液晶显示装置的制造方法
【专利说明】液晶显示装置
[0001]本分案申请是基于申请号为200710194397.2，申请日为2007年12月26日，发明名称为“液晶显示装置”的中国专利申请的分案申请。更具体说，本分案申请是基于申请号为201210201263.X，申请日为2007年12月26日，发明名称为“液晶显示装置”的分案申请的再次分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及有源矩阵型液晶显示装置。
【背景技术】
[0003]从来，对于使用薄膜晶体管(TFT)等有源元件的有源矩阵型液晶显示装置已经是众所周知。由于有源矩阵型液晶显示装置可以提高像素密度，并且其尺寸小，重量轻且耗电量低，因而作为代替CRT的平面显示器之一种，正在对个人电脑的监视器、液晶电视机、以及汽车导航系统的监视器等的产品进行开发。
[0004]在液晶显示装置中，将形成有除了多个薄膜晶体管(TFT)和布线以外还包括第一电极(像素电极)等的像素部的衬底(有源矩阵衬底)与形成有第二电极(相对电极)、遮光层(黑矩阵)、以及着色层(彩色滤光片)等的衬底(相对衬底)贴合在一起，并将液晶封入到它们之间，且利用施加到像素电极和相对电极之间的电场使液晶分子取向，以控制来自光源的光量而进行显示。
[0005]当液晶显示装置进行显示之际，若发生液晶分子取向无序就不能进行高清晰度的图像显示。需要使像素电极和相对电极之间的距离(单元间隙)均匀化(平整化)，以使液晶分子的取向为一致。作为其方法，例如可举出通过涂敷法等形成绝缘膜作为平整化膜的方法(参照专利文献I)。专利文献I所记载的有机膜是以平整化为目的的有机绝缘膜，且是丙烯类透明有机膜。看到附图等就知道，当使用有机膜时，由于该有机膜的厚度厚，因此接触孔变深。
[0006][专利文献I]日本专利申请公开2001-305576号公报
[0007]如专利文献I所记载那样，用于平整化的层间膜的厚度较厚。当层间膜的厚度厚时，用来形成将像素电极和薄膜晶体管电连接的布线的接触孔变深。当接触孔深时，像素电极和相对电极之间的距离(单元间隙)也长。因此，在形成有接触孔的部分中，液晶层的厚度对应于层间膜的厚度而变厚，从而形成有接触孔的部分和不形成有接触孔的部分的液晶层厚度不同得多。就是说，产生在形成有接触孔的部分周边容易发生液晶分子的取向无序的状态。当发生液晶分子的取向无序时，在液晶显示器中发生颜色不均匀。
【发明内容】
[0008]于是，本发明的目的在于提供一种液晶显示装置，其中，解除颜色不均匀，具有高可视性和高图像质量。
[0009]此外，本发明的目的在于提供一种液晶显示装置，其中，解除颜色不均匀，具有高开口率和高图像质量。
[0010]本发明的液晶显示装置包括:薄膜晶体管；与薄膜晶体管电连接的导电层；提供在导电层上且具有接触孔的绝缘膜；提供在导电层及具有接触孔的绝缘膜上且通过接触孔与导电层电连接的像素电极；以及提供在至少重叠于接触孔的边缘的区域中的遮光层。
[0011]本发明的液晶显示装置包括:薄膜晶体管；与薄膜晶体管电连接的导电层；提供在导电层上且具有接触孔的绝缘膜；提供在导电层及具有接触孔的绝缘膜上且通过接触孔与导电层电连接的像素电极；以及具有开口部的着色层，其中，着色层的开口部提供在至少重叠于接触孔的边缘的区域中。
[0012]本发明的液晶显示装置包括:薄膜晶体管；与薄膜晶体管电连接的导电层；提供在导电层上且具有接触孔的绝缘膜；提供在导电层及具有接触孔的绝缘膜上且通过接触孔与导电层电连接的像素电极；具有开口部的着色层；以及提供在至少重叠于接触孔的边缘的区域中的遮光层，其中，着色层的开口部提供在至少重叠于接触孔的边缘的区域中。
