CN1881053A - 有源－矩阵寻址基板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种有源矩阵寻址基板，用于改善由于像素电极和/或公共电极的台阶或水平差而引起的液晶分子的初始定向的退化。在第一绝缘层上或在第一绝缘层上方形成像素电极，以及在第二或第三绝缘层上形成公共电极。第二绝缘层由于它们附近的像素电极而具有台阶或水平差。第二绝缘层由在硬化之前具有流动性的介电材料制成，例如，丙烯酸树脂。第二绝缘层的台阶被减轻，得到了逐渐地倾斜的台阶。由于公共电极的重叠定向层的台阶也逐渐地倾斜。限定了像素电极的厚度、第二绝缘层的厚度和倾斜角、以及像素和公共电极的厚度。

Description

有源-矩阵寻址基板及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种有源-矩阵寻址基板及制造该基板的方法，更具体涉及一种优选用于使用横向电场的有源-矩阵寻址液晶显示(LCD)器件的有源-矩阵寻址基板及制造该基板的方法。
背景技术
广泛地用于各种领域的、使用垂直电场的TN(扭曲向列)型LCD器件具有高对比度的优点；但是由于液晶分子的晶轴被施加的垂直电场旋转至垂直于液晶层(即，有源-矩阵寻址基板和相对基板)的方向，因此它具有视角依赖性突出的缺点。
最近，可应用于大尺寸监视器如电视(TV)的LCD器件的需求增加了。响应于该需求，利用横向电场的LCD器件与以前相比更常用到，其中该使用横向电场的LCD器件被称为“面内切换(IPS)”型。与常规TN型LCD器件相比较，IPS型LCD器件具有视角特性更加良好的优点。这是因为，利用IPS型LCD器件，液晶分子的晶轴被平行于有源-矩阵寻址基板和相对基板的面内横向电场所旋转，因此消除了与液晶分子的旋转角相关的视角依赖性。
由此，与TN-型LCD器件相比，IPS型LCD器件具有更好的视角特性。但是，伴随该IPS型LCD器件，像素电极和公共电极是梳-齿型以及相对地布置，并在像素和公共电极两端施加横向电场。为此，与TN型LCD器件相比，在显示区中像素和公共电极占据了更宽的面积，这引起了孔径比降低的问题。
作为该问题的一种解决办法，在日本未审查的专利公报号2002-323706(第20页第38栏第32行至第28页第53栏第50行，图1和2)中公开了一种有源-矩阵寻址基板，下面可以称为“第一现有技术基板”。在附图1和图2A至2C中示出了该现有技术基板。图1是现有技术基板的平面图。图2A至2C分别是沿图1中的线IIA-IIA、IIB-IIB和IIC-IIC的部分剖面图。这些图示出了其中一个像素区的结构。
在本申请文件中，由于每个像素区具有相同结构，因此为了简化说明，将主要解释在矩阵阵列中布置的其中一个像素区的结构。
如图1和图2A至2C所示，第一现有技术基板包括扫描信号线301和公共信号线302，扫描信号线301和公共信号线302在透明玻璃板320的表面上彼此平行延伸。这些线301和302通过对第一金属膜进行构图来形成。每个扫描信号线301的一部分用作其中相应的一个薄膜晶体管(TFT)305的栅电极。在整个板320上形成第一绝缘层303，以覆盖线301和302。
在第一绝缘层303上，对于每个TFT 305，依次形成构图的非晶硅(a-Si)层321和n-型构图的a-Si层322，以与在TFT部分中相应的扫描信号线301相重叠。形成TFT 305的源电极306和漏电极304a以与相应的a-Si层322重叠。而且，在第一绝缘层303上形成图像信号线304和辅助像素电极306a，从而与扫描信号线301和公共信号线302相垂直地延伸。通过对第二金属膜进行构图来形成图像信号线304、漏电极304a、源电极306和辅助像素电极306a。漏电极304a分别同相应的图像信号线304结合。辅助像素电极306a分别同相应的源电极306结合。在第一绝缘层303上形成第二绝缘层307，以覆盖整个板320上的图像信号线304、漏电极304a、源电极306和辅助像素电极306a。
在整个板320上的第二绝缘层307上形成第三绝缘层308，第三绝缘层308是厚且透明的。在第三绝缘层308上，通过对透明的、导电材料膜进行构图形成像素电极309和公共电极310。每个像素电极309具有梳-齿形部分。公共电极310具有梳-齿形部分。如图1所示，电极309和310的梳-齿形部分互相啮合。通过第二和第三绝缘层307和308，用公共电极310完全地覆盖图像信号线304。
像素电极309分别通过相应的各接触孔311与相应的源电极306相接触。公共电极310分别通过相应的各接触孔312与公共信号线302相接触。因此，像素电极309分别被电连接到相应的源电极306。公共电极310被电连接到公共信号线302。
利用如上所述的第一现有技术基板，由于像素电极309的梳-齿形部分和公共电极310的梳-齿形部分都是透明的，在像素区中光透过这些梳-齿形部分所占据的区域。由此，透射率增加了。根据发明人的模拟结果，考虑这些区域的贡献，有效的孔径比将增加大约8％。
而且，用公共电极310完全重叠或覆盖图像信号线304，因此像素区的孔径可以被扩展到相应的图像信号线304的附近。此时，来自线304的泄漏电场被公共电极310屏蔽，因此减少了纵向串扰的缺点。
此外，因为第三绝缘层308位于图像信号线304和公共电极310之间，所以产生了负载电容。但是，通过用具有低介电常数的介电材料制成层308，该负载电容的值可以被抑制在驱动的容许范围内。
