專(zhuān)利名稱(chēng)：液晶顯示面板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示面板及其制造方法，并且更具體的，涉及使用球形間隔物(spherical spacer)的液晶顯示面板及其制造方法。
背景技術(shù)：
液晶顯示器(LCD)設(shè)備因?yàn)槠渚哂斜∏逸p的優(yōu)點(diǎn)且具有低的功耗，因此已經(jīng)被廣泛用作音頻-視頻(AV)設(shè)備或辦公自動(dòng)化(OA)設(shè)備的顯示設(shè)備。這種LCD設(shè)備包括液晶顯示面板(LCD面板)，其中液晶材料夾在有源矩陣襯底與對(duì)置襯底之間。有源矩陣襯底提供有在其上以矩陣形式形成的開(kāi)關(guān)元件，例如薄膜晶體管(TFT)。對(duì)置襯底提供有形成在其上的濾色器(CF)以及黑矩陣(BM)。利用配置到一個(gè)或兩個(gè)襯底上的電極間產(chǎn)生的電場(chǎng)對(duì)液晶分子的定向方向進(jìn)行控制，從而改變光的透射，使得實(shí)現(xiàn)了根據(jù)輸入顯示數(shù)據(jù)的圖像顯示。
為增強(qiáng)上述LCD面板的顯示質(zhì)量，控制有源矩陣襯底和對(duì)置襯底之間的間隙，即單元間隙，是很重要的。一般的，在襯底之間設(shè)置具有預(yù)定形狀和尺寸的間隔物元件，例如球形或圓柱形間隔物。具體的，在公開(kāi)號(hào)為2004-21199的日本特開(kāi)專(zhuān)利、公開(kāi)號(hào)為Hei 6-88964的日本特開(kāi)專(zhuān)利、公開(kāi)號(hào)為Hei 6-347802的日本特開(kāi)專(zhuān)利以及公開(kāi)號(hào)為2001-154204的日本特開(kāi)專(zhuān)利中，已經(jīng)提出了具有高響應(yīng)速度、高清晰度以及高對(duì)比度的高性能的LCD設(shè)備，其中圓柱形間隔物設(shè)置在光屏蔽部分上的固定點(diǎn)上。
例如，在日本專(zhuān)利特開(kāi)No.2004-21199中，在與光屏蔽區(qū)對(duì)應(yīng)的區(qū)域上，具有定向膜，其相對(duì)于包含間隔物微粒的分散液的接觸角為θa。另一方面，在與像素區(qū)對(duì)應(yīng)的區(qū)域上，存在定向膜，其相對(duì)于包含間隔物微粒的分散液的接觸角度θb。在上述的文獻(xiàn)中，公開(kāi)了一種方法，其中通過(guò)采用滿(mǎn)足條件θa＜θb的襯底，將包含間隔物微粒的分散液排放(discharge)到具有接觸角θa的部分，從而增強(qiáng)印刷位置的精確度。
順便提及，圓柱形間隔物具有下列特性其彈性與球形間隔物相比一般較低；在圓柱形間隔物經(jīng)受溫度變化時(shí)由于液晶材料體積變化，使得易于發(fā)生間隙的不均勻；并且由于應(yīng)力導(dǎo)致的形變，使得易于發(fā)生顯示的不均勻。近些年來(lái)，在使間隙變窄方面的不斷進(jìn)步導(dǎo)致了如下的問(wèn)題在圓柱形間隔物經(jīng)受溫度變化時(shí)由于液晶材料體積變化，出現(xiàn)了間隙的不均勻；和/或由于應(yīng)力而產(chǎn)生的形變，出現(xiàn)了顯示的不均勻。
另外，即使在以在光屏蔽部分上設(shè)置球形間隔物這樣的方式配置的LCD設(shè)備中，由于間隔物的位置的精確度的不均勻，因此間隔物設(shè)置在光屏蔽區(qū)域的外側(cè)。這導(dǎo)致漏光、間隙不均勻以及對(duì)比度降低的問(wèn)題。此外，盡管日本特開(kāi)專(zhuān)利No.2004-21199公開(kāi)了通過(guò)改變接觸角來(lái)增強(qiáng)印刷位置的精確度，但是由于圖案形狀導(dǎo)致表面條件變得不穩(wěn)定，并因而，單獨(dú)使用這種結(jié)構(gòu)并不能使間隔物被精確設(shè)置。
另外，即使在初始顯示條件下不存在問(wèn)題時(shí)，仍然存在這樣的情形，即，由于在運(yùn)輸時(shí)發(fā)生的振動(dòng)和/或撞擊而使得間隔物移動(dòng)到光屏蔽區(qū)域的外側(cè)。間隔物的這種移動(dòng)也引起如上所述的漏光、間隙不均勻以及對(duì)比度降低的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的示例性特征是提供一種LCD面板，其能夠控制由于溫度變化而引起的間隙不均勻以及由于應(yīng)力導(dǎo)致的形變而引起的顯示不均勻，并提供了其制造方法。
本發(fā)明的LCD面板包括夾持液晶材料的一對(duì)襯底，所述襯底的至少一個(gè)在從法線方向看該襯底時(shí)具有光屏蔽部分，多個(gè)凹陷部分設(shè)置在該光屏蔽部分上；以及多個(gè)球形間隔物，其設(shè)置在所述凹陷部分上，并以這樣的方式控制該對(duì)襯底間的間隙，即，存在至少兩種不同的比率，該比率為所述凹陷部分處的間隙與設(shè)置在該凹陷部分上的間隔物的直徑的比率。
優(yōu)選的，所述球形間隔物包括多種球形間隔物，其直徑彼此不同以提供不同的比率。
優(yōu)選的，所述球形間隔物包括具有相對(duì)較大直徑的第一球形間隔物，以及具有相對(duì)較小直徑的第二球形間隔物，并且該第二球形間隔物的數(shù)量大于該第一球形間隔物的數(shù)量。
優(yōu)選的，所述第一球形間隔物與第二球形間隔物之間的直徑差在該第一球形間隔物直徑的大約2％至20％的范圍內(nèi)。
優(yōu)選的，所述多個(gè)凹陷部分包括多種凹陷部分，它們的深度彼此不同以提供不同的比率。
優(yōu)選的，所述多種凹陷部分包括具有相對(duì)較小深度的第一凹陷部分，以及具有相對(duì)較大深度的第二凹陷部分，并且該第二凹陷部分的數(shù)量大于第一凹陷部分的數(shù)量。
優(yōu)選的，所述第一凹陷部分與第二凹陷部分之間的深度差在該球形間隔物直徑的大約2％至20％的范圍內(nèi)。
優(yōu)選的，圍繞每一凹陷部分的鄰近區(qū)域由這樣的部件形成，該部件具有的接觸角大于所述凹陷部分內(nèi)表面的至少某一區(qū)域的接觸角。
優(yōu)選的，至少每一凹陷部分的內(nèi)表面由無(wú)機(jī)膜形成，并且圍繞每一凹陷部分的鄰近區(qū)域由光敏(photoreactive)有機(jī)膜形成。
優(yōu)選的，在圍繞每一凹陷部分的鄰近區(qū)域上，設(shè)置有其接觸角大于該凹陷部分內(nèi)表面的某一區(qū)域的接觸角的元件。
優(yōu)選的，每一凹陷部分的內(nèi)表面由絕緣膜形成，并且圍繞每一凹陷部分的鄰近區(qū)域由透明導(dǎo)電膜形成。
優(yōu)選的，其中屏蔽光的區(qū)域是其上形成有金屬布線或黑矩陣的區(qū)域。
在本發(fā)明中，一種制造LCD面板的方法，包括第一步驟，在一對(duì)襯底的至少其一的內(nèi)表面上形成多個(gè)凹陷部分，使得所述凹陷部分位于沿與該襯底正交的方向上屏蔽光的位置上，并且所述表面是用來(lái)支撐液晶材料的液晶夾持表面；第二步驟，在所述多個(gè)凹陷部分上設(shè)置球形間隔物；以及第三步驟，將該對(duì)襯底疊合，以使球形間隔物與凹陷部分在襯底之間接合。
優(yōu)選的，所述球形間隔物包括多種球形間隔物，其直徑彼此不同；并且在第三步驟中，其每個(gè)都具有較大直徑的球形間隔物與凹陷部分接合，且該對(duì)襯底疊合。
優(yōu)選的，所述球形間隔物包括具有相對(duì)較大直徑的第一球形間隔物，以及具有相對(duì)較小直徑的第二球形間隔物，并且設(shè)置該第二球形間隔物和第一球形間隔物，使得該第二球形間隔物的數(shù)量大于該第一球形間隔物的數(shù)量。
