专利名称：液晶显示设备及其制造方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示设备及其制造方法。
背景技术：
液晶显示设备具有光源和液晶板。液晶板具有两个透明的衬底和填充在透明衬底之间的液晶层。当将电压施加到液晶板中的液晶层上以控制其光透率时，光源照亮液晶板，从而显示出图像。为了执行这一操作，在液晶层上施加电压的像素电路位于液晶板中的透明衬底之一上，并且彩色滤光器位于另一个透明衬底上。像素电路具有例如以矩阵形式分布的多个薄膜晶体管(TFT)。在下面的讲述中，具有像素电路的衬底被称为“阵列衬底”，并且具有彩色滤光器的衬底被称为“彩色滤光器衬底”。
图1为截面图，示出了现有的液晶板。如图1所示，现有液晶板101具有相互平行布置的彩色滤光器衬底102和阵列衬底103。液晶层104还被密封在彩色滤光器衬底102和阵列衬底103之间。
在彩色滤光器衬底102中具有玻璃衬底105。在玻璃衬底105的朝向阵列衬底103的表面上，具有由铬(Cr)形成的黑色矩阵106。彩色滤光器107a和107b也位于彩色滤光器衬底102表面上的黑色矩阵106的两侧。彩色滤光器107a和107b的边缘形成为贴装在黑色矩阵106两侧的边缘上。彩色滤光器107a和107b分别为例如红色(R)和绿色(G)滤波器。
在阵列衬底103中具有玻璃衬底108。在朝向彩色滤光器衬底102的玻璃衬底108的表面上，具有由铬(Cr)形成的两个栅极互连109。在彩色滤光器衬底102的表面上，还具有栅极绝缘膜110，以覆盖栅极互连109。由于互连109的形状的影响，在对应于位于栅极互连109正上方的区域的栅极绝缘膜110的部分中产生了一个台阶。由Cr形成的漏极互连111位于在栅极互连109之间区域正上方的栅极绝缘膜110的部分上。
钝化膜(PA膜)112覆盖着漏极互连111，并且铟锡氧化物膜(ITO膜)的像素电极113还位于钝化膜112上。像素电极113位于除了栅极互连109之间区域正上方之外的区域中，并且当从垂直于玻璃衬底108表面的方向上来看时(下面称之为“在平面视图中”)，像素电极113的边缘与栅极互连109的边缘相重叠。由于栅极互连109和漏极互连111的形状的影响，在包括有像素电极113的边缘和钝化膜112的暴露区域的区域中产生了一个台阶。
因此，在阵列衬底103的表面上，形成了薄膜晶体管(TFT)。TFT具有栅极互连109、漏极互连111、源极互连(图中未示出)以及半导体层(图中未示出)。半导体层是由无定形硅(a-Si)形成的。并且多个TFT以矩阵形式分布以形成像素电路。在平面视图中，漏极互连111布置在与黑色矩阵106的不被彩色滤光器107a和107b所覆盖的部分相重叠的位置处。液晶板101的每一个像素具有位于彩色滤光器衬底102中的单个彩色滤光器和位于阵列衬底103中的单个TFT。
液晶板101的每一部分的实例尺寸如下所述。在图1所示的截面图中，黑色矩阵106的宽度为20.0μm，并且黑色矩阵106的不被彩色滤光器107a和107b所覆盖的部分，也就是直接与液晶层104相接触的区域，为大约7.0μm宽。每一个栅极互连109的宽度为5.5μm，并且它们之间的间隔为8.0μm。漏极互连111的宽度为5.0μm，并且在平面视图中的两侧上，漏极互连111和每一个栅极互连109之间的距离为1.5μm。
进而，在平面视图中，每一个区域的像素电极113和栅极互连109之间的重叠区域为3.0μm宽。栅极互连109和漏极互连111每个均形成为厚度140nm，并且像素电极113的厚度为40nm。从暴露于液晶层104的黑色矩阵106的表面部分到暴露于液晶层104的钝化膜112的表面部分之间的距离为5.3μm。
