专利名称：液晶显示装置及其制造方法
技术领域：
本发明是有关于一种液晶显示装置及其制造方法。
背景技术：
液晶显示器主要是由薄膜晶体管数组基板、彩色滤光片基板及设置于两基板间的液晶分子层所构成。由于液晶分子层的厚度及均匀性会影响显示器的特性，如显示速度、视角、明亮度及对比度等，因此在两基板间需要间隔物来维持一定的间距。一般而言，间隔物可设置在薄膜晶体管数组基板上或彩色滤光片基板上。例如可为散布的球状间隔物。然而，若两基板组装稍有偏移时，或者面板受到外力挤压时，间隔物容易滑动，而使面板发生区域漏光，造成对比度降低或颜色显示异常等现象。
因此，需要一种新颖的液晶显示装置及其制造方法，以期能改善上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、新颖的液晶显示装置及一种制造成本低的液晶显示装置的制造方法。本发明的一特征在于一种液晶显示装置，其特征在于包含
一第一基板，包含
一基材；
至少一第一导线，设置于该基材上；
一绝缘层，覆盖该第一导线；
至少一第二导线，设置于该绝缘层上，其中该第一导线与该第二导线互相垂直；以及一保护层，覆盖该第二导线，其中该保护层具有至少一凹部，位于该第一导线上方、该第二导线上方或该第一导线与该第二导线的一交错位置的上方；
一第二基板，平行该第一基板，该第二基板包含至少一间隔物，且该间隔物的一底部抵接该凹部；以及
一液晶层，设置于该第一基板及该第二基板间。进一步地，其中该凹部的最大宽度小于或等于该间隔物的最大宽度。进一步地，其中该凹部的最大宽度小于该第一导线或该第二导线的一宽度。进一步地，其中该凹部贯穿该保护层。进一步地，其中该第一基板更包含一半导体层夹设于该绝缘层与该第二导线之间，且位于该交错位置，且其中该凹部位于半导体层的正上方。进一步地，其中该第一基板更包含一薄膜晶体管电性连接该第一及该第二导线。进一步地，其中该保护层具有一接触窗，以露出该薄膜晶体管的一汲极。进一步地，其中该第一基板更包含一画素电极位于该保护层上，且该画素电极经由该接触窗电性连接该薄膜晶体管。本发明的另一特征在于一种液晶显示装置的制造方法，其特征在于包含形成一第一导线及一闸极于一基材上；
形成一绝缘层覆盖该第一导线及该闸极；
形成一岛状半导体层于该闸极上方的该绝缘层上；
形成一第二导线、一源极及一汲极于该绝缘层上，其中该源极及该汲极覆盖该岛状半导体层的一部分，且该第一导线与该第二导线互相垂直；
形成一保护层于该第二导线、该岛状半导体层、该源极及汲极上，该保护层具有一凹部及一接触窗，该凹部位于该第一导线上方、该第二导线上方或该第一导线与该第二导线的一交错位置的上方，该接触窗露出该汲极；、
形成一画素电极于该保护层上，以形成一第一基板，其中该画素电极经由该接触窗电性连接该汲极；
接合该第一基板以及具有一间隔物的一第二基板，以使该间隔物的一底部抵接该凹部；以及
形成一液晶层于该第一基板与该第二基板间。进一步地，其中形成该保护层的步骤包含使用一干蚀刻制程，以形成该凹部及该接触窗。本发明的优点结构简单、新颖，第二基板的间隔物可抵接第一基板的凹部；凹部具有稳固间隔物的功能，以避免间隔物滑动。此外，该制造方法不需使用到额外的设备或微影制程来形成凹部，因此可不增加制造成本。
第1-3图为本发明一实施方式的薄膜晶体管数组基板的俯视示意图。第4-5图为本发明一实施方式的液晶显示装置的剖面示意图。图中100 :第一基板；110 :基材；120 :第一导线；122 :闸极；124 :共孕电极；130 绝缘层；140 :半导体层；142 :岛状半导体层；150 :第二导线；152 :源极；154 :汲极；160 :保护层；160a :凹部；160b :接触窗；170 :薄膜晶体管；180 :画素电极；200 :第二基板；210 :间隔物；300 :液晶层；W1 :凹部的最大宽度；W2 :间隔物的最大宽度；W3 :第一导线的宽度；W4 第二导线的宽度。
