TWI459105B - 生產橫向電場型主動陣列液晶顯示裝置的主動陣列基底的方法 - Google Patents

生產橫向電場型主動陣列液晶顯示裝置的主動陣列基底的方法 Download PDF

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Description

生產橫向電場型主動陣列液晶顯示裝置的主動陣列基底的方法
本發明係有關於一種利用橫向電場系統(transverse electric field system)的液晶顯示裝置(LCD)，且特別有關於一種大幅改善開口率(aperture ratio)、穿透率(transmittance ratio)、亮度、對比、成本低、生產量率高的超大螢幕LCD。
利用橫向電場系統的液晶顯示裝置(LCD)具有寬視角，且為大型螢幕液晶顯示器的標準規格，其中橫向電場系統是將電場以與基材平行的方向提供至液晶上，且此技術已被提出，如日本專利早期公開(laid-open)出版號10-55000、10-325961、11-24104、10-55001、10-170939與11-52420所述，以改善如垂直串擾(vertical crosstalk)等問題。
液晶製造商已提出許多技術來改善橫向電場型LCD的對比，包括利用光微影間隔物(spacer)技術來改善其對比，如日本專利早期公開出版號2000-199904與2000-19527所提出的技術，其主要是利用光微影技術將間隔物形成於彩色濾光基材上；此外，日本專利早期公開出版號2000-19527與2000-199904揭露一種與基材呈垂直關係的影像訊號線(video signal line)電場方向，而非水平方向，以抑制垂直串擾的問題，且在此技術中，光微影間隔物的介電常數需要比液晶介電常數高，日本專利早期公開出版號2000-19526也提出一種介電常數高於液晶的光微影間隔物。
日本專利早期公開出版號2001-209053提出一種位於垂直電場系統中的光微影間隔物來降低訊號波形的失真(waveform distortion)，係利用將介電常數比液晶還小的介電材料沿著影像訊號線設置以覆蓋影像訊號線，根據此專利，液晶元(crystal liquid cell)首先係在其中形成真空空間，再於室壓下經注入口將液晶注入真空空間所構成，在此液晶注入方式中，常利用批次製程來同時製造數百個液晶元，以生產出大液晶平面顯示器。
日本專利早期公開出版號2002-258321與2002-323706教示一種結構，係將介電常數比液晶小的介電材料沿著影像訊號線設置，以覆蓋影像訊號線，且將透明導電材料沿著影像訊號線設置，以同時改善開口率且防止訊號延遲。
第3圖為習知橫向電場LCD之薄膜電晶體(TFT)陣列基底(主動陣列基底)的生產方式流程圖，其包括利用一般半色調(halftone)曝光技術的四步光罩流程；第36A～36F圖為第3圖所示之利用四步光罩技術之流程剖面圖。
在第3圖所示之一般生產方法中，步驟S11同時形成TFT的閘極電極以及共用電極；接下來在步驟S12中，將TFT與利用半色調光罩曝光所形成的半導體層、源極電極、汲極電極隔開；在步驟S13中，形成閘極端、數據端、畫素源極部分與電晶體電路等接觸洞，以保護電路；接下來，在步驟S14中，形成閘極端、數據端與透明導電畫素電極。
在第36A～36F圖的剖面圖中，符號6係為經UV光曝光、顯影後被正光阻層所擋住之區域；符號7係為經半色調(半透明)光罩與UV光曝光、顯影後被正光阻層所擋住之區域；符號9係為閘極絕緣膜；符號10係為薄膜半導體層(未摻雜層)；符號11係為薄膜半導體層(摻雜層，歐姆接觸層)；符號15係為掃描線；符號50係為掃描線端；符號51係為影像訊號線；符號54係為掃描線驅動電路接觸電極；符號64係為TFT的汲極電極；符號65係為透明畫素電極。
在第36A～36F圖的製程開始前，掃描線15與掃描端50就已經形成於玻璃基底(未顯示)上，在第36A圖中，分別藉由如CVD電漿裝置沈積閘極絕緣膜9、薄膜半導體層10與薄膜半導體層11，接著圖佈正光阻6且進行半色調曝光，以產生較厚的正光阻6與較薄的正光阻7；在第36B與36C圖中，經過乾蝕刻處理使TFT與半導體層分開；在第36D圖中，藉由進一步的蝕刻處理形成TFT的汲極電極64與影像訊號線51；在第36E圖中，利用乾蝕刻在掃描線端50上形成接觸洞；在第36F圖中，形成掃描線驅動電路接觸電極54與透明畫素電極65。
一般橫向電場型LCD係利用設置在影像訊號線兩端的共用電極遮蔽訊號影像線所產生的電場，為了使此結構可以完全解決垂直串擾的問題，所設計的共用電極就需要比影像訊號線寬至少1.5倍，但這種設計會降低畫素開口率。
由影像訊號線所產生的電場電力線可收集至光微影間隔物中，以降低垂直串擾，此方式是將薄膜導電材料(氧化鉻層與鉻金屬薄膜層)的黑罩幕設置於彩色濾光片的側邊，其中黑罩幕的電位與共用電極的電位相同，且將光微影間隔物以增長的樣式且與影像訊號線相同的方向至設置，其中所使用的絕緣材料的介電常數大於液晶；然而，由於此方式使用高介電常數材料，所以黑罩幕與影像訊號線間的電容會增加，而導致影像訊號波形的延遲與失真，所以此方式並不適用於大螢幕LCD。
在日本專利早期公開出版號11-24104中，揭露藉由在影像訊號線上形成護層，且在其上沿著影像訊號線設置遮蔽電極，以完全遮蔽影像訊號線；然而，因為此構成所使用的護層非常薄，約為0.1～1微米，且由具有～6相對大的介電常數的氧化矽或氮化矽所構成，所以介於遮蔽電極與影像訊號線間的電容會變大，而導致訊號波形的延遲與失真，所以此方式也不適用於大螢幕LCD。
日本專利早期公開出版號2001-209053揭露將利用小介電常數之介電材料的光微影間隔物設置於影像訊號線所圍繞的小空間中，以使位於彩色濾光片側邊的共用電極與影像訊號線間的電容降低；然而，此技術力欲一般方法將液晶經注入開口注入，但薄且長的光微影間隔物會使液晶的注入速度變得非常慢，而嚴重地降低生產效率。
日本專利早期公開出版號2002-258321與2002-323706揭露亦中結構，此結構利用介電常數比液晶小的介電材料覆蓋影像訊號線，且沿著影像訊號線設置透明導電材料，以改善畫素開口率且預防影像訊號的延遲；然而，此結構的液晶元以及間隔物無法同時形成，所以就需要額外的光微影製程以形成光微影間隙物，而這會使得製程更加複雜且花費更多。
但日本專利早期公開出版號2002-258321所揭露的技術並不足以生產具有高對比與低漏光(light leakage)的橫向電場型LCD，其中凸塊(bump)係以低介電常數介電材料且沿著影像訊號線形成，以覆蓋影像訊號線，當此凸塊的角度大於40度時，利用配向布(rubbing cloth)的一般配向處理技術會產生對位缺陷區域，這是因為配向布毛尖之移動方向在凸塊細尖部分所造成的側向滑動數(sideways slip)或配向布毛尖無法到達凸塊斜面區。
本發明可解決上述一般技術所無法解決的問題，且本發明的目的之一就是提供一種具有改良的開口率、穿透率、高亮度與高對比的大螢幕彩色LED，且同時成低成本與高產率的優點。
未達上述目的，在本發明的第一點中，絕緣材料所組成的薄且長的凸塊設置於影像訊號線上，且此影像訊號線形成於橫向電場型主動陣列基底上，以覆蓋影像訊號線，接下來，沿著影像訊號線形成共用電極，以覆蓋薄且長的絕緣凸塊與影像訊號線，以遮蔽影像訊號線所產生的電場。在本發明的第二點中，絕緣材料所組成的薄且長的凸塊設置於影像訊號線上，且此影像訊號線形成於橫向電場型主動陣列基底上，以覆蓋影像訊號線，接下來，在薄且長的絕緣凸塊兩側形成共用電極，以夾住影像訊號線，以遮蔽影像訊號線所產生的電場。
在本發明的第三點中，在上述本發明之第一與第二點所述之薄且長的絕緣凸塊的形成以覆蓋影像訊號線，係利用間隔物以在聚集液晶元時定義出液晶元間隔。
在本發明的第四點中，薄且長的凸塊由絕緣材料所組成，以覆蓋形成於主動陣列基底上的影像訊號線，且間隔物定義出液晶元間隔，該間隔物與薄且長的凸塊同時經由半色調(halftone)曝光製程形成，接下來，共用電極形成在薄且長的絕緣凸塊上，以覆蓋影像訊號線，以藉由共用電極遮蔽影像訊號線所產生的電場。
在本發明的第五點中，薄且長的凸塊由絕緣材料所組成，以覆蓋形成於主動陣列基底上的影像訊號線，且間隔物定義出液晶元間隔，該間隔物與薄且長的凸塊同時經由半色調(halftone)曝光製程形成，接下來，共用電極形成在薄且長的絕緣凸塊兩側，以夾住影像訊號線，以藉由共用電極遮蔽影像訊號線所產生的電場。
在本發明的第六點中，在上述本發明之第一、第二、第三、第四與第五點所述之用來遮蔽影像訊號線的共用電極，係由薄膜透明導電材料所組成，此材料可使光以大於20%的等級穿透，如鈦金屬化合物包括氮化鈦(TiNx)、氮氧化鈦(TiOxNy)、氮矽化鈦(TiSixNy)與矽化鈦(TiSix)，或金屬氧化物透明導電材料如氧化銦(In2O3)或氧化錫(ZnO)。
在本發明的第七點中，在上述本發明之第一、第二、第三、第四與第五點所述之形成來覆蓋影像訊號線的薄且長的絕緣凸塊，具有圓形、半圓形、雙區線型或拋物線型的剖面型，且絕緣凸塊具有尖角角度θ為30度或更小。
在本發明的第八點中，在上述本發明之第一、第二、第三、第四與第五點所述之形成來覆蓋影像訊號線的薄且長的絕緣凸塊，不形成於影像訊號線與掃描線彼此交叉的區域附近。
在本發明的第九點中，在上述本發明之第四與第五點所述之利用半色調(halftone)曝光製程與該薄且長的絕緣凸塊同時構成的間隔物，未於其上區域附近被共用電極所覆蓋，以露出形成間隔物的介電材料。
在本發明的第十點中，在上述本發明之第四與第五點所述之定義出薄且長的絕緣凸塊的高度與液晶元的間隔的間隔物，具有之高度差h2為0.2～2.0微米。
在本發明的第十一點中，在上述本發明之第四與第五點所述之與薄且長的絕緣凸塊同時經由半色調(halftone)曝光製程構成的間隔物之密度為每平方毫米1～75個，且間隔物平均分佈於基底。
在本發明的第十二點中，在上述本發明之第四與第五點所述之與薄且長的絕緣凸塊同時經由半色調(halftone)曝光製程構成的間隔物之區域為每平方毫米200～2000平方微米。
在本發明的第十三點中，薄且長的凸塊由絕緣材料所組成，且形成於橫向電場型主動陣列基底的影像訊號線上，以覆蓋影像訊號線，接下來，共用電極沿著影像訊號線形成，以覆蓋薄且長的絕緣凸塊與影像訊號線，以遮蔽影像訊號線所產生的電場，再者，薄且長的絕緣凸塊形成於掃描線上，以覆蓋掃描線，接下來，共用電極形成於絕緣凸塊兩側，以夾住掃描線，以遮蔽掃描線所產生的電場。
在本發明的第十四點中，薄且長的凸塊由絕緣材料所組成，且形成於橫向電場型主動陣列基底的影像訊號線上，以覆蓋影像訊號線，接下來，共用電極形成於薄且長的絕緣凸塊兩側，以夾住影像訊號線，以遮蔽影像訊號線所產生的電場，再者，薄且長的絕緣凸塊形成於掃描線上，以覆蓋掃描線，接下來，共用電極形成於絕緣凸塊兩側，以夾住掃描線，以遮蔽掃描線所產生的電場。
在本發明的第十五點中，在上述本發明之第十三與第十四點所述之薄且長的絕緣凸塊的形成以覆蓋影像訊號線與掃描線附近，係利用間隔物以在聚集液晶元時定義出液晶元間隔。
在本發明的第十六點中，薄且長的凸塊由絕緣材料所組成，以覆蓋位於橫向電場型主動陣列基底上的影像訊號線，且間隔物定義出液晶元間隔，且與薄且長的凸塊同時經由半色調(halftone)曝光製程形成，接下來，共用電極形成於薄且長的絕緣凸塊上，以覆蓋影像訊號線，以遮蔽影像訊號線所產生的電場，再者，薄且長的絕緣凸塊經由半色調(halftone)曝光製程類似地形成於掃描線上，以覆蓋掃描線，接下來，共用電極形成於絕緣凸塊兩側，以夾住掃描線，以遮蔽掃描線所產生的電場。
在本發明的第十七點中，薄且長的凸塊由絕緣材料所組成，以覆蓋位於橫向電場型主動陣列基底上的影像訊號線，且間隔物定義出液晶元間隔，且與薄且長的凸塊同時經由半色調(halftone)曝光製程形成，接下來，共用電極形成於薄且長的絕緣凸塊兩側，以夾住影像訊號線，以遮蔽影像訊號線所產生的電場，再者，薄且長的絕緣凸塊經由半色調(halftone)曝光製程類似地形成於掃描線上，以覆蓋掃描線，接下來，共用電極形成於絕緣凸塊兩側，以夾住掃描線，以遮蔽掃描線所產生的電場。
在本發明的第十八點中，在上述本發明之第十三、第十四、第十五、第十六與第十七點所述之用來遮蔽影像訊號線與掃描線的共用電極，係由薄膜透明導電材料所組成，此材料可使光以大於20%的等級穿透，如鈦金屬化合物包括氮化鈦(TiNx)、氮氧化鈦(TiOxNy)、氮矽化鈦(TiSixNy)與矽化鈦(TiSix)，或金屬氧化物透明導電材料如氧化銦(In2O3)或氧化錫(ZnO)。
在本發明的第十九點中，在上述本發明之第十三、第十四、第十五、第十六與第十七點所述之形成來覆蓋影像訊號線與掃描線的薄且長的絕緣凸塊，具有圓形、半圓形、雙區線型或拋物線型的剖面型，且絕緣凸塊具有尖角角度θ為30度或更小。
在本發明的第二十點中，在上述本發明之第十三、第十四、第十五、第十六與第十七點所述之形成來覆蓋影像訊號線與掃描線的薄且長的絕緣凸塊，不形成於影像訊號線與掃描線彼此交叉的區域附近。
在本發明的第二十一點中，在上述本發明之第十六與第十七點所述之經由半色調(halftone)曝光製程與該薄且長的絕緣凸塊同時構成的間隔物，未於其上區域附近被共用電極所覆蓋，以露出形成間隔物的介電材料。
在本發明的第二十二點中，在上述本發明之第十六與第十七點所述之定義出薄且長的絕緣凸塊的高度與液晶元的間隔的間隔物，具有之高度差h2為0.2～2.0微米。
在本發明的第二十三點中，在上述本發明之第十六與第十七點所述之薄且長的絕緣凸塊同時經由半色調(halftone)曝光製程構成的間隔物之密度為每平方毫米1～75個，且間隔物平均分佈於基底。
在本發明的第二十四點中，在上述本發明之第十六與第十七點所述之薄且長的絕緣凸塊同時經由半色調(halftone)曝光製程構成的間隔物之區域為每平方毫米200～2000平方微米。
在本發明的第二十五點中，在上述本發明之第一、第二、第三、第四、第五、第十三、第十四、第十五、第十六與第十七點所述之共用電極，經由其間閘極絕緣膜與護膜被提供至主動陣列基底上的較上層與較下層中，以上/下方向與右/左方向夾住影像訊號線，其中位於較下層的共用電極由金屬電極所組成，以防止光穿透，而位於較上層的共用電極由透明電極所組成，以允許光穿透，且其中位於較上層的共用電極的電極寬度大於位於較下層的共用電極的電極寬度，且突向液晶驅動電極的一側。
在本發明的第二十六點中，在上述本發明之第一、第二、第三、第四、第五、第十三、第十四、第十五、第十六與第十七點所述之影像訊號線、薄且長的絕緣凸塊的形成以覆蓋影像訊號線與共用電極沿著影像訊號線形成以遮蔽影像訊號線，皆與直線對齊，其中畫素內的液晶驅動電極與畫素內的共用電極呈彎曲，其內部畫素至少具有0～30度(不包括0度)相對於液晶分子的排列方向。
在本發明的第二十七點中，在上述本發明之第一、第二、第三、第四、第五、第十三、第十四、第十五、第十六與第十七點所述之影像訊號線與薄且長的絕緣凸塊的形成以覆蓋影像訊號線，皆與直線對齊，其中共用電極沿著影像訊號線形成以遮蔽影像訊號線畫素內的液晶驅動電極與畫素內的共用電極呈彎曲，其內部畫素至少具有0～30度(不包括0度)相對於液晶分子的排列方向。
在本發明的第二十八點中，在上述本發明之第一、第二、第三、第四、第五、第十三、第十四、第十五、第十六與第十七點所述之影像訊號線、薄且長的絕緣凸塊的形成以覆蓋影像訊號線、共用電極沿著影像訊號線形成以遮蔽影像訊號線畫素內的共用電極，皆與直線對齊，其中畫素內的液晶驅動電極呈彎曲，其內部畫素至少具有0～30度(不包括0度)相對於液晶分子的排列方向。
在本發明的第二十九點中，在上述本發明之第一、第二、第三、第四、第五、第十三、第十四、第十五、第十六與第十七點所述之影像訊號線、薄且長的絕緣凸塊的形成以覆蓋影像訊號線、共用電極沿著影像訊號線形成以遮蔽影像訊號線、畫素內的共用電極與畫素內的液晶驅動電極呈彎曲，其內部畫素至少具有0～30度(不包括0度)相對於液晶分子的排列方向。
