具有更小高度差的lcd设备的制作方法

专利名称：具有更小高度差的lcd设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示(LCD)设备，并且具体涉及在有源矩阵(active-matrix)衬底的表面上具有更小高度差并且能够防止碎屑接触到有源矩阵衬底的表面的LCD设备。
背景技术：
LCD设备已越来越多地用作诸如计算机系统与电视机之类的平板显示。在其它LCD设备当中，有源矩阵模式LCD(AM-LCD)设备具有更高速度的响应，并且适合于更大量像素的引入、图像质量的改善、面板尺寸的增加与色彩的改善。
图3描述了俯视图中通常的(传统的)AM-LCD设备的示意配置，其中液晶(LC)层夹在TFT衬底(有源矩阵衬底)11与反向衬底(countersubstrate)12之间。TFT衬底11其上安装多条彼此平行延伸的信号线13，以及多条垂直于信号线13延伸的扫描线14。每个关连TFT(薄膜晶体管)18的多个像素电极17以矩阵形式放置在信号线13与扫描线14之间的交叉点。
在信号线13的末端，提供了相应的信号端子16，而在相应的扫描线14的末端，提供了扫描端子15。信号端子16与扫描端子15用作电连接到柔性接线板的端子与驱动电路的凸起，并且电接触探针板的信号管脚，在生产测试期间，该信号管脚用作测试驱动信号的传递。在反向衬底12上安装图中没有特别示出的公共电极、彩色滤色片与定向膜。或者，在TFT衬底上提供公共电极。
图4A到图4F连续地示出了图3的LCD中用于制造TFT衬底的制造过程的步骤，其中如图所示，分别描述了用于扫描端子、信号端子、扫描线、信号线与像素电极的区域。在比如由玻璃制成的透明衬底上形成了第一金属膜，并且构图第一金属膜以形成扫描线22与扫描端子的第一金属膜图案23(图4A)，随后在整个区域上面淀积第一绝缘膜24(图4B)。
然后，构图第一绝缘膜24以形成第一通孔41，从第一通孔41中暴露扫描端子23的第一金属膜图案23。然后，淀积并且构图第二金属膜以形成信号线25、信号端子26与扫描端子的第二金属膜图案42(图4C)，随后在信号线25、信号端子26与扫描端子的第二金属膜图案42上遍及全部区域淀积第二绝缘膜27(图4D)。此后，在第二绝缘膜27中形成第二通孔28与29，以通过第二通孔28与29暴露信号端子26与扫描端子的第二金属膜图案42(图4E)。
然后，在信号端子26与扫描端子的第二金属膜图案42上遍及全部区域淀积透明的导电膜，随后构图透明的导电膜以形成透明的像素电极30，并在扫描端子的第二金属膜图案42与信号端子26上形成透明的端子31与32(图4F)。此后，在显示区域上形成定向膜，并且该定向膜受到摩擦处理以在定向膜上对准一个方向形成刻痕(scratch)。在定向膜上，刻痕具有以特定初始方向对准LC层中LC分子的轴的功能。应当注意考虑到本发明的特征中TFT不是重要元件并且可使用传统技术形成TFT，在此省略了形成TFT的过程的描述。
图5示意性地示出了用于定向膜的摩擦处理。进行摩擦处理，以致接触刷子(或摩擦织物)55的搓条辊(rubbing roller)51被导引，以在衬底52上形成的定向膜43上滑动，其中旋转搓条辊51，从而在定向膜43的表面形成以一个方向延伸的刻痕。搓条辊51以逆时针方向旋转，衬底52朝向图中的左侧移动，并且这样，以箭头RD的方向，即从图中衬底52的左侧到右侧进行摩擦处理。
摩擦处理产生来自定向膜43的锉屑(或切屑)与来自摩擦织品55的硬毛的布屑(或粗毛)。以单独连续的步骤在多个衬底上实施的摩擦处理导致锉屑与布屑从其中产生碎屑的衬底传递到随后的衬底。如此传递的碎屑附着到衬底上，特别地附着在具有高度差的衬底52的表面区域，比如在凹口的外围或通孔处形成的区域。
