專利名稱：低成本大畫面廣視野角高速回應(yīng)液晶顯示裝置的制作方法
低成本大畫面廣視野角高速回應(yīng)液晶顯示裝置
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于使用半色調(diào)曝光法而制作的大畫面廣視野角液晶顯示裝置。背景技術(shù)：
MVA模式垂直配向方式的液晶顯示裝置中，其控制液晶分子的配向方向的機(jī)構(gòu) 的配向方向控制電極，揭示于日本特開平07-230097、日本特開平11-109393及日本 特開2001—042347中。

發(fā)明內(nèi)容
(發(fā)明所欲解決的問題)
使用先前的配向方向控制電極的液晶面板的構(gòu)造，是對(duì)應(yīng)于小的像素者，由于 配向方向控制電極僅使用1種，且使用像素電極的邊緣場(chǎng)效應(yīng)，因此像素變大時(shí)，則 無(wú)法利用。
成為現(xiàn)在主流的MVA模式垂直配向方式的液晶顯示裝置，是在CF基板側(cè)使用 配向方向控制用的凸塊或細(xì)縫(slit)電極，采用該方式于像素變大時(shí)雖可對(duì)應(yīng)，但是 CF基板的成本高，而成為以低價(jià)格制作大畫面液晶TV的障礙。
本發(fā)明的目的，是在TFT主動(dòng)矩陣型液晶顯示裝置的制造中，通過(guò)減少TFT主 動(dòng)矩陣基板與濾色基板的光微影步驟的次數(shù)，來(lái)縮短制造步驟，以降低制造成本且提 高合格率。
(解決問題的手段)
本發(fā)明使用下述手段來(lái)解決上述問題。 (手段1)避免鑒別線(discriminationline)不穩(wěn)定及擺動(dòng)，將2種配向方向 控制電極經(jīng)由絕緣膜，而配置于像素電極的上層，在與像素電極相對(duì)的共享電極之間， 通過(guò)上述2種不同的配向方向控制電極，可精密地控制負(fù)的介電常數(shù)各向異性液晶分 子的歪斜方向。
(手段2)將l種配向方向控制電極經(jīng)由絕緣膜，而配置于像素電極的上層， 在像素電極中形成細(xì)長(zhǎng)的細(xì)縫，利用此等2個(gè)配向方向控制機(jī)構(gòu)，可精密地控制負(fù)的 介電常數(shù)各向異性液晶分子的歪斜方向。
(手段3)將手段l、手段2中使用的配向方向控制電極中，連結(jié)于像素電極 者，盡量接近于相對(duì)基板側(cè)。
(手段4)通過(guò)使手段l、手段2中使用的配向方向控制機(jī)構(gòu)，在像素的中央附 近彎曲90度，可實(shí)現(xiàn)理想的4個(gè)區(qū)域配向。(手段5)通過(guò)在TFT數(shù)組基板的制作方法處理中導(dǎo)入半色調(diào)曝光法，而減少 光微影步驟的次數(shù)。
(手段6〕將基本單位像素分割成2個(gè)子像素(Sub pixel),將共享電極并列配 置于影像信號(hào)在線，通過(guò)在奇數(shù)號(hào)行與偶數(shù)號(hào)行的共享電極上，于每個(gè)掃描期間切換 不同極性的信號(hào)，而在施加于2個(gè)子像素的液晶分子的有效電壓上產(chǎn)生差異。
(發(fā)明的效果)
通過(guò)使用手段1及手段2，可使薄膜晶體管數(shù)組基板側(cè)具有全部的配向方向控 制功能，因此無(wú)需在CF基板側(cè)形成配向方向控制用焊墊或細(xì)縫，而可以廉價(jià)的CF基 板來(lái)制造MVA模式液晶面板，并可降低成本及提高合格率。
通過(guò)使用手段3，連接于像素電極的配向方向控制電極接近相對(duì)基板，可增加 作用于垂直配向的負(fù)的介電常數(shù)各向異性液晶分子的電場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)力矩，因此可實(shí)現(xiàn)高 速響應(yīng)。
通過(guò)使用手段4，可減少不需要的鑒別線的發(fā)生，可提高畫面全體的光的透過(guò) 率，且可實(shí)現(xiàn)發(fā)生不均勻情形少的液晶面板。
通過(guò)使用手段1、手段2及手段5，除了 CF基板側(cè)的處理成本的外，亦可減少 薄膜晶體管數(shù)組基板的處理成本，可大幅降低MVA模式液晶面板的制造成本。生產(chǎn)效
率亦提高，合格率亦大幅提高。
通過(guò)使用手段5及手段6,由于可以非常單純的制作方法制造液晶配向控制機(jī) 構(gòu)，可以非常簡(jiǎn)單的電路實(shí)現(xiàn)丫曲線修正，因此以少許成本即可實(shí)現(xiàn)MVA模式液晶顯 示裝置的顯示質(zhì)量提高。