接下来，讲述这种现有液晶板的制造方法。图2为流程图，示出了现有液晶板的阵列衬底的制造方法；图3A～3D和图4A～4D为截面图，按照工艺步骤的顺序示出了制造方法。液晶板的阵列衬底目前是由其中执行5次光刻(PR)的5PR方法来制造的。
首先，在图2的步骤S11中，在玻璃衬底108上形成厚度为140nm的Cr膜作为栅极互连层。接下来，如步骤S12和图3A所示，执行第一次光刻(PR)，并且构图栅极互连层以形成栅极互连109。接下来，如步骤S13和图3B所示，在玻璃衬底108上形成栅极绝缘膜110，以覆盖栅极互连109，紧接着形成无定形硅(a-Si)的半导体层114。接下来，如步骤S14和图3C所示，执行第二次PR，并且构图半导体层114以形成TFT的半导体层图案(图中未示出)。接下来，如步骤S15和图3D所示，在栅极绝缘膜110和半导体层上形成厚度为140nm的Cr膜，以作为源极和漏极互连层115。
接下来，如步骤S16和图4A所示，执行第三次PR，并且构图源极和漏极互连层115，以形成漏极互连111和源极互连(图中未示出)。接下来，如步骤S17和图4B所示，在栅极绝缘膜110上形成钝化膜112，以覆盖漏极互连111和源极互连。接下来，在步骤S18中，执行第四次PR，以便在栅极绝缘膜110和钝化膜112中形成接触孔(图中未示出)。接下来，如步骤S19和图4C所示，在钝化膜112上形成ITO膜116。接下来，如步骤S20和图4D所示，执行第五次PR，并且构图ITO膜116以形成像素电极113。这样形成了阵列衬底103。
另一方面，如图1所示，在玻璃衬底105上形成了Cr膜的黑色矩阵106，并且然后形成了彩色滤光器107a和107b，以覆盖黑色矩阵106的边缘。这样，形成了彩色滤光器衬底102。之后，通过使用封条(图中未示出)将阵列衬底103和彩色滤光器衬底102相互平行结合起来。液晶被密封在由彩色滤光器衬底102、阵列衬底103和封条所包括起来的空间中，以形成液晶层104。这样，制得液晶板101。
不过，上面所述的这种液晶设备具有下述问题。由于像素电路等位于朝向液晶层的阵列衬底的表面上，并且彩色滤光器等位于朝向液晶层的彩色滤光器衬底的表面上，因此不可避免地在两个表面上产生了台阶。由于此，在台阶处发生了液晶层的定向紊乱，由此造成异常显示的发生。具体地说，液晶分子的定向不能沿着台阶进行正常对齐，并且也容易受到由漏极互连所生成的横向电场的影响，使得反向倾斜发生。结果，在这些位置处发生区分(discrination)，并且图像中出现亮线。
尤其是最近，为了减少液晶板的成本和环境负载，开发出了一种使用树脂而不是金属来形成黑色矩阵(光阻层)的技术。结果，增加了黑色矩阵的厚度。例如，尽管由金属形成的黑色矩阵可以获得厚度为例如0.1μm的足够的光阻挡属性，而由树脂形成的黑色矩阵需要例如厚度达到1.5μm才能获得相同属性。因此，彩色滤光器贴装于黑色矩阵上的部分的高度更高，使得在彩色滤光器衬底中的台阶的高度增加。
现有情况下，当使用具有这种大的台阶的彩色滤光器衬底时，提供了覆盖层，以便覆盖彩色滤光器和黑色矩阵来填充该台阶。不过，由于提供覆盖层导致液晶板的成本增加，因此对于成本优选的是不要使用覆盖层。进而，为了减少制造成本，最近开发出了将PR工艺从五次减少到四次的技术。结果，剩下了位于漏极互连正下方的半导体层的部分，使得阵列衬底中的台阶高度大大增加。
如上所述，为了减少制造成本和环境负载，如果试图形成树脂的黑色矩阵，省去覆盖层，以及将阵列衬底的制造处理减少到4PR工艺，则彩色滤光器衬底和阵列衬底中的台阶高度将不可避免地增加，使得更有可能发生液晶层的定向紊乱。