具体实施例方式为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。第I图为本发明一实施方式的薄膜晶体管数组基板的俯视示意图。第4-5图为沿着第I图的A-A’剖面线段的液晶显示装置的剖面示意图。本发明提供一种液晶显示装置，包含第一基板100、第二基板200与液晶层300，如第4图所示。第一基板100包含有基材110、第一导线120、绝缘层130、第二导线150及具有凹部160a的保护层160。第二基板200平行于第一基板100。第二基板200包含有间隔物210，且间隔物210的底部抵接凹部160a。液晶层300设置于第一基板100及第二基板200 间。第一导线120设置于基材110上，如第I图及第4图所示。第I图中的第一导线120例示为扫描线。此外，也可设置闸极122连接第一导线120。绝缘层130覆盖于第一导线120上，如第4图所示。绝缘层130可为氮化硅或氧化硅。绝缘层130用以使第一导线120及第二导线150间电性绝缘。第二导线150设置于绝缘层130上，且第一导 线120与第二导线150互相垂直，如第I图所示。第I图例示的第二导线150为数据线。第一导线120及第二导线150可为金属材料。此外，也可设置源极152与汲极154于绝缘层130上。源极152可连接第二导线150。在一实施方式中，第一基板100更可包含半导体层140，其夹设于绝缘层130与第二导线150之间，如第5图所示。半导体层140可位于第一导线120和第二导线150的交错位置。半导体层140的面积可大于欲设置的凹部160a的面积。凹部160a可设置于半导体层140的正上方。此外，可设置岛状半导体层142于闸极122上方的绝缘层130上。保护层160覆盖第二导线150，且保护层160具有至少一凹部160a，如第4_5图所示。保护层160的材料可为氮化硅或氧化硅。保护层160的凹部160a可位于第一导线120或第二导线150的上方；或者保护层160的凹部160a可位于第一导线120及第二导线150的交错位置的上方。也就是说，凹部160a需设置于不影响光线穿透的区域。第I图绘示凹部160a位于第一导线120及第二导线150的交错位置的正上方。第2图绘示凹部160a位于第二导线150的上方。第3图绘示凹部160a位于第一导线120的上方。不同位置的凹部160a下方的层别结构由各层的图案设计来决定。举例来说，第4图的凹部160a下方有基材110、第一导线120、绝缘层130与第二导线150。第5图的凹部160a下方有基材110、第一导线120、绝缘层130、半导体层140与第二导线150。由此可知，设置于不同位置的凹部160a，其下方的层别结构的总厚度可能有所不同。因此，可根据凹部160a下方的层别结构的总厚度与两基板间所需间隔的距离来设计间隔物210的高度。在一实施方式中，凹部160a可贯穿保护层160。如第4_5图所示，凹部160a贯穿保护层160且露出第二导线150的上表面。或者，凹部160a可为具有一深度的凹槽，而未贯穿保护层160 (图未示)。在一实施方式中，第一基板100可更包含薄膜晶体管170，其电性连接第一导线120及第二导线150，如第I图所示。薄膜晶体管170可包含有闸极122、上述岛状半导体层142、源极152与汲极154。在一实施方式中,保护层160可具有接触窗160b,以露出汲极154。在一实施方式中，第一基板100更可包含画素电极180位于保护层160上。画素电极180可经由接触窗160b电性连接薄膜晶体管170。第二基板200平行于第一基板100设置。第二基板200可包含有间隔物210，且间隔物210的底部抵接凹部160a，如第4-5图所示。第二基板200可为彩色滤光片基板，而第一基板100可为薄膜晶体管数组基板。彩色滤光片基板可包含彩色滤光片与遮光层。间隔物210可设置遮光层上，所以不会影响光线穿透。间隔物210可为具有弹性的树脂。间隔物210用以使第一基板100与第二基板200间保持一定间距。在一实施方式中，凹部160a的最大宽度Wl可小于或等于间隔物210的最大宽度W2。例如，两基板在组装时，弹性的间隔物210接触凹部160a且弹性变形，使间隔物210的底部可完全接触凹部160a。