用于顯示器的柱狀隔離物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種顯示器，該顯示器包括位于兩個玻璃基板(1002，1102)之間的液晶層(1108)，以及第一組柱狀隔離物(1102，1104，1506，1510)，所述第一組柱狀隔離物中的每個設(shè)置在TFT基板上(1002，1502)的突起的頂部上。所述突起可由像素TFT(907)或金屬層(1518，1608)構(gòu)成。在第二組的每個柱狀隔離物和TFT基板之間保持間隙的第二組柱狀隔離物(1204，1106，1512)可以在整個顯示器上設(shè)置，使得在制造過程期間液晶有空間展開并保護顯示器不因外力而變形。
【專利說明】用于顯示器的柱狀隔離物
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本專利申請要求2012年6月6日提交的美國臨時專利申請61/656，476和2012年9月6日提交的美國專利申請13/605，918的權(quán)益，在此出于所有目的以引用方式將其全部內(nèi)容并入本文。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明整體涉及在諸如液晶顯示(IXD)面板的顯示面板上形成柱狀隔離物，更具體地，涉及在顯示面板上形成以下柱狀隔離物，所述柱狀隔離物可以利用由第三金屬層產(chǎn)生的臺階高度差，以便使通過向面板施加外力致使顯示面板受損的可能性最小化。

【背景技術(shù)】
[0004]各種技術(shù)的顯示屏，諸如液晶顯示器(IXD)、有機發(fā)光二極管(OLED)顯示器等，可以被用作各種電子設(shè)備的屏幕或顯示器，包括諸如電視、計算機以及手持設(shè)備(例如，蜂窩電話、平板電腦、音頻與視頻播放器、游戲系統(tǒng)等)之類的消費類電子產(chǎn)品。LCD設(shè)備，例如，通常在適用于各種電子產(chǎn)品的相對較薄的封裝中提供平面顯示器。此外，LCD設(shè)備通常比能與之相比的顯示技術(shù)使用更少的電力，從而使得它們適用于電池供電的設(shè)備中或者希望最小化電力使用的其他環(huán)境中。
[0005]IXD設(shè)備通常包括布置成矩陣形式的多個圖元(像素)?？梢酝ㄟ^掃描線和數(shù)據(jù)線電路驅(qū)動像素以在顯示器上顯示圖像，所述圖像可以在多個圖像幀上周期性地刷新，使得用戶可察覺到連續(xù)圖像。LCD設(shè)備的個體像素可允許來自背光的可變量的光基于施加到像素的液晶材料的電場強度而穿過像素。電場可以由兩個電極，即公共電極和像素電極之間的電勢差而生成。在一些LCD中，諸如電控制的雙折射(ECB)LCD中，液晶可以介于兩個電極之間。在其他IXD中，諸如共面內(nèi)切換(IPS)和邊緣場切換(FFS)IXD中，兩個電極可以位于液晶的同一側(cè)。
[0006]LCD常常需要將液晶“夾在”兩個透明玻璃基板之間。玻璃基板之間保持的距離能夠決定液晶層的厚度，并且液晶層的厚度與光通過液晶層的透射率相關(guān)。光通過液晶層的透射率弱時可能對被顯示圖像的質(zhì)量有不利影響。因此，保持玻璃基板之間均勻的距離對于保持良好的圖像保真度而言可能是重要的?？梢允褂弥鶢罡綦x物(或者稱為柱形隔離物)在玻璃基板之間形成間隙，從而保持玻璃基板之間獲得期望的液晶層透射率的必要的距離。然而，顯示器上的外力可能引起柱狀隔離物變形并改變玻璃基板之間的間隙，從而改變液晶層的透射率?？梢允褂酶叨炔灰坏闹鶢罡綦x物加固LCD面板，使得保持玻璃基板之間的間隙；然而，可能難以可靠地制造高度不一的柱狀隔離物。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明涉及具有柱狀隔離物的顯示器，柱狀隔離物利用了薄膜晶體管(TFT)基板上的突起，以便向顯示器提供充分保護，使其不因外壓和外力而變形，同時保持液晶層中足夠的空間，以允許液晶在制造期間充分展開。
[0008]基板上的突起可以由例如沉積到TFT基板上的像素TFT或金屬層(M3)產(chǎn)生。一組柱狀隔離物可以沉積在突起的頂部上，而高度與第一組柱狀隔離物基本相同的另一組柱狀隔離物可以沉積于別處。由于突起的原因，第二組柱狀隔離物將在其和TFT基板之間留下間隙，為液晶層展開留下足夠的空間。使兩組柱狀隔離物高度基本相似可使得制造柱狀隔離物更容易。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1A示出了根據(jù)本發(fā)明所公開的一些實施例包括IXD顯示屏的實例移動電話。
[0010]圖1B示出了根據(jù)本發(fā)明所公開的一些實施例包括IXD顯示屏的實例數(shù)字媒體播放器。
[0011]圖1C示出了根據(jù)本發(fā)明所公開的一些實施例包括IXD顯示屏的實例個人計算機。
[0012]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明所公開的一些實施例的LCD面板的示例性層層疊結(jié)構(gòu)。
[0013]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明所公開的一些實施例在面板上施加外力時LCD面板的層層疊結(jié)構(gòu)的示例性橫截面。
[0014]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明所公開的一些實施例的個體柱狀隔離物的示例性力-深度曲線。
