本發(fā)明涉及液晶顯示設(shè)備及其制造方法,并且更具體地,涉及能夠在不形成單獨的列間隔器的情況下減少處理掩模的數(shù)量的液晶顯示設(shè)備及其制造方法。
背景技術(shù):
一般來說,液晶顯示設(shè)備通過使用電場調(diào)節(jié)液晶屏的光透射來顯示圖像。根據(jù)用來驅(qū)動液晶屏的電場的方向,這種液晶顯示設(shè)備主要分成水平電場施加型液晶顯示設(shè)備和垂直電場施加型液晶顯示設(shè)備。
垂直電場施加型液晶顯示設(shè)備包括形成在上基板上的公共電極和形成在下基板上的像素電極,并且因為公共電極和像素電極布置為彼此面對,因此由于公共電極與像素電極之間形成的垂直電場能夠驅(qū)動扭曲向列(TN)模式的液晶面板。這種液晶顯示設(shè)備的優(yōu)點在于,液晶顯示設(shè)備具有高孔徑比,但缺點在于,液晶顯示設(shè)備具有窄視角。
水平電場施加型液晶顯示設(shè)備由于在下基板上并排布置的公共電極與像素電極之間的水平電場而能驅(qū)動面內(nèi)轉(zhuǎn)換(下文稱為‘IPS’)模式的液晶面板。這種液晶顯示設(shè)備的優(yōu)點在于液晶顯示設(shè)備具有寬視角。
在下文中,將詳細(xì)描述現(xiàn)有技術(shù)的水平電場施加型液晶顯示設(shè)備。圖1是例示水平電場施加型的液晶顯示面板的立體圖,圖2是示意性例示在圖1中示出的薄膜晶體管陣列基板的平面圖,并且圖3是例示在圖1中示出的液晶顯示面板的截面圖。
如圖1所示,現(xiàn)有技術(shù)的水平電場施加型液晶顯示設(shè)備包括薄膜晶體管陣列基板50、濾色器陣列基板60和填充在薄膜晶體管陣列50與濾色器陣列基板60之間的空間中的液晶層40。這里,薄膜晶體管陣列基板50和濾色器陣列基板60具有由插入在薄膜晶體管陣列基板50與濾色器陣列基板60之間的列間隔器70形成的預(yù)定空間,并且彼此接合。
如圖2和圖3所示,薄膜晶體管陣列基板50包括在下基板1上交叉地形成以用于限定多個像素區(qū)域的多條選通線2和多條數(shù)據(jù)線4、形成在多條選通線2和多條數(shù)據(jù)線4的各個交叉處的薄膜晶體管30、在每個像素區(qū)域形成的用于形成水平電場的像素電極22和公共電極24以及連接至公共電極24的公共線26。
選通線2用于向每個薄膜晶體管30的柵極6提供選通信號,數(shù)據(jù)線4用于經(jīng)由每個薄膜晶體管30向像素電極22提供數(shù)據(jù)信號。公共線26與選通線2并排形成,且像素區(qū)域插入在它們之間,以向公共電極24施加用于驅(qū)動液晶面板的基準(zhǔn)電壓。
薄膜晶體管30響應(yīng)于來自選通線2的選通信號利用來自數(shù)據(jù)線4的數(shù)據(jù)信號給像素電極22充電使得像素電極22保持在充電狀態(tài)下。為此目的,薄膜晶體管30包括連接至每條選通線2的柵極6、連接至每條數(shù)據(jù)線4的源極8和連接至像素電極22的漏極10。
另外,薄膜晶體管30還包括有源層,所述有源層包括形成在源極8與漏極10之間溝道區(qū)域同時彼此交疊,柵極6和柵極絕緣層12插入在它們之間。
像素電極22經(jīng)由穿過保護(hù)層18形成的接觸孔20連接至薄膜晶體管30的漏極10并且形成在像素區(qū)域上。具體地,像素電極22形成在公共電極24之間使得像素電極22與公共電極24并排布置。
公共電極24連接至公共線26,并且形成在像素區(qū)域上。具體地,公共電極24與像素電極22平行地形成在像素區(qū)域上。
如圖3所示,濾色器陣列基板60包括:濾色器層34,該濾色器層34形成在上基板11上以實現(xiàn)針對各像素區(qū)域的顏色;黑底層32,該黑底層32用于防止從各像素區(qū)域的邊界泄露光;覆蓋層36,該覆蓋層36用于使具有形成在其中的濾色器層34和黑底層32的上基板11平整;和列間隔器70,該列間隔器70用于在覆蓋層36上持續(xù)地保持單元間隙。
因此,在經(jīng)由薄膜晶體管30提供有數(shù)據(jù)信號的像素電極22與經(jīng)由公共線26提供有基準(zhǔn)電壓的公共電極24之間形成水平電場。液晶層40的填充在薄膜晶體管陣列基板50與濾色器陣列基板60之間的液晶分子由于這種水平電場而利用介電各向異性旋轉(zhuǎn)。光透過像素區(qū)域的透射率根據(jù)液晶分子的旋轉(zhuǎn)程度而變化,由此實現(xiàn)圖像。
制造這種現(xiàn)有技術(shù)的液晶顯示設(shè)備需要9個掩模。
