曝光过程中利用普通的光掩模，可以生产厚度小于300-500埃的液晶驱动电极，这消除了对于需要形成平整层的平整过程的需要，由此可以极大地降低生产成本。
根据上述的本发明第五十八、第五十九、第六十、第六十一和第六十二方面，利用普通的光掩模就可以容易地降低有源矩阵衬底生产过程中的步骤的数量，而不使用昂贵的光透射率可调光掩模(半色调光掩模)。本发明不仅适用于横向电场类型液晶显示设备和其他模式的液晶设备，还适用于有源矩阵衬底类型有机EL显示设备，因此它的应用范围非常宽。利用了本发明的半色调移动曝光装置和半色调移动曝光过程的生产方法，对于降低大尺寸显示设备的生产成本是有益的。传统上，由于半色调掩模的高成本，试图将利用半色调光掩模(光透射率可调光掩模)的半色调曝光方法应用到大衬底的生产上是不可行的。但是，利用本发明的方法，通过在半色调偏移曝光中使用便宜的普通光掩模就可以容易地生产大的衬底了，因此，消除了对将半色调曝光过程应用于大衬底的限制。
根据上述的本发明第六十三方面，可以防止气泡陷入到单元内，这是因为即使当由于低温的原因而导致液晶单元中的液晶的体积减小的时候，隔离器突起的高度将会随着液晶体积的变化而发生变化。特别地，通过增加塑性形变的范围，响应于在液晶注入真空附着对准过程中，空气压力条件下所进行的增压过程期间的液晶滴落的量，液晶单元内的体积可以容易地发生变化，由此完全消除了残余气泡的问题。
根据上述的本发明第六十四、第六十五、第六十六、第六十七、六十八和第六十九方面，可以将所有用于驱动横向电场类型液晶显示设备的液晶分子的电极的厚度保持在300-500埃。因此由于不再需要平整过程，所以生产成本可以得到降低。在生产过程的最后阶段，可以同时生产所有用于驱动液晶分子的电极，并且因此可以将相同的材料用于所有驱动电极，从而这些电极的化学势能都是相同的。这使得可以通过交流(AC)电压驱动液晶分子，这可以防止残余图像问题的发生。可以用非常薄的膜(小于500埃)来形成驱动液晶分子所需的所有电极，因此，在研磨对准处理期间，研磨布毛边末端可以进行平滑运动并且可以避免对准缺陷。因此，可以完全消除黑电平显示期间的光泄漏，由此获得具有高对比度的显示。
附图说明
图1A-1B是横截面图，表示了根据本发明的半色调曝光光掩模和有源矩阵衬底上进行显影之后的正光致抗蚀剂。
图2A-2B是横截面图，表示了根据本发明的半色调曝光光掩模和有源矩阵衬底上进行显影之后的正光致抗蚀剂。
图3是流程图，表示了传统技术中的光掩模处理过程中所涉及的四个操作步骤。
图4是流程图，表示了本发明中的光掩模处理过程中所涉及的四个操作步骤。
图5A-5C是横截面图，表示了本发明中分离的两步骤曝光方法和进行显影之后的正光致抗蚀剂的结构的例子。
图6A-6C是横截面图，表示了本发明中分离的两步骤曝光方法和进行显影之后的正光致抗蚀剂的结构的另一个例子。
图7A-7E是横截面图，表示了本发明中用于形成视频信号线和共电极的生产过程的例子。
图8A-8E是横截面图，表示了本发明中用于形成视频信号线和共电极的生产过程的另一个例子。
图9是透视图，表示了本发明激光对准标记处理过程中所使用的激光光学系统的结构。
图10是示意图，表示了本发明激光对准标记处理过程中所使用的利用了一个fθ透镜的激光光学系统。
图11是示意图，表示了本发明中由激光光学系统形成的激光对准标记的位置。
图12是示意图，表示了本发明中用于激光束扫描曝光的光学系统的结构。
图13是示意图，表示了根据本发明的用于利用了微反射镜阵列的紫外线曝光方法的字幕器光学系统的结构(反转的实像)。
图14是示意图，表示了根据本发明的用于利用了微反射镜阵列的紫外线曝光方法的多透镜光学系统的结构(非反转的实像)。
图15是平面图，表示了用于本发明的多透镜扫描曝光系统的结构的例子。
图16是脉冲波形图，用于解释根据本发明的微反射镜阵列的动作，该动作用于通过控制时间宽度来调整紫外光的透射率。
图17是平面图，表示了本发明中多透镜扫描曝光系统所使用的扫描曝光设备的结构的例子。
图18是平面图，表示了本发明的直接半色调曝光方法中所使用的扫描曝光设备中的结构的例子，该结构中没有使用光掩模。
图19是横截面图，表示了本发明的分离的两步骤曝光方法中所使用的扫描曝光设备。
图20A-20B是示意图，表示了本发明直接半色调曝光中的曝光原理以及进行显影后光致抗蚀剂的横截面结构。
图21是电路图，表示了由薄膜晶体管形成的静电保护电路中的配置的例子。
图22是电路图，表示了由薄膜晶体管形成的静电保护电路中的配置的另一个例子。
图23是平面图，表示了根据本发明的由薄膜晶体管形成的静电保护电路的结构的例子。
图24是平面图，表示了根据本发明的由薄膜晶体管形成的静电保护电路的结构的另一个例子。
图25是平面图，表示了根据本发明的由薄膜晶体管形成的静电保护电路的结构的又一个例子。
图26是平面图，表示了根据本发明的由薄膜晶体管形成的静电保护电路的结构的再一个例子。
图27A-27F是横截面图，表示了本发明的四步骤光掩模处理过程中涉及的有源矩阵衬底生产流程的例子。
图28A-28F是横截面图，表示了本发明的三步骤光掩模处理过程中涉及的有源矩阵衬底生产流程的例子。
图29是平面图，表示了本发明的混合曝光方法中所使用的扫描曝光设备的结构的例子。
图30是平面图，表示了本发明的混合曝光方法中所使用的扫描曝光设备的结构的另一个例子。
图31是平面图，表示了利用本发明的混合曝光方法所生产的横向电场类型有源矩阵阵列衬底的结构的例子。
图32A-32E是示意图，表示了本发明的半色调移动曝光方法的原理和进行显影后的光致抗蚀剂的横截面结构。
图33A-33B是示意图，表示了本发明的半色调移动曝光方法的原理的例子。
图34A-34B是示意图，表示了本发明的半色调移动曝光方法的原理的另一个例子。
图35A-35E是示意图，表示了本发明的半色调移动曝光方法的原理和进行显影后的光致抗蚀剂的横截面结构。
图36A-36F是横截面图，表示了传统技术中的四步骤光掩模处理过程中所涉及的生产流程的例子。
图37A-38B是示意图，表示了本发明的半色调移动曝光方法的原理的另一个例子。
图38A-38B是示意图，表示了本发明的分离的两步骤曝光方法原理的例子。
图39A-39B是示意图，表示了本发明的分离的两步骤曝光方法原理的另一个例子。
图40A-40B是示意图，表示了本发明的分离的两步骤曝光方法原理的又一个例子。
图41A-41B是示意图，表示了本发明的分离的两步骤曝光方法原理的再一个例子。
图42是流程图，表示了本发明的四步骤光掩模处理过程中所涉及的生产流程。
图43A-43B是示意图，表示了本发明的分离的两步骤曝光方法原理的另一个例子。
图44A-44B是示意图，表示了本发明的分离的两步骤曝光方法原理的又一个例子。
图45是横截面图，表示了根据本发明的横向电场类型液晶面板结构的例子，该结构包含覆盖了视频信号线的隔离器和形成在隔离器上的屏蔽电极。
图46是横截面图，表示了根据本发明的横向电场类型液晶面板结构的另一个例子，该结构包含覆盖了视频信号线的隔离器和形成在隔离器上的屏蔽电极。
图47是横截面图，表示了本发明中横向电场类型液晶面板结构的例子。
图48是横截面图，表示了本发明中横向电场类型液晶面板结构的另一个例子。
图49是横截面图，表示了本发明中横向电场类型液晶面板结构的另一个例子。
图50是横截面图，表示了本发明中横向电场类型液晶面板结构的另一个例子。
图51是横截面图，表示了本发明中横向电场类型液晶面板结构的另一个例子。
图52是横截面图，表示了本发明中横向电场类型液晶面板结构的另一个例子。
图53是横截面图，表示了本发明中横向电场类型液晶面板结构的另一个例子。
图54是横截面图，表示了本发明中横向电场类型液晶面板结构的另一个例子。
图55是横截面图，表示了本发明中横向电场类型液晶面板结构的另一个例子。
图56是横截面图，表示了本发明中横向电场类型液晶面板结构的另一个例子。
图57是横截面图，表示了本发明中横向电场类型液晶面板结构的另一个例子。
图58是横截面图，表示了本发明中横向电场类型液晶面板结构的另一个例子。
图59是横截面图，表示了本发明中横向电场类型液晶面板结构的另一个例子。
图60是横截面图，表示了本发明中横向电场类型液晶面板结构的另一个例子。
图61是横截面图，表示了本发明中横向电场类型液晶面板结构的另一个例子。
图62是横截面图，表示了本发明中横向电场类型液晶面板结构的另一个例子。
图63是横截面图，表示了本发明中横向电场类型液晶面板结构的另一个例子。
图64是横截面图，表示了本发明中横向电场类型液晶面板结构的另一个例子。
图65是横截面图，表示了本发明中横向电场类型液晶面板结构的另一个例子。
图66是横截面图，表示了本发明中横向电场类型液晶面板结构的另一个例子。
图67是横截面图，表示了本发明中横向电场类型液晶面板结构的另一个例子。
图68是横截面图，表示了本发明中横向电场类型液晶面板结构的另一个例子。
图69是平面图，表示了根据本发明的横向电场类型液晶显示设备的结构的例子。
图70是平面图，表示了根据本发明的横向电场类型液晶显示设备的结构的另一个例子。
图71是平面图，表示了根据本发明的横向电场类型液晶显示设备的结构的另一个例子。
图72是平面图，表示了根据本发明的横向电场类型液晶显示设备的结构的另一个例子。
图73是平面图，表示了根据本发明的横向电场类型液晶显示设备的结构的另一个例子。
图74是平面图，表示了根据本发明的横向电场类型液晶显示设备的结构的另一个例子。
图75是平面图，表示了根据本发明的横向电场类型液晶显示设备的结构的另一个例子。
图76是平面图，表示了根据本发明的横向电场类型液晶显示设备的结构的另一个例子。
图77是平面图，表示了根据本发明的横向电场类型液晶显示设备的结构的另一个例子。
图78是平面图，表示了根据本发明的横向电场类型液晶显示设备的结构的另一个例子。
图79是平面图，表示了根据本发明的横向电场类型液晶显示设备的结构的另一个例子。
图80是平面图，表示了根据本发明的横向电场类型液晶显示设备的结构的另一个例子。
图81是平面图，表示了根据本发明的横向电场类型液晶显示设备的结构的另一个例子。
图82是平面图，表示了根据本发明的横向电场类型液晶显示设备的结构的另一个例子。
图83是平面图，表示了根据本发明的横向电场类型液晶显示设备的结构的另一个例子。
图84是平面图，表示了根据本发明的横向电场类型液晶显示设备的结构的另一个例子。
图85是平面图，表示了根据本发明的横向电场类型液晶显示设备的结构的另一个例子。
图86是平面图，表示了根据本发明的横向电场类型液晶显示设备的结构的另一个例子。
图87是平面图，表示了根据本发明的横向电场类型液晶显示设备的结构的另一个例子。
图88是平面图，表示了根据本发明的横向电场类型液晶显示设备的结构的另一个例子。
图89是平面图，表示了根据本发明的横向电场类型液晶显示设备的结构的另一个例子。
图90是平面图，表示了根据本发明的横向电场类型液晶显示设备的结构的另一个例子。
图91是平面图，表示了根据本发明的横向电场类型液晶显示设备的结构的另一个例子。
图92是平面图，表示了根据本发明的横向电场类型液晶显示设备的结构的另一个例子。
图93是平面图，表示了根据本发明的横向电场类型液晶显示设备的结构的另一个例子。
图94是平面图，表示了根据本发明的横向电场类型液晶显示设备的结构的另一个例子。
图95是平面图，表示了根据本发明的横向电场类型液晶显示设备的结构的另一个例子。
图96是平面图，表示了根据本发明的横向电场类型液晶显示设备的结构的另一个例子。
图97是平面图，表示了根据本发明的横向电场类型液晶显示设备的结构的另一个例子。
图98是曲线图，表示了关于本发明的半色调处理过程中所使用的进行显影后的负光致抗蚀剂的厚度的特性。
图99是曲线图，表示了关于本发明的半色调处理过程中所使用的进行显影后的负光致抗蚀剂的线宽度的特性。
图100A-100B是横截面图，表示了本发明的半色调曝光中所使用的光掩模的横截面结构和进行显影后的负光致抗蚀剂的例子。
图101A-101B是横截面图，表示了本发明的半色调曝光中所使用的光掩模的横截面结构和进行显影后的负光致抗蚀剂的另一个例子。
图102A-102C是横截面图，表示了本发明的分离的两步骤曝光方法和进行显影后的负光致抗蚀剂的横截面结构的例子。
图103A-103C是横截面图，表示了本发明的分离的两步骤曝光方法和进行显影后的负光致抗蚀剂的横截面结构的另一个例子。
图104是放大了的横截面图，表示了本发明中覆盖了视频信号线的突起和构建在突起上的光刻隔离器。
图105是流程图，表示了本发明的四步骤光掩模处理过程中所涉及的生产流程。
图106A-106F是横截面图，表示了利用本发明的半色调移动曝光方法的四步骤光掩模处理过程中所涉及的有源矩阵衬底生产流程。
图107A-107D是横截面图，表示了横向电场类型液晶面板中所涉及的处理过程，其中通过利用本发明的背表面曝光方法使该液晶面板变得平整。
图108是横截面图，表示了本发明的横向电场类型液晶面板结构的例子。
图109是横截面图，表示了本发明的横向电场类型液晶面板结构的另一个例子。
图110是横截面图，表示了本发明的横向电场类型液晶面板结构的另一个例子。
图111是横截面图，表示了本发明的横向电场类型液晶面板结构的另一个例子。
图112是横截面图，表示了本发明的横向电场类型液晶面板结构的另一个例子。
图113是横截面图，表示了本发明的横向电场类型液晶面板结构的另一个例子。
图114A-114C是横截面图，表示了通过利用本发明的半色调背表面曝光方法使有源矩阵衬底变得平整并同时形成光刻隔离器的处理过程。
图115是平面图，表示了本发明的横向电场类型液晶显示设备的结构的例子。
图116是流程图，表示了本发明的六步骤光掩模处理过程中所涉及的生产流程的例子。
图117是流程图，表示了本发明的六步骤光掩模处理过程中所涉及的生产流程的另一个例子。
图118是流程图，表示了本发明的六步骤光掩模处理过程中所涉及的生产流程的再一个例子。
图119包含一个横截面图和一个平面图，表示了主密封附近的本发明的横向电场类型液晶面板的结构。
图120是示意图，表示了本发明的横向电场类型液晶面板中所使用的正各向异性介电材料的液晶分子的对准方向和旋转方向之间的关系。
图121是示意图，表示了本发明的横向电场类型液晶面板中所使用的负各向异性介电材料的液晶分子的对准方向和选择方向之间的关系。
图122是平面图，表示了本发明的横向电场类型液晶显示面板中所使用的滤色片结构的例子。
图123是平面图，表示了本发明的横向电场类型液晶显示面板中所使用的滤色片结构的另一个例子。