[0015]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明所公開的一些實施例的具有減小的柱狀隔離物密度的示例性面板層疊結(jié)構(gòu)。
[0016]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明所公開的一些實施例的LCD面板柱狀隔離物布置的示例性力-深度曲線。
[0017]圖7a示出了根據(jù)本發(fā)明所公開的一些實施例的另一種示例性面板層疊結(jié)構(gòu)柱狀隔離物布置。
[0018]圖7b示出了根據(jù)本發(fā)明所公開的一些實施例在面板上施加外力時LCD面板的層層疊結(jié)構(gòu)的另一個示例性橫截面。
[0019]圖8示出了根據(jù)本發(fā)明所公開的一些實施例具有兩個顯示器像素的放大視圖的實例IXD顯示屏。
[0020]圖9示出了根據(jù)本發(fā)明所公開的一些實施例沉積于TFT基板上的像素電極的實例布置。
[0021]圖10示出了根據(jù)本發(fā)明所公開的一些實施例的部分LCD顯示層層疊結(jié)構(gòu)的示例性橫截面圖。
[0022]圖11示出了根據(jù)本發(fā)明所公開的一些實施例的部分IXD顯示層層疊結(jié)構(gòu)的另一個橫截面圖。
[0023]圖12示出了根據(jù)本發(fā)明所公開的一些實施例具有鈍化層的示例性LCD面板層層疊結(jié)構(gòu)。
[0024]圖13示出了根據(jù)本發(fā)明所公開的一些實施例的顯示器像素層疊結(jié)構(gòu)的分解圖。
[0025]圖14A和圖14B示出了根據(jù)本發(fā)明所公開的一些實施例的其頂部上設(shè)置有金屬層的公共電極的局部放大圖。
[0026]圖15示出了根據(jù)本發(fā)明所公開的一些實施例具有利用金屬層產(chǎn)生的臺階/突起的柱狀隔離物布置的示例性LCD面板層疊結(jié)構(gòu)。
[0027]圖16示出了根據(jù)本發(fā)明所公開的一些實施例具有利用金屬層產(chǎn)生的臺階/突起的柱狀隔離物布置的另一個示例性LCD面板層疊結(jié)構(gòu)。
[0028]圖17是示出了根據(jù)本發(fā)明所公開的一些實施例的示出實例觸摸屏的一種具體實施的實例計算系統(tǒng)的框圖。

【具體實施方式】
[0029]在以下對實施例的描述中將引用附圖，附圖形成以下描述的一部分，并且在附圖中通過例示方式示出了可實施的具體實施例。應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離所公開的實施例的范圍的情況下，可使用其他實施例并且可進行結(jié)構(gòu)性變更。
[0030]本發(fā)明涉及形成高度基本均勻的顯示器隔離物，諸如液晶顯示器(LCD)柱狀隔離物，其足以保護玻璃基板之間的間隙厚度，而不會妨礙液晶(或類似材料)展開的能力。第一組柱狀隔離物可以設(shè)置在金屬層升高的臺階部分的頂部上，使得柱狀隔離物接觸基板。高度大致等于第一組柱狀隔離物的高度的第二組柱狀隔離物可以被設(shè)置成使得在隔離物和基板之間產(chǎn)生間隙?？梢孕纬傻诙M隔離物，使得其向第一組柱狀隔離物提供充分保護，防止外壓損害，同時保持間隙，使得液晶能夠通過面板展開。這可以通過讓第一組柱狀隔離物利用由金屬層產(chǎn)生的臺階高度來實現(xiàn)。
[0031]盡管本文所公開的實施例是根據(jù)邊緣場切換(FFS)薄膜晶體管(TFT)LCD描述和示出的，但它們可用于其他類型的顯示器中，諸如共面切換(IPS)、電控制的雙折射(ECB)和扭曲向列型(TN)LCD。此外，盡管可以根據(jù)由氧化銦錫(ITO)制成的公共電極描述本文的實施例，但還可以將它們應(yīng)用于由任何導(dǎo)電材料制成的公共電極。此外，盡管可以根據(jù)公共電極在頂部配置的LCD顯示器描述和示出本文所公開的實施例，但它們也適用于公共電極在底部配置的LCD顯示器配置，或除要保持均勻間隙厚度的LCD之外的任何類型的顯示器。
[0032]各種技術(shù)的顯示屏，諸如液晶顯示器(IXD)、有機發(fā)光二極管(OLED)顯示器等，可以被用作各種電子設(shè)備的屏幕或顯示器，包括諸如電視、計算機以及手持設(shè)備(例如，蜂窩電話、平板電腦、音頻與視頻播放器、游戲系統(tǒng)等)之類的消費類電子產(chǎn)品。LCD設(shè)備，例如，通常在適用于各種電子產(chǎn)品的相對較薄的封裝中提供平面顯示器。此外，LCD設(shè)備通常比能與之相比的顯示技術(shù)使用更少的電力，從而使得它們適用于電池供電的設(shè)備中或者希望最小化電力使用的其他環(huán)境中。
[0033]圖1A-圖1C示出了可以實施根據(jù)本公開的實施例的LCD屏幕(其可以是觸摸屏的一部分)的實例系統(tǒng)。圖1A示出了包括IXD顯示屏124的實例移動電話136。圖1B示出了包括IXD顯示屏126的實例數(shù)字媒體播放器140。圖1C示出了包括IXD顯示屏128的實例個人計算機144。IXD顯示屏124、126和128可包括很多彼此在頂部上層疊并結(jié)合在一起形成顯不器的層。