因此,現(xiàn)有技術(shù)的液晶顯示設(shè)備的缺點在于,由于形成黑底層和列間隔器以及使用9個掩模,因此工藝復(fù)雜,且制造成本提高。另外,現(xiàn)有技術(shù)的液晶顯示設(shè)備的缺點在于,由于使用覆蓋層執(zhí)行平整化工藝,因此使用的液晶的量增加。
在現(xiàn)有技術(shù)的水平電場施加型液晶顯示設(shè)備中,已經(jīng)開發(fā)出了在不單獨形成列間隔器的情況下使用通過堆疊濾色器層而獲得的堆疊體而不使用列間隔器的方法(參見韓國專利申請公開No.1996-0005176)。另外,已經(jīng)開發(fā)出了使用具有階梯覆蓋的保護(hù)層而不使用列間隔器的方法(參見韓國專利申請公開No.2005-0053288)。
但是,這種現(xiàn)有技術(shù)的方法的缺點在于,基本上沒有形成列間隔器。
首先,當(dāng)如在韓國專利申請公開No.1996-0005176中所述使用濾色器層形成列間隔器時,產(chǎn)生下文將描述的相應(yīng)問題。
一般來說,由于需要具有約2.8μm至3.0μm的單元間隙的液晶顯示設(shè)備,并且列間隔器的閾值(CD)用作相對于液晶的移動的摩擦力,因此列間隔器應(yīng)被形成為10μm至15μm的尺寸。
但是,當(dāng)列間隔器由濾色器層的顏料形成時,由于在形成圖案時顏料的限制,可能無法形成具有約20μm或更小厚度的圖案。另外,當(dāng)濾色器層堆疊為形成列間隔器并且覆蓋層形成在堆疊的濾色器層上時,可能顯著地降低列間隔器的均勻性。
也就是說,應(yīng)當(dāng)通過將各紅色濾色器層、綠色濾色器層和藍(lán)色濾色器層的顏料分別沉積為約2μm至2.4μm的厚度,將濾色器層形成在每個像素區(qū)域上。應(yīng)當(dāng)在各像素區(qū)域的邊界上堆疊各紅色濾色器層、綠色濾色器層和藍(lán)色濾色器層的顏料以形成具有約3.5μm階梯覆蓋的列間隔器從而實現(xiàn)約2.8μm至3.0μm的單元間隙。并且,應(yīng)當(dāng)在列間隔器和濾色器層上形成覆蓋層以防止濾色器層的顏料噴出。但是,由于覆蓋層材料的平整特性,列間隔器的階梯覆蓋減小約1μm至1.5μm。因此,最終形成的列間隔器具有約2μm至2.5μm的階梯覆蓋。因此,覆蓋層可能不用作列間隔器,并且會顯著降低列間隔器的均勻性。
第二,當(dāng)使用如在韓國專利申請公開No.10-2005-0053288中描述的保護(hù)層形成列間隔器時,產(chǎn)生下文將描述的相應(yīng)問題。
在上述液晶顯示設(shè)備中,有機(jī)保護(hù)層應(yīng)當(dāng)沉積為約6.5μm的厚度以具有約2.8μm至3.0μm的期望單元間隙。
也就是說,用作低電介質(zhì)的有機(jī)保護(hù)層的厚度需要大于或等于約2.0μm,列間隔器的階梯覆蓋需要為約3.5μm以具有約2.8μm至3.0μm的單元間隙,并且在刻蝕有機(jī)保護(hù)層以形成選通線焊盤接觸孔、數(shù)據(jù)線焊盤接觸孔和源極/漏極接觸孔時損失的有機(jī)保護(hù)層的厚度在約0.8μm至1.0μm的范圍內(nèi)。因此,有機(jī)保護(hù)層應(yīng)當(dāng)沉積為約6.5μm的厚度以使用有機(jī)保護(hù)層形成列間隔器。
但是,可以使用現(xiàn)有技術(shù)將有機(jī)保護(hù)層涂覆為高達(dá)6μm的厚度,并且針對目前生產(chǎn)的液晶顯示設(shè)備,有機(jī)保護(hù)層的實質(zhì)厚度在約3μm至4μm的范圍內(nèi)。
另外,當(dāng)有機(jī)保護(hù)層形成為6μm或更大的厚度并且使用半色調(diào)掩模形成選通線焊盤接觸孔、數(shù)據(jù)線焊盤接觸孔和源極/漏極接觸孔時,與有機(jī)保護(hù)層可以形成為約3μm至4μm的厚度以形成接觸孔()的情況相比,會顯著降低接觸孔的閾值,這樣會導(dǎo)致各層之間的接觸松散。
第三,當(dāng)如上所述濾色器層被堆疊以形成列間隔器或有機(jī)保護(hù)層被刻蝕以形成列間隔器時,列間隔器由于液晶顯示面板的彎曲而移動。在這種情況下,隨著列間隔器移動,在形成在面對的基板之間的配向膜上可能產(chǎn)生劃痕。
當(dāng)如上所述在配向膜上產(chǎn)生劃痕時,可能發(fā)生光泄漏到除了黑底層外的區(qū)域中,這導(dǎo)致紅眼效應(yīng)。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