優(yōu)選的，在第二步驟中，通過(guò)單獨(dú)的噴墨嘴，排放其中分散有分別具有彼此不同的直徑的多種球形間隔物的油墨，使得將具有不同直徑的多種球形間隔物設(shè)置在多個(gè)凹陷部分中。
優(yōu)選的，在第一步驟中，形成多個(gè)其深度彼此不同的凹陷部分。
優(yōu)選的，在第三步驟中，使該球形間隔物與其每個(gè)都具有較小深度的凹陷部分接合，并且將該對(duì)襯底疊合。
優(yōu)選的，所述多個(gè)凹陷部分包括每一個(gè)都具有相對(duì)較小深度的第一凹陷部分，以及每一個(gè)都具有相對(duì)較大深度的第二凹陷部分，并且形成該第一和第二凹陷部分，使得該第二凹陷部分的數(shù)量大于第一凹陷部分的數(shù)量。
優(yōu)選的，通過(guò)在圍繞凹陷部分的鄰近區(qū)域上形成多個(gè)其每個(gè)都具有不同接觸角的部件，或者通過(guò)在圍繞凹陷部分的鄰近區(qū)域上設(shè)置其接觸角大于該凹陷部分的至少一部分內(nèi)表面的接觸角的部件，使圍繞每一凹陷部分的鄰近區(qū)域的接觸角大于所述凹陷部分的至少一部分內(nèi)表面的接觸角。
根據(jù)本發(fā)明LCD面板及其制造方法，可以產(chǎn)生如下優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明第一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，其能夠控制間隙的不均勻和顯示的不均勻，當(dāng)間隔物經(jīng)溫度變化時(shí)會(huì)出現(xiàn)所述間隙的不均勻，而由于應(yīng)力所產(chǎn)生的形變會(huì)產(chǎn)生所述顯示的不均勻。這是因?yàn)?，在配置到一?duì)彼此面對(duì)的襯底的至少其一處的凹陷部分上，設(shè)置了具有不同直徑的多種球形間隔物，或者形成了具有不同深度的多種凹陷部分，由此形成在其間穩(wěn)定支撐襯底的部分以及一般不怎么支撐襯底但是當(dāng)在局部施加了負(fù)荷時(shí)支撐襯底的部分，因而使得能夠增強(qiáng)間隔物跟隨由于溫度變化而引起的間隙變化的性能。
本發(fā)明第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，其能夠增加間隙的變化裕度。這是因?yàn)?，使用具有比圓柱形間隔物更大彈力的球形間隔物作為間隔物部件，另外，球形間隔物設(shè)置在凹陷部分中，從而球形間隔物的直徑可以設(shè)置成大于單元間隙。
此外，本發(fā)明第三個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，其能夠提供這樣的產(chǎn)品，其對(duì)于振動(dòng)和沖擊具有很高的可靠性，并且其不存在漏光，且具有高的對(duì)比度。這是因?yàn)?，球形間隔物設(shè)置在形成于光屏蔽區(qū)域中的凹陷部分上，從而在結(jié)構(gòu)上限制了球形間隔物的移動(dòng)，使得即使在經(jīng)歷由于產(chǎn)品的運(yùn)輸?shù)鹊榷鸬恼駝?dòng)和沖擊時(shí)，球形間隔物也不會(huì)移動(dòng)到顯示部分。


通過(guò)結(jié)合附圖參考本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)，本發(fā)明的這些及其它目的和優(yōu)點(diǎn)、以及進(jìn)一步的說(shuō)明對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見(jiàn)的。
在附圖中圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施例的構(gòu)成LCD面板的TFT襯底的平面圖；圖2是沿圖1的線I-I截取的LCD面板的剖面圖；圖3A是用于描述根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施例的制造LCD面板的方法的流程圖；圖3B示出了用于描述通過(guò)油墨噴射法排放油墨的油墨噴射頭的示意圖；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施例的形成LCD面板的TFT襯底的另一結(jié)構(gòu)的平面圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明第二示例性實(shí)施例的LCD面板的剖面圖；圖6是示出根據(jù)本發(fā)明第二示例性實(shí)施例的LCD面板的另一結(jié)構(gòu)的剖面圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明第三示例性實(shí)施例的LCD面板的剖面圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明第三示例性實(shí)施例的LCD面板的另一結(jié)構(gòu)的剖面圖；
圖9是根據(jù)本發(fā)明第四示例性實(shí)施例的LCD面板的剖面圖；以及圖10是示出制造根據(jù)本發(fā)明第四示例性實(shí)施例的LCD面板的步驟的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
為了增強(qiáng)LCD面板的顯示質(zhì)量，控制有源矩陣襯底與對(duì)置襯底間的間隙尤為重要。為實(shí)現(xiàn)所述控制，在襯底之間設(shè)置間隔物。然而，存在這樣的問(wèn)題，即，當(dāng)間隔物經(jīng)受溫度變化時(shí)由于液晶材料的體積變化而易于產(chǎn)生間隙的不均勻，和/或由于應(yīng)力所產(chǎn)生的形變而使得易于產(chǎn)生顯示的不均勻。
因此，盡管必須形成具有在彈性形變范圍內(nèi)壓縮的間隔物的液晶單元，以使得間隔物能夠在溫度增加期間隨之變化，但是當(dāng)過(guò)度增加間隔物的密度時(shí)，會(huì)產(chǎn)生不能夠形成期望的間隙和/或產(chǎn)生空氣泡等的問(wèn)題。另外，由于間隔物的密度變得過(guò)小而使得支撐力變得太小時(shí)，會(huì)出現(xiàn)這樣的問(wèn)題，即，當(dāng)襯底被置于直立位置時(shí)，液晶材料由于其自重而向下移動(dòng)，從而保持在低的水平上，因而導(dǎo)致顯示的不均勻，或者當(dāng)局部地施加負(fù)荷時(shí)，間隔物經(jīng)受塑性變形，從而導(dǎo)致顯示的不均勻。
為控制這種間隙的不均勻，必須將間隔物的密度設(shè)置在合適的范圍內(nèi)。在本發(fā)明中，在彼此面對(duì)的一對(duì)襯底的至少一個(gè)上形成凹陷部分。另外，在這些凹陷部分上，設(shè)置其每個(gè)都具有不同直徑的多種球形間隔物，或者形成其每個(gè)都具有不同深度的多種凹陷部分。因此，可以形成穩(wěn)定地支撐襯底的部分，以及通常不怎么支撐襯底但是在局部施加了負(fù)荷時(shí)卻對(duì)襯底的部分進(jìn)行支撐。因此，能夠提供這樣一種產(chǎn)品，其對(duì)由于溫度變化而產(chǎn)生的間隙的不均勻具有較大的裕度，并且對(duì)局部施加的負(fù)荷具有高抵抗度。下面將參考附圖給出具體說(shuō)明。
(第一實(shí)施例)
首先，參考圖1、2、3A和3B說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施例的LCD面板及制造該LCD面板的方法。