[0034]圖2示出了 IXD面板的示例性層層疊結(jié)構(gòu)。IXD面板200可以包括結(jié)合在一起以形成一個LCD面板的多個層。例如，LCD面板200可由可位于層疊結(jié)構(gòu)相對端的濾色玻璃202和TFT玻璃204組成。TFT玻璃204可具有設(shè)置在其緊頂部上的TFT基板層206。TFT基板層206可包含產(chǎn)生驅(qū)動液晶層208的電場所需的電氣部件。更具體地，TFT基板206可包括各種不同的層，所述各種不同的層包括諸如數(shù)據(jù)線、柵極線、TFT、公共電極和像素電極等顯示元件。這些部件可促進產(chǎn)生受控的電場，所述受控的電場基于要在任何特定像素顯示的期望顏色將位于液晶層208中的液晶定位成特定取向。一組柱狀隔離物210可以設(shè)置在濾色玻璃202上。柱狀隔離物210可保持濾色玻璃202和TFT基板206之間的間隙，使得液晶層208可占據(jù)間隙并保持所需的厚度。柱狀隔離物可以由光致抗蝕劑材料制成并可以利用照相平版或照相凸版工藝制造，其中將濾色玻璃202上沉積的光致抗蝕劑材料暴露于紫外光以形成圖案。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會認(rèn)識到，液晶層208的厚度可能影響從背光(未示出)通過液晶層的光透射率，這繼而可能影響LCD上圖像顯示的質(zhì)量。因此，保持均勻的液晶層厚度在保持顯示器圖像質(zhì)量中可能是重要的。柱狀隔離物210可用于確保液晶層208被保持在均勻厚度。
[0035]圖3示出了在面板上施加外力時，LCD面板的層層疊結(jié)構(gòu)的示例性橫截面。當(dāng)向面板300施加外力302時，由于用于制造濾色玻璃202的材料固有的柔性和彈性，可能導(dǎo)致濾色玻璃202壓縮。柱狀隔離物210能夠幫助對濾色玻璃202提供支持，并能夠減小外力302對濾色玻璃202造成的壓縮量。如圖3中所示，柱狀隔離物210可以設(shè)置在濾色玻璃202和TFT基板206之間，使得柱狀隔離物的一側(cè)接觸濾色玻璃，并且柱狀隔離物的另一側(cè)接觸TFT基板。當(dāng)施加外力302時，柱狀隔離物210可吸收一些力。然而這樣做時，由于用于制造柱狀隔離物的材料的柔性和彈性，柱狀隔離物210可能會壓縮。表示為LCD顯示面板的總表面積的百分比的柱狀隔離物密度可表示用于保持濾色玻璃202和TFT基板206之間間隙的柱狀隔離物的量。例如，3 %的柱狀隔離物密度表示LCD面板表面積的3 %被柱狀隔離物覆蓋。柱狀隔離物密度為3%的LCD面板比柱狀隔離物密度為1%的LCD面板具有更多柱狀隔離物。可以通過彼此更靠近地放置柱狀隔離物，使得可以在濾色玻璃上沉積更多，從而實現(xiàn)更高的柱狀隔離物密度。如果如圖3中所示彼此接近放置柱狀隔離物210，可以減小個體柱狀隔離物經(jīng)歷的壓縮。
[0036]圖4示出了圖3中所示配置的個體柱狀隔離物210的示例性力-深度曲線(或稱為模量曲線)。曲線圖的Y軸是施加到面板300的外力302的量的表示，其中箭頭表示力的增加。X軸表示向柱狀隔離物210施加外力302時其高度/深度，其中箭頭表示高度/深度的減小。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會認(rèn)識到，力-深度曲線實際表示兩條曲線。由圓圈402表示的第一條曲線示出了當(dāng)外力302增大時柱狀隔離物210的高度/深度。如圖所示，隨著外力302增大，由于如上所述柱狀隔離物經(jīng)歷的壓縮，柱狀隔離物210的高度減小。從右向左讀的由X404表示的第二條曲線表示當(dāng)從柱狀隔離物移除外力302時，柱狀隔離物210的高度/深度。由于圖3的面板300具有彼此接近放置的柱狀隔離物210，因此第二條曲線與第一條曲線完全重疊，表示隨著力的移除，柱狀隔離物的高度/深度返回到未施加力時其初始高度。這可表示柱狀隔離物210的接近允許個體柱狀隔離物由于施加到面板300的外力而經(jīng)歷最小變形。當(dāng)從面板300移除外力302時，柱狀隔離物可返回到其初始高度，并且保持了濾色玻璃202和TFT基板206之間的間隙，使得保持了液晶層208的厚度，這繼而表示保持了通過液晶層的光透射率。
[0037]盡管彼此接近放置的柱狀隔離物210能夠使柱狀隔離物經(jīng)歷的變形/壓縮最小化，但可能在制造液晶顯示器時引起問題，因為液晶可能沒有足夠的空間在整個面板上展開。如果液晶層在制造面板期間未充分展開，則IXD顯示器可變得不可操作。因此，盡管會彼此接近地放置柱狀隔離物210以便確保在向其施加外力時沒有個體柱狀隔離物變形，但柱狀隔離物的彼此接近受到需要液晶材料在制造面板過程期間充分展開的約束。
[0038]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明所公開的一個實施例的具有減小的柱狀隔離物密度的示例性面板層疊結(jié)構(gòu)。現(xiàn)在將柱狀隔離物210放置成彼此間隔更大的距離，從而減小面板的總柱狀隔離物密度。減小的柱狀隔離物密度可為液晶層208提供更多空間，以在制造面板期間展開。
[0039]圖6示出了圖5的IXD面板柱狀隔離物布置的示例性力-深度曲線。隨著外力302增大，柱狀隔離物210變得被壓縮，減小其高度/深度，如第一條曲線602所示。然而，由于柱狀隔離物密度現(xiàn)在更低，可能要求每個個體柱狀隔離物210承受更大的力，表示特定施加的力302可能使得柱狀隔離物的高度/深度比柱狀隔離物密度更高的LCD面板減小更大程度。個體柱狀隔離物210上這種增大的壓縮會使柱狀隔離物永久性變形，這表示即使從面板移除力時，柱狀隔離物也可能不再返回到其初始高度/深度，而是變得永久壓縮的。這種現(xiàn)象由曲線604表示，所述曲線示出在從面板移除力302時，柱狀隔離物不會返回到其初始聞度3.5 μ m，而是返回到壓縮聞度2.0 μ m。
