專利名稱：液晶顯示設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示設(shè)備并且具體地涉及當(dāng)在第一襯底與第二 襯底之間的間隙保持恒定時(shí)有效的技術(shù)。
背景技術(shù)：
目前一般使用的許多液晶顯示設(shè)備由成對(duì)襯底(例如玻璃襯底) 和在這些襯底之間的間隙中密封的液晶合成物形成。具體而言，例
如在IPS型液晶顯示設(shè)備中，薄膜晶體管、像素電極、信號(hào)線、柵 極電極、相向電極等在一個(gè)襯底(下文稱為TFT襯底)上由無定形 硅等制成的半導(dǎo)體層形成，而光阻膜、濾色器等形成于另一襯底(下 文稱為CF襯底)上。因此在該配置中，TFT襯底和CF襯底被布置 為借助間隔物以恒定距離彼此相向，該間隙用密封劑來密封并且液 晶合成物密封于其中。
就用于保持距離恒定的間隔物而言，近年來已經(jīng)常常使用在 CFR襯底上的非顯示區(qū)中直接形成的柱狀形式的圖案化間隔物而不
利文獻(xiàn)1 )。
以下是與本發(fā)明有關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)。 (專利文獻(xiàn)l)日本待審專利公開2005-338770

發(fā)明內(nèi)容
(本發(fā)明所要解決的問題)
當(dāng)液晶顯示屏尺寸大時(shí)，液晶顯示屏出現(xiàn)問題，比如"高溫所致 的間隙不均勻"、"揉搓(rubbing)所致的不均勻，，和"按壓所致的不 均勻"。
"高溫所致的間隙不均勻"意味著當(dāng)液晶顯示屏內(nèi)部的液晶由于 高溫之下的熱膨脹而膨脹時(shí)屏幕下部的大間隙產(chǎn)生不均勻，使得柱 狀形式的間隔物上升從而使液晶朝著屏幕底部流動(dòng)。
作為應(yīng)對(duì)"高溫所致的間隙不均勻"的措施，有效的是在形成液 晶顯示器時(shí)使柱狀形式的間隔物的變形量很大，使得柱狀形式的間 隔物即使在液晶熱膨脹時(shí)也不會(huì)升起。然而當(dāng)增加用于按壓液晶顯
示屏的力以便增加柱狀形式的間隔物的變形量時(shí)，在TFT襯底與CF 襯底之間的摩擦力增加，使得在揉搓屏幕時(shí)移動(dòng)的TFT襯底和CF 襯底不返回到它們的原來的相對(duì)位置，因此造成不均勻(揉搓所致 的不均勻)。
此外，雖然有可能減少柱狀形式的間隔物的面密度使得柱狀形 式的間隔物的變形量增加而TFT襯底與CF襯底之間的摩擦力不增 加，但是在向柱狀形式的間隔物施加的力變得過大使得太強(qiáng)力地按 壓液晶顯示屏的情況下，柱狀形式的間隔物塑性變形從而在間隙中 造成不均勻(按壓所致的不均勻)。
因此，在"高溫所致的間隙不均勻"、"揉搓所致的不均勻"和"按 壓所致的不均勻，，方面的容限具有權(quán)衡關(guān)系，而屏幕越大則這一容限 往往越小。
已經(jīng)提供一種用于在TFT襯底一側(cè)上具有柱狀形式的間隔物的 部分中提供支撐層的方法作為 一種用于針對(duì)各類不均勻使容限更大 的方法。
通過在TFT襯底一側(cè)上提供支撐層來形成用于在正常狀態(tài)下支 撐液晶顯示屏的柱狀形式的間隔物和用于僅在施加外力而單元間隙 變小時(shí)才支撐液晶顯示屏的柱狀形式的間隔物。
結(jié)果可以在正常狀態(tài)下保證柱狀形式的間隔物的變形量并且可 以減少在TFT襯底與CF襯底之間的摩擦力，因此在施加強(qiáng)到足以 有造成不均勻之危險(xiǎn)的按壓力情況下可以增加用于支撐液晶顯示屏 的柱狀形式的間隔物的數(shù)目。
因此為了使"高溫所致的間隙不均勻"、"揉搓所致的不均勻"和
"按壓所致的不均勻"方面的容限更大，有必要優(yōu)化柱狀形式的間隔