在本發明的第三十點中，在上述本發明之第一、第二、第三、第四、第五、第十三、第十四、第十五、第十六與第十七點所述之影像訊號線、薄且長的絕緣凸塊的形成以覆蓋影像訊號線、共用電極沿著影像訊號線形成以遮蔽影像訊號線、畫素內的共用電極與畫素內的液晶驅動電極呈彎曲，其內部畫素至少具有0～30度(不包括0度)相對於液晶分子的排列方向，且類似地，位於與主動陣列基底相反的彩色濾光基底側的彩色濾光層與光遮蔽膜(黑罩幕)呈彎曲，其內部畫素至少具有0～30度(不包括0度)相對於液晶分子的排列方向。
在本發明的第三十一點中，在上述本發明之第一、第二、第三、第四、第五、第十三、第十四、第十五、第十六與第十七點所述之影像訊號線、薄且長的絕緣凸塊的形成以覆蓋影像訊號線與共用電極沿著影像訊號線形成以遮蔽影像訊號線，皆與直線對齊，其中畫素內的液晶驅動電極與畫素內的共用電極呈彎曲，其內部畫素至少具有60～120度(不包括90度)相對於液晶分子的排列方向。
在本發明的第三十二點中，在上述本發明之第一、第二、第三、第四、第五、第十三、第十四、第十五、第十六與第十七點所述之影像訊號線與薄且長的絕緣凸塊的形成以覆蓋影像訊號線，皆與直線對齊，其中共用電極沿著影像訊號線形成以遮蔽影像訊號線畫素內的液晶驅動電極與畫素內的共用電極呈彎曲，其內部畫素至少具有60～120度(不包括90度)相對於液晶分子的排列方向。
在本發明的第三十三點中，在上述本發明之第一、第二、第三、第四、第五、第十三、第十四、第十五、第十六與第十七點所述之影像訊號線、薄且長的絕緣凸塊的形成以覆蓋影像訊號線、共用電極沿著影像訊號線形成以遮蔽影像訊號線畫素內的共用電極，皆與直線對齊，其中畫素內的液晶驅動電極呈彎曲，其內部畫素至少具有60～120度(不包括90度)相對於液晶分子的排列方向。
在本發明的第三十四點中，在上述本發明之第一、第二、第三、第四、第五、第十三、第十四、第十五、第十六與第十七點所述之影像訊號線、薄且長的絕緣凸塊的形成以覆蓋影像訊號線、共用電極沿著影像訊號線形成以遮蔽影像訊號線、畫素內的共用電極與畫素內的液晶驅動電極呈彎曲，其內部畫素至少具有60～120度(不包括90度)相對於液晶分子的排列方向。
在本發明的第三十五點中，在上述本發明之第一、第二、第三、第四、第五、第十三、第十四、第十五、第十六與第十七點所述之影像訊號線、薄且長的絕緣凸塊的形成以覆蓋影像訊號線、共用電極沿著影像訊號線形成以遮蔽影像訊號線、畫素內的共用電極與畫素內的液晶驅動電極呈彎曲，其內部畫素至少具有60～120度(不包括90度)相對於液晶分子的排列方向，且類似地，位於與主動陣列基底相反的彩色濾光基底側的彩色濾光層與光遮蔽膜(黑罩幕)呈彎曲，其內部畫素至少具有60～120度(不包括90度)相對於液晶分子的排列方向。
在本發明的第三十六點中，在上述本發明之第一、第二、第三、第四、第五、第十三、第十四、第十五、第十六與第十七點所述之薄且長的絕緣凸塊沿著影像訊號線形成以覆蓋影像訊號線，具有小於3.3的介電常數與1.5～5.0微米的高度h1，且介於影像訊號線邊緣與絕緣凸塊邊緣間的距離L1為3.0～6.0微米。
在本發明的第三十七點中，在上述本發明之第一、第二、第三、第四、第五、第十三、第十四、第十五、第十六與第十七點所述之介於絕緣凸塊以覆蓋影像訊號線的邊緣與遮蔽共用電極以覆蓋絕緣凸塊的邊緣間的距離L2為0.5～10.0微米。
在本發明的第三十八點中，在上述本發明之第一、第二、第三、第四、第五、第十三、第十四、第十五、第十六與第十七點所述之單體或寡聚合體(oligomer)作為一材料，用以製造絕緣凸塊以覆蓋影像訊號線，且具有至少苯環丁烯結構或其介電型或至少茀骨架或其介電型。
在本發明的第三十九點中，在上述本發明之第一、第二、第三、第四、第五、第十三、第十四、第十五、第十六與第十七點所述之液晶顯示裝置，其中，當形成該薄且長的絕緣凸塊以覆蓋該影像訊號線時，同時至少一阻障凸塊間隔物形成於一封閉的環狀結構中，以防止因為一大氣壓力或一液晶壓力造成於一形成整個有效電極區附近之該液晶元主要密封區之主要密封損壞。
在本發明的第四十點中，一種生產一橫向電場型主動陣列液晶顯示裝置的一主動陣列基底的方法，包括下列步驟：
(1)形成掃描線圖案(掃描線圖案化步驟)；
(2)由一半導體層上分隔薄膜電晶體矽元件(矽島形成步驟)；
(3)同時形成影像訊號線與液晶驅動電極；
(4)形成間隔物凸塊以覆蓋該影像訊號線，或同時形成間隔物與絕緣凸塊以覆蓋該影像訊號線(半色調曝光製程)；
(5)形成端點部分與靜電保護電路的接觸洞；以及
(6)形成透明共用電極以同時遮蔽該影像訊號線與畫素內的透明共用電極。
在本發明的第四十一點中，一種生產一橫向電場型主動陣列液晶顯示裝置的一主動陣列基底的方法，包括下列步驟：
(1)同時形成掃描線、畫素內的共用電極與較低層共用電極以遮蔽影像訊號線；
(2)由一半導體層上分隔薄膜電晶體矽元件(矽島形成步驟)；
(3)同時形成影像訊號線與液晶驅動電極；
(4)形成間隔物凸塊以覆蓋該影像訊號線，或同時形成間隔物與絕緣凸塊以覆蓋該影像訊號線(半色調曝光製程)；
(5)形成端點部分與靜電保護電路的接觸洞；以及
(6)形成透明共用電極以遮蔽該影像訊號線。
在本發明的第四十二點中，一種生產一橫向電場型主動陣列液晶顯示裝置的一主動陣列基底的方法，包括下列步驟：
(1)形成掃描線圖案；
(2)形成薄膜電晶體蝕刻停止通道圖案；
(3)同時形成影像訊號線與液晶驅動電極；
(4)形成間隔物凸塊以覆蓋該影像訊號線，或同時形成間隔物與絕緣凸塊以覆蓋該影像訊號線(半色調曝光製程)；
(5)形成端點部分與靜電保護電路的接觸洞；以及
(6)形成透明共用電極以同時遮蔽該影像訊號線與畫素內的透明共用電極。
在本發明的第四十三點中，一種生產一橫向電場型主動陣列液晶顯示裝置的一主動陣列基底的方法，包括下列步驟：
(1)同時形成掃描線、畫素內的共用電極與較低層共用電極以遮蔽影像訊號線；
(2)形成薄膜電晶體蝕刻停止通道圖案；
(3)同時形成影像訊號線與液晶驅動電極；
(4)形成間隔物凸塊以覆蓋該影像訊號線，或同時形成間隔物與絕緣凸塊以覆蓋該影像訊號線(半色調曝光製程)；
(5)形成端點部分與靜電保護電路的接觸洞；以及
(6)形成透明共用電極以遮蔽該影像訊號線。
在本發明的第四十四點中，一種生產一橫向電場型主動陣列液晶顯示裝置的一主動陣列基底的方法，包括下列步驟：
(1)形成掃描線；
(2)同時形成影像訊號線與液晶驅動電極且由一半導體層上分隔薄膜電晶體矽元件(半色調曝光製程)；
(3)形成間隔物凸塊以覆蓋該影像訊號線，或同時形成間隔物與絕緣凸塊以覆蓋該影像訊號線(半色調曝光製程)；
(4)形成端點部分與靜電保護電路的接觸洞；以及
(5)形成透明共用電極以同時遮蔽該影像訊號線與畫素內的透明共用電極。
在本發明的第四十五點中，一種生產一橫向電場型主動陣列液晶顯示裝置的一主動陣列基底的方法，包括下列步驟：
(1)同時形成掃描線、畫素內的共用電極與較低層共用電極以遮蔽影像訊號線；
(2)同時形成影像訊號線與液晶驅動電極且由一半導體層上分隔薄膜電晶體矽元件(半色調曝光製程)；
(3)形成間隔物凸塊以覆蓋該影像訊號線，或同時形成間隔物與絕緣凸塊以覆蓋該影像訊號線(半色調曝光製程)；
(4)形成端點部分與靜電保護電路的接觸洞；以及
(5)形成透明共用電極以同時遮蔽該影像訊號線。
在本發明的第四十六點中，在上述本發明之第一、第二、第三、第四、第五、第十三、第十四、第十五、第十六與第十七點所述之共用電極，沿著薄且長的絕緣凸塊形成，以圍繞影像訊號線以作為遮蔽，此共用電極遍佈整個有效畫素顯示區中彼此連結，且置於與影像訊號電壓的中心電壓靠近之電場。
在本發明的第四十七點中，在上述本發明之第一、第二、第三、第四、第五、第十三、第十四、第十五、第十六與第十七點所述之作為畫素內電極以驅動該液晶分子，係由三個不同電極所構成，包括單一電極連結至薄膜電晶體以驅動液晶、較低層共用電極形成在畫素的左右兩側以遮蔽影像訊號線與較上層遮蔽共用電極沿著薄且長的絕緣凸塊形成且圍繞影像訊號線，以使畫素內無共用電極存在。
在本發明的第四十八點之橫向電場型主動陣列液晶顯示裝置中，同時平坦化(整平(leveling))主動陣列基底與光微影間隔物的製造過程，首先塗覆一厚度之負光阻，此厚度係為液晶元間隔與以下電極之最厚厚度的總和：由非透明金屬材料或金屬矽化物或金屬氮化物所組成之畫素內的共用電極、較低層共用電極以遮蔽影像訊號線、與液晶驅動電極，且接著將UV光從主動陣列基底的背面對整個有效畫素區曝光，接著使用光微影間隔物光罩將UV光對間隔物形成的區域曝光，最後對主動陣列基底進行顯影。
在本發明的第四十九點中，一種生產一橫向電場型主動陣列液晶顯示裝置的一主動陣列基底的方法，包括下列步驟：
(1)同時形成掃描線(薄膜電晶體的閘極電極)、畫素內的共用電極與較低層共用電極以遮蔽影像訊號線；
(2)由一半導體層上分隔薄膜電晶體矽元件(矽島形成步驟)；
(3)同時形成影像訊號線與液晶驅動電極；
(4)形成端點部分與靜電保護電路的接觸洞；
(5)同時形成掃描線端點部分、影像訊號線端點部分與靜電保護電路；以及
(6)形成光微影間隔物且整平(leveling)一有效畫素區(半色調背面曝光製程)。
在本發明的第五十點中，一種生產一橫向電場型主動陣列液晶顯示裝置的一主動陣列基底的方法，包括下列步驟：
(1)同時形成掃描線(薄膜電晶體的閘極電極)、畫素內的共用電極與較低層共用電極以遮蔽影像訊號線；
(2)形成薄膜電晶體蝕刻停止通道圖案；
(3)同時形成影像訊號線與液晶驅動電極；
(4)形成端點部分與靜電保護電路的接觸洞；
(5)同時形成掃描線端點部分、影像訊號線端點部分與靜電保護電路；以及
(6)形成光微影間隔物且整平(leveling)一有效畫素區(半色調背面曝光製程)。
在本發明的第五十一點中，一種生產一橫向電場型主動陣列液晶顯示裝置的一主動陣列基底的方法，包括下列步驟：
(1)同時形成掃描線(薄膜電晶體的閘極電極)、畫素內的共用電極與較低層共用電極以遮蔽影像訊號線；
(2)由一半導體層上分隔薄膜電晶體矽元件(矽島形成步驟)；
(3)形成端點部分與靜電保護電路的接觸洞；
(4)同時形成影像訊號線、液晶驅動電極、掃描線端點部分、影像訊號線端點部分與靜電保護電路；以及
(5)形成光微影間隔物且整平(leveling)一有效畫素區(半色調背面曝光製程)。
在本發明的第五十二點中，一種生產一橫向電場型主動陣列液晶顯示裝置的一主動陣列基底的方法，包括下列步驟：
(1)同時形成掃描線(薄膜電晶體的閘極電極)、畫素內的共用電極與較低層共用電極以遮蔽影像訊號線；以及
(2)由一半導體層上分隔薄膜電晶體矽元件(矽島)且形成端點部分與靜電保護電路的接觸洞(第一與第二半色調曝光製程)。
在本發明的第五十三點中，一種生產一橫向電場型主動陣列液晶顯示裝置的一主動陣列基底的方法，包括下列步驟：
(1)同時形成掃描線(薄膜電晶體的閘極電極)、畫素內的共用電極與較低層共用電極以遮蔽影像訊號線；
(2)同時形成該影像訊號線與液晶驅動電極且由一半導體層上分隔薄膜電晶體矽元件(半色調曝光製程)；
(3)形成端點部分與靜電保護電路的接觸洞；
(4)同時形成掃描線端點部分、影像訊號線端點部分與靜電保護電路；以及
(5)形成光微影間隔物且整平(leveling)一有效畫素區(半色調背面曝光製程)。
在本發明的第五十四點中，一種生產一橫向電場型主動陣列液晶顯示裝置的一主動陣列基底的方法，包括下列步驟：
(1)同時形成掃描線(薄膜電晶體的閘極電極)、畫素內的共用電極與較低層共用電極以遮蔽影像訊號線(利用P-SiNx\a-Si i層\n+a-Si層結構之一遮蓋沉積製程與一陰影框(shadow frame))；
(2)同時形成該影像訊號線、液晶驅動電極、靜電保護電路與接觸線端點部分，且由一半導體層上分隔薄膜電晶體矽元件(半色調曝光製程)；以及
(3)形成光微影間隔物且整平(leveling)一有效畫素區(半色調背面曝光製程)。
在本發明的第五十五點中，將半色調背面曝光設備用在整平(平坦化)製程中，以生產橫向電場型主動陣列液晶顯示裝置的主動陣列基底，其係將UV光或UV光LED的複數條矽光纖電纜(silica optical fiber cables)紮成同軸型，以使UV光從基底背面只對橫向電場型主動陣列液晶顯示裝置之主動陣列基底的有效畫素區進行曝光。
在本發明的第五十六點中，在上述本發明之第四十八、第四十九、第五十、第五十一、第五十二、第五十三與第五十四點所述之該半色調背面曝光製程，在利用光微影間隔物光罩與UV光對光微影間隔物所要構成的部分進行完全曝光之前，先藉由從主動陣列基底的背面的UV光對整體有效畫素區進行曝光，接下來，在基底的顯影後，利用白光干涉計量測在主動陣列基底側之有效畫素區內的基底表面的不規則度與間隔物的高度，如此使負光阻的塗附厚度與半色調背面曝光的曝光量皆被控制在經回饋控制過程的相對之白光干涉計的量測數據中。
在本發明的第五十七點中，一種生產一橫向電場型主動陣列液晶顯示裝置的一主動陣列基底的方法，包括下列步驟：(1)利用一雷射束在一玻璃基底內形成對位標記(alignment marks)；(2)在除了藉由該雷射束所產生的該對位標記處外，沉積兩層或多層不同的金屬或金屬化合物或合金；(3)在塗佈正光阻後，利用一一般光罩在一曝光方法下經由一第一半色調曝光製程對閘極匯流排(bus)線與一般匯流排(bus)線進行曝光，接下來，該閘極匯流排線、一般匯流排線、遮蔽影像訊號線的共用電極與畫素內的共用電極經由一第二曝光製程曝光；(4)在顯影後，利用第一濕蝕刻或乾蝕刻製程蝕刻該沉積的金屬，接下來，藉由一氧電漿灰化(ashing)方法移除該半色調曝光區之該正光阻，且接著經由一第二乾蝕刻或濕蝕刻製程移除該半色調曝光區之不需要的該金屬層，且藉由第一與第二蝕刻製程形成該閘極匯流排、一般匯流排、遮蔽影像訊號線的共用電極與畫素內的該共用電極；(5)沉積一閘極絕緣膜、一無摻雜的薄膜半導體層(a-Si i層)與一摻雜的半導體層(n+a-Si層)，且於其上塗佈正光阻，接下來，利用一一般光罩在一曝光方法下經由一第一半色調曝光製程對a-Si矽島進行曝光，且接著經由一第二曝光製程對閘極端連結部分與靜電保護電路的接觸洞進行曝光；(6)在顯影後，經由一第一乾蝕刻製程將閘極絕緣膜、無摻雜的薄膜半導體層(a-Si i層)與摻雜的半導體層(n+a-Si層)移除而形成閘極端連結部分與靜電保護電路的接觸洞，接下來，再利用一無氧電漿灰化方法移除該半色調曝光區上的該正電阻後，利用一第二乾蝕刻製程將該半色調曝光區上不需要的無摻雜的薄膜半導體層(a-Sii層)與摻雜的半導體層(n+a-Si層)移除，然後接下來，利用第一與第二蝕刻製程構成該a-Si矽島、該閘極端連結部分與該靜電保護電路；以及
(7)利用一一般光罩經由該半色調曝光製程同時構成該影像訊號線、該液晶驅動電極、該靜電保護電路與該閘極端點。
在本發明的第五十八點中，一種曝光裝置，用在製造主動陣列顯示裝置的薄膜電晶體的一製程，包括執行第一半色調曝光(不完全曝光)製程，係利用具有閘極電極與汲極電極之影像的一般光罩，其通道長大體為預期薄膜電晶體的通道長的一半，接下來，執行第二半色調曝光(完全曝光)製程，是在將主動陣列基底以水平方向移動一長度之後執行，該長度大體為薄膜電晶體的通道長的一半。
在本發明的第五十九點中，一種生產主動陣列液晶顯示裝置的薄膜電晶體的方法，包括下列步驟：首先在主動陣列基底上執行第一半色調曝光(不完全曝光；曝光不足)，係利用具有薄膜電晶體的閘極電極與汲極電極之一影像的一般光罩，該薄膜電晶體的通道長大體為預期薄膜電晶體的通道長的一半，接下來，將主動陣列基底以一水平方向移動一長度，該長度大體為薄膜電晶體的目標通道長的一半，再接著在主動陣列基底上執行第二半色調曝光(完全曝光；曝光不足)製程，再顯影正光阻，以降低薄膜電晶體通道部分的正光阻厚度至目標通道長。
在本發明的第六十點中，在上述本發明之第五十九點所述之半色調移動曝光技術，係用來分隔薄膜電晶體的矽元件，且同時形成影像訊號線(源極電極)與汲極電極(連結至液晶驅動電極或透明畫素電極)。
