专利名称：液晶显示面板及其制造方法、液晶显示装置及所用的基板的制作方法
技术领域：
本发明涉及有源液晶显示(LCD)面板的领域，尤其涉及产生不同尺寸面板和最终面板的方法。
由于彩色显示器已经商业化，有源矩阵液晶显示(以下称为LCD)装置已经被用在各种各样的利用液晶显示器薄、亮度高以及需要很少功率优点的应用中。具有更高分辨率的更大屏幕的近期进展已经为液晶显示器用在更宽广的应用，包括汽车仪表板和飞机驾驶员座舱中创造了新的市场。
有源LCD装置还具有用在视频游戏机显示器、移动终端显示器和测量仪表显示器中潜力。然而，与PC和TV显示器不同，由于在这些领域中分辨率格式和屏幕纵横比未标准化，需要各种各样的屏幕尺寸、分辨率和屏幕纵横比。
满足这些要求的LCD的制备需要，即使是只改变了屏幕纵横比时在每种情况中也需要产生一组新的有源矩阵光掩膜，导致非常高的开发成本。因此，由模型改变引起的损失增加了产品的总制造成本。
图14示出根据现有技术的有源矩阵群及其连接衬垫(在安装时输入和输出信号的电极)的传统结构。信号线连接衬垫22与每个信号线21电连接。扫描线连接衬垫24与每个扫描线23电连接。含有多个有源矩阵元的基板25也示于图14中。
图15是有源矩阵元群26中单个单元的平面图。扫描线23由第一金属制成。信号线由第二金属制成。图15中还示出有源元件27和由第三金属或透明导电电极材料制成的象素电极28。
图16是图15沿箭头16-16通过有源元件27的部分的截面图。图16中示出基板30、由第一金属制成的扫描电极31、由第二金属制成的信号电极32和绝缘层33。
图17是信号线连接衬垫22的截面正视示意图。信号线连接衬垫22是利用第二金属与信号线21和信号电极32同时形成的。图18是设置扫描线连接衬垫24的面板的截面正视示意图。扫描线连接衬垫24是利用第一金属与扫描线23和扫描电极31同时形成的。信号线连接衬垫22也可以利用第三金属与象素电极28同时形成，如图19所示，而不是利用第二金属与信号线21和信号电极32同时形成的。
图19是截面示意图，代表在与信号线21接触的传统有源矩阵基板中设置有信号线连接衬垫22的面板中的区域。
当利用以上传统结构制备面板时，需要为制造具有不同显示屏尺寸的新显示器装置准备一组新的形成面板每个部分的掩膜。这导致增加开发前导时间以及降低光致工艺过程的生产率。
本发明的目的是提供一种在开发新的显示屏尺寸中能够缩短开发前导时间和显著改善光致工艺过程中转换损失的LCD面板的制造方法、LCD面板、LCD装置以及LCD面板用的基板。
本发明的另一个目的是提供一种利用单个尺寸的面板结构制造不同尺寸LCD屏幕的方法，它具有多个有源元件和地址线，覆盖比最大预期显示屏尺寸还大的区域以及通过仅在尺寸适合于产生所需显示屏尺寸的一部分单个面板结构中将象素电极和连接衬垫附加到信号线和扫描线上，完成最终显示面板。
因此，根据本发明，提供一种制造LCD面板的方法，包括步骤以预定间隔在基板上形成多个有引线的扫描线；以预定间隔在与扫描线正交的方向上并与其绝缘地形成多个有引线的信号线；以及在扫描线与信号线的交点处形成多个有源元件。在形成扫描线和信号线中的至少一个步骤以及形成有源元件的步骤中，信号线、扫描线和有源元件覆盖大于显示屏面积的预定区域，不管最终产品的显示屏尺寸如何。利用这一方法，可以采用大于显示屏尺寸的特定面积(如整个基板尺寸)的掩膜，而不管最终产品的显示屏尺寸，来形成扫描线、信号线和有源元件。因此，能够采用相同掩膜和共用的制造步骤来形成有源元件。