[0040]如果柱狀隔離物210被過量的力變得永久性壓縮/變形，則柱狀隔離物可能不會在濾色玻璃202和TFT基板206之間保持均勻間隙。濾色玻璃202和TFT基板206之間的間隙不均勻則表示液晶層208的厚度可能不再均勻，這繼而可能表示在柱狀隔離物的變形/壓縮部位處通過液晶層208的光透射率可能變化。光在LCD面板上特定點處的透射率變化可能在壓縮部位處帶來持久且可見的視覺缺陷。
[0041]圖7a示出了根據(jù)本發(fā)明所公開的一個實施例的示例性面板層疊結(jié)構(gòu)柱狀隔離物布置。面板層疊結(jié)構(gòu)700被布置成類似于圖2的面板層疊結(jié)構(gòu)200。面板700能夠包含可位于層疊結(jié)構(gòu)相對端的濾色玻璃702和TFT玻璃704。TFT玻璃704可具有設(shè)置在其緊頂部上的TFT基板層706。TFT基板層706可包含產(chǎn)生驅(qū)動液晶層708的電場所需的電氣部件。更具體地，TFT基板706可包括各種不同的層，所述各種不同的層包括諸如數(shù)據(jù)線、柵極線、TFT、公共電極和像素電極等顯示元件。這些部件可幫助產(chǎn)生受控電場，所述受控電場基于要在任何特定像素顯示的期望顏色將位于液晶層708中的液晶定位成特定取向。面板700與圖2中所示的面板不同之處在于其包含兩組柱狀隔離物710和712。柱狀隔離物710和712可能高度不同。柱狀隔離物710的高度可以使得柱狀隔離物的一端接觸濾色玻璃702，并且柱狀隔離物的另一端接觸TFT基板706。柱狀隔離物712的高度可以使得柱狀隔離物一端接觸濾色玻璃702，并且另一端在柱狀隔離物端部和TFT基板之間留下間隙，這為液晶留下空間以在它們下方流動并展開。作為一個實例，間隙可為約0.5 μ m，表示柱狀隔離物710和712的高度相差這個量。此外，在一些實施例中，柱狀隔離物710的柱狀隔離物密度可以與柱狀隔離物712的柱狀隔離物密度不同。
[0042]圖7b示出了在根據(jù)本發(fā)明所公開的一個實施例的當(dāng)在面板上施加外力時，LCD面板的層層疊結(jié)構(gòu)的橫截面。當(dāng)外力714在面板700上向下推時，高度足以跨越濾色玻璃702和TFT基板706之間的間隙的柱狀隔離物710可能開始由于力而壓縮。壓縮可能使濾色玻璃702和TFT基板706之間的間隙804減小。最后，由于力714使面板700壓縮，間隙804變得足夠小使得柱狀隔離物712不再在其端部和TFT基板706之間具有間隙。在柱狀隔離物712開始接觸TFT基板706時，它然后能夠開始吸收一些施加的力714，并使柱狀隔離物710發(fā)生的壓縮量最小化或減小。從力-深度曲線的角度看，這可表示柱狀隔離物710可能具有與圖4類似的力-深度曲線，因為當(dāng)移除力時，柱狀隔離物可返回到其初始高度。柱狀隔離物712可在柱狀隔離物710壓縮到變得永久性變形的點之前向柱狀隔離物710提供額外支持，從而使這成為可能。這可允許柱狀隔離物710的柱狀隔離物密度保持更低，為液晶層708展開留下足夠的空間。與柱狀隔離物710相比，柱狀隔離物712的柱狀隔離物密度可保持較高，因為它不會妨礙液晶層。由于柱狀隔離物712足夠短以提供柱狀隔離物和TFT基板706之間的間隙，因此它們不會妨礙液晶層；然而，當(dāng)面板變得壓縮時，它能夠提供必要的支持，以防止主要的柱狀隔離物710變得永久性變形。
[0043]盡管結(jié)合了不同高度柱狀隔離物的LCD面板可提供各種如上所述的優(yōu)點，但它也帶來了一些缺點。一個此類缺點在于，在柱狀隔離物高度不一時，制造柱狀隔離物可能變得更加困難。可以通過在濾色玻璃上沉積光致抗蝕劑層，然后將光致抗蝕劑層暴露于紫外(UV)光，從而制造柱狀隔離物?？梢匝诒?覆蓋使得其不會暴露或部分暴露于光)光致抗蝕劑層的部分，以形成期望的圖案。生成高度不一的柱狀隔離物圖案所需的掩蔽可能比生成高度均勻的柱狀隔離物圖案更難。這種困難可能使得LCD面板的制造過程更復(fù)雜且費時。
[0044]產(chǎn)生如上所述且如圖7中所示的柱狀隔離物布置的一種方法是利用TFT基板層的各種物理特性。
[0045]圖8示出了具有兩個顯示器像素的放大視圖的實例IXD顯示屏。每個顯示器像素可包括像素電極857。每個顯示器像素可包括公共電極(Vcom) 859，其可與像素電極857 —起使用以橫跨像素材料(未示出)產(chǎn)生電勢。改變橫跨像素材料的電勢可相應(yīng)地改變從像素發(fā)射的光量。在一些實施例中，例如，像素材料可以是液晶。可以通過對應(yīng)的數(shù)據(jù)線855向顯示像素的Vcom 859施加公共電極電壓，并且可以向顯示器像素的子像素的像素電極857施加數(shù)據(jù)電壓。施加于Vcom 859的公共電極電壓和施加于像素電極857的數(shù)據(jù)電壓之間的電壓差可通過像素的液晶產(chǎn)生電勢。該電勢可通過液晶生成電場，該電場可使液晶分子傾斜，以允許來自背光(未示出)的偏振光從子像素發(fā)射，而其亮度取決于電場的強度(這可能取決于所施加的公共電極電壓和數(shù)據(jù)電壓之間的電壓差)。在其他實施例中，像素材料可包括例如發(fā)光材料，諸如可用于有機發(fā)光二極管(OLED)顯示器中的材料。
[0046]圖9示出了實例顯示屏900中沉積于TFT基板上的像素電極901的實例布置。像素電極901可以具有類似于圖8中像素電極857的布置，例如，其中可以在水平線諸如行903中布置的像素電極。出于清楚的目的，該圖中未示出顯示屏900的行903中的其他像素電極。圖9中所示的像素電極901可各自與數(shù)據(jù)線905諸如圖8中的數(shù)據(jù)線855相關(guān)聯(lián)。每個像素TFT 907可包括連接到數(shù)據(jù)線905的源極909、柵極911和連接到像素電極901的漏極913?？梢酝ㄟ^向?qū)?yīng)于行的柵極線915施加適當(dāng)?shù)臇艠O線電壓來導(dǎo)通像素一行903中的每個像素TFT 907。在顯示屏900的掃描操作期間，可以通過利用對應(yīng)的柵極線915導(dǎo)通行的像素TFT 907，同時將行中每個像素電極的目標(biāo)電壓施加到數(shù)據(jù)線905，從而可將一行903中每個像素電極901的目標(biāo)電壓逐個施加到像素電極。