作为上述问题的另一种解决办法，在日本未审查专利公报号2004-302448(第15页第8行至36行，图10和11)公开了一种有源-矩阵寻址基板，下面可以称为“第二现有技术基板”。在附图3和图4A至4C中示出了该现有技术基板。图3是第二现有技术基板的平面图。图4A至4C分别是沿图3中的线IVA-IVA、IVB-IVB和IVC-IVC的部分剖面图。这些图示出了其中一个像素区的结构。
如图3和图4A至4C所示，第二现有技术基板包括扫描信号线401和公共信号线402，该扫描信号线401和公共信号线402在透明玻璃板420的表面上彼此平行延伸。这些线401和402通过对第一金属膜进行构图来形成。每个扫描信号线401的一部分用作其中一个相应的TFT 405的栅电极。在整个板420上形成第一绝缘层403，以覆盖线401和402。
在第一绝缘层403上，对于每个TFT 405，依次形成构图的a-Si层421和n-型构图的a-Si层422，从而与TFT部分中相应的扫描信号线401重叠。TFT 405的源电极406和漏电极404a形成为与其中一个相应的a-Si层422重叠。而且，在第一绝缘层403上形成图像信号线404和辅助像素电极406a，从而与扫描信号线401和公共信号线402相垂直地延伸。通过对第二金属膜进行构图来形成图像信号线404、漏电极404a、源电极406和辅助像素电极406a。漏电极404a分别同相应的图像信号线404结合。辅助像素电极406a分别同相应的源电极406结合。在第一绝缘层403上形成第二绝缘层407，以覆盖整个板420上的图像信号线404、漏电极404a、源电极406和辅助像素电极406a。
在第二绝缘层407上有选择地形成厚的第三绝缘层408。层408被留下来仅仅覆盖各个图像信号线404。如图4B所示，层408的截面如同岸堤(bank)一样，沿各个线404延伸。通过对透明的、导电材料膜进行构图，在第二或第三绝缘层407或408上形成像素电极409和公共电极410。每个像素电极409具有梳-齿形部分。公共电极410具有梳-齿形部分。如图3所示，电极409和410的梳-齿形部分互相啮合。通过第二和第三绝缘层407和408，用公共电极410完全覆盖图像信号线404。
像素电极409分别通过相应的接触孔411接触相应的源电极406。公共电极410分别通过相应的接触孔412接触公共信号线402。因此，像素电极409分别被电连接到相应的源电极406。公共电极410被电连接到公共信号线402。
从上面的解释可以看出，除了在第二绝缘层407上以岸堤形状有选择地留下第三绝缘层408，仅仅覆盖图像信号线404之外，第二现有技术基板的结构与图1和图2A至2C的上述第一现有技术基板相同。因此，第二现有技术基板的有效孔径比等于第一现有技术基板的有效孔径比。
而且，利用第二现有技术基板，在像素区的孔径中不留下第三绝缘层408，因此层408可以使用有色的介电材料。由于可以以低成本获得例如有机材料的有色电介电材料(例如，酚醛清漆树脂)，与第一现有技术基板相比可以以更低的成本实现等效的性能。另一方面，利用第一现有技术基板，由于层408形成在整个玻璃板420上，因此第三绝缘层408必须是透明的。透明介电材料的成本高于有色的介电材料的成本，这增加了基板本身的成本。
作为上述问题的又一种解决办法，在日本未审查的专利公报第2004-062145号(第26页第42行至27页第15行，图23)公开了一种有源-矩阵寻址基板，下面可以称为“第三现有技术基板”。在附图5和图6A至6C中示出了该现有技术基板。图5是第三现有技术基板的平面图。图6A至6C分别是沿图5中的线VIA-VIA、VIB-VIB和VIC-VIC的部分剖面图。这些图示出了其中一个像素区的结构。
如图5和图6A至6C所示，第三现有技术基板包括扫描信号线501和公共信号线502，该扫描信号线501和公共信号线502在透明玻璃板520的表面上彼此平行延伸。通过对第一金属膜进行构图来形成这些线501和502。每个扫描信号线501的一部分用作其中一个相应的TFT 505的栅电极。在整个板520上形成第一绝缘层503，以覆盖线501和502。
在第一绝缘层503上，对于每个TFT 505，依次形成构图的a-Si层521和n-型构图的a-Si层522，从而与TFT部分中的相应的扫描信号线501重叠。TFT 505的源电极506a和漏电极504a形成为与相应的a-Si层522重叠。而且，在第一绝缘层503上形成图像信号线504，以与扫描信号线501和公共信号线502相垂直地延伸。通过对第二金属膜进行构图来形成图像信号线504、漏电极504a、像素电极506和源电极506a。漏电极504a分别同相应的图像信号线504结合。源电极506a分别同相应的像素电极506结合。在第一绝缘层503上形成第二绝缘层507，以覆盖整个板520上的图像信号线504、漏电极504a、像素电极506和源电极506a。由于像素电极506同相应的源电极506a结合，因此就不再需要用于将像素电极506电连接到相应的源电极506a的接触孔。
在第二绝缘层507上有选择地形成厚的第三绝缘层508。保留层508以仅仅覆盖各个图像信号线504。如图6B所示，层508的截面如同岸堤一样，沿各个线504延伸。通过对透明的、导电材料膜进行构图，在第二或第三绝缘层507或508上形成公共电极510。与第一和第二现有技术基板一样，每个像素电极506具有梳-齿形部分，以及公共电极510也具有梳-齿形部分。通过第二和第三绝缘层507和508，用公共电极510完全覆盖图像信号线504。
类似于第二现有技术基板，第三绝缘层508可以通过有色的或透明介电材料来形成。
公共电极510分别通过相应的接触孔512接触公共信号线502。因此，公共电极510被电连接到公共信号线502。