在本發明的第六十一點中，一種生產一橫向電場型主動陣列液晶顯示裝置的一主動陣列基底的方法，包括下列步驟：
(1)同時形成掃描線(薄膜電晶體的閘極電極)與共用電極；
(2)形成影像訊號線(薄膜電晶體的源極電極)與該汲極電極，且同時分隔一半導體層之該薄膜電晶體的矽元件(半色調製程)；
(3)形成掃描線端部分、影像訊號線端部分與靜電保護電路的接觸洞；以及
(4)同時形成掃描線端部分、影像訊號線端部分、靜電保護電路與透明電極。
在本發明的第六十二點中，一種生產一橫向電場主動陣列液晶顯示裝置的一主動陣列顯示裝置的方法，係利用本發明第五十九點之半色調移動曝光技術，尚包括下列步驟：
(1)同時形成掃描線(該薄膜電晶體的閘極電極)、畫素內的共用電極與遮蔽影像訊號線的較低層共用電極(利用P-SiNx\a-Si i層\n+a-Si層結構之一遮蓋沉積製程與一陰影框(shadow frame))；
(2)形成該影像訊號線、液晶驅動電極、靜電保護電路與掃描線端部分，且同時分隔一半導體層之該薄膜電晶體的矽元件(半色調製程)；以及
(3)形成光微影間隔物且整平一有效畫素區(半色調背面曝光製程)。
在本發明的第六十三點中，在上述本發明之第三、第四、第五、第十五、第十六與第十七點所述之間隔物凸塊，具有一彈性特性，在構成液晶元的製程裡，將主動陣列基底與彩色濾光基底彼此在真空環境中疊置，而間隔物凸塊在一大氣壓下平坦地變形0.1～0.5微米。
在本發明的第六十四點中，一種生產一橫向電場型主動陣列液晶顯示裝置的一主動陣列基底的方法，包括下列步驟：
(1)形成掃描線；
(2)由一半導體層分隔薄膜電晶體矽元件(矽島步驟)；
(3)同時形成影像訊號線(源極電極)與汲極電極；
(4)形成間隔物凸塊以覆蓋該影像訊號線，或同時形成間隔物與凸塊以覆蓋該影像訊號線(半色調曝光製程)；
(5)形成端點部分、該汲極電極與靜電保護電路的接觸洞；以及
(6)形成透明共用電極以同時遮蔽該影像訊號線、畫素內的透明共用電極與該液晶驅動電極。
在本發明的第六十五點中，一種生產一橫向電場型主動陣列液晶顯示裝置的一主動陣列基底的方法，包括下列步驟：
(1)形成掃描線與較低層共用電極以同時遮蔽影像訊號線；
(2)由一半導體層分隔薄膜電晶體矽元件(矽島步驟)；
(3)同時形成該影像訊號線(源極電極)與汲極電極；
(4)形成間隔物凸塊以覆蓋該影像訊號線，或同時形成間隔物與凸塊以覆蓋該影像訊號線(半色調曝光製程)；
(5)形成端點部分、該汲極電極與靜電保護電路的接觸洞；以及
(6)形成透明共用電極以同時遮蔽該影像訊號線、畫素內的透明共用電極與該液晶驅動電極。
在本發明的第六十六點中，一種生產一橫向電場型主動陣列液晶顯示裝置的一主動陣列基底的方法，包括下列步驟：
(1)形成掃描線
(2)形成薄膜電晶體的蝕刻停止通道的圖案；
(3)同時形成該影像訊號線(源極電極)與汲極電極；
(4)形成間隔物凸塊以覆蓋該影像訊號線，或同時形成間隔物與凸塊以覆蓋該影像訊號線(半色調曝光製程)；
(5)形成端點部分、該汲極電極與靜電保護電路的接觸洞；以及
(6)形成透明共用電極以同時遮蔽該影像訊號線、畫素內的透明共用電極與該液晶驅動電極。
在本發明的第六十七點中，一種生產一橫向電場型主動陣列液晶顯示裝置的一主動陣列基底的方法，包括下列步驟：
(1)形成掃描線與較低層共用電極以同時遮蔽影像訊號線；
(2)形成薄膜電晶體的蝕刻停止通道的圖案；
(3)同時形成該影像訊號線(源極電極)與汲極電極；
(4)形成間隔物凸塊以覆蓋該影像訊號線，或同時形成間隔物與凸塊以覆蓋該影像訊號線(半色調曝光製程)；
(5)形成端點部分、該汲極電極與靜電保護電路的接觸洞；以及
(6)形成透明共用電極以同時遮蔽該影像訊號線、畫素內的透明共用電極與該液晶驅動電極。
在本發明的第六十八點中，一種生產一橫向電場型主動陣列液晶顯示裝置的一主動陣列基底的方法，包括下列步驟：
(1)形成掃描線；
(2)形成該影像訊號線(源極電極)與汲極電極，且同時由一半導體層分隔薄膜電晶體矽元件(矽島步驟)；
(3)形成間隔物凸塊以覆蓋該影像訊號線，或同時形成間隔物與凸塊以覆蓋該影像訊號線(半色調曝光製程)；
(4)形成端點部分、該汲極電極與靜電保護電路的接觸洞；以及
(5)形成透明共用電極以同時遮蔽該影像訊號線、畫素內的透明共用電極與該液晶驅動電極。
在本發明的第六十九點中，一種生產一橫向電場型主動陣列液晶顯示裝置的一主動陣列基底的方法，包括下列步驟：
(1)形成掃描線與較低層共用電極以同時遮蔽影像訊號線；
(2)形成該影像訊號線(源極電極)與汲極電極，且同時由一半導體層分隔薄膜電晶體矽元件(矽島步驟)；
(3)形成間隔物凸塊以覆蓋該影像訊號線，或同時形成間隔物與凸塊以覆蓋該影像訊號線(半色調曝光製程)；
(4)形成端點部分、該汲極電極與靜電保護電路的接觸洞；以及
(5)形成透明共用電極以同時遮蔽該影像訊號線、畫素內的透明共用電極與該液晶驅動電極。
在本發明的第七十點中，如申請專利範圍第1、2、3、4、5、13、14、15、16與17項所定義之液晶顯示裝置，其中該影像訊號線、該薄且長的絕緣凸塊的形成以覆蓋該影像訊號線、一較上層共用電極以遮蔽該影像訊號線索產生的一電場、用以遮蔽的一較下層共用電極、與一一畫素內的一液晶驅動電極呈彎曲，其內部該畫素至少具有0～30度(不包括0度)相對於一液晶分子的一排列方向，且一彩色濾光層與一光遮蔽膜(黑罩幕)呈彎曲，其內部該畫素類似於該影像訊號線至少具有0～30度(不包括0度)相對於一液晶分子的一排列方向，其中一電極作為該畫素內驅動該液晶分子係由三個不同電極所構成，包括該液晶電極連結至該薄膜電晶體元件、該較低層共用電極形成在該畫素兩側以遮蔽該影像訊號線與一較上層遮蔽共用電極沿著該薄且長的絕緣凸塊形成，以使該畫素內無共用電極存在。
在本發明的第七十一點中，如申請專利範圍第1、2、3、4、5、13、14、15、16與17項所定義之液晶顯示裝置，其中該影像訊號線、該薄且長的絕緣凸塊的形成以覆蓋該影像訊號線、一較上層共用電極以遮蔽該影像訊號線索產生的一電場、用以遮蔽的一較下層共用電極、與一一畫素內的一液晶驅動電極呈彎曲，其內部該畫素至少具有60～120度(不包括90度)相對於一液晶分子的一排列方向，且一彩色濾光層與一光遮蔽膜(黑罩幕)呈彎曲，其內部該畫素類似於該影像訊號線至少具有60～120度(不包括90度)相對於一液晶分子的一排列方向，其中一電極作為該畫素內驅動該液晶分子係由三個不同電極所構成，包括該液晶電極連結至該薄膜電晶體元件、該較低層共用電極形成在該畫素兩側以遮蔽該影像訊號線與一較上層遮蔽共用電極沿著該薄且長的絕緣凸塊形成，以使該畫素內無共用電極存在。
根據上述本發明之第一、第二、第三、第四與第五點，遮蔽影像訊號線之電場的共用電極的寬度可以大幅地縮小，且開口率也可大幅地改善，特別是利用本發明之第三、第四與第五點，覆蓋影像訊號線的凸塊可沿著間隔物使用，再者，半色調曝光方法的使用可使覆蓋影像訊號線的凸塊與間隔物同時形成，如此可大幅縮短製程所需之時間，在日本專利早期公開出版號2002-258321與2002-323706所揭露之習知技藝中，需要將光間隔物構成於彩色濾光基底上，而這需要額外的生產步驟，而本發明圍繞影像訊號線的凸塊與間隔物兩者的使用可簡化生產過程，特別是在當液晶元間隙小於3微米時，可大幅降低生產成本。
根據上述本發明之第二與第五點，介於影像訊號線與遮蔽共用電極間的電容可被最小化，如此，當影像訊號波形失真被最小化時，也可使開口率最大化，即使是當液晶顯示系統的尺寸增加到40吋或更大時也可，且本發明第二與第五點特別在液晶元間隔物小於2.5微米時，對影像訊號波形的失真特別有用。
根據上述本發明之第六與第十八點，覆蓋影像訊號線的絕緣凸塊與遮蔽共用電極間的附著力可改善，也可預防膜的剝落問題，以改善產率，再者，藉由利用透明材料當作遮蔽共用電極在液晶被驅動時，也可使光通過遮蔽共用電極附近之區域，所以可改善有效穿透率，以得到高亮度與高對比的液晶顯示裝置。
根據上述本發明之第七與第十九點，在配向對位處理時，配向布毛尖的動作可更為平滑，如此可防止對位缺陷的產生，日本專利早期公開出版號2002-258321與2002-323706未利用在主動陣列基底上之具有30度或更小的尖角角度之絕緣凸塊，因此，習知技術無法達到在凸塊邊緣部分之配向布毛尖角平滑的移動，而此會造成差的對位，因此，差的對位部分在黑顯示(black display)時會產生漏光現象，且會大幅地降低對比，而本發明之覆蓋影像訊號線之凸塊的尖角被控制於30度以下，以在黑顯示時不會有光漏出，如此可得到具有高對比之高影像品質。
根據上述本發明之第四、第五，第八、第十、第十一、第十二、第十六、第十七、第二十、第二十一與第二十四點，所使用之液晶滴入(drop-feed)真空附加對位裝置，在意晶圓構成時，液晶會在液晶元中平滑地分佈，所以可減少殘留氣泡所造成的問題，而習知技術是在一般氣壓下形成液晶元，然後在進行切割而形成獨立的液晶元以在真空中注入液晶，但此並不適用於本發明液晶元之構成，因為習知注入技術太花時間而大幅地降低生產效率，今日液晶滴入(drop-feed)真空附加對位裝置已用在大量生產線上，所以本發明的結構可容易地用在實際應用中。
根據上述本發明之第九、第二十一點，當主動陣列基底與彩色濾光基底在液晶滴入真空附加過程裡的附加對位移動中彼此接觸，此可避免遮蔽共用電極的膜的剝落問題，以降低對位膜的損壞。
根據上述本發明之第十三、第十四、第十五、第十六與第十七點，可降低遮蔽共用電極與掃描線間所產生的電容，因此，當掃描線中之掃描訊號波形的失真降低時，就可使開口率最大化，甚至也可用於超大尺寸如40吋或以上的液晶顯示裝置，特別是使用第14與第17點，當降低影像訊號線與掃描線兩者的訊號波形失真時，就可使開口率最大化。
根據上述本發明之第二十五點，因為利用了較上層與較下層遮蔽共用電極經由絕緣膜覆蓋影像訊號線，而改善了遮蔽效應，所以，既使是當遮蔽共用電極的寬度減小且開口率增大至最大值時，依然可降低垂直串擾，因為較上層遮蔽共用電極具有比較下層共用電極更高的遮蔽效應，所以藉由形成寬度比較下層遮蔽共用電極寬的較上層遮蔽共用電極，以達到更高的遮蔽效應與高的開口率。
根據上述本發明之第二十六、第二十七、第二十八、第二十九與第三十點，在單一畫素中可以兩方向(右旋轉與左旋轉)旋轉該正介電常數非等向性液晶分子，以得到更大的視角，再者，此可大幅降低色彩偏移現象，以得到適合液晶顯示電視的畫質，利用本發明的結構，橫向電場型液晶顯示裝置可得到較寬的視角、高開口率、低成本、高對比與高反應速度等優點。
根據上述本發明之第三十一、第三十二、第三十三、第三十四與第三十五點，在單一畫素中可以兩方向(右旋轉與左旋轉)旋轉該負介電常數非等向性液晶分子，以得到更大的視角。
根據上述本發明之第三十六、第三十七與第三十八點，即使是當橫向電場型液晶顯示裝置的液晶元間隔小於3.0微米時，依然可防止遮蔽共用電極與影像訊號線間之電容的增加，以降低影像訊號線上之訊號波形的失真，再者，可將介於液晶驅動電極與遮蔽共用電極所產生的電場聚集至每個電極的邊緣，既使是在液晶原小於3.0微米時，依然可在不增加液晶驅動電壓時驅動液晶分子。
根據上述本發明之第三十九點，在液晶滴入真空附加對位製程中，可預防主要密封的損壞，當間隔物凸塊位於主要密封區周圍時，間隔物凸塊就像保護牆般可防止液晶穿透，藉由在密封環樣式中增加圍繞在主要密封區周圍之間隔物凸塊的寬度，以使其寬度大於在有效畫素區中的寬度，以更加強保護牆的效果，再者，由於本發明的液晶顯示裝置不需要混合主要密封與玻璃纖維來決定液晶元間隔，以完全降低佈線(wiring)的損壞，當鋁或鋁合金用作掃描線與影像訊號線時，因為玻璃纖維與主要密封混合時的壓力會升高。
根據上述本發明之第四十、第四十一、第四十二、第四十三、第四十四、第四十五點，因為利用半色調曝光技術可以生產覆蓋影像訊號線的絕緣凸塊或同時生產覆蓋影像訊號線的凸塊與間隔物，所以可減少生產步驟且降低成本，根據日本專利早期公開出版號2002-258321與2002-323706所示之習知技術，生產光微影間隔物需要額外的製程，而此額外的製程會增加生產成本。
根據上述本發明之第四十六點，因為遮蔽共用電極是與平坦表面連結，所以可降低阻抗，利用此結構可將遮蔽共用電極的厚度儘可能地降低，在點反轉驅動方式(dot inversion drive method)中，300～500埃的厚度即適於遮蔽共用電極，藉由利用本發明第七與第十九點，即在配向對位處理時，配向布毛尖的平滑移動可避免對位缺陷且在黑螢幕中完全降低漏光現象，以得到優良對比影像與一致半色調影像的顯示器，再者，本發明的遮蔽共用電極不只是與畫素的右側與左側連結，也與畫素的上方與底部連結，所以遮蔽電極的部分損壞不會造成螢幕的線缺陷，因此不會對影像產生重大的影響，因此，製程的良率就會獲得大幅地改善。根據上述本發明之第四十七、第七十與第七十一點，可得到具有高畫質、高開口率、高反應速度與寬視角的橫向電場型液晶顯示裝置，根據本發明的結構，即使是影像訊號的波長(pitch)如50微米般小，液晶分子仍可在不降低開口率的條件下以兩相反方向(右旋轉與左旋轉)旋轉，本發明的結構並不一定需要與影像訊號線相對的黑罩幕，然而，藉由將導電度提供至黑罩幕與塗佈層上，即可防止彩色濾光層的靜電充電現象。
根據上述本發明之第四十八點，藉由同時整平橫向電場型主動陣列基底且構成光微影間隔物來簡化生產步驟，在本發明藉由UV光從黑表面將基底曝光的整平方法中，並不會將整平層留在液晶驅動電極與共用電極的較上層上，因此，驅動液晶的電壓不會提高，因為整平層不會留在液晶驅動電極與共用電極的較上層上，所以有機整平層的極化效應(polarization effect)與電荷捕捉效應(charge trap effect)就不會發生，如此可避免殘影的產生，在配向對位處理時，配向布毛尖平滑地移動，所以不會在主動陣列基底表面產生不平坦的現象，所以也不會產生對位缺陷，因此即可得到理想的黑顯示，進而得到具有高對比且不會顯示不規律的半色調影像之顯示裝置。
根據上述本發明之第四十九、五十、五十一、五十二、五十三與五十四點，在生產整平橫向電場型液晶顯示裝置時，藉由同時整平橫向電場型主動陣列基底且構成光微影間隔物來簡化生產步驟，特別是使用本發明第五十四點，可使成本大幅地下降，因為整個主動陣列基底的製程只需使用3個光罩步驟。藉由利用本發明之黑表面曝光整平(變平或平坦化)方法，使液晶驅動電極與共用電極上無整平層存在，使液晶驅動電壓不會升高，且因為液晶驅動電極與共用電極上無整平層的存在，所以就不會發生極化效應(polarization effect)與電荷捕捉效應(charge trap effect)，以減少殘影，在配向對位處理時，配向布毛尖平滑地移動，所以不會在主動陣列基底表面產生不平坦的現象，所以也不會產生對位缺陷。
根據上述本發明之第五十五與五十六點，即使是在主動陣列基底為2公尺或更大時，構成黑表面曝光的光學系統依然構成容易，本發明的光學系統很容易調整曝光度，且既使是在基底尺寸增加時，也可使整個基底表面一致曝光，橫向電場型液晶顯示系統很適合用在液晶元間隔中，因此，不只是光微影間隔物的高度與整平(平坦化)區附近的平坦度都需要小心控制，以防止半色調顯示的不一致，藉由利用本發明的生產系統與回饋圈(feedback loop)結合，以生產無不規則液晶元間隔之主動陣列基底。根據上述本發明之第五十七點，藉由在半色調曝光製程裡利用一般光罩，即可形成非常薄的較上層共用電極以遮蔽影像訊號線與畫素內的共用電極，以同時分隔薄膜電晶體的矽元件(矽島)且產生接觸洞，且在不增加光罩製程下生產高效能的主動陣列基底，再者，在構成影像訊號線與已經驅動電極時，藉由在半色調曝光製程中利用一般光罩即可生產出厚度小於300～500埃的液晶驅動電極，且降地用在形成整平層之整平製程的需求，以大幅降低生產成本。