因此,本發(fā)明涉及一種液晶顯示設(shè)備及其制造方法,該液晶顯示設(shè)備基本上消除了由于現(xiàn)有技術(shù)的限制和缺點而導(dǎo)致的一個或更多個問題。
本發(fā)明的目的是提供一種液晶顯示設(shè)備及其制造方法,該液晶顯示設(shè)備能夠在不形成單獨的列間隔器和黑底層的情況下減少處理掩模的數(shù)量。
在本發(fā)明的一個方面中,提供了一種顯示設(shè)備,該顯示設(shè)備包括:薄膜晶體管TFT陣列基板,所述TFT陣列基板包括:多條數(shù)據(jù)線,多條選通線,多個TFT,所述多個TFT形成在所述數(shù)據(jù)線和所述選通線的交叉處,保護(hù)層,所述保護(hù)層布置在所述選通線和所述數(shù)據(jù)線上,和第一突起,所述第一突起從所述保護(hù)層突出;以及濾色器陣列基板,所述濾色器陣列基板包括:第一濾色器層、第二濾色器層和第三濾色器層,所述第一濾色器層、所述第二濾色器層和所述第三濾色器層與第一子像素、第二子像素和第三子像素分別對應(yīng),其中,所述第一濾色器層、所述第二濾色器層和所述第三濾色器層當(dāng)中的交疊部分包括所述第一濾色器層、所述第二濾色器層和所述第三濾色器層中的彼此交疊的至少兩個,并且其中,所述濾色器陣列基板的所述第一濾色器層、所述第二濾色器層和所述第三濾色器層當(dāng)中的交疊部分的區(qū)段形成第二突起,并且所述第二突起與所述第一突起交疊。
在本發(fā)明的另一個方面中,提供了一種用于制造顯示設(shè)備的方法,該方法包括以下步驟:形成薄膜晶體管TFT陣列基板,所述TFT陣列基板包括:多條數(shù)據(jù)線,多條選通線,多個TFT,所述多個TFT在所述數(shù)據(jù)線和所述選通線的交叉處,和保護(hù)層,所述保護(hù)層在所述選通線和所述數(shù)據(jù)線上,所述保護(hù)層包括從所述保護(hù)層突出的第一突起;形成濾色器陣列基板,所述濾色器陣列基板包括:第一濾色器層、第二濾色器層和第三濾色器層,所述第一濾色器層、第二濾色器層和第三濾色器層與第一子像素、第二子像素和第三子像素分別對應(yīng),其中,通過將所述第一濾色器層、所述第二濾色器層和所述第三濾色器層中的至少兩個彼此交疊來形成第二突起;以及使所述第一突起與所述第二突起交疊。
本發(fā)明的其它優(yōu)點、目的及特征部分地將在以下的說明書中進(jìn)行闡述,并且部分地對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說在研讀以下內(nèi)容后變得顯而易見,或者可以從本發(fā)明的實踐獲知。本發(fā)明的目的和其它優(yōu)點可以通過在本書面描述及其權(quán)利要求書以及附圖中具體指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。
應(yīng)該理解的是,本發(fā)明的以上概述和以下詳述都是示例性和解釋性的,并旨在對所要求保護(hù)的本發(fā)明提供進(jìn)一步的解釋。
附圖說明
附圖被包括進(jìn)來以提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解,并被并入且構(gòu)成本申請的一部分,附圖示出了本發(fā)明的實施方式,且與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中:
圖1是例示水平電場施加型的現(xiàn)有技術(shù)液晶顯示面板的立體圖;
圖2是示意性例示在圖1中示出的薄膜晶體管陣列基板的平面圖;
圖3是例示在圖1中示出的液晶顯示面板的截面圖;
圖4是例示在根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的液晶顯示設(shè)備中的薄膜晶體管陣列基板的布局圖;
圖5是例示在根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的液晶顯示設(shè)備中的濾色器陣列基板的布局圖;
圖6是沿著圖5中示出的線I-I'截取的截面圖;
圖7是沿著圖5中示出的線II-II'、III-III'和IV-IV'截取的截面圖;
圖8是沿著圖5中示出的線V-V'截取的截面圖;
圖9的(a)、圖9的(b)和圖9的(c)是例示根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的液晶顯示設(shè)備的濾色器陣列基板的處理截面圖;以及