本发明LCD面板的制造方法进一步包括步骤形成多个对应于产品显示屏尺寸的象素电极；以及在产品屏幕尺寸以外的信号线和扫描线上形成多个连接衬垫，将信号线和扫描线电连接到外部信号源上。这种方法允许利用大于显示屏尺寸的特定面积(如整个基板面积)的掩膜形成扫描线、信号线和有源元件，而不管最终产品的显示屏尺寸。然后，采用对应于显示屏尺寸的掩膜来形成象素电极和连接衬垫，完成一个LCD面板。换句话说，可以采用一组一种尺寸的共同掩膜和共用的制造步骤来形成扫描线、信号线和有源元件，而不管最终产品的显示屏尺寸。因此，在开发新的显示屏尺寸中可以缩短开发前导时间，以及可以显著地改善光致工艺工程中的转换损失。
此外，对于形成多个象素电极的步骤和形成多个连接衬垫的步骤，本发明的LCD面板的制造方法可以采用相同材料，这两种步骤可以同时进行。于是，本发明减少了制造步骤和提高了工艺过程效率。
再有，本发明的LCD面板的制造方法可以利用相同的材料同时实现形成多个电极的步骤、形成多个连接衬垫的步骤以及形成多个扫描线的步骤或形成多个信号线的步骤。这进一步减少了制造步骤和提高了工艺过程效率。
在本发明的LCD面板的制造方法中，可以将激光束施加于连接衬垫与信号线或扫描线重叠的部位，以保证连接衬垫与信号线或扫描线之间的电连接。
根据本发明，还提供一种LCD面板，它包括含有多个被合称为地址线的正交信号线和扫描线和多个与所述地址线相关的有源元件的支承结构，这里，所述地址线中至少有一个和有源元件位于LCD面板的显示屏区域之外。
本发明的LCD面板包括由第一金属制成的多个扫描线、由第二金属制成的多个信号线以及在扫描线和信号线正交的部位中形成的多个有源元件。扫描线和信号线中至少一个和有源元件形成在基板的所需显示屏尺寸之外的预定区域中。
此外，LCD面板的基板包括一块基板、由第一金属制成的多个扫描线、由第二金属制成的多个信号线以及形成在扫描线和信号线的正交部位中的多个有源元件。扫描线和信号线中至少有一个和有源元件形成在基板的所需显示屏尺寸之外的预定区域中。这种基板并没有从外部电连接至扫描线和信号线的连接衬垫。因此，可以将本发明的LCD面板的基板用于产生不同的显示屏尺寸，从而提高了生产效率。
图1是按照本发明一个较佳实施例的LCD面板的正视示意图。
图2是按照本发明这一较佳实施例的信号线、连接至信号线引线的连接衬垫、相邻有源元件和扫描线的放大正视示意图。
图3是按照本发明这一较佳实施例的扫描线、连接至扫描线引线的连接衬垫、信号新和相邻有源元件的放大正视示意图。
图4是沿图2中4-4线截取的截面示意图。
图5是沿图3中5-5线截取的截面示意图。
图6是按照本发明这一较佳实施例的LCD面板的信号线、连接衬垫和相邻元件的放大正视示意图。
图7是沿图6中7-7线的箭头截取的截面示意图。
图8是按照本发明另一较佳实施例的LCD面板的信号线连接衬垫及其周围元件的放大正视示意图。
图9是按照本发明另一实施例的LCD面板的信号线连接衬垫及其周围元件的截面示意图。
图10是按照本发明另一较佳实施例的LCD面板的信号线连接衬垫及其周围元件的正视示意图。
图11是按照本发明另一较佳实施例的LCD面板的扫描线连接衬垫及其周围元件的正视示意图。
图12A示出一示意图，表示按照本发明的一个较大面板结构具有一个缺陷有源元件。
图12B示出采用图12A所示面板结构的各部分产生较小显示面积的LCD。
图13是一截面示意图，代表按照本发明另一较佳实施例的LCD面板的信号线、连接衬垫及其周围元件。
图14是现有有源矩阵基板(LCD面板)的正视图。
图15是图14所示传统有源矩阵基板的象素电极及其周围元件的放大正视示意图。
图16是根据现有技术的传统有源矩阵基板的截面示意图。
图17是根据现有技术的有源矩阵区域的截面示意图，表明传统的信号线连接衬垫。
图18是根据现有技术的有源矩阵区域的截面示意图，表明传统的扫描线连接衬垫。