凹部160a的底面积的形状可与间隔物210的底面积的形状大致相同。如第I图所示，凹部160a为圆形的开口，而其所对应的间隔物210可为圆柱。在一实施方式中，凹部160a的最大宽度Wl小于第一导线120的宽度W3或小于第二导线150的宽度W4。举例来说，第I图中的凹部160a最大宽度Wl小于第二导线150的宽度W4。第2图中的凹部160a的最大宽度Wl小于第二导线150的宽度W4。第3图中的凹部160a对最大宽度Wl小于第一导线120的宽度W3。凹部160a的底部可为平坦的表面，使间隔物210的底部与凹部160a间可完全接触。此外，间隔物210的底部在接触凹部160a后，凹部160a的内侧表面可阻挡间隔物210滑动。当第二基板200及第一基板100组合稍有偏移时，间隔物210可被导引至凹部160a中。因此，凹部160a具有导引及稳固间隔物210的功能。液晶层300设置于第一基板100及第二基板200间，如第4_5图所不。液晶层300
可用以控制透射的光量。由此可知，保护层160中的凹部160a可位于第一导线120、第二导线150或第一导线120及第二导线150的交错位置的上方。间隔物210的底部可抵接凹部160a而不易滑动。因此，可在不影响光线穿透的情况下，稳固间隔物210于凹部160a中。所以，凹部160a可用以避免因间隔物210滑动而产生区域漏光、对比度降低或显示颜色改变的问题。本发明提供一种液晶显示装置的制造方法。首先形成第一导线120与闸极122于基材110上，如第I图及第4图所示。第一导线120可为扫描线。可在形成第一导线120与闸极122时，同时形成共享电极124，如第I图所示。可藉由金属溅镀方式形成一层金属层于基材110上，然后经微影蚀刻制程形成第一导线120、闸极122与共享电极124。在形成第一导线120与闸极122之后，形成绝缘层130覆盖第一导线120与闸极122，如第4图所示。可利用化学气相沉积制程形成一层绝缘层130。接着，形成岛状半导体层142于闸极122上方的绝缘层130上。岛状半导体层142可用以作为薄膜晶体管170中的通道层(未绘示)及奥姆接触层(未绘示)。可利用电浆辅助化学气相沉积法来形成通道层及奥姆接触层。此外，可同时形成半导体层140于第一导线120和欲形成的第二导线150的交错位置，如第5图所示。然后，形成第二导线150、源极152及汲极154于绝缘层130上，如第I图及第4_5图所示。源极152及汲极154覆盖岛状半导体层142的一部分。第二导线150与第一导线120间可呈垂直配置。第二导线150可为数据线。可藉由金属溅镀方式形成一层金属层于绝缘层130上，然后经微影蚀刻制程形成第二导线150、源极152与汲极154。上述闸极122、岛状半导体层142、源极152与汲极154可构成薄膜晶体管170。此薄膜晶体管170可电性连接第一导线120及第二导线150。形成一保护层160于第二导线150、岛状半导体层142、源极152及汲极154上，如第I图及第4-5图所示。保护层160具有凹部160a及接触窗160b。凹部160a设置于第一导线120及第二导线150的交错位置的上方。在一实施方式中，凹部160a可设置于第二导线150的上方，如第2图所示。或者，凹部160a可设置于第一导线120的上方，如第3图所不。接触窗160b可露出一部分的汲极154,如第I图所不。在一实施方式中，可使用干蚀刻制程来形成凹部160a与接触窗160b。具体来说，可先沉积一层保护层160，然后以微影蚀刻制程形成凹部160a与接触窗160b。然后，形成画素电极180于保护层160上，以形成第一基板100。画素电极180可经由接触窗160b而电性连接汲极154。共享电极124与其上方的绝缘层130、保护层160及画素电极180可构成储存电容。接合第一基板100及具有间隔物210的第二基板200，以使间隔物210的底部抵接凹部160a，如第4-5图所示。凹部160a设置的位置需对应第二基板200的间隔物210的位置。凹部160a可帮助稳固间隔物210，使之不易滑动。此外，在组合两基板的过程中若稍有偏移，凹部160a还可引导间隔物210回到正确的位置。因此，凹部160a具有导引及稳固间隔物210的功能。然后，形成液晶层300于第一基板100及第二基板200间，如第4_5图所示。可藉由填充方式将液晶注入到第一基板及第二基板200间而形成液晶层300。此制造方法不需使用到额外的设备或微影制程来形成凹部，因此可不增加制造成本。此外，可使用一般光罩或灰阶光罩及微影蚀刻制程来形成上述的第一基板。 虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