圖10的(a)、圖10的(b)和圖10的(c)和圖10的(d)是例示根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的液晶顯示設(shè)備的薄膜晶體管陣列基板50的處理截面圖。
具體實施方式
現(xiàn)在將詳細(xì)參照本發(fā)明的優(yōu)選實施方式,在附圖中例示了優(yōu)選實施方式的示例。只要可能,在整個附圖中將使用相同的附圖標(biāo)記來表示相同或相似的部件。
將參照附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的實施方式的具有上述特征和效果的液晶顯示設(shè)備及其制造方法。
與圖1中示出的現(xiàn)有技術(shù)示例類似,根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的液晶顯示設(shè)備包括薄膜晶體管陣列基板50、濾色器陣列基板60和填充在薄膜晶體管陣列基板50與濾色器陣列基板60之間的空間中的液晶層40。
圖4是例示根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的液晶顯示設(shè)備的薄膜晶體管陣列基板的布局圖,圖5是例示根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的液晶顯示設(shè)備的濾色器陣列基板的布局圖,圖6是沿著圖5中示出的線I-I'截取的截面圖,圖7是沿著圖5中示出的線II-II'、III-III'和IV-IV'截取的截面圖,并且圖8是沿著圖5中示出的線V-V'截取的截面圖。
在根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的液晶顯示設(shè)備中,薄膜晶體管陣列基板50包括下基板1和形成在下基板1上的多條選通線2和多條公共線26,如圖4、圖6和圖7所示。多條選通線2和多條公共線26彼此相鄰、彼此平行地形成,且由在相同層中的相同材料形成。每條選通線2包括從其突出的柵極6。
柵極絕緣層12形成在包括多條選通線2和多條公共線26的下基板1的整個表面上。
與多條選通線一起限定多個像素區(qū)域的多條數(shù)據(jù)線4布置在柵極絕緣層12上使得多條數(shù)據(jù)線4與多條選通線2交叉。
薄膜晶體管30形成在選通線2和數(shù)據(jù)線4的各個交叉處。
薄膜晶體管30包括連接至選通線2的柵極6、形成在下基板1的整個表面上的柵極絕緣層12、形成在柵極6上方的柵極絕緣層12上的有源層(例如,參見圖10的附圖標(biāo)記7、連接至數(shù)據(jù)線4用于與有源層的一個交疊的源極8和與源極8相反用于與有源層的另一側(cè)交疊的漏極10。
層間絕緣層17形成在包括薄膜晶體管30和數(shù)據(jù)線4的下基板1的整個表面上,并且保護(hù)層18形成在層間絕緣層上。
選擇性地去除在薄膜晶體管30的漏極10上的層間絕緣層17和保護(hù)層18以形成第一接觸孔20,并且選擇性地去除在公共線26上的柵極絕緣層12、層間絕緣層17和保護(hù)層18以形成第二接觸孔28。
另外,像素電極22和公共電極24形成在各像素區(qū)域的保護(hù)層18上。
像素電極22經(jīng)由第一接觸孔20連接至薄膜晶體管30的漏極10,并且公共電極24經(jīng)由第二接觸孔28電連接至公共線26。
這里,在附圖中示出了在每個像素區(qū)域中形成一個像素電極22的情況,但是本發(fā)明不限于此。像素電極22可以形成為具有多個梳狀的區(qū)段。這里,在附圖中示出了在每個像素區(qū)域中形成具有兩個區(qū)段的公共電極24的情況,但是本發(fā)明不限于此。公共電極24可以形成為具有三個或更多個區(qū)段,并且像素電極22的區(qū)段可以布置在公共電極24的各區(qū)段之間。
另外,公共電極24的最外公共電極(即,最外區(qū)段)具有比數(shù)據(jù)線4的寬度更大的寬度以完全覆蓋對應(yīng)的相鄰數(shù)據(jù)線4。
因此,每條選通線2向每個薄膜晶體管30的柵極6提供選通信號(掃描信號),并且每條數(shù)據(jù)線4經(jīng)由薄膜晶體管30向像素電極22提供數(shù)據(jù)信號。每條公共線26向每個公共電極24提供公共電壓。這樣,當(dāng)向像素電極提供數(shù)據(jù)信號并且向公共電極24提供公共電壓時,在像素電極22與公共電極24之間形成水平電場以驅(qū)動液晶面板。