利用图5和图6A至6C的第三现有技术基板，类似于第二现有技术基板，有选择地保留第三绝缘层508以仅仅覆盖各个图像信号线504，以及第三绝缘层508具有如岸堤一样的截面。如此，通过负载电容的减小而降低了驱动电压。具体地，由于在第一和第二绝缘层503和507上分别形成了像素电极506和公共电极510，电极506和510的这些梳-齿形部分位于不同的水平面上。因此，如果在玻璃板520上形成第三绝缘层508，那么驱动电压将过高。由此，有选择地保留第三绝缘层508以仅仅覆盖图像信号线504。
此外，与第二现有技术基板一样，用公共电极510完全地重叠或覆盖图像信号线504，因此像素区的孔径可以被扩展到相应的图像信号线504的附近。此时，与第二现有技术基板一样，因为图像信号线504沿截面部分方向上近似地被公共电极510所围绕，因此与第一现有技术基板相比，对来自图像信号线504的泄漏电场进行屏蔽的可获得功能被增强了。根据发明人的实验，为了有效地屏蔽来自图像信号线504的泄漏电场，公共电极510距相应的图像信号线504的边缘具有4μm的横向凸出宽度就足够了。
利用第三现有技术基板，如上所述，接触孔的数目减少了一个，并且公共电极510距相应图像信号线504的边缘的横向凸出宽度减小了。因此，与第二现有技术基板相比可获得较高的孔径比。
而且，由于通过导电金属形成像素电极506，对透射率的贡献降低了。但是，根据发明人的模拟结果，有效孔径比将近似增加5％。结果，与第一和第二现有技术基板相比，总体的有效孔径比将更高。纵向串扰的缺点也可以被抑制。
如上所述，如由第二和第三现有技术基板看到，通过有选择地保留在图像信号线404或504和公共电极410或510之间***的岸堤形的第三绝缘层408或508，从而仅仅覆盖图像信号线404或504，则可以实现制造成本的降低，以及可以实现比第一现有技术基板更高的孔径比。
但是，如果有选择地保留岸堤形第三绝缘层408或508从而仅仅覆盖图像信号线404或504，以提高增加孔径比的性能，那么在图像信号线404或504附近可能形成大的台阶(即，大的水平面差)。这些大的台阶将产生摩擦方向的不均匀性，这干扰了液晶分子的初始定向(或配向)。当显示黑色时，这种现象可体现为在该台阶附近的光泄漏。由于以正常的黑色模式驱动IPS型LCD器件，因此该初始定向的所述干扰将成为第二绝缘层407或507的台阶附近光泄漏的原因，结果增加了黑色亮度并降低了对比度。
作为该问题的一种解决办法，在2004年1月8日提交的日本专利申请第2004-002782号(对应于日本未审查的专利公报第2005-195927号)制成一种有源矩阵寻址基板。(图1和2以及它们的相应说明)，下面可以被称为“第一相关技术基板”。在附图7和图8A至8C中示出了该相关技术基板。图7是第一相关技术基板的平面图。图8A至8C分别是沿图7中的线VIIIA-VIIIA、VIIIB-VIIIB和VIIIC-VIIIC的部分剖面图。这些图示出了其中一个像素区的结构。
除了在与信号线601和公共信号线602相同的水平面上，在各个图像信号线604附近附加地设置了光屏蔽电极613之外，第一相关技术基板的结构与图5和图6A至6C的第三现有技术基板的结构相同。
具体地，如图7和图8A至8C所示，第一相关技术基板包括扫描信号线601和公共信号线602，该扫描信号线601和公共信号线602在透明玻璃板620的表面上彼此平行延伸。通过对第一金属膜进行构图来形成这些线601和602。每个扫描信号线601的一部分用作其中一个相应的TFT 605的栅电极。
在玻璃板620上，在每个图像信号线604附近附加地设置一对线性光屏蔽电极613。形成为沿所述线604延伸的电极613可以电连接到相应的公共信号线602或与其他电极电隔离。由于光屏蔽电极613位于板620上，因此电极613处于与信号线601和公共信号线602相同的水平面上。通过对用于信号线601和公共信号线602的第一金属薄膜进行构图而形成该光屏蔽电极613。
在整个板620上形成第一绝缘层603，以覆盖扫描信号线601、公共信号线602和光屏蔽电极613。
在第一绝缘层603上，对于每个TFT 605，依次形成构图的a-Si层621和n-型构图的a-Si层622，以与TFT部分中的相应的其中一个扫描信号线601重叠。TFT 605的源电极606a和漏电极604a形成为与相应的其中一个a-Si层622重叠。
而且，形成掩埋在第一绝缘层603中的图像信号线604，以与扫描信号线601和公共信号线602相垂直地延伸。通过对第二金属膜进行构图来形成图像信号线604、漏电极604a、像素电极606和源电极606a。漏电极604a分别同相应的图像信号线604结合。源电极606a分别同相应的像素电极606结合。
在第一绝缘层603上形成第二绝缘层607，以覆盖整个板620上的图像信号线604、漏电极604a、像素电极606和源电极606a。由于像素电极606同相应的源电极606a结合，因此就不再需要用于将像素电极606电连接到相应源电极606a的接触孔。
在第二绝缘层607上有选择地形成厚的第三绝缘层608。保留第三绝缘层608以仅仅覆盖各个图像信号线604。如图8B所示，层608的截面如同岸堤一样，沿各个线604延伸。通过对透明的、导电材料膜进行构图，在第二或第三绝缘层607或608上形成公共电极610。如同第一和第二现有技术基板，每个像素电极609具有梳-齿形部分，以及公共电极610也具有梳-齿形部分。通过第二和第三绝缘层607和608用公共电极610完全覆盖图像信号线604。
公共电极610分别通过相应的接触孔612接触公共信号线602。因此，公共电极610电连接到公共信号线602。