[0013]在上述结构中，遮光层是遮光性金属膜、分散有颜料或染料的树脂膜。
[0014]在上述结构中，绝缘膜是树脂膜。
[0015]本发明的液晶显示装置不将液晶分子的取向无序的部分用作显示部。
[0016]在本发明的液晶显示装置中，以覆盖接触孔的方式选择性地形成有遮光层，可以提供没有颜色不均匀的显示器。
[0017]在本发明的液晶显示装置中，由于以防止反映接触孔部分的液晶分子的取向无序的方式选择性地去除彩色滤光片，因此可以提供没有颜色不均匀的显示器。
【附图说明】
[0018]图1A和IB是说明实施方式2的图；
[0019]图2A和2B是说明实施方式2的图；
[0020]图3A和3B是说明实施方式3的图；
[0021]图4A和4B是说明实施方式3的图；
[0022]图5A和5B是说明实施方式4的图；
[0023]图6A和6B是说明实施方式4的图；
[0024]图7是说明实施方式2的图；
[0025]图8A至8F是说明实施方式6的图；
[0026]图9A至9D是示出可以适用于本发明的薄膜晶体管的一个例子的图；
[0027]图1OA和1B示出使用本发明的液晶显示装置；
[0028]图1lA至IlC示出使用本发明的液晶显示装置的驱动电路；
[0029]图12不出使用本发明的液晶显不装置；
[0030]图13A至13E示出具备使用本发明的液晶显示装置的电子设备；
[0031]图14是说明实施方式11的图；
[0032]图15A和15B是说明实施方式5的图。
【具体实施方式】
[0033]下面，对本发明的一个方式将参照附图等给予详细说明。但是，本发明能够通过多种不同的方式来实施，所属技术领域的普通人员可以很容易地理解一个事实即其方式和详细内容可以被变换为各种各样的形式，而不脱离本发明的宗旨及其范围。因此，本发明不应该被解释为仅限定在实施方式所记载的内容中。
[0034]实施方式I
[0035]在本实施方式中，将说明使用本发明的液晶显示装置的结构。
[0036]用来不使液晶分子的取向无序的部分用作显示部的方法大致分为两种。一种是以覆盖液晶分子的取向无序的部分的方式提供遮光层的结构，而另一种是在液晶分子的取向无序的部分中不提供彩色滤光片的结构。
[0037]作为以覆盖液晶分子的取向无序的部分的方式提供遮光层的结构，可举出圆形及环形。圆形是指覆盖接触孔整体的结构，而环形是指除了接触孔的中心部分之外的部分以遮光层覆盖的结构。作为环形，优选采用至少覆盖接触孔的边缘的形状。注意，接触孔的边缘是指接触孔中的绝缘膜倾斜的区域。
[0038]在将遮光层形成为圆形的情况下，由于覆盖接触孔整体，因此可以覆盖液晶分子的取向无序的整个部分。通过采用这种结构，可以制造没有颜色不均匀且具有高开口率的显示器。此外，由于可以通过与在布线部分中形成遮光层的工序相同的步骤来制造该圆形的遮光层，因此工序数量不增加且不需要采用复杂的步骤。
[0039]在将遮光层形成为环形的情况下，由于覆盖接触孔的边缘，即接触孔中的绝缘膜倾斜的区域，因此可以覆盖作为最容易发生液晶分子的取向无序的部分的接触孔边缘的取向无序。因为在接触孔的边缘之外的部分中几乎没有液晶层的厚度变动，所以在该部分中不会发生液晶分子的取向无序。通过采用这种结构，可以制造没有颜色不均匀且具有高开口率的显示器。此外，由于可以通过与将遮光层形成在布线部分的工序相同的步骤形成该环形的遮光层，所以工序数量不增加且不需要采用复杂的步骤。注意，在本说明书中，虽然将遮光层的形状写为“圆形”、“环形”，但是可以根据接触孔的形状而适当地改变遮光层的形状。就是说，只要以覆盖接触孔的目的来提供就可以采用任何形状，例如，可以举出圆周形、椭圆形、正方形、长方形、三角形等。