物與TFT襯底有接觸的面積。因此希望與柱狀形式的間隔物有接觸 的在TFT襯底上支撐層的面積(下文稱為柱狀形式的間隔物的接觸 面積)具有盡可能少的不一致。此外支撐層的厚度也有必要使得柱 狀形式的間隔物無塑性變形，并且希望支撐層由兩個(gè)不同層形成， 其在彼此之上分層以便調(diào)整厚度。
出于這一原因，常規(guī)液晶顯示設(shè)備使用支撐層，其由第一層和 在第一層上形成的第二層形成。在這一情況下，第一層和第二層均 為盤形式。
然而，在由第一層和在第一層上形成的第二層形成的支撐層中 考慮到第二層在圖案中重疊的精度，有必要使第 一 層的面積更大。 因此難以將常規(guī)支撐層應(yīng)用于具有的子像素節(jié)距小而精度高的液晶
顯示屏。
在這 一 情況下，雖然有可能通過減少支撐層中第二層的面積將 支撐層的面積減少到某一程度，但是當(dāng)支撐層中的第二層是小點(diǎn)圖 案時(shí)支撐層中第二層的拐角圓化，使得尺寸的不一致在工藝波動(dòng)的 影響之下變大，因此出現(xiàn)問題使得支撐層中柱狀形式的間隔物的接 觸面積可能波動(dòng)。
提供本發(fā)明以便解決現(xiàn)有技術(shù)的所述問題，而本發(fā)明的目的在 于提供一種用于液晶顯示設(shè)備的技術(shù)，該技術(shù)使得有可能實(shí)施一種 即使在柱狀形式的間隔物小型化情況下仍與柱狀形式的間隔物有穩(wěn) 定接觸面積的比現(xiàn)有技術(shù)中更小的支撐層。
本發(fā)明的所述和其它目的以及新穎特征根據(jù)本說明書中的描述 和附圖變得更清楚。
(用于實(shí)現(xiàn)目的的手段)
(1 )提供第一襯底、第二襯底以及具有夾入于所述第一襯底與 所述第二襯底之間的液晶的液晶顯示屏，使得所述第二襯底具有柱 狀形式的間隔物，所述第 一襯底在形成所述柱狀形式的間隔物的區(qū)
域中具有支撐層，所述支撐層具有在第一方向上延伸的第一層和形
成于所述第一層上而在與所述第一方向以70。至110°角相交的第二 方向上延伸的第二層，以及所述第 一襯底一側(cè)上所述柱狀形式的間 隔物的表面面向所述支撐層的所述第一層與所述第二層的重疊部分。
(2) 在與(1 )相同的結(jié)構(gòu)中，所述第二方向與所述第一方向 以90°角相交。
(3) 在與(1 )或者(2)相同的結(jié)構(gòu)中，所述支撐層的所述第 一層和所述第二層在平面圖中是矩形。
(4) 在與(1 )至(3)的任一個(gè)相同的結(jié)構(gòu)中，所述支撐層的 所述第一層是半導(dǎo)體層，而所述支撐層的所述第二層是金屬層。
(5) 在與(1)至(3)的任一個(gè)相同的結(jié)構(gòu)中，所述柱狀形式 的間隔物由感光樹脂形成。
(6) 在與(1 )至(5)的任一個(gè)相同的結(jié)構(gòu)中，所述液晶顯示 屏具有多個(gè)子像素，所述第一襯底具有用于將掃描電壓輸入到所述 多個(gè)子像素中的掃描線，而所述支撐層設(shè)置于所述掃描線上。
(7) 在與(1 )至(5)的任一個(gè)相同的結(jié)構(gòu)中，所述液晶顯示 屏具有多個(gè)子像素，所述多個(gè)子像素各具有相向電極，而所述支撐 層設(shè)置于所述相向電極上。
(8) 在與(6)或者(7)相同的結(jié)構(gòu)中，所述第一襯底在所述 液晶一側(cè)上的表面上具有取向膜，而所述支撐層設(shè)置于所述第一襯 底與所述取向膜之間。
(本發(fā)明的效果)
下文簡(jiǎn)述在本說明書中公開的發(fā)明之中典型發(fā)明的效果。
根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示設(shè)備使得有可能實(shí)施一種即使在柱狀形
式的間隔物小型化情況下仍與柱狀形式的間隔物有穩(wěn)定接觸面積的
比現(xiàn)有技術(shù)中更小的支撐層。


圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液晶顯示屏中電極配置的平
面圖2是示出了沿著圖1中的線A-A，的橫截面的結(jié)構(gòu)的橫截面圖； 圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的柱狀形式的間隔物的圖； 圖4-1是圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的支撐層的圖； 圖4-2是將根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的支撐層與常規(guī)支撐層做比較的
圖；以及
圖5是示出了常規(guī)支撐層的圖。
符號(hào)說明
10 柱狀形式的間隔物所在點(diǎn) TFT 薄膜晶體管
SUB1 ， SUB2 透明襯底(例如玻璃襯底)
P0L1， P0L2 極化板
PAS1， PAS2 層間絕緣膜
OC 展平膜
AL1, AL2 取向膜
LC 液晶層
BM 光阻膜
CF 濾色器
PX 像素電極
SLT 縫
CT 相向電極
GL 掃描線(柵極線)
DL 視頻線(源極線或者漏極線)
SPA 柱狀形式的間隔物
MTL 支撐層
MTL1支撐層中的第一層(半導(dǎo)體層) MTL2支撐層中的第二層(金屬層)
具體實(shí)施例方式
(實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式) 在下文中參照附圖具體描述本發(fā)明的 一 個(gè)實(shí)施例。 這里，相同符號(hào)在圖示實(shí)施例的所有附圖中表示具有相同功能
的部件并且省略相同的描述。
在本實(shí)施例中的液晶顯示設(shè)備是具有所謂的IPS (平面內(nèi)切換) 型液晶顯示屏的液晶顯示設(shè)備，該液晶顯示屏通過向在成對(duì)玻璃襯 底中的一個(gè)玻璃襯底上形成的像素電極和在另一玻璃襯底上形成的 相向電極施加電場(chǎng)來驅(qū)動(dòng)液晶分子。
圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液晶顯示屏中電極配置的平 面圖，而圖2是示出了沿著圖1中的線A-A，的橫截面中主要部分的 結(jié)構(gòu)的橫截面圖，
在本實(shí)施例中的液晶顯示屏中，提供TFT襯底(本發(fā)明中的第 一襯底)和CF襯底(本發(fā)明中的第二襯底)以1更夾入液晶層(LC )。
如圖2中所示，TFT襯底具有透明襯底(例如玻璃襯底) (SUB1),而掃描線(也稱為柵極線)(GL)、相向電極(CT; 也稱為公共電極)、層間絕緣膜(PAS2)、層間絕緣膜(PAS1)、 像素電極(PX)和取向膜(AL1)以這一順序從透明襯底(SUB1) 朝向液晶層(LC)形成于液晶層一側(cè)的透明襯底(SUB1 )上。這里， 極化板(P0L1)形成于透明襯底(SUB1)之外。此外，雖然在圖2 中省略，但是視頻線(也稱為源極線或者漏極線)(DL)和薄膜晶 體管(TFT)也形成于透明襯底(SUB1)的液晶層一側(cè)上。
CF襯底具有透明襯底(例如玻璃襯底)(SUB2),而光阻膜 (BM)、紅、綠和藍(lán)濾色器(CF)、展平膜(OC)和取向膜(AL2) 以這一順序從透明襯底(SUB2)朝向液晶層(LC)形成于液晶層一 側(cè)的透明襯底(SUB2)上。這里，極化板(P0L2)形成于透明襯底 (SUB2 )之外。此外，在本實(shí)施例的液晶顯示設(shè)備中透明襯底(SUB2 ) 的主表面一側(cè)是觀察顯示器的一側(cè)。
此外在本實(shí)施例中，在平面中形成相向電才及(CT)而在平面中
在像素電極(PX)中產(chǎn)生多個(gè)縫(SLT)。