利用图7和图8A至8C的第一相关技术基板，在与信号线601和公共信号线602相同水平面上，在每个图像信号线604附近附加地设置光屏蔽电极613。因此，可以防止由于图像信号线604附近的台阶(即，水平差)而引起的光泄漏，因此可以抑制黑色亮度的增加和对比度的降低。
光屏蔽电极613可以电连接到相应的公共信号线602或与其他电极电隔离(即，电浮置)。而且，电极613可以位于每个图像信号线604的一侧或两侧，这两种布置根据像素的布局来选择。
以此方式，通过光屏蔽电极613可以防止由于图像信号线604附近的第三绝缘层608的台阶(即，水平差)而导致的光泄漏，因此可以抑制黑色亮度的增加和对比度的降低。但是，发明人发现，当由金属形成像素电极610时，不能忽略像素电极610的厚度影响。
图10示意性地示出了图7和图8A至8C的第一相关技术基板中的像素区的孔径截面。如图10所示，当在第一绝缘层203上形成像素电极206之后，通过CVD(化学气相淀积)工艺在第一绝缘层203上淀积氮化硅(通用材料)作为第二绝缘层207时，层207将形成有台阶(即，水平差)230，该台阶对应于由像素电极206引起的台阶。由于层207的台阶230是陡峭的，它产生不均匀性的摩擦方向，在台阶230附近显示黑色的状态下导致了光泄漏。结果，黑色亮度增加和对比度降低的问题仍未解决。
在图10中，参考数字210和220分别表示公共电极和透明玻璃板。
另一方面，如果减小了像素电极206的厚度，以减小台阶230的内部水平面间距(高度)，那么图像信号线(图10中未示出)的厚度将被减小。这是因为像素电极206和图像信号线都是通过对相同的金属膜进行构图来形成的。因此，产生另一个问题，即，通过图像信号线将被写入相应像素的图像信号将被延迟。
而且，类似于第三现有技术基板和第一相关技术基板，伴随通过***第二绝缘层207在像素电极206上设置公共电极210的结构，由于公共电极210的台阶，定向层(位于公共电极210上)的厚度很可能是不均匀的。结果，通过摩擦操作液晶分子的初始定向将退化，由此导致由像素电极206的台阶230引起的上述问题相类似的问题。
发明内容
考虑到上述问题做出了本发明。
本发明的主要目的是提供一种有源矩阵寻址基板，其改善了由像素电极和/或公共电极的台阶(水平差)引起的液晶分子的初始定向的退化，并提供了一种制造该基板的方法。
本发明的另一目的是提供一种有源-矩阵寻址基板，其抑制了显示黑色的状态下的光泄漏，以实现更高的对比度和更高的均匀性，并提供了一种制造该基板的方法。
对所属领域的技术人员来说由下列描述将明白上述目的连同未具体地提及的其它目的。
根据本发明的第一方面，提供一种有源-矩阵寻址基板，包括：
透明板；
在板上或在板上方形成的扫描信号线和公共信号线；
在板上或在板上方形成的第一绝缘层，以覆盖扫描信号线和公共信号线；
在第一绝缘层上形成的图像信号线和像素电极；
在第一绝缘层上形成的第二绝缘层，以覆盖图像信号线和像素电极；
在第二绝缘层上形成的经构图的第三绝缘层，以有选择地覆盖图像信号线；以及
在第三绝缘层上形成的公共电极；
其中第二绝缘层由在硬化之前具有流动性的介电材料制成。
利用根据本发明的第一方面的有源-矩阵寻址基板，在第一绝缘层上或在第一绝缘层上方形成像素电极，以及在第三绝缘层上形成公共电极。因此，像素电极和公共电极位于不同的水平面上，第二绝缘层由于它们附近的像素电极而具有台阶或水平差。
但是，第二绝缘层由在硬化之前具有流动性的介电材料制成。因此，第二绝缘层的台阶被有效地抑制或减轻，这意味着第二绝缘层的台阶逐渐地倾斜。
而且，由于第二绝缘层的台阶逐渐地倾斜，因此由公共电极引起的重叠定向层的台阶也将逐渐地倾斜。
结果，由像素电极和/或公共电极的台阶所引起的液晶分子的初始定向的退化被改善了。此外，因为相同的原因，显示黑色的状态下的光泄漏得到抑制，因此可以实现更高的对比度和更高的均匀性。
根据本发明的第二方面，提供另一种有源-矩阵寻址基板，包括
透明板；
在板上或在板上方形成的扫描信号线、公共信号线和光屏蔽电极；
在板上或在板上方形成的第一绝缘层，以覆盖扫描信号线、公共信号线和光屏蔽电极；
在第一绝缘层上或第一绝缘层中形成的图像信号线，以与相应的光屏蔽电极重叠；
第一绝缘层上形成的像素电极；
在第一绝缘层上形成的第二绝缘层，以覆盖图像信号线、像素电极和光屏蔽电极；
在第二绝缘层上形成的经构图的第三绝缘层，以有选择地覆盖图像信号线；以及
在第三绝缘层上形成的公共电极；
其中第二绝缘层由在硬化之前具有流动性的介电材料制成。
根据本发明的第二方面的基板对应于通过向根据本发明第一方面的基板增加光屏蔽电极而获得的基板。
利用根据本发明第二方面的有源矩阵寻址基板，在第一绝缘层上或在第一绝缘层上方形成像素电极，以及在第三绝缘层上形成公共电极。因此，像素电极和公共电极位于不同的水平面上，第二绝缘层由于它们附近像素电极而具有台阶或水平差。
但是，第二绝缘层由在硬化之前具有流动性的介电材料制成。因此，第二绝缘层的台阶得到有效的抑制或减轻，这意味着第二绝缘层的台阶逐渐地倾斜。
而且，由于第二绝缘层的台阶逐渐地倾斜，由公共电极引起的重叠定向层的台阶也将逐渐地倾斜。
结果，由于像素电极和/或公共电极的台阶所引起的液晶分子的初始定向的退化得到了改善。此外，因为相同的原因，在显示黑色状态下的光泄漏被抑制，因此可以实现更高的对比度和更高的均匀性。
在根据本发明的第一或第二方面的基板的优选实施例中，在硬化之前具有流动性的介电材料是丙烯酸树脂。
在根据本发明的第一或第二方面的基板的另一优选实施例中，第二绝缘层的厚度近似等于或大于像素电极的厚度，以及在其平坦或均匀位置处具有大约300nm或以下的厚度，或在各个像素电极的附近具有大约30°或以下的倾斜角。