为了防止液晶层的定向紊乱，在例如日本专利未决公开Hei 09-96806中讲述了一种技术，其中树脂的保护膜形成于像素电路的电极、互连和开关元件的边缘，以形成具有倾斜侧壁的黑色矩阵。
不过，在日本专利未决公开Hei 09-96806中讲述的技术具有下述问题。在该技术中，由于在阵列衬底中必须有像素电路和黑色矩阵，因此由黑色矩阵所产生的台阶被加到那些由阵列衬底中的像素电路所产生的台阶中，使得阵列衬底中的台阶高度大大增加。这将不利地导致定向紊乱的更多发生。此外，用于形成黑色矩阵的树脂包括碳，使得它的导电率很高。因此，该技术的另一个问题是，如果黑色矩阵形成为覆盖像素电路，则有可能发生漏电流，因此像素电路的性能恶化。
发明内容
本发明的目标是提出一种低成本液晶显示设备及其制造方法，其能够使液晶层难以发生定向紊乱的制造方法。
根据本发明的液晶显示设备包括第一衬底、与第一衬底相平行的第二衬底、以及密封在第一衬底和第二衬底之间的液晶层。第一衬底包括第一透明衬底和像素电路，后者位于第一透明衬底的表面上并且向液晶层施加电压。第二衬底包括第二透明衬底、位于第二透明衬底上的由树脂制成的黑色矩阵、以及位于第二透明衬底上的用于着色从其中透射的光的彩色滤光器。并且，在朝向液晶层的第一和第二衬底二者的表面上产生的台阶的高度之和等于或大于0.8μm。液晶层的预倾角等于或大于4度。
在本发明中，即使在第一和第二衬底中的台阶高度之和等于或大于0.8μm，也可以以这种方式来防止定向紊乱的发生像素电路和黑色矩阵分离地形成于不同的衬底上，以便单独产生在不同衬底中的台阶；并且液晶层的预倾角等于或大于4度。另外，由树脂形成的黑色矩阵能够减少液晶显示设备的成本。
当台阶高度之和等于或大于1.2μm时，优选情况下，将液晶层的预倾角设置为5度或更大。因此必然能够防止定向紊乱的发生。还优选地将预倾角设置为10度或更小，从而获得液晶层的稳定定向。
根据本发明的液晶显示设备的制造方法包括通过在第一透明衬底上形成像素电路来制造第一衬底，通过在第二透明衬底上形成由树脂制成的黑色矩阵和着色从其中透射的光的彩色滤光器；以及相互平行地放置第一和第二衬底并且在第一和第二衬底之间密封液晶层等这些步骤。制造第一衬底的步骤包括在第一透明衬底上形成第一导电层，通过使用光刻来构图第一导电层以形成栅极互连，在第一透明衬底上以此顺序形成栅极绝缘膜、半导体层和第二导电层以便覆盖栅极互连，通过使用光刻来构图第二导电层和半导体层以形成源极互连、漏极互连和半导体区，通过使用光刻在栅极绝缘膜中形成接触孔，在栅极绝缘膜上形成透明导电层以便覆盖源极互连、漏极互连和半导体区，以及通过使用光刻来构图透明导电层以形成像素电极。由第一衬底中的像素电路和由第二衬底中的黑色矩阵和彩色滤光器所产生的台阶的高度之和等于或大于0.8μm。液晶层的预倾角等于或大于4度。
在本发明中，由于第一衬底是由四个光刻步骤来制成的，因此可以减少液晶显示设备的成本。即使第一和第二衬底中的台阶高度之和等于或大于0.8μm，也可以以这种方式来防止定向紊乱的发生像素电路和黑色矩阵分离地形成于不同的衬底中，以便使台阶分布于不同的衬底中；并且液晶层的预倾角被设置为4度或更多。由树脂形成的黑色矩阵也能够减少液晶显示设备的成本。
根据本发明，由于黑色矩阵由树脂形成，因此可以获得成本减少的液晶显示设备，同时液晶显示设备能够防止液晶层的定向紊乱，因为在第二衬底中具有黑色矩阵，并且液晶层的预倾角被设置为4度或更多。