图6示出了衬底52表面上附着到高度差的碎屑的例子。搓条辊51的旋转方向与衬底52的运动方向通常导致碎屑54附着到凹口53的阶梯，比如在摩擦处理的RD方向上所示，如图6所示的凹口53的前端阶梯“A”与尾端阶梯“B”。应当注意因为与附着到前端阶梯“A”上的碎屑54比较，附着到尾端阶梯“B”上的碎屑54更可能被摩擦织品55的硬毛去除，所以附着到凹口53的尾端阶梯“B”上碎屑54的数量小于附着到前端阶梯“A”上碎屑54的数量。这表示前端阶梯“A”处比尾端阶梯“B”处应当更优选地形成更小的高度差，以有效地减少在高度差上捕获的碎屑的数量。
图7A示出了在衬底上形成的扫描端子附近的传统结构的俯视平面图，并且图7B示出了图7A中沿着线A-A’截取的扫描端子的剖视图。扫描端子及其附近的层结构包括在衬底10(图4F中的21)上连续淀积的第一金属膜图案1(图4F中的23)、第一绝缘膜6(图4F中的24)、第二金属膜图案2(图4F中的42)、第二绝缘膜7(图4F中的27)以及ITO膜图案3(图4F中的31)。第一绝缘膜6与第二绝缘膜7其中分别具有第一通孔4与第二通孔5，以分别允许第一金属膜图案1与第二金属膜图案2以及第二金属膜图案2与ITO膜图案3之间的电连接。在图7A中，从端子的外部所示，排列的顺序如下，ITO膜图案3的边缘、第一金属膜图案1的边缘、第二金属膜图案2的边缘、第一通孔4的外围(内壁)与第二通孔5的外围连续排列。
图8A与8B分别示出了类似于图7A与7B，另一个传统端子的附近的结构。端子及其附近的层结构包括在衬底10上连续淀积的第一金属膜图案1、第一绝缘膜6、第二绝缘膜7以及ITO膜图案3，其中第一绝缘膜6与第二绝缘膜7具有公共的第一通孔4。在图8A中，从端子的外部所示，排列的顺序如下，ITO膜图案3的边缘、第一金属膜图案1的边缘以及第一通孔4的外围连续排列。与图7中的结构比较，端子的此结构简化了制造过程。
在图7A与图7B以及图8A与8B中示出的扫描端子的上述结构中，由于第一绝缘膜6的通孔的外围大概或精确地符合第二绝缘膜7的通孔的外围，因此在ITO膜图案3表面形成的高度差等价于第一绝缘膜6厚度与第二绝缘膜7厚度的和，并且此厚度的和相对较大。这引起在扫描端子处形成附着到阶梯上的碎屑的数量变大。在LCD设备的装配期间或以后，附着到衬底上的碎屑可进入显示区域，从而降低了LCD设备的图像质量。
为了减少附着到TFT衬底的表面的碎屑数量，专利公开JP-A-2001-311963描述了一种技术，其中开关器件通过通孔连接到相应的像素电极，通过在所述通孔中提供平衡(equalization)膜，减少了TFT衬底的表面的高度差(公开中的图1)。
为了减少附着到定向膜的表面的碎屑数量，专利公开JP-A-1997-43629描述了另一种技术，其中在显示区域的外部放置虚拟电极，以在显示区域中捕获在摩擦处理期间传递的布屑，并且防止布屑进入随后的衬底的显示区域(公开中的图1)。
在JP-A-2001-311963中描述的结构不能应用于LCD设备的端子，其中最顶端的ITO膜图案电连接到的底端金属膜图案，原因在于描述的结构使用ITO膜图案与底端金属膜图案之间的有机绝缘膜用于减少高度差。
在JP-A-1997-43629中描述的结构防止了碎屑附着到LCD设备中的显示区域，但是不能防止碎屑附着到端子上，尽管该结构可减少附着的碎屑的总量。此外，用于虚拟电极的空间增加了除了显示区域以外的衬底的边际区域。

发明内容
鉴于传统技术中的上述问题，本发明的一个目的是提供一种LCD设备，其能够减少有源矩阵衬底的表面的高度差，以减少有源矩阵衬底上附着到高度差的阶梯上的碎屑的数量，而没有引起尺寸的增加与LCD设备性能的降低。