本實(shí)施例的LCD器件設(shè)備包括LCD面板、照射該LCD面板的背光單元等。如圖1和2中所示，LCD面板主要包括有源矩陣襯底、與有源矩陣襯底面對(duì)的對(duì)置襯底、設(shè)置在有源矩陣襯底和對(duì)置襯底之間的近似球形的球形間隔物、以及夾在由該球形間隔物限定的單元間隙中的液晶材料122。在有源矩陣襯底上，以矩陣形式形成例如TFT的開(kāi)關(guān)元件。在本實(shí)施例中，利用TFT襯底120來(lái)說(shuō)明有源矩陣襯底的示例。利用濾色器(CF)襯底121來(lái)說(shuō)明對(duì)置襯底的示例。利用球形間隔物103a和103b來(lái)說(shuō)明近似球形的球形間隔物的示例。隨便說(shuō)明，通常單元間隙指定了有源矩陣襯底的像素電極表面與對(duì)置襯底的對(duì)置電極表面之間的間隔。在本發(fā)明中，由于在至少一個(gè)所述襯底上形成了凹陷部分，因此出于說(shuō)明的目的，將這兩個(gè)襯底的主表面(除了凹陷部分外基本平坦的表面)間的間隔定義為單元間隙。
如圖2中所示，CF襯底121主要包括由玻璃、塑料等制成的透明絕緣襯底(即，玻璃襯底112)；通過(guò)光刻方法形成的黑矩陣113和彩色層114；以及通過(guò)濺射方法形成的對(duì)置電極115。
如圖1和2中所示，TFT襯底120包括由玻璃、塑料等制成的透明絕緣襯底(即，玻璃襯底112)；通過(guò)光刻方法形成的柵極布線104(掃描線)，以及沿像素外圍屏蔽光的柵極光屏蔽部分118；柵極絕緣膜107；以及由無(wú)定形硅、多晶硅等形成的TFT 117。另外，TFT襯底120包括通過(guò)光刻方法形成的漏極布線105(信號(hào)線)，每一布線連接到每一TFT 117的一個(gè)電極；鈍化膜108；由光敏有機(jī)膜等形成的平坦化膜111；通過(guò)去除光屏蔽區(qū)域中的部分的平坦化膜111而形成的凹陷部分101；以及通過(guò)光刻方法形成的像素電極109，每一電極連接到每一TFT 117的另一電極。此外，通過(guò)噴墨法在凹陷部分101上形成其每個(gè)都具有不同直徑的多種球形間隔物。因而，凹陷部分101處的間隙與設(shè)置在凹陷部分101上的球形間隔物103a的直徑的比率，不同于在凹陷部分101處的間隙與設(shè)置在凹陷部分101上的球形間隔物1 03b的直徑的比率。在本實(shí)施例中，通過(guò)有選擇地去除光屏蔽區(qū)域(例如漏極布線105和柵極布線104)中的部分平坦化膜111，從而形成光屏蔽區(qū)域中的凹陷部分101。此外，在本實(shí)施例中，作為其每個(gè)都具有不同直徑的多種球形間隔物，使用了其每個(gè)都具有相對(duì)較大直徑的球形間隔物103a和其每個(gè)都具有相對(duì)較小直徑的球形間隔物103b。下面給出了設(shè)置在TFT襯底120的光屏蔽區(qū)域中的多個(gè)前述凹陷部分101的說(shuō)明，假設(shè)它們都形成為具有相同的深度。
對(duì)于構(gòu)成上述LCD面板的各元件的膜厚和大小并沒(méi)有特別的限制。但是，例如，假設(shè)平坦化膜111的厚度是1.0μm；球形間隔物103a的直徑是4.2μm；而球形間隔物103b的直徑是3.8μm。這里，平坦化膜111的主表面與對(duì)置電極115之間的間隔被定義為單元間隙。當(dāng)將該單元間隙被設(shè)置為3.0μm時(shí)以及當(dāng)以球形間隔物103a被壓縮了0.2μm的狀態(tài)形成該單元時(shí)，球形間隔物103b被置于其可自由移動(dòng)0.2μm的狀態(tài)。
順便說(shuō)明，關(guān)于球形間隔物103a和球形間隔物103b的放置密度，由于彼此面對(duì)的這兩個(gè)襯底主要由球形間隔物103a支撐，并且由于當(dāng)間隙變化時(shí)其由球形間隔物103b支撐，因此希望輔助設(shè)置的球形間隔物103b的放置密度大約為主要支撐這兩個(gè)襯底的球形間隔物103a的放置密度的若干倍。能夠通過(guò)設(shè)置點(diǎn)的數(shù)量和/或通過(guò)在一個(gè)位置處設(shè)置的間隔物的數(shù)量來(lái)調(diào)節(jié)該放置密度。另外，當(dāng)調(diào)節(jié)該放置密度時(shí)，制備多行噴墨嘴，然后，通過(guò)各噴墨嘴排放油墨，從而能夠?qū)⑵谕那蛐伍g隔物設(shè)置在任意的凹陷部分101上，其中在所述油墨中分散有具有各自直徑的球形間隔物。
球形間隔物103a和103b的形狀不需要是精確的球形，并且可以是輕微變形的近似橢圓形的形狀。此外，間隔物103a和103b的材料并不限于聚合物珠或硅石珠。盡管這里僅希望球形間隔物103a的尺寸大于球形間隔物103b的尺寸，但是已經(jīng)證實(shí)，當(dāng)將球形間隔物103a和球形間隔物103b的直徑差設(shè)置在球形間隔物103a的直徑的大約2％至20％的范圍內(nèi)時(shí)，就增強(qiáng)了間隔物跟隨間隙變化的性能，使得能夠有效地控制間隙的不均勻。另外，盡管這里使用了包括具有相對(duì)較大直徑的球形間隔物103a和具有相對(duì)較小直徑的球形間隔物103b的兩種間隔物，但是也可以使用兩種以上其每種都具有不同尺寸的間隔物。在圖1中，球形間隔物103a和球形間隔物103b設(shè)置在附圖中的垂直方向上彼此相鄰的像素之間(在柵極布線104之上)。也就是說(shuō)，球形間隔物103a和球形間隔物103b可以設(shè)置在柵極布線104之上。如圖4中所示，球形間隔物103a和球形間隔物103b也可以設(shè)置在例如在附圖中的水平方向上彼此相鄰的像素之間(在漏極布線105之上)。也就是說(shuō)，球形間隔物103a和球形間隔物103b可以設(shè)置在漏極布線105之上。此外，球形間隔物103a和球形間隔物103b可以設(shè)置在垂直相鄰的像素之間(在柵極布線104之上)和在水平相鄰的像素之間(在漏極布線105之上)。
在圖1中，盡管凹陷部分101的形狀是矩形，但是，只要球形間隔物103a和103b與凹陷部分101接合，則其也可以是任何形狀。例如，所述形狀可以是三角形、多邊形、圓形、橢圓形等等。另外，在圖2中，盡管球形間隔物103a和球形間隔物103b被放置為使得這些間隔物103a和103b僅與凹陷部分101的底部表面接觸，但是，可以適當(dāng)調(diào)節(jié)凹陷部分101的尺寸，使得例如可以將球形間隔物103a和球形間隔物103b放置為與凹陷部分101的底部表面和側(cè)壁接觸，或者僅與其側(cè)壁接觸。此外，在圖2中，通過(guò)部分地去除平坦化膜111而形成凹陷部分101，從而暴露了作為基礎(chǔ)層的部分鈍化膜108。然而，為了形成凹陷部分101，而不完全去除平坦化膜111的相應(yīng)部分，平坦化部分111可以在凹陷部分101的底部薄薄地殘留。另外，凹陷部分101的側(cè)壁表面的傾角是任意的。盡管側(cè)壁表面可以形成為垂直于襯底表面，但是側(cè)壁也可以?xún)A斜以便使球形間隔物103a和球形間隔物103b能夠易于沿凹陷部分101的傾斜側(cè)壁落下。