另外,在每個像素區(qū)域中形成充電電容器以對施加至像素電極的數(shù)據(jù)信號進(jìn)行充電使得即使在薄膜晶體管30截止時像素電極22也保持在充電狀態(tài)下。
這樣,第一突起31形成在保護(hù)層18的選通線2和數(shù)據(jù)線4彼此交叉的部分處。
同時,下文將描述根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的液晶顯示設(shè)備的濾色器陣列基板60。
如圖5至圖8所示,用于實現(xiàn)顏色的紅色濾色器層34R、綠色濾色器層34G和藍(lán)色濾色器層34B形成在限定多個像素區(qū)域的上基板11上的多個像素區(qū)域中的每個像素區(qū)域中,并且覆蓋層36形成在上基板11的包括紅色濾色器層34R、綠色濾色器層34G和藍(lán)色濾色器層34B的整個表面上。
另外,如圖6所示,兩個相鄰的濾色器層34R和34G、34G和34B或者34R和34B堆疊在像素區(qū)域之間,與薄膜晶體管陣列的數(shù)據(jù)線4對應(yīng)的邊界上以彼此交疊從而防止光泄漏。全部三個濾色器層34R、34G和34B可以彼此交疊。換句話說,每個濾色器層可以形成為包括針對其它兩個像素的切斷區(qū)域或孔的片狀物(例如,與花邊織物或網(wǎng)類似),并且全部三個濾色器層可以被堆疊使得它們交疊在每個像素區(qū)域之間的邊界線周圍的部分以形成“華夫餅干(waffle)”結(jié)構(gòu),在該結(jié)構(gòu)中,每個像素位于在多層結(jié)構(gòu)的凹陷區(qū)域中(例如,在華夫餅干的角落或凹處中)的中心。
另外,如圖8所示,三個濾色器層34R、34G和34B堆疊在與薄膜晶體管陣列的選通線2和公共線26對應(yīng)的像素區(qū)域之間的邊界上,以彼此交疊使得三個濾色器層34R、34G和34B形成為具有用于防止光泄漏并且用作列間隔器的第二突起32。
另外,三個濾色器層34R、34G和34B中的至少兩個堆疊在濾色器陣列基板60的邊緣區(qū)域上以防止光泄漏。也就是說,當(dāng)三個濾色器層34R、34G和34B中的至少兩個堆疊時,紅色(R)濾色器34R和藍(lán)色(B)濾色器可以被堆疊,并且全部三個濾色器層34R、34G和34B也可以被堆疊。
如上所述的液晶顯示設(shè)備的薄膜晶體管陣列基板和濾色器陣列基板彼此接合的示例性配置描述如下。
如圖4至圖8所示,薄膜晶體管陣列基板50包括:選通線2,該選通線2形成在下基板1上;柵極6,該柵極6從選通線2突出;以及公共線26,該公共線26與選通線平行地形成。
柵極絕緣層12形成在下基板1的包括選通線2、公共線26和柵極6的整個表面上。另外,柵極絕緣層12在公共線26上具有接觸孔。
有源層(參見圖10的附圖標(biāo)記7)形成在柵極6上方的柵極絕緣層12上。數(shù)據(jù)線4、源極8和漏極10形成在柵絕緣層12上。數(shù)據(jù)線4形成在與選通線2垂直的方向上。源極8從數(shù)據(jù)線4朝向有源層的一側(cè)突出。漏極10按照面對源極的方式形成在有源層的另一側(cè)處。
層間絕緣層17形成在下基板1的包括數(shù)據(jù)線4和源極/漏極8和10的整個表面上。層間絕緣膜17具有在漏極10和公共線26上的接觸孔。在層間絕緣層17上形成保護(hù)層18。保護(hù)層18具有在漏極10和公共線26上的接觸孔。
層間絕緣層17和保護(hù)層18兩者具有在漏極10上的第一接觸孔。柵極絕緣層12、層間絕緣層17和保護(hù)層18具有在公共線26上的第二接觸孔。
形成水平電場的像素電極22和公共電極24兩者形成在每個像素區(qū)域的保護(hù)層18上。
像素電極22經(jīng)由第一接觸孔電連接至薄膜晶體管的漏極10,并且公共電極24經(jīng)由第二接觸孔電連接至公共線26。
如圖8所示,用作列間隔器的第一突起31形成在保護(hù)層18的選通線2和數(shù)據(jù)線4彼此交叉的部分處。
另外,通過選擇性地去除保護(hù)層18、層間絕緣層17和柵極絕緣層12在選通線2和數(shù)據(jù)線4的焊盤區(qū)域中進(jìn)一步形成第三接觸孔和第四接觸孔。焊盤電極23形成為經(jīng)由第三接觸孔和第四接觸孔分別聯(lián)接至選通線2和數(shù)據(jù)線4的焊盤。在這種情況下,焊盤電極23由與像素電極22相同的材料形成。