本发明提供了一种液晶显示(LCD)设备，包括有源矩阵衬底与反向衬底，以及夹在有源矩阵衬底与反向衬底之间的液晶(LC)层，该有源矩阵衬底包括透明的绝缘衬底；在透明衬底上彼此平行延伸的多条信号线；彼此平行延伸并且垂直于信号线的多条扫描线；在信号线与扫描线的交叉点附近排列的多个像素电极；连接到信号线与扫描线的多个端子；以及覆盖在像素电极上面的定向膜，端子的至少之一具有层结构，所述层结构包括在透明的绝缘衬底上形成的第一金属膜图案；以及透明的导电膜图案，通过第一与第二绝缘膜的第一与第二通孔，该透明的导电膜图案电连接到第一金属膜图案，该透明的导电膜图案具有一边缘，从垂直于有源矩阵衬底的角度观察，该边缘的至少一部分位于第一通孔的内部与第二通孔的外部。
根据本发明的LCD设备，由于第二通孔小于第一通孔，并且透明的导电膜具有第一通孔与第二通孔之间的边缘部分，因此与传统的结构比较，在透明的导电膜上形成的高度差更小，从而在定向膜的摩擦处理期间，减少了由端子的高度差捕获的碎屑。
参照附图，通过下列描述，本发明的上述与其它目的、特性与优点将更加明显。


图1A与图1B分别是根据本发明第一实施例的LCD设备中端子附近的俯视图与剖视图。
图2A与图2B分别是根据本发明第二实施例的LCD设备中端子附近的俯视图与剖视图。
图3是通常的LCD设备的示意性俯视图。
图4A到图4F是通常的LCD设备的剖视图，用于连续地示出用来制造LCD设备的制造处理的步骤。
图5是示出了实施到图3中示出的TFT衬底的摩擦处理的示意性剖视图。
图6是示出了摩擦处理期间附着到TFT衬底上的碎屑的示意性剖视图。
图7A与图7B示出了传统的LCD设备中端子的结构。
图8A与图8B示出了另一个传统的LCD设备中端子的结构。
具体实施例方式
现在参照附图更加具体地描述本发明，其中整个图中同样的参考数字指示同样的组成元件。
参照图1A与图1B，已示出根据本发明第一实施例的LCD设备中扫描端子的结构。这些图中示出的LCD设备为AM-LCD设备，AM-LCD设备的全部配置类似于图3中示出的配置。如图3所示，本实施例的LCD设备还特别地包括TFT衬底11与反向衬底12以及夹在TFT衬底11与反向衬底12的LC层。
TFT衬底11其上安装多条彼此平行延伸的信号线13，以及多条垂直于信号线13延伸的扫描线14。每个关连TFT18的多个像素电极17以矩阵形式放置在信号线13与扫描线14之间的交叉点。
在信号线13的末端，提供了相应的信号端子16，而在相应的扫描线14的末端，提供了扫描端子15。信号端子16与扫描端子15用作电连接到柔性接线板的端子与驱动电路的凸起，并且电接触探针板的信号管脚，在生产测试期间，该信号管脚用作驱动信号的传递。在反向衬底12上安装图中没有特别示出的公共电极、彩色滤色片与定向膜。
根据本实施例的LCD设备特征在于诸如扫描端子之类的端子的结构，将在下文中描述。应当注意只要本实施例中的端子包括第一与第二金属膜图案和透明的导电膜图案，本实施例中端子的结构就可应用于扫描端子或信号端子。
如图1B所示，端子及其附近的层结构包括第一金属膜图案1；第一绝缘膜6，其中具有第一通孔4，用于暴露第一金属膜图案1的一部分；第二金属膜图案2，在第一通孔4中形成以通过第一通孔4接触第一金属膜图案1；第二绝缘膜7，其中具有第二通孔5用于暴露第二金属膜图案2的一部分；以及通过第二通孔5，接触第二金属膜图案2的ITO膜图案3。ITO膜图案3具有在第二绝缘膜7上形成的外围区域，以及通过第二通孔5接触第二金属膜2的中心区域。