在根据本发明的第一或第二方面的基板的另一优选实施例中，像素电极由不透明的导电材料制成并具有大约200nm或以上的厚度。
在根据本发明的第一或第二方面的基板的再一优选实施例中，公共电极由透明的导电材料制成并具有大约50nm或以下的厚度。
根据本发明的第三方面，提供了一种制造有源矩阵寻址基板的方法，包括以下步骤：
在透明板上或在透明板上方形成扫描信号线和公共信号线；
在板上或在板上方形成第一绝缘层，以覆盖扫描信号线和公共信号线；
在第一绝缘层上形成图像信号线和像素电极；
在第一绝缘层上形成第二绝缘层，以覆盖图像信号线和像素电极；
在第二绝缘层上形成经构图的第三绝缘层，以有选择地覆盖图像信号线；以及
在第二或第三绝缘层上形成公共电极；
其中通过使用在硬化之前具有流动性的介电材料形成第二绝缘层。
利用根据本发明的第三方面的方法，制造根据本发明的第一方面的有源-矩阵寻址基板是显而易见的。
根据本发明的第四方面，提供了另一种制造有源-矩阵寻址基板的方法，包括以下步骤：
在透明板上或在透明板上方形成扫描信号线、公共信号线和光屏蔽电极；
在板上或在板上方形成第一绝缘层，以覆盖扫描信号线、公共信号线和光屏蔽电极；
在第一绝缘层上或在第一绝缘层中形成图像信号线，以与相应的光屏蔽电极重叠；
在第一绝缘层上形成像素电极；
在第一绝缘层上形成第二绝缘层，以覆盖图像信号线、像素电极和光屏蔽电极；
在第二绝缘层上形成经构图的第三绝缘层，以有选择地覆盖图像信号线；以及
在第三绝缘层上形成公共电极；
其中第二绝缘层由在硬化之前具有流动性的介电材料制成。
利用根据本发明的第四方面的方法来制造根据本发明的第二方面的有源-矩阵寻址基板是显而易见的。
在根据本发明的第三或第四方面的方法的优选实施例中，在硬化之前具有流动性的介电材料是丙烯酸树脂。
附图说明
为了可以容易地实施本发明，现在将参考附图描述本发明。
图1示出了第一现有技术有源-矩阵寻址基板的平面图。
图2A至2C分别示出了沿图1中的线IIA-IIA，IIB-IIB和IIC-IIC的部分剖面图。
图3示出了第二现有技术有源矩阵寻址基板的平面图。
图4A至4C分别示出了沿图3中的线IVA-IVA、IVB-IVB和IVC-IVC的部分剖面图。
图5示出了第三现有技术有源-矩阵寻址基板的平面图。
图6A至6C分别示出了沿图5中的线VIA-VIA、VIB-VIB和VIC-VIC的部分剖面图。
图7示出了第一相关技术有源-矩阵寻址基板的平面图。
图8A至8C分别示出了沿图7中的线VIIIA-VIIIA、VIIIB-VIIIB和VIIIC-VIIIC的部分剖面图。
图9示出了示意性剖面图，示出了根据本发明的有源-矩阵寻址基板的像素区的孔。
图10示出了示意性剖面图，示出了图7和图8A至8C所示的第一相关技术有源矩阵寻址基板的像素区的孔径。
图11A至11C分别示出了沿图15的线XIVA-XIVA、XIVB-XIVB和XIVC-XIVC的部分剖面图，其示出了根据本发明的第一实施例的有源矩阵寻址基板的制造方法的步骤。
图12A至12C分别示出了沿图15的线XIVA-XIVA、XIVB-XIVB和XIVC-XIVC的部分剖面图，其示出了根据本发明的第一实施例的有源矩阵寻址基板的制造方法的后续步骤。
图13A至13C分别示出了沿图15的线XIVA-XIVA、XIVB-XIVB和XIVC-XIVC的部分剖面图，示出了根据本发明的第一实施例的有源矩阵寻址基板的制造方法的后续步骤。
图14A至14C分别示出了沿图15的线XIVA-XIVA、XIVB-XIVB和XIVC-XIVC的部分剖面图，示出了根据本发明的第一实施例的有源矩阵寻址基板的制造方法的后续步骤。
图15示出了根据本发明的第一实施例的有源矩阵寻址基板的平面图。
具体实施方式
下面将参考附图详细地描述本发明的优选实施例。
第一实施例
图14A至14C和图15示出了根据本发明的第一实施例的有源-矩阵寻址基板，该有源-矩阵寻址基板用于使用横向电场的有源-矩阵寻址LCD器件。这些图示出了其中一个像素区的结构。
除了以不同的方法由不同的材料形成第二绝缘层之外，根据第一实施例的基板近似与先前所述的图7和图8A至8C的第一相关技术的基板相同。
具体地，如图15和图14A至14C所示，根据第一实施例的基板包括扫描信号线101和公共信号线102，该扫描信号线101和公共信号线102在透明玻璃板120的表面上彼此平行延伸。通过对第一金属膜进行构图来形成这些线101和102。每个扫描信号线101的一部分用作相应的其中一个TFT 105的栅电极。
在玻璃板120上，在每个图像信号线104的附近附加地设置一对线性的光屏蔽电极113。形成为沿所述线104延伸的电极113可以电连接到相应的公共信号线102或被电隔离。由于光屏蔽电极113位于板120上，因此电极113处于与扫描信号线101和公共信号线102相同的水平面上。通过对用于扫描信号线101和公共扫描信号线102的第一金属薄膜进行构图来形成该光屏蔽电极113。
在整个板120上形成第一绝缘层103，以覆盖扫描信号线101、公共信号线102和光屏蔽电极113。
在第一绝缘层103上，对于每个TFT105，依次形成构图的a-Si层121和n-型构图的a-Si层122，以与TFT部分中相应的其中一条扫描信号线101重叠。TFT 105的源电极106a和漏电极104a形成为与相应的其中一个a-Si层122重叠。
形成将被掩埋在第一绝缘层103中的图像信号线104，以与扫描信号线101和公共信号线102相垂直地延伸。通过对第二金属膜进行构图来形成图像信号线104、漏电极104a、像素电极106和源电极106a。漏电极104a分别同相应的图像信号线104结合。源电极106a分别同相应的像素电极106结合。