圖1是先前的MVA液晶模式面板的剖面圖。 圖2是先前的MVA液晶模式面板的剖面圖。 圖3是本發(fā)明的MVA液晶模式面板的剖面圖。 圖4是本發(fā)明的MVA液晶模式面板的剖面圖。 圖5是本發(fā)明的MVA液晶模式面板的原理說(shuō)明圖。 圖6是本發(fā)明的MVA液晶模式面板的原理說(shuō)明圖。 圖7是本發(fā)明的MVA液晶模式面板的原理說(shuō)明圖。 圖8是本發(fā)明的MVA液晶面板用TFT數(shù)組基板的完成剖面圖。 圖9是本發(fā)明的MVA液晶面板用TFT數(shù)組基板的完成剖面圖。 圖IO是本發(fā)明的MVA液晶面板用TFT數(shù)組基板的完成剖面圖。 圖11是本發(fā)明的MVA液晶面板用TFT數(shù)組基板的完成剖面圖。 圖12是本發(fā)明的MVA液晶面板用TFT數(shù)組基板的完成剖面圖。 圖13是本發(fā)明的MVA液晶面板用TFT數(shù)組基板的完成剖面圖。 圖14是本發(fā)明的MVA液晶面板用TFT數(shù)組基板的完成剖面圖。圖15是本發(fā)明的MVA液晶面板用TFT數(shù)組基板的完成剖面圖。
圖16是本發(fā)明的MVA液晶面板用TFT數(shù)組基板的完成剖面圖。
圖17是本發(fā)明的MVA液晶面板用TFT數(shù)組基板的完成剖面圖。
圖18是本發(fā)明的MVA液晶面板用TFT數(shù)組基板的完成剖面圖。
圖19是本發(fā)明的MVA液晶面板用TFT數(shù)組基板的完成剖面圖。
圖20是本發(fā)明的MVA液晶面板用TFT數(shù)組基板的完成剖面圖。
圖21是本發(fā)明的MVA液晶面板用TFT數(shù)組基板的完成剖面圖。
圖22是本發(fā)明的MVA液晶面板用TFT數(shù)組基板的完成剖面圖。
圖23是本發(fā)明的MVA液晶面板用TFT數(shù)組基板的完成剖面圖。
圖24是本發(fā)明的MVA液晶面板用TFT數(shù)組基板的平面圖。
圖25是本發(fā)明的MVA液晶面板用TFT數(shù)組基板的平面圖。
圖26是本發(fā)明的MVA液晶面板用TFT數(shù)組基板的平面圖。
圖27是本發(fā)明的MVA液晶面板用TFT數(shù)組基板的平面圖。
圖28是本發(fā)明的MVA液晶面板用TFT數(shù)組基板的平面圖。
圖29是本發(fā)明的MVA液晶面板用TFT數(shù)組基板的平面圖。
圖30是本發(fā)明的MVA液晶面板用TFT數(shù)組基板的平面圖。
圖31是本發(fā)明的MVA液晶面板用TFT數(shù)組基板的平面圖。
圖32是本發(fā)明的場(chǎng)序驅(qū)動(dòng)方式MVA模式液晶面板的TFT數(shù)組基板的電路模型圖。
圖33是本發(fā)明的圖32的MVA模式液晶面板的施加信號(hào)電壓與亮度的關(guān)系圖。
圖34是本發(fā)明的圖32的MVA模式液晶面板的驅(qū)動(dòng)波形圖。
圖35是本發(fā)明的將顯示畫面分割成上下2個(gè)的場(chǎng)序驅(qū)動(dòng)方式MVA模式液晶面
板的TFT數(shù)組基板的電路模型圖。
圖36是本發(fā)明的將畫面分割成上下，自畫面的中央向上下寫入數(shù)據(jù)的場(chǎng)序驅(qū)
動(dòng)方式的說(shuō)明圖。
圖37是本發(fā)明的將畫面分割成上下，白畫面的上下向中央寫入數(shù)據(jù)的場(chǎng)序驅(qū) 動(dòng)方式的說(shuō)明圖。
圖38是本發(fā)明的將畫面分割成上下，自畫面的中央向上下寫入數(shù)據(jù)的場(chǎng)序驅(qū) 動(dòng)方式的說(shuō)明圖。
圖39是本發(fā)明的將畫面分割成上下，白畫面的上下向中央寫入數(shù)據(jù)的場(chǎng)序驅(qū) 動(dòng)方式的說(shuō)明圖。
圖40是本發(fā)明的橫電場(chǎng)方式液晶面板用TFT數(shù)組基板的基本單位像素的剖面圖。
圖41是本發(fā)明的橫電場(chǎng)方式液晶面板用TFT數(shù)組基板的基本單位像素的剖面圖。
圖42是本發(fā)明的橫電場(chǎng)方式液晶面板用TFT數(shù)組基板的基本單位像素的剖面圖。
圖43是本發(fā)明的橫電場(chǎng)方式液晶面板用TFT數(shù)組基板的基本單位像素的剖面圖。
圖44是本發(fā)明的橫電場(chǎng)方式液晶面板用TFT數(shù)組基板的基本單位像素的剖面圖。
圖45是本發(fā)明的橫電場(chǎng)方式液晶面板用TFT數(shù)組基板的基本單位像素的剖面圖。