[0047]圖10示出了根據(jù)本發(fā)明所公開的一些實施例的部分LCD顯示層層疊結(jié)構(gòu)的橫截面圖。如上所述，TFT玻璃1002可具有沉積于其頂部上的TFT基板。TFT基板層可包含圖9中所述的像素電子器件。在此特定視圖中，僅示出了像素TFT 907。像素TFT 907可以由柵極線1006、數(shù)據(jù)線1010、柵極絕緣體1012和電介質(zhì)層1014構(gòu)成。如圖所示，像素TFT 907可在TFT基板層上產(chǎn)生突起或臺階。
[0048]圖11示出了圖10的橫截面圖，其上設(shè)置有濾色玻璃1102、液晶層1108和柱狀隔離物1104和1106。如圖所示，第一組柱狀隔離物1104現(xiàn)在設(shè)置在由像素TFT 907產(chǎn)生的TFT基板上突起的頂部上。第一組柱狀隔離物1104位于由像素TFT 907產(chǎn)生的臺階的頂部上這一事實可表示第二組柱狀隔離物1106可以與第一組柱狀隔離物1104的高度相同或基本相同，同時仍然保持柱狀隔離物1106的底部和TFT基板之間的間隙。通過利用像素TFT907產(chǎn)生的臺階/突起，可以產(chǎn)生第二組柱狀隔離物1106以向第一組柱狀隔離物1104提供充分的支持，同時保持間隙，使得液晶層1108可具有足夠的空間展開。由于像素TFT 907產(chǎn)生的臺階允許第二組柱狀隔離物1106與第一組柱狀隔離物1104的高度相等或基本相等，可以比如上所述高度不同時更容易制造柱狀隔離物。
[0049]本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會認(rèn)識到，像素TFT 907的導(dǎo)電部件上的任何RC時間常數(shù)延遲都可通過減慢數(shù)據(jù)線上的電壓可以改變的速度來約束LCD顯示器的刷新速率。減小像素電極901或像素TFT 907的RC延遲的一種方式是在像素TFT頂部放置鈍化層。鈍化層可幫助電隔離像素TFT，使得外部導(dǎo)體對TFT造成的任何雜散電容不會增大TFT的總電容，從而使TFT的RC時間延遲保持更小。圖12示出了具有鈍化層的LCD層疊結(jié)構(gòu)。如圖所示，鈍化層1202設(shè)置在TFT基板頂部以便減小RC延遲。然而這樣做時，鈍化層1202可能引起TFT基板的平面化，這可能移除由像素TFT 907產(chǎn)生的臺階/突起。通過平面化移除像素TFT 907產(chǎn)生的臺階之后，第二組柱狀隔離物1106不再能夠與第一組柱狀隔離物1104的高度相同或高度基本相同，且仍然保持間隙，以允許液晶層1108展開。為了保持間隙，可以制造第二組柱狀隔離物1204。柱狀隔離物1204的高度可以比柱狀隔離物1104更矮，以便保持液晶層1108展開所需的間隙。然而，如上所述，具有高度不一的柱狀隔離物的LCD面板可能難以制造。
[0050]圖8的公共電極859可以由氧化銦錫(ITO)制成，其是一種可用于顯示屏中的透光導(dǎo)電材料，以免使顯示器孔徑模糊。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會認(rèn)識到，大的RC延遲是ITO中固有的。ITO中固有的RC延遲可能足夠大，使得僅僅涂布鈍化層可能不足以充分減小延遲到所需水平。在“Common Bus Design for a TFT-LCD Display”(Chang 等人,美國專利公開2010/0123866)中公開了一種減小ITO公共電極RC延遲的方法，出于所有目的，全文以引用方式并入本文。Chang公開利用金屬層產(chǎn)生用于公共電極859的公共總線，以便減小其電阻率，從而減小由公共電極的ITO材料引起的RC時間延遲。
[0051]圖13是示出實例顯示器的TFT基板內(nèi)的一些元件的實例顯示器像素層疊結(jié)構(gòu)1300的分解圖(在z方向展開)的三維圖示。
[0052]層疊結(jié)構(gòu)1300可包括第一金屬(Ml)層1301、第二金屬(M2)層1303、公共電極(Vcom)層1305和第三金屬(M3)層1307中的兀件。每個顯不器像素可包括形成于Vcom層1305中的公共電極1309。M3層1307可包括連接元件1311，其可將公共電極1309電連接在一起，以形成如Chang中公開的公共總線。Ml層1301可包括隧道線(也稱為“旁通線”)1319，其能夠通過連接諸如導(dǎo)電通孔1321將不同組的公共電極電連接在一起，這可將隧道線1319電連接到驅(qū)動區(qū)段顯示像素中的分組公共電極。M2層1303可包括數(shù)據(jù)線1323，其驅(qū)動每個個體像素。為了清楚起見僅示出一條數(shù)據(jù)線1323 ;然而，顯示器可包括多條貫穿每個垂直行像素的數(shù)據(jù)線，例如，對于紅、綠、藍(lán)(RGB)顯示器集成觸摸屏的垂直行中的每個像素的每個RGB色子像素有一條復(fù)用的數(shù)據(jù)線。圖13示出了 LCD顯示器的“公共電極在頂部”的像素布置方式，其向液晶層使用雜散場開關(guān)(FFS)方法。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會認(rèn)識到，在公共電極在頂部的布置方式中，像素電極(未示出)將被設(shè)置在每個公共電極下方。因此，在公共電極在頂部的布置方式中，可以將公共電極層1305和M3層1309設(shè)置得比像素電極和像素TFT更接近濾色玻璃。