在第一绝缘层103上形成第二绝缘层107，以覆盖整个板120上的图像信号线104、漏电极104a、像素电极106和源电极106a。由于像素电极106同相应的源电极106结合，因此用于将像素电极106电连接到相应的源电极106a的接触孔就不再需要了。
这里，第二绝缘层107由如固化的丙烯酸树脂的固化或硬化的介电树脂制成。因为这种介电树脂在固化或硬化之前具有流动性，因此该树脂可以通过涂敷工序以层的形式形成在第一绝缘层103上。因此，如在图9中清楚地示出的，结果，邻近像素电极106的层107的台阶或水平差被有效地抑制或减轻了，这意味着台阶130逐渐地倾斜。
在第二绝缘层107上有选择地形成厚的第三绝缘层108。只保留仅仅覆盖各个图像信号线104的第三绝缘层108。如图14B所示，层108的截面如同岸堤一样，沿各个线104延伸。通过对透明的、导电材料膜进行构图，在第三绝缘层108和第二绝缘层107的露出部分上形成公共电极110。每个像素电极109具有梳-齿形部分，以及公共电极110也具有梳-齿形部分。通过第二和第三绝缘层107和108，用公共电极110完全覆盖图像信号线104。
公共电极110分别通过相应的接触孔112接触公共信号线102。因此，公共电极110被电连接到公共信号线102。
接下来，下面将根据图11A至14C说明根据第一实施例的基板的制造方法。
首先，如图11A至11C所示，在玻璃板120的表面上形成第一金属膜(未示出)，对其进行构图以形成扫描信号线101、公共信号线102和线性的光屏蔽电极113。
接下来，在整个板120上形成第一绝缘层103(例如，氮化硅层)以覆盖扫描信号线101、公共信号线102和光屏蔽电极113。在图11A至11C中示出了该阶段的状态。
接下来，在由此形成的第一绝缘层103上，依次形成a-Si层和n-型a-Si层并进行构图，由此在TFT部分中形成a-Si层121和n-型a-Si层122。在与各个图像信号线104对应的位置处有选择地刻蚀第一绝缘层103，由此形成沟槽。此后，在第一绝缘层103上形成第二金属膜并进行构图，由此形成图像信号线104、漏电极104a、像素电极106以及源电极106a。在第一绝缘层103的相应沟槽中埋置图像信号线104。
a-Si层121和122被有选择地刻蚀，以在TFT部分中形成凹陷130。在图12A至12C中示出了该阶段的状态。
接着，为了形成第二绝缘层107，通过旋涂工序，在第一绝缘层103上涂敷丙烯酸树脂，然后为了进行固化或硬化，对所涂敷的具有希望厚度的树脂层进行曝光、显影和烧结。作为丙烯酸树脂，例如，可以使用由JSR公司制造的PC 415G。在硬化之前，这种丙烯酸树脂具有高流动性，因此可以容易地进行旋涂工序。而且，因为这种丙烯酸树脂用于形成第二绝缘层107，因此在像素电极106附近形成了层107的逐渐地倾斜的台阶130。在图13A至13C中示出了该阶段的状态。
在此之后，在第二绝缘层107上形成第三绝缘层108并随后进行构图，由此保留它从而仅仅覆盖各个图像信号线104。因此，在第二绝缘层107上有选择地形成了岸堤形的层108。
有选择地刻蚀第一和第二绝缘层103和107，以形成用于公共电极110的接触孔112。
此后，在第二和第三绝缘层107和108上形成透明的导电薄膜如ITO(铟锡氧化物)膜并随后进行构图，由此形成公共电极110。公共电极110分别通过相应的接触孔112接触公共信号线102。在图14A至14C和图15中示出了该阶段下的状态。
用上述工序步骤制造根据第一实施例的有源-矩阵寻址基板。
利用根据第一实施例的基板，由于第二绝缘层107由通过在第一绝缘层103上涂敷丙烯酸树脂并硬化该丙烯酸树脂而形成的丙烯酸树脂层制成，因此接近像素电极106的第二绝缘层107的台阶或水平差130被有效地抑制或减轻。因此，如在图9中清楚地看到的，层107的台阶130逐渐地倾斜。
而且，由于第二绝缘层的台阶逐渐地倾斜，由在第二绝缘层107上形成的公共电极110所引起的台阶将也逐渐地倾斜。
结果，由像素电极106和/或公共电极110的台阶或水平差所引起的液晶分子的初始定向的退化得到了改善。此外，由于相同的原因，显示黑色状态下的光泄漏被抑制了，因此可以实现更高的对比度和更高的均匀性。
另一方面，如图10所示，利用图7和图8A至8C的第一相关技术基板，第二绝缘层207由第一绝缘层203上形成的氮化硅膜制成。因此，接近像素电极206的第二绝缘层207的台阶或水平差230较大，这反映出底层像素电极206的厚度。由此，会出现显示黑色状态下的光泄漏问题。
尽管在第一实施例中，第二绝缘层107由丙烯酸树脂制成，但是只要进行其涂敷工序时它具有足够高的流动性和具有减轻或抑制由于像素电极106而导致的水平差的性能，则可以为该目的而使用任意其他的材料。
而且，第一实施例的结构近似与图7和图8A至8C的第一相关技术基板的结构相同。但是，如果通过***第二绝缘层107，在像素电极106上形成公共电极110，那么可以使用任意其他的有源矩阵基板的结构。例如，图5和图6A至6C的第三现有技术基板的结构可以用于第一实施例。
第二实施例
接下来，下面将说明根据本发明第二实施例的有源-矩阵基板及其制造方法。
第二实施例的结构和制造工序步骤与第一实施例相同。因此，这里省略关于它们的说明。
第二实施例的特点是限定像素电极的厚度。下面根据图9说明该特点。
由于像素电极106位于与图像信号线相同的水平面上，因此像素电极106的厚度Tp等于图像信号线的厚度。为了减小第二绝缘层107的台阶130的高度(即，水平差)，像素电极106可以被减薄。但是，在此情况下，图像信号的写操作很可能被延迟。因此，需要基于对台阶130的影响和图像信号的延迟写操作的影响进行平衡的结果来确定像素和公共电极106和110的厚度。