[0040]作为在液晶分子的取向无序的部分中不提供彩色滤光片的结构，可举出圆形及环形。圆形是指在接触孔整体的上部不提供彩色滤光片的结构，环形是指在接触孔的边缘，即接触孔中的绝缘膜倾斜的区域的上方不提供彩色滤光片的结构。
[0041]在以圆形去除彩色滤光片的情况下，在接触孔整体中不存在彩色滤光片。因此液晶层的厚度不同得多，且不反映液晶分子的取向无序的部分。通过采用这种结构，可以制造没有颜色不均匀且具有高开口率的显示器。此外，在以圆形去除彩色滤光片的结构中，工序数量不增加且不需要采用复杂的步骤。
[0042]在以环形去除彩色滤光片的情况下，去除接触孔的边缘，即接触孔中的绝缘膜倾斜的区域的彩色滤光片。在接触孔的边缘之外的部分中，几乎没有液晶层的厚度变动，所以在该部分中不会发生液晶分子的取向无序。通过采用这种结构，可以制造没有颜色不均匀且具有高开口率的显示器。此外，在以环形去除彩色滤光片的结构中，工序数量不增加且不需要采用复杂的步骤。注意，在本说明书中，虽然将彩色滤光片的形状写为“圆形”、“环形”，但是可以根据接触孔的形状而适当地改变彩色滤光片的形状。就是说，只要以去除重叠于接触孔的区域的彩色滤光片的目的来去除就可以采用任何形状，例如，可以举出圆周形、椭圆形、正方形、长方形、三角形等。
[0043]实施方式2
[0044]在本实施方式中，将参照图1A至图2B说明选择性地形成遮光层的液晶显示装置。
[0045]图1B是从相对衬底一侧看到适用本发明的液晶显示装置的俯视图。作为有源矩阵衬底，在衬底上形成有薄膜晶体管、电连接到薄膜晶体管的布线层、绝缘膜、像素电极、取向膜等。作为与有源矩阵衬底贴合在一起的相对衬底，在衬底上形成有遮光层、相对电极、取向膜等。图1B只图示栅极线151、源极线152、接触孔103、薄膜晶体管的半导体层154、第一遮光层108、以及第二遮光层109，省略其他部分。
[0046]如图1B所不那样，形成第一遮光层108和第二遮光层109作为遮光层。该第一遮光层108形成在对应于栅极线151及源极线152的区域中，而该第二遮光层109形成在对应于薄膜晶体管的源区或漏区的接触孔103的区域中。
[0047]图1A是放大接触孔部分的图，且是沿图1B的A-A’线截断的截面图。下面将说明本实施方式的有源矩阵衬底的结构。
[0048]在衬底100上形成有薄膜晶体管101。作为衬底100，除了玻璃衬底如铝硼硅酸盐玻璃、钡硼硅酸盐玻璃、石英玻璃等之外，还可以使用将以PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、PES(聚醚砜)、聚丙烯为典型的塑料、以及以丙烯等为典型的合成树脂用作原料的衬底。薄膜晶体管101可以是顶栅型、底栅型、沟道蚀刻型、沟道保护型中的任何一种。在图1A中图示沟道蚀刻型晶体管。
[0049]在薄膜晶体管101上形成绝缘膜102，并且形成用来电连接到薄膜晶体管101的接触孔103。可以使用有机树脂膜、无机绝缘膜、或以硅氧烷类材料为起始材料来形成的包含S1-O-Si键的绝缘膜(硅氧烷类绝缘膜)形成绝缘膜102。在此，硅氧烷是指具有由硅(Si)和氧(O)的键构成的骨架结构的物质，使用至少包含氢的有机基(例如，烷基、芳基)作为取代基。此外，作为取代基，也可以使用氟基或至少包含氢的有机基和氟基。另外，也可以将低介电常数材料用作绝缘膜。
[0050]注意，也可以相对于衬底垂直地形成接触孔103。但是，，优选如图1A所示那样以使接触孔103的边缘倾斜的方式形成开口，以便在后面的工序中提高当形成像素电极104之际的阶梯覆盖率。因此，在本说明书中，接触孔具有倾斜部，且将该倾斜部写为接触孔的边缘。
[0051]覆盖薄膜晶体管101及绝缘膜102地形成像素电极104。像素电极104与露出了