图124是流程图，表示了本发明的三步骤光掩模处理过程中所涉及的生产流程的例子。
图125是流程图，表示了本发明的五步骤光掩模处理过程中所涉及的生产流程的例子。
图126是流程图，表示了本发明的四步骤光掩模处理过程中所涉及的生产流程的例子。
图127是流程图，表示了本发明的三步骤光掩模处理过程中所涉及的生产流程的例子。
图128是流程图，表示了本发明的五步骤光掩模处理过程中所涉及的生产流程的例子。
图129是流程图，表示了本发明的六步骤光掩模处理过程中所涉及的生产流程的例子。
图130A-130C是横截面图，表示了通过利用本发明的半色调背表面曝光方法使有源矩阵衬底变得平整并同时形成光刻隔离器的处理过程。
图131是横截面图，表示了根据本发明的半色调背表面曝光设备的结构的例子。
图132是平面图，表示了根据本发明的半色调背表面曝光设备的结构的例子。
图133是横截面图，表示了根据本发明的半色调背表面曝光设备的结构的另一个例子。
图134是平面图，表示了根据本发明的半色调背表面曝光设备的结构的另一个例子。
图135是示意图，表示了本发明的半色调背表面曝光设备的整体系统配置。
图136是流程图，表示了本发明的半色调背表面曝光方法的整个处理过程。
图137是横截面图，表示了本发明中所使用的白光干涉仪中的光学结构的例子。
具体实施方式
现在将参照附图，根据优选实施例对本发明进行更加详细的描述。
第一实施例
图45、46、47、70、72、74、76、78和80表示了本发明的第一实施例。图45-47是横截面图，表示了根据本发明的横向电场类型液晶面板结构的例子，该结构包含覆盖了视频信号线的隔离器和形成在隔离器上的屏蔽电极。图70、72、74、76、78和80是平面图，表示了根据本发明的横向电场类型液晶显示设备的结构的例子。
在图45-47中，附图标记9代表门绝缘膜，附图标记51代表视频信号线，附图标记53代表液晶驱动电极(像素电极)，附图标记55代表钝化膜，附图标记66代表在滤色片侧面的玻璃衬底，附图标记67代表黑掩模(光屏蔽膜)，附图标记68代表滤色片层，附图标记69代表在滤色片侧面的平整层，附图标记70代表在滤色片侧面的对准膜，附图标记71代表在TFT(薄膜晶体管)阵列衬底侧面的对准膜，附图标记72代表用于屏蔽由视频信号线产生的电场的共电极(上层)，附图标记73代表用于覆盖视频信号线的隔离器突起，附图标记74代表在像素内部的共电极(上层)，附图标记75代表用于屏蔽由视频信号线产生的电场的共电极(下层)，以及附图标记76代表在TFT阵列侧面的玻璃衬底。
此外，在图70、72、74、76、78和80中，附图标记15代表扫描线，附图标记49代表在像素内部的共电极(下层)，附图标记79代表形成在隔离器突起的两侧壁上的屏蔽电极，附图标记80代表TFT(薄膜晶体管)元件，附图标记81代表用于连接屏蔽共电极和下层共电极的接触孔，以及附图标记82代表下层电极。
在相同的层上同时构建扫描线51和用于屏蔽视频信号线的电场的下层共电极75。在相同的层上同时构建视频信号线51和液晶驱动电极53。在相同的层上同时构建像素内部的共电极74和用于屏蔽视频信号线的电场的上层屏蔽共电极72。与图45的例子相反，在图46的例子中，上层屏蔽共电极72比下层屏蔽共电极75具有更宽的电极宽度。图46所示的结构所能提供的孔径比能够大于图45所示的结构所能提供的孔径比。
钝化层55覆盖了视频信号线51和液晶驱动电极53，并且构建了以覆盖(环绕)视频线51为目的的隔离器突起73。如图70和72所示，上层屏蔽共电极72可以完全地覆盖隔离器突起73，或者可以如图76和80所示的，将上层壁屏蔽共电极79放置在隔离器突起73的两个侧壁上。当隔离器突起73的高度小于3.0微米或者当液晶面板的尺寸小于30英寸的时候，优选图76和80所示的利用上层壁屏蔽共电极79的有源矩阵衬底的结构，其在防止视频信号波形畸变方面更加有效。
图45、46和47的横截面视图所示的隔离器突起73实际上具有平缓的尖角θ，如图104的横截面视图中所示。从隔离器突起73的边缘到视频信号线51的边缘的距离L1优选地至少为3微米。图104中的隔离器突起73的尖角θ优选为30度或更小，从而在研磨对准处理期间可以实现研磨布的毛边顶端平滑运动，由此避免了对准缺陷区域的出现。优选地，使得隔离器突起77的边缘和上层屏蔽共电极79之间的距离L2大于0.5微米。基本上，距离L2越大，就可以获得越好的屏蔽效果。当不存在如图47的例子中的下屏蔽共电极时，距离L2约为10微米就足够了。
对于本发明来说，隔离器突起73的横截面形状必须具有向上的凸出部分，例如椭圆形、半椭圆形、双曲线或者抛物线的形状。这种向上的凸出部分使得在液晶滴落真空附着对准过程期间，当施加了由空气压力导致的压力时，隔离器突起73可以容易地发生形变。用于形成隔离器突起73的材料应该是这种类型的材料：当向其施加空气压力时，允许隔离器突起73的高度发生0.1微米到0.5微米范围内的均匀形变，否则就会出现残余气泡的问题。
如图70、74和76所示，特别重要的一点是隔离器突起73不位于扫描线15和视频信号线51的交叉点的周围区域，这是因为需要使液晶在这个其中不存在隔离器突起73的区域中扩散。在图78和80的例子中，在像素中心的周围生成了其中不存在隔离器突起73的区域。尽管滴落的液晶将在该区域中扩散，但是图78和80中的这个结构可能不适用于大屏幕液晶面板，这是因为上层屏蔽共电极72和视频信号线51之间的电容将会增加。
如图74所示的结构适用于大屏幕液晶显示设备，其中隔离器突起同样构建在扫描线15之上并且上层共电极72被共同连接在上像素和下像素之间，以及右像素和左像素之间。由于在利用了这种方法的液晶显示设备中，屏蔽共电极72以一种网状的形式进行连接，因此在实际应用中，即使当线路破损时，所导致的线路故障也是可以忽略不计的。
优选地，隔离器突起73的介电常数尽可能的小，但是对于实际应用来说，介电常数为3.3或者更小就足够了。如果将单体或低聚体用作形成隔离器突起73的材料，包含至少一个苯并环丁烯结构或者其介电材料，或者包含至少一个芴骨架或者其介电材料，就有可能组成介电常数小于3.3的介电材料。
图86和87是平面图，表示了本发明第一实施例的横向电场类型液晶显示设备的结构的另一个例子。在图86和87的例子中，对隔离器突起73的尺寸进行了最小化。在这些附图中，附图标记83代表用于屏蔽由视频信号线51产生的电场的共电极(上层)。如上面提到的，附图标记75代表下层屏蔽共电极。由于隔离器突起73的尺寸得到了最小化，因此可以使用具有大介电常数的介电材料。
第二优选实施例
图48、49、50、71和75表示了本发明第二实施例的横向电场类型液晶面板。图48-50是这种液晶面板的横截面图，而图71和75是其平面图。在第二实施例中，在钝化层和门绝缘膜之下形成了像素内部的共电极。在相同的层上同时构建用于屏蔽视频信号线51的电场的下层共电极75和用于驱动液晶元件的像素内部的共电极49，其中在该层中有扫描线形成。在相同的层上同时构建视频信号线51和液晶驱动电极53。
与图48的例子相反，在图49的例子中，上层屏蔽共电极72的宽度大于下层屏蔽共电极75的宽度。因此，与图48所示的结构相比，图49所示的结构能够获得更大的孔径比。如图48-50所示，在第二实施例中，由于将像素内部的共电极49构建在了低于钝化层55和门绝缘层9的层上，因此驱动液晶所需的电压将会变得更高。
利用本发明的第二实施例中使用的结构，如图71和75中所示，通过钝化层和门绝缘层，液晶驱动电极53被夹在连接到像素内部共电极49的下层共电极82与上屏蔽层共电极72之间。利用这种结构，可以在小面积上具有大的保持电容，由此使得可以获得大的孔径比。
第三优选实施例
图51、52、53、69、73、77、79和81表示了本发明第三实施例中的横向电场类型液晶面板，图51-53是这种液晶面板的横截面图，图69、73、77、79和81是其平面图。在这些附图中，附图标记77代表覆盖了视频信号线51的绝缘(介电)突起，附图标记78代表形成在覆盖了视频信号线51的突起77上的隔离器，附图标记79代表形成在突起77的侧壁上的屏蔽共电极。第三实施例中的结构基本上与上述第一实施例中的结构相同，除了第一实施例中的隔离器突起73被分成了两个结构，这两个结构一个是覆盖了视频信号线51的绝缘突起77，另一个是确定液晶单元间隔的隔离器78。
本发明的一个特征是可以通过相同的光刻过程生产覆盖了视频信号线51的绝缘突起77和确定液晶单元间隔的隔离器78。通过利用图1A-1B和2A-2B所示的透射率可调整光掩模(半色调光掩模)和正光致抗蚀剂，可以生产具有如图104所示的横截面形状的突起77和隔离器78。还可以通过结合一种如图5A-5C和图6A-6C所示的两步骤曝光技术(半曝光和补充曝光)，利用普通光掩模和正光致抗蚀剂，生产具有如图104所示的横截面形状的突起77和隔离器78。
在图1A-1B、图2A-2B中，附图标记1代表形成光掩模的硅玻璃衬底，附图标记2代表用于控制通过玻璃衬底的光量的玻璃衬底上的金属层(Cr或Mo)，附图标记3代表由裂缝图案所形成的光掩模的半透明(半色调或灰色)区域，附图标记4代表光掩模(a-Si，TiSix，MoSix或者Ti)的半透明(半色调或灰色)区域，附图标记5代表光掩模的透明区域，附图标记6代表进行显影后的正光致抗蚀剂层上的一个区域，该区域阻断了UV曝光，附图标记7代表进行显影后的正光致抗蚀剂层上的一个区域，该区域通过光掩模的半色调(半透明)区域进行UV曝光，以及附图标记8代表在进行显影后正光致抗蚀剂被完全去除的区域，附图标记9代表门绝缘膜，附图标记10代表薄膜半导体层(非掺杂层)，附图标记11代表薄膜半导体层(掺杂层，即欧姆接触层)，附图标记12代表障碍物金属层，以及附图标记13代表的低阻金属层。
如图1A和1B所示，不同于完全阻断UV光透射的不透明金属区域2，区域3依赖于裂缝的密度允许少量UV光通过(半色调)。所以，可以生成区域6，其中光致抗蚀剂在进行显影后是完整无损的，以及生成区域7，其中光致抗蚀剂被去除但仍有剩余(半色调曝光区域)。如图2A和2B中所示，光掩模包含不透明区域2和半透明层4，以及透明区域5。所以，在对应于透明区域5的区域8处，光致抗蚀剂被完全去除，在对应于半透明区域4的区域7(半色调曝光区域)处，光致抗蚀剂被部分去除，以及在对应于不透明区域2的区域6处，光致抗蚀剂不受影响。利用图1A-1B和2A-2B所示的光透射率可调整光掩模，通过一个光刻处理过程就可以生成具有如图104所示的横截面结构的隔离器突起73。
如上所述的，也可以利用普通的光掩模通过如图5A-5C和6A-6C所示的两步骤曝光方法，生成具有如图104所示的横截面结构的隔离器突起73。在该例子中的光掩模不具有半色调区域，并且仅配置了玻璃衬底1和不透明的金属层2。在图5A-5C和6A-6C中，附图标记19代表UV光，附图标记20代表进行显影后的正光致抗蚀剂层上的一个区域，其中UV光被完全阻断，附图标记21代表一个区域，在该区域利用UV光进行完全曝光之后光致抗蚀剂被去除，附图标记22代表进行显影后的正光致抗蚀剂层上的一个区域，用UV光对该区域进行了不完全的曝光(曝光不足)，附图标记23代表一个区域，其中通过UV曝光的第二步骤对光致抗蚀剂进行了部分曝光，附图标记24代表一个区域，其中通过UV光曝光的第一和第二步骤完全去除光致抗蚀剂，以及附图标记25代表图6B的第二曝光步骤中所使用的fθ透镜。
在图5A-5C的例子中，在图5A的第一曝光步骤中，由于光掩模金属(不透明的)2，所以光致抗蚀剂区域20未被曝光，并且通过UV光19对光致抗蚀剂区域21进行这样一种程度的曝光：在曝光之后光致抗蚀剂21不会被完全去除(曝光不足)。在图5B所示的第二曝光步骤中，对于已经在第一步骤中进行了曝光的光敏区域21，进一步在与光掩模透明部分的位置处相对应的部分23处进行曝光。所以，如图5C中所示，区域24处的光致抗蚀剂被完全去除，由此生成具有图104所示的横截面结构的隔离器78和突起77。
在图6A-6C的例子中，第一曝光步骤(曝光不足)与图5A的是相同的。在图6B中所示的第二曝光步骤中，利用fθ透镜进一步在部分23处对在第一步骤中已经进行了曝光的光致抗蚀剂区域21进行曝光。应该注意到，在图6B的第二曝光步骤中并没有使用光掩模。fθ透镜具有在衬底上较大的区域的同一平坦表面上生成会聚点的功能。所以，不用使用光掩模，就可以对光致抗蚀剂的较大区域进行均匀的曝光。相应地，如图6C中所示，在区域24处光致抗蚀剂被完全去除，由此生成具有图104所示的横截面结构的隔离器78和突起77。
尽管不是不可能，但是利用正光致抗蚀剂生成具有足够的弹性的突起和隔离器是困难的。因此，本发明的特征之一就是提供一种方法，该方法通过烧损光刻过程，利用具有更大弹性特性的负光致抗蚀剂来生成如图104所示的横截面形状。应该注意到，当曝光的光量小的时候，容易受到氧气故障影响的类型的负光致抗蚀剂，可能在与玻璃衬底接触的区域处受到由少量紫外光所导致的加速的光聚合的影响，同时由于在暴露于空气的区域处的空气中的氧气可能导致它受到光聚合反应缺乏的影响。
图98和99显示了对于这种类型的负光致抗蚀剂，就膜厚度和线宽度相对于曝光光量和显影长度的参数而言的特征。利用这种类型的负光致抗蚀剂和图100A-100B和101A-101B所示的光透射率调整光掩模(半色调掩模)，可以获得如图104所示的隔离器和突起的形状。图100A-100B的例子对应于图2A-2B所示的处理过程，其中光掩模包含透明部分5、半透明部分(半色调)4以及不透明部分2。图101A-101B的例子对应于图1A-1B所示的处理过程，其中光掩模除了包含透明部分和不透明部分之外，还包含用于对光致抗蚀剂进行不完全曝光的裂缝图案(半色调光掩模)3。
可选择地，还可以利用一种使用部分区域完全曝光步骤和半曝光步骤的两步骤曝光技术，如图102A-102C和103A-103C所示。图102A-102C的例子对应于图5A-5C所示的处理过程，其中在第一和第二曝光步骤中使用了两种不同的光掩模。图103A-103B的例子对应于图6A-6C所示的处理过程，其中在第二曝光步骤中使用了fθ透镜25。在图102A-102C和103A-103C中，附图标记85代表进行显影后的负光致抗蚀剂的区域，通过UV光的完全曝光使得该区域的光致抗蚀剂保持完整，附图标记86代表负光致抗蚀剂上的一个区域，通过UV光的不完全曝光使得该区域的光致抗蚀剂被去除但是仍有剩余，以及附图标记87代表负光致抗蚀剂上的一个区域，由于光掩模上的不透明图案2导致该区域的负光致抗蚀剂未被曝光。通过这种方式，不需要使用昂贵的光透射率调整光掩模(半色调光掩模)，而在该例子可以使用便宜的普通光掩模来生产具有图104的形状的隔离器78和突起77。