根據上述本發明之第五十八、五十九、六十、六十一與六十二點，可易於減少主動陣列基底生產製程的步驟，且無須使用昂貴的光穿透調整光罩(半色調光罩)，而是使用一般光罩，本發明不只可以用在橫向電場型液晶顯示裝置中，也可用在其它類型的液晶顯示器裡，甚至可用於主動陣列型有機電激發光顯示裝置中，所以本發明的應用範圍非常廣，利用本發明半色調移動曝光裝置與半色調移動曝光製程的生產方法可有效地降低超大尺寸顯示裝置的生產成本，傳統上利用半色調光罩(光穿透調整光罩)來執行半色調曝光方法來生產大基底上不可行的，因為半色調光罩成本太高，然而，藉由利用本發明的方法可易於在半色調移動曝光中使用不昂貴的一般光罩來生產大基底，因此，利用半色調曝光製程來做大基底的限制就會降低。
根據上述本發明之第六十三點，液晶元中氣泡的產生，因為間隔物凸塊的高度會隨著液晶的體積而改變，即使是在低溫中液晶的體積隨著液晶元而變小也沒問題，特別是塑膠變形範圍的增加，在大氣壓下之液晶注入真空附加對位製程中的加壓過程裡，晶圓內的體積可輕易地對應於液晶的滴入量，所以可完全減少殘留氣泡的問題。根據上述本發明之第六十四、第六十五、第六十六、第六十七、第六十八與第六十九點，可使驅動橫向電場型液晶顯示裝置的液晶分子的電極厚度皆維持在300～500埃，所以就不需要整平製程以降低生產成本，所有驅動液晶分子的電極可在製程最後階段同時產生，且相同材料可用來做所有的電極，所以整個電極的化學位能一致，這可使液晶分子藉由同一交流電(AC)驅動，以防止殘影問題的發生，所有用來驅動液晶分子的電極可以非常薄的膜(小於500埃)形成，以在配向對位處理時配向布的毛尖可平滑地移動，以避免對位缺陷的產生，因此，在黑階顯示時的漏光現象可完全被消除，以得到高對比的顯示器。
現在本發明將配合附圖對較佳實施例作更進一步地描述。
[第一實施例]
第45、46、47、70、72、74、76、78與80圖顯示本發明第一實施例，第45～47圖為本發明橫向電場型液晶平面顯示器之結構剖面圖，包括覆蓋影像訊號線的間隔物與形成於間隔物上的遮蔽電極，第70、72、74、76、78與80圖本發明橫向電場型液晶平面顯示器之結構平面圖。在第45～47圖中，符號9為閘極絕緣膜、符號51為影像訊號線、符號53為液晶驅動電極(畫素電極)、符號55為護膜、符號66為彩色濾光片側的玻璃基底、符號67為黑罩幕(遮光膜)、符號68為彩色濾光層、符號69為彩色濾光片側的整平層、符號70為彩色濾光片側的對位膜、符號71為薄膜電晶體(TFT)陣列基底側的對位膜、符號72為遮蔽影像訊號線所產生之電場的共用電極(較上層)、符號73為覆蓋影像訊號線的間隔物凸塊、符號74為畫素內的共用電極(較上層)、符號75為遮蔽影像訊號線所產生之電場的共用電極(較下層)且符號76為TFT陣列側的玻璃基底。
在第70、72、74、76、78與80圖中，符號15為掃描線、符號49為畫素內的共用電極(較下層)、符號79為形成於間隔物凸塊兩側的遮蔽電極、符號80為TFT元件、符號81為連結遮蔽共用電極與較低層共用電極的接觸洞且符號82為較低層電極。
用來遮蔽影像訊號線電場的較低層共用電極75與掃描線51同時設置於相同層上，影像訊號線51與液晶驅動電極53也同時設置於相同層上，而遮蔽影像訊號線所產生之電場的較上層共用電極72與畫素內的共用電極74也同時設置於相同層上，在與第45圖相反的第46圖中，較上層共用電極72的電極寬度比較下層遮蔽共用電極75大，如第46圖所示，此結構可提供比第45圖所示之結構更大的開口率。影像訊號線51與液晶驅動電極53被護層55覆蓋，且形成間隔物凸塊73以覆蓋(環繞)影像訊號線51，較上層遮蔽共用電極72可完全覆蓋間隔物凸塊73，如第70與72圖所示，或較上層牆遮蔽共用電極79可置於間隔物凸塊73兩側，如第76與80圖所示，當間隔物凸塊73的高度小於3.0微米或液晶平面顯示器的尺寸大於30吋時，就較佳利用如第76與80圖所示之較上層牆遮蔽共用電極79於主動陣列基底中，以更有效率地防止影像訊號波形的失真。如第45、46與47剖面圖所示之間隔物凸塊73實際上具有和緩的尖角θ，如第104圖所示，間隔物73的邊緣至影像訊號線51的邊緣之距離L1較佳至少為3微米。
在第104圖中的間隔物凸塊73的尖角θ較佳為30度或更小，以在配向對位處理時，配向布的毛尖可平緩地移動，以避免對位缺陷區的產生，且較佳使間隔物凸塊77的邊緣與較上層遮蔽共用電極79間的距離L2大於0.5微米，基本上，L2越大則遮蔽效應越好，當較低遮蔽共用電極不存在時，則如第47圖所示，距離L2約為10微米已足夠。
本發明間隔物凸塊73的剖面形狀需要為橢圓形、半橢圓形、雙曲線型或拋物線型，以上之規劃可使間隔物凸塊73在液晶滴入真空附加對位製程中因為大氣產生的壓力而易於變形，而用來形成間隔物凸塊73的材料應該在氣壓加於其上時，其高度以0.1～0.5微米的量一致變形，否則，就會產生氣泡殘留的問題。如第70、74與76圖所示，請特別注意間隔物凸塊73不能位於掃描線15與影像訊號線51交叉點周圍，因為液晶必須在此區擴散所以間隔物凸塊73不能存在，在第78與80圖中，間隔物凸塊73不存在的區域係位於畫素中心附近，雖然滴入的液晶會在此區擴散，但第78與80圖的結構卻不適用於大螢幕液晶平面顯示器中，因為較上層遮蔽共用電極72與影像訊號線51間的電容會增加。
如第74圖所示之結構，設置於掃描線15與較上層遮蔽共用電極72上的間隔物凸塊在較上及較下層畫素與右側及左側畫素間連結在一起，以適用於超大螢幕液晶顯示裝置，由於較上層遮蔽共用電極72是以網狀(mesh)的形式形成，所以利用本方法的液晶顯示裝置，即使是在線路損壞的情況下，在實際的應用中組合的線路缺陷也可忽略。
間隔物凸塊73的介電常數越小越好，而在實際應用時，3.3或更小的介電常數已足夠，而形成間隔物凸塊73的單體或寡聚合體(oligomer)包括至少一苯環丁烯結構或其介電型，或至少一茀骨架或其介電型，然後尤其所構成之材料的就電常數小於3.3。第86與87平面圖顯示本發明第一實施例另一橫向電場型液晶顯示裝置結構，在第86與87圖中，可最小化間隔物凸塊73的大小，在圖中，符號83為用以遮蔽影像訊號線51所產生之電場的共用電極(較上層)，如上所述，符號75為較下層遮蔽共用電極，因為間隔物凸塊73的尺寸可最小化，所以可用大介電常數的材料。
[第二較佳實施例]
第48、49、50、71與75圖顯示本發明第二實施例之橫向電場型液晶平面顯示器，第48～50圖為其剖面圖，而第71與75圖為其平面圖，在第二實施例中，畫素內的共用電極形成於護層與閘極絕緣膜下，用來遮蔽影像訊號線51的電場的較下層共用電極75與畫素內以驅動液晶元件的共用電極49在掃瞄線形成時同時構成於相同層上，影像訊號線51與液晶驅動電極53同時形成於相同層上。
在與第48圖相反的第49圖中，較上層遮蔽共用電極72的電極寬度比較下層遮蔽共用電極75大，因此，第49圖所示之結構比第48圖所示之結構具有更大的開口率，如第48～50圖所示，在第二實施例中，由於畫素內的共用電極49位於比護層55與閘極絕緣層9之更低層，所以驅動液晶所需的電壓就更高了。本發明第二實施例所使用之結構如第71與75圖所示，液晶驅動電極53經由介電層與護層被連結至畫素內的共用電極49與較上層遮蔽共用電極72之較低層共用電極82所夾住，利用此結構可在小區域中擁有大容積(hold capacity)，進而得到大開口率。
[第三較佳實施例]
第51、52、53、69、73、77、79與81圖顯示本發明第三實施例之橫向電場型液晶平面顯示器，第51～53圖為其剖面圖，而第69、73、77、79與81圖為其平面圖，在圖中，符號77為覆蓋影像訊號線51的絕緣(介電)凸塊、符號78為形成於凸塊77且覆蓋影像訊號線51的間隔物與符號79為形成於凸塊77側壁的遮蔽共用電極，第三實施例的結構基本上與第一實施例相同，除了將第一實施例中的間隔物凸塊73分隔為兩個結構，一為覆蓋影像訊號線51的絕緣凸塊77，另一為決定液晶元間隔的間隔物78。本發明的特徵一一就是覆蓋影像訊號線51的絕緣凸塊77與決定液晶元間隔的間隔物78可經由相同之光微影製程形成，藉由利用如第1A～1B與2A～2B圖所示之光穿透調整光罩(半色調光罩)與正光阻，即可生產出如第104圖所示之剖面型凸塊77與間隔物78，也可利用如第5A～5C與6A～6C圖所示之兩步曝光技術(半曝光與補充曝光)與一般光罩以及正光阻生產出如第104圖所示之剖面型凸塊77與間隔物78。
在第1A～1B與2A～2B圖中，符號1為矽玻璃基底所形成的光罩、符號2為位於玻璃基底上的金屬層(Cr或Mo)，以控制透光量、符號3為光罩上由細縫圖案所形成的半透明(半色調或灰)區、符號4為光罩(a-Si、TiSix、MoSix或Ti)的半透明(半色調或灰)區、符號5為光罩的透明區、符號6為經UV光顯影、曝光後，正光阻層所遮蔽的區域、符號7為經光罩的半色調(半透明)區、UV光顯影、曝光後，正光阻層所遮蔽的區域、符號8為顯影後，正光阻完全被移除的區域、符號9為閘極絕緣層、符號10為薄膜半導體層(未摻雜層)、符號11為薄膜半導體層(摻雜層，即歐姆接觸層)、符號12為阻障金屬層且符號13為低電阻金屬層。如第1A與1B圖所示，不像透明金屬區2可完全擋住UV光穿透，區域3基於其細縫密度的關係可通過少量的UV光(半色調)，所以在曝光後可產生光阻完好無缺的區域6以及留存部分光阻的區域7(半色調曝光區)。如第2A與2B圖所示，光罩包括不透明區2、半透明區4與透明區5，所以對應到透明區5的區域8上的光阻完全被移除、對應到半透明區4的區域7(半色調曝光區)上的光阻完全被移除且對應到不透明區2的區域6上的光阻不受影響，利用如第1A～1B與2A～2B圖所示之光穿透調整光罩，如第104剖面圖所示之間隔物凸塊73就可用一個光微影製程形成。
如上所述，如第104圖所示之間隔物凸塊73剖面結構也可用一般光罩與第5A～5C與6A～6C圖所示之兩步驟曝光方法產生，在此例中所使用之光罩沒有半色調區，且只由玻璃基底1與不透明金屬層2構成，在第5A～5C與6A～6C圖中，符號19為UV光、符號20為經UV光顯影、曝光後，正光阻層所完全遮蔽的區域、符號21為經UV光19完全曝光後，光阻所被移除的區域、符號22為經UV光未完全曝光(曝光不足)、顯影後之正光阻層區、符號23為藉由UV光曝光第二步驟之部分曝光光阻區、符號24為藉由UV光曝光第一與二步驟之光阻完全移除區且符號25為用在第6B圖第二曝光步驟之fθ透鏡。
在第5A～5C圖的例子裡，在第5A圖的第一曝光步驟中，光阻區20未被曝光，因為光罩金屬(不透明)2與光阻區21被UV光19以一程度曝光，所以光阻21在曝光後(曝光不足)未被完全移除，在第5B圖所示之第二曝光步驟中，在第一曝光步驟中被曝光過的光阻區21進一步被相對於光罩透明位置的區域23曝光，因此如第5C圖所示，區域24上的光阻完全被移除，以產生如第104圖所示之間隔物78與凸塊77的剖面結構。
在第6A～6C圖的例子裡，第一曝光步驟(曝光不足)與第5A圖相同，在第6B圖所示之第二曝光步驟中，在第一曝光步驟中被曝光過的光阻區21進一步利用fθ透鏡對區域23進行曝光，請注意在第6B圖之第二曝光步驟中並未使用光罩，因為fθ透鏡具有在基底相對大區域的相同平面產生焦點的功能，所以在不使用光罩的情況下即可對相對大片的光阻進行一致地曝光，，所以如第6C圖所示，在區域24上的光阻完全被移除，以產生如第104圖所示之間隔物78與凸塊77之剖面結構。然而，雖然利用正光阻有彈性地生產凸塊與間隔物並非不可行，但是很困難，因此，本發明的特徵之一就是提供利用負光阻的方法與單一光微影製程以更有彈性的特性生產出如第104圖所示之面結構，請注意所使用之負光阻可承受氧缺陷，即當少量曝光時，由少量UV光在與玻璃基底接觸的區域的加速的光聚合，在大氣中所露出的區域藉由氧可承受光聚合反應的缺陷。第98與99圖顯示此型負光阻的膜厚與線寬相對於曝光量與顯影長度的圖，利用如第100A～100B與101A～101B圖所示之此型負光阻與光穿透調整光罩(半色調光罩)，即可得到如104圖所示之間隔物與凸塊，第100A～100B圖相對於第2A～2B圖所示之流程，其中光罩包括透明部分5、半透明部分(半色調)4與不透明部分2，第101A～101B圖相對於第1A～1B圖所示之流程，其中光罩包括除透明部分和不透明部分之細縫圖案(半色調光罩)3，以使光阻不完全曝光。
此外，也可使用兩步曝光技術，包括第102A～102C與103A～103C圖所示之部份區域完全曝光步驟與半曝光步驟，第102A～102C圖相對於第5A～5C圖所示之流程，係為在第一與第二曝光步驟中使用兩不同光罩，第103A～103C圖相對於第6A～6C圖所示之流程，其中在第二曝光步驟中使用fθ透鏡25，在第102A～102C與103A～103C圖中，符號85為經UV光完全曝光、顯影後，完好無缺之負光阻區、符號85為經UV光完全曝光、顯影後，部分移除之負光阻區、符號87為光罩上之不透明圖案2使之未曝光之負光阻區，在此因為不需使用昂貴的光穿透調整光罩(半色調光罩)，而使用不昂貴的一般光罩來產生如第104圖所示之間隔物78與凸塊77。第116～118圖顯示本發明第三實施例之使用六步光罩製程的流程。在第116圖之半色調曝光技術中，步驟S51同時形成閘極電極(掃描線圖案)與共用電極，步驟S52將矽元件與半導體薄膜層隔開以形成TFT，接下來，步驟S53經由第一與第二半色調曝光製程同時形成TFT的源極、汲極電極與液晶驅動電極。步驟S54經由第一與第二半色調曝光製程形成凸塊與光微影間隔物，以分別覆蓋影像訊號線以遮蔽電場且定義液晶元間隔，步驟55經由蝕刻製程形成靜電保護的端點部分與線路，步驟56同時形成遮蔽影像訊號線的共用電極、畫素內的透明電極與閘極以及數據電極。在第117圖之半色調曝光技術中，步驟S61同時經由第一與第二半色調曝光製程形成閘極電極(掃描線圖案)與共用電極，步驟S62將矽元件與半導體薄膜層隔開以形成TFT，接下來，步驟S63經由第一與第二半色調曝光製程同時形成TFT的源極電極、汲極電極與液晶驅動電極。
步驟S64經由第一與第二半色調曝光製程形成覆蓋影像訊號線以遮蔽電場的凸塊與光微影間隔物，步驟65經由蝕刻製程形成靜電保護的端點部分與線路，步驟66同時形成遮蔽影像訊號線的共用電極、閘極電極與數據電極。在第118圖的例子中，步驟S71同時形成閘極電極(掃描線圖案)與共用電極，步驟S72將矽元件與半導體薄膜層隔開以形成TFT，接下來，步驟S73同時形成源極電極與汲極電極，步驟S74形成覆蓋影像訊號線的凸塊與光微影間隔物，步驟75形成靜電保護的端點部分與線路，步驟76同時形成遮蔽影像訊號線的共用電極、畫素內的透明電極、閘極電極與數據電極。依然請參閱第104圖，覆蓋影像訊號線51的凸塊77的厚度h1較佳為1.5～3.5微米，且保護凸塊77的間隔物78的高度h2約為0.2～2.0微米，而在一平方公釐區域中所形成的間隔物78的密度約為1～75個，間隔物的大小在一平方公釐區域中為200～2000平方微米，請注意較上層一般遮蔽電極不會位於間隔物所保護的區域，構成在凸塊77上的間隔物高度h2必須在液晶注入真空附加對處製程之大氣壓下時變形0.2～0.5微米，若間隔物78被較上層一般遮蔽電極79所覆蓋，則大氣壓所造成間隔物78的變形則會使較上層一般遮蔽電極剝落。
較上層一般遮蔽電極79所使用的材料包括導電材料，且具有20%或以上的可見光穿透率，如鈦金屬化合物，包括氮化鈦(TiNx)、氮氧化鈦(TiOxNy)、矽化鈦(TiSix)與氮矽化鈦(TiSixNy)，或金屬氧化物透明導電材料，主要為氧化銦(In2O3)或氧化錫(ZnO)。如第104圖所示，與上述第一實施例類似，凸塊73邊緣部分的尖角θ越小越好，一般而言此尖角θ小於30度，藉由保持此小尖角，在配向對位處理時配向布的毛尖可平緩地移動，以消除對位缺陷，當尖角θ大於45度時，配向布的毛尖無法與尖角附近的表面接觸，進而產生對位缺陷區，若產生此對位缺陷區，則會再黑顯示時漏光，而此現象會嚴重地降低顯示器的對比，日本專利早期公開出版號2002-258321與2002-323706所揭露的結構無法使配向布的毛尖平滑地移動，因此，配向布的毛尖無法到達尖角區，所以無法完全防止對位缺陷的發生。如第77圖所示之間隔物形狀，不需為圓形但可為橢圓形，在第79與81圖的例子中，間隔物的形狀為圓形，當間隔物78被提供於凸塊77上以覆蓋影像訊號線時，凸塊77可形成於掃描線15與影像訊號線51的交點，因為此結構在液晶注入真空附加與對位製程時不會擋住液晶的擴散，凸塊77也可如第79與81圖所示位於掃描線上方，以示其以網狀的方式配置於整個基底上，當較上層遮蔽共用電極72經由凸塊77完全覆蓋影像訊號線51與掃描線15時，就不需要用來使開口率增到最大的彩色濾光基底側上的遮光膜了。