[0053]圖14A和圖14B示出了其上設(shè)置有M3層的公共電極的局部放大圖。在圖14A中，公共總線線路1401在公共電極1400的緊上方。在圖14B中，公共總線線路1401在公共電極1400的上方，但不在其緊上方。相反，在公共電極和公共總線線路之間可能有一些空間。此空間可以被另一層，諸如電介質(zhì)占據(jù)。可以使用連接1402將公共電極連接到公共總線線路。添加M3層可能在公共電極層上產(chǎn)生突起/臺階。如上所述，公共電極層可以設(shè)置在TFT層的頂部上。由于其設(shè)置在TFT有源層的頂部上，因此M3層可在TFT基板層上產(chǎn)生突起。
[0054]圖15示出了具有利用由M3層產(chǎn)生的臺階/突起的柱狀隔離物布置的IXD面板層疊結(jié)構(gòu)。層疊結(jié)構(gòu)可包含TFT玻璃1502，其具有設(shè)置在其頂部上的TFT基板1516。TFT基板可由具有設(shè)置在其頂部上的鈍化層1514的像素電極層1504構(gòu)成。在公共電極在頂部的布置方式中，公共電極1508可以設(shè)置在鈍化層1514上方。M3層1518設(shè)置在公共電極1508上方。如圖15中所示，M3層可在TFT基板層1516上產(chǎn)生突起。第一組柱狀隔離物1510可以設(shè)置在M3層頂部，使得柱狀隔離物1510位于柱狀隔離物的頂部上。如上文參考圖11所述，當(dāng)一組柱狀隔離物可以設(shè)置在TFT基板層突起或臺階的頂部上時，高度等于或基本等于第一組柱狀隔離物的第二組柱狀隔離物可以設(shè)置在濾色玻璃上，使得產(chǎn)生足以允許液晶層展開的間隙。在這種情況下，M3層1518可產(chǎn)生使柱狀隔離物1510和1512高度相同所需的臺階，同時允許柱狀隔離物1512在它和TFT基板1516之間留下充分的間隙，以用于液晶層展開。此外，由M3層1518產(chǎn)生的臺階可用于防止當(dāng)橫向移動濾色玻璃時擦傷TFT基板1516，因為如果柱狀隔離物1510變得與M3層產(chǎn)生的臺階不對準(zhǔn)時，它將不會擦傷TFT基板的表面，因為在隔離物和TFT基板之間將有間隙。在如圖11中所示利用TFT基板產(chǎn)生的突起的顯示器中也可以實現(xiàn)這一優(yōu)點。
[0055]在一些實施例中，第一組柱狀隔離物1510無需直接接觸M3層1518。如圖16中所示，電介質(zhì)層1602可以設(shè)置在M3層1518上方，同時仍然保持M3層產(chǎn)生的臺階。
[0056]圖17是實例計算系統(tǒng)1700的框圖，示出了具有根據(jù)本公開的實施例與觸摸屏1720集成的上述柱狀隔離物設(shè)計的實例顯示器的一種具體實施。計算系統(tǒng)1700可以包括在例如移動電話136、數(shù)字媒體播放器140、個人計算機144或包括觸摸屏的任何移動或非移動計算設(shè)備中。計算系統(tǒng)1700可包括觸摸感測系統(tǒng)，其包括一個或多個觸摸處理器1702、外圍設(shè)備1704、觸摸控制器1706和觸摸感測電路。外圍設(shè)備1704可包括但不限于隨機存取存儲器(RAM)或其他類型的存儲器或存儲裝置、監(jiān)視計時器等等。觸摸控制器1706可包括但不限于一個或多個感測信道1708、信道掃描邏輯器1710和驅(qū)動器邏輯器1714。信道掃描邏輯器1710可以訪問RAM1712，從感測信道自主地讀取數(shù)據(jù)，并為感測信道提供控制。此外，信道掃描邏輯器1710能夠控制驅(qū)動器邏輯器1714在各種頻率和相位下生成激勵信號1716，所述激勵信號可被選擇性地施加于觸摸屏1720的觸摸感測電路的驅(qū)動區(qū)域，如下文所詳述。在一些實施例中，觸摸控制器1706、觸摸處理器1702和外圍設(shè)備1704可以集成到單個專用集成電路(ASIC)中。
[0057]計算系統(tǒng)1700還可以包括主機處理器1728，其用于從觸摸處理器1702接收輸出并基于輸出執(zhí)行動作。例如，主機處理器1728可以連接到程序存儲裝置1732和顯示控制器，諸如IXD驅(qū)動器1734。主機處理器1728能夠使用IXD驅(qū)動器1734在觸摸屏1720上生成圖像，諸如用戶界面(UI)的圖像，并能夠使用觸摸處理器1702和觸摸控制器1706檢測觸摸屏1720上或附近的觸摸，諸如對所顯示Π的觸摸輸入?？捎纱鎯υ诔绦虼鎯ρb置1732中的計算機程序使用觸摸輸入來執(zhí)行動作，動作可包括但不限于移動諸如光標(biāo)或指針的物體、滾動或平移、調(diào)節(jié)控制設(shè)置、打開文件或文檔、查看菜單、做出選擇、執(zhí)行指令、操作連接到主機設(shè)備的外圍設(shè)備、應(yīng)答電話呼叫、撥打電話呼叫、終止電話呼叫、改變音量或音頻設(shè)置、存儲與電話通信相關(guān)的信息(諸如地址、經(jīng)常撥打的號碼、已接來電、未接來電)、登錄到計算機或計算機網(wǎng)絡(luò)上、允許經(jīng)授權(quán)的個體訪問計算機或計算機網(wǎng)絡(luò)的受限區(qū)域、加載與用戶偏好的計算機桌面布置相關(guān)聯(lián)的用戶簡檔、允許訪問網(wǎng)頁內(nèi)容、啟動特定程序、對消息加密或解密等等。主機處理器1728還可以執(zhí)行可能與觸摸處理不相關(guān)的額外功能。