利用图10所示的第一相关技术的结构，如果像素电极206的厚度增加，那么由于台阶230而导致了上述问题；如果像素电极206的厚度被减小，那么会产生被延迟的图像信号的写操作。
利用第二实施例的结构，与图10的结构不同，因为台阶130逐渐地倾斜，因此可以增加像素电极106的厚度Tp。根据发明人的测试，像素电极106的优选厚度Tp大约是2000(＝200nm)或以上，该厚度被证实可以抑制被延迟的图像信号的写操作。
以此方式，通过形成具有200nm或以上厚度的像素电极106和图像信号线，以及使用在涂敷工序中具有流动性和具有减轻台阶130功能的介电材料来形成第二绝缘层107，可以减轻台阶130，同时可以抑制被延迟的图像信号的写操作。
尽管这里确定了像素电极106的厚度Tp的下限，但是可以根据用于第二绝缘层107的介电材料的流动性、涂敷条件、烧结条件等等来适当地确定其上限。
而且，如果通过***第二绝缘层107，在像素电极106之上形成公共电极110，那么可以应用任意其他有源矩阵基板的结构，例如，图5和图6A至6C的第三现有技术基板的结构。
第三实施例
接下来，下面将说明根据本发明的第三实施例的有源-矩阵基板及其制造方法。
第三实施例的结构和制造工序步骤与第一或第二实施例相同。因此，这里省略关于它们的说明。
第三实施例的特点是限定了公共电极的厚度。下面根据图9说明该特点。
由于使用与位于最低水平面上的公共信号线不同的工序步骤来形成位于第二绝缘层107上的公共电极110，因此，可以与公共信号线独立地确定公共电极110的厚度Tc。但是，如果公共电极110太厚，那么位于公共电极110上的定向层的厚度可能局部性地太小。另外，公共电极110可能从定向层部分地露出。因此，受定向层影响的初始定向将退化。因此，在第三实施例中，为了抑制初始定向影响的这种退化，公共电极110的优选厚度Tc被限定为大约500(＝50nm)或以下。
根据发明人的测试，证实如果公共电极110的厚度Tc大约为50nm或以下，那么通过用于定向层的普通印刷工序，可以吸收公共电极110的台阶或水平差，因此公共电极110被定向层很好的覆盖。
以此方式，通过在涂敷工序中使用具有流动性和具有减轻台阶130的功能的介电材料来形成第二绝缘层107，以及接着形成具有大约50nm或以下厚度的公共电极110，台阶130可以被减轻，同时，可以抑制初始定向的退化。
尽管这里限定了公共电极110的厚度Tc的上限，但是可以根据公共电极的宽度、用于公共电极110的导电材料的导电性、导电材料的机械强度等恰当地确定其下限。
而且，如果通过***第二绝缘层107在像素电极106上形成公共电极110，那么可以使用任意其他有源矩阵基板的结构，例如，图5和图6A至6C的第三现有技术基板的结构。
第四实施例
接下来，下面将说明根据本发明的第四实施例的有源-矩阵基板及其制造方法。
第四实施例的结构和制造工序步骤与第一、第二或第三实施例相同。因此，这里省略关于它们的说明。
第四实施例的特点是限定第二绝缘层的厚度。下面根据图9说明该特点。
很显然第二绝缘层107越厚，由于像素电极106而引起的台阶130的减轻效果就越明显。但是，利用根据本发明的有源矩阵寻址基板的类型，像素电极106和公共电极110位于不同的水平面中，因此，随着第二绝缘层107在其平坦或均匀位置处的厚度Td的增加，驱动电压很可能会过高。因此，在第四实施例中，第二绝缘层107的优选厚度Td被限定为大约3000(＝300nm)或以下，厚度Td被设置成近似等于或大于像素电极的厚度Tp。
根据发明人的测试，证实如果第二绝缘层107的厚度Td近似等于或大于像素电极的厚度Tp，那么在基本上不会发生由台阶130而引起问题的水平上，受第二绝缘层107的台阶130的影响可以得到抑制。而且，如果第二绝缘层107的厚度Td大约是300nm或以下，那么与像素电极106和公共电极110位于相同水平面中的结构相比较，驱动电压的上升被抑制到0.25V，实际上不会产生问题。
以此方式，通过在涂敷工序中使用具有流动性和具有减轻台阶130功能的介电材料将第二绝缘层107形成至具有大约300nm或以下的厚度，驱动电压的增加可以得到抑制，同时可以减轻台阶130的影响。
如果通过***第二绝缘层107，在像素电极106之上形成公共电极110，那么可以使用任意其他有源矩阵基板的结构，例如，图5和图6A至6C的第三现有技术基板的结构。
第五实施例
接下来，下面将说明根据本发明的第五实施例的有源-矩阵基板及其制造方法。
第五实施例的结构和制造工序步骤与第一、第二、第三或第四实施例相同。因此，这里省略关于它们的说明。
第五实施例的特点是限定第二绝缘层的倾斜角。下面根据图9说明该特点。
为了使由像素电极106引起的第二绝缘层107的台阶或水平差130变得完全平整，即使在涂敷工序中由具有高流动性的介电材料来形成第二绝缘层107，也要求第二绝缘层107的厚度Td大约为10000(＝1μm)或以上。但是，该需求是不切实际的。另一方面，发明人发现如果台阶130的倾斜角θ较小，那么台阶130的影响可以被抑制在一个基本不会发生问题的水平，而不必完全地平整化该台阶130。这里，倾斜角θ被定义为台阶130顶部的切线L1和台阶130的侧面上的切线L2之间的夹角。
由此，在第五实施例中，第二绝缘层107的台阶130的优选倾斜角θ被定义为大约30°或以下。根据发明人的测试，如果优选的倾斜角θ大约为30°或以下，那么由于定向退化所引起的光泄漏几乎不影响黑色亮度。
以此方式，通过在涂敷工序中使用具有流动性和具有减轻台阶130的功能的介电材料来形成第二绝缘层107，使其具有大约30°或以下的倾斜角，则由像素电极106而引起的台阶130的影响可以得到抑制。