图116-118表示了利用六步骤光掩模处理过程来实施本发明第三实施例的生产流程的例子。在图116的例子中包含半色调曝光技术，在步骤S51，同时形成门电极(扫描线图案)和共电极。在步骤S52，使硅元件与用于形成薄膜晶体管的半导体薄膜层分离。然后，在步骤S53，通过第一和第二半色调曝光处理过程，同时形成薄膜晶体管的源电极和漏电极以及液晶驱动电极。
在接下来的步骤S54中，通过第一和第二半色调曝光处理过程形成了用于屏蔽电场的覆盖了视频信号线的突起和规定了液晶单元间隔的光刻隔离器。在步骤S55，通过一个刻蚀处理过程形成了用于终端部分和静电保护电路的接触孔。在最后步骤S56中，同时形成了用于屏蔽视频信号线的共电极、像素内部的透明共电极、门电极以及数据电极。
在图117的例子中，其中包含了半色调曝光技术，在步骤S61，通过第一和第二半色调曝光处理过程，同时形成门电极(扫描线图案)和共电极。在步骤S62，使硅元件与用于形成薄膜晶体管的半导体薄膜层分离。然后，在步骤S63，通过第一和第二半色调曝光处理过程，同时形成薄膜晶体管的源电极和漏电极以及液晶驱动电极。
在接下来的步骤S64中，通过第一和第二半色调曝光处理过程形成了用于屏蔽电场的覆盖了视频信号线的突起和光刻隔离器。在步骤S65，通过一个刻蚀处理过程形成了用于终端部分和静电保护电路的接触孔。在最后的步骤S66中，同时形成了用于屏蔽视频信号线的共电极、门电极以及数据电极。
在图118的例子中，在步骤S71，同时形成了门电极(扫描线图案)和共电极。在步骤S72，使硅元件与用于形成薄膜晶体管的半导体薄膜层分离。然后，在步骤S73，同时形成了源电极和漏电极。在接下来的步骤S74中，形成了覆盖视频信号线的突起和光刻隔离器。在步骤S75，形成了用于终端部分和静电保护电路的接触孔。在最后的步骤S76中，同时形成了用于屏蔽视频信号线的共电极、像素内部的共电极、门电极以及数据电极。
仍然参考图104，优选地，覆盖了视频信号线51的突起77的厚度h1优选地在1.5微米到3.5微米范围内，并且从突起77凸出的隔离器78的高度h2大约为0.2-2.0微米。对于隔离器78的密度，在一平方毫米的面积内将会形成大约一(1)到七十五(75)个隔离器。在一平方毫米内隔离器区域的尺寸在200平方微米到2000平方微米的范围内。重要的是，不要将上层屏蔽共电极设置在隔离器凸出的区域上。在液晶注入真空附着对准处理过程期间，当施加了来自空气的压力时，构建在突起77上的隔离器78的高度h2必须可以在0.2-0.5微米范围内进行形变。如果隔离器78受到上层屏蔽共电极79的覆盖，那么可能会出现一个问题，其中空气压力所引起的隔离器78的形变会引起上层屏蔽共电极剥落。
用于形成上层屏蔽共电极79的材料，例如包含具有20％或更大的可见光透射率的传导材料，诸如钛金属化合物，其中包含钛的氮化物(TiNx)、钛的氮氧化物(TiOxNy)、钛的硅化物(TiSix)以及钛的氮硅化物(TiSixNy)，或者金属氧化物透明传导材料，主要包含氧化铟(In2O3)或者氧化锌(ZnO)。
如图104中所示，与上述的第一实施例类似，重要的是在突起77的边缘部分具有尽可能小的尖端角θ。通常应该将该尖端角θ设置为小于30度。通过保持小的尖端角，在研磨对准处理过程中，可以使研磨布的毛边末端平滑地运动，这消除了对准缺陷。当尖端角θ大于45度时，会出现研磨布的毛边末端不能与尖端区域周围的表面接触的情况，并且这会导致具有对准缺陷的区域出现。如果出现这样的对准缺陷，那么在黑显示期间，这样的区域会导致光的泄漏，这会严重地降低显示的对比度。日本专利公开第2002-258321号和第2002-323706号公开的结构没有考虑到研磨布的毛边末端的平滑运动，因此，会出现研磨布的毛边末端不能到达尖端区域周围并且不能完全防止对准缺陷发生的情况。
如图77中所示，隔离器的形状不一定是圆形的，也可以是椭圆形的。在图79和81的例子中，隔离器的形状是圆形的。当如在本发明中那样隔离器78被设置在覆盖视频信号线的突起77上时，可以在扫描线15和视频信号线51的交叉点处构建突起77，这是因为在液晶注入真空附着和对准处理过程中没有什么会阻碍液晶的扩散。如图79和81中所示的，还可以在扫描线的顶部构建突起77，从而将突起以网状的方式排列在整个衬底上。当上层屏蔽共电极72通过突起77完全覆盖视频信号线51和扫描线15或通过突起77完全与视频信号线51和扫描线15重叠的时候，滤色片衬底侧面上的光屏蔽膜就变为不必要的了，这就可以将孔径比增加到了最大水平。
如图81的例子所示，该结构最适用于超大屏幕液晶显示设备，其中的上层屏蔽共电极79构建在突起77的覆盖扫描线15的两个侧壁上，以及构建在突起77的覆盖视频信号线51的两个侧壁上。这是因为这种结构可以使视频信号线波形和扫描线波形中的畸变最小化。
优选实施例4
图54、55和56是横截面图，表示了本发明的第四实施例中的横向电场类型液晶面板的结构。这种结构基本上与上述的第二实施例的结构相同，除了第二实施例中的隔离器突起73被分成了覆盖视频信号线的绝缘突起77和确定液晶单元间隔的隔离器78。
在上述的第二实施例中，覆盖视频信号线51的介电(绝缘)突起73也起到确定单元间隔的隔离器的作用。但是，在第四实施例中，与在第三实施例中一样，覆盖视频信号线的介电(绝缘)突起77和确定液晶单元间隔的隔离器78的功能是被完全分开的。第三和第四实施例的介电突起77可以完全地覆盖扫描线15和视频信号线51。因此，通过将上层屏蔽共电极79构建在绝缘突起77的两个侧壁上，可以将视频信号线51和扫描线所引起的信号波形畸变保持为最低水平，并且因此实现最大的孔径比。
图54、55和56所示的隔离器78未被上层屏蔽共电极79的覆盖，从而介电材料自身是凸出的。这种结构的优势在于，在液晶注入真空附着对准过程期间，当施加了来自空气的压力时，共电极层不会剥落。
如上所述，在第一到第四实施例的结构中，视频信号线51和液晶驱动电极53在上方和下方被门绝缘层9和钝化层55完全覆盖。而且，设置视频信号线和液晶驱动电极的层与屏蔽共电极和像素内部的共电极所在的层是不同的。因此，即使当发生图案错误时，也不太可能出现相互短接的情况，由此使像素缺陷出现的可能性变得最小。
优选实施例5
图57、58和59是横截面图，表示了本发明第五实施例中的横向电场类型液晶面板的结构。在该实施例中，与第一到第四实施例不同，视频信号线51和液晶驱动电极53未被钝化层55覆盖。仅视频信号线51被介电隔离器突起73覆盖。根据本发明，可以同时构建视频信号线51和液晶驱动电极53。可选择地，可以将薄膜晶体管的漏电极与视频信号线51同时构建，继而可以在构建隔离器突起73之后将液晶驱动电极53与上层屏蔽电极72以及像素内部的共电极74同时构建。这两种方法中的任意一种都适用于第五实施例。利用本发明的结构，不需要再开一个接触孔以将薄膜晶体管的漏电极与液晶驱动电极相连接。
优选实施例6
图60、61和62是横截面图，表示了本发明第六实施例中的横向电场类型液晶面板的结构。与第一到第四实施例不同，而与第五实施例相同的是，视频信号线51和液晶驱动电极53未被钝化层55覆盖。仅视频信号线51被介电隔离器图突起73覆盖。第六实施例与第五实施例的不同之处仅在于，将像素内部的共电极49与扫描线以及下层屏蔽共电极75同时构建在相同的层上。
优选实施例7
图63、64和65是横截面图，表示了本发明第七实施例中的横向电场类型液晶面板的结构。该结构基本上与第五实施例的结构是一样的，不同在于隔离器突起73被分为了覆盖视频信号线的介电(绝缘)突起77和确定液晶单元间隔的隔离器78。
优选实施例8
图66、67和68是横截面图，表示了本发明第八实施例中的横向电场类型液晶面板的结构。该结构基本上与第六实施例的结构是一样的，不同在于隔离器突起73被分为了覆盖视频信号线的介电(绝缘)突起77和确定液晶单元间隔的隔离器78。
优选实施例9
图108、109和110是横截面图和平面图，表示了本发明第八实施例中的横向电场类型液晶面板。在图108、109和110的例子中，附图标记90代表液晶驱动电极。如以上参考图45-47所述的，附图标记9代表门绝缘膜，附图标记51代表视频信号线，附图标记53代表液晶驱动电极，附图标记55代表钝化膜，附图标记66代表滤色片侧面的玻璃衬底，附图标记67代表黑掩模(光屏蔽膜)，附图标记68代表滤色片层，附图标记69代表滤色片侧面的平整层，附图标记70代表滤色片侧面的对准膜，附图标记71代表TFT阵列衬底侧面的对准膜，附图标记72代表上层共电极，附图标记73代表覆盖了视频信号线的隔离器突起，附图标记74代表像素内部的共电极，附图标记75代表下层共电极，以及附图标记76代表TFT阵列侧面的玻璃衬底。
在图108-110的实施例中，将视频信号线51和液晶驱动电极90相对于钝化层55构建在不同的层上。将上层屏蔽共电极72、像素内部的共电极74和液晶驱动电极90同时构建在相同的层上。液晶驱动电极90通过接触孔连接到薄膜晶体管的漏电极。
本发明的第九实施例在使显示像素周围的区域中的参差不齐之处变得平整(平坦)方面最有效。通过利用厚度为300-500埃的透明电极材料(ITO或IZO)同时形成上层屏蔽共电极72、像素内部的共电极74，以及液晶驱动电极90，可以显著地提高有效孔径比。在横向电场模式中，当电极的宽度小(例如3-5微米)的时候，对于电极上的大多数液晶分子来说，由于边际场效应的原因导致它们可以旋转，从而光可以从电极周围的区域透射。由于这种边际场效应，图109所示的结构在改善孔径比方面最为有效，由此获得了具有高对比度的显示。
利用图109和110中显示的结构，边际场效应在上层屏蔽共电极72的边缘区域周围同样有效，其提高了上层屏蔽共电极72的边缘区域周围的光透射率，由此改善了孔径比。设置在滤色片衬底侧面的黑掩模67对于本实施例的结构来说不是必要的。优选地，黑掩模67的宽度与介电隔离器突起73的宽度相同，或者略微小于介电隔离器突起73的宽度。重要的是将隔离器突起73的尖端角θ保持为小于30度，以防止在研磨对准处理中出现对准缺陷。
优选地，隔离器突起并不形成在扫描线和视频信号线的交叉区域，从而在液晶注入真空附着对准处理过程中液晶可以平滑地扩散。当隔离器突起73上施加了来自空气的压力时，构成隔离器突起73的材料允许隔离器突起发生0.1-0.5微米的形变，如果未采用这样的材料，那么就会发生残余气泡的问题。
优选实施例10
图111、112和113是横截面图并且图115是平面图，分别表示了本发明第十实施例中的横向电场类型液晶面板的结构。该结构基本上与第九实施例的结构是一样的，不同在于第九实施例的隔离器突起73被分为覆盖视频信号线的介电(绝缘)突起77和确定液晶单元间隔的隔离器78。
如在图115所示，将上层屏蔽共电极72、像素内部的共电极74以及液晶驱动电极90同时制造在相同的层上。液晶驱动电极90通过接触孔93连接到薄膜晶体管的漏电极。上层屏蔽共电极未设置在隔离器78上面。上层屏蔽共电极72在扫描线上按照网状的方式在上/下以及左/右方向上互相连接。在图115中，上层屏蔽共电极72几乎完全覆盖了视频信号线51。还可以在介电突起77的侧壁上形成上层屏蔽共电极，例如图81中所示的。在30英寸或更大的大屏幕液晶显示面板应用中，其中优选上层屏蔽共电极位于侧壁上的这种结构，这是因为这种结构可以降低视频信号线波形中的畸变。
优选实施例11
图69-81和图115是平面图，表示了本发明第十一实施例中的横向电场类型液晶显示面板的结构。在这种结构中，视频信号线51、上层屏蔽共电极72、像素内部的共电极74以及液晶驱动电极90在像素之内至少受到一次弯曲，并且弯曲的角度相对于液晶分子的对准方向在0-30度的范围内(不包含0度)。在第十一实施例中，使用了正介电常数各向异性液晶，其中该液晶分子的对准方向几乎垂直于扫描线的方向。
图120是示意图，表示了本发明的横向电场类型液晶面板中所使用的正各向异性介电材料的液晶分子的对准方向和旋转方向之间的关系。在图120中，附图标记97代表液晶分子的对准方向，附图标记98代表正介电常数各向异性液晶分子，以及附图标记105代表像素电极(液晶驱动电极53)与液晶分子98的对准方向之间的夹角。如图120所示，液晶分子可以右向和左向旋转，这有助于提高视场角并且同时降低彩色偏移。
图121是示意图，表示了本发明的横向电场类型液晶面板中所使用的负各向异性介电材料的液晶分子的对准方向和旋转方向之间的关系。在图121中，附图标记97代表液晶分子的对准方向，附图标记99代表负介电常数各向异性液晶分子，以及附图标记106代表像素电极(液晶驱动电极53)与液晶分子99的对准方向之间的夹角。
如图121中所示，通过利用液晶分子的对准方向平行于扫描线方向的负介电常数各向异性液晶，液晶分子可以右向和左向旋转，这有助于提高视场角并且同时降低彩色偏移。在图121的设置中，视频信号线、液晶驱动电极、像素内部的共电极以及上层共电极在给定的像素之内至少受到一次弯曲，并且弯曲的角度相对于液晶分子的对准方向在60-120度的范围内(不包含90度)。
优选实施例12
图82、84、92、93、94和95是平面图，表示了本发明第十二实施例中横向电场类型液晶面板的结构。在这种结构中，视频信号线是直的，而上层屏蔽共电极、像素内部的共电极以及液晶驱动电极在像素之内至少受到一次弯曲，并且弯曲的角度相对于液晶分子的对准方向在0-30度的范围内(不包含0度)。在第十二实施例中，使用了正介电常数各向异性液晶，其中液晶分子的对准方向基本上垂直于扫描线的方向。如图120所示，液晶分子可以右向和左向旋转，这有助于提高视场角并且同时降低彩色偏移。
在第十二实施例中，如图121所示，通过利用液晶分子的对准方向平行于扫描线方向的负介电常数各向异性液晶，液晶分子可以右向和左向旋转，这有助于提高视场角并且同时降低彩色偏移。在该实施例的设置中，液晶驱动电极、像素内部的共电极以及上层共电极在给定的像素之内至少受到一次弯曲，并且弯曲的角度相对于液晶分子的对准方向在60-120度的范围内(不包含90度)。
优选实施例13
图83、85、88、89、90、91、96和97是平面图，表示了本发明第十三实施例中横向电场类型液晶面板的结构。在该结构中，对于一个像素来说，视频信号线和上层屏蔽共电极是直的，而像素内部的共电极和液晶驱动电极至少受到一次弯曲，并且弯曲的角度相对于液晶分子的对准方向在0-30度的范围内(不包含0度)。在第十三实施例中，使用了正介电常数各向异性液晶，其中液晶分子的对准方向基本上垂直于扫描线的方向。如在图120中所示，液晶分子可以右向和左向旋转，这有助于提高视场角并且同时降低彩色偏移。