[0058]集成顯示器和觸摸屏1720可包括觸摸感測電路，所述觸摸感測電路可包括具有多條驅(qū)動線1722和多條感測線1723的電容性感測介質(zhì)。應(yīng)當(dāng)指出的是，本文有時使用術(shù)語“線”簡單表示導(dǎo)電通路，如本領(lǐng)域的技術(shù)人員易于理解的那樣，不限于嚴(yán)格線性的元件，而是包括改變方向的通路，且包括不同尺寸、形狀、材料等的通路。驅(qū)動線1722可以由通過驅(qū)動接口 1724來自驅(qū)動器邏輯器1714的激勵信號1716驅(qū)動，并可以通過感測接口 1725向觸摸控制器1706中的感測信道1708(也稱為事件檢測和解調(diào)電路)傳輸感測線1723中生成的所得感測信號1717。通過這種方式，驅(qū)動線和感測線可以是觸摸感測電路的一部分，其能夠交互以形成電容性感測節(jié)點，該電容性感測節(jié)點可以將其視為觸摸圖元(觸摸像素)，諸如觸摸像素1726和1727。當(dāng)將觸摸屏1720視為捕獲觸摸的“圖像”時，這種理解方式可能尤其有用。換句話講，當(dāng)觸摸控制器1706已確定是否在觸摸屏中每個觸摸像素處檢測到觸摸之后，可以將觸摸屏中發(fā)生觸摸的觸摸像素的圖案視為觸摸的“圖像”(例如，觸摸觸摸屏的手指的圖案)。
[0059]在一些實例性具體實施中，觸摸屏1720可以是集成觸摸屏，其中可以將觸摸感測系統(tǒng)的觸摸感測電路元件集成到顯示器的顯示器像素層疊結(jié)構(gòu)中。
[0060]因此，根據(jù)以上所述，本公開的一些實例涉及顯示器像素層疊結(jié)構(gòu)，包括:頂蓋；晶體管基板；流體層，該流體層設(shè)置在頂蓋和晶體管基板之間；以及多個柱狀隔離物組，其中至少第一組柱狀隔離物設(shè)置在晶體管基板的突起的上方。作為上文公開的一個或多個實例的補充或替代，在一些實例中，晶體管基板為TFT基板，并且晶體管基板的突起由TFT基板的像素TFT產(chǎn)生。作為上文公開的一個或多個實例的補充或替代，在一些實例中，第一組柱狀隔離物設(shè)置在多個像素TFT的頂部上。作為上文公開的一個或多個實例的補充或替代，在一些實例中，晶體管基板的突起由晶體管基板的金屬層和有源層產(chǎn)生。作為上文公開的一個或多個實例的補充或替代，在一些實例中，金屬層沉積在顯示器的多個公共電極上。作為上文公開的一個或多個實例的補充或替代，在一些實例中，多個公共電極以公共電極在頂部的布置方式設(shè)置在TFT基板上。作為上文公開的一個或多個實例的補充或替代，在一些實例中，多個公共電極以公共電極在底部的布置方式設(shè)置在晶體管基板上。作為上文公開的一個或多個實例的補充或替代，在一些實例中，第一組柱狀隔離物設(shè)置在晶體管基板的突起的上方，使得第一組柱狀隔離物直接接觸晶體管基板上的突起。作為上文公開的一個或多個實例的補充或替代，在一些實例中，第一組柱狀隔離物直接接觸金屬層。作為上文公開的一個或多個實例的補充或替代，在一些實例中，第一組柱狀隔離物直接接觸設(shè)置在金屬層的頂部上的電介質(zhì)材料。作為上文公開的一個或多個實例的補充或替代，在一些實例中，在多個柱狀隔離物組內(nèi)，第一組柱狀隔離物的高度基本上等于第二組柱狀隔離物的高度。
[0061]本公開的一些實例涉及一種在顯示器像素層疊結(jié)構(gòu)上布置多個柱狀隔離物組的方法，該方法包括:在顯示器像素層疊結(jié)構(gòu)的晶體管基板的突起上設(shè)置多個柱狀隔離物組中的第一組柱狀隔離物；以及設(shè)置多個柱狀隔離物組中的第二組柱狀隔離物，使得在第二組柱狀隔離物和晶體管基板之間產(chǎn)生間隙。作為上文公開的一個或多個實例的補充或替代，在一些實例中，晶體管基板為TFT基板，并且晶體管基板的突起由TFT基板的像素TFT產(chǎn)生。作為上文公開的一個或多個實例的補充或替代，在一些實例中，晶體管基板的突起由晶體管基板的金屬層產(chǎn)生。作為上文公開的一個或多個實例的補充或替代，在一些實例中，金屬層沉積在顯示器的多個公共電極上。作為上文公開的一個或多個實例的補充或替代，在一些實例中，多個公共電極以公共電極在頂部的布置方式設(shè)置在晶體管基板上。作為上文公開的一個或多個實例的補充或替代，在一些實例中，多個公共電極以公共電極在底部的布置方式設(shè)置在晶體管基板上。作為上文公開的一個或多個實例的補充或替代，在一些實例中，第一組柱狀隔離物設(shè)置在晶體管基板的突起的上方，使得第一組柱狀隔離物直接接觸晶體管基板上的突起。作為上文公開的一個或多個實例的補充或替代，在一些實例中，第一組柱狀隔離物直接接觸像素TFT。作為上文公開的一個或多個實例的補充或替代，在一些實例中，第一組柱狀隔離物直接接觸金屬層。作為上文公開的一個或多個實例的補充或替代，在一些實例中，第一組柱狀隔離物直接接觸設(shè)置在金屬層的頂部上的電介質(zhì)材料。作為上文公開的一個或多個實例的補充或替代，在一些實例中，在多個柱狀隔離物組內(nèi)，第一組柱狀隔離物的高度基本上等于第二組柱狀隔離物的高度。