图1为截面图，示出了现有的液晶板；图2为流程图，示出了现有液晶板阵列衬底的制造方法；图3A～3D为截面图，按照工艺步骤顺序示出了制造方法；图4A～4D为截面图，按照工艺步骤顺序示出了图3D的步骤之后的制造方法；图5为截面图，示出了根据本发明实施例的液晶显示设备的液晶板；图6为流程图，示出了根据本实施例的液晶板的阵列衬底制造方法；图7A～7C为截面图，按照工艺步骤顺序示出了制造方法；以及图8A～8C为截面图，按照工艺步骤顺序示出了图7C的步骤之后的制造方法。
具体实施例方式
下面参考附图来讲述本发明的实施例。图5为截面图，示出了根据本发明实施例的液晶显示设备的液晶板。本实施例的液晶板的每一个部分的尺寸以图5所示为例，但是并不限于图5所示的例子。在根据本实施的液晶显示设备中，提供有光源(图中未示出)、液晶板和容纳这些组件的框架体(图中未示出)。进而，如图5所示，液晶板1具有相互平行放置的彩色滤光器衬底2和阵列衬底3。液晶层4被密封在彩色滤光器衬底2和阵列衬底3之间。
在彩色滤光器衬底2中，提供有例如由玻璃形成的透明衬底5，并且在透明衬底5的朝向阵列衬底3的表面上具有由树脂形成的黑色矩阵6。在彩色滤光器衬底2的表面上，彩色滤光器7a和7b位于黑色矩阵6的两侧上。彩色滤光器7a和7b的边缘形成为贴装于黑色矩阵6的边缘上，使得彩色滤光器7a和7b的被贴装部分相对于其他部分突出出来。彩色滤光器7a和7b分别为例如红色(R)和绿色(G)滤波器。蓝色(B)滤波器(图中未示出)也位于彩色滤光器衬底2中。
在阵列衬底3中，具有由例如玻璃形成的透明衬底8，并且在透明衬底8的朝向彩色滤光器衬底2的表面上具有多个栅极互连9。在图5中，只能看到成对的两个栅极互连9。互连9具有包括例如铝(Al)的下层膜9a和例如钼(Mo)的上层膜9b的多层结构。例如氮化硅(SiNx)膜的栅极绝缘膜10也位于阵列衬底3的表面上，以便覆盖栅极互连9。反映栅极互连9的形状的台阶产生于栅极绝缘膜10的对应于栅极互连9的正上方区域的部分中。
进而，无定形硅(a-Si)的半导体区17位于在栅极互连9之间区域正上方的栅极绝缘膜10的部分上，并且例如铬(Cr)的漏极互连11位于半导体区17上。例如氮化硅(SiNx)膜的钝化膜(PA膜)12覆盖半导体区17和漏极互连11，并且ITO膜的像素电极13位于钝化膜12上。像素电极13位于除栅极互连9之间区域正上方之外的区域中，也就是说，当从垂直于透明衬底8表面的方向上看或在平面视图中看时，像素电极13的边缘与栅极互连9的边缘相重叠。像素电极13的边缘和钝化膜12的暴露区域因栅极互连9和漏极互连11的形状影响而突出出来。
在阵列衬底3的表面上，多个TFT(图中未示出)以矩阵形式分布，形成像素电路。TFT具有栅极互连9、漏极互连11、源极互连(图中未示出)以及半导体区17。在平面视图中，漏极互连11布置在于与黑色矩阵6的不被彩色滤光 7a和7b所覆盖的部分相重叠的位置处。液晶板1的每一个像素包括位于彩色滤光器衬底2中的单个彩色滤光器和位于阵列衬底3中的单个TFT。
液晶板1的每一个部分的实例尺寸如下所述。在图5所示的截面图中，黑色矩阵6的宽度和厚度分别为21.5μm和1.5μm。在平面视图中，位于黑色矩阵6和彩色滤光器7a和7b的每一个之间的重叠区域分别为3.0μm长和0.30μm高。这意味着彩色滤光器衬底2中的台阶高度为0.3μm。黑色矩阵6的不被彩色滤光器7a和7b所覆盖的部分，也就是直接或经由定向膜(图中未示出)与液晶层4相接触的部分，大约为15.5μm宽。