在第十三实施例中，如图121中所示，通过利用液晶分子的对准方向平行于扫描线方向的负介电常数各向异性液晶，液晶分子可以右向和左向旋转，这有助于提高视场角并且同时降低彩色偏移。在该实施例的设置中，液晶驱动电极、像素内部的共电极在给定的像素之内至少受到一次弯曲，并且弯曲的角度相对于液晶分子的对准方向在60-120度的范围内(不包含90度)。
优选实施例14
也可以为视频信号线、上层屏蔽共电极和像素内部的共电极是直的，而仅液晶驱动电极至少受到一次弯曲，并且弯曲的角度相对于液晶分子的对准方向在0-30度的范围内(不包含0度)。在该设置中，使用了正介电常数各向异性液晶，其中液晶分子的对准方向基本上垂直于扫描线的方向。如在图120中所示，液晶分子可以右向和左向旋转，这有助于提高视场角并且同时降低彩色偏移。
在第十四实施例中，如图121中所示，通过利用液晶分子的对准方向平行于扫描线方向的负介电常数各向异性液晶，液晶分子可以右向和左向旋转，这有助于提高视场角并且同时降低彩色偏移。在这种设置中，仅液晶驱动电极在给定的像素之内至少受到一次弯曲，并且弯曲的角度相对于液晶分子的对准方向在60-120度的范围内(不包含90度)。
优选实施例15
对于上述第十一实施例中的结构，还可以去除像素内部的共电极并且在一个像素之内仅存在一行液晶驱动电极，并且进一步，视频信号线、上层屏蔽共电极以及液晶驱动电极至少受到一次弯曲，并且弯曲的角度相对于液晶分子的对准方向在0-30度的范围内(不包含0度)。如图120所示，液晶分子可以右向和左向旋转，这有助于提高视场角并且同时降低彩色偏移。在这种设置中，使用了正介电常数各向异性液晶，其中液晶分子的对准方向基本上垂直于扫描线的方向。第十五实施例适用于生产像素间距为50微米或更小的超高分辨率显示设备。
在第十五实施例中，如图121中所示，通过利用液晶分子的对准方向平行于扫描线方向的负介电常数各向异性液晶，液晶分子可以右向和左向旋转，这有助于提高视场角并且同时降低彩色偏移。在这种设置中，视频信号线、上层屏蔽共电极以及单行的液晶驱动电极在给定的像素之内至少受到一次弯曲，并且弯曲的角度相对于液晶分子的对准方向在60-120度的范围内(不包含90度)。
如图122和123所示，在第十一和第十五实施例中使用的滤色片衬底的结构中，光屏蔽膜(黑掩模)101和滤色片层68以类似的方式弯向视频信号线。更特别地，覆盖扫描线的黑掩模100是直的，而覆盖视频信号线的黑掩模101如上述那样地弯曲。根据本发明，覆盖视频信号线的隔离器突起和突起同样类似地弯向视频信号线。如果上层屏蔽共电极完全地覆盖了视频信号线，即使当没有使用对应于视频信号线的黑掩模时，也不会发生光泄漏，因此可以去除黑掩模。当上层屏蔽共电极完全覆盖了视频信号线以及扫描线的时候，即使当没有使用黑掩模时也不会发生光泄漏，所以仅使滤色片类似地弯向视频信号线就足够了。
优选实施例16
图119是横截面图和平面图，表示了本发明第十六实施例中的横向电场类型液晶面板。在图119中，附图标记66代表滤色片侧面的玻璃衬底，附图标记67代表黑掩模(光屏蔽膜)，附图标记68代表滤色片层，附图标记69代表滤色片侧面的平整层，附图标记70代表滤色片侧面的对准膜，附图标记71代表TFT阵列衬底侧面的对准膜，附图标记76代表TFT阵列侧面的玻璃衬底，附图标记78代表形成在覆盖了视频信号线的突起上的隔离器，附图标记94代表具有环形形状的光刻隔离器，附图标记95代表具有圆形形状的光刻隔离器，附图标记96代表用于形成液晶单元的主密封。
具有闭环形状的隔离器突起94形成在这样一个位置处：该位置与环绕最外面的显示区域的黑掩模(光屏蔽膜)的边界相重叠。尽管隔离器突起的宽度不应该太小，但对于隔离器突起94来说，100-500微米的宽度就足够了。图119仅示出了一个闭环隔离器突起94，但是，也可以包含两个或更多个的闭环隔离器突起。在主密封96的区域中，设置了许多具有圆形形状的隔离器突起95。通过利用本发明的结构，就不必引入确定单元间隔的玻璃光纤了。因为其中没有混和玻璃光纤，所以即使当视频信号线和扫描线是由例如铝合金的软材料制成时，这种结构也可以防止线泄漏的发生。而且，通过利用本发明的结构，主密封不侵入黑掩模的区域，所以可以利用紫外线使主密封完全硬化。在这种结构中，由于可以有效抑制来自主密封的杂质散布，因此可以提高可靠性。
优选实施例17
图32、33、34、35和106表示了本发明第十七实施例中的横向电场类型液晶面板。图32A-32E和35A-35E是平面图和横截面图，表示了本发明的半色调移动曝光方法的原理以及进行显影后的光致抗蚀剂结构。图33A-33B和34A-34B是平面图，表示了本发明的半色调移动曝光方法的其它例子。图106A-106F是横截面图，表示了利用本发明的半色调移动曝光方法的四步骤光掩模处理过程中所涉及的生产流程。
在图32A-32E和35A-35E中，附图标记1代表形成光掩模的硅玻璃衬底，附图标记2代表玻璃衬底1上的金属层(不透明掩模图案)，附图标记19代表UV光，附图标记20代表进行显影后的正光致抗蚀剂层上的一个区域，在该区域UV光曝光被完全阻断，附图标记21代表一个区域，在该区域光致抗蚀剂被完全去除，附图标记22代表进行显影后的正光致抗蚀剂层上的一个区域，在该区域通过曝光不足(非完全曝光)步骤进行UV光曝光，以及附图标记62代表已经在第一曝光不足步骤中进行了曝光的光致抗蚀剂上的一个区域，以及附图标记63代表已经通过第一和第二曝光不足步骤进行了完全曝光的光致抗蚀剂上的一个区域。
在本发明中，如图32A中所示，将掩模图案设计为在源电极和漏电极之间具有间隔距离1，其中间隔距离1等于薄膜晶体管的沟道长度的一半。也就是说，如果所希望的薄膜晶体管沟道长度是6微米，那么就利用长度为3微米的间隔距离来生成源电极和漏电极。利用普通的光掩模，通过如图32B中所示的曝光不足(非完全曝光)处理过程，对正电阻实施第一曝光步骤。然后，在图32C中，使光掩模或玻璃衬底沿水平方向(X方向)移动一段距离，该距离等于或略大于源电极和漏电极之间的间隔距离1。然后，如图32D所示的那样实施第二曝光步骤，并且该步骤的曝光不足程度与第一曝光步骤的曝光不足程度相同。
因为在第一曝光中正光致抗蚀剂没有完全被UV光曝光(这是因为第一曝光是曝光不足处理过程)，所以图32B所示的区域62之下的光致抗蚀剂层在进行显影后仍然保留。而且，由于如上所述，曝光不足步骤被重复了两次，因此图32D所示的区域63的光致抗蚀剂经历了两次曝光不足，并得到了完全曝光，在进行显影之后被去除。所以，当完成显影之后，可以获得具有图32E所示的横截面形状的正光致抗蚀剂。
图33A-33B和图34A-34B表示了类似的概念。在图33A-33B的例子中，使光掩模或玻璃衬底沿水平方向(X方向)移动一段距离，该距离等于源电极和漏电极之间的间隔距离1。在图34A-34B的例子中，使光掩模或玻璃衬底沿两个水平方向(X方向和Y方向)移动了距离Δx和Δy，这两个距离都等于或略大于源电极和漏电极之间的间隔距离1。
在图35A-35E的例子中，在光掩模的源电极和漏电极之间的间隔中设置了一种薄的图案。该薄的图案的图案宽度L，与该薄的图案与源电极或漏电极之间的间隔距离1，其二者之间的关系为：L＜1。对于曝光不足处理过程来说，优选地是间隔距离1略大于图案宽度L。与图32A-32E的例子类似，进行第一曝光不足处理过程之后，使光掩模或玻璃衬底移动一段距离，该距离等于或略大于间隔距离1，并且实施第二曝光不足处理过程。
进行完显影之后，就可以获得具有图35E所示的横截面形状的正光致抗蚀剂。优选地，对移动距离的量和曝光量进行调整，从而使薄膜晶体管的沟道区域变得尽可能的平坦。而且，优选的是对移动距离和曝光量进行调整，从而在图32E和35E中，正光致抗蚀剂的未被曝光区域20的厚度是1.5-2.5微米，并且正光致抗蚀剂上的半曝光区域(曝光不足区域)22的厚度是0.2-0.5微米。
图106A-106F是横截面图，表示了利用本发明的半色调移动曝光方法生产薄膜晶体管元件的过程。在图106A-106F中，附图标记6代表进行显影后的正光致抗蚀剂层上的一个区域，在该区域UV光曝光被完全阻断，附图标记7代表进行显影后的正光致抗蚀剂层上的一个区域，在该区域通过半色调移动曝光(曝光不足)进行了UV曝光，附图标记9代表门绝缘膜，附图标记10代表薄膜半导体层(非掺杂层)，附图标记11代表薄膜半导体层(掺杂层，即欧姆接触层)，附图标记15代表扫描线，附图标记50代表扫描线终端，附图标记51代表视频信号线，附图标记54代表扫描线终端驱动电路接触电极，附图标记64代表漏电极，以及附图标记65代表透明像素电极。
在这个例子中，生产过程利用了四个光掩模步骤。图36A-36F表示了用于生产薄膜晶体管的过程，该过程利用了具有半色调曝光的光透射率调整光掩模。图106A-106F的过程包括通过移动光掩模或玻璃衬底从而移动曝光位置的过程。尽管全部过程与图36A-36F的过程类似，但是图106A-106F的过程不使用光透射率调整光掩模(半色调光掩模)就实现了半色调曝光。
在开始进行图106A-106F的过程之前，在TFT阵列玻璃衬底(未示出)上形成扫描线15和扫描终端50，这可以通过图7A-7E或图8A-8E所示的过程来实现，对此将在后面进行解释。在图106A中，通过例如CVD等离子设备分别沉积门绝缘膜9、薄膜半导体层(非掺杂层)10和薄膜半导体层(欧姆接触层)11。对正光致抗蚀剂6进行涂覆，并且利用普通的光掩模按照参考图32A-32E、33A-33B、34A-34B以及35A-35E所述的方式实施半色调移动曝光(曝光不足)，从而生成较厚的正光致抗蚀剂6和较薄的正光致抗蚀剂7。
在图106B和106C中，通过干刻蚀处理过程和等离子灰化处理过程，使得用于薄膜晶体管的硅元件与半导体层分离。在图106D中，通过进一步实施刻蚀处理过程形成了薄膜晶体管的漏电极64和视频信号线51。在图106E中，通过干刻蚀，在扫描线终端50上生成了接触孔。在图106F中，形成了扫描线驱动电路电极54和透明像素电极65。
在该实施例中，钝化覆盖得到了改善，这是因为薄膜半导体层的边缘部分是以类似于阶梯的形状形成的。传统的光透射率调整光掩模是昂贵的，将其用于超大屏幕液晶电视是不现实的。但是，如上所述，利用便宜的普通光掩模就可以实施本发明的半色调移动曝光方法。
上述的本发明的第十七实施例并不仅仅能应用于液晶显示设备。例如，本发明还适于有机EL(电致发光)显示设备或用于X射线探测器的有源矩阵衬底的生产过程，通过本发明可以显著地降低生产成本。
图17和19表示了一种扫描曝光设备的例子，这种设备可以用于第十七实施例的半色调移动曝光过程中。图17是平面图，表示了用于实现本发明第十七实施例的扫描曝光设备的结构，该设备用于多透镜扫描曝光系统中，以及图19是横截面图，表示了图17的扫描曝光设备。在图17和19中，附图标记19代表UV光，附图标记44代表多透镜曝光模块，附图标记45代表普通的光掩模，附图标记46代表X-Y平台，以及附图标记48代表光纤光缆。
当玻璃衬底较大的时候，如果所使用的光掩模的尺寸与玻璃衬底的尺寸相同，那么总成本就变得过高了。所以，在这种情况下，使用了尺寸小于玻璃板的光掩模45，并且通过驱动X-Y平台46使光掩模45在X和Y方向上移动。因为图17和19的扫描曝光设备具有被设置为一行的多个曝光透镜，所以通过扫描这些曝光透镜，可以对任意尺寸的玻璃衬底进行曝光。
普通光掩模45与图1A和2A的光掩模(半色调光掩模)不同的是，这种光掩模不具备调整光透射率的功能。在本发明的半色调移动曝光方法中，可以使光掩模45或者X-Y平台46上的衬底移动。还可以通过利用反射镜投影扫描曝光设备来实现半色调移动曝光方法。图17和19所示的多透镜扫描曝光设备适用于本发明的半色调移动曝光方法，这是因为可以改善正光致抗蚀剂的分辨率。以利用光透射率调整光掩模的传统技术，使用具有较低分辨率的反射镜投影扫描曝光设备的半色调曝光方法是更加合适的。
优选实施例18
图13-16、18和20表示了根据本发明第十八实施例的、未使用光掩模的扫描曝光设备的例子。图13表示了用于利用了微反射镜阵列的紫外线曝光方法的字幕器光学系统(反转的实像)结构，图14表示了用于利用了微反射镜阵列的紫外线曝光方法的多透镜光学系统(未反转的实像)结构，图15是一个平面图，表示了多透镜扫描曝光系统的结构，图16是脉冲波形图，用于解释通过时间宽度控制的用于紫外光透射率调整的微反射镜阵列的操作，图18是平面图，表示了未使用光掩模的直接半色调曝光方法中所使用的扫描曝光设备，以及图20A和20B表示了利用图18的曝光设备的本发明的直接半色调曝光的原理。
在图13-16、18和20中，附图标记19代表UV光，附图标记20代表进行显影后的正光致抗蚀剂层上的一个区域，在该区域UV光曝光被完全阻断，附图标记21代表光致抗蚀剂被完全曝光的区域，附图标记22代表进行显影后的正光致抗蚀剂层上的一个区域，在该区域通过半色调曝光过程进行UV光曝光，附图标记37代表投影透镜，附图标记38代表用于TFT阵列的玻璃衬底，附图标记39代表正光致抗蚀剂层，附图标记40代表微反射镜镜阵列设备(DMD模块)，附图标记41代表微反射镜，附图标记42代表一个时间长度，在该时间长度期间微反射镜41进行工作，附图标记43代表用于重写数据的时间长度，在该时间长度期间微反射镜41不工作，附图标记44代表多透镜投影曝光模块(非反转的实像)，附图标记46代表X-Y平台，以及附图标记47代表UV光源。
在第十八实施例中，扫描曝光设备包含多个反射镜设备40，这些反射镜设备以一种棋盘板的方式进行设置，其中每个反射镜设备都具有以二维形式形成的微反射镜。如上所述，本发明的扫描曝光设备不需要光掩模来产生玻璃衬底上的图案。来自光源47的UV光19被图14的曝光系统中微反射镜阵列设备40上的微反射镜41反射。在图15的曝光系统中，UV光19通过多透镜投影曝光模块44，该模块生成一个未反转的实像并且将该图像投影到玻璃衬底38上的正光致抗蚀剂39上。这样，通过UV光19使得光致抗蚀剂39对于投影曝光模块44所生成的图像曝光。在图14、15和18的曝光系统中，由图16的脉冲波形图中显示的时间长度来调整施加到光致抗蚀剂39的UV光的程度。
如在图16的脉冲波形图所示，可以一个接一个地控制微反射镜41的运动。通过利用这种反射镜设备来改变施加到正光致抗蚀剂的UV射线的曝光时间，可以执行例如图20A-20B所示的多级半色调曝光方法。如上所述的，在第十八实施例中，可以容易地对一个大的区域进行多级半色调曝光，而不用昂贵的光透射率调整(半色调)光掩模。