图19是设置信号线连接衬垫的传统有源矩阵的区域的截面示意图。
接着将参考附图描述本发明的LCD面板的制造方法和利用该方法制造的LCD面板，这里，在所有的附图中相同标号代表相同元件。附图并不是按比例所划，这里提供的附图是为了便于说明本发明。
1、11、25、30基板2、12、23扫描线
3、13、33绝缘层4、14、21信号线5、15、27有源元件6、16、28象素电极7、17、24扫描线连接衬垫8、18、22信号线连接衬垫9、26有源元件群10 无缺陷的面板31 扫描电极32 信号电极S显示屏图1至7示出本发明的一个较佳实施例。正如图1至5所示，LCD面板包括基板11。以预定间隔在整个基板11上形成多个扫描线12。在整个基板11表面上的扫描线2上形成绝缘层13。以预定间隔在整个基板11表面上绝缘层13上形成多个信号线14，与扫描线12基本上垂直。在邻近扫描线12与信号线14之间交叉点处形成多个有源元件15。正如图1中由虚线所标示“S”所示，在基板上可以看到面积小于整个基板的显示屏。在这一区域“S”中形成有多个象素电极16，对应于显示屏尺寸S。此外，在绝缘层13上形成多个扫描线连接衬垫17。正如图5更好地所示，衬垫在绝缘层和扫描线12上延伸到它们最终电连接的地方，正如下文所说明的。在所需产品的显示屏“S”之外的区域中，连接衬垫与扫描线连接。也提供多个信号线连接衬垫18。正如图4所示，还是在基板的最终产品显示屏“S”之外的区域中，这些连接衬垫与信号线14重叠并电连接。
正如图4所示，信号线连接衬垫18与信号线14相重叠并直接接触。这一重叠的形成自动地实现信号线连接衬垫18与信号线引线14’之间的电连接。因此，输入信号线连接衬垫18的信号被直接传送到信号线14。
另一方面，正如图5所示，扫描线连接衬垫17与扫描线引线12’重叠，但是在连接衬垫与扫描线之间有一层绝缘层13，阻止直接电接触。因此，外部信号不是直接传送到扫描线引线12’，因为在这一形成中扫描线连接衬垫17与扫描线引线12’不直接接触。于是，正如如6和7所示，将激光束施加在扫描线连接衬垫17和扫描线引线12’待被电连接的区域100上，以致于烧毁区域100上的绝缘层13，将连接衬垫焊接到扫描线上。正如图7所示，这允许扫描线连接衬垫17与扫描线引线12’电连接。在图7中，区域19是通过施加激光束而部分电连接的部分。这使得输入到扫描线连接衬垫17的信号传送到扫描线12。
正如图1所示，扫描线和信号线引线也出现在信号线连接衬垫8和扫描线连接衬垫7之外。在本发明的制造方法中保持这些引线。它们不是LCD操作所必不可少，然而，也不需要去除这些引线。
接着，下面将描述按照本发明的制造LCD面板的方法。
首先，在基板上形成扫描线12和有源矩阵元件9。不管最终产品的尺寸如何，以预定间隔在基板11的整个表面上形成由第一金属制成的扫描线12。然后，利用预先确定的掩膜在扫描线12与信号线14重叠的位置上形成有源元件15。有源元件15最好是底部栅极TFT(薄膜晶体管)。在这一步骤中形成作为栅极绝缘层的绝缘层13和半导体层(图中未示出)。然后，以预定间隔在基板的整个表面上再形成由第二金属制成的信号线14，与扫描线12基本上垂直。在这些步骤中，有源元件15、扫描线12和信号线14是利用对于整个基板表面而言相同掩膜形成的，而不管所需最终产品的尺度如何。
接着，利用相同的材料和为最终产品所需显示屏尺寸S开发的图案掩膜同时形成像素电极16、扫描线连接衬垫17和信号线连接衬垫18。在本情况中，在最终产品的显示屏尺寸S之外的区域中，扫描线连接衬垫17和信号线连接衬垫18分别与扫描线引线12’和信号线引线14’重叠。换句话说，正如图2和3所示，每个信号线连接衬垫18的一部分与每个信号线引线14’相重叠，每个扫描线连接衬垫17的一部分与每个扫描线引线12’相重叠。然后采用激光束使扫描线引线12’与扫描线连接衬垫17电连接。
