專利名稱：液晶顯示裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示裝置，更具體地，涉及一種液晶顯示裝置，其能夠防止由柱狀間隔體(spacer)造成的不良配向，以改進(jìn)對(duì)比度。
背景技術(shù)：
通常，液晶顯示(LCD)裝置響應(yīng)于視頻信號(hào)控制液晶單元的透光率，從而在液晶顯示板上顯示對(duì)應(yīng)于視頻信號(hào)的圖像。為此，LCD裝置包括一具有以有源矩陣形式排列的多個(gè)液晶單元的液晶顯示板，以及用于驅(qū)動(dòng)該液晶顯示板的多個(gè)驅(qū)動(dòng)電路。
根據(jù)驅(qū)動(dòng)液晶材料的電場(chǎng)的方向，一般將LCD裝置分為兩類使用垂直電場(chǎng)的扭曲向列(TN)型和使用水平電場(chǎng)的面內(nèi)切換(IPS)型。
TN型LCD裝置使用形成在公共電極與相對(duì)的像素電極之間的垂直電場(chǎng)來(lái)驅(qū)動(dòng)液晶材料。TN型LCD裝置孔徑比高，但視角窄。IPS型LCD裝置使用形成在平行設(shè)置在一個(gè)基板上的像素電極與公共電極之間的水平電場(chǎng)來(lái)驅(qū)動(dòng)液晶材料。IPS型LCD裝置視角寬，但孔徑比低。
圖1是示出現(xiàn)有技術(shù)IPS型液晶顯示板的平面圖。
參考圖1，IPS型液晶顯示板包括濾色器陣列基板，其具有依次形成在上基板上的黑底(black matrix)、濾色器、平坦化(planarization)層、柱狀間隔體13以及上配向?qū)?，所述上基板的后表面覆蓋有用于透明電極的材料(未示出)以防止靜電；薄膜晶體管陣列基板，其具有均形成在下基板上的薄膜晶體管(TFT)、公共電極、像素電極以及下配向?qū)?；以及液晶材?未示出)，其被注入在濾色器陣列基板與薄膜晶體管陣列基板之間的內(nèi)部空間中。
將柱狀間隔體13規(guī)則地形成在位于一個(gè)具有紅色、綠色和藍(lán)色子像素的像素內(nèi)的紅色子像素R區(qū)域上的限定位置處，以在濾色器陣列基板與薄膜晶體管陣列基板之間保持一單元間隙(cell gap)。另外，可將柱狀間隔體13規(guī)則地形成在位于一個(gè)像素內(nèi)的綠色子像素G區(qū)域內(nèi)的限定位置處，也可以將柱狀間隔體13規(guī)則地形成在位于一個(gè)像素內(nèi)的藍(lán)色子像素B區(qū)域內(nèi)的限定位置處。
同時(shí)，對(duì)上配向膜和下配向膜上執(zhí)行摩擦工藝(rubbing process)，以控制置于兩者之間的液晶的初始配向。在摩擦工藝中，摩擦輥(rubbingrolling)卷有摩擦材料。如圖2中所示，使用帶有摩擦材料的摩擦輥，在限定為從上到下的方向(如與柱狀間隔體13的排列方向A平行的方向)上對(duì)配向膜的表面進(jìn)行摩擦。
然而，如果執(zhí)行摩擦工藝，則摩擦材料將經(jīng)過規(guī)則地形成在限定位置處的柱狀間隔體13，從而導(dǎo)致摩擦材料的特定部分處的局部損傷。
換言之，出現(xiàn)了表示沿如圖2所示排成一行的柱狀間隔體13集中的不均勻配向的摩擦刮痕S，從而產(chǎn)生漏光。結(jié)果，黑色亮度增加，由此對(duì)比度變差。
同時(shí)，為了防止摩擦材料內(nèi)的局部損傷，如圖3所示，已提出一種結(jié)構(gòu)，其中將柱狀間隔體13形成在一個(gè)像素中的其他子像素內(nèi)。然而，加工偏差導(dǎo)致紅色、綠色和藍(lán)色濾色器具有不同的厚度。因此，單元間隙不均勻。

發(fā)明內(nèi)容
僅為介紹起見，根據(jù)一實(shí)施例的液晶顯示裝置包括位于第一基板與第二基板之間以保持單元間隙的多個(gè)柱狀間隔體。所述多個(gè)柱狀間隔體隨機(jī)地形成在同色的子像素中。
顯示裝置具有包括紅色、綠色和藍(lán)色子像素的多個(gè)子像素的多個(gè)像素。每個(gè)像素中設(shè)有一柱狀間隔體。
第一基板包括黑底、形成在黑底上的濾色器，以及形成在濾色器上的公共電極。
第一基板包括黑底、形成在黑底上的濾色器，以及形成為覆蓋濾色器的平坦化層。
制造液晶顯示裝置的方法包括形成第一基板和第二基板，以及形成保持第一基板與第二基板之間的單元間隙的柱狀間隔體。將同色子像素區(qū)域中的柱狀間隔體隨機(jī)地形成在這些子像素區(qū)域內(nèi)。
每個(gè)像素包括紅色、綠色和藍(lán)色子像素，并且其中設(shè)有一柱狀間隔體。
形成第一基板的步驟包括形成黑底；在黑底上形成濾色器；以及在濾色器上形成公共電極。
形成第一基板的步驟包括形成黑底；在黑底上形成濾色器；以及形成平坦化層以覆蓋濾色器。


下面參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖中圖1是示出現(xiàn)有技術(shù)IPS型液晶顯示板的平面圖；圖2是表示在現(xiàn)有技術(shù)液晶顯示板的摩擦工藝期間造成的刮痕的圖；圖3是示出具有如下結(jié)構(gòu)的液晶顯示板的平面圖其中，將現(xiàn)有技術(shù)柱狀間隔體形成在一個(gè)像素中的其他子像素內(nèi)；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的液晶顯示板的平面圖；圖5是一截面圖，示出圖4所示的液晶顯示板的一部分；圖6示出隨機(jī)地形成在圖3所示的像素中的子像素上的柱狀間隔體；以及圖7A至7F是截面圖，順序地示出了制作圖5的液晶顯示板的濾色器陣列基板的方法。