权利要求
1.一种液晶显示装置，其特征在于包含 一第一基板，包含 一基材； 至少一第一导线，设置于该基材上； 一绝缘层，覆盖该第一导线； 至少一第二导线，设置于该绝缘层上，其中该第一导线与该第二导线互相垂直；以及一保护层，覆盖该第二导线，其中该保护层具有至少一凹部，位于该第一导线上方、该第二导线上方或该第一导线与该第二导线的一交错位置的上方； 一第二基板，平行该第一基板，该第二基板包含至少一间隔物，且该间隔物的一底部抵接该凹部；以及 一液晶层，设置于该第一基板及该第二基板间。
2.根据权利要求I所述的液晶显示器，其特征在于其中该凹部的最大宽度小于或等于该间隔物的最大宽度。
3.根据权利要求I所述的液晶显示器，其特征在于其中该凹部的最大宽度小于该第一导线或该第二导线的一宽度。
4.根据权利要求I所述的液晶显示器，其特征在于其中该凹部贯穿该保护层。
5.根据权利要求I所述的液晶显示器，其特征在于其中该第一基板更包含一半导体层夹设于该绝缘层与该第二导线之间，且位于该交错位置，且其中该凹部位于半导体层的正上方。
6.根据权利要求I所述的液晶显示器，其特征在于其中该第一基板更包含一薄膜晶体管电性连接该第一及该第二导线。
7.根据权利要求6所述的液晶显示器，其特征在于其中该保护层具有一接触窗，以露出该薄膜晶体管的一汲极。
8.根据权利要求7所述的液晶显示器，其特征在于其中该第一基板更包含一画素电极位于该保护层上，且该画素电极经由该接触窗电性连接该薄膜晶体管。
9.一种液晶显示装置的制造方法，其特征在于包含 形成一第一导线及一闸极于一基材上； 形成一绝缘层覆盖该第一导线及该闸极； 形成一岛状半导体层于该闸极上方的该绝缘层上； 形成一第二导线、一源极及一汲极于该绝缘层上，其中该源极及该汲极覆盖该岛状半导体层的一部分，且该第一导线与该第二导线互相垂直； 形成一保护层于该第二导线、该岛状半导体层、该源极及汲极上，该保护层具有一凹部及一接触窗，该凹部位于该第一导线上方、该第二导线上方或该第一导线与该第二导线的一交错位置的上方，该接触窗露出该汲极； 形成一画素电极于该保护层上，以形成一第一基板，其中该画素电极经由该接触窗电性连接该汲极； 接合该第一基板以及具有一间隔物的一第二基板，以使该间隔物的一底部抵接该凹部；以及 形成一液晶层于该第一基板与该第二基板间。
10.根据权利要求9所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于其中形成该保护层的步骤包含使用一干蚀刻制程，以形成该凹部及该接触窗。
全文摘要
本发明涉及一种液晶显示装置，其特征在于包含一第一基板，包含一基材；至少一第一导线，设置于该基材上；一绝缘层，覆盖该第一导线；至少一第二导线，设置于该绝缘层上，其中该第一导线与该第二导线互相垂直；以及一保护层，覆盖该第二导线，其中该保护层具有至少一凹部，位于该第一导线上方、该第二导线上方或该第一导线与该第二导线的一交错位置的上方；一第二基板，平行该第一基板，该第二基板包含至少一间隔物，且该间隔物的一底部抵接该凹部；以及一液晶层，设置于该第一基板及该第二基板间；该装置具有结构简单、新颖的优点，而且制造该装置的成本低。
文档编号G02F1/136GK102736338SQ20111043701
公开日2012年10月17日 申请日期2011年12月23日 优先权日2011年12月23日
发明者任坚志, 廖自强, 游辉钟 申请人:中华映管股份有限公司, 福建华映显示科技有限公司