圖46是本發(fā)明的場(chǎng)序驅(qū)動(dòng)方式橫電場(chǎng)模式液晶面板的TFT數(shù)組基板的電路模型圖。
圖47是本發(fā)明的橫電場(chǎng)方式液晶面板用TFT數(shù)組基板的完成剖面圖。
圖48是本發(fā)明的橫電場(chǎng)方式液晶面板用TFT數(shù)組基板的完成剖面圖。
圖49是本發(fā)明的橫電場(chǎng)方式液晶面板用TFT數(shù)組基板的平面圖。
圖50是本發(fā)明的橫電場(chǎng)方式液晶面板用TFT數(shù)組基板的平面圖。
圖51是本發(fā)明的橫電場(chǎng)方式液晶面板用TFT數(shù)組基板的平面圖。
圖52是本發(fā)明的橫電場(chǎng)方式液晶面板用TFT數(shù)組基板的平面圖。
圖53是本發(fā)明的橫電場(chǎng)方式液晶面板用TFT數(shù)組基板的平面圖。
圖54是本發(fā)明的橫電場(chǎng)方式液晶面板用TFT數(shù)組基板的平面圖。
圖55是本發(fā)明的圖46的橫電場(chǎng)方式液晶面板的驅(qū)動(dòng)波形圖。
圖56是本發(fā)明的將顯示畫面分割成上下2個(gè)的場(chǎng)序驅(qū)動(dòng)方式橫電場(chǎng)模式液晶
面板的TFT數(shù)組基板的電路模型圖。
圖57是本發(fā)明的MVA模式液晶面板用TFT數(shù)組基板的基本單位像素的剖面圖。 圖58是本發(fā)明的MVA模式液晶面板用TFT數(shù)組基板的基本單位像素的剖面圖。 圖59是本發(fā)明的MVA模式液晶面板用TFT數(shù)組基板的基本單位像素的剖面圖。 圖60是本發(fā)明的MVA模式液晶面板用TFT數(shù)組基板的基本單位像素的剖面圖。 圖61是本發(fā)明的使用半色調(diào)曝光法制作方法而形成附接觸焊墊的像素電極用
的制作方法流程剖面圖。
圖62是本發(fā)明的使用半色調(diào)曝光法制作方法而形成附接觸焊墊的像素電極用
的制作方法流程剖面圖。
圖63是本發(fā)明的使用半色調(diào)曝光法將薄膜晶體管組件的半導(dǎo)體層予以孤島
(island〉化及形成接觸孔的制作方法流程剖面圖。
圖64是本發(fā)明的形成源極電極、漏極電極、端子電極、梳齒狀共享電極的制
作方法流程剖面圖。
圖65是本發(fā)明的使用半色調(diào)曝光法的薄膜晶體管基板的制造制作方法流程剖面圖。
圖66是本發(fā)明的橫電場(chǎng)方式主動(dòng)矩陣基板的存在于基本單位像素中央的像素 中央共享電極的構(gòu)造說(shuō)明圖。圖67是本發(fā)明使用的半色調(diào)曝光用遮光罩的原理說(shuō)明圖。 圖68是本發(fā)明使用的半色調(diào)多重曝光法的原理說(shuō)明圖。
圖69是在第一個(gè)光微影步驟使用本發(fā)明的半色調(diào)多重曝光法時(shí)需要的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記。
圖70是在玻璃基板的內(nèi)部以脈沖雷射形成半色調(diào)多重曝光法使用的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記 的原理圖。
圖71是先前的使用半色調(diào)曝光法的薄膜晶體管基板的制造制作方法流程剖面圖。
圖72是先前的使用半色調(diào)曝光法同時(shí)形成薄膜晶體管基板的掃描線部、像素 電極與端子部的制作方法流程剖面圖。
圖73是先前的使用半色調(diào)曝光法將薄膜晶體管組件的半導(dǎo)體層予以孤島化及 完全露出像素電極與端子部的制作方法流程圖。
圖74是繼續(xù)圖72、圖73,于薄膜晶體管組件制造步驟中形成源極電極與漏極 電極的先前的制作方法流程說(shuō)明圖。
圖75是先前的在像素電極上形成有與掃描線連結(jié)的配向控制電極的TFT數(shù)組 基板的剖面構(gòu)造圖。
圖76是圖75的TFT數(shù)組基板的平面圖。
圖77是先前的在像素電極上僅形成有連接于共享電極的1種配向控制電極的 垂直配向模式的胞剖面圖。
圖78是先前的在相對(duì)板式電極上僅形成有連接于像素電極的1種配向控制電 極的垂直配向模式的胞剖面圖。
圖79是在像素電極上僅形成有1種配向控制電極的先前TFT數(shù)組基板的剖面 構(gòu)造圖。
圖80是在像素電極上僅形成有1種配向控制電極的先前TFT數(shù)組基板的剖面 構(gòu)造圖。
圖81是先前的在像素電極上僅形成有1種配向控制電極的TFT數(shù)組基板的剖 面構(gòu)造圖。