在圖1和2中，示出了扭轉(zhuǎn)向列式(twisted nematic)(下文中縮寫(xiě)為T(mén)N)LCD面板，其中利用形成在TFT電極120上的像素電極109和形成在CF襯底121上的對(duì)置電極115之間的電場(chǎng)來(lái)驅(qū)動(dòng)液晶材料122。然而，如在TN LCD面板的情況下，上述內(nèi)容也適用于垂直定向式(下文中縮寫(xiě)為VA)LCD面板，其中利用形成在TFT襯底上的像素電極和形成在CF襯底上的對(duì)置電極間的電場(chǎng)來(lái)驅(qū)動(dòng)液晶材料。此外，上述內(nèi)容還適用于面內(nèi)開(kāi)關(guān)(下文中縮寫(xiě)為IPS)式LCD面板，其中利用在形成在TFT襯底上的一對(duì)電極間的電場(chǎng)來(lái)驅(qū)動(dòng)液晶材料。在IPS LCD面板的情況下，由于驅(qū)動(dòng)液晶材料的這對(duì)電極形成在TFT襯底上，因此不需要提供圖2的CF襯底121上的對(duì)置電極115。在IPSLCD面板的情況下，可以設(shè)想，通過(guò)將圖2中所示的TFT襯底210的平坦化膜111的主表面與CF襯底121的彩色層114之間的間隔定義為單元間隙，從而由此來(lái)設(shè)計(jì)面板。本發(fā)明意在控制由于溫度變化而引起的間隙的不均勻和/或由于應(yīng)力所產(chǎn)生的形變而引起的顯示的不均勻，并且本發(fā)明適用于不同類(lèi)型的液晶材料的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及不同類(lèi)型的顯示模式，而不脫離本發(fā)明的目的范圍。而且，TFT可以是反向交錯(cuò)型(底部柵極型)或者正向交錯(cuò)型(頂部柵極型)；并且對(duì)于除了球形間隔物103a、球形間隔物103b和凹陷部分101以外的構(gòu)成元件的形狀、布置、材料等沒(méi)有特別的限制。
下面參考圖3A中所示的流程圖說(shuō)明制造這種LCD面板的方法。
首先，在步驟S1中，制備CFT襯底121。以如下方式來(lái)形成所述CF襯底121在玻璃襯底112上像素之間的區(qū)域中通過(guò)光刻方法形成黑矩陣；之后，在各像素的區(qū)域中，通過(guò)光刻方法形成相應(yīng)的各色彩RGB的彩色層114；以及通過(guò)濺射方法等形成由透明導(dǎo)電膜(例如銦錫氧化物(ITO))制成的對(duì)置電極115。黑矩陣113、彩色層114和對(duì)置電極115的材料、形成方法、形成區(qū)域、厚度等等，并不限于附圖中的構(gòu)成。
接著，在步驟S2中，制備TFT襯底120。以這樣的方式形成TFT襯底120在另一片玻璃襯底112上通過(guò)濺射方法等形成柵極布線104和柵電極；并且同時(shí)，形成用于屏蔽從像素周?chē)孤┑墓獾臇艠O光屏蔽部分118。隨后，通過(guò)真空蒸發(fā)方法、等離子化學(xué)汽相淀積(CVD)方法等，形成由氧化硅膜、氮化硅膜等制成的柵極絕緣膜107；在柵極絕緣膜107上，形成了由無(wú)定形硅、多晶硅等制成的半導(dǎo)體層；之后，通過(guò)濺射方法等形成漏極布線105、漏極電極和源極電極。形成由柵電極、柵絕緣膜107、半導(dǎo)體層、漏電極以及源電極形成的TFT 117。通過(guò)真空蒸發(fā)方法等形成鈍化膜108。隨后通過(guò)涂覆方法、真空蒸發(fā)方法、等離子CVD等形成由光敏有機(jī)層、氧化硅膜或氮化硅膜等制成的平坦化層111；并通過(guò)光刻方法在光屏蔽區(qū)域中形成凹陷部分101。這里，光屏蔽部分表示其中設(shè)置了TFT襯底120的柵布線104和漏布線105的區(qū)域，或者設(shè)置了CF襯底121的黑矩陣113的區(qū)域。之后，通過(guò)濺射方法等形成由例如ITO的透明導(dǎo)電膜制成的像素電極109。對(duì)于柵極布線104、柵光屏蔽部分118、柵絕緣膜107、半導(dǎo)體層、漏極布線105以及像素電極109的材料、形成方法、形成區(qū)域、厚度等等并沒(méi)有特別的限制。
然后，在步驟S3中，分別清洗TFT襯底120和CF襯底121；并利用印刷機(jī)等向其涂覆作為定向膜的材料的聚酰亞胺溶液，隨后焙烘，從而形成定向膜。之后，執(zhí)行摩擦處理，其中利用圍繞旋轉(zhuǎn)的金屬輥筒的軟織物(buff)沿一個(gè)方向摩擦該定向膜的表面。接著，為了去除摩擦處理后產(chǎn)生的殘留物而進(jìn)行襯底清洗和烘干，所述殘留物例如是軟織物的織物碎片以及由于定向膜的摩擦而產(chǎn)生的碎片。
接著，在步驟S4中，在TFT襯底120的凹陷部分101上設(shè)置球形間隔物103a和球形間隔物103b。在使用噴墨法作為在固定的位置上布置球形間隔物的方法時(shí)，通過(guò)多個(gè)噴墨嘴將其中分散有具有不同直徑的球形間隔物的油墨排放到凹陷部分101上，并對(duì)其上布置有球形間隔物的襯底進(jìn)行熱處理，從而將球形間隔物堅(jiān)實(shí)地固定在襯底上。
作為噴墨法的一個(gè)示例，將參考圖3B說(shuō)明使用壓電式油墨噴頭202的排放方法。油墨噴頭202包括壓電元件204a和204b，儲(chǔ)罐203a和203b，其中存有要提供的油墨，以及排放油墨的噴嘴205a和205b。對(duì)于油墨噴頭202，提供了油墨201a以及油墨201b，在油墨201a中，分散有其每個(gè)都具有相對(duì)較大直徑的球形間隔物103a，以及在油墨201b中，分散有其每個(gè)都具有相對(duì)較小直徑的球形間隔物103b。設(shè)計(jì)噴嘴的間距，即，油墨噴頭202的噴嘴間的間隔，使其對(duì)應(yīng)于TFT襯底120上的凹陷部分101之間的間距。當(dāng)電壓施加到壓電元件204a和204b上時(shí)，壓電元件204a和204b變形，并然后使儲(chǔ)罐203a和204b變形，使得將存留在其中的油墨被排出。油墨經(jīng)噴嘴205a和205b排出。以這樣的方式，每個(gè)都具有相對(duì)較大直徑的球形間隔物103a分散于其中的油墨201a以及每個(gè)都具有相對(duì)較小直徑的球形間隔物103b分散于其中的油墨201b分別排放在TFT襯底120的凹陷部分101中。以這樣的方式，將圖2中所示的球形間隔物103a和103b設(shè)置在固定的位置上。在此情況下，考慮到TFT襯底120上凹陷部分101的布置和間距，來(lái)設(shè)計(jì)要提供到油墨噴頭202的、其中散布有球形間隔物的油墨的種類(lèi)以及油墨噴頭202的噴嘴間距。
此后，在任意一個(gè)襯底上形成光固化密封膠或熱固化密封膠，并進(jìn)而將液晶材料滴在另一襯底上。例如，在圖3A中，在步驟S5中，密封膠形成在CF襯底121上，而在步驟S6中液晶材料滴在TFT襯底120上。另外，在步驟S7中，TFT襯底120和CF襯底121被彼此面對(duì)地放置，以使其隨后被疊合。在步驟S8中，進(jìn)行密封膠的光固化和熱固化，從而在步驟S9中形成LCD面板。在密封膠的光固化時(shí)，使用了通過(guò)紫外線輻照的固化。至于形成密封膠和滴液晶材料，密封膠可以形成在TFT襯底120上，而液晶材料可以滴在CF襯底121上。另外，密封膠可以形成在TFT襯底120上，而液晶材料也可以滴在TFT襯底120上。而且，密封膠可以形成在CF襯底121上，且液晶材料也可以滴在CF襯底121上。
另外，在使用膠版印刷方法(offset printing method)取代噴墨法時(shí)，球形間隔物103a和103b被膠印在預(yù)定的凹陷部分101上，并將其加熱從而堅(jiān)實(shí)地固定。之后，對(duì)TFT襯底和CF襯底的每一個(gè)進(jìn)行一系列的處理直至定向處理，其順序如下清洗襯底、印刷定向膜、焙烘定向膜、摩擦處理、摩擦處理后清洗襯底以及烘干襯底。之后，在襯底之一上形成光固化密封膠或熱固化密封膠，進(jìn)而將液晶材料滴在另一襯底上。在疊合處理中，使彼此面對(duì)的兩個(gè)襯底疊合，并隨后進(jìn)行密封膠的UV固化和熱固化處理，從而完成LCD面板。