栅极互连9为5.5μm宽，其中它的Al的下层膜9a的厚度为200nm，它的Mo的上层膜9b的厚度为70nm，导致总厚度为270nm。栅极互连9之间的间隔为10.5μm。半导体区17的宽度和厚度分别为7.1μm和230nm。漏极互连11的宽度和厚度分别为4.5μm和300nm。在平面视图中，漏极互连11位于半导体区17的中心。因此，在平面视图中，在半导体区17的每一个边缘和漏极互连11的每一个边缘之间的距离在两侧分别为1.3μm。在平面视图中，半导体区17和栅极互连9之间的间隔为1.7μm。因此，在平面视图中，包括有两个栅极互连9及其之间区域的区域20的宽度为21.5μm，并且与其中有黑色矩阵6位于彩色滤光器衬底2中的区域相匹配。栅极绝缘膜10、钝化膜12和像素电极13的厚度分别为300nm、150nm和40nm。
进而，在彩色滤光器7a表面的不与黑色矩阵6相重叠的部分和像素电极13表面的不与栅极互连9相重叠的部分之间的距离被设计为4.0μm。在这种情况下，钝化膜12的最突出部分，也就是漏极互连11的正上方表面的部分，与黑色矩阵6的表面之间的距离为3.47μm。这意味着阵列衬底3中的台阶高度为0.53μm。因此，在图5所示的液晶板1的部分中，彩色滤光器衬底2和阵列衬底3的台阶高度之和为0.83μm。
进而，液晶层4是由预倾角为4度或更多的扭曲向列(TN)型液晶形成的，例如4～10度，例如4.5～5.5度的预倾角。
接下来讲述本发明中限制数值的原因。根据本发明，当彩色滤光器衬底2和阵列衬底3中的台阶高度之和大于或等于0.8μm时，液晶层的预倾角必须为4度或更多。这是因为，如果预倾角小于4度，则液晶分子的定向无法沿着垂直的台阶正常对齐，从而发生诸如反向倾斜等定向紊乱。定向紊乱会使这些位置处发生区分，结果导致在图像中发生诸如亮线等显示缺陷。
当彩色滤光器衬底2和阵列衬底3的台阶高度之和大于或等于1.2μm时，预倾角优选情况下应该为5度或更多。进而，液晶层的预倾角优选情况下应该为10度或更小。它的一个原因是具有大于10度的预倾角的液晶层非常难以形成。另一个原因是，如果预倾角超过10度，则液晶分子经常会定向到不希望的方向，导致定向不稳定。
接下来，讲述本实施例的上述液晶板的制造方法。图6为流程图，示出了根据本实施例的液晶板的阵列衬底制造方法。图7A～7C和图8A～8C为截面图，按照工艺步骤示出了制造方法。在本实施例中，液晶板1的阵列衬底3是用4PR方法制造的，其中光刻(PR)执行了4次。
首先，在图6的步骤S1中，在透明衬底8上形成厚度为例如200nm的Al膜，并且然后形成厚度为例如70nm的Mo膜。接下来，如步骤S2和图7A所示，执行第一次光刻(PR)并且构图Al和Mo膜，以形成栅极互连9。在这种情况下，栅极互连9形成为具有其中Mo的上层膜9b层叠在Al的下层膜上的双层膜。接下来，如步骤S3和图7B所示，在透明衬底8上形成厚度为例如300nm的氮化硅栅极绝缘膜10，以便覆盖栅极互连9。接着，形成厚度为例如230nm的无定形硅(a-Si)的半导体层14，然后形成厚度为例如300nm的Cr的源极和漏极互连层15。
其次，如步骤S4和图7C所示，执行第二次PR并且构图源极和漏极互连层15和半导体层14，以形成漏极互连11、源极互连(图中未示出)和半导体区17。下面来详细讲述第二次PR工艺。
首先，在源极和漏极互连层15上形成光致抗蚀剂膜(图中未示出)。其次，通过使用灰度色调(gray-tone)掩模来曝光光致抗蚀剂膜，并且显影抗蚀剂图案。从而形成了两层抗蚀剂图案，其中厚的部分形成于漏极互连11和源极互连在其中形成的区域中，并且薄的部分形成于漏极互连11和源极互连没有在其中形成而只有半导体区17在其中形成的区域中。通过使用该抗蚀剂图案作为掩模，来对源极和漏极互连层15和半导体层14进行蚀刻和有选择地去除，以形成半导体区17。接下来，执行灰化，以部分地去除抗蚀剂图案，以便去除抗蚀剂图案的薄形成部分，并且只保留抗蚀剂图案的厚形成部分。然后通过使用后灰化抗蚀剂图案作为掩模来对源极和漏极互连层15进行蚀刻和有选择地去除，以形成漏极互连11和源极互连。