另外,根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的液晶顯示設(shè)備的濾色器陣列基板60包括:在定義了多個像素區(qū)域的上基板11上的多個像素區(qū)域的每個像素區(qū)域中以實現(xiàn)顏色的紅色濾色器層34R、綠色濾色器層34G和藍(lán)色濾色器層34B,和形成在包括紅色濾色器層34R、綠色濾色器層34G和藍(lán)色濾色器層34B的上基板11的整個表面上的覆蓋層,如圖5至圖8所示。
如圖6所示,兩個相鄰的濾色器層34R和34G、34G和34B或者34R和34B堆疊在與薄膜晶體管陣列的數(shù)據(jù)線4對應(yīng)的像素區(qū)域之間的邊界上,以彼此交疊從而防止光泄漏。全部三個濾色器層34R、34G和34B可以彼此交疊。
另外,如圖7所示,三個濾色器層34R、34G和34B堆疊在與薄膜晶體管陣列的選通線2和公共線26對應(yīng)的像素區(qū)域之間的邊界上以彼此交疊使得三個濾色器層34R、34G和34B形成為具有用于防止光泄漏并且用作列間隔器的第二突起32。
另外,三個濾色器層34R、34G和34B中的至少兩個也堆疊在濾色器陣列基板60的邊緣區(qū)域上以防止光泄漏。也就是說,當(dāng)三個濾色器層34R、34G和34B中的至少兩個堆疊時,紅色(R)濾色器34R和藍(lán)色(B)濾色器可以被堆疊,并且全部三個濾色器層34R、34G和34B也可以被堆疊。
另外,通過密封構(gòu)件接合濾色器陣列基板60和薄膜晶體管陣列基板50以與第一突起和第二突起(例如,31和32)分別對應(yīng),并且液晶層40填充在濾色器陣列基板60與薄膜晶體管陣列基板50之間。
制造由此配置的根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的液晶顯示設(shè)備的方法將描述如下。
首先,制造濾色器陣列基板60的方法將描述如下。
圖9的(a)、圖9的(b)和圖9的(c)是例示根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的液晶顯示設(shè)備的濾色器陣列基板60的處理截面圖。
如圖9中的(a)所示,包括紅色顏料的紅色濾色器材料沉積在上基板11的限定多個紅色(R)像素、綠色(G)像素和藍(lán)色(B)像素的整個表面上。使用第一掩模選擇性地刻蝕紅色濾色器材料以形成紅色濾色器層34R。紅色濾色器層34R形成在紅色像素區(qū)域R、每個紅色像素區(qū)域R的邊界以及與選通線2和公共線26對應(yīng)的區(qū)域上。
也就是說,紅色濾色器層34R還形成在上基板11的和紅色像素區(qū)域R與綠色像素區(qū)域G之間的邊界以及紅色像素區(qū)域R與藍(lán)色像素區(qū)域之間的邊界(如圖9中的(a)所示)以及與選通線2和公共線26(如圖7所示)對應(yīng)的區(qū)域上。
這里,使用第一掩模在濾色器陣列基板60的邊緣區(qū)域處在上基板11上形成紅色濾色器層34R以防止光泄漏。
如圖9中的(b)所示,包括綠色顏料的綠色濾色器材料沉積在上基板11的包括紅色濾色器層34R的整個表面上。使用第二掩模選擇性地刻蝕綠色濾色器材料以形成綠色濾色器層34G。綠色濾色器層34G形成在綠色像素區(qū)域G、每個綠色像素區(qū)域G的邊界以及與選通線2和公共線26對應(yīng)的區(qū)域上。
也就是說,綠色濾色器層34G還形成在上基板11的和綠色像素區(qū)域G與紅色像素區(qū)域R之間的邊界以及綠色像素區(qū)域G與藍(lán)色像素區(qū)域之間的邊界(如圖9中的(b)所示)以及與選通線2和公共線26(如圖7所示)對應(yīng)的區(qū)域上。
因此,紅色濾色器層34R和綠色濾色器層34G在綠色像素區(qū)域G和與綠色像素區(qū)域G相鄰的紅色像素區(qū)域R之間的邊界處彼此交疊,并且綠色濾色器層34G在與選通線2和公共線26對應(yīng)的區(qū)域處堆疊在紅色濾色器層34R上。
這里,使用第二掩模在濾色器陣列基板60的邊緣區(qū)域處在紅色濾色器層上可以形成或不形成綠色濾色器層34G以防止光泄漏。
如圖9中的(c)所示,包括藍(lán)色顏料的藍(lán)色濾色器材料沉積在上基板11的包括紅色濾色器層34R和綠色濾色器層34G的整個表面上。使用第三掩模選擇性地刻蝕藍(lán)色濾色器材料以形成藍(lán)色濾色器層34B。藍(lán)色濾色器層34B形成在藍(lán)色像素區(qū)域B、藍(lán)色像素區(qū)域B的邊界以及與選通線2和公共線26對應(yīng)的區(qū)域上。
也就是說,藍(lán)色濾色器層34B還形成在上基板11的和藍(lán)色像素區(qū)域B與紅色像素區(qū)域R之間的邊界以及藍(lán)色像素區(qū)域B與綠色像素區(qū)域G之間的邊界(如圖9中的(c)所示)以及與選通線2和公共線26(如圖7所示)對應(yīng)的區(qū)域上。