在上述方法中，去除了TFT襯底的平坦化層111以形成凹陷部分101，并且在平坦化部分101上設(shè)置其每種都具有不同直徑的球形間隔物1 03a和球形間隔物103b，從而增強(qiáng)了間隔物跟隨由于溫度變化而引起的間隙變化的性能，使得能夠有效的控制間隙的不均勻。另外，通過(guò)將球形間隔物的直徑設(shè)置成大于單元間隙，可以使間隙的裕度變得較大。由于存在凹陷部分101，限制了由于襯底的疊合、振動(dòng)和/或沖擊而引起的球形間隔物103a和103b的移動(dòng)，并因此使得難以產(chǎn)生光的泄漏和間隙的不均勻，從而增強(qiáng)了可靠性。另外，能夠匯集凹陷部分101上的球形間隔物103a和103b(其直至最終也沒(méi)有干化)，并且使球形間隔物以自對(duì)準(zhǔn)的方式限定其自身位置，從而增強(qiáng)了球形間隔物的位置的精確度。
(第二示例性實(shí)施例)下面，參考圖4和5說(shuō)明本發(fā)明的第二示例性實(shí)施例的LCD面板，及制造該LCD面板的方法。
盡管在上述的第一示例性的實(shí)施例中，凹陷部分101僅形成在TFT襯底上，但是，本實(shí)施例的特征在于，凹陷部分101和102分別形成在TFT襯底和CF襯底兩者上。就是說(shuō)，凹陷部分101形成在TFT襯底120上，而凹陷部分102形成在CF襯底121上。其中在TFT襯底120上設(shè)置多個(gè)上述凹陷部分101的情況下，將它們形成為具有相同的深度，且其中在CF襯底121上設(shè)置多個(gè)上述凹陷部分102的情況下，它們也形成為具有相同的深度。
盡管本實(shí)施例的LCD面板具有與第一示例性實(shí)施例的基本相同的結(jié)構(gòu)，但是本實(shí)施例的LCD面板的不同之處在于，在設(shè)置了球形間隔物103a和103b的區(qū)域上，在CF襯底121上也提供了凹陷部分102。通過(guò)光刻方法在形成彩色層114時(shí)，去除面對(duì)凹陷部分101的部分彩色層114，從而形成這些凹陷部分102。另外，通過(guò)在面對(duì)凹陷部分101的部分上不形成彩色層114，可以容易地形成凹陷部分102。
也就是說(shuō)，在圖3A的流程圖的步驟S1中，通過(guò)改變制備CF襯底121的處理過(guò)程，可以制備本實(shí)施例的LCD面板。首先，在步驟S1中，制備CF襯底121。以這樣的方式形成CF襯底121在玻璃襯底112上的像素之間的區(qū)域中通過(guò)光刻方法形成黑矩陣113，之后，在各像素的區(qū)域中通過(guò)光刻方法形成各個(gè)色彩RGB的彩色層114。此時(shí)，去除了與TFT襯底120的凹陷部分101面對(duì)的彩色層114的特定部分。可替換的，在與凹陷部分101面對(duì)的部分上不形成彩色層114。另外，利用濺射方法等形成由銦錫氧化物(ITO)形成的對(duì)置電極115。以這樣的方式，制備其上形成了凹陷部分102的CF襯底121作為對(duì)置襯底。如在第一示例性實(shí)施例中，黑矩陣113、彩色層114以及對(duì)置電極115的材料、形成方法、形成區(qū)域、厚度等不限于附圖中的構(gòu)成。
利用上述的CF襯底121以及執(zhí)行步驟S1至S9，如同第一示例性實(shí)施例地完成第二示例性實(shí)施例的LCD面板。
在本實(shí)施例中，凹陷部分101和102的形狀可以是任何的形狀，只要球形間隔物103a和103b與凹陷部分101和102接合即可。例如凹陷部分101和102可以是任意形狀，如矩形、三角形、多邊形、圓形、橢圓形等等。另外，凹陷部分102的形狀可以與TFT襯底120的凹陷部分101的相同或不同。另外，可以以這樣的方式放置球形間隔物103a和球形間隔物103b，即，這些間隔物103a和103b僅與凹陷部分101和102的底部表面接觸，與凹陷部分101和102的底部表面和側(cè)壁表面接觸，或者僅與凹陷部分101和102的側(cè)壁表面接觸。此外，在圖5中，去除部分的彩色層114，使得露出用作基礎(chǔ)層的黑矩陣113的相應(yīng)部分。然而為了形成凹陷部分，例如，在不完全去除部分彩色層114的情況下，在凹陷部分102的底部上其部分可以薄薄地殘留。而且，凹陷部分101和102的側(cè)壁表面的傾角是任意的，因而，該側(cè)壁可以垂直于襯底表面，或者可以是傾斜的。
通過(guò)形成如上所述的構(gòu)成，可以增加球形間隔物的直徑，因而允許進(jìn)一步增加對(duì)間隙變化的裕度。另外，抑制了由于襯底的疊合、振動(dòng)和/或沖擊而引起的球形間隔物的移動(dòng)，并因此使得難以產(chǎn)生光的泄漏和間隙的不均勻，從而進(jìn)一步增強(qiáng)了可靠性。
在第一示例性實(shí)施例中，凹陷部分101形成在TFT襯底120上。在本實(shí)施例中，盡管凹陷部分101形成在TFT襯底120上，而凹陷部分102形成在CF襯底121上，但是如圖6中所示，凹陷部分102可以?xún)H形成在CF襯底121上。在此情況下，球形間隔物103a、103b分別設(shè)置在CF襯底121的凹陷部分102上。
(第三示例性實(shí)施例)下面，參考圖7和8說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明第三示例性實(shí)施例的LCD面板以及制造該LCD面板的方法。
在上述的第一和第二示例性實(shí)施例中，給出了對(duì)其中形成凹陷部分101和102使得它們具有相同深度的情況的說(shuō)明。本實(shí)施例的特征在于，在一個(gè)襯底上形成具有不同深度的凹陷部分。在上述的第一和第二示例性實(shí)施例中，給出了其中使用了每一種都具有不同直徑的多種球形間隔物。在本實(shí)施例中，給出了對(duì)其中使用一種球形間隔物的情況的說(shuō)明。
如圖7中所示，TFT襯底120包括玻璃襯底112；通過(guò)光刻方法形成的柵極布線104和柵極光屏蔽部分118；柵極絕緣膜107；以及由無(wú)定形硅、多晶硅等形成的TFT 117。另外，TFT襯底120包括通過(guò)光刻方法形成的漏極布線105；利用與漏極布線105相同的材料形成的間隙調(diào)節(jié)膜106；鈍化膜108；由光敏有機(jī)膜等形成的平坦化膜111；通過(guò)去除部分的平坦化膜111而形成的凹陷部分，并且根據(jù)間隙調(diào)節(jié)膜106的存在與否該凹陷部分具有不同的深度；以及像素電極109。作為根據(jù)間隙調(diào)節(jié)膜106的存在與否而具有不同深度的凹陷部分的示例，形成具有相對(duì)較小深度的凹陷部分101a，且形成具有相對(duì)較大深度的凹陷部分101b。另外，通過(guò)噴墨法等將球形間隔物103設(shè)置在凹陷部分101a和凹陷部分101b上。因此，凹陷部分101a處的間隙與設(shè)置在凹陷部分101a上的球形間隔物103的直徑的比率，不同于在凹陷部分101b處的間隙與設(shè)置在凹陷部分101b上的球形間隔物103的直徑的比率。
可以在形成漏極布線105的同時(shí)，在置于柵極布線104上的光屏蔽區(qū)域上形成間隙調(diào)節(jié)膜106。也就是說(shuō)，通過(guò)改變圖3A的流程圖的步驟S2中的制備TFT襯底120的步驟，可以制造本實(shí)施例的LCD面板。首先，在步驟S1中，如同第一實(shí)施例地制備CF襯底121。然后，在步驟S2中，制備TFT襯底120。如同在第一示例性實(shí)施例中，在玻璃襯底112上，形成柵極布線104、柵電極和柵極光屏蔽部分118，然后，形成柵絕緣膜107，并在其上形成半導(dǎo)體層。然后，通過(guò)濺射方法等，形成漏極布線105、漏電極和源電極。此時(shí)，在位于柵極布線104上方的光屏蔽區(qū)域上有選擇地形成間隙調(diào)節(jié)膜106。通過(guò)真空蒸發(fā)方法等形成鈍化膜108。另外，形成平坦化膜111，并通過(guò)光刻方法在光屏蔽區(qū)域上形成凹陷部分101。在存在間隙調(diào)節(jié)膜106的位置上，形成具有相對(duì)較小深度的凹陷部分101a，而在不存在間隙調(diào)節(jié)膜106的位置上形成具有相對(duì)較大深度的凹陷部分101b。之后，通過(guò)濺射方法等形成由ITO等制成的像素電極109。以這樣的方式，制備了其上形成了多個(gè)前述的具有不同深度的凹陷部分101的TFT襯底120。如同第一示例性實(shí)施例，利用上述的TFT襯底120以及執(zhí)行步驟S1至S9，完成第三示例性實(shí)施例的LCD面板。