接下来，如步骤S5和图8A所示，在栅极绝缘膜10上形成厚度为例如150nm的氮化硅的钝化膜12，以便覆盖漏极互连11和源极互连。接下来，在步骤S6中，执行第三次PR，并且有选择地去除钝化膜12和栅极绝缘膜10，以形成接触孔(图中未示出)。
接下来，如步骤S7和图8B所示，在钝化膜12上形成厚度为例如40nm的ITO膜16。接下来，如步骤S8和图8C所示，执行第四次PR并且构图ITO膜16，以形成像素电极13。
接着，在钝化膜12和像素电极13上形成定向膜(图中未示出)，并且然后在定向膜的表面上执行研磨。研磨是在后面的工艺中将形成的能够具有4度或更大的预倾角的液晶层4(参见图5)的条件下执行的。这样形成了阵列衬底3。
在彩色滤光器衬底2中，如图5所示，在玻璃衬底5上形成树脂的黑色矩阵6，并且然后形成彩色滤光器7a和7b，以便覆盖黑色矩阵6的边缘。这样形成了彩色滤光器衬底2。之后，通过使用封条(图中未示出)将阵列衬底3和彩色滤光器衬底2相互平行结合起来，并且然后将液晶密封到由彩色滤光器衬底2、阵列衬底3和封条所包围起来的空间中，以形成液晶层4。在这种情况下，液晶层4的预倾角为4度或更大，例如，4～10度，并且优选情况下例如为4.5～5.5度。这样制得液晶板1。然后通过将液晶板1和光源装进框架体，制得根据本实施例的液晶显示设备。
在本实施例中，由于黑色矩阵位于彩色滤光器衬底中，因此在像素电路中不会发生由黑色矩阵所引起的泄漏电流，从而能够获得具有优良性能的像素电路。进而，由树脂形成的黑色矩阵导致成本降低，并且不使用Cr也能够减少环境负载。没有覆盖层的彩色滤光器衬底也导致成本降低。进而，由于阵列衬底是使用四次光刻(PR)步骤来制造的，因此能够降低制造成本。
在本实施例中，如上所述，黑色矩阵是由树脂形成的，不使用覆盖层，并且阵列衬底是通过4PR方法来形成的。因此，彩色滤光器衬底和阵列衬底中的台阶高度与现有液晶板相比变大，并且总和达到0.8μm或更大。不过，在本实施例中，由于像素电路和黑色矩阵6分离在不同的衬底，也就是彩色滤光器衬底2和阵列衬底3中形成，使得台阶分布在不同衬底中，并且液晶层的预倾角被设置为4度或更大，因此诸如横向倾斜等定向紊乱就不会在液晶层中发生。因此，不会发生由定向紊乱所引起的显示缺欠，从而取得好的显示质量。
下面通过与本发明范围之外的比较性实例相比，来具体讲述根据本发明的实例效果。如图5所示的多个液晶显示设备是通过使用根据上述的本发明实施例的液晶显示设备的制造方法，也就是图6A～6C和图7A～7C所示的方法来制造的。这时，在液晶显示设备中的彩色滤光器衬底和阵列衬底中的台阶高度之和与液晶的预倾角每个都变化。通过调整研磨条件，来控制预倾角。台阶高度之和从0.2μm到0.8μm变化，并且预倾角从2度至6度变化。然后，在这些液晶显示设备上显示图像以检查是否发生了区分。进而，执行计算机模拟，以检查在台阶高度之和从1.0到1.2μm并且预倾角从0到6度的液晶显示设备中是否发生了区分。
这些结果如表1中所示。在表1中，“台阶高度之和”表示彩色滤光器衬底和阵列衬底中的台阶高度的总值。表1中的符号含义如下“○”表示没有发生区分；“△”表示略微发生区分，但是处于实际使用时不会产生问题的水平；“×”表示发生了区分；“-”表示没有进行评估。在表1中，所示的带括号的结果是通过模拟而获得的，并且不带括号的结果是通过对实际面板进行评估而获得的。
(表1)
如表1所示，即使台阶高度之和为0.8μm或更大，当将预倾角设置为4度或更大时，区分也不会发生，因此能够获得好的显示质量。如果台阶高度之和为1.2μm或更大，则将预倾角设置为5度或更大时，可以获得更好的显示质量。