[0062]雖然參照附圖對公開的實施例進行了全面的描述，但應(yīng)注意，各種變更和修改對于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員而言是顯而易見的。應(yīng)當(dāng)理解，此類變更和修改要被認(rèn)為包括在由所附權(quán)利要求限定的所公開實施例的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種顯示器像素層疊結(jié)構(gòu)，包括: 頂蓋； 晶體管基板； 流體層，所述流體層設(shè)置在所述頂蓋和所述晶體管基板之間；以及 多個柱狀隔離物組，其中至少第一組柱狀隔離物設(shè)置在所述晶體管基板的突起的上方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器，其中所述晶體管基板為TFT基板，并且所述晶體管基板的所述突起由所述TFT基板的像素TFT產(chǎn)生。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示器，其中所述第一組柱狀隔離物設(shè)置在多個像素TFT的頂部上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器，其中所述晶體管基板的所述突起由所述晶體管基板的金屬層和有源層產(chǎn)生。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的顯示器，其中所述金屬層沉積在所述顯示器的多個公共電極上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的顯示器，其中所述多個公共電極以公共電極在頂部的布置方式設(shè)置在所述TFT基板上。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的顯示器，其中所述多個公共電極以公共電極在底部的布置方式設(shè)置在所述晶體管基板上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器，其中所述第一組柱狀隔離物設(shè)置在所述晶體管基板的所述突起的上方，使得所述第一組柱狀隔離物直接接觸所述晶體管基板上的所述突起。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的顯示器，其中所述第一組柱狀隔離物直接接觸金屬層。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的顯示器，其中所述第一組柱狀隔離物直接接觸設(shè)置在金屬層頂部上的電介質(zhì)材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器，其中在所述多個柱狀隔離物組內(nèi)，所述第一組柱狀隔離物的高度基本上等于第二組柱狀隔離物的高度。
12.—種在顯示器像素層疊結(jié)構(gòu)上布置多個柱狀隔離物組的方法，所述方法包括: 在所述顯示器像素層疊結(jié)構(gòu)的晶體管基板的突起上設(shè)置所述多個柱狀隔離物組中的第一組柱狀隔離物；以及 設(shè)置所述多個柱狀隔離物組中的第二組柱狀隔離物，使得在所述第二組柱狀隔離物和所述晶體管基板之間產(chǎn)生間隙。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述晶體管基板為TFT基板，并且所述晶體管基板的所述突起由所述TFT基板的像素TFT產(chǎn)生。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述晶體管基板的所述突起由所述晶體管基板的金屬層產(chǎn)生。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述金屬層沉積在所述顯示器的多個公共電極上。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述多個公共電極以公共電極在頂部的布置方式設(shè)置在所述晶體管基板上。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述多個公共電極以公共電極在底部的布置方式設(shè)置在所述晶體管基板上。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述第一組柱狀隔離物設(shè)置在所述晶體管基板的所述突起的上方，使得所述第一組柱狀隔離物直接接觸所述晶體管基板上的所述突起。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述第一組柱狀隔離物直接接觸像素TFT。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述第一組柱狀隔離物直接接觸金屬層。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述第一組柱狀隔離物直接接觸設(shè)置在金屬層頂部上的電介質(zhì)材料。
22.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中在所述多個柱狀隔離物組內(nèi)，所述第一組柱狀隔離物的高度基本上等于所述第二組柱狀隔離物的高度。
【文檔編號】G02F1/1339GK104364705SQ201380027760
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2013年6月3日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月6日
【發(fā)明者】金景旭, 張世昌, 陳宬, 樸英培, J·Z·鐘 申請人:蘋果公司