如第81圖所示之例子，位於凸塊77兩側的較上層一般遮蔽電極79以遮蔽掃描線15與影像訊號線51的結構適用於超大螢幕液晶顯示裝置，因為此結構可降低影像訊號線波形與掃描線波形的失真。
[第四較佳實施例]
第54、55與56圖顯示本發明第四實施例之橫向電場型液晶平面顯示器的剖面結構圖，此結構基本上與上述第二實施例相同，除第二實施例的間隔物凸塊73在此被分成覆蓋影像訊號線的絕緣凸塊77與決定液晶元間隔的間隔物78。在上述第二實施例中，覆蓋影像訊號線51的介電(絕緣)凸塊73也如間隔物一樣可決定液晶元間隔，然而在第四實施例中，如同第三實施例般，介電(絕緣)凸塊77覆蓋影像訊號線以及間隔物78決定液晶元間隔之兩功能完全分開，第三與第四實施例的介電凸塊77可完全覆蓋掃描線15與影像訊號線51，因此，藉由在介電凸塊77兩側構成較上層一般遮蔽電極79，可使影像訊號線51與掃描線的訊號波形的失真減到最小，以得到最大開口率。如第54、55與56所示，間隔物78未被較上層一般遮蔽電極79所覆蓋，所以介電材料可自行保護，此結構的優點在於共用電極層在處於液晶注入真空附加對位製程中之大氣壓時不會剝落。
如前述之第一～四實施例之結構，影像訊號線51與液晶驅動電極53從上到下完全被閘極絕緣層9與護層55所覆蓋，再者，影像訊號線與液晶驅動電極所被提供至之層與遮蔽共用電極與畫素內共用電極所被提供至之層不同，因此，即使當圖案缺陷產生時，將不會發生彼此短路的機會，因此可降低畫素缺陷的發生機會。
[第五較佳實施例]
第57、58與59圖顯示本發明第五實施例之橫向電場型液晶平面顯示器的剖面結構圖，在此實施例中，影像訊號線51與液晶驅動電極53未被護層55所覆蓋，此點與第一～四實施例不同，只有影像訊號線51被介電間隔物凸塊73所覆蓋，根據本發明，影像訊號線51與液晶驅動電極53可同時形成，此外，TFT的汲極電極可與影像訊號線51同時構成，然後液晶驅動電極53可在間隔物凸塊73構成後，與較上層一般遮蔽電極72以及畫素內共用電極74同時形成，任一種構成方法皆適用於第五實施例，在本發明的結構中，不需要接觸洞開口使汲極電極與液晶驅動電極連結。
[第六較佳實施例]
第60、61與62圖顯示本發明第六實施例之橫向電場型液晶平面顯示器的剖面結構圖，與第五實施例相同，影像訊號線51與液晶驅動電極53未被護層55所覆蓋，此點與第一～四實施例不同，只有影像訊號線51被介電間隔物凸塊73所覆蓋，第六實施例與第五實施例的不同點只在於畫素內的共用電極49與掃描線以及較下層遮蔽共用電極75同時形成。
[第七較佳實施例]
第63、64與65圖顯示本發明第七實施例之橫向電場型液晶平面顯示器的剖面結構圖，此結構基本上與第五實施例相同，除間隔物凸塊73被分成覆蓋影像訊號線的介電(絕緣)凸塊77與決定液晶元間隔的間隔物78外。
[第八較佳實施例]
第66、67與68圖顯示本發明第八實施例之橫向電場型液晶平面顯示器的剖面結構圖，此結構基本上與第六實施例相同，除間隔物凸塊73被分成覆蓋影像訊號線的介電(絕緣)凸塊77與決定液晶元間隔的間隔物78外。
[第九較佳實施例]
第108、109與110圖顯示本發明第九實施例之橫向電場型液晶平面顯示器的剖面結構圖，在第108、109與110圖的例子中，符號90為液晶驅動電極，如上述第45～47圖，符號9係為閘極絕緣膜、符號51係為影像訊號線、符號53為液晶驅動電極、符號55為護膜、符號66為彩色濾光片側之玻璃基底、符號67為黑罩幕(遮光膜)、符號68為彩色濾光層、符號69為彩色濾光片側之整平層、符號70為彩色濾光片側之對位膜、符號71為TFT陣列基底側之對位膜、符號72為較上層共用電極、符號73為覆蓋影像訊號線的間隔物凸塊、符號74為畫素內共用電極、符號75為較下層共用電極與符號76為TFT陣列側之玻璃基底。在第108～110圖裡的實施例，影像訊號線51與液晶驅動電極90相對於護層55形成於不同層上，較上層一般遮蔽電極72、畫素內共用電極74與液晶驅動電極90在同一層上同時形成，液晶驅動電極90經由接觸洞與TFT的汲極電極連結。本發明第九實施例整平顯示畫素周圍不規則區域最有效，藉由利用厚度為300～500埃的透明電極材料(ITO或IZO)同時形成較上層一般遮蔽電極72、畫素內共用電極74與液晶驅動電極90，可大幅增加有效開口率，在橫向電場型中，當電極寬度約為3～5微米般小時，在電極上的大部分液晶分子基於邊際電場效應(fringe field effect)就會旋轉，使光可從電極周圍區域穿透，由於此邊際電場效應的存在，如第109圖所示之結構是最有效改善開口率的結構，以得到高對比顯示器。如第109與110所示之結構，邊際電場效應也會影響較上層一般遮蔽電極72邊緣區，如此可促進較上層一般遮蔽電極72邊緣區的光穿透，以改善開口率，提供至彩色濾光基底側的黑罩幕67不是本發明的必要結構，黑罩幕67的寬度較佳與介電間隔物凸塊73相同或小一點，且間隔物凸塊73的尖角θ必須小於30度，以防止於配向對位處理時產生對位缺陷。間隔物凸塊較佳不要形成在掃描線與影像訊號線的交叉處，以使液晶可在液晶注入真空附加對位製程時平滑地擴散，若間隔物凸塊73所使用的材料不能在氣壓下產生0.1～0.5微米的形變，就會有殘餘氣泡產生的問題。
[第十較佳實施例]
第111、112與113圖以及第115圖分別顯示本發明第十實施例之橫向電場型液晶平面顯示器結構的剖面圖與平面圖，此結構基本上與第九實施例相同，除第九實施例的間隔物凸塊73被分成覆蓋影像訊號線的介電(絕緣)凸塊77與決定液晶元間隔的間隔物78。如第115圖所示，較上層一般遮蔽電極72、畫素內共用電極74與液晶驅動電極90在同一層上同時形成，液晶驅動電極90經由接觸洞93與TFT的汲極電極連結，較上層一般遮蔽電極未被提供至間隔物78上，較上層一般遮蔽電極72以上/下、右/左的方向在掃描線上相互連結，在第115圖中，較上層一般遮蔽電極72幾乎完全覆蓋影像訊號線51，也可將較上層一般遮蔽電極形成於介電凸塊77側壁，如第81圖所示，在30吋或以上之大螢幕液晶平面顯示器的應用中，較上層一般遮蔽電極較佳置於側壁，因為此結構可降低影像訊號先波形的失真。
[第十一較佳實施例]
第69～81圖與與第115圖顯示本發明第十一實施例之橫向電場型液晶平面顯示器結構的平面圖，在此實施例中，影像訊號線51、較上層一般遮蔽電極72、畫素內共用電極74與液晶驅動電極90在一畫素中呈彎曲，且至少具有相對於液晶分子不包括0度之0～30度的排列方向，在第十一實施例中，正介電常數非等向性液晶之液晶分子排列方向幾乎與掃描線的方向垂直。第120圖顯示本發明橫向電場型液晶平面顯示器所使用之正非等向性介電材料液晶分子之排列方向與旋轉方向，在第120圖中，符號97為液晶分子的排列方向、符號98為正介電常數非等向性液晶分子、符號105為畫素電極(液晶驅動電極53)與液晶分子98之排列方向間的角度，如第120圖所示，液晶分子可以右與左方向旋轉，以同時增加視角且降低色偏。第121圖顯示本發明橫向電場型液晶平面顯示器所使用之負非等向性介電材料液晶分子之排列方向與旋轉方向，在第121圖中，符號97為液晶分子的排列方向、符號99為負介電常數非等向性液晶分子、符號106為畫素電極(液晶驅動電極53)與液晶分子99之排列方向間的角度。如第121圖所示，藉由使用與掃描線方向平行的負介電常數非等向性液晶的液晶分子方向，液晶分子可以右與左方向旋轉，以同時增加視角且降低色偏，在第121圖的配置中，影像訊號線、液晶驅動電極、畫素內共用電極與較上層一般遮蔽電極至少以除90度之60～120度之角度與畫素中之液晶分子排列方向呈彎曲。
[第十二較佳實施例]
第82、84、92、93、94與95圖顯示本發明第十二實施例之橫向電場型液晶平面顯示器結構的平面圖，在此結構中，當較上層一般遮蔽電極、畫素內共用電極與液晶驅動電極至少以除0度之0～30度之角度與畫素中之液晶分子排列方向呈彎曲時，影像訊號線呈直線型，在第十二實施例中，正介電常數非等向性液晶之液晶分子排列方向大體上與掃描線的方向垂直，如第120圖所示，液晶分子可以右與左方向旋轉，以同時增加視角且降低色偏。在第十二實施例中，如第121圖所示，藉由使用與掃描線方向平行的負介電常數非等向性液晶的液晶分子方向，液晶分子可以右與左方向旋轉，以同時增加視角且降低色偏，在此實施例的配置中，液晶驅動電極、畫素內共用電極與較上層一般遮蔽電極至少以除90度之60～120度之角度與畫素中之液晶分子排列方向呈彎曲。
[第十三較佳實施例]
第83、85、88、89、90、96與97圖顯示本發明第十三實施例之橫向電場型液晶平面顯示器結構的平面圖，在此結構之一畫素中，當畫素內共用電極與液晶驅動電極至少以除0度之0～30度之角度與畫素中之液晶分子排列方向呈彎曲時，影像訊號線與較上層一般遮蔽電極呈直線型，在第十三實施例中，正介電常數非等向性液晶之液晶分子排列方向大體上與掃描線的方向垂直，如第120圖所示，液晶分子可以右與左方向旋轉，以同時增加視角且降低色偏。在第十三實施例中，如第121圖所示，藉由使用與掃描線方向平行的負介電常數非等向性液晶的液晶分子方向，液晶分子可以右與左方向旋轉，以同時增加視角且降低色偏，在此實施例的配置中，液晶驅動電極與畫素內共用電極至少以除90度之60～120度之角度與畫素中之液晶分子排列方向呈彎曲。
[第十四較佳實施例]
當只有液晶驅動電極至少以除0度之0～30度之角度與畫素中之液晶分子排列方向呈彎曲時，影像訊號線、較上層一般遮蔽電極與畫素內共用電極呈直線型，在此配置中，正介電常數非等向性液晶之液晶分子排列方向大體上與掃描線的方向垂直，如第120圖所示，液晶分子可以右與左方向旋轉，以同時增加視角且降低色偏。在第十四實施例中，如第121圖所示，藉由使用與掃描線方向平行的負介電常數非等向性液晶的液晶分子方向，液晶分子可以右與左方向旋轉，以同時增加視角且降低色偏，在此實施例的配置中，只有液晶驅動電極至少以除90度之60～120度之角度與畫素中之液晶分子排列方向呈彎曲。
[第十五較佳實施例]
如上述第十一實施例所述之結構，也可不需要畫素內共用電極，且只有存在於畫素內的液晶驅動電極，或更進一步之影像訊號線、較上層一般遮蔽電極與液晶驅動電極至少以除0度之0～30度之角度與畫素中之液晶分子排列方向呈彎曲時，如第120圖所示，液晶分子可以右與左方向旋轉，以同時增加視角且降低色偏，在此配置中，正介電常數非等向性液晶之液晶分子排列方向大體上與掃描線的方向垂直，第十五實施例適用於生產畫素值(pixel pitch)為50微米或更小之超高解析度顯示元件。在第十五實施例中，如第121圖所示，藉由使用與掃描線方向平行的負介電常數非等向性液晶的液晶分子方向，液晶分子可以右與左方向旋轉，以同時增加視角且降低色偏，在此配置中，影像訊號線、較上層一般遮蔽電極與液晶驅動電極之單一線路至少以除90度之60～120度之角度與畫素中之液晶分子排列方向呈彎曲。在第十一與第十五實施例所使用之彩色濾光基底結構中，如第122與123圖所示，遮光膜(黑罩幕)101與彩色濾光層68類似於影像訊號線般彎曲，更明確地，覆蓋掃描線的黑罩幕100呈直線，而覆蓋影像訊號線的黑罩幕101如上所述呈彎曲狀，本發明的間隔物凸塊與覆蓋影像訊號線的凸塊也類似於影像訊號線般彎曲，在較上層一般遮蔽電極完全覆蓋影像訊號線時，即使是在相對於影像訊號線的黑罩幕未使用時，也不會發生漏光，所以可以消除黑罩幕的使用，當較上層一般遮蔽電極完全覆蓋影像訊號線與掃描線兩者時，即使未使用黑罩幕也不會發生漏光，所以只有彩色濾光片類似於影像訊號線般彎曲已足夠。
[第十六較佳實施例]
第119圖顯示本發明第十六實施例之橫向電場型液晶平面顯示器的剖面圖與平面圖，在第119圖中，符號66為彩色濾光片側的玻璃基底、符號67為黑罩幕(遮光膜)、符號68為彩色濾光層、符號69為彩色濾光片側的整平層、符號70為彩色濾光片側的對位膜、符號71為TFT陣列基底側的對位膜、符號76為TFT陣列基底側的玻璃基底、符號78為形成於覆蓋影像訊號線之凸塊上的間隔物、符號94為環形光微影間隔物、符號95為圓形光微影間隔物且符號96為形成液晶元的主要封裝。密封環狀間隔物凸塊94形成於環繞最外層顯示區與黑罩幕(遮光膜)較寬區之重疊處，其寬度不能太小，約100～500微米已足夠，第119圖只顯示一個密封環狀間隔物凸塊94，但也可使用兩個或更多的間隔物凸塊，在主要密封96區中，有許多圓形間隔物凸塊95，利用本發明之結構，不需要玻璃纖維來決定液晶元間隔，由於玻璃纖維不會在此出現，所以此結構可防止線路破壞的發生，即使是在影像訊號線與掃描線係由軟材料如鋁合金所製造也是，此外，藉由利用本發明之結構，住要密封不會進入黑罩幕區，所以可藉由UV光完全硬化，在此結構中，可有效抑制主要密封污染的擴散所以可改善可靠度。
[第十七較佳實施例]
第32、33、34、35與106圖顯示本發明第十七實施例之橫向電場型液晶平面顯示器，第32A～32E與35A～35E圖為平面圖與剖面圖，顯示本發明半色調移動曝光方式與顯影後之光阻結構，第33A～33B與34A～34B圖為平面圖，顯示另一本發明半色調移動曝光方式，第106A～106F為剖面圖，顯示利用本發明半色調移動曝光方式之四步光罩製程之流程。在第32A～32E與35A～35E圖中，符號1為矽基底所形成的光罩、符號2為玻璃基底1上的金屬層(不透明罩幕圖案)、符號19為UV光、符號20為經UV光曝光、顯影後完全遮住正光阻層區、符號21為光阻完全移除區、符號22為經曝光不足(未完全曝光)步驟之UV光曝光、顯影後之正光阻層區、符號62為經第一曝光不足步驟之光阻區、符號63為經第一與第二曝光不足步驟完全曝光之光阻區。在本發明中，如第32A圖所示，罩幕圖案2具有介於源極電極與汲極電極間之間隔1，此間隔距離1等於一半的TFT通道長度，也就是說若TFT通道長度為6微米，則間隔距離1則為3微米，以產生源極電極與汲極電極，藉由利用一般光罩，第一曝光步驟的正光阻會經由如第32B圖所示之曝光不足(不完全曝光)製程處理，接下來，在第32C圖中，光罩或玻璃基底之一水平(X方向)移動，且所移動的距離等於或稍大於介於源極電極與汲極電極間之間隔1，接下來，第二曝光步驟如第32D圖所示，以與第一曝光步驟相同程度的曝光不足方式進行。因為第一曝光步驟為曝光不足步驟，所以於此步驟中之正光阻並未完全被UV光曝光，所以在顯影後，區域62上方的光阻層依然留存，如第32B圖所示，此外，因為曝光不足步驟如上述會重複兩次，所以如第32D圖所示已經兩次曝光不足步驟處理之光阻區63已完全曝光，且於顯影後移除，接下來，當顯影步驟完成時，及可得到如32E圖所示之正光阻剖面形狀。
第33A～33B與34A～34B圖的內容類似，在第33A～33B圖的例子中，光罩或玻璃基底之一水平(Y方向)移動，且所移動的距離等於介於源極電極與汲極電極間之間隔1，在第34A～34B圖的例子中，光罩或玻璃基底之一以兩水平方向(X與Y方向)移動Δx與Δy，其等於或稍大於介於源極電極與汲極電極間之間隔1。在第35A～35E圖的例子中，將一薄圖案置於光罩的源極電極與汲極電極間之間隔中，薄圖案的圖案寬度L與薄圖案間的間隔距離1與源極電極或汲極電極之一具有L＜1的關係，在曝光不足製程中，間隔距離1較佳稍大於圖案寬度L，與第32A～32E圖的例子類似，在第一曝光不足製程後，光罩或玻璃基底之一位移一段距離，此距離等於或稍大於間隔距離1以執行第二曝光不足步驟。當顯影完成時，即可得到如第35E圖所示之正光阻剖面形狀，且較佳調整移動距離與曝光量使的TFT的通道區越平越好，此外，在第32E與35E圖中，較佳調整移動距離與曝光量使正光阻區20的厚度有1.5～2.5微米未曝光，且正光阻半曝光區(曝光不足區)22的厚度為0.2～0.5微米。第106A～106F圖為剖面圖，顯示利用本發明之半色調移動曝光方法生產TFT元件，在第106A～106F圖中，符號6為經UV光曝光、顯影後遮住正光阻層區、符號7為經曝光不足(未完全曝光)步驟之UV光曝光、顯影後之正光阻層區、符號9為閘極絕緣膜、符號10為薄膜半導體層(未摻雜層)、符號11為薄膜半導體層(摻雜層，即歐姆接觸層)、符號15為掃描線、符號50為掃描線端、符號51微影像訊號線、符號54為掃描線端驅動電路接觸電極、符號64為汲極電極、符號65為透明畫素電極。