第二通孔5具有外围部分，其充分远离第一通孔4的外围部分，并且与传统的结构比较，第二通孔5具有的外围部分的区域更小。ITO膜图案3形成以符合驱动电路的端子的图案与间距。ITO膜图案3从第二接触孔5的外围凸起，并且这样，与第二接触孔5的宽度比较，ITO膜图案3具有更大的宽度“a”。然而，ITO膜图案3的宽度”a“小于第一金属膜图案1、第一通孔4与第二金属膜图案2的宽度。ITO膜图案3具有一边缘，其以特定距离远离第一金属膜图案1与第二金属膜图案的边缘以及第一通孔4的外围。用作此上下文中特定的距离表示使得在水平方向上，由第一通孔4形成的阶梯能够远离由第二通孔5形成的阶梯的距离。注意ITO膜图案3的四边的至少之一远离第一金属膜图案1与第二金属膜图案的对应的四边或者第一通孔4的外围是足够的。
现在，将描述制造具有图1A与图1B中示出的端子的LCD设备的制造过程。除了扫描端子附近的结构以外，本实施例中所述过程本身通常类似于参照图4A到图4F的过程。在比如玻璃制成的透明衬底上淀积金属膜，并且构图该金属膜以形成扫描线(图3中的14)与第一金属膜图案1，多个第一金属膜图案1的每个组成扫描端子的端子部分。然后，第一绝缘膜6在整个区域上面形成，并且被蚀刻以在第一绝缘膜6中形成第一通孔4，从而暴露第一金属膜图案1的部分。
然后，另一种金属膜淀积在第一绝缘膜6上，并且被构图以形成信号线(图3中的13)与第二金属膜图案2，多个第二金属膜图案2的每个组成扫描端子的端子部分。此后，第二绝缘膜7在整个区域上面形成，并且被蚀刻以形成具有比第一通孔4尺寸更小的第二通孔5，从第二通孔5中暴露第二金属膜图案2的部分。
然后，ITO膜在整个区域上面形成，并且被构图以形成像素电极(图3中的17)与ITO膜图案3，多个ITO膜图案3的每个组成扫描端子的端子部分。ITO膜图案3的宽度大于第二通孔5的宽度，但小于第一通孔4的宽度。然后，除了包括信号端子与扫描端子的端子区域以外，在显示区域中形成定向膜。然后，定向膜受到摩擦处理用于在定向膜上形成刻痕，该刻痕最终以特定方向对准LC层中LC分子的轴。
应当注意因为本发明的特征中TFT不是重要元件，所以省略了形成TFT(开关器件)的过程的描述。类似于传统技术，图3中示出的反向衬底12通过在透明衬底上形成公共电极、彩色滤色片与定向膜得到。LC层夹在如此单独制备的TFT衬底11与反向衬底12之间放置以完成LCD面板。公共电极可放置在TFT衬底上。公共电极可放置在TFT衬底上而不是放置在反向衬底上。
还应当注意如果信号线而不是扫描线在玻璃衬底10上形成，则信号端子可具有图1A与图1B示出的结构。
如上所述，在本实施例LCD设备的用于电连接的端子中，组成端子部分的ITO膜图案3的高度差实质上仅对应第二绝缘膜7的厚度，并且这样，在TFT衬底11上提供了更小的高度差，从而在定向膜的摩擦处理期间，减少附着到端子上的碎屑的数量。
参照图2A与图2B，已示出根据本方面的第二实施例，LCD设备中端子附近的结构。如图2A所示，定向膜的摩擦方向由箭头RD示出，其从左下指向右上。图2A与图2B示出的端子类似于图1A与图1B示出的端子，不同之处在于第二通孔5的中心在摩擦处理的方向RD上偏离第一通孔4的中心，并且ITO膜图案3在第二通孔5中形成，并且具有覆盖在组成第二通孔5的第二绝缘膜7的四边上面的四边。
对应驱动电路的端子的图案与间距，放置ITO膜图案3。第二通孔5位于ITO膜图案3的区域范围内。此外，从以方向RD进行的摩擦处理中观察，第一金属膜图案1的前缘、第一通孔4的前端外围与第二金属膜图案2的前缘以特定距离远离ITO膜图案3的前缘放置。
ITO膜图案3更加特别地偏离摩擦方向，其中ITO膜图案3的前缘放置在更远离端子处的第一通孔4的前缘的位置。这是因为参照图6，如上所述，摩擦处理中，与凹口的尾端阶梯比较，来自定向膜的碎屑更可能停留在凹口的前端阶梯，并且ITO膜图案3的前缘与第一通孔4的前端外围之间更大的距离有效地防止碎屑附着到前端阶梯。本实施例中端子的结构可类似于第一实施例的端子制造。