圖82是本發(fā)明的使用2次半色調(diào)曝光法的MVA模式用TFT數(shù)組基板的3次光 微影步驟的制作方法說(shuō)明圖。
圖83是本發(fā)明的使用2次半色調(diào)曝光法的MVA模式用TFT數(shù)組基板的3次光
微影步驟的制作方法說(shuō)明圖。
圖84是本發(fā)明的使用3次半色調(diào)曝光法的工PS模式用TFT數(shù)組基板的3次光
微影步驟的制作方法說(shuō)明圖。
圖85是本發(fā)明的使用3次半色調(diào)曝光法的FFS模式用TFT數(shù)組基板的3次光 微影步驟的制作方法說(shuō)明圖。具體實(shí)施方式

圖1及圖2是目前成為主流之的MVA模式液晶大型TV面板的剖面原理圖。在 上下基板的兩方設(shè)有控制垂直配向的負(fù)的介電常數(shù)各向異性液晶分子的動(dòng)作方向用 的機(jī)構(gòu)。該方式的液晶面板，由于鑒別線確實(shí)固定而不致擺動(dòng)，因此幾乎不發(fā)生顯示 不均勻的情形，因而可合格率佳地生產(chǎn)顯示質(zhì)量高的液晶面板。但是圖1及圖2的構(gòu) 造，必須在與TFT基板相對(duì)的CF基板側(cè)形成液晶配向方向控制用細(xì)縫或液晶配向方 向控制用凸塊，CF基板的生產(chǎn)成本比TN模式的CF基板的成本高。為了降低CF基板 的成本，只需將全部液晶配向方向控制功能設(shè)置于TFT基板側(cè)即可。
在相對(duì)CF基板側(cè)不具配向方向控制功能的例，如圖75、圖76、圖77、圖78、 圖79、圖80及圖81等，已經(jīng)作為專利而公開，不過(guò)此等均無(wú)法用作大型基板。此 等先前技術(shù)僅可利用于像素小的情況。由于利用像素電極的邊緣場(chǎng)效應(yīng)，因此無(wú)法適 用于液晶TV用的大的像素電極。
本發(fā)明通過(guò)圖3及圖4中的2個(gè)基本構(gòu)造，而成功地使TFT基板側(cè)具備全部的 液晶配向方向控制功能。圖3通過(guò)在TFT基板側(cè)，于像素電極與相對(duì)基板的共享電極 之間，設(shè)置2種不同的液晶配向方向控制電極，而成功地形成圖5所示的等電位分布。 圖4通過(guò)在TFT基板側(cè)的像素電極上，于配向方向控制用細(xì)縫、像素電極與相對(duì)基板 的共享電極之間配置1種配向方向控制電極，而成功地形成如圖6所示的等電位分布。 即使是改變圖6形態(tài)的如圖7所示的構(gòu)造，仍可形成類似的等電位分布。
觀察圖5、圖6及圖7可了解，設(shè)置于像素電極上層的連結(jié)于像素電極的液晶 配向方向控制電極，愈接近相對(duì)的CF基板的共享電極，在TFT基板的像素電極上層， 經(jīng)由絕緣膜而形成的另一個(gè)不同種類的液晶配向方向控制電極，愈與像素電極及形成 的等電位分布圖類似。此因，未連結(jié)于像素電極的液晶配向方向控制電極連接于與相 對(duì)基板的共享電極相同電位。
液晶胞間隙(Cell Gap)大于5um時(shí)，將本發(fā)明采用的液晶配向方向控制電極 連結(jié)于TFT基板的像素電極的構(gòu)造，幾乎無(wú)效果，但是液晶胞間隙為3um以下時(shí)，效 果顯著，于2. 5um以下時(shí)，可形成控制液晶分子的配向方向時(shí)充分的等電位分布圖。
(實(shí)施例1)
圖24及圖26是本發(fā)明實(shí)施例1的TFT基板的平面圖。在像素電極上層形成有 2種不同的配向方向控制電極，而配置于像素中央部的配向方向控制電極連接于與柵 極電極并列配置的共享電極。與該配向方向控制不同的另一種配向方向控制電極，通 過(guò)設(shè)置于像素電極內(nèi)部的接觸焊墊，而連接于像素電極。圖57及圖59是實(shí)施例1的 像素的剖面。為了盡量接近相對(duì)基板的共享電極，而提高連接于像素電極的配向方向 控制電極的高度。
圖8、圖9、圖11及圖20是第二十四24及圖26的TFT部分的剖面圖。 本發(fā)明為了在像素電極的上層形成液晶配向方向控制電極，像素電極必須盡量配置于 下層。因而，其特征是以最初的光微影步驟形成像素電極。圖8使用圖82中的3次光微影步驟。本發(fā)明為了盡量縮短制作方法，而采用半色調(diào)曝光法。其特征為使用 圖67及圖68所示的曝光法，于顯像后產(chǎn)生2種以上正性抗蝕劑(posiresist)的厚度。
圖82中的3次光微影歩驟的第一次光微影歩驟，形成柵極電極、像素電極、 共享電極及像素電極內(nèi)接觸焊墊。該第一個(gè)步驟存在圖61與圖62的2個(gè)制作方法。 形成像素電極時(shí)，不論選擇哪個(gè)步驟均不致發(fā)生問題。不過(guò)，宜選擇歩驟短的圖61。 但是，如圖9所示，減少配向方向控制電極的厚度時(shí)，在第三次光微影歩驟中，使用 半色調(diào)曝光法時(shí)，宜選擇圖62的歩驟。