图13的光学系统和图14的光学系统之间的主要差别在于，图13的光学系统包括反转的实像，而图14的光学系统包括未反转的实像。图13的光学系统足够用作一个对例如文本数据的简单图像进行局部曝光的字幕器。但是，对于要将复杂的图案曝光到衬底上的扫描曝光系统来说，必须使用例如图14所示的未反转实像的光学系统来在衬底上生成精细和准确的图案。
优选实施例19
图37A-37B和图43A-43B表示了本发明的第十九实施例。图37A-37B是平面图，表示了本发明半色调移动曝光方法的原理的例子。图43A-43B是平面图，表示了本发明两步骤曝光方法的原理的另一个例子。更特别地，图37A-37B和图43A-43B表示了一种普通的光掩模结构，这种光掩模用于通过上述第十七实施例中的半色调移动曝光方法生产扫描线、下层屏蔽共电极以及像素内部的共电极。图37A-37B和图43A-43B还表示了在半色调移动曝光过程中曝光量的分布。
在该曝光过程中，利用普通的光掩模实施第一曝光不足步骤。在第一曝光不足之后，使光掩模沿与扫描线平行的方向移动一段距离，该距离等于共电极的宽度。然后，优选地利用与第一曝光步骤中相同量的光实施第二曝光不足步骤。在进行显影之后，仍然保留一个具有厚的正光致抗蚀剂的区域、具有薄的正光致抗蚀剂区域以及没有正光致抗蚀剂的区域。
图7A-7E和图8A-8E是横截面图，表示了利用半色调移位曝光方法生成具有两种不同厚度电极的过程。构建两或三层可以被有选择性地刻蚀的金属或合金，并且利用本发明的半色调移动曝光构建两个不同厚度的正光致抗蚀剂，以构建一个未曝光区域20和一个未完全曝光区域22(图32E和35E)。利用对于正光致抗蚀剂的刻蚀和灰化处理过程以及选择性刻蚀技术，可以生成具有两种不同厚度的电极。
重复图7A-7E和8A-8E所示的过程，从而在TFT阵列玻璃衬底上的不同层上形成电极。例如，图7A-7E或8A-8E的过程在上述的图106A-106F的过程之前进行，从而图106A-106F的过程在生成了扫描线15和扫描线终端50之后才开始。在图7A-7E和8A-8E中，附图标记26代表下电极材料，附图标记27代表低电阻电极材料，附图标记28代表上电极材料。如上所述，附图标记20代表未被UV光曝光的光致抗蚀剂区域，以及附图标记22代表未被完全曝光(半色调曝光)的光致抗蚀剂区域。
在图7A-7E和图8A-8E的过程中，包含了下电极材料(障碍物金属)26，这是因为不可能将掺杂半导体n+a-Si层直接连接到纯铝或铝合金。用于障碍物金属的材料例如钛(Ti)。也可以将钛与钼的合金或者钼与钨的合金用作障碍物金属。在将铝合金用作电极材料27的情况下，图7A的结构就足够了，这是因为在与ITO(铟锡氧化物)直接连接时不会出现问题。
但是，将低电阻电极材料27配置为纯铝的时候，会出现接触缺陷的问题，这是因为在接触表面上形成了氧化铝。为了克服这个问题，如图8A所示的那样形成上电极材料28。用于上电极28的材料例如钼。因此，图7A-7E和图8A-8E的例子之间的基本差别在于图8A-8E的例子额外地包含上电极材料28，尽管其它的生成过程都是一样的。
在图7A-7E的例子中，在衬底上形成两个金属层，一层是下电极层26，另一层是低电阻电极层27。例如，下电极层26由钛(Ti)制成，而低电阻电极层27由铝钕镍(Al-Nd-Ni)或铝碳镍(Al-C-Ni)制成。在图7A中，例如通过半色调移动曝光方法，生成两个具有不同厚度的正光致抗蚀剂区域20和22。
然后，如图7B所示，通过湿刻蚀处理过程刻蚀低电阻电极层27，并通过干刻蚀处理过程刻蚀下电极层26。然后，在图7C中，通过例如二氧化物等离子灰化处理过程去除较薄的光致抗蚀剂区域22，而保留较厚的光致抗蚀剂区域20。如图7D所示，对于低电阻电极层27再次实施湿刻蚀处理过程。最后，如图7E所示，通过灰化处理过程完全去除正光致抗蚀剂。
在图8A-8E的例子中，在衬底上形成三个金属层，第一层是下电极层26，第二层是低电阻电极层27，第三层是上电极层28。例如，下电极层26由钛(Ti)制成，低电阻电极层27由纯铝(Al)制成，以及上电极层28由钼(Mo)制成。在图8A中，通过例如半色调移动曝光方法，就生成了两个具有不同厚度的正电阻区域20和22。图8B-8E的过程与图7B-7E的过程相同，所以这里就省略对其的解释。
在实施本发明的半色调移动曝光方法的时候，第一曝光和第二曝光利用了相同的光掩模来生成扫描线、屏蔽共电极以及像素内部的共电极。所以，在确定第一曝光和第二曝光的位置时，仅需要将光掩模沿一个方向进行小的水平移动。换句话说，不需要在玻璃衬底上构建用于定位两个不同光掩模的对准标记，这是因为只需使用一个光掩模。因此，可以在生产过程中降低时间和成本。
优选实施例20
图38A-38B、39A-39B、40A-40B、41A-41B和42A-42B表示了当利用两个或更多个普通的光掩模实施本发明第二十实施例中的半色调偏移曝光方法时，即在未使用例如图1A和2A所示的光透射率可调整光掩模(半色调光掩模)时，光曝光分布的例子。该例子表示了将本发明的半色调移动曝光方法应用于扫描线和屏蔽共电极的生产过程中的情况。在实施该方法的时候，需要在玻璃衬底内部设置一个或多个对准标记，这是因为第一曝光和第二曝光所使用的光掩模是不同的。
图9表示了在玻璃衬底上直接写入对准标记的设备。图10表示了图9的用于在玻璃衬底内部写入对准标记的设备所含概的原理。在图11中，在用于构建扫描线和屏蔽共电极的金属沉积物之外的区域上形成对准标记。在图9、10和11中，附图标记25代表fθ透镜，附图标记29代表激光光源，附图标记30代表光束格式器，附图标记31代表电镀反射镜(galvanomirror)，附图标记32代表激光束，附图标记33代表形成在玻璃衬底内部的标记图案，以及附图标记38代表用于TFT阵列的玻璃衬底。日本专利公开No.11-267861对本发明中使用的激光标记方法进行了更详细的描述。为了提高生产效率，在玻璃衬底内部形成对准标记是十分重要的，而不是将对准标记形成在玻璃衬底的表面。
在该实施例中，通过在第一和第二曝光不足步骤利用不同的光掩模，在显影之后可以生成具有两种不同厚度的正光致抗蚀剂图案。通过上述图7A-7E和图8A-8E所示的过程，将对正光致抗蚀剂进行刻蚀、灰化以及有选择地刻蚀，从而生成具有两种厚度级别的金属电极。
优选实施例21
图27A-27F和图28A-28F表示了一种用于在玻璃衬底上构建薄膜晶体管的处理过程的例子，该过程利用了本发明第二十一实施例中的两步骤半色调曝光方法。在该例子中，将本发明的两步骤半色调曝光方法用于同时构建扫描线15和像素49内部的共电极49，以及同时构建视频信号线51和液晶驱动电极53。
在图27A-27F的例子中，将一种三层金属结构用于通过图8A-8E的过程所生成的扫描线15。在图28A-28F的例子中，将一种两层金属结构用于通过图7A-7E的过程所生成的扫描线15。图27A-27F和图28A-28F的例子都利用了两步骤半色调曝光方法，其中利用薄膜的一个单层来构建像素内部的共电极49。
当利用两步骤半色调曝光方法来形成扫描线时，必须如图11所示的那样，通过例如图9和10所示的激光束设备预先在玻璃衬底上形成对准标记。图27A-27F和图28A-28F的例子都利用了半色调曝光来实施将硅元件与半导体层分离(硅岛状物形成过程)，并同时构建接触孔的终端部分的处理过程。
在图27A-27F和图28A-28F中，附图标记8代表一个区域，其中光致抗蚀剂在进行显影后被完全去除，附图标记9代表门绝缘膜，附图标记10代表薄膜半导体层(非掺杂层)，附图标记11代表薄膜半导体层(掺杂层，即欧姆接触层)，附图标记15代表扫描线，附图标记20代表未被UV光曝光的光致抗蚀剂区域，以及附图标记22代表进行了不完全曝光(半色调曝光)的光致抗蚀剂区域，附图标记49代表像素内部的共电极，附图标记50代表扫描线终端，附图标记51代表视频信号线，附图标记52代表障碍物金属，附图标记53代表液晶驱动电极，附图标记54代表扫描线驱动电路接触电极，以及附图标记55代表钝化膜。
在图27A-27F的例子中，通过图8A-8E所示的过程形成了扫描线15、扫描线终端50以及像素内部的共电极49。在图28A-28F的例子中，通过图7A-7E所示的过程形成了扫描线15、扫描线终端50以及像素内部的共电极49。然后，在图27A-27F和28A-28F的两个例子中，通过相同的过程，按照下面的方式分离硅元件并生成接触孔：
首先，如图27A和28A中所示，利用等离子CVD设备按照先后顺序沉积门绝缘膜9、薄膜半导体层(非掺杂层)10以及薄膜半导体层(欧姆接触层)11。当正光致抗蚀剂的涂覆厚度达到2-3微米时，对正光致抗蚀剂实施半色调曝光处理过程。这样，生成了较厚的正光致抗蚀剂区域20和较薄的正光致抗蚀剂区域22，而在扫描线终端50上的区域处的光致抗蚀剂则被去除。
在图27B和28B中，通过例如干刻蚀处理过程生成用于扫描线终端50的接触孔。然后，通过灰化处理过程去除半色调曝光所形成的较薄的光致抗蚀剂区域22，从而正光致抗蚀剂在将要形成薄膜晶体管的区域处仍然保留。在图27C和28C中，通过干刻蚀处理过程，去除了半导体层，而将要形成薄膜晶体管的区域处除外。在图27D-27F和28D-28F中，利用图7A-7E或图8A-8E所示的过程生成视频信号线51、扫描线驱动电路连接电极54以及液晶驱动电极53。
如上面所描述的，在图27A-27F和28A-28F所示的过程中，通过利用本发明的两步骤曝光方法，由一个单层薄膜制成了液晶驱动电极53。如在本发明中那样，因为在扫描线和视频信号线的生成过程中，利用两步骤半色调曝光方法由薄膜制成了像素内部的每个共电极49以及每个液晶驱动电极53，所以在对准处理中可以实现研磨布毛边末端的平滑运动，这可以防止对准缺陷的发生。
当使用上述的半色调曝光方法实施了薄膜晶体管的硅元件的分离以及接触孔终端部分的构建时，必须同时生成例如图21-26所示的静电保护电路。图21和22表示了静电保护电路中的电路结构的例子，并且图23-26表示了用于在衬底上构建图21和22的静电保护电路的图案结构的例子。在图21-26中，附图标记14代表视频信号线，附图标记15代表扫描线，附图标记16代表用于静电保护的共电极，附图标记17代表薄膜半导体层，附图标记18代表用于生成薄膜晶体管电路静电保护的接触孔。
如图23、24、25和26所示，可以通过将接触孔18设置在一起从而使得接触孔18的尺寸最大化。在这种情况下，可以将例如图12和13所示的使用紫外激光束或紫外LED的局部曝光设备用于对接触孔部分进行局部地曝光。在图12中，附图标记25代表fθ透镜，附图标记29代表激光光源，附图标记30代表光束格式器，附图标记31代表电镀反射镜，附图标记32代表激光束，附图标记33代表形成在玻璃衬底内部的标记图案，附图标记34代表超声偏振器，附图标记35代表UV激光源，附图标记36代表UV激光，附图标记38代表用于TFT阵列的玻璃衬底，以及附图标记39代表正光致抗蚀剂层。
图6A-6C表示了利用局部曝光设备的第一和第二曝光步骤。在图6A-6C的例子中，未使用光掩模而是利用了用于对玻璃衬底的一部分进行局部曝光的fθ透镜采实施第二曝光步骤。如上所述，fθ透镜可以聚焦在衬底的同一平面上的较大区域上。
图29和30表示了半色调扫描曝光设备的平面图，该设备具有本发明的内置的局部曝光设备。在图29和30中，附图标记40代表微反射镜阵列设备，附图标记44代表多透镜投影模块，附图标记45代表光掩模，附图标记46代表X-Y平台，附图标记47代表UV源，以及附图标记56代表超音速激光扫描曝光设备。通过利用图29或图30的仅一种设备以及普通的光掩模，就可以同时进行半色调曝光过程和局部曝光过程。所以，可以显著地提高生产效率。
图31表示了利用了本发明半色调曝光方法所生成的横向电场类型有源矩阵衬底的平面图。在图31中，附图标记57代表视频信号线的终端，附图标记58代表环绕像素的共电极的终端，附图标记59代表静电保护电路，附图标记60代表钝化膜，以及附图标记61代表通过上述的局部UV曝光生成的接触孔。通过局部紫外线曝光构建的接触孔61共同位于一条线上。
图4所示的流程图总结了通过本发明的两步骤半色调曝光方法，利用普通的光掩模在衬底上生产TFT阵列的过程。图5和图6表示了两步骤半色调曝光的基本过程，该过程使用了两个或多个普通的光掩模。在图4的过程中，重复了四次光掩模处理过程，每次光掩模处理过程都包含第一和第二半色调曝光。首先，在步骤S21通过激光束在玻璃衬底内形成对准标记。在步骤S22中的第一和第二半色调曝光中，同时形成共电极和用于薄膜晶体管的门电极。然后，在步骤S23，通过第一和第二半色调曝光，使薄膜晶体管与半导体层分离并且生成接触孔。在步骤S24中，通过第一和第二半色调曝光同时形成源电极、漏电极以及液晶驱动电极。最后，在步骤825，形成门终端和数据终端。
图124所示的流程图总结了通过本发明的两步骤半色调曝光方法，利用普通的光掩模在衬底上生产TFT阵列的过程。图5和图6中表示了两步骤半色调曝光的基本过程，该过程使用了两个或多个普通的光掩模。在图124的过程中，重复了三次光掩模处理过程，每次光掩模处理过程都包含第一和第二半色调曝光。首先，在步骤S81通过激光束在玻璃衬底内形成对准标记。在步骤S82中，通过第一和第二半色调曝光，同时形成共电极和用于薄膜晶体管的门电极。然后，在步骤S83，通过第一和第二半色调曝光，使薄膜晶体管与半导体层分离并且生成接触孔。在步骤S84中，通过第一和第二半色调曝光同时形成源电极、漏电极以及液晶驱动电极。在这个过程期间，将一个平整膜加到衬底的表面上，用于使该平面变得平整。例如，在进行了黑沟道B2H6等离子掺杂处理之后，通过喷墨打印方法形成平整膜或通过利用阴影框架的掩模方法形成局部P-SiNx保护膜。
优选实施例22
图114A-114C和图130A-130C是横截面图，表示了这样一些过程的例子，其中利用本发明第二十二实施例中普通的光掩模曝光以及半色调背表面曝光，从而实施使衬底变得平整(平坦或平面化)的步骤以及形成光刻隔离器的步骤。在这个例子中，使用了负光致抗蚀剂。在图114A-114C和图130A-130C的例子中，附图标记55代表钝化膜，附图标记71代表TFT阵列对准膜，附图标记87代表用于半色调曝光的负光致抗蚀剂层，附图标记89代表光刻隔离器，附图标记91代表来自衬底背表面的UV光，附图标记92代表进行背表面曝光和显影之后仍保留的负光致抗蚀剂。