在透射型LCD面板中，通常采用透明的ITO(氧化铟锡)作为象素电极，在反射型LCD面板中采用Al、Ag等材料。
接着可以把如此制成的基板切割成适合于每个产品尺寸的较小基板并用于将所需尺寸的LCD面板制成产品。
利用这一制造方法，以一种相同尺寸在基板上形成扫描线12、有源矩阵元件和信号线14，只要象素节距相同，不管最终产品显示屏尺寸S如何。于是，在这一制造阶段中可以采用相同尺寸的图案掩膜。换句话说，即使产品尺寸不同，本发明能够利用一种共用掩膜制造LCD面板，因此，减少了制造不同产品所需的掩膜的数目。此外，在共同的步骤中可以防止改变掩膜而引起的损失。
此外，由于对测试具有不同尺寸的LCD面板，仅需制造所需相应尺寸的不同图案步骤的掩膜，所以可以缩短开发时间。此外，可以完成形成有源矩阵元件、扫描线12和信号线14的制造步骤，在确定LCD面板的尺寸前事先产生原料。这使得能够有效利用制造设备。利用共用掩膜制造的基板在一定程度上可以被认为是不同显示屏尺寸的共用半成品产品。因此，可以出售该半成品产品，例如出售给其它部门或其它公司。
在上述的较佳实施例中，扫描线12被绝缘层13所覆盖。然而，相同的方法也可以应用于采用顶部栅TFT作为有源元件和信号线14被绝缘层13所覆盖的情况。
在以上示范实施例中，由于施加激光束的结果，每条扫描线12或信号线14中仅有一部分与每条扫描线连接衬垫17或信号线连接衬垫18电连接。可以将连接区放大，如图8中由区域101所示，因此能够进一步增大连接区的可靠性。较大的连接区导致连接处较小的热产生，以允许较高的电流密度流过连接区。
在扫描线引线12’或信号线引线14’分别与扫描线连接衬垫17或信号线连接衬垫18重叠的一部分区域中可以不形成绝缘层13，如图9所示。这种安排消除了在形成扫描线连接衬垫17或信号线连接衬垫18之后需要施加激光束。
如果采用不形成绝缘层13的方法，那么，它具有取消施加激光束步骤的优点。如果采用通过照射激光束实现电连接的方法，那么，它具有在以后的步骤中不会引起损坏的优点，因为绝缘层13保护所有的扫描线12或信号线14。
最好的话，被扫描线连接衬垫17或信号线连接衬垫18占据的区域几乎等效于一个象素电极16的面积。然而，通过分别在扫描线方向上连接相邻扫描线连接衬垫17或在信号线方向上连接相邻信号线连接衬垫18，如图11和图10所示，可以使这一面积扩大，以致于实现更加安全的电连接。
如果利用传统技术计划制造一个大面板，那么，在形成有源矩阵元件的步骤中即使仅存在一个缺陷，就需要放弃整个基板。然而，通过采用本发明的方法，在生产多个小面板的工艺线上，可以对有缺陷的基板，例如图12A所示，进行补救，从而可以使缺陷区以外的基板部分得到有效利用。(例如见图12B，这里从较大的面板上可以切割出多个小面板，从而避免了有缺陷的元件。)如果计划从一个基板仅产生一个LCD面板，那么，不能够接受无缺陷的面板。然而，如果计划从一个基板产生多个面板的话，可以从16个面板中制造15个无缺陷的面板10，例如如12A和12B所示。
在这一示范实施例中，第一金属用作扫描线12，采用第二金属作为信号线14。然而，第一和第二金属可以是相同类型的金属。