本發(fā)明由于掃描線(柵極電極)中多使用鋁合金，因此像素電極中無(wú)法使用ITO。 此因會(huì)產(chǎn)生局部電池反應(yīng)，而往往發(fā)生異常蝕刻或ITO黑化的問題。因而像素電極系 使用氮化鈦或氮化鋯等之的薄膜氮化物是透明電極。
此時(shí)為了以干式蝕刻法開設(shè)接觸孔，氮化物是透明像素電極與閘極柵極絕緣膜 之的P—SiNx無(wú)法獲得大的選擇比，因此無(wú)法采用先前例的圖72、圖73及圖74的 制作方法。為了解決該問題，本發(fā)明通過(guò)形成鋁合金系之接觸焊墊，而解決上述的問 題。
第二次之的光微影步驟是進(jìn)行薄膜半導(dǎo)體組件分離與接觸孔之的形成。該步驟 說(shuō)明于圖63。由于該歩驟亦是采用半色調(diào)曝光法，因此以1次步驟即可進(jìn)行2個(gè)作 業(yè)。圖11及圖26采用與圖82所示的半色調(diào)曝光步驟不同的另外半色調(diào)曝光步驟。 其使用記載于圖65的半色調(diào)曝光法，進(jìn)行薄膜半導(dǎo)體組件分離及同時(shí)形成源極電極 與漏極電極。圖65的半色調(diào)曝光步驟與先前進(jìn)行的圖71所示的半色調(diào)曝光步驟非常 類似，不過(guò)圖65的半色調(diào)曝光步驟較不易發(fā)生問題。圖71的先前方法，以氧等離子 體法除去正光阻層薄的區(qū)域時(shí)，薄膜半導(dǎo)體層的側(cè)壁被氧化，而容易發(fā)生于除去薄膜 晶體管組件的信道部的奧姆接觸層(n+a —硅層)時(shí)，無(wú)法均勻地除去的問題。圖65 的情況，以氧等離子體法除去正光阻層薄的區(qū)域時(shí)，由于薄膜半導(dǎo)體層完全被障壁金 屬層保護(hù)，因此幾乎不發(fā)生側(cè)壁氧化的問題。
圖82的第三個(gè)光微影步驟，使用通常的曝光法，而形成源極電極、漏極電極 及配向方向控制電極。其范例為圖8，圖9中，第三個(gè)光微影步驟亦采用圖64中進(jìn) 行的采用半色調(diào)曝光法的光微影步驟。干式蝕刻薄膜晶體管的通道部的奧姆接觸層 后，使用屏蔽沉積法局部成膜硅氮化膜鈍化層(不在柵極電極端子部、源極電極端子 部及共享電極端子部上成膜)。
圖8、圖9及圖20以第三個(gè)光微影步驟，可在像素電極的上層，經(jīng)由絕緣膜而 形成兩種不同的配向方向控制電極。圖1 1以第四個(gè)光微影步驟可形成不同的兩種配 向方向控制電極。藉此，方可精確地控制圖3及圖5所示的垂直配向的負(fù)的介電常數(shù)
各向異性液晶分子的歪斜方向。
圖8、圖9及圖20中，鈍化膜局部成膜有使用P—CVD法的P—SiNx膜。亦可 使用噴墨法或平板印刷法涂布BCB等有機(jī)化合物的鈍化膜。圖ll的缺點(diǎn)為在鈍化
膜上形成兩種不同配向方向控制電極時(shí)，容易與相對(duì)基板的共享電極形成短路。(實(shí)施例2)圖25及圖27是本發(fā)明實(shí)施例2的TFT基板的平面圖。在像素電極上形成有配 向方向控制用細(xì)縫，在像素電極的上層經(jīng)由絕緣膜而設(shè)有連接于像素電極的液晶配向 方向控制用電極。圖58及圖60是實(shí)施例2的像素的剖面圖。與實(shí)施例l同樣地，由 于將與像素電極連接的配向方向控制電極靠近相對(duì)基板，因此其特征為在配向控制 電極的下層鋪設(shè)各種電極及半導(dǎo)體層。實(shí)施例1及實(shí)施例2均是本發(fā)明使TFT基板側(cè)具備全部配向方向控制功能者， 因此與先前方式的圖1及圖2比較，本發(fā)明的圖3及圖4本質(zhì)上存在配向方向控制電 極與同時(shí)形成于同層上的影像信號(hào)線容易短路的問題，因而盡量消除該問題用的像素 構(gòu)造如圖24、圖25、圖26及圖27所示，采用在像素中央部附近彎曲成90度的構(gòu)造。 該構(gòu)造的影像信號(hào)線與配向方向控制電極并列地排列，且保持等間隔的距離，因此可 降低短路的發(fā)生率。圖IO、圖12及圖21是圖25及圖27的TFT部分的剖面圖。觀察基本原理說(shuō)明 圖的圖5及圖6了解，由于實(shí)施例2采用配向方向控制用細(xì)縫，因此即使可正確決定 液晶分子的歪斜方向，但是無(wú)法如實(shí)施例l增加電場(chǎng)強(qiáng)度，因而在響應(yīng)速度方面比實(shí) 施例1差。用于動(dòng)畫顯示時(shí)，宣采用實(shí)施例1來(lái)制造液晶面板。