首先，将负光致抗蚀剂87加到钝化膜55上，负光致抗蚀剂的厚度为图114A和130A所示的液晶单元的间隔。接下来，如图114B和130B的上部所示，利用普通的光掩模，在将要构建光刻隔离器的区域处进行完全曝光。然后，如图114B和130B的下部所示，利用如图131、132、133和134所示的扫描类型背表面曝光设备，由来自有源矩阵衬底背表面的紫外线91对负光致抗蚀剂87进行曝光，从而利用足够的光进行曝光以便获得足够的厚度来使衬底的不平整变得平整。如图114C和130C所示，在进行背表面曝光之后，有效地同时使衬底(TFT对准膜71)变得平整和构建了光隔离器89。
图129所示的流程图总结了生成有源矩阵衬底的过程，该过程包含利用第二十二实施例中的普通光掩模曝光和半色调背表面曝光使衬底变得平整(平坦)并形成光刻隔离器的步骤。在步骤S131中，同时形成了共电极和用于薄膜晶体管的门电极。然后，在步骤S132，将用于薄膜晶体管的硅元件与半导体层分离。在步骤S133，同时形成了薄膜晶体管的源电极、漏电极以及液晶驱动电极。然后，在步骤S134形成接触孔。接下来，在步骤S135中形成静电保护电路、门终端和数据终端。最后，在步骤S136，通过首先实施用于使衬底表面变得平整的半色调背曝光，继而实施用于形成光刻隔离器的完整曝光，从而生成光刻隔离器并使衬底表面变得平整。
图131和132表示了用于本发明第二十二实施例中的扫描类型背表面曝光设备。在图131和132的例子中，附图标记19代表UV光，附图标记76代表用于TFT阵列的玻璃衬底，附图标记87代表用于半色调曝光的负光致抗蚀剂，附图标记102代表传送机滚筒，附图标记103代表UV切割盖，以及附图标记104代表硅玻璃光纤。玻璃衬底76在滚筒102上沿水平方向进行运动，从而可由较小的曝光设备对大衬底进行曝光。将硅玻璃光纤104束在一起并使之彼此相邻，从而产生具有恒定强度的紫外线。在图133和134的例子中，背表面曝光设备包括多个彼此相邻的紫外线LED 107，用于产生具有均匀功率水平的紫外线19。
图135-137表示了包含一个白光干涉仪的光学系统和一个过程的例子，其中该过程利用该光学系统，精确地测量构建在有源矩阵衬底上的光刻隔离器的高度。图135表示了用于生成有源矩阵衬底的总体系统配置，该配置包含本发明的半色调背表面曝光设备，图136是表示本发明的半色调背表面曝光方法的总体过程的流程图，以及图137表示了用于本发明的白光干涉仪中的光学系统结构的例子。
在图136的流程中，在步骤S141，将负光致抗蚀剂涂覆在玻璃衬底上，其中根据测量所得到的有关光刻隔离器高度和衬底上光致抗蚀剂的数据调整负光致抗蚀剂的厚度。在步骤S142，实施半色调背表面曝光，其中根据测量所得到的数据来调整曝光光量。进行了半色调背表面曝光之后，在步骤S143中对用于光刻隔离器的负光致抗蚀剂进行完全曝光。在进行显影之后，在步骤S144中，例如由白光干涉仪测量光刻隔离器的高度，通过步骤S146，将测量结果反馈到光致抗蚀剂涂覆和半色调背面曝光，用于调整光致抗蚀剂涂覆厚度和曝光光量。可以将上述过程重复进行两次或多次。在步骤S147对所得到的衬底进行评价，并且如果该结果是可以接受的，那么该过程转移到步骤S148中的后烤过程。
在图137的例子中，白光干涉仪包含一个CCD照相机，一个白光光源，一个镜，以及一个干涉物镜。利用例如压电设备(PZT)的机构来控制干涉物镜的垂直位置，该干涉物镜用于将白光会聚到光刻隔离器和/或负光致抗蚀剂的顶部和底部。可以将用于驱动压电设备的电压用作测量得到的数据，来指示光刻隔离器的高度。
如图135、136和137所示，白光干涉仪准确地测量玻璃衬底上负光致抗蚀剂层的厚度和隔离器的高度。将来自白光干涉仪的测量数据反馈到涂覆器(缝式涂覆器和旋转涂覆器)和半色调背表面曝光系统，从而调整负光致抗蚀剂的涂覆厚度和用于半色调背表面曝光的曝光量。相应地，可以使衬底的表面不平整度和光刻隔离器的高度不规则度最小化。
图107A-107D表示了利用本发明的扫描类型背表面曝光设备，首先执行使衬底表面变得平整(平坦)然后构建光刻隔离器的过程。在图107A-107D的例子中，附图标记9代表门绝缘膜，附图标记49代表像素内部的共电极，附图标记51代表视频信号线，附图标记53代表液晶驱动电极，附图标记55代表钝化膜，附图标记71代表TFT阵列对准膜，附图标记75代表用于屏蔽视频信号线的共电极，附图标记76代表用于TFT阵列的玻璃衬底，附图标记88代表用于使衬底表面变得平整(平坦)的负光致抗蚀剂层，附图标记89代表光刻隔离器，附图标记91代表UV光，以及附图标记92代表进行了背表面曝光后仍然保留的负光致抗蚀剂。
在图107A-107D的例子中，如图107A所示，将负光致抗蚀剂88加到钝化膜55上，光致抗蚀剂的厚度为液晶单元的间隔。从玻璃衬底76的背面施加UV光91，从而以足够的光对负光致抗蚀剂88进行曝光，以获得足够的厚度来使衬底的不平整变得平整。如图107B所示，进行显影之后，负光致抗蚀剂92以平整的方式保留在玻璃衬底上，从而形成了平整的平面。然后，再一次涂覆负光致抗蚀剂，并且利用普通的光掩模在将要构建光刻隔离器的区域处进行完全曝光。这样，如图107C所示，在进行显影之后就生成了光刻隔离器89。最后，如图107D所示，在衬底的表面上形成对准膜71。
尽管在图107A-107D、114A-114C以及130A-130C的例子中使用了光刻隔离器，但也可以利用在上面关于第一、第二、第五、第六以及第九实施例所描述的隔离器突起73。当利用扫描类型背表面曝光方法来实施平整过程的时候，必须将不允许光透射通过的金属电极用作像素内部的共电极49和液晶驱动电极53。
图105的流程图总结了生成有源矩阵衬底的过程，该过程包含利用第二十二实施例中的普通光掩模曝光方法和半色调背表面曝光使衬底变得平整以及形成光刻隔离器的步骤。在步骤S41中，同时形成共电极和薄膜晶体管的门电极。然后，在步骤S42，将用于薄膜晶体管的硅元件与半导体层分离，并且同时利用第一和第二半色调曝光形成接触孔。然后在步骤S43，同时形成了薄膜晶体管的源电极和漏电极以及液晶驱动电极。在该步骤期间，生成了源电极、漏电极以及液晶驱动电极之后，将平整膜加到衬底上并且通过半色调背表面曝光使表面变得平整。最后，在步骤S44，通过完全曝光生成光刻隔离器。
优选实施例23
图125是流程图，表示了根据本发明第二十三实施例的横向电场类型有源矩阵衬底所涉及的生产过程。其中具有五个光刻处理过程。在步骤S91中，同时形成了共电极和用于薄膜晶体管的门电极。然后，在步骤S92，将用于薄膜晶体管的硅元件与半导体层分离，并且同时通过第一和第二半色调曝光形成接触孔。在步骤S93中，同时形成了薄膜晶体管的源电极和漏电极以及液晶驱动电极。然后，在步骤S94，通过半色调背表面曝光方法使表面变得平整(平坦)之后，再通过完全曝光形成光刻隔离器。最后，在步骤S95，形成用于门终端和数据终端的接触孔。
在上述的第二十三实施例中，已经利用在第二十一实施例和第二十二实施例中所实施的过程，显著地缩短了生成过程。在衬底的表面上进行了平整过程，这样，在研磨对准过程中就不会出现对准缺陷。因此，黑显示期间的光泄漏得到了最小化，由此获得了具有高对比度的显示。
图128的流程图总结了生成有源矩阵衬底的过程的又一个例子，该过程包含利用第二十三实施例中的普通光掩模曝光和半色调背表面曝光使衬底变得平整以及形成光刻隔离器的步骤。在步骤S121中，同时形成了共电极和薄膜晶体管的门电极。然后，在步骤S122，将用于薄膜晶体管的硅元件与半导体层分离。在步骤S123，形成了接触孔。在步骤124，同时形成了薄膜晶体管的源电极和漏电极以及液晶驱动电极。在该过程期间，将平整膜加到衬底的表面上。例如，在进行了背沟道B2H6等离子掺杂处理后，通过喷墨打印方法形成平整膜或通过利用阴影框架的掩模方法形成局部P-SiNx保护膜。最后，在步骤S125，通过半色调背表面曝光使衬底表面变得平整，继而通过完全曝光形成光刻隔离器。
优选实施例24
图126是流程图，表示了根据本发明第二十四实施例生产横向电场有源矩阵衬底所涉及的过程的例子。在该过程中有四个光刻步骤。在步骤S101中，同时形成了共电极和薄膜晶体管的门电极。然后，在步骤S102，将用于薄膜晶体管的硅元件与半导体层分离，并且同时通过第一和第二半色调曝光形成接触孔。在步骤S103中，同时形成了薄膜晶体管的源电极和漏电极以及液晶驱动电极。在该过程期间，将平整膜加到衬底的表面上。例如，在进行了背沟道B2H6等离子掺杂处理后，通过喷墨打印方法形成平整膜或通过利用阴影框架的掩模方法形成局部P-SiNx保护膜。最后，在步骤S104，通过半色调背表面曝光使衬底表面变得平整，继而通过完全曝光形成光刻隔离器。通过利用上述的第二十一实施例和第二十二实施例中的过程，整个生产过程被显著地缩短了。
在第二十四实施例中，尽管在第二十三实施例中使用了P-CVD设备将P-SiNx钝化层加到衬底的整个表面上，但是通过利用局部层构建方法实现的局部地施加P-SiNx钝化层(其中该部分层构建方法利用了阴影框架)，或者通过利用例如喷墨打印机的施加设备实现的局部地施加有机钝化层(例如BCB)，从而去除了为扫描线的终端(门电极)和视频信号线(数据电极)开设接触孔的过程。与前述的实施例类似，因为衬底表面经历了平整过程，所以在研磨处理期间不会出现对准缺陷。
优选实施例25
图127是流程图，表示了根据本发明第二十五实施例的生产横向电场类型有源矩阵衬底所涉及的过程的例子。其中具有三个光刻处理过程。在步骤S111中，通过例如利用了用于P-SiNx\a-Si i\n+a-Si结构的阴影框架的掩模沉积过程，同时形成了共电极和薄膜晶体管的门电极。然后，在步骤S112，通过第一和第二半色调曝光，将用于薄膜晶体管的硅元件与半导体层分离，并且同时形成接触孔。在该过程期间，将平整膜加到衬底的表面上。例如，在进行背沟道B2H6等离子掺杂处理后，通过喷墨打印方法形成平整膜或通过利用了阴影框架的掩模方法形成局部P-SiNx保护膜。最后，在步骤S113，通过半色调背表面曝光使衬底表面变得平整，继而通过完全曝光形成光刻隔离器。
通过利用第十七实施例和第二十二实施例中的过程，显著地缩短了整个生产过程所需的时间。该实施例可以通过利用局部层构建方法实现的局部地施加P-SiNx钝化层(其中该局部层构建方法使用了阴影框架)，或者通过利用例如喷墨打印机的施加设备实现的局部地施加有机钝化层(例如BCB)，从而去除了为扫描线的终端(门电极)和视频信号线(数据电极)开设接触孔的过程。与前述的实施例类似，因为衬底表面经历了平整过程，所以在研磨处理期间不会出现对准缺陷。
本发明的效果
如上所述，根据本发明，通过利用使用了普通光掩模的半色调移动曝光方法，或者通过利用将使用普通光掩模的半色调曝光和局部附加曝光结合的半色调混合曝光方法，可以以低成本和高产量生产出横向电场类型液晶显示设备。
通过利用本发明的半色调背表面扫描曝光方法，以及通过在一个负光致抗蚀剂处理过程中构建光刻隔离器，可以实现低生产成本、没有对准缺陷的高显示质量，以及高对比度。
通过使用本发明的隔离器突起结构，可以实现具有高孔径比以及低生产成本的横向电场类型液晶显示系统。通过在相同的层上以相同的传导材料构建上层屏蔽共电极、像素内部的共电极以及液晶驱动电极，可以生产具有最小化的残余图像、高孔径比以及均匀的和深黑水平显示的高质量显示设备。通过实施本发明，可以实现具有低成本和高对比度的超大屏幕横向电场类型液晶显示电视。
尽管在这里参考优选实施例描述了本发明，但是本领域的技术人员能够容易地理解，可以实现各种修改和变化，而都不偏离本发明的精神和范围。这些修改和变化均被认为在所附的权利要求和其等价物的范围之内。

Claims (71)

1.一种具有横向电场类型有源矩阵衬底的液晶显示设备，包含：
以覆盖视频信号线的方式放置在形成于有源矩阵衬底上的视频信号线上的、由绝缘材料制成的薄和长的突起；以及
以覆盖该薄和长的绝缘突起和视频信号线的方式沿着视频信号线形成的一个共电极；
由此通过共电极屏蔽了由视频信号线产生的电场。
2.一种具有横向电场类型有源矩阵衬底的液晶显示设备，包含：
以覆盖视频信号线的方式放置在形成于有源矩阵衬底上的视频信号线上的、由绝缘材料制成的薄和长的突起；以及
以将视频信号线夹在中间的方式在该薄和长的绝缘突起的两个侧壁上形成的一个共电极；
由此通过共电极屏蔽了由视频信号线产生的电场。
3.一种如权利要求1或2中所述的液晶显示设备，其中将以覆盖视频信号线的方式形成的薄和长的绝缘突起用作隔离器，用于在组装液晶单元时规定液晶单元间隔。
4.一种具有横向电场类型有源矩阵衬底的液晶显示设备，包含：
用于覆盖形成于有源矩阵衬底上的视频信号线的、由绝缘材料制成的薄和长的突起；
用于规定液晶单元间隔的隔离器，通过半色调曝光过程同时形成该隔离器以及薄和长的突起；以及
以覆盖视频信号线的方式在薄和长的绝缘突起上形成的一个共电极；
由此通过共电极屏蔽了由视频信号线产生的电场。
5.一种具有横向电场类型有源矩阵衬底的液晶显示设备，包含：
用于覆盖形成于有源矩阵衬底上的视频信号线的、由绝缘材料制成的薄和长的突起；
用于规定液晶单元间隔的隔离器，通过半色调曝光过程同时形成该隔离器以及薄和长的突起；以及
以将视频信号线夹在中间的方式在薄和长的绝缘突起的两个侧壁上形成的一个共电极；
由此通过共电极屏蔽了由视频信号产生的电场。
6.如权利要求1、2、3、4或5中所述的液晶显示设备，其中用于屏蔽视频信号线的共电极是由薄膜透明传导材料制成的，该材料允许光以大于20％的程度透射，该材料例如钛金属化合物，包含钛的氮化物(TiNx)、钛的氮氧化物(TiOxNy)、钛的氮硅化物(TiSixNy)以及钛的硅化物(TiSix)，或者金属氧化物透明传导材料，例如氧化铟(In2O3)或者氧化锌(ZnO)。
7.如权利要求1、2、3、4或5中所述的液晶显示设备，其中以覆盖视频信号线的方式形成的薄和长的绝缘突起的横截面形状是圆形、半圆形、双曲线形或者抛物线形，并且绝缘突起的尖端角θ为30度或小于30度。
8.如权利要求1、2、3、4或5中所述的液晶显示设备，其中以覆盖视频信号线的方式形成的薄和长的绝缘突起并不形成在视频信号线与扫描线彼此相交的区域周围。
9.如权利要求4或5中所述的液晶显示设备，其中利用半色调曝光过程与薄和长的绝缘突起同时构建的隔离器在其顶部周围的区域内未被共电极覆盖，从而使形成该隔离器的介电材料曝光。
10.如权利要求4或5中所述的液晶显示设备，其中规定了薄和长的绝缘突起高度和液晶单元间隔的隔离器具有0.2微米到2.0微米范围内的高度差h2。