在本實(shí)施例的液晶顯示設(shè)備中，像素電極(P X )和相向電極(C T ) 經(jīng)由層間絕緣膜(PAS1)在彼此之上分層，而弧形的電力線分布于 像素電極(PX)與相向電極(CT)之間并且穿過液晶層(LC)、因 此改變液晶層(LC)的取向。
像素電極(PX)和相向電極(CT)由透明傳導(dǎo)膜如ITO (銦錫 氧化物)形成。另外，像素電極(PX)和相向電極(CT)經(jīng)由層間 絕緣膜(PAS1, PAS2)重疊、結(jié)果形成電容器。這里，層間絕緣膜 (PAS1)不限于一層而可以由兩層或者更多層組成。
如圖1中所示，各子像素形成于由掃描線(GL)和視頻線(DL) 包圍的矩形區(qū)域。在形成子像素的各區(qū)域中，光由CF襯底(SUB2) 一側(cè)上形成的光阻膜(BM)阻止，而實(shí)質(zhì)上作為形成子像素的區(qū)域 的區(qū)域因此是黑矩陣(BM)的開口 (圖1中的虛線所示)。此外在 圖1中，TFT表示形成有源元件的薄膜晶體管。
用于保持成對(duì)透明襯底(SUB1, SUB2)之間距離恒定的柱狀形 式的間隔物(SPA)在圖1的透明襯底(SUB2)中形成于點(diǎn)10。這 一柱狀形式的間隔物(SPA )如圖2中所示在以下部分之外形成于相 向電極(CT)上的一點(diǎn)，薄膜晶體管(TFT)在該部分形成于透明 襯底(SUB1 ) —側(cè)上。
柱狀形式的間隔物(SPA)在透明襯底(SUB2)上的展平膜(OC) 上由感光樹脂形成。這里，多個(gè)柱狀形式的間隔物(SPA)在實(shí)際產(chǎn) 品中形成于展平膜(OC)上。
此外，支撐層(MTL)形成于透明襯底(SUB1)上的相向電極 (CT)上方。這里，支撐層(MTL)由半導(dǎo)體(無定形硅層或者多 晶硅層)制成的第一層和金屬如鋁(AL)制成的第二層形成。
圖3是示出了本實(shí)施例中柱狀形式的間隔物(SPA)的透視圖。
如圖3中所示，在本實(shí)施例中的柱狀形式的間隔物(SPA)是頂 面(面積小的部分)與支撐層(MTL)有接觸的柱狀形式。這里， 頂面實(shí)際上經(jīng)由在支撐層頂上形成的層間絕緣膜(PAS1)以及經(jīng)由
取向膜(AL1)與支撐層(MTL)有接觸。
圖4-1是示出了本實(shí)施例中支撐層的圖，而圖4-2是將本實(shí)施例 中的支撐層與常規(guī)支撐層做比較的圖。此外，圖5是示出了常規(guī)支 撐層的圖。圖4-l(a)、圖4-2(a)和圖5(a)是側(cè)視圖，而圖4-l(b)、圖 4-2(b)和圖5(b)是平面圖。
這里，雖然如圖2中所示，支撐層(MTL)形成于相向電極(CT) 上而層間絕緣膜(PAS1)和取向膜(AL1)形成于支撐層(MTL) 上，但是圖4-l、圖4-2和圖5僅示出了支撐層(MTL)和透明襯底 (SUB1)。
類似地，雖然柱狀形式的間隔物(SPA)形成于光阻膜(BM)、 紅、綠和藍(lán)濾色器(CF)以及展平膜(OC)之上，但是圖4-1、圖 4-2和圖5僅示出了一個(gè)柱狀形式的間隔物(SPA)和透明襯底 (SUB2)。
此外如圖2中所示，層間絕緣膜(PAS1)和取向膜(AL1)形 成于支撐層(MTL)之上，因此柱狀形式的間隔物(SPA)面向取 向膜(AL1 )上形成的突出物(支撐層(MTL)所產(chǎn)生的突出物)。
因此，在以下描述中與柱狀形式的間隔物(SPA)有接觸的支撐 層(MTL)的面積(下文稱為柱狀形式的間隔物的接觸面積)是取 向膜(AL1 )上形成的突出物(支撐層(MTL)所產(chǎn)生的突出物) 的面積、。
如圖4-l、圖4-2和圖5所示，支撐層(MTL)在本實(shí)施例中和 在現(xiàn)有技術(shù)中由半導(dǎo)體制成的第一層(MTL1 )和金屬制成的第二層 (MTL2)形成。