但是，觀察圖24及 圖26的平面圖了解，由于實(shí)施例1是在同層上高密度地配置許多金屬布線，因而存 在容易發(fā)生短路的缺點(diǎn)。除了該問題的外，由于實(shí)施例1、 2施加于像素電極的電壓 并未100%施加于液晶層，因此，亦存在比先前的圖l及圖2，必須賦予較高驅(qū)動(dòng)電壓 的缺點(diǎn)。但是，由于濾色基板可利用與TN模式相同成本的廉價(jià)的CF基板，因此可提 高成本競(jìng)爭(zhēng)力。特別是不使用濾色基板的場(chǎng)序驅(qū)動(dòng)方式的液晶面板，先前的圖1及圖 2必須對(duì)準(zhǔn)上下的基板，而本發(fā)明的圖3及圖4，則無(wú)需在相對(duì)基板上實(shí)施任何加工， 因此，只要是形成有透明電極的膜的基板即可，原理上無(wú)需進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)調(diào)整。 (實(shí)施例3)圖28、圖29、圖30及圖31是本發(fā)明實(shí)施例3的TFT基板的平面圖。圖32為 此等TFT基板的電路模型圖?；締挝幌袼赝ㄟ^(guò)影像信號(hào)線而分割成2個(gè)的子像素(A) 與子像素(B)。子像素(A)與子像素(B)的像素電極的面積比約為1: 2。圖34是實(shí)施 例3的液晶面板的驅(qū)動(dòng)信號(hào)波形。即使自相同影像信號(hào)線獲得數(shù)據(jù)，由于各個(gè)像素電 極與不同的共享電極電容結(jié)合，因此，通過(guò)在不同的共享電極上，如圖34所示地改 變相位，而施加以水平周期(H周期)而極性反轉(zhuǎn)的信號(hào)波形，可使子像素(A)的有 效電壓比子像素(B)的有效電壓大。圖33是以該信號(hào)波形驅(qū)動(dòng)時(shí)之的液晶面板的透過(guò) 光量特性圖?？筛淖冏酉袼?A)與子像素(B)的液晶臨限(Threshold)電壓，藉此可修 正Y特性。圖83是制作第二十八28、圖29、圖30及圖31的TFT基板用的制作方法 說(shuō)明圖。實(shí)施例l及實(shí)施例2如圖82所示，是以第一次之的光微影步驟制作共享電 極，而實(shí)施例3如圖32所示，由于無(wú)需與影像信號(hào)線并列地配置共享電極，因此如圖83所示，是以第三個(gè)光微影步驟制作共享電極。干式蝕刻薄膜晶體管的通道部的 奧姆接觸層后，使用屏蔽沉積法局部成膜硅氮化膜鈍化層(不在柵極電極端子部、源 極電極端子部及共享電極端子部上成膜)。圖35是制作超高精密超大型液晶面板時(shí)之的TFT基板的電路模型圖。圖36、 圖37、圖38及圖39是關(guān)于圖35的TFT基板的驅(qū)動(dòng)方法的說(shuō)明圖。圖36、圖37、 圖38及圖39均是關(guān)于場(chǎng)序驅(qū)動(dòng)方式者。由于顯示畫面分割成上下2個(gè)，因此影像信 號(hào)線亦分割成上下2個(gè)，而施加相同極性的影像信號(hào)。共享電極并未分割成上下2個(gè)，而是自上至下連接成l個(gè)。圖36與圖38是為 了避免發(fā)生上下畫面之的區(qū)塊分離現(xiàn)象，影像信號(hào)之的寫入是自畫面中央向上下進(jìn)行 者，而圖37與圖39是自畫面之的上下向中央進(jìn)行影像信號(hào)寫入者。為了將顯示畫面 分割成上下2個(gè)，水平掃描期間延長(zhǎng)為2倍的2H。圖36及圖37采用將水平掃描期 間分割成2個(gè)，將不同的影像信號(hào)寫入不同的2個(gè)像素的2工(多任務(wù))方式。圖 8及圖39采用將水平掃描期間分割成3個(gè)，將不同的影像信號(hào)寫入不同的3個(gè)像素 的3工(多任務(wù))方式。(實(shí)施例4)圖53是本發(fā)明實(shí)施例4的IPS模式的TFT基板的平面圖。圖45是其剖面圖。 圖84是制作實(shí)施例4的IPS模式的TFT基板時(shí)的制作方法說(shuō)明圖。其采用3次的光 微影歩驟，3次均使用半色調(diào)曝光法。干式蝕刻薄膜晶體管的通道部的奧姆接觸層后，使用屏蔽沉積法局部成膜硅氮化膜鈍化層(不在柵極電極端子部、源極電極端子部及 共享電極端子部上成膜)。圖46是第五十三53的TFT基板的電路模型圖。在像 素的中央部與影像信號(hào)并列地排列共享電極。圖56是制作超高精密超大型液晶面板 時(shí)之的TFT基板的電路模型圖。圖55是第五十六56的TFT基板的驅(qū)動(dòng)波形圖。 