在此例中，生產製程利用四步光罩步驟，利用光穿透調整光罩與半色調曝光之TFT生產製程如第36A～36F圖所示，第106A～106F圖顯示藉由移動光罩或玻璃基板之一來移動曝光位置之過程，雖然整過程與第36A～36F圖類似，但第106A～106F圖的製程可使半色調曝光不用用到光穿透調整光罩(半色調光罩)。在第106A～106F圖製程開始之前，掃描線15與掃描端50形成在TFT陣列玻璃基底(未顯示)上，此可藉由第7A～7E或8A～8E圖所示之製程形成，且於之後說明，在第106A圖中，閘極絕緣層9、薄膜半導體層(未摻雜層)10與薄膜半導體層(歐姆接觸層)11分別藉由CVD電漿裝置進行沉積，再沉積正光阻6且執行如第32A～32E、33A～33B、34A～34B與35A～35E圖所述之利用一般光罩之半色調位移曝光(曝光不足)，以產生較厚的正光字6與較薄的正光阻7。在第106B與106C圖中，經由乾蝕刻製程與電漿灰化製程後，薄膜電晶體的矽元件即與半導體層分隔，在第106D圖中，TFT的汲極電極64與影像訊號線藉由進一步的蝕刻製程形成，在第106E圖中，經乾蝕刻處理後，即於掃描線端50上形成接觸洞，在第106F圖中，形成掃描線驅動電路電極54與透明畫素電極65。
在此實施例中，因為薄膜半導體層的邊緣部分以階梯形狀形成，所以可改善護層覆蓋度，而一般光穿透調整光罩很貴且不適用於超大螢幕液晶電視，但如上所述，本發明的半色調移動曝光方法可使用不昂貴的一般光罩。
上述之本發明第十七實施例不只可用於液晶顯示裝置中，也可用在如有機電激(EL)顯示裝置或X光偵測器的主動陣列基底之製程中，以大幅降低生產成本。
第17與19圖顯示一種掃描曝光裝置，可用在第十七實施例中的半色調移動曝光製程裡，第17圖為一平面圖，顯示用在多透鏡掃描曝光系統中之掃描曝光裝置結構，以執行本發明第十七實施例，第19圖為第17圖的剖面圖，在第17與19圖中，符號19為UV光、符號44為多透鏡曝光模組、符號45為一般光罩、符號46為X-Y站、符號48為光纖電纜。
當玻璃基底很大時，若光罩的尺寸與所用的玻璃基底一樣大時，整體成本將會過高，所以在此例中，光罩45的尺寸小於所用的玻璃基底，且藉由驅動X-Y站46以X與Y方向移動，由於第17與19圖的掃描曝光裝置具有一整列的曝光透鏡，藉由掃描該曝光透鏡即可對任何尺寸的玻璃基底進行曝光。
一般光罩45不像第1A與2A圖的光罩(半色調光罩)般具有調整光穿透度的功能，在本發明之半色調移動曝光方法中，可移動光罩45或X-Y站46，半色調移動曝光方法也可以鏡投影掃描曝光裝置進行，如第17與19圖所示之多透鏡掃描曝光裝置適用於本發明之半色調移動曝光方法，因為可改善正光阻的解析度，相對於使用光穿透調整光罩的一般技術，使用具有較低的解析度之鏡投影掃描曝光裝置的半色調曝光方法較適用。
[第十八較佳實施例]
第13～16、18與20圖顯示本發明第十八實施例的不使用光罩的掃描曝光裝置，第13圖顯示titler光學系統(倒轉實際影像)的結構，以在使用微鏡陣列的UV光曝光方法中使用，第14圖顯示多透鏡光學系統(非反轉實際影像)的結構，以在使用微鏡陣列的UV光曝光方法中使用，第15圖為多透鏡掃描曝光系統的平面圖，第16圖為時間圖，用以解釋微鏡陣列的操作，以藉由時間長度的控制來進行UV光穿透調整，第18圖為掃描曝光裝置的平面圖，用以執行不需使用光罩的直接半色調曝光方法，且第20A與20B圖顯示本發明利用第18圖之曝光裝置之直接半色調曝光方法。
在第13～16、18與20圖中，符號19為UV光、符號20為經UV光曝光、顯影後完全遮住正光阻層區、符號21為完全曝光的光阻、符號22為經半色調曝光製程之UV光曝光、顯影後之正光阻層區、符號37為投影透鏡、符號38為TFT陣列的玻璃基底、符號39為正光阻層、符號40為微鏡陣列裝置(DMD模組)、符號41為微鏡、符號42為微鏡41在操作中的時間長度、符號43為微鏡41不在操作中重寫數據的時間長度、符號44為多透鏡投影曝光模組(非反轉實際影像)、符號46為X-Y站、符號47為UV光源。
在第十八實施例中，掃描曝光裝置包括複數個反射鏡裝置40，其以西洋棋的形式排列且每個鏡裝置皆具有以二維方式形成的微鏡，如上所述，本發明的掃描曝光裝置不需要光罩即可在玻璃基底上產生圖案，從光源47所發出的UV光19在第14圖的曝光系統中藉由微鏡陣列裝置40的微鏡41反射，在第15圖的曝光裝置裡，UV光19通過多透鏡反射曝光模組44，以產生非反轉實際影像且將影像投射至玻璃基底38上的光阻39上，如此，光阻39即由UV光19曝光，以產生投影曝光模組44的影像，在第14圖的曝光系統中，提供至光阻39的UV光程度15與18係由時間長度而定，如第16圖所示之時間圖。
如第16圖所示之時間圖，微鏡41的移動可一個接著一個控制，藉由利用此反射鏡裝置來交替至正光阻的UV光曝光時間，以執行如第20A～20B圖所示之多重半色調曝光方法，如上所述，在第十八實施例中，很容易地在大區域中不使用昂貴的光穿透調整(半色調)光罩實行多重半色調曝光方法。
第13圖與第14圖的光學系統之主要不同處在於第13圖的光學系統的實際影像呈倒轉而第14圖的光學系統的實際影像非呈倒轉，第13圖的光學系統已足夠用來區域性曝出簡單影像如文件資料(text data)，然而，為使掃描曝光系統可在基底上曝出完整圖案，如第14圖所示之非倒轉實際影像的光學系統必須用來在基底上產生細微且準確的圖案。
[第十九較佳實施例]
第37A～37B與43A～43B圖顯示本發明第十九實施例，第37A～37B圖為本發明半色調移動曝光方法之平面圖，第43A～43B圖為另一本發明兩步曝光方法之平面圖，更明確地，第37A～37B圖與第43A～43B圖顯示藉由上述之第十七實施例的半色調位移曝光方法產生掃描線、較低層遮蔽共用電極與畫素內共用電極之一般光罩的結構，第37A～37B圖與第43A～43B圖尚顯示在半色調位移曝光製程時，曝光量的分佈。
在此曝光製程中，第一曝光不足步驟使用一般光罩，在第一曝光不足後，光罩以平行於掃描線的方向位移，其移動距離等於共用電極的寬度，接下來，第二曝光不足步驟較佳與第一曝光步驟使用相同的光量，在顯影後，即會留有厚正光阻區、薄正光阻區與無正光阻區。
第7A～7E圖與第8A～8E圖顯示利用半色調移動曝光方法來產生兩不同厚度電極之剖面圖，可對金屬或合金進行選擇性蝕刻以構成兩層或三層，且可利用本發明之半色調移動曝光構成兩不同厚度的光阻，以構成無曝光區20與不完全曝光區22(第32E與35E圖)，利用正光阻與選擇性蝕刻技術之蝕刻與灰化製程，即可產生兩不同厚度之電極。
重複第7A～7E與8A～8E圖所示之製程，以將電極形成於TFT陣列玻璃基底之不同層上，例如，第7A～7E與8A～8E圖的製程執行上述第106A～106F之製程，使第106A～106F之製程在產生掃描線15與掃描端50後才開始進行，在第7A～7E與8A～8E圖中，符號26為較低電極材料、符號27為低電阻電極材料、符號28為較上電極材料，如上所述，符號20為經UV光顯影、曝光後，正光阻層所完全遮蔽的區域且符號22為經UV光未完全曝光(曝光不足)、顯影後之正光阻層區。
在第7A～7E與8A～8E圖之製程中，較低電極材料(阻障金屬)26被合併，因為無法將摻雜半導體n+a_Si層與純鋁或鋁合金連結，此阻障金屬可為鈦(Ti)材料，或為鈦與鉬的合金或鉬與鎢的合金，在利用鋁合金作為電極材料27的例子中，第7A圖的結構已經足夠，因為與ITO直接連結不會產生問題。
然而，當低電阻電極材料27由純鋁構成時，會有接觸缺陷的問題，因為氧化鋁形成於接觸表面，為了克服此問題，較上電極材料28如第8A圖所示形成，且可由鉬形成，因此，第7A～7E圖與第8A～8E圖基本上的差異在於第8A～8E圖多了較上電極材料28，而其它製程相同。
在第7A～7E圖的例子中，兩層金屬形成於基底上，其中一層為較低電極層26，另一為低電阻電極層27，如較低電極層26由鈦(Ti)構成，而低電阻電極層27就由鋁釹鎳(Al-Nd-Ni)或鋁碳鎳(Al-C-Ni)所構成，在第7A圖中，如經半色調移動曝光方法處理後，即產生兩不同厚度的正光阻區20與22。
接下來，如第7B圖所示，低電阻電極層27經由濕蝕刻製程蝕刻且較低電極層26經由乾蝕刻製程蝕刻，接下來，在第7C圖中，較薄光阻區22經由二氧化物電漿灰化製程移除，以留下較厚光阻區20，再次執行低電阻電極層27的濕蝕刻製程，如第7D圖所示，最後，經由第7E圖所示之灰化製程將正光阻完全移除。
在第8A～8E圖的例子中，三金屬層形成於基底上，第一層為較低電極層26、第二層為低電阻電極層27、第三層為較上電極層28，例如，較低電極層26由鈦(Ti)所構成、低電阻電極層27由純鋁(Al)所構成、較上電極層28由鉬(Mo)所構成，在第8A圖中之半色調移動曝光方法，會產生兩不同厚度的正光阻區20與22，第8B～8E圖的製程與第7B～7E圖相同，所以在此省略其說明。
在本發明之半色調移動曝光方法中，第一與第二曝光步驟使用相同光罩，以產生掃描線、遮蔽共用電極與畫素內共用電極，因此，在決定第一與第二曝光位置中，只需移動光罩一水平距離，換句話說，不需在玻璃基板上形成對位標記來放置兩片不同光罩，因為只需使用一片光罩，因此，可減少在生產製程中的時間與成本。
[第二十較佳實施例]
第38A～38B、39A～39B、40A～40B、41A～41B與44A～44B圖顯示本發明第二十實施例中半色調移動曝光方法的曝光分佈，此方法使用兩片或更多片的一般光罩，及不使用如第1A與2A圖所示之光穿透調整光罩(半色調光罩)，此例之本發明的半色調移動曝光方法可用來製造掃描線與遮蔽共用電極，在應用此方法時，需要在玻璃基板內提供一個或多個對位標記，因為第一與第二曝光製程所使用的光罩不同。
第9圖顯示一種將對位標記直寫在玻璃基底上的元件，第10圖為第9圖之將對位標記直寫在玻璃基底上的元件的放大圖，在第11圖中，對位標記形成於金屬沉積的外側區上，以構成掃描線與遮蔽共用電極，在第9、10與11圖中，符號25為fθ透鏡、符號29為雷射光源、符號30為集束器(beam formatter)、符號31為電鏡(galvanomirror)、符號32為雷射束、符號33為形成於玻璃基底上的對位標記、符號38為TFT陣列的玻璃基底，有關本發明之雷射標記的應用在日本專利早期公開號第11-267861號中有更詳盡的揭露，而對位標記形成在玻璃基底內比形成在玻璃基底表面要好，以增加生產效率。
在此實施例之第一與第二曝光不足步驟中使用不同之光罩中，可在顯影後產生兩不同厚度的正光阻，經由上述第7A～7E圖與8A～8E圖所顯示之製程，具有兩厚度的金屬電極可藉由正光阻之蝕刻、灰化與選擇性蝕刻而形成。
[第二十一較佳實施例]
第27A～27F圖與第28A～28F圖顯示本發明第二十一實施例利用兩步半色調曝光方法在玻璃基板上構成TFT之製程，在此例中，本發明之兩步半色調曝光方法用來同時構成掃描線15與畫素49內之共用電極49，且同時構成影像訊號線51與液晶驅動電極53。
在第27A～27F圖的例子裡，三層金屬結構用來形成掃描線15，其製程如第8A～8E圖所示，在第28A～28F圖的例子裡，兩層金屬結構用來形成掃描線15，其製程如第7A～7E圖所示，且第27A～27F圖與第28A～28F圖的例子皆是利用兩步半色調曝光方法將畫素內共用電極49以單層薄膜形成。
當利用兩步半色調曝光方法形成掃描線時，對位標記必須事先藉由如第9與10圖所示之雷射束裝置形成於玻璃基底上，如第11圖所示，第27A～27F圖與第28A～28F圖的例子皆是利用半色調曝光將矽元件(矽島形成步驟)與半導體層隔開，且同時構成接觸洞的端點部分。
在第27A～27F圖與第28A～28F圖中，符號8是經顯影後完全移除的光阻區、符號9為閘極絕緣膜、符號10為薄膜半導體層(未摻雜層)、符號11為薄膜半導體層(摻雜層，及歐姆接觸層)、符號15為掃描線、符號20為未被UV光曝光的光阻區、符號22為未完全曝光(半色調曝光)光阻區、符號49為畫素內共用電極、符號50為掃描線端、符號51為影像訊號線、符號52為阻隔金屬、符號53為液晶驅動電極、符號54為掃描線端驅動電路接觸電極、符號55為護膜。
在第27A～27F圖的例子中，掃描線15、掃描線端50與畫素內共用電極49經由第8A～8E圖所示之製程形成，在第28A～28F圖的例子中，經由第7A～7E圖所示之製程形成，接下來，在第27A～27F圖第28A～28F圖與的例子中，藉由下列所述之相同程序將矽元件與接觸洞隔開：
首先，如第27A與第28A圖所示，閘極絕緣膜9、薄膜半導體層(未摻雜層)10、薄膜半導體層(摻雜層，及歐姆接觸層)11連續由電漿CVD裝置形成，在塗佈厚度為2～3微米的正光阻後，接著於其上執行半色調曝光製程，因此形成正光阻的較厚區20與較薄區22，同時移除掃描線端50上的光阻。
在第27B與28B圖中，掃描線端50的接觸洞可由乾蝕刻製程而形成，接下來，接由半色調曝光所形成之光阻的較薄區22藉由灰化製程移除，以使正光阻留存於TFT所以要形成的區域上，在第27C與28C圖中，藉由乾蝕刻製程移除TFT所欲形成區域外之半導體層，在第27D～27F與28D～28F圖中，影像訊號線51、掃描線端驅動電路接觸電極54與液晶驅動電極53利用如第7A～7E圖或第8A～8E圖所示之製程產生。
如上所述之第27A～27F與28A～28F圖所述，在本發明所使用的兩步曝光方法中，液晶驅動電極53是由單層薄膜所構成，如在本發明中，因為每個畫素內共用電極49與液晶驅動電極53皆是為利用兩步半色調曝光方法所形成之薄膜，在掃描線與影像訊號線的製程中，配向布毛間的平滑移動可在對位處理時達成，以防止對位缺陷的發生。
當TFT矽元件的分隔與接觸洞端部分的構成皆利用上述之半色調曝光方法執行時，如第21～26圖所示之靜電保護電路必須同時產生，第21與22圖顯示靜電保護電路的電路結構之例，且第23～26圖為在基底上建構第21與22圖之靜電保護電路之圖案結構，在第21～26圖中，符號14為影像訊號線、符號15為掃描線、符號16為靜電保護之共用電極、符號17為薄膜半導體層、符號18為TFT電路靜電保護之接觸洞。
如第23、24、25與26圖所示，藉由將接觸洞18設置在一起的方式來增大其尺寸，在此例中，如第12與13圖所示之利用UV雷射光與UV LED之區域曝光裝置可用來進行接觸洞的區域曝光，在第12圖中，符號25為fθ透鏡、符號29為雷射光源、符號30為集束器(beam formatter)、符號31為電鏡(galvanomirror)、符號32為雷射束、符號33為形成於玻璃基底上的對位標記、符號34為超音波偏光板(ultrasonic polarizer)、符號35為UV光源、符號36為UV雷射光、符號38為TFT陣列的玻璃基底、符號39為正光阻層。
第6A～6C圖為利用區域曝光裝置之第一與第二曝光步驟，在第6A～6C圖的例子中，第二曝光裝置不使用光罩而是使用fθ透鏡在玻璃基底的一部份上作局部曝光，如上所述，fθ透鏡可在基底相同平面之相對大區域對焦。
第29與30圖顯示本發明具有內建(built-in)曝光裝置之半色調掃描曝光裝置之平面圖，在第29與30圖中，符號40為微鏡陣列裝置、符號44為多透鏡曝光模組、符號45為一般光罩、符號46為X-Y站、符號47為UV光源、符號56為UV雷射掃描曝光裝置，半色調曝光製程與局部曝光製程可同時進行，且只使用第29圖或第30圖的裝置以及一般光罩，以大幅改善生產效率。