11.如权利要求4或5中所述的液晶显示设备，其中通过半色调曝光过程与薄和长的绝缘突起同时构建的隔离器的密度为在每平方毫米上有一个到七十五个隔离器，并且这些隔离器在整个衬底上均匀分布。
12.如权利要求4或5中所述的液晶显示设备，其中在每平方毫米上，通过半色调曝光过程与薄和长的绝缘突起同时形成的隔离器的面积在200平方微米到2000平方微米的范围内。
13.一种具有横向电场类型有源矩阵衬底的液晶显示设备，包含：
以覆盖视频信号线的方式在形成于有源矩阵衬底上的视频信号线上形成的、由绝缘材料制成的薄和长的突起；
一个共电极，该共电极以覆盖该薄和长的绝缘突起和视频信号线的方式沿着视频信号线形成，由此屏蔽了由视频信号线产生的电场；
以覆盖扫描线的方式在扫描线上形成的一个薄和长的绝缘突起；以及
一个共电极，该共电极以将扫描线夹在中间的方式形成于该绝缘突起的侧壁上，由此屏蔽了由扫描线产生的电场。
14.一种具有横向电场类型有源矩阵衬底的液晶显示设备，包含：
以覆盖视频信号线的方式在形成于有源矩阵衬底上的视频信号线上形成的、由绝缘材料制成的薄和长的突起；
一个共电极，该共电极以将视频信号线夹在中间的方式形成于该薄和长的绝缘突起的两个侧壁上，由此屏蔽了由视频信号线产生的电场；
以覆盖扫描线的方式在扫描线上形成的一个薄和长的绝缘突起；以及
一个共电极，该共电极以将扫描线夹在中间的方式形成于该绝缘突起的两个侧壁上，由此屏蔽了由扫描线产生的电场。
15.如权利要求13或14中所述的液晶显示设备，其中将以覆盖视频信号线和扫描线周围的方式形成的薄和长的绝缘突起用作隔离器，用于在组装液晶单元时规定液晶单元间隔。
16.一种具有横向电场类型有源矩阵衬底的液晶显示设备，包含：
用于覆盖有源矩阵衬底上的视频信号线的、由绝缘材料制成的薄和长的突起；
用于规定液晶单元间隔的隔离器，通过半色调曝光过程同时形成该隔离器以及薄和长的突起；
一个共电极，该共电极以覆盖视频信号线的方式形成于薄和长的绝缘突起上，由此屏蔽了由视频信号线产生的电场；
以覆盖扫描线的方式通过半色调曝光过程在扫描线上形成一个薄和长的绝缘突起；和
一个共电极，该共电极以将扫描线夹在中间的方式形成于该绝缘突起的两个侧壁上，由此屏蔽了由扫描线产生的电场。
17.一种具有横向电场类型有源矩阵衬底的液晶显示设备，包含：
用于覆盖形成于有源矩阵衬底上的视频信号线的、由绝缘材料制成的薄和长的突起；
用于规定液晶单元间隔的隔离器，通过半色调曝光过程同时形成该隔离器以及薄和长的突起；
一个共电极，该共电极以将视频信号线夹在中间的方式形成于薄和长的绝缘突起的两个侧壁上，由此屏蔽了由视频信号产生的电场；
以覆盖扫描线的方式通过半色调曝光过程在扫描线上形成的一个薄和长的绝缘突起；
一个共电极，该共电极以将扫描线夹在中间的方式形成于绝缘突起的两个侧壁上，由此屏蔽了由扫描线产生的电场。
18.如权利要求13、14、15、16或17中所述的液晶显示设备，其中用于屏蔽视频信号线和扫描线的共电极由薄膜透明传导材料制成，该材料允许光以大于20％的程度透射，该材料例如钛金属化合物，包含钛的氮化物(TiNx)、钛的氮氧化物(TiOxNy)、钛的氮硅化物(TiSixNy)以及钛的硅化物(TiSix)，或者金属氧化物透明传导材料，例如氧化铟(In2O3)或者氧化锌(ZnO)。
19.如权利要求13、14、15、16或17中所述的液晶显示设备，其中以覆盖视频信号线和扫描线的方式形成的薄和长的绝缘突起的横截面形状是圆形、半圆形、双曲线形或者抛物线形，并且绝缘突起的尖端角θ为30度或小于30度。
20.如权利要求13、14、15、16或17中所述的液晶显示设备，其中以覆盖视频信号线和扫描线的方式形成的薄和长的绝缘突起并不形成在视频信号线与扫描线彼此相交的区域周围。
21.如权利要求16或17中所述的液晶显示设备，其中通过半色调曝光过程与薄和长的绝缘突起同时构建的隔离器在其顶部周围的区域内未被共电极覆盖，从而使形成该隔离器的介电材料曝光。
22.如权利要求16或17中所述的液晶显示设备，其中规定薄和长的绝缘突起高度和液晶单元间隔的隔离器具有0.2微米到2.0微米范围内的高度差h2。
23.如权利要求16或17中所述的液晶显示设备，其中通过半色调曝光过程与薄和长的绝缘突起同时构建的隔离器的密度为在每平方毫米上有一个到七十五个隔离器，并且这些隔离器在整个衬底上均匀分布。
24.如权利要求16或17中所述的液晶显示设备，其中在每平方毫米上，通过半色调曝光过程与薄和长的绝缘突起同时形成的隔离器的面积在200平方微米到2000平方微米的范围内。
25.如权利要求1、2、3、4、5、13、14、15、16或17中所述的液晶显示设备，其中以将视频信号线在上/下方向和左/右方向上夹在中间的方式、通过位于有源矩阵衬底上的上层和下层之间的门绝缘膜和钝化膜在该上层和下层中提供共电极，其中下层中的共电极由金属电极制成，其阻止光的通过，而上层中的共电极是允许光通过的透明电极，以及其中上层中的共电极的电极宽度大于下层中的共电极的电极宽度，并且向液晶驱动电极的侧面凸出。
26.如权利要求1、2、3、4、5、13、14、15、16或17中所述的液晶显示设备，其中视频信号线、以覆盖视频信号线的方式形成的薄和长的绝缘突起以及沿视频信号线形成的用于屏蔽视频信号线的共电极以直线的方式对准，其中像素内部的液晶驱动电极和像素内部的共电极在像素之内至少受到一次弯曲，弯曲的角度相对于液晶分子的对准方向在0-30度的范围内(不包含0度)。
27.如权利要求1、2、3、4、5、13、14、15、16或17中所述的液晶显示设备，其中视频信号线、以覆盖视频信号线的方式形成的薄和长的绝缘突起以直线的方式对准，其中沿视频信号线形成的用于屏蔽视频信号线的共电极、像素内部的液晶驱动电极和像素内部的共电极在像素之内至少受到一次弯曲，弯曲的角度相对于液晶分子的对准方向在0-30度的范围内(不包含0度)。
28.如权利要求1、2、3、4、5、13、14、15、16或17中所述的液晶显示设备，其中视频信号线、以覆盖视频信号线的方式形成的薄和长的绝缘突起、沿视频信号线形成的用于屏蔽视频信号线的共电极以及像素内部的共电极以直线的方式对准，其中像素内部的液晶驱动电极在像素之内至少受到一次弯曲，弯曲的角度相对于液晶分子的对准方向在0-30度的范围内(不包含0度)。
29.如权利要求1、2、3、4、5、13、14、15、16或17中所述的液晶显示设备，其中视频信号线、以覆盖视频信号线的方式形成的薄和长的绝缘突起、沿视频信号线形成的用于屏蔽视频信号线的共电极、像素内部的共电极以及像素内部的液晶驱动电极在像素之内至少受到一次弯曲，弯曲的角度相对于液晶分子的对准方向在0-30度的范围内(不包含0度)。
30.如权利要求1、2、3、4、5、13、14、15、16或17中所述的液晶显示设备，其中视频信号线、以覆盖视频信号线的方式形成的薄和长的绝缘突起、沿视频信号线形成的用于屏蔽视频信号线的共电极、像素内部的共电极以及像素内部的液晶驱动电极在像素之内至少受到一次弯曲，弯曲的角度相对于液晶分子的对准方向在0-30度的范围内(不包含0度)，并且其中按照与视频信号线类似的方式，滤色片层和光屏蔽膜(黑掩模)在像素之内至少受到一次弯曲，弯曲的角度相对于液晶分子的对准方向在0-30度的范围内(不包含0度)。
31.如权利要求1、2、3、4、5、13、14、15、16或17中所述的液晶显示设备，其中视频信号线、以覆盖视频信号线的方式形成的薄和长的绝缘突起、沿视频信号线形成的用于屏蔽视频信号线的共电极以直线的方式对准，其中像素内部的液晶驱动电极和像素内部的共电极在像素之内至少受到一次弯曲，弯曲的角度相对于液晶分子的对准方向在60-120度的范围内(不包含90度)。
32.如权利要求1、2、3、4、5、13、14、15、16或17中所述的液晶显示设备，其中视频信号线、以覆盖视频信号线的方式形成的薄和长的绝缘突起以直线的方式对准，其中沿视频信号线形成的用于屏蔽视频信号线的共电极、像素内部的液晶驱动电极和像素内部的共电极在像素之内至少受到一次弯曲，弯曲的角度相对于液晶分子的对准方向在60-120度的范围内(不包含90度)。
33.如权利要求1、2、3、4、5、13、14、15、16或17中所述的液晶显示设备，其中视频信号线、以覆盖视频信号线的方式形成的薄和长的绝缘突起、沿视频信号线形成的用于屏蔽视频信号线的共电极以及像素内部的共电极以直线的方式对准，其中仅像素内部的液晶驱动电极在像素之内至少受到一次弯曲，弯曲的角度相对于液晶分子的对准方向在60-120度的范围内(不包含90度)。
34.如权利要求1、2、3、4、5、13、14、15、16或17中所述的液晶显示设备，其中视频信号线、以覆盖视频信号线的方式形成的薄和长的绝缘突起、沿视频信号线形成的用于屏蔽视频信号线的共电极、像素内部的共电极以及像素内部的液晶驱动电极在像素之内至少受到一次弯曲，弯曲的角度相对于液晶分子的对准方向在60-120度的范围内(不包含90度)。
35.如权利要求1、2、3、4、5、13、14、15、16或17中所述的液晶显示设备，其中视频信号线、以覆盖视频信号线的方式形成的薄和长的绝缘突起、沿视频信号线形成的用于屏蔽视频信号线的共电极、像素内部的共电极以及像素内部的液晶驱动电极在像素之内至少受到一次弯曲，弯曲的角度相对于液晶分子的对准方向在60-120度的范围内(不包含90度)，并且其中按照与视频信号线类似的方式，滤色片层和光屏蔽膜(黑掩模)在像素之内至少受到一次弯曲，弯曲的角度相对于液晶分子的对准方向在60-120度的范围内(不包含90度)。
36.如权利要求1、2、3、4、5、13、14、15、16或17中所述的液晶显示设备，其中沿视频信号线形成用于覆盖视频信号线的薄和长的绝缘突起，其介电常数小于3.3，其高度h1在1.5微米和5.0微米的范围内，并且其中视频信号线的边缘和绝缘突起的边缘之间的距离L1在3.0微米到6.0微米的范围内。
37.如权利要求1、2、3、4、5、13、14、15、16或17中所述的液晶显示设备，其中覆盖了视频信号线的绝缘突起的边缘和覆盖了绝缘突起的屏蔽共电极的边缘之间的距离L2在0.5微米到10.0微米的范围内。
38.如权利要求1、2、3、4、5、13、14、15、16或17中所述的液晶显示设备，其中被用作制造覆盖视频信号线的绝缘突起的材料的单体或低聚体至少具有一种苯并环丁烯结构或其介电形式，或者至少具有一种芴骨架或其介电形式。
39.如权利要求1、2、3、4、5、13、14、15、16或17中所述的液晶显示设备，其中，当形成覆盖视频信号线的薄和长的绝缘突起时，同时形成至少一个闭环结构的障碍物突起隔离器，用于防止由于空气压力或来自一个位置的液晶的压力所导致的主密封的破裂，其中该位置与在其上形成环绕整个有效像素区域的液晶单元的主密封的区域相同。
40.一种生产横向电场类型有源矩阵液晶显示设备的有源矩阵衬底的方法，包含以下的步骤：
(1)形成用于扫描线的图案(扫描线构图步骤)；
(2)将用于薄膜晶体管的硅元件与半导体层分离(硅岛状物形成步骤)；
(3)同时形成视频信号线和液晶驱动电极；
(4)形成覆盖视频信号线的隔离器突起，或者同时形成隔离器和覆盖视频信号线的绝缘突起(半色调曝光过程)；
(5)形成用于终端部分和静电保护电路的接触孔；以及
(6)同时形成用于屏蔽视频信号线的透明共电极和像素内部的透明共电极。
41.一种生产横向电场类型有源矩阵液晶显示设备的有源矩阵衬底的方法，包含以下的步骤：
(1)同时形成扫描线、像素内部的共电极，以及用于屏蔽视频信号线的下层共电极；
(2)将用于薄膜晶体管的硅元件与半导体层分离(硅岛状物步骤)；
(3)同时形成视频信号线和液晶驱动电极；
(4)形成覆盖视频信号线的隔离器突起，或者同时形成隔离器和覆盖视频信号线的绝缘突起(半色调曝光过程)；
(5)形成用于终端部分和静电保护电路的接触孔；以及
(6)形成用于屏蔽视频信号线的透明共电极。
42.一种生产横向电场类型有源矩阵液晶显示设备的有源矩阵衬底的方法，包含以下的步骤：
(1)形成用于扫描线的图案；
(2)形成用于薄膜晶体管的刻蚀终止沟道的图案；
(3)同时形成视频信号线和液晶驱动电极；
(4)形成覆盖视频信号线的隔离器突起，或者同时形成隔离器和覆盖视频信号线的绝缘突起(半色调曝光过程)；
(5)形成用于终端部分和静电保护电路的接触孔；以及
(6)同时形成用于屏蔽视频信号线的透明共电极和像素内部的透明共电极。
43.一种生产横向电场类型有源矩阵液晶显示设备的有源矩阵衬底的方法，包含以下的步骤：
(1)同时形成扫描线、像素内部的共电极，以及用于屏蔽视频信号线的下层共电极；
(2)形成用于薄膜晶体管的刻蚀终止沟道的图案；
(3)同时形成视频信号线和液晶驱动电极；
(4)形成覆盖视频信号线的隔离器突起，或者同时形成隔离器和覆盖视频信号线的绝缘突起(半色调曝光过程)；
(5)形成用于终端部分和静电保护电路的接触孔；以及
(6)形成用于屏蔽视频信号线的透明共电极。
44.一种生产横向电场类型有源矩阵液晶显示设备的有源矩阵衬底的方法，包含以下的步骤：
(1)形成用于扫描线的图案；
(2)同时形成视频信号线和液晶驱动电极，以及将用于薄膜晶体管的硅元件与半导体层分离(半色调曝光过程)；
(3)形成覆盖视频信号线的隔离器突起，或者同时形成隔离器和覆盖视频信号线的绝缘突起(半色调曝光过程)；
(4)形成用于终端部分和静电保护电路的接触孔；以及
(5)同时形成用于屏蔽视频信号线的透明共电极和像素内部的透明共电极。
45.一种生产横向电场类型有源矩阵液晶显示设备的有源矩阵衬底的方法，包含以下的步骤：
(1)同时形成扫描线、像素内部的共电极，以及用于屏蔽视频信号线的下层共电极；
(2)同时形成视频信号线和液晶驱动电极，以及将用于薄膜晶体管的硅元件与半导体层分离(半色调曝光过程)；
(3)形成覆盖视频信号线的隔离器突起，或者同时形成隔离器和覆盖视频信号线的绝缘突起(半色调曝光过程)；
(4)形成用于终端部分和静电保护电路的接触孔；以及
(5)形成用于屏蔽视频信号线的透明共电极。
46.如权利要求1、2、3、4、5、13、14、15、16或17中所述的液晶显示设备，其中以环绕视频信号线的方式沿薄和长的绝缘突起形成的用于屏蔽的共电极，所述共电极在整个有效像素显示区域上互相连接，并且其电势被设置为接近视频信号电压的中心电压。
47.如权利要求1、2、3、4、5、13、14、15、16或17中所述的液晶显示设备，其中用于为一个像素驱动液晶分子的电极由三个不同的电极构成，这三个电极包含一个连接到薄膜晶体管用于驱动液晶的单电极、一个形成在像素的左右两侧用于屏蔽视频信号线的下层共电极，以及一个沿环绕视频信号线的薄和长的绝缘突起形成的上层屏蔽共电极，从而使得在像素内部不存在共电极。