在偶數(shù)號(hào)行與奇數(shù)號(hào)行的共享電極上施加有極性不同的信號(hào)波形，偶數(shù)號(hào)行與奇數(shù)號(hào) 行的影像信號(hào)波形施加彼此不同極性的信號(hào)波形，并施加與對(duì)應(yīng)于各個(gè)影像信號(hào)線的 共享電極相反極性的信號(hào)。即使液晶模式不同，共享電極與影像信號(hào)線的電路模型圖與圖35者完全相同。 圖56的IPS模式的TFT基板亦可采用與實(shí)施例3相同的場(chǎng)序驅(qū)動(dòng)方式。圖56亦與圖 35同樣地，將顯示畫面分割成上下2個(gè)，因此，影像信號(hào)線亦被分割成上下2個(gè)，而施加相同極性的影像信號(hào)。共享電極未分割成上下2個(gè)，而是自上至下連接成l個(gè)。為了避免發(fā)生上下畫 面的區(qū)塊分離現(xiàn)象，影像信號(hào)之的寫入是自畫面之的中央向上下進(jìn)行，或是相反地自 畫面的上下向中央寫入影像信號(hào)。掃描線的驅(qū)動(dòng)方式亦與實(shí)施例3的情況完全相同。 (實(shí)施例5)圖54是本發(fā)明實(shí)施例5的FFS模式的TFT基板的平面圖。圖44是其像素之的 剖面圖。圖47是薄膜晶體管部分之的剖面圖。圖85是制作實(shí)施例5的FFS模式的 TFT基板時(shí)的制作方法說(shuō)明圖。其采用3次的光微影歩驟，其3次均使用半色調(diào)曝光法。干式蝕刻薄膜晶體管的通道部的奧姆接觸層后，使用屏蔽沉積法局部成膜硅氮化 膜鈍化層(不在柵極電極端子部、源極電極端子部及共享電極端子部上成膜)。實(shí)施 例4及實(shí)施例5其3次均需使用半色調(diào)曝光法，是因如圖66所示，于橫電場(chǎng)方式面板時(shí)，與垂直配向模式的液晶面板不同，需要配向處理步驟(摩擦處理)。為了避免發(fā)生配向不良區(qū)域，必須盡量減少TFT基板上的凹凸。但是，亦如圖53及圖54中所 示的平面圖，排列于畫面中央部的共享電極為了降低電阻而必須增加電極的厚度。IPS模式及FFS模式，由于一定會(huì)發(fā)生圖66中的配向不良區(qū)域，因此存在黑位 準(zhǔn)顯示時(shí)無(wú)法完全表現(xiàn)黑色的缺點(diǎn)。為了盡量減少該配向不良區(qū)域，而需要3次半色 調(diào)曝光法。圖61及圖62是使用圖85的制作方法說(shuō)明圖的第一次半色調(diào)曝光法的步驟說(shuō) 明圖，其中可選擇任何一個(gè)。圖63是第二次半色調(diào)曝光法的歩驟說(shuō)明圖。圖64是第 三次半色調(diào)曝光法的步驟說(shuō)明圖。圖65是以4次光微影歩驟制作FFS模式的TFT基 板時(shí)的步驟說(shuō)明圖。半色調(diào)曝光法使用2次。即使是圖54的FFS模式的TFT基板，亦可使用與圖53的IPS模式的TFT基板相 同的驅(qū)動(dòng)方法。圖56的TFT基板全體的電路模型圖亦可適用于FFS模式的圖54。使 用圖55的驅(qū)動(dòng)法時(shí)，亦可輕易地驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電壓高的FFS模式。由于FFS模式可產(chǎn)生 強(qiáng)電場(chǎng)，因此液晶分子的響應(yīng)速度可比IPS模式小。因而可說(shuō)適合場(chǎng)序驅(qū)動(dòng)方式。特 別是由于組合圖55與圖56的液晶面板可施加大的電壓，因此，視為適合高速動(dòng)作的 驅(qū)動(dòng)方法，而與圖36、圖37、圖38及圖39的上下畫面分割的場(chǎng)序驅(qū)動(dòng)方式最匹配。
權(quán)利要求
1、一種主動(dòng)矩陣型垂直配向方式液晶顯示裝置，其特征為通過(guò)在形成有控制液晶配向方向用的細(xì)長(zhǎng)細(xì)縫的透明像素電極的上層，經(jīng)由覆蓋透明像素電極的絕緣膜，配置液晶配向方向控制電極，無(wú)需在相對(duì)于薄膜晶體管數(shù)組基板的基板上設(shè)置液晶配向控制用凸塊或細(xì)縫電極，而僅在薄膜晶體管數(shù)組基板側(cè)完全控制垂直配向的負(fù)的介電常數(shù)各向異性液晶分子的歪斜方向。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的主動(dòng)矩陣型垂直配向方式液晶顯示裝置，其特征在于， 在形成有控制液晶配向方向用的細(xì)長(zhǎng)細(xì)縫的透明像素電極的上層，經(jīng)由覆蓋透明像素 電極的絕緣膜而配置的液晶配向方向控制電極，連接于與薄膜晶體管數(shù)組基板的像素 電極相同電位。