根据本实施例的LCD设备，包括第一金属膜图案、第一通孔与第二金属图案的端子的区域可制造得小于第一实施例中端子的区域。这特别适合驱动电路端子的窄间距的情况，并且根据碎屑的产生情况，得到类似于第一实施例中的优点。
如上所述，本发明的实施例的至少之一得到下列优点(1)在端子处形成附着到阶梯的更少数量的碎屑，该碎屑包括由定向膜产生的锉屑以及从摩擦织品中产生的布屑；(2)ITO膜图案的更小的区域，或宽度“a”，该区域适合驱动电路端子的窄间距的情况；以及(3)用于第一通孔与第二通孔的更大区域，以减少端子中的接触电阻。
由于上述实施例仅作为例子描述，因此本发明不限于上述实施例，并且本领域的普通技术人员可从上述实施例中容易地进行各种修改或改变而不脱离本发明的范围。例如，本发明不限于AM-LCD设备，并且应用于任何类型的LCD设备。通过提供第二绝缘膜7的边的至少之一远离第一绝缘膜6的对应边，上述实施例的结构可应用于图8A与图8B的结构。
权利要求
1.一种液晶显示(LCD)设备，包括有源矩阵衬底与反向衬底，以及夹在有源矩阵衬底与反向衬底之间的液晶(LC)层，所述有源矩阵衬底包括透明的绝缘衬底；在所述透明衬底上彼此平行延伸的多条信号线；彼此平行延伸并且垂直于所述信号线的多条扫描线；在所述信号线与所述扫描线的交叉点附近排列的多个像素电极；连接到所述信号线与所述扫描线的多个端子；以及覆盖在所述像素电极上面的定向膜，所述端子的至少之一具有层结构，所述层结构包括在所述透明的绝缘衬底上形成的第一金属膜图案；以及透明的导电膜图案，通过所述第一与第二绝缘膜的第一与第二通孔，所述透明的导电膜图案电连接到第一金属膜图案，所述透明的导电膜图案具有一边缘，从垂直于所述有源矩阵衬底的角度观察，所述边缘的至少一部分位于所述第一通孔的内部与所述第二通孔的外部。
2.如权利要求1所述的LCD设备，其中所述端子的所述至少之一包括放置在所述第一金属膜图案与所述透明的导电膜图案之间的第二金属膜图案，所述第二金属图案通过所述第一通孔接触所述第一金属图案，并且通过所述第二通孔，接触所述透明的导电膜。
3.如权利要求1所述的LCD设备，其中所述透明的导电膜图案具有一中心，所述中心实质上对准所述第一通孔的中心。
4.如权利要求1所述的LCD设备，其中所述透明的导电膜图案具有一中心，所述中心偏离所述第一通孔的中心。
5.如权利要求4所述的LCD设备，其中所述透明的导电膜图案具有从所述第一通孔的外围凸出或对准所述第一通孔的外围的另一部分。
6.如权利要求5所述的LCD设备，其中所述端子具有一表面，从所述定向膜的摩擦处理的角度观察，所述表面靠近所述透明的导电膜的前缘比靠近所述透明的导电膜的后缘具有更小的高度差。
7.如权利要求4所述的LCD设备，其中所述透明的导电膜图案的所述中心在所述定向膜的摩擦方向上，偏离所述第一通孔的所述中心。
8.如权利要求7所述的LCD设备，其中所述第二通孔在所述摩擦方向上偏离所述第一通孔。
全文摘要
LCD设备的TFT衬底具有由多条信号线与多条扫描线限定的像素电极的阵列。扫描线的每个端子包括第一金属图案、通过第一通孔接触第一金属图案的第二金属图案以及通过第二通孔接触第二金属图案的ITO图案。ITO图案的宽度小于第一通孔的宽度，并且大于第二通孔的宽度，从而提供了具有更小高度差的TFT衬底。更小的高度差防止了摩擦处理期间产生的碎屑附着到TFT衬底上。
文档编号G02F1/1345GK1573477SQ200410047420
公开日2005年2月2日 申请日期2004年5月27日 优先权日2003年5月27日
发明者吉川妙 申请人:Nec液晶技术株式会社