因此,藍(lán)色濾色器層34B和紅色濾色器層34R在藍(lán)色像素區(qū)域B和與藍(lán)色像素區(qū)域B相鄰的紅色像素區(qū)域R之間的邊界處彼此交疊,藍(lán)色濾色器34B和綠色濾色器層34G在藍(lán)色像素區(qū)域B和與藍(lán)色像素區(qū)域B相鄰的綠色像素區(qū)域G之間的邊界處彼此交疊。另外,紅色濾色器層34R、綠色濾色器層34G和藍(lán)色濾色器層34B依次堆疊在與選通線2和公共線26對應(yīng)的區(qū)域上以形成第二突起32。
這里,使用第三掩模在濾色器陣列基板60的邊緣區(qū)域處在紅色濾色器層34R和/或綠色濾色器層34G上形成藍(lán)色濾色器層34B以防止光泄漏。
另外,覆蓋層36形成在上基板11的包括紅色濾色器層34R、綠色濾色器層34G和藍(lán)色濾色器層34B的整個表面上。
當(dāng)如上所述地形成濾色器陣列基板時,通過使用三個掩模可以形成濾色器陣列基板,并且紅色濾色器層34R、綠色濾色器層34G和藍(lán)色濾色器層34B可以堆疊在與選通線2和公共線26對應(yīng)的區(qū)域上以形成第二突起32。
接下來,制造薄膜晶體管陣列基板50的方法將描述如下。
圖10的(a)、圖10的(b)和圖10的(c)和圖10的(d)是例示根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的液晶顯示設(shè)備的薄膜晶體管陣列基板50的處理截面圖。圖10的(a)、圖10的(b)和圖10的(c)和圖10的(d)示出了薄膜晶體管區(qū)域A、選通線2和數(shù)據(jù)線4彼此交疊的區(qū)域B以及焊盤區(qū)域C。
如圖10中的(a)所示,通過在下基板1上沉積金屬層以及使用第四掩模將金屬層圖案化來形成選通線2、從選通線突出的柵極6以及公共線26。因此,柵極絕緣層12形成在下基板1的包括選通線2、柵極6和公共線26的整個表面上。然后,要用作薄膜晶體管有源層的半導(dǎo)體層13和金屬層14依次沉積在柵極絕緣層12上。
如圖10中的(b)所示,使用作為半色調(diào)掩模的第五掩模將半導(dǎo)體層13和金屬層14圖案化以在柵極6上方的柵極絕緣層12上形成薄膜晶體管有源層7。同時,在與選通線2垂直的方向上形成數(shù)據(jù)線4,將源極8形成為從數(shù)據(jù)線4朝向有源層的一側(cè)突出,并且將漏極10形成在有源層的另一側(cè)上以面對源極8。
半色調(diào)掩模具有在與數(shù)據(jù)線4和源極8以及漏極10對應(yīng)的位置處的遮光區(qū)域、在與源極8和漏極10之間的區(qū)域(溝道區(qū)域)對應(yīng)的位置處的半透射區(qū)域以及在其它位置處的透射區(qū)域。
因此,當(dāng)在金屬層14上涂覆感光膜時,使用半色調(diào)掩模將感光膜暴露于光,并且暴露的感光膜顯影,感光膜在與數(shù)據(jù)線4和源極8以及漏極10對應(yīng)的位置處具有較大的厚度,感光膜在與溝道區(qū)域?qū)?yīng)的位置處具有相對較小的厚度,并且從其它區(qū)域去除感光膜。
首先使用圖案化的感光膜來刻蝕半導(dǎo)體層13和金屬層14。因此,半導(dǎo)體層13和金屬層14保留在與數(shù)據(jù)線4、源極8和漏極10以及溝道區(qū)域?qū)?yīng)的位置處。之后,隨著被圖案化的感光膜被灰化以去除被圖案化的感光膜與溝道區(qū)域?qū)?yīng)的部分,暴露金屬層與溝道區(qū)域?qū)?yīng)的部分。然后,使用灰化的感光膜再次刻蝕金屬層與的與溝道區(qū)域?qū)?yīng)的部分以形成數(shù)據(jù)線4、源極8、漏極10和有源層7。使用半色調(diào)掩模的刻蝕處理在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的,并且因此將省略該刻蝕處理的具體描述。
如圖10中的(c)所示,層間絕緣層17和保護(hù)層18依次形成在下基板的包括數(shù)據(jù)線4和源極8以及漏極10的整個表面上。因此,使用作為半色調(diào)掩模的第六掩模選擇性地刻蝕保護(hù)層18、層間絕緣層17和柵極絕緣層12以形成第一突起31和第一接觸孔20、第二接觸孔28、第三接觸孔21和第四接觸孔23。