第31圖為使用本發明之半色調曝光方法所製成的橫向電場型主動陣列基底，在第31圖中，符號57為影像訊號線端、符號58為畫素周圍之共用電極端、符號59為靜電保護電路、符號60為護膜、符號61為經由上述局部UV曝光所產生的接觸洞，經由局部UV光曝光所產生的接觸洞61位於同一條線上。
第4圖為本發明利用一般光罩與兩步半色調曝光方法以在基底上產生TFT陣列之製程的摘要流程圖，此兩步半色調曝光的主要流程顯示於第5與6圖中，且其使用兩片或多片之一般光罩，在第4圖的製程中，每個光罩製程重複4次，包括第一與第二半色調曝光，首先在步驟S21中，藉由雷射束在玻璃基底上形成對位標記，在步驟S22中之第一與第二半色調曝光中，同時形成TFT的閘極電極與共用電極，接下來在步驟S23中，經第一與第二半色調曝光，TFT與半導體層分隔，且產生接觸洞，在步驟S24中，經由第一與第二半色調曝光同時形成源極與汲極電極以及液晶驅動電極，最後在步驟S25中，形成閘極端與數據端。
第124圖為本發明利用一般光罩與兩步半色調曝光方法以在基底上產生TFT陣列之製程的摘要流程圖，此兩步半色調曝光的主要流程顯示於第5與6圖中，且其使用兩片或多片之一般光罩，在第124圖的製程中，每個光罩製程重複3次，包括第一與第二半色調曝光，首先在步驟S81中，藉由雷射束在玻璃基底上形成對位標記，在步驟S82中之第一與第二半色調曝光中，同時形成TFT的閘極電極與共用電極，接下來在步驟S83中，經第一與第二半色調曝光，TFT與半導體層分隔，且產生接觸洞，在步驟S84中，經由第一與第二半色調曝光同時形成TFT的源極與汲極電極以及液晶驅動電極，在此製程中，會將整平膜提供至基底表面上，以使該表面平坦化，如在背通道B2H6電漿摻雜處理後，整平膜由噴墨印刷方法形成，或是部分P-SiNx保護膜利用陰影框(shadow frame)經罩幕方法形成。
[第二十二較佳實施例]
第114A～114C圖與第130A～130C圖為一系列剖面圖，顯示本發明第二十二實施例之兩步流程，包括整平(變平或平坦化)基底與形成光微影間隔物，這些步驟皆使用一般光罩曝光與半色調背面曝光，且此例使用負光阻，在第114A～114C圖與第130A～130C圖的例子中，符號55為護膜、符號71為TFT陣列對位膜、符號87為半色調曝光的負光阻層、符號89為光微影間隔物、符號91為從基底背面來的UV光、符號92為經背面曝光與顯影後之留存的負光阻。
首先，負光阻87形成於護膜55上以形成如第114A與130B圖所示之液晶元間隔的厚度，接下來，如第114B與130A圖所示之上部分，在光微影間隔物所要構成之區域利用一般光罩進行完全曝光，接下來，如如第114B與130A圖所示之下部分，利用如第131、132、133與134圖所示之掃描型背面曝光裝置，藉由從主動陣列基底背面來的UV光91對負光阻87進行曝光，以使曝光量足夠，進而使基底的不規則度平坦化，在背面曝光後，基底(TFT對位膜71)的平坦化與光間隔物89的建構同時有效率地形成，如第114C與第130C圖所示。
第129圖為第二十二實施例生產主動陣列基底製程之摘要流程圖，其包括平坦(整平)基底與形成光微影間隔物，這些步驟皆使用一般光罩曝光與半色調背面曝光，在步驟S131中，同時形成TFT的閘極電極與共用電極，接下來在步驟S132中，將TFT的矽元件與半導體層隔開，在步驟S133中，同時形成TFT的源極與汲極電極以及液晶驅動電極，接下來在步驟S134中形成接觸洞，在於步驟S135中形成靜電保護電路、閘極端與數據端，最後在步驟S136中，藉由第一半色調背曝光產生光微影間隔物且整平基底表面以平坦化基底表面，接著再進行完全曝光以形成光微影間隔物。
第131與132圖顯示利用在本發明第二十二實施例的掃描型背面曝光裝置，在第131與132圖的例子中，符號19為UV光、符號76為TFT陣列的玻璃基底、符號87為半色調曝光的負光阻層、符號102為輸送帶滾輪(conveyer roller)、符號103為切割面(cut cover)、符號104為矽玻璃纖維，玻璃基底76以一水平於滾輪102的方向移動，以使大基底可藉由相對小的曝光裝置所曝光，矽玻璃纖維104束在一起且位於彼此附近，以產生固定強度的UV光，在第133與134圖的例子裡，背面曝光裝置包括位於彼此附近的複數個UV光LED 107，以產生一致能量範圍的UV光19。
第135～137圖顯示包括白光干涉計之光學系統，且利用此光學系統來量測建構在主動陣列基底上的光微影間隔物的高度，第135圖顯示生產主動陣列基底的整體系統結構，包括本發明之半色調背面曝光裝置，第136圖為本發明半色調背面曝光方法整體過程之流程圖，且第137圖為用於本發明之白光干涉計光學系統結構。
在第136圖流程圖之步驟S141中，係將負光阻塗佈至玻璃基底上，其中負光阻的厚度係根據光微影間隔物的高度與基底上的光阻的量測數值來作調整，在步驟S142中，半色調背面曝光是在根據量測數據所決定的曝光量下進行，在半色調背面曝光後，光微影間隔物的負光阻在步驟S143中完全曝光，在步驟S144的顯影後，利用如白光干涉計量測光微影間隔物的高度，以經由步驟S146回饋至光阻塗佈與半色調背面曝光，以調整光阻塗佈的厚度與曝光量，以上製程可重複2次或多次，而所製程的基底在步驟S147中評估，如結果可接受，則將進入步驟S148的後烘烤製程。
在第137圖的例子中，白光干涉計包括CCD攝影機、白光源、鏡子與干涉物鏡，干涉物鏡的垂直部分是由利用如壓電裝置(PZT)的機械所控制，以將白光聚焦至光微影間隔物與/或負光阻的上方與底部，用來驅動壓電裝置的電壓可作為光微影間隔物高度的量測數據。
如第135、136與137圖所示，白光干涉計可準確地量測到玻璃基底上之負光阻的厚度與間隔物的高度，從白光干涉計所得的量測數據將回饋至塗佈機(細縫塗佈機與旋轉塗佈機)與半色調背曝光系統中，以調整負光阻的塗佈厚度與半色調背面曝光的光量，所以可降低基底的表面不規則度與光微影間隔物的高度不規則度。
第107A～107D圖顯示本發明利用掃描型背面曝光裝置首先執行平坦化(整平)基底表面步驟，再建構光微影間隔物，在第107A～107D圖中，符號9為閘極絕緣膜、符號49為畫素內共用電極、符號51微影向訊號線、符號53為液晶驅動電極、符號55為護膜、符號71為TFT陣列對位膜、符號75為遮蔽影像訊號線的共用電極、符號76為TFT陣列的玻璃基底、符號88為整平基底表面用的負光阻層、符號89為光微影間隔物、符號91為UV光、符號92為經背面曝光後之負光阻。
在第107A～107D的例子中，係將負光阻88塗佈至護膜55上，以決定如第107A圖所示之液晶元間隔的厚度，足夠的UV光91由玻璃基底76背面對負光阻88進行曝光，以平坦化基底的不規則度，在顯影後，平坦的負光阻92依留存在玻璃基底上，以形成如第107B圖所示之平面，接下來再次塗佈負光阻，且於光微影間隔物所欲形成之處利用一般光罩進行完全曝光，經顯影後，及產生如第107C圖所示之光微影間隔物，最後，將對位膜71如第107D圖所示形成於基底表面。
雖光微影間隔物被利用於第107A～107D、114A～114C與130A～130C圖的例子中，也可利用如第一、第二、第五、第六、第九實施例中所述之間隔物凸塊73於其中，當掃描型背面曝光方法用以執行平坦化製程時，金屬電極不會使光經由其傳導，所以必須使用畫素內共用電極49與液晶驅動電極53。
第105圖為第二十二實施例生產主動陣列基底的摘要流程圖，其包括平坦化(整平)基底與形成光微影間隔物的步驟，且利用一般光罩曝光方法與半色調背面曝光，在步驟S41中，同時形成TFT的閘極電極與共用電極，接下來在步驟S42中，TFT矽元件與與半導體層分隔，且利用第一與第二半色調曝光同時形成接觸洞，再於步驟S43中同時形成TFT的源極與汲極電極以及液晶驅動電極，在此步驟中，在形成源極與汲極電極與液晶驅動電極後，再於基底上形成整平膜，且藉由半色調背面曝光作表面平坦化(整平)，最後在步驟S44中，經由完全曝光形成光微影間隔物。
[第二十三較佳實施例]
第125圖為根據本發明第二十三實施例之橫向電場型主動陣列基底的製程流程圖，包括5個光微影步驟，在步驟S91中，同時形成TFT的閘極與共用電極，接下來，在步驟S92中，TFT的矽元件與半導體層分隔，且經由第一與第二半色調曝光同時形成接觸洞，再於步驟S93中同時形成TFT的源極與汲極電極以及液晶驅動電極，接下來在步驟S94中，在表面平坦化(整平)經半色調背面曝光方法處理後，再經由完全曝光形成光微影間隔物，最後在步驟S95中，形成閘極端與數據端的接觸洞。
如上述第二十三實施例所述，藉由利用第二十一實施例與二十二實施例已可大幅簡短生產製程，在基底表面執行平坦化(整平)製程後，可在配向對位處理時不會產生對位缺陷，所以在黑顯示時的漏光會減少以得到具有高對比的顯示器。
第128圖為第二十三實施例之另一生產主動陣列基底的摘要流程圖，其包括平坦化(整平)基底與形成光微影間隔物的步驟，且利用一般光罩曝光方法與半色調背面曝光，包括5個光微影步驟，在步驟S121中，同時形成TFT的閘極與共用電極，接下來，在步驟S122中，TFT的矽元件與半導體層分隔，在步驟S123中形成接觸洞，在步驟S124中，同時形成TFT的源極與汲極電極以及液晶驅動電極，在此製程中，一整平層形成於基底表面，如在背通道B2H6電漿摻雜處理後，整平膜由噴墨印刷方法形成，或是部分P-SiNx保護膜利用陰影框(shadow frame)經罩幕方法形成，最後在步驟125中，經半色調背面曝光整平基底表面，且經完全曝光形成光微影間隔物。
[第二十四較佳實施例]
第126圖為根據本發明第二十四實施例之橫向電場型主動陣列基底的製程流程圖，包括4個光微影步驟，在步驟S101中，同時形成TFT的閘極與共用電極，接下來，在步驟S102中，TFT的矽元件與半導體層分隔，且經由第一與第二半色調曝光同時形成接觸洞，在步驟S103中同時形成TFT的源極與汲極電極以及液晶驅動電極，在此製程中，一整平層形成於基底表面，如在背通道B2H6電漿摻雜處理後，整平膜由噴墨印刷方法形成，或是部分P-SiNx保護膜利用陰影框(shadow frame)經罩幕方法形成，最後在步驟104中，經半色調背面曝光整平基底表面，且經完全曝光形成光微影間隔物，此整體製程大幅縮短了利用上述第二十一實施例與二十二實施例的製程。
在第二十四實施例中，經第二十三實施例利用電漿CVD裝置將P-SiNx護層提供至整個基底表面，可藉由利用陰影框(shadow frame)部分層建構方法部分提供P-SiNx護層或利用應用裝置如噴墨印刷機部分提供有機護層(如BCB)方式省略形成掃描線(閘極電極)與影像訊號線(數據電極)端的接觸洞製程，類似於上述實施例，由於基底會經一整平處理，所以在配向處理時不會有對位缺陷產生。
[第二十五較佳實施例]
第127圖為根據本發明第二十五實施例之橫向電場型主動陣列基底的製程流程圖，包括3個光微影步驟，在步驟S111中，如利用陰影框(shadow frame)經罩幕方法製作P-SiNx\a-Si i\n+a-\si結構以同時形成TFT的閘極與共用電極，接下來在步驟S112中，TFT的矽元件與半導體層分隔，且經由第一與第二半色調曝光同時形成TFT的源極與汲極電極，在此製程中，一整平層形成於基底表面，如在背通道B2H6電漿摻雜處理後，整平膜由噴墨印刷方法形成，或是部分P-SiNx保護膜利用陰影框(shadow frame)經罩幕方法形成，最後在步驟113中，經半色調背面曝光整平基底表面，且經完全曝光形成光微影間隔物。
藉由利用第十七實施例與第二十二實施例，可大幅縮短整體製程所需之時間，此實施例可藉由利用陰影框(shadow frame)部分層建構方法部分提供P-SiNx護層或利用應用裝置如噴墨印刷機部分提供有機護層(如BCB)方式省略形成掃描線(閘極電極)與影像訊號線(數據電極)端的接觸洞製程，類似於上述實施例，由於基底會經一整平處理，所以在配向處理時不會有對位缺陷產生。
[本發明功效]
如上所述，藉由本發明之利用一般光罩之半色調移動曝光方法或結合利用一般光罩之半色調曝光與局部額外曝光之半色調混和曝光方法，即可生產出具低成本與高產率之橫向電場型液晶顯示裝置。
藉由利用本發明之半色調掃瞄曝光方法且在一負光阻製成中建構出光微影間隔物，即可得低生產成本、無對位缺陷之高顯示畫質與高對比之特性。
藉本發明之間隔物凸塊結構，即可得高開口率與低生產成本之橫向電場型液晶顯示系統，藉由在同一層利用相同導電材料建構較上層遮蔽共用電極、畫素內共用電極與液晶驅動電極，即可生產出具有低殘影、高開口率與一致且深黑階顯示之高品質顯示裝置，藉由應本發明，即可獲得低生產成本與高對比之超大螢幕橫向電場型液晶顯示電視。
雖然本發明已揭露較佳實施例如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1．．．矽光罩
2．．．金屬層
3、4．．．半透明區
5．．．透明區
6、20、22、39．．．正光阻層
7．．．半色調區
8、21．．．正光阻移除區
9．．．閘極絕緣層
10、17．．．薄膜半導體層
11．．．歐姆接觸層
12．．．阻障金屬層
13．．．低電阻金屬層
14、51．．．影像訊號線
15．．．掃描線
16、49、72、74、75、79、83．．．共用電極
18、61、81．．．接觸洞
19、91．．．UV光
23、61、63．．．光阻區
24．．．光阻完全移除區
25．．．fθ透鏡
26．．．較低電極材料
27．．．低電阻電極材料
28．．．較上電極材料
29．．．雷射光源
30．．．集束器
31．．．電鏡
32．．．雷射束
33．．．對位標記
34．．．超音波偏光板
35、47．．．UV光源
36．．．UV雷射光
38、66、76．．．玻璃基底
40．．．微鏡陣列裝置
41．．．微鏡
42、43．．．時間長度
44．．．多透鏡曝光模組
45．．．一般光罩
46．．．X-Y站
48．．．光纖電纜
50．．．掃描線端
52．．．阻隔金屬
53、90．．．液晶驅動電極
54．．．掃描線驅動電路接觸電極
55、60．．．護膜
56．．．UV雷射掃描曝光裝置
57．．．影像訊號線端
58．．．共用電極端
59．．．靜電保護電路
64．．．汲極電極
65．．．透明畫素電極
67．．．黑罩幕
68．．．彩色濾光層
70、71．．．對位膜
73．．．間隔物凸塊
77．．．絕緣介電凸塊
78．．．間隔物
80．．．TFT元件
82．．．較低層電極
85、86、87、88、92．．．負光阻層
89．．．光微影間隔物
94．．．環形光微影間隔物
95．．．圓形光微影間隔物
96．．．主要封裝
97．．．液晶分子的排列方向
98．．．正介電常數非等向性液晶分子
99．．．負介電常數非等向性液晶分子
102．．．輸送帶滾輪
103．．．切割面
104．．．矽玻璃纖維
105、106．．．畫素電極與液晶分子之排列方向間的角度
107．．．UV光LED
第1A～1B圖為本發明在顯影後在主動陣列基底上之半色調曝光光罩與正光阻的剖面圖。
第2A～2B圖為本發明在顯影後在主動陣列基底上之半色調曝光光罩與正光阻的剖面圖。
第3圖為一般技術在光罩製程之4個操作步驟之流程圖。
第4圖為本發明在光罩製程之4個操作步驟之流程圖。
第5A～5C圖為本發明在顯影後之分隔的兩步驟曝光方法與正光阻結構的剖面圖。
第6A～6C圖為另一本發明在顯影後之分隔的兩步驟曝光方法與正光阻結構的剖面圖。
第7A～7E圖為本發明形成影像訊號線與共用電極之生產製程剖面圖。
第8A～8E圖為另一本發明形成影像訊號線與共用電極之生產製程剖面圖。
第9圖為本發明用在雷射對位標記製程中之雷射光學系統結構之示意圖。
第10圖為本發明用在雷射對位標記製程中之利用fθ透鏡的雷射光學系統之示意圖。
第11圖為在本發明中藉由雷射光學系統形成雷射對位標記位置之示意圖。
第12圖為在本發明中用做雷射束掃描曝光之光學系統結構之示意圖。
第13圖為本發明利用微鏡陣列之UV光曝光方法的細縫光學系統(反轉實際影像)結構之示意圖。