對(duì)于上述LCD面板的各構(gòu)成元件的膜厚及大小沒(méi)有特別的限制。然而，例如假設(shè)平坦化膜111的厚度是1.0μm；球形間隔物103的直徑是3.8μm；而漏極布線105和間隙調(diào)節(jié)膜106的膜厚是0.4μm。這里，也將平坦化膜111的主表面與對(duì)置電極115間的間隔定義為單元間隙。當(dāng)將該單元間隙設(shè)置為3.0μm時(shí)，以及當(dāng)以其中在存在間隙調(diào)節(jié)膜106的凹陷部分101a上將球形間隔物103壓縮0.2μm的狀態(tài)形成單元時(shí)，球形間隔物103b被置于如下?tīng)顟B(tài)，即，在不存在間隙調(diào)節(jié)膜106的凹陷部分101b上其自由移動(dòng)0.2μm。
對(duì)于本實(shí)施例的LCD面板，彼此面對(duì)的襯底主要由存在間隙調(diào)節(jié)膜106的凹陷部分101a上的球形間隔物103支撐，并且當(dāng)間隙的幅度改變時(shí)，彼此面對(duì)的兩個(gè)襯底由不存在間隙調(diào)節(jié)膜10的凹陷部分101b上的球形間隔物103支撐。期望將輔助形成的且設(shè)置在不存在間隙調(diào)節(jié)膜106的凹陷部分101b上的球形間隔物103的放置密度，設(shè)置成比主要支撐彼此面對(duì)的兩個(gè)襯底且設(shè)置在存在間隙調(diào)節(jié)膜106的凹陷部分101a上的球形間隔物103的放置密度大數(shù)倍。該放置密度可以通過(guò)改變凹陷部分101a和凹陷部分101b的放置密度來(lái)調(diào)節(jié)。例如，所述放置密度的調(diào)節(jié)可以通過(guò)以這樣的方式形成凹陷部分101a和101b來(lái)實(shí)現(xiàn)，即，不存在間隙調(diào)節(jié)膜106的凹陷部分101b的數(shù)量數(shù)倍于存在間隙調(diào)節(jié)膜106的凹陷部分101a的數(shù)量。另外，可以通過(guò)放置點(diǎn)的數(shù)量和/或通過(guò)設(shè)置在一處上的間隔物的數(shù)量來(lái)調(diào)節(jié)這些放置密度。
盡管這里僅期望凹陷部分101b比凹陷部分101a深，但是在將這些凹陷部分間深度差設(shè)置為球形間隔物103的直徑的大約2％至20％的范圍內(nèi)時(shí)，就增強(qiáng)了間隔物跟隨間隙變化的性能，使得能夠有效地控制間隙的不均勻。另外，盡管這里示出了兩種凹陷部分，一種是具有相對(duì)較小深度的凹陷部分101a，另一種是具有相對(duì)較大深度的凹陷部分101b，但是也可以使用兩種以上的、其每種都具有不同深度的凹陷部分。
如上所述，如在第一示例性實(shí)施例中的，在TFT襯底120上形成的凹陷部分的深度的變化也能夠增強(qiáng)間隔物跟隨由于溫度變化而引起的間隙變化的性能，使得能夠控制間隙的不均勻。另外，由于凹陷部分101a和101b的存在，限制了由于襯底的疊合、振動(dòng)和/或沖擊而引起的球形間隔物103的移動(dòng)，并因此使得難以產(chǎn)生光的泄漏和間隙的不均勻，從而增強(qiáng)了可靠性。另外，能夠匯集凹陷部分101上的球形間隔物103a和103b(其直至最終也沒(méi)有干化)，并且使球形間隔物以自對(duì)準(zhǔn)的方式限定其自身位置，從而增強(qiáng)了球形間隔物的位置的精確度。
在圖7中，盡管利用形成在與漏極布線105相同的層上的間隙調(diào)節(jié)膜106來(lái)改變凹陷部分101的深度，但是在圖1中水平方向上的彼此相鄰的像素間(即，在漏極布線105之上)形成凹陷部分時(shí)，可以利用形成在與柵極布線104的相同層上的膜來(lái)調(diào)節(jié)間隙。另外，可以單獨(dú)的形成用于調(diào)節(jié)間隙的膜。其可以是金屬膜或者絕緣膜。此外，代替提供間隙調(diào)節(jié)膜106，可以通過(guò)改變平坦化膜111的曝光條件或刻蝕條件，從而改變凹陷部分101的深度。以這樣的方式，可以利用多種實(shí)現(xiàn)方式形成具有不同深度的凹陷部分101。這些實(shí)現(xiàn)方式可根據(jù)要制造的LCD面板的結(jié)構(gòu)及其制造方法來(lái)選擇。
另外，在圖7中，在TFT襯底120上形成凹陷部分101a和101b。然而在圖8中，在TFT襯底120上形成具有相同深度的凹陷部分101，而在CF襯底121的某些部分上形成凹陷部分102，使得這些部分面對(duì)某些凹陷部分101。因此，在圖8中，盡管在凹陷部分101和凹陷部分102相互面對(duì)的位置處襯底之間的間隔大，而在僅形成了凹陷部分101的位置處襯底間的間隔小，但是仍然可以獲得與圖7中相同的優(yōu)點(diǎn)。在圖8的情況下，在部分的CF襯底121上形成凹陷部分102，該部分面對(duì)TFT襯底120的中間凹陷部分101。因而，凹陷部分101處的間隙與設(shè)置在凹陷部分101上的球形間隔物103的直徑的比率不同于在凹陷部分102處的間隙對(duì)設(shè)置在凹陷部分102上的球形間隔物103的直徑的比率。
(第四示例性實(shí)施例)下面，參考圖9和10說(shuō)明本發(fā)明第四示例性實(shí)施例的LCD面板以及制造該LCD面板的方法。
如同第三示例性實(shí)施例中，通過(guò)在凹陷部分上設(shè)置間隔物，能夠匯集凹陷部分上的球形間隔物(其直至最終也沒(méi)有干化)，并且使球形間隔物以自對(duì)準(zhǔn)的方式限定其自身位置。但是，本實(shí)施例的特征在于實(shí)現(xiàn)了對(duì)球形間隔物的位置精確度的進(jìn)一步增強(qiáng)。
如圖9中所示，TFT襯底120包括玻璃襯底112；通過(guò)光刻方法形成的柵極布線104和柵極光屏蔽部分118；柵極絕緣膜107；以及由無(wú)定形硅、多晶硅等形成的TFT 117。另外，TFT襯底120包括通過(guò)光刻方法形成的漏極布線105；由與漏極布線105相同的材料形成的間隙調(diào)節(jié)膜106；鈍化膜108；由光敏有機(jī)膜等形成的平坦化膜111；通過(guò)去除部分的平坦化膜111而形成的凹陷部分，并且根據(jù)間隙調(diào)節(jié)膜106的存在與否，該凹陷部分具有不同深度；通過(guò)光刻方法形成較高的接觸角膜110；以及像素電極109。另外，通過(guò)噴墨法等將球形間隔物103設(shè)置在凹陷部分101a和凹陷部分101b上。作為根據(jù)間隙調(diào)節(jié)膜106的存在與否而具有不同深度的凹陷部分的示例，形成了具有相對(duì)較小深度的凹陷部分101a，和形成了具有相對(duì)較大深度的凹陷部分101b。因此，凹陷部分101a處的間隙與設(shè)置在凹陷部分101a上的球形間隔物103的直徑的比率不同于在凹陷部分101b處的間隙與設(shè)置在凹陷部分101b上的球形間隔物103的直徑的比率。