通過選擇性地刻蝕保護(hù)層18,第一突起31形成在選通線2和數(shù)據(jù)線4彼此交叉的區(qū)域上。通過在漏極10上選擇性地刻蝕層間絕緣層17和保護(hù)層18形成第一接觸孔20。通過在公共線26上選擇性地刻蝕層間絕緣層17和保護(hù)層18形成第二接觸孔28。通過在選通線2的焊盤部分上選擇性地刻蝕柵極絕緣層12、層間絕緣層17和保護(hù)層18形成第三接觸孔21。通過在數(shù)據(jù)線4上選擇性地刻蝕層間絕緣層17和保護(hù)層18形成第四接觸孔23。
這里,用作第六掩模的半色調(diào)掩模具有:在與第一突起35對應(yīng)的位置處的遮光區(qū)域,在與第一接觸孔20、第二接觸孔28、第三接觸孔21和第四接觸孔23對應(yīng)的位置處的透射區(qū)域以及在其它位置處的半透射區(qū)域。
因此,當(dāng)在保護(hù)層18上涂覆感光膜時,使用半色調(diào)掩模將感光膜暴露于光,并且感光膜顯影,感光膜在與第一突起35對應(yīng)的位置處具有較大的厚度并且在其它位置處具有相對較小的厚度。在與第一接觸孔20、第二接觸孔28、第三接觸孔21和第四接觸孔23對應(yīng)的位置處去除感光膜。
首先使用作為掩模的被圖案化的感光膜刻蝕保護(hù)層18、層間絕緣層17和柵極絕緣層12從而暴露漏極10、公共線26和選通線和數(shù)據(jù)線的焊盤部分。因此,形成第一接觸孔20、第二接觸孔28、第三接觸孔21和第四接觸孔23。隨著被圖案化的感光膜被灰化以去除其它位置處的感光膜,暴露其它位置處的保護(hù)層18。然后,使用灰化的感光膜作為掩模將保護(hù)層18再次刻蝕成預(yù)定深度以形成第一突起31。
如圖10中的(d)所示,在保護(hù)層18的整個表面上沉積透明導(dǎo)電材料(例如,ITO)或金屬層。使用第七掩模選擇性地刻蝕透明導(dǎo)電材料(例如,ITO)或金屬層以形成像素電極22、公共電極24和焊盤電極27和28。像素電極22形成在保護(hù)層18的像素區(qū)域上,并且像素電極22經(jīng)由第一接觸孔20電連接至漏極10。公共電極24形成在保護(hù)層18的像素區(qū)域上,并且公共電極24經(jīng)由第二接觸孔28電連接至公共線26。同時,選通焊盤電極27和數(shù)據(jù)焊盤電極28形成為經(jīng)由第三接觸孔21和第四接觸孔23分別電連接至選通線2和數(shù)據(jù)線4。
通過密封構(gòu)件接合由此配置的濾色器陣列基板60和薄膜晶體管陣列基板50以與第一突起和第二突起(31和32)分別對應(yīng),并且液晶層40填充在濾色器陣列基板60與薄膜晶體管陣列基板50之間。
當(dāng)然,在通過密封構(gòu)件接合濾色器陣列基板60與薄膜晶體管陣列基板50之前,可以在濾色器陣列基板60或薄膜晶體管陣列基板50上滴落預(yù)定量的液晶。
在圖4至圖10中描述了以IPS模式驅(qū)動的液晶顯示設(shè)備的一個示例,但是本發(fā)明不限于此。例如,本發(fā)明可以被應(yīng)用于TN模式和VA模式下的所有類型的液晶顯示設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明的實施方式的由此配置的液晶顯示設(shè)備及其制造方法具有如下效果。
首先,通過在不形成黑底層和列間隔器的情況下堆疊濾色器層可以防止光泄漏,突起可以在濾色器陣列基板和薄膜晶體管陣列基板上被分別形成,并且由此可以用作列間隔器,并且可以簡化處理,可以提高生產(chǎn)力,并且由于使用七個掩模可以降低制造成本。
第二,由于突起分別形成在濾色器陣列基板和薄膜晶體管陣列基板上以用作列間隔器,因此可以防止在顯示區(qū)域中的配向膜上產(chǎn)生劃痕,由此防止紅眼效應(yīng)。
第三,由于突起分別形成在濾色器陣列基板和薄膜晶體管陣列基板上以用作列間隔器,因此可以由于特定開口的體積增大而減少使用的液晶的量。
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言,很明顯,可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下對本發(fā)明做出各種修改和變化。因此,本發(fā)明旨在涵蓋本發(fā)明的落入所附權(quán)利要求及其等同物范圍內(nèi)的這些修改和變化。
相關(guān)申請的交叉引用
本申請要求于2015年10月2日提交的韓國專利申請No.10-2015-0138915的優(yōu)先權(quán),該專利申請以引用方式并入本文,如同在本文中進(jìn)行完全闡述一樣。