第14圖為本發明利用微鏡陣列之UV光曝光方法的多透鏡光學系統(轉實際影像)結構之示意圖。
第15圖為用於本發明之多透鏡掃描曝光系統之平面圖。
第16圖為一時間圖，說明本發明藉由控制時間寬度作UV光穿透調整之微影陣列操作。
第17圖為本發明用在多重掃描曝光系統中之掃描曝光裝置之平面圖。
第18圖為本發明用在不用光罩的直接半色調曝光系統中之掃描曝光裝置之平面圖。
第19圖為用於本發明分隔兩步曝光方法的掃描曝光裝置的剖面圖。
第20A～20B圖為一系列示意圖，顯示本發明直接半色調曝光之曝光要件以及顯影後之光阻剖面結構。
第21圖為藉由TFT所形成之靜電保護電路之電路圖。
第22圖為另一藉由TFT所形成之靜電保護電路之電路圖。
第23圖為本發明藉由TFT所形成之靜電保護電路結構之平面圖。
第24圖為本發明另一藉由TFT所形成之靜電保護電路結構之平面圖。
第25圖為本發明另一藉由TFT所形成之靜電保護電路結構之平面圖。
第26圖為本發明另一藉由TFT所形成之靜電保護電路結構之平面圖。
第27A～27F圖為本發明四步光罩製程之主動陣列基底生產流程之剖面圖。
第28A～28F圖為本發明三步光罩製程之主動陣列基底生產流程之剖面圖。
第29圖為用於本發明混合曝光方法之掃描曝光裝置結構之平面圖。
第30圖為另一用於本發明混合曝光方法之掃描曝光裝置結構之平面圖。
第31圖為本發明利用混合曝光方法所生產之橫向電場型主動陣列基底結構之平面圖。
第32A～32E圖為一系列示意圖，顯示本發明半色調移動曝光方法之要件以及顯影後之光阻剖面結構。
第33A～33B圖為一系列示意圖，顯示本發明半色調移動曝光方法之要件。
第34A～34B圖為一系列示意圖，顯示本發明另一半色調移動曝光方法之要件。
第35A～35E圖為一系列示意圖，顯示本發明半色調移動曝光方法之要件以及顯影後之光阻剖面結構。
第36A～36F圖為一系列剖面圖，顯示一般方法中四步光罩製程之生產流程。
第37A～37B圖為一系列示意圖，顯示本發明另一半色調移動曝光方法之要件。
第38A～38B圖為本發明分隔兩步曝光方法之示意圖。
第39A～39B圖為本發明另一分隔兩步曝光方法之示意圖。
第40A～40B圖為本發明另一分隔兩步曝光方法之示意圖。
第41A～41B圖為本發明另一分隔兩步曝光方法之示意圖。
第42圖為本發明四步光罩製程之生產流程圖。
第43～43B圖為本發明另一分隔兩步曝光方法之示意圖。
第44～44B圖為本發明另一分隔兩步曝光方法之示意圖。
第45圖為本發明橫向電場型液晶平面顯示器之剖面圖，包括覆蓋影像訊號線的間隔物與形成於間隔物上的遮蔽電極。
第46圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器之剖面圖，包括覆蓋影像訊號線的間隔物與形成於間隔物上的遮蔽電極。
第47圖為本發明橫向電場型液晶平面顯示器結構之剖面圖。
第48圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之剖面圖。
第49圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之剖面圖。
第50圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之剖面圖。
第51圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之剖面圖。
第52圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之剖面圖。
第53圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之剖面圖。
第54圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之剖面圖。
第55圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之剖面圖。
第56圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之剖面圖。
第57圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之剖面圖。
第58圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之剖面圖。
第59圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之剖面圖。
第60圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之剖面圖。
第61圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之剖面圖。
第62圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之剖面圖。
第63圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之剖面圖。
第64圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之剖面圖。
第65圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之剖面圖。
第66圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之剖面圖。
第67圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之剖面圖。
第68圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之剖面圖。
第69圖為本發明橫向電場型液晶平面顯示器結構之平面圖。
第70圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之平面圖。
第71圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之平面圖。
第72圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之平面圖。
第73圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之平面圖。
第74圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之平面圖。
第75圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之平面圖。
第76圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之平面圖。
第77圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之平面圖。
第78圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之平面圖。
第79圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之平面圖。
第80圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之平面圖。
第81圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之平面圖。
第82圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之平面圖。
第83圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之平面圖。
第84圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之平面圖。
第85圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之平面圖。
第86圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之平面圖。
第87圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之平面圖。
第88圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之平面圖。
第89圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之平面圖。
第90圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之平面圖。
第91圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之平面圖。
第92圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之平面圖。
第93圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之平面圖。
第94圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之平面圖。
第95圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之平面圖。
第96圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之平面圖。
第97圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之平面圖。
第98圖為一圖表，顯示本發明半色調製程在顯影後之負光阻厚度特性。
第99圖為一圖表，顯示本發明半色調製程在顯影後之負光阻線寬特性。
第100A～100B圖為一系列剖面圖，顯示用於本發明半色調曝光之光罩與顯影後之負光阻的剖面結構。
第101A～101B圖為一系列剖面圖，顯示另一用於本發明半色調曝光之光罩與顯影後之負光阻的剖面結構。
第102A～102C圖為一系列剖面圖，顯示本發明分隔兩步曝光方法與顯影後之負光阻的剖面結構。
第103A～103C圖為一系列剖面圖，顯示另一本發明分隔兩步曝光方法與顯影後之負光阻的剖面結構。
第104圖為本發明中覆蓋影像訊號線的凸塊與建構於凸塊上之光微影間隔物之放大剖面圖。
第105圖為本發明四步光罩製程之生產流程圖。
第106A～106F圖為利用本發明半色調移動曝光方法之四步光罩流程的主動陣列基底生產流程的剖面圖。
第107A～107D圖為利用本發明背面曝光方法之來作平坦化之橫向電場型液晶平面顯示器的剖面圖。
第108圖為本發明橫向電場型液晶平面顯示器結構之剖面圖。
第109圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之剖面圖。
第110圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之剖面圖。
第111圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之剖面圖。
第112圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之剖面圖。
第113圖為本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器結構之剖面圖。
第114A～114C圖為一系列剖面圖，顯示利用本發明半色調背面曝光方法同時平坦化主動陣列基底與形成光微影間隔物之流程。
第115圖為本發明橫向電場型液晶平面顯示器結構之平面圖。
第116圖為本發明六步光罩製程之流程圖。
第117圖為本發明另一六步光罩製程之流程圖。
第118圖為本發明另一六步光罩製程之流程圖。
第119圖包括本發明在主要密封附近之橫向電場型液晶平面顯示器之剖面圖與平面圖。
第120圖為用於本發明橫向電場型液晶平面顯示器之正非等向性介電材料之對位方向與旋轉方向之關係圖。
第121圖為用於本發明橫向電場型液晶平面顯示器之負非等向性介電材料之對位方向與旋轉方向之關係圖。
第122圖為用於本發明橫向電場型液晶平面顯示器之彩色濾光片結構之平面圖。
第123圖為用於本發明另一橫向電場型液晶平面顯示器之彩色濾光片結構之平面圖。
第124圖為本發明三部光罩製程之流程圖。
第125圖為本發明五部光罩製程之流程圖。
第126圖為本發明四部光罩製程之流程圖。
第127圖為本發明三部光罩製程之流程圖。
第128圖為本發明五部光罩製程之流程圖。
第129圖為本發明六部光罩製程之流程圖。
第130A～130C圖為一系列剖面圖，顯示利用本發明半色調背面曝光方法同時平坦化主動陣列基底與形成光微影間隔物之流程。
第131圖為本發明半色調背面曝光裝置結構的剖面圖。
第132圖為本發明半色調背面曝光裝置結構的平面圖。
第133圖為本發明另一半色調背面曝光裝置結構的剖面圖。
第134圖為本發明另一半色調背面曝光裝置結構的平面圖。
第135圖為本發明半色調背面曝光裝置整體結構之示意圖。
第136圖為本發明半色調背面曝光方法之整體流程圖。
第137圖為用於本發明之白光干涉計之光學結構的剖面圖。
71．．．對位膜
89．．．光微影間隔物
92．．．負光阻

Claims (1)

  1. 一種生產一橫向電場型主動陣列液晶顯示裝置的一主動陣列基底的方法，包括下列步驟：(1)利用一雷射束在一玻璃基底內形成對位標記(alignment marks)；(2)在除了藉由該雷射束所產生的該對位標記處外，沉積兩層或多層不同的金屬或金屬化合物或合金；(3)在塗佈正光阻後，利用一一般光罩在一曝光方法下經由一第一半色調曝光製程對閘極匯流排(bus)線與一般匯流排(bus)線進行曝光，接下來，該閘極匯流排線、一般匯流排線、遮蔽影像訊號線的共用電極與畫素內的共用電極經由一第二曝光製程曝光；(4)在顯影後，利用第一濕蝕刻或乾蝕刻製程蝕刻該沉積的金屬，接下來，藉由一氧電漿灰化(ashing)方法移除該半色調曝光區之該正光阻，且接著經由一第二乾蝕刻或濕蝕刻製程移除該半色調曝光區之不需要的該金屬層，且藉由第一與第二蝕刻製程形成該閘極匯流排、一般匯流排、遮蔽影像訊號線的共用電極與畫素內的該共用電極；(5)沉積一閘極絕緣膜、一無摻雜的薄膜半導體層(a-Si i層)與一摻雜的半導體層(n+a-Si層)，且於其上塗佈正光阻，接下來，利用一一般光罩在一曝光方法下經由一第一半色調曝光製程對a-Si矽島進行曝光，且接著經由一第二曝光製程對閘極端連結部分與靜電保護電路的 接觸洞進行曝光；(6)在顯影後，經由一第一乾蝕刻製程將閘極絕緣膜、無摻雜的薄膜半導體層(a-Si i層)與摻雜的半導體層(n+a-Si層)移除而形成閘極端連結部分與靜電保護電路的接觸洞，接下來，再利用一無氧電漿灰化方法移除該半色調曝光區上的該正電阻後，利用一第二乾蝕刻製程將該半色調曝光區上不需要的無摻雜的薄膜半導體層(a-Si i層)與摻雜的半導體層(n+a-Si層)移除，然後接下來，利用第一與第二蝕刻製程構成該a-Si矽島、該閘極端連結部分與該靜電保護電路；以及(7)利用一一般光罩經由該半色調曝光製程同時構成該影像訊號線、該液晶驅動電極、該靜電保護電路與該閘極端點。
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