本實(shí)施例不同于前述第三示例性實(shí)施例之處在于，在圍繞凹陷部分101a和101b的鄰近區(qū)域上，設(shè)置了高接觸角膜110，其接觸角大于凹陷部分101a和101b的接觸角。期望通過(guò)其具有接觸角大于凹陷部分內(nèi)表面的露出部分的接觸角的部件來(lái)形成每一高接觸角膜110。例如，可以通過(guò)與像素電極109相同的透明導(dǎo)電膜形成每一高接觸角膜110。特別的，在對(duì)透明導(dǎo)電膜進(jìn)行構(gòu)圖來(lái)形成像素電極109時(shí)，同時(shí)地對(duì)透明導(dǎo)電膜進(jìn)行構(gòu)圖以在光屏蔽區(qū)域上形成高接觸角膜110?？商鎿Q的，當(dāng)用SiN膜形成凹陷部分101a和101b時(shí)以及通過(guò)光敏有機(jī)膜形成圍繞凹陷部分101a和101b的鄰近區(qū)域時(shí)，由于與SiN膜相比，光敏有機(jī)膜具有較大的接觸角，因此可以在形成凹陷部分101a和101b的同時(shí)獲得具有高接觸角的區(qū)域。
請(qǐng)注意，盡管對(duì)高接觸角膜110的面積和膜厚沒(méi)有特別的限制，但是優(yōu)選的，考慮印刷位置的精確性來(lái)設(shè)計(jì)它們。例如，在圖9中，盡管在凹陷部分101的周?chē)鷧^(qū)域及側(cè)壁表面上形成高接觸角膜110，但是也可以?xún)H在周?chē)鷧^(qū)域上形成，或者在部分周?chē)鷧^(qū)域上形成。
通過(guò)改變圖3A的流程圖的步驟S2中的制備TFT襯底120的步驟，可以制造本實(shí)施例的LCD面板。首先，在步驟S1中，如同在第一和第三示例性實(shí)施例中，制備CF襯底121。然后，在步驟S2中，制備TFT襯底120。如同在第一和第三示例性實(shí)施例中，在玻璃襯底112上，形成柵極布線104、柵電極和柵極光屏蔽部分118，然后，形成柵絕緣膜107，并隨后在其上形成半導(dǎo)體層。然后，通過(guò)濺射方法等，形成漏極布線105、漏電極和源電極。此時(shí)，有選擇地形成間隙調(diào)節(jié)膜106。通過(guò)真空蒸發(fā)方法等形成鈍化膜108。另外，形成平坦化膜111，并通過(guò)光刻方法在光屏蔽區(qū)域上形成凹陷部分101a和凹陷部分101b。之后，通過(guò)濺射方法等形成例如由ITO的透明導(dǎo)電膜制成的像素電極109。此時(shí)，在柵極膜104之上，在凹陷部分101a和101b上形成由與像素電極109相同的透明導(dǎo)電膜制成的高接觸角膜110。以這樣的方式，制備了本實(shí)施例的TFT襯底120。隨后，如同第一和第三示例性實(shí)施例，在步驟3，在TFT襯底120和CF襯底121上形成定向膜，并執(zhí)行摩擦工藝。
接著，在步驟S4中，在凹陷部分101a和凹陷部分101b上設(shè)置球形間隔物103。通過(guò)多個(gè)噴墨嘴將其中分散有球形間隔物103的油墨116排放到凹陷部分101a和凹陷部分101b上，并對(duì)襯底進(jìn)行熱處理。
由于設(shè)置在圍繞凹陷部分101a和101b的鄰近區(qū)域上的高接觸角膜110的存在，在使油墨116干化時(shí)，油墨116匯集在具有較小接觸角的凹陷部分101a和101b上。這允許球形間隔物103以自對(duì)準(zhǔn)的方式修正其自身位置，使得能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)一步增強(qiáng)球形間隔物103的位置的精確度。之后，如第一示例性實(shí)施例進(jìn)行步驟S5至S9，完成第四示例性實(shí)施例的LCD面板。
總的來(lái)說(shuō)，當(dāng)僅依靠取決于噴墨法或膠版印刷方法的印刷精度時(shí)，難以以高的精確度將球形間隔物設(shè)置在預(yù)定的光屏蔽區(qū)域內(nèi)。在本實(shí)施例中，盡管以各向均質(zhì)(isotropic)的方式進(jìn)行油墨116的干化，然而直至最后在凹陷部分101a和101b上油墨116仍保持未干(fresh)。能夠在凹陷部分101a和101b上匯集直至最后也未干化的球形間隔物103。另外，可以利用這樣的效果，即，通過(guò)將圍繞凹陷部分101a和101b的鄰近區(qū)域的接觸角設(shè)置成與凹陷部分101a和101b的內(nèi)表面的接觸角相比較大，使得在使油墨干化時(shí)，油墨116匯集到具有較小接觸角的區(qū)域，利用上述效果，以自對(duì)準(zhǔn)的方式修正了所設(shè)置的球形間隔物103的位置。
另外，在本實(shí)施例中，示出了其中在第三示例性實(shí)施例的LCD面板中形成高接觸角膜110的情況。通過(guò)在第一和第二示例性實(shí)施例之一的LCD面板中形成高接觸角膜110，也可以獲得相同的優(yōu)點(diǎn)。
在第一和第二示例性實(shí)施例中，給出了對(duì)在TFT襯底120、或CF襯底121或兩者上面形成多個(gè)前述凹陷部分101和102，并且分布具有不同直徑的多個(gè)球形間隔物的情況的說(shuō)明。也就是說(shuō)，對(duì)于具有不同直徑的多個(gè)球形間隔物，使用具有相對(duì)較大直徑的球形間隔物103a和具有相對(duì)較小直徑的球形間隔物103b。在第三示例性實(shí)施例中，給出了對(duì)以這樣的方式在TFT襯底120和CF襯底121之一上形成具有不同深度的多個(gè)凹陷部分，或者在TFT襯底120和CF襯底121上形成凹陷部分情況的說(shuō)明，所述方式是某些凹陷部分彼此相對(duì)；以及設(shè)置了具有相同尺寸的球形間隔物103。也就是說(shuō)，對(duì)于具有不同深度的多個(gè)凹陷部分，使用具有相對(duì)較小深度的凹陷部分101a以及具有相對(duì)較大深度的凹陷部分101b。在第四示例性實(shí)施例中，在圍繞凹陷部分的鄰近區(qū)域上形成高接觸角膜。在本發(fā)明中，可以通過(guò)任意地組合該第一至第四示例性實(shí)施例的各特征，來(lái)構(gòu)成LCD面板。
盡管利用優(yōu)選的示例性實(shí)施例給出了上述說(shuō)明，但是本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例，而是可以在其中進(jìn)行多種變化而不脫離本發(fā)明的精神和實(shí)質(zhì)。例如，在上述實(shí)施例中，盡管參考?jí)弘婎?lèi)型描述了油墨噴頭，但是這并不限于此，其他類(lèi)型也是可適用的。例如，可以采用bubblejet(注冊(cè)商標(biāo))型油墨噴頭。在這種油墨噴頭中，加熱器被放置成緊挨著存蓄油墨的儲(chǔ)罐。通過(guò)提供給加熱器的能量將儲(chǔ)罐中的油墨加熱，從而在油墨中產(chǎn)生膨脹和氣泡，使得油墨從油墨噴頭的噴嘴排放。對(duì)于這種油墨噴頭，提供了其中分散有球形間隔物的油墨，從而將其排放到光屏蔽區(qū)域中的凹陷部分，因而使得能夠?qū)⑶蛐伍g隔物設(shè)置在凹陷部分上。
另外，使用其中在多行上設(shè)置了多個(gè)噴嘴的油墨噴頭，將其中分散有球形間隔物的油墨同時(shí)地排放到多行光屏蔽區(qū)域，使得能夠?qū)⑶蛐伍g隔物設(shè)置在各凹陷部分上。而且，為其中分散有不同直徑的球形間隔物的油墨制備多個(gè)油墨噴頭，并利用這些噴頭分別排放這些油墨，使得能夠?qū)⒕哂胁煌睆降那蛐伍g隔物設(shè)置在凹陷部分上?？梢韵胂螅貣艠O布線延伸的方向在襯底的上方移動(dòng)油墨噴頭的同時(shí)，或者沿漏極布線延伸的方向在襯底上方移動(dòng)油墨噴頭的同時(shí)，進(jìn)行其中分散有球形間隔物的油墨的排放。
在上述實(shí)施例中，盡管給出了對(duì)使用TFT作為開(kāi)關(guān)元件的情況的說(shuō)明，但是本發(fā)明也可以適用于其中使用了例如薄膜二極管(TFD襯底)或金屬絕緣體金屬(MIM)的開(kāi)關(guān)元件的LCD面板。另外，在上述的實(shí)施例中，盡管給出了對(duì)彩色層形成在對(duì)置襯底上的情況的說(shuō)明，但是本發(fā)明也可適用于濾色器在TFT上類(lèi)型的LCD面板，在該類(lèi)型中，濾色器形成在TFT襯底上。對(duì)于單色顯示LCD面板而言，不需要彩色層。