在较佳实施例中，有源元件5、扫描线12、和信号线14是利用各自掩膜形成的，对于基板的整个尺寸是共同的，不管最终产品的尺寸如何。然后，象素电极16、扫描线连接衬垫17和信号线连接衬垫18是利用相同材料和对应于所需显示屏尺寸S的图案掩膜形成的。这使得能够同时形成象素电极16、扫描线连接衬垫17和信号线连接衬垫18，因此提高了工艺过程效率。然而，本发明并不局限于这一工艺过程。有源元件15和扫描线12可以利用对整个基板具有一种共用图案的特定掩膜来形成。因此，信号线14、象素电极16、扫描线连接衬垫17和信号线连接衬垫18可以利用对应于所需显示屏尺寸S的图案掩膜(图13对比图4)采用相同材料形成。这进一步使得除象素电极16、扫描线连接衬垫17和信号线连接衬垫18之外同时形成信号引线14成为可能，减少制造步骤并进一步提高工艺过程效率。
再有，较佳实施例描述了形成扫描线连接衬垫17和信号线连接衬垫18同时有源矩阵元件仍然保持在整个基板上的情况。然而，通过刻蚀通常可以去除对显示不产生作用的一部分有源矩阵元件，在此之后可以形成和布线扫描线连接衬垫17或信号线连接衬垫18。这使得在每个连接衬垫的准直中具有更高的灵活性。在这种情况中，可以事先形成象素电极16，或者可以同时形成扫描线连接衬垫17或信号线连接衬垫18和象素电极16。因此，本发明具有不管产品尺寸允许在一定程度上应用共用工艺过程的效果。
如上所述，即使是制造新的和不同显示屏尺寸的LCD面板，本发明能够缩短开发阶段的周期和减少在照相工艺过程中掩膜转换的次数，因为可以把新掩膜的产生限制在仅与不同显示屏尺寸相关的掩膜上，可以采用对于所有显示屏尺寸共同的掩膜作其它元件。
权利要求
1.一种制造LCD面板的方法，所述方法包括步骤以预定间隔在基板上形成多条扫描线；以与所述扫描线正交的方式以预定间隔形成多条信号线；以及在所述扫描线与所述信号线重叠的位置中形成多个有源元件；其特征在于在形成扫描线的所述步骤和形成信号线的所述步骤中的至少一个步骤和形成有源元件的所述步骤中，所述信号线、所述扫描线和所述有源元件形成在基板上大于显示屏面积的预定区域中，而不管显示屏尺寸如何。
2.如权利要求1所述的LCD面板制造方法，其特征在于进一步包括在对应于所述扫描线和所述信号线重叠的部位的至少显示屏区域中形成多个象素电极的步骤。
3.如权利要求1所述的LCD面板制造方法，其特征在于进一步包括用绝缘层覆盖所述信号线和所述扫描线之一的至少显示屏区域的步骤。
4.如权利要求2所述的LCD面板制造方法，其特征在于进一步包括用绝缘层覆盖所述信号线和所述扫描线之一的至少显示屏区域的步骤。
5.如权利要求1至4之一所述的LCD面板制造方法，其特征在于进一步包括去除所述LCD面板显示屏区域之外的多余部分的步骤。
6.如权利要求1至4之一所述的LCD面板制造方法，其特征在于进一步包括步骤在显示屏区域之外的所述信号线和所述扫描线上形成多个连接衬垫，所述连接衬垫分别与所述信号线和所述扫描线电连接。
7.如权利要求5所述的LCD面板制造方法，其特征在于进一步包括步骤在显示屏区域之外的所述信号线和所述扫描线上形成多个连接衬垫，所述连接衬垫分别与所述信号线和所述扫描线电连接。
8.如权利要求6所述的LCD面板制造方法，其特征在于形成象素电极的所述步骤和形成连接衬垫的所述步骤是利用相同材料同时进行的。
9.如权利要求7所述的LCD面板制造方法，其特征在于形成象素电极的所述步骤和形成连接衬垫的所述步骤是利用相同材料同时进行的。
10.如权利要求6所述的LCD面板制造方法，其特征在于形成所述扫描线的所述步骤和形成信号线的所述步骤之一、形成象素电极的所述步骤以及形成连接衬垫的所述步骤是利用相同材料同时进行的。
11.如权利要求7所述的LCD面板制造方法，其特征在于形成扫描线的所述步骤和形成信号线的所述步骤之一、形成象素电极的所述步骤以及形成连接衬垫的所述步骤是利用相同材料同时进行的。