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的主動(dòng)矩陣型垂直配向方式液晶顯示裝置，其特征在于， 在形成有控制液晶配向方向用的細(xì)長(zhǎng)細(xì)縫的透明像素電極的上層，經(jīng)由覆蓋透明像素 電極的絕緣膜而配置的液晶配向方向控制電極，連接于與薄膜晶體管數(shù)組基板的像素 電極相同電位，且影像信號(hào)線、透明像素電極、控制形成于透明像素電極內(nèi)部的液晶 配向方向用的細(xì)長(zhǎng)細(xì)縫、與上述液晶配向方向控制電極在像素電極的中央部附近，彎曲成90度，而對(duì)掃描線分別并列排列于土45度的方向。
4、 一種MVA模式用主動(dòng)矩陣基板的制造方法，該基板構(gòu)成主動(dòng)矩陣顯示裝置， 其特征為使用下述3次光微影步驟來(lái)制造1) 形成柵極電極、像素電極、共享電極及像素電極內(nèi)接觸焊墊(第一次的使 用半色調(diào)曝光法的光微影步驟)， 2) 形成薄膜半導(dǎo)體層組件分離、及接觸孔(第二次的使用半色調(diào)曝光法的光 微影步驟)，3) 形成源極(Source)電極、漏極(Drain)電極及配向方向控制電極(使用一般的 普通曝光法的光微影步驟)，干式蝕刻薄膜晶體管的通道部的奧姆接觸層后，使用屏蔽沉積法局部成膜硅氮化 膜鈍化層(不在柵極電極端子部、源極電極端子部及共享電極端子部上成膜)。
5、 一種MVA模式用主動(dòng)矩陣基板的制造方法，該基板構(gòu)成主動(dòng)矩陣顯示裝置， 其特征為使用下述3次光微影步驟來(lái)制造3) 形成柵極電極、像素電極及像素電極內(nèi)接觸焊墊(第一次的使用半色調(diào)曝 光法的光微影步驟)，4) 形成薄膜半導(dǎo)體層組件分離、及接觸孔(第二次的使用半色調(diào)曝光法的光 微影步驟)，5) 形成源極電極、漏極電極、配向方向控制電極及共享電極(使用一般的普 通曝光法的光微影步驟)，干式蝕刻薄膜晶體管的通道部的奧姆接觸層后，使用屏蔽沉積法局部成膜硅氮化膜鈍化層(不在柵極電極端子部、源極電極端子部及共享電極端子部上成膜)。
6、 一種MVA模式用主動(dòng)矩陣型液晶顯示裝置，是使用權(quán)利要求4所述或5所述的制造方法來(lái)制造。
7、 一種MVA模式用主動(dòng)矩陣型液晶顯示裝置，是使用權(quán)利要求5所述的制造方法來(lái)制造，其特征為將1個(gè)基本單位像素形成約2: l的面積，而在縱方向上通過(guò)影像信號(hào)線分割成2個(gè)，被分割成2個(gè)的像素電極分別連接于各個(gè)薄膜晶體管組件，2個(gè)薄膜晶體管組件的源極電極連結(jié)于將像素分割成2個(gè)的影像信號(hào)線，上述2個(gè)薄膜晶體管組件通過(guò)同一條掃描線切換控制，上述被分割成2個(gè)的像素電極分別經(jīng)由與影像信號(hào)布線平行地排列的不同的共享電極與絕緣膜，而形成電容器'且在與上述影 像信號(hào)布線平行地排列的奇數(shù)號(hào)行與偶數(shù)號(hào)行的共享電極上，施加有以水平掃描周期彼此極性反轉(zhuǎn)的不同極性的信號(hào)電壓，通過(guò)影像信號(hào)線，于分割成2個(gè)的像素電極中，在面積小的像素電極的液晶分子上施加比面積大的像素電極的液晶分子大的有效電壓信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明是以3次的光微影步驟制造超大型廣視野角超高速響應(yīng)液晶顯示裝置。本發(fā)明是于使用半色調(diào)曝光技術(shù)形成柵極(Gate)電極、共享電極、像素電極及接觸焊墊后，使用半色調(diào)曝光技術(shù)形成a-硅(Si)孤島與接觸孔。并使用普通曝光技術(shù)形成源極電極、漏極電極與配向控制電極。鈍化層是使用遮蔽沉積(masking deposition)法，而以P-CVD法成膜，或是使用噴墨涂布法或噴涂法，通過(guò)在局部區(qū)域涂布保護(hù)層，可以3次光微影步驟制造超大型廣視野角超高速響應(yīng)液晶顯示用TFT數(shù)組基板。
文檔編號(hào)G02F1/139GK101551564SQ20091013720
公開日2009年10月7日 申請(qǐng)日期2007年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月15日
發(fā)明者田中榮, 鮫島俊之 申請(qǐng)人:三國(guó)電子有限會(huì)社