如圖5中所示，常規(guī)支撐層(MTL)中的第一層(MTL1 )和第 二層(MTL2)均為盤形式。然而考慮到第一層(MTL1)和第二層 (MTL2)在兩層的圖案中重疊的精度，有必要使第一層的面積更大， 因此難以將常規(guī)支撐層(MTL)應(yīng)用于子像素節(jié)距小而精度高的液 晶顯示屏。
在這一情況下，雖然有可能通過減少支撐層(MTL)中第二層
(MTL2)的面積將支撐層(MTL)的面積減少到某一程度，但是當(dāng) 支撐層(MTL)中的第二層(MTL2)是小點(diǎn)圖案時(shí)支撐層(MTL) 中第二層(MTL2)的拐角圓化，使得尺寸的不一致在工藝波動(dòng)的影 響之下變大，因此支撐層(MTL)中柱狀形式的間隔物的接觸面積 可能波動(dòng)。
如圖4-1和圖4-2中所示，在本實(shí)施例中的柱狀形式的間隔物 (SPA)比現(xiàn)有技術(shù)中的柱狀形式的間隔物(SPA)小。在圖4-2中， 柱狀形式的間隔物(SPA)的底面積減小了箭頭A所示部分。
此外，在本實(shí)施例中的支撐層(MTL)由在平面圖中為矩形的 第一層(MTL1)和第二層(MTL2)形成。這里，第一層(MTL1) 與第二層(MTL2)在從頂部觀察時(shí)以直角相交。
也就是說，在本實(shí)施例中的支撐層(MTL)由在第一方向上延 伸的第一層(MTL1 )和在與第一方向以90。角相交的第二方向上延 伸的第二層(MTL2)形成。因而在本實(shí)施例中，支撐層(MTL)中 柱狀形式的間隔物的接觸面積是第一層(MTL1)與第二層(MTL2) 的重疊部分的面積。
一般而言，根據(jù)光刻技術(shù)來形成第一層(MTL1)與第二層 (MTL2),而在根據(jù)光刻技術(shù)來形成面積小的圖案的情況下可以用 比圓形圖案更高的精度形成矩形圖案。
因而在本實(shí)施例中，第一層(MTL1)與第二層(MTL2)的尺 寸波動(dòng)可以保持為小，結(jié)果變得有可能實(shí)施 一 種即使在柱狀形式的 間隔物(SPA )在本實(shí)施例中小型化的情況下仍與柱狀形式的間隔物 有穩(wěn)定接觸面積的小支撐層(MTL)。
這里，在本實(shí)施例中第一層(MTL1)與第二層(MTL2)并非 必須直角相交，而第一層(MTL1)與第二層(MTL2)可以以70。 至110°角相交。
此外還希望平面圖中支撐層(MTL)的形狀小于平面圖中柱狀 形式的間隔物(SPA)的形狀。此外還有可能將用于支撐層(MTL) 中第一層(MTL1 )與第二層(MTL2)的材料改變成另 一適當(dāng)材料。
此外，雖然上文描述了柱狀形式的間隔物(SPA )為圓柱的情況，
但是也有可能使用四邊棱柱形式或者多邊棱柱形式的間隔物。此外，
支撐層(MTL)可以形成于透明襯底(SUB1 )上的掃描線(GL)上。 另外，雖然上文描述了本發(fā)明應(yīng)用于IPS型液晶顯示設(shè)備的實(shí) 施例，但是本發(fā)明不限于此而可以應(yīng)用于例如TN (扭曲向列)型、 ECB (電控雙折射)型和VA (豎直對(duì)準(zhǔn))型液晶顯示設(shè)備。這里在 本發(fā)明應(yīng)用于這樣的液晶顯示設(shè)備的情況下，相向電極(CT)可以 形成于CF襯底(SUB2) —側(cè)上。
如上所述，本實(shí)施例使得有可能實(shí)施一種保證在"高溫所致的間 隙不均勻"、"揉搓所致的不均勻"和"按壓所致的不均勻"方面的充分
容限的高質(zhì)量液晶顯示屏。
另外在本實(shí)施例中可以減少支撐層(MTL)的面積，因此可以 增加開口中用于子像素的面積，因此可以增加液晶顯示屏的透射率，
因此變得有可能易于實(shí)施亮度高的液晶顯示屏。