12.如权利要求6所述的LCD面板制造方法，其特征在于所述连接衬垫包括所述信号线连接衬垫和所述扫描线连接衬垫，所述方法进一步包括步骤通过将激光束施加于i)所述信号线连接衬垫和所述信号线，以及ii)所述扫描线连接衬垫和所述扫描线中一个的重叠部分上，使i)所述信号线连接衬垫和所述信号线，ii)所述扫描线连接衬垫和所述扫描线中一个电连接。
13.如权利要求1至4之一所述的LCD面板制造方法，其特征在于进一步包括对所述基板进行分割的步骤。
14.如权利要求7至12之一所述的LCD面板制造方法，其特征在于进一步包括对所述基板进行分割的步骤。
15.一种LCD面板，所述面板包括基板；所述基板上的由第一金属制成的多个扫描线；所述基板上的由第二金属制成的多个信号线；设置在所述扫描线和所述信号线正交部位中的多个有源元件；其特征在于所述扫描线和所述信号线中的至少之一和所述有源元件形成在所述基板的大于显示屏面积的预定区域中。
16.如权利要求15所述的LCD面板，其特征在于进一步包括至少在显示屏区域中的对应于所述扫描线和所述信号线正交的部位的多个象素电极。
17.如权利要求16所述的LCD面板，其特征在于用绝缘层覆盖至少显示屏区域中的所述信号线和所述扫描线。
18.如权利要求16所述的LCD面板，其特征在于在所述信号线和扫描线的显示屏面积之外形成多个连接衬垫，分别与所述信号线和所述扫描线之一电连接。
19.如权利要求18所述的LCD面板，其特征在于除连接于所述有源元件、所述象素电极和连接衬垫的部分以外，去除显示屏面积之外的所述信号线和所述扫描线。
20.如权利要求18所述的LCD面板，其特征在于所述象素电极和所述连接衬垫由相同材料制成。
21.如权利要求18所述的LCD面板，其特征在于所述信号线和所述扫描线之一、所述象素电极、以及所述连接衬垫由相同材料制成。
22.一种LCD装置，其特征在于所述LCD装置包括如权利要求15至21之一所述的LCD面板。
23.一种LCD面板用的基板，所述基板包括基板；由第一金属制成的多个扫描线；由第二金属制成的多个信号线；对应于所述扫描线和所述信号线正交的部位的多个有源元件；其特征在于所述扫描线和所述信号线中的至少之一和所述有源元件形成在所述基板的大于显示屏面积的预定区域中，而不管显示屏尺寸如何。
24.如权利要求23所述的LCD面板用的基板，其特征在于进一步包括对应于所述扫描线和所述信号线正交的部位的多个象素电极。
25.如权利要求23和24之一所述的LCD面板用的基板，其特征在于至少显示屏区域中的所述信号线和所述扫描线之一被绝缘层所覆盖。
26.如权利要求23和24之一所述的LCD面板用的基板，其特征在于进一步包括分别与所述信号线和所述扫描线之一电连接的多个连接衬垫，除了连接于所述有源元件、所述象素电极和所述连接衬垫的部位以外，去除显示屏区域之外的所述信号线和扫描线。
27.如权利要求23和24之一所述的LCD面板用的基板，其特征在于进一步包括分别与所述信号线和所述扫描线之一电连接的多个连接衬垫，但是，所述基板不包括从外部与所述信号线和所述扫描线之一电连接的所述连接衬垫。
全文摘要
一种制造LCD面板的方法,包括步骤:以预定间隔在基板的大于屏尺寸的预定区域中形成多个扫描线;以与该引线正交的方式在该区域中形成多个信号线;在二者重叠部位形成多个有源元件;形成对应于产品显示屏尺寸的多个象素电极;在产品显示屏尺寸以外的信号线和扫描线部位中形成分别与它们电连接的多个连接衬垫。缩短了开发新显示屏尺寸的开发前导时间和改善光致工艺过程的掩膜转换损失。
文档编号G02F1/136GK1260509SQ0010105
公开日2000年7月19日 申请日期2000年1月10日 优先权日1999年1月8日
发明者鸣重泰, 武田悦矢 申请人:松下电器产业株式会社