如果通过***第二绝缘层107在像素电极106之上形成公共电极110，那么可以应用任意其他有源矩阵基板的结构，例如，图5和图6A至6C的第三现有技术基板的结构。
其他实施例
不用说本发明并不局限于上述第一至第五实施例及它们的变型。任意其他改进可应用于这些实施例及变型。
例如，利用本发明的上述第一至第五实施例，本发明可应用于使用横向电场的有源矩阵寻址LCD器件的有源矩阵寻址基板。但是，本发明还可应用于任意其他类型的LCD器件和任意的有机EL(电致发光)显示器件。
尽管已经描述了本发明的优选形式，但是应当理解对于本领域的技术人员来说在不脱离本发明的精神的前提下所进行的各种修改是显而易见的。因此本发明的保护范围单独由权利要求书来决定。

Claims (18)

1.一种有源矩阵寻址基板，包括：
透明板；
在该板上或在该板上方形成的扫描信号线和公共信号线；
在该板上或在该板上方形成的第一绝缘层，以覆盖所述扫描信号线和所述公共信号线；
在所述第一绝缘层上形成的图像信号线和像素电极；
在所述第一绝缘层上形成的第二绝缘层，以覆盖图像信号线和像素电极；
在所述第二绝缘层上形成的经构图的第三绝缘层，以有选择地覆盖图像信号线；以及
在所述第三绝缘层上形成的公共电极；
其中所述第二绝缘层由在硬化之前具有流动性的介电材料制成。
2.根据权利要求1的基板，其中所述在硬化之前具有流动性的介电材料是丙烯酸树脂。
3.根据权利要求1的基板，其中所述第二绝缘层在其平坦或均匀位置处的厚度近似等于所述像素电极的厚度；以及
所述第二绝缘层在其平坦或均匀的位置处具有大约300nm或以下的厚度。
4.根据权利要求1的基板，其中所述第二绝缘层在其平坦或均匀的位置处的厚度近似等于所述像素电极的厚度；以及
在所述各个像素电极附近的所述第二绝缘层具有大约30°或以下的倾斜角。
5.根据权利要求1的基板，其中所述第二绝缘层在其平坦或均匀位置处的厚度近似等于像素电极的厚度；
所述第二绝缘层在其平坦或均匀的位置处具有大约300nm或以下的厚度；以及
在所述各个像素电极附近的所述第二绝缘层具有大约30°或以下的倾斜角。
6.根据权利要求1的基板，其中所述像素电极由不透明的导电材料制成，以及具有大约200nm或以上的厚度。
7.根据权利要求1的基板，其中所述公共电极由透明的导电材料制成以及，具有大约50nm或以下的厚度。
8.一种有源矩阵寻址基板，包括：
透明板；
在所述板上或在所述板上方形成的扫描信号线、公共信号线和光屏蔽电极；
在所述板上或在所述板上方形成的第一绝缘层，以覆盖扫描信号线、公共信号线和光屏蔽电极；
在所述第一绝缘层上或第一绝缘层中形成的图像信号线，以与相应的光屏蔽电极重叠；
在所述第一绝缘层上形成的像素电极；
在所述第一绝缘层上形成的第二绝缘层，以覆盖所述图像信号线、所述像素电极和所述光屏蔽电极；
在所述第二绝缘层上形成的经构图的第三绝缘层，以有选择地覆盖所述图像信号线；以及
在该第三绝缘层上形成的公共电极；
其中该第二绝缘层由在硬化之前具有流动性的介电材料制成。
9.根据权利要求8的基板，其中所述在硬化之前具有流动性的介电材料是丙烯酸树脂。
10.根据权利要求8的基板，其中所述第二绝缘层在其平坦或均匀位置处的厚度近似等于所述像素电极的厚度；以及
所述第二绝缘层在其平坦或均匀的位置处具有大约300nm或以下的厚度。
11.根据权利要求8的基板，其中所述第二绝缘层在其平坦或均匀位置处的厚度近似等于所述像素电极的厚度；以及
在所述各个像素电极附近的所述第二绝缘层具有大约30°或以下的倾斜角。
12.根据权利要求8的基板，其中所述第二绝缘层在其平坦或均匀位置处的厚度近似等于所述像素电极的厚度；
所述第二绝缘层在其平坦或均匀位置处具有大约300nm或以下的厚度；以及
在所述各个像素电极附近的所述第二绝缘层具有大约30°或以下的倾斜角。
13.根据权利要求8的基板，其中所述像素电极由不透明的导电材料制成，以及具有大约200nm或以上的厚度。
14.根据权利要求8的基板，其中该公共电极由透明的导电材料制成，以及具有大约50nm或以下的厚度。
15.一种制造有源矩阵寻址基板的方法，包括以下步骤：
在透明板上或在透明板上方形成的扫描信号线和公共信号线；
在所述板上或在所述板上方形成第一绝缘层，以覆盖该扫描信号线和公共信号线；
在所述第一绝缘层上形成图像信号线和像素电极；
在所述第一绝缘层上形成第二绝缘层，以覆盖所述图像信号线和所述像素电极；
在第二绝缘层上形成经构图的第三绝缘层，以有选择地覆盖所述图像信号线；以及
在所述第三绝缘层上形成公共电极；
其中通过使用在硬化之前具有流动性的介电材料来形成所述第二绝缘层。
16.根据权利要求15的方法，其中在硬化之前具有流动性的介电材料是丙烯酸树脂。
17.一种制造有源矩阵寻址基板的方法，包括以下步骤：
在透明板上或在透明板上方形成扫描信号线、公共信号线和光屏蔽电极；
在所述板上或在所述板上方形成第一绝缘层，以覆盖所述扫描信号线、所述公共信号线和所述光屏蔽电极；
在所述第一绝缘层上或所述第一绝缘层中形成图像信号线，以与相应的光屏蔽电极重叠；
在所述第一绝缘层上形成像素电极；
在所述第一绝缘层上形成第二绝缘层，以覆盖所述图像信号线、所述像素电极和所述光屏蔽电极；
在所述第二绝缘层上形成经构图的第三绝缘层，以有选择地覆盖所述图像信号线；以及
在所述第三绝缘层上形成公共电极；
其中所述第二绝缘层由在硬化之前具有流动性的介电材料制成。
18.根据权利要求17的方法，其中所述在硬化之前具有流动性的介电材料是丙烯酸树脂。
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