雖然基于所述實(shí)施例具體描述了發(fā)明人所實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明，但是 本發(fā)明不限于所述實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明要點(diǎn)的此類范圍內(nèi)當(dāng)然 可能有各種實(shí)施例。
權(quán)利要求
1. 一種液晶顯示設(shè)備，包括:第一襯底；第二襯底；以及具有夾入于所述第一襯底與所述第二襯底之間的液晶的液晶顯示屏，其特征在于:所述第二襯底具有柱狀形式的間隔物，所述第一襯底在形成所述柱狀形式的間隔物的區(qū)域中具有支撐層，所述支撐層具有:在第一方向上延伸的第一層；以及形成于所述第一層上而在與所述第一方向以70°至110°角相交的第二方向上延伸的第二層，以及所述第一襯底一側(cè)上所述柱狀形式的間隔物的表面面向所述支撐層的所述第一層與所述第二層的重疊部分。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示設(shè)備，其特征在于所述第二 方向與所述第一方向以90。角相交。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示設(shè)備，其特征在于所述支撐 層的所述第一層和所述第二層在平面圖中是矩形。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的液晶顯示設(shè)備，其特征在于 所述支撐層的所述第一層是半導(dǎo)體層，以及 所述支撐層的所述第二層是金屬層。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的液晶顯示設(shè)備，其特征在于所述柱狀 形式的間隔物由感光樹脂形成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示設(shè)備，其特征在于 所述液晶顯示屏具有多個(gè)子像素，所述第一襯底具有用于將掃描電壓輸入到所述多個(gè)子像素中的 掃描線，以及所述支撐層設(shè)置于所述掃描線上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示設(shè)備，其特征在于 所述液晶顯示屏具有多個(gè)子像素， 所述多個(gè)子像素各具有相向電極，以及 所述支撐層設(shè)置于所述相向電極上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的液晶顯示設(shè)備，其特征在于 所述第一襯底在所述液晶一側(cè)上的表面上具有取向膜，以及 所述支撐層設(shè)置于所述第一襯底與所述取向膜之間。
全文摘要
提供一種即使在柱狀形式的間隔物小型化的情況下仍與柱狀形式的間隔物有穩(wěn)定接觸面積的比現(xiàn)有技術(shù)中更小的支撐層。一種液晶顯示設(shè)備包括第一襯底；第二襯底；具有夾入于第一襯底與第二襯底之間的液晶的液晶顯示屏，第二襯底具有柱狀形式的間隔物，第一襯底在形成所述柱狀形式的間隔物的區(qū)域中具有支撐層，支撐層具有在第一方向上延伸的第一層；和形成于第一層上而在與第一方向以70°至110°角相交的第二方向上延伸的第二層，以及第一襯底一側(cè)上所述柱狀形式的間隔物的表面面向支撐層的第一層與第二層的重疊部分。支撐層的第一層與第二層在平面圖中是矩形。第一層是半導(dǎo)體層而第二層是金屬層。
文檔編號(hào)G02F1/1339GK101377592SQ20081021269
公開日2009年3月4日 申請(qǐng)日期2008年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月30日
發(fā)明者中山貴德, 片山貴裕 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立顯示器