权利要求
1.一种液晶显示设备，包括第一衬底，所述第一衬底包括第一透明衬底；以及像素电路，其位于所述第一透明衬底的表面上；与所述第一衬底相平行的第二衬底，所述第二衬底包括第二透明衬底；位于所述第二透明衬底上的由树脂制成的黑色矩阵；以及位于所述第二透明衬底上的着色从其中透射的光的彩色滤光器；以及密封在所述第一和第二衬底之间并且被所述像素电路施加电压的液晶层，在都朝向所述液晶层的所述第一和第二衬底的表面上产生的台阶高度之和等于或大于0.8μm，所述液晶层的预倾角等于或大于4度。
2.如权利要求1所述的液晶显示设备，其中所述的台阶高度之和等于或大于1.2μm，并且所述液晶层的所述预倾角等于或大于5度。
3.如权利要求1或2所述的液晶显示设备，其中所述液晶层的所述预倾角等于或小于10度。
4.一种液晶显示设备的制造方法，包括的步骤有通过在第一透明衬底上形成像素电路来制造第一衬底，制造所述第一衬底的步骤包括在所述第一透明衬底上形成第一导电层；通过使用光刻来构图所述第一导电层以形成栅极互连；在所述第一透明衬底上按顺序形成栅极绝缘膜、半导体层和第二导电层以便覆盖所述栅极互连；通过使用光刻来构图所述第二导电层和所述半导体层以形成源极互连、漏极互连和半导体区；通过使用光刻在所述栅极绝缘膜中形成接触孔；在所述栅极绝缘膜上形成透明导电层以便覆盖所述源极互连、所述漏极互连和所述半导体区；以及通过使用光刻来构图所述透明导电层以形成像素电极；通过在第二透明衬底上形成由树脂制成的黑色矩阵和着色从其中透射的光的彩色滤光器，来制造第二衬底；以及相互平行地放置所述第一和第二衬底，并且在所述第一和第二衬底之间密封液晶层，由所述第一衬底中的所述像素电路和由所述第二衬底中的所述黑色矩阵和所述彩色滤光器所产生的台阶的高度之和等于或大于0.8μm，并且所述液晶层的所述预倾角等于或大于4度。
5.如权利要求4所述的液晶显示设备的制造方法，其中所述的台阶高度之和等于或大于1.2μm，并且所述液晶层的预倾角等于或大于5度。
6.如权利要求4所述的液晶显示设备的制造方法，其中所述液晶层的所述预倾角等于或小于10度。
7.如权利要求4～6中的任何一个所述的液晶显示设备的制造方法，其中构图所述第二导电层和所述半导体层的步骤包括如下步骤在所述第二导电层上形成光致抗蚀剂膜；通过使用灰度色调掩模来曝光所述光致抗蚀剂膜，并且显影形成抗蚀剂图案，其中形成所述源极互连和所述漏极互连的区域的抗蚀剂图案相对较厚，并且未形成所述源极互连和所述漏极互连而形成所述半导体区的区域的抗蚀剂图案相对较薄；通过使用所述抗蚀剂图案作为掩模进行蚀刻，以有选择地去除所述第二导电层和所述半导体层，从而形成所述半导体区；对所述抗蚀剂图案执行灰化，以去除所述抗蚀剂图案的相对较薄的部分，并且保留所述抗蚀剂图案的相对较厚的部分；以及通过使用灰化后的所述抗蚀剂图案作为掩模进行蚀刻，以有选择地去除所述第二导电层，以便形成所述源极互连和所述漏极互连。
全文摘要
在液晶板中，彩色滤光器衬底和阵列衬底相互平行放置，并且在它们之间密封液晶层。在彩色滤光器衬底中，由树脂制成的黑色矩阵和彩色滤光器位于透明衬底上。在阵列衬底中，像素电路位于透明衬底上。像素电路包括栅极互连、栅极绝缘膜、半导体区、漏极互连、钝化膜和像素电极等。彩色滤光器衬底和阵列衬底二者朝向液晶层的表面上的台阶高度之和为0.83μm，并且液晶层的预倾角被设置为4度或更大。
文档编号G02F1/1335GK1641455SQ20051000444
公开日2005年7月20日 申请日期2005年1月13日 优先权日2004年1月13日
发明者冈本守 申请人:Nec液晶技术株式会社