48.如权利要求1、2、3、4、5、13、14、15、16或17中所述的液晶显示设备，其中使有源矩阵衬底变得平整的过程和构建光刻隔离器的过程是通过下面的步骤同时实施的：施加负光致抗蚀剂，其厚度为液晶单元间隔加上在像素内部的由非透明金属材料或者金属硅化物或者金属氮化物制成的共电极、用于屏蔽视频信号线的下层共电极以及液晶驱动电极这三者中最大厚度的和，然后从有源矩阵衬底的背表面使紫外光曝光到整个有效像素区域，继而使紫外光完全曝光到形成隔离器的部分，该隔离器是利用用于光刻隔离器的光掩模而形成的，并且对有源矩阵衬底进行显影。
49.一种生产横向电场类型有源矩阵液晶显示设备的有源矩阵衬底的方法，包含以下的步骤：
(1)同时形成扫描线(薄膜晶体管的门电极)、像素内部的共电极，以及用于屏蔽视频信号线的下层共电极；
(2)将用于薄膜晶体管的硅元件与半导体层分离(硅岛状物步骤)；
(3)同时形成视频信号线和液晶驱动电极；
(4)形成用于终端部分和静电保护电路的接触孔；
(5)同时形成扫描线终端部分、视频信号线终端部分，以及静电保护电路；以及
(6)形成光刻隔离器并且使有效像素区域变得平整(半色调背表面曝光过程)。
50.一种生产横向电场类型有源矩阵液晶显示设备的有源矩阵衬底的方法，包含以下的步骤：
(1)同时形成扫描线(薄膜晶体管的门电极)、像素内部的共电极，以及用于屏蔽视频信号线的下层共电极；
(2)形成用于薄膜晶体管的刻蚀终止沟道的图案；
(3)同时形成视频信号线和液晶驱动电极；
(4)形成用于终端部分和静电保护电路的接触孔；
(5)同时形成扫描线终端部分、视频信号线终端部分，以及静电保护电路；以及
(6)形成光刻隔离器并且使有效像素区域变得平整(半色调背表面曝光过程)。
51.一种生产横向电场类型有源矩阵液晶显示设备的有源矩阵衬底的方法，包含以下的步骤：
(1)同时形成扫描线(薄膜晶体管的门电极)、像素内部的共电极，以及用于屏蔽视频信号线的下层共电极；
(2)将用于薄膜晶体管的硅元件与半导体层分离(硅岛状物)；
(3)形成用于终端部分和静电保护电路的接触孔；
(4)同时形成视频信号线、液晶驱动电极、扫描线终端部分、视频信号线终端部分，以及静电保护电路；以及
(5)形成光刻隔离器并且使有效像素区域变得平整(半色调背表面曝光过程)。
52.一种生产横向电场类型有源矩阵液晶显示设备的有源矩阵衬底的方法，包含以下的步骤：
(1)同时形成扫描线(薄膜晶体管的门电极)、像素内部的共电极，以及用于屏蔽视频信号线的下层共电极；和
(2)将用于薄膜晶体管的硅元件与半导体层分离(硅岛状物)并且形成用于终端部分和静电保护电路的接触孔(第一和第二半色调曝光过程)。
53.一种生产横向电场类型有源矩阵液晶显示设备的有源矩阵衬底的方法，包含以下的步骤：
(1)同时形成扫描线(薄膜晶体管的门电极)、像素内部的共电极，以及用于屏蔽视频信号线的下层共电极；
(2)同时形成视频信号线和液晶驱动电极，以及将用于薄膜晶体管的硅元件与半导体层分离(半色调曝光过程)；
(3)形成用于终端部分和静电保护电路的接触孔；
(4)同时形成扫描线终端部分、视频信号线终端部分，以及静电保护电路；以及
(5)形成光刻隔离器并且使有效像素区域变得平整(半色调背表面曝光过程)。
54.一种生产横向电场类型有源矩阵液晶显示设备的有源矩阵衬底的方法，包含以下的步骤：
(1)同时形成扫描线(薄膜晶体管的门电极)、像素内部的共电极，以及用于屏蔽视频信号线的下层共电极(对于P-SiNx\a-Si i层\n+a-Si层的结构，使用包含了阴影框架的掩模沉积处理过程)；
(2)同时形成视频信号线、液晶驱动电极、静电保护电路和扫描线终端部分，以及将用于薄膜晶体管的硅元件与半导体层分离(半色调曝光过程)；以及
(3)形成光刻隔离器并且使有效像素区域变得平整(半色调背表面曝光过程)。
55.一种用于生产横向电场类型有源矩阵液晶显示设备的半色调背表面曝光装置，包含：
用于紫外光或紫外光LED的多个硅光纤光缆；
其中这些光纤光缆按照同轴形式成束，使得紫外线可以从衬底的背表面仅对横向电场类型液晶显示设备的有源矩阵衬底的有效像素区域进行曝光。
56.如权利要求48、49、50、51、52、53或54中所述的生产有源矩阵衬底的方法，其中在半色调背表面曝光过程中，在将紫外光完全曝光到将要构建光刻隔离器的部分上之前，从有源矩阵衬底的背表面利用紫外光对整个有效像素区域进行曝光处理，其中光刻隔离器是利用用于构建光刻隔离器的光掩模而形成的，并且其中在对衬底进行显影之后，利用白光干涉仪测量有源矩阵衬底侧面的有效像素区域内衬底表面的不平整度以及隔离器的高度，从而可以通过一个反馈控制过程，响应来自白光干涉仪的测量数据从而对负光致抗蚀剂的涂覆厚度和用于半色调背表面曝光的光量进行控制。
57.一种生产横向电场类型有源矩阵液晶显示设备的有源矩阵衬底的方法，包含以下的步骤：
(1)利用激光束在玻璃衬底的内部形成对准标记；
(2)使两个或多个不同种类的金属层或金属化合物层或者合金层沉积，但在由激光束生成的对准标记部分处不进行沉积；
(3)在施加了正光致抗蚀剂之后，通过利用了普通光掩模的曝光不足方法的第一半色调曝光过程，使门总线和共总线曝光，然后通过第二曝光过程使门总线、共总线、用于屏蔽视频信号线的共电极以及像素内部的共电极曝光；
(4)在进行显影后，利用第一湿刻蚀或干刻蚀处理过程使沉积的金属被刻蚀掉，然后，通过氧气等离子灰化方法去除半色调曝光区域处的正光致抗蚀剂，并且然后通过第二湿刻蚀或干刻蚀处理过程去除半色调曝光区域处不必要的金属层，并且通过利用该第一和第二刻蚀处理过程形成门总线、共总线、用于屏蔽视频信号线的共电极以及像素内部的共电极；
(5)沉积门绝缘膜、非掺杂薄膜半导体层(a-Si i层)以及掺杂半导体层(n+a-Si层)，并且在其上涂覆正光致抗蚀剂，然后通过利用普通光掩模的曝光不足方法的第一半色调曝光过程，使a-Si硅岛状物曝光，并且然后通过第二曝光过程使用于门终端连接部分和用于静电保护电路的接触孔曝光；
(6)在进行显影后，通过第一干刻蚀处理过程将门绝缘膜、非掺杂薄膜半导体层(a-Si i层)以及掺杂半导体层(n+a-Si层)刻蚀掉，从而形成用于门终端连接部分和静电保护电路的接触孔，然后，在利用氧气等离子灰化方法去除了半色调曝光区域处的正光致抗蚀剂之后，利用第二干刻蚀处理过程去除半色调曝光区域处的不必要的非掺杂薄膜半导体层(a-Si i层)以及掺杂半导体层(n+a-Si层)，并且然后，利用该第一和第二刻蚀处理过程构建a-Si硅岛状物、门终端连接部分以及静电保护电路；以及
(7)通过利用普通光掩模的半色调曝光过程，同时构建视频信号线、液晶驱动电极、静电保护电路以及门终端。
58.一种在生产有源矩阵显示设备的薄膜晶体管的生产过程中使用的曝光设备，包含：
用于利用普通的光掩模实施第一半色调曝光(非完全曝光)的装置，其中该普通的光掩模具有这样一种图像：其源电极和漏电极的沟道长度大约为所要实现的薄膜晶体管沟道长度的一半，以及
用于在将有源矩阵衬底沿水平方向移动大约为薄膜晶体管的沟道长度一半的长度之后，实施第二半色调曝光(完全曝光)过程的装置。
59.一种生产有源矩阵显示设备的方法，包含以下的步骤：
利用普通光掩模在有源矩阵衬底上实施第一半色调曝光(非完全曝光)，其中该普通的光掩模具有这样一种图像：薄膜晶体管的源电极和漏电极的沟道长度大约为所要实现的薄膜晶体管的沟道长度的一半；
将有源矩阵衬底沿水平方向移动大约为薄膜晶体管的目标沟道长度一半的长度；
在有源矩阵衬底上实施第二半色调曝光(非完全曝光)；以及
在第二半色调曝光之后对正光致抗蚀剂进行显影；
由此使薄膜晶体管的沟道部分的正光致抗蚀剂的厚度减小，所减小的量对应于目标沟道的长度。
60.一种如权利要求59中所述的生产有源矩阵显示设备的方法，其中半色调移动曝光步骤进一步被用于同时：将用于薄膜晶体管的硅元件与半导体层分离、形成连接到薄膜晶体管源电极的视频信号线和连接到液晶驱动电极或透明像素电极的漏电极。
61.一种生产横向电场类型有源矩阵液晶显示设备的有源矩阵衬底的方法，包含以下的步骤：
(1)同时形成扫描线(薄膜晶体管的门电极)和共电极；
(2)同时形成视频信号线(薄膜晶体管的源电极)和漏电极，以及将用于薄膜晶体管的硅元件与半导体层分离(半色调曝光过程)；
(3)形成用于扫描线终端部分、视频信号线终端部分以及用于静电保护电路的接触孔；以及
(4)同时形成扫描线终端部分、视频信号线终端部分、静电保护电路以及透明电极。
62.一种如权利要求59中所述的生产有源矩阵显示设备的方法，进一步包含以下的步骤：
(1)同时形成扫描线(薄膜晶体管的门电极)、像素内部的共电极，以及用于屏蔽视频信号线的下层共电极(对于P-SiNx\a-Si i层\n+a-Si层的结构，使用包含了阴影框架的掩模沉积处理过程)；
(2)同时形成视频信号线、液晶驱动电极、静电保护电路和扫描线终端部分，以及将用于薄膜晶体管的硅元件与半导体层分离(半色调曝光过程)；以及
(3)形成光刻隔离器并且使有效像素区域变得平整(半色调背表面曝光过程)。
63.如权利要求3、4、5、15、16或17中所述的液晶显示设备，其中隔离器突起具有这样一种特性：在真空下通过将有源矩阵衬底和滤色片衬底相互叠置，从而在构建液晶单元期间，响应于空气压力发生弹性地而均匀的变形，并且变形的范围在0.1微米到0.5微米之间。
64.一种生产横向电场类型有源矩阵液晶显示设备的有源矩阵衬底的方法，包含以下的步骤：
(1)形成扫描线；
(2)将用于薄膜晶体管的硅元件与半导体层分离(硅岛状物步骤)；
(3)同时形成视频信号线(源电极)和漏电极；
(4)形成覆盖视频信号线的隔离器突起，或者同时形成隔离器和覆盖视频信号线的突起(半色调曝光过程)；
(5)形成用于终端部分、漏电极以及静电保护电路的接触孔；以及
(6)同时形成用于屏蔽视频信号线的透明共电极、像素内部的透明共电极以及液晶驱动电极。
65.一种生产横向电场类型有源矩阵液晶显示设备的有源矩阵衬底的方法，包含以下的步骤：
(1)同时形成扫描线和用于屏蔽视频信号线的下层共电极；
(2)将用于薄膜晶体管的硅元件与半导体层分离(硅岛状物步骤)；
(3)同时形成视频信号线(源电极)和漏电极；
(4)形成覆盖视频信号线的隔离器突起，或者同时形成隔离器和覆盖视频信号线的突起(半色调曝光过程)；
(5)形成用于终端部分、漏电极以及静电保护电路的接触孔；以及
(6)同时形成用于屏蔽视频信号线的透明共电极、像素内部的透明共电极以及液晶驱动电极。
66.一种生产横向电场类型有源矩阵液晶显示设备的有源矩阵衬底的方法，包含以下的步骤：
(1)形成扫描线；
(2)形成用于薄膜晶体管的刻蚀终止沟道的图案；
(3)同时形成视频信号线(源电极)和漏电极；
(4)形成覆盖视频信号线的隔离器突起，或者同时形成隔离器和覆盖视频信号线的突起(半色调曝光过程)；
(5)形成用于终端部分、漏电极以及静电保护电路的接触孔；以及
(6)同时形成用于屏蔽视频信号线的透明共电极、像素内部的透明共电极以及液晶驱动电极。
67.一种生产横向电场类型有源矩阵液晶显示设备的有源矩阵衬底的方法，包含以下的步骤：
(1)同时形成扫描线和用于屏蔽视频信号线的下层共电极；
(2)形成用于薄膜晶体管的刻蚀终止沟道的图案；
(3)同时形成视频信号线(源电极)和漏电极；
(4)形成覆盖视频信号线的隔离器突起，或者同时形成隔离器和覆盖视频信号线的突起(半色调曝光过程)；
(5)形成用于终端部分、漏电极以及静电保护电路的接触孔；以及
(6)同时形成用于屏蔽视频信号线的透明共电极、像素内部的透明共电极以及液晶驱动电极。
68.一种生产横向电场类型有源矩阵液晶显示设备的有源矩阵衬底的方法，包含以下的步骤：
(1)形成扫描线；
(2)同时形成视频信号线(源电极)和漏电极，以及将用于薄膜晶体管的硅元件与半导体层分离(半色调曝光过程)；
(3)形成覆盖视频信号线的隔离器突起，或者同时形成隔离器和覆盖视频信号线的突起(半色调曝光过程)；
(4)形成用于终端部分、漏电极以及静电保护电路的接触孔；以及
(5)同时形成用于屏蔽视频信号线的透明共电极、像素内部的透明共电极以及液晶驱动电极。
69.一种生产横向电场类型有源矩阵液晶显示设备的有源矩阵衬底的方法，包含以下的步骤：
(1)同时形成扫描线和用于屏蔽视频信号线的下层共电极；
(2)同时形成视频信号线(源电极)和漏电极，以及将用于薄膜晶体管的硅元件与半导体层分离(半色调曝光过程)；
(3)形成覆盖视频信号线的隔离器突起，或者同时形成隔离器和覆盖视频信号线的突起(半色调曝光过程)；
(4)形成用于终端部分、漏电极以及静电保护电路的接触孔；以及
(5)同时形成用于屏蔽视频信号线的透明共电极、像素内部的透明共电极以及液晶驱动电极。
70.如权利要求1、2、3、4、5、13、14、15、16或17中所述的液晶显示设备，其中视频信号线、以覆盖视频信号线的方式形成的薄和长的绝缘突起、用于屏蔽由视频信号线导致的电场的上层共电极、用于屏蔽的下层共电极以及像素内部的液晶驱动电极在像素之内至少受到一次弯曲，弯曲的角度相对于液晶分子的对准方向在0-30度的范围内(不包含0度)，并且滤色片层和光屏蔽膜(黑掩模)以与视频信号线类似的方式，在像素之内至少受到一次弯曲，弯曲的角度相对于液晶分子的对准方向在0-30度的范围内(不包含0度)，其中用于驱动像素内部的液晶分子的电极由三个电极构成，这三个电极包含连接到薄膜晶体管元件的液晶电极、设置在像素两侧用于屏蔽视频信号线的下层共电极，以及沿着薄和长的绝缘突起形成的上层共电极，并且其中在像素之内未设置共电极。
71.如权利要求1、2、3、4、5、13、14、15、16或17中所述的液晶显示设备，其中视频信号线、以覆盖视频信号线的方式形成的薄和长的绝缘突起、用于屏蔽由视频信号线导致的电场的上层共电极、用于屏蔽的下层共电极以及像素内部的液晶驱动电极在像素之内至少受到一次弯曲，弯曲的角度相对于液晶分子的对准方向在60-120度的范围内(不包含90度)，并且滤色片层和光屏蔽膜(黑掩模)以与视频信号线类似的方式在像素之内至少受到一次弯曲，弯曲的角度相对于液晶分子的对准方向在60-120度的范围内(不包含90度)，其中用于驱动像素内部的液晶分子的电极由三个电极构成，这三个电极包含连接到薄膜晶体管元件的液晶电极、设置在像素两侧用于屏蔽视频信号线的下层共电极，以及沿着薄和长的绝缘突起形成的上层共电极，并且其中在像素之内未设置共电极。
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