另外，在上述的實(shí)施例中，盡管通過(guò)將本發(fā)明應(yīng)用于由像素電極109和對(duì)置電極105形成的透射型LCD面板而給出說(shuō)明，但是本發(fā)明也可應(yīng)用于反射型LCD面板或半透射型LCD面板。在反射型LCD面板的情況下，反射板置于LCD面板的內(nèi)側(cè)或外側(cè)，且像素電極自身由光反射像素電極形成。在具有反射區(qū)域和透射區(qū)域的半透射型LCD面板的情況下，反射板設(shè)置在LCD面板的內(nèi)側(cè)或外側(cè)的反射區(qū)域上，且部分的像素電極由光反射材料形成。在這種反射型LCD面板或這種半透射型LCD面板中，其中在光屏蔽區(qū)域上設(shè)置凹陷部分和在該凹陷部分上設(shè)置球形間隔物的本發(fā)明也是適用的。
盡管已經(jīng)參考

了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，可以進(jìn)行多種變化和修改，而不脫離本發(fā)明真正的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示面板包括夾持液晶材料的一對(duì)襯底，從該襯底的法線方向看所述襯底，該襯底的至少一個(gè)具有光屏蔽部分，多個(gè)凹陷部分配置在該光屏蔽部分上；以及多個(gè)球形間隔物，其設(shè)置在所述凹陷部分上，并以如下方式控制該對(duì)襯底之間的間隙，所述方式是，存在至少兩種不同的比率，該比率是位于該凹陷部分處的間隙與設(shè)置在該凹陷部分上的間隔物的直徑的比率。
2.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示面板，其中所述球形間隔物包括多種球形間隔物，其直徑彼此不同以提供不同的所述比率。
3.如權(quán)利要求2所述的液晶顯示面板，其中所述球形間隔物包括其每個(gè)具有相對(duì)較大直徑的第一球形間隔物，以及其每個(gè)具有相對(duì)較小直徑的第二球形間隔物，并且該第二球形間隔物的數(shù)量大于該第一球形間隔物的數(shù)量。
4.如權(quán)利要求3所述的液晶顯示面板，其中所述第一球形間隔物與第二球形間隔物之間的直徑差在該第一球形間隔物的直徑的大約2％至20％的范圍內(nèi)。
5.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示面板，其中所述多個(gè)凹陷部分包括多種凹陷部分，其深度彼此不同以提供不同的比率。
6.如權(quán)利要求5所述的液晶顯示面板，其中所述多種凹陷部分包括其每個(gè)具有相對(duì)較小深度的第一凹陷部分，以及其每個(gè)具有相對(duì)較大深度的第二凹陷部分，并且該第二凹陷部分的數(shù)量大于第一凹陷部分的數(shù)量。
7.如權(quán)利要求6所述的液晶顯示面板，其中所述第一凹陷部分與所述第二凹陷部分之間的深度差在該球形間隔物直徑的大約2％至20％的范圍內(nèi)。
8.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示面板，其中圍繞每一凹陷部分的鄰近區(qū)域由具有如下接觸角的部件形成，所述接觸角大于所述凹陷部分的內(nèi)表面的至少某一區(qū)域的接觸角。
9.如權(quán)利要求8所述的液晶顯示面板，其中至少每一凹陷部分的某一內(nèi)表面由無(wú)機(jī)膜形成，并且圍繞每一凹陷部分的鄰近區(qū)域由光敏有機(jī)膜形成。
10.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示面板，其中在圍繞每一凹陷部分的鄰近區(qū)域上，設(shè)置有一部件，該部件具有的接觸角大于該凹陷部分內(nèi)表面的某一區(qū)域的接觸角。
11.如權(quán)利要求10所述的液晶顯示面板，其中每一凹陷部分的內(nèi)表面由絕緣膜形成，并且圍繞每一凹陷部分的該鄰近區(qū)域由透明導(dǎo)電膜形成。
12.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示面板，其中屏蔽光的該區(qū)域是其上形成有金屬布線或黑矩陣的區(qū)域。
13.一種制造液晶顯示面板的方法，包括第一步驟，在一對(duì)襯底的至少其中之一的內(nèi)表面上形成多個(gè)凹陷部分，使得所述凹陷部分位于沿與該襯底正交的方向上屏蔽光的位置上，并且所述表面是用來(lái)支撐液晶材料的液晶夾持表面；第二步驟，在所述多個(gè)凹陷部分上設(shè)置球形間隔物；以及第三步驟，將該對(duì)襯底疊合，以使在襯底之間的該球形間隔物與各凹陷部分接合。
14.如權(quán)利要求13所述的制造液晶顯示面板的方法，其中所述球形間隔物包括多種球形間隔物，它們的直徑彼此不同；并且在第三步驟中，具有較大直徑的該球形間隔物都與該凹陷部分接合，且該對(duì)襯底疊合。
15.如權(quán)利要求14所述的制造液晶顯示面板的方法，其中所述球形間隔物包括其每個(gè)具有相對(duì)較大直徑的第一球形間隔物，以及其每個(gè)具有相對(duì)較小直徑的第二球形間隔物，并且設(shè)置該第二球形間隔物和該第一球形間隔物，使得該第二球形間隔物的數(shù)量大于該第一球形間隔物的數(shù)量。
16.如權(quán)利要求13所述的制造液晶顯示面板的方法，其中在第二步驟中，通過(guò)單獨(dú)的噴墨嘴，排放其中分散有分別具有彼此不同的直徑的多種球形間隔物的油墨，使得將具有不同直徑的多種球形間隔物設(shè)置在多個(gè)凹陷部分上。
17.如權(quán)利要求13所述的制造液晶顯示面板的方法，其中在第一步驟中，形成其深度彼此不同的多個(gè)凹陷部分。
18.如權(quán)利要求17所述的制造液晶顯示面板的方法，其中在第三步驟中，使該球形間隔物與每個(gè)都具有較小深度的凹陷部分相接合，并且將該對(duì)襯底疊合。
19.如權(quán)利要求17所述的制造液晶顯示面板的方法，其中所述多個(gè)凹陷部分包括其每個(gè)都具有相對(duì)較小深度的第一凹陷部分以及其每個(gè)都具有相對(duì)較大深度的第二凹陷部分，并且形成該第一和第二凹陷部分，使得該第二凹陷部分的數(shù)量大于第一凹陷部分的數(shù)量。
20.如權(quán)利要求13所述的制造液晶顯示面板的方法，其中通過(guò)在圍繞所述凹陷部分的鄰近區(qū)域上形成每個(gè)都具有不同接觸角的多個(gè)部件，或者通過(guò)在圍繞凹陷部分的鄰近區(qū)域上設(shè)置一部件，該部件具有的接觸角大于該凹陷部分的至少部分內(nèi)表面的接觸角，從而使圍繞每一凹陷部分的鄰近區(qū)域的接觸角大于該凹陷部分的至少一部分內(nèi)表面的接觸角。
全文摘要
在采用球形間隔物的液晶顯示面板中，在一對(duì)襯底的內(nèi)表面的至少一個(gè)上形成多個(gè)凹陷部分。所述凹陷部分位于面板的光屏蔽區(qū)域上。具體的，在凹陷部分上設(shè)置具有不同直徑的多種球形間隔物，或者在襯底的內(nèi)表面上形成具有不同深度的多種凹陷部分。
文檔編號(hào)G02F1/1333GK101051156SQ20071008989
公開(kāi)日2007年10月10日 申請(qǐng)日期2007年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月5日
發(fā)明者橋本宜明 申請(qǐng)人:Nec液晶技術(shù)株式會(huì)社