具體實(shí)施例方式
下面將詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其示例示于附圖中。
下面將參照?qǐng)D4至7詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖4是示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的IPS型液晶顯示板的平面圖，而圖5是一截面圖，示出了圖4所示液晶顯示板的一部分。
參照?qǐng)D4和5，IPS型液晶顯示板包括濾色器陣列基板100，其具有順序地形成在上基板102上的黑底104、濾色器106、平坦化層108、柱狀間隔體113以及上配向?qū)?10，所述上基板102的后表面覆蓋有用于透明電極的材料(未示出)以防止靜電；薄膜晶體管陣列120，其具有均形成在下基板122上的薄膜晶體管(TFT)130、公共電極124、像素電極134以及下配向?qū)?42；以及液晶材料(未示出)，其被注入在濾色器陣列基板100與薄膜晶體管陣列基板120之間的內(nèi)部空間中。
在濾色器陣列基板100中，黑底104被形成為與下基板122上的TFT130的區(qū)域及選通線和數(shù)據(jù)線的區(qū)域(未示出)相交疊，并且分割其中將形成濾色器106的單元區(qū)域。黑底104用來(lái)防止漏光和吸收外部光，從而改進(jìn)對(duì)比度。濾色器106形成在由黑底104分割的單元區(qū)域中。濾色器106由分立的紅色(R)、綠色(G)和藍(lán)色(B)濾色器形成，并且表示紅色、綠色和藍(lán)色。形成平坦化層108以覆蓋濾色器106并使上基板102平坦化。柱狀間隔體113保持上基板102與下基板122之間的單元間隙。
柱狀間隔體113形成在包括紅色、綠色、藍(lán)色濾色器106的一個(gè)像素中的紅色子像素R區(qū)域上。不考慮限定規(guī)則地將每個(gè)柱狀間隔體113隨機(jī)地形成在每個(gè)紅色子像素R區(qū)域上。因此，當(dāng)執(zhí)行用于對(duì)液晶材料進(jìn)行配向的摩擦工藝時(shí)，防止了摩擦材料的局部損傷。
在薄膜晶體管陣列基板120中，TFT 130包括柵極132，其連同選通線135一起形成在下基板122上；半導(dǎo)體層140，其形成為與柵極132交疊，其中柵絕緣層126被置于它們之間；以及源/漏電極168和170，其與數(shù)據(jù)線164一起形成，其中半導(dǎo)體層140被置于它們之間。
所述TFT響應(yīng)于來(lái)自選通線135的掃描信號(hào)將來(lái)自所述數(shù)據(jù)線的信號(hào)提供給像素電極134。
像素電極134由具有高透光率的透明導(dǎo)電材料制成，并通過置于它與TFT 130的漏電極170之間的鈍化膜144接觸TFT 130的漏電極170。以條狀形式將公共電極124形成得與像素電極134相交替。向公共電極124施加用于驅(qū)動(dòng)液晶材料的公共電壓。
由公共電壓和提供給像素電極134的像素電壓形成的水平電場(chǎng)使得液晶材料在水平方向上旋轉(zhuǎn)。
如上所述，根據(jù)液晶顯示板的實(shí)施例，在一個(gè)像素區(qū)域中的紅色子像素R區(qū)域上不加限定規(guī)則地隨機(jī)形成了柱狀間隔體113。因此，當(dāng)執(zhí)行摩擦工藝時(shí)，防止了由柱狀間隔體113造成的局部損傷，并且配向變得均勻。因此，改進(jìn)了對(duì)比度。
更具體地，為了控制液晶材料的初始配向，對(duì)上配向膜110和下配向膜142執(zhí)行摩擦工藝。在摩擦工藝中，摩擦輥卷有摩擦材料。通過使用帶有摩擦材料的摩擦輥，來(lái)在限定為從上至下的方向上對(duì)配向膜的表面進(jìn)行摩擦。當(dāng)執(zhí)行摩擦工藝時(shí)，如圖6所示，在每個(gè)像素中提供相同顏色的子像素上隨機(jī)地形成柱狀間隔體113而不考慮具體的規(guī)則。因此，防止了摩擦材料的局部損傷。
因此，可以防止現(xiàn)有技術(shù)規(guī)則排列柱狀間隔體發(fā)生的配向不均勻。結(jié)果，顯著地降低了漏光。據(jù)此，降低了黑色亮度，并因此改進(jìn)了對(duì)比度。
圖7A至7F是截面圖，順序地示出了制造根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的IPS型液晶顯示板的濾色器陣列基板的方法。
首先，在上基板102上淀積諸如不透明金屬或不透明樹脂的不透明材料。然后，通過使用掩模的光刻和刻蝕對(duì)該不透明材料進(jìn)行構(gòu)圖。從而，如圖7A所示形成了黑底104。
在其上形成有黑底的上基板102上淀積紅色樹脂。然后，通過使用掩模的光刻和刻蝕對(duì)該紅色樹脂進(jìn)行構(gòu)圖。從而，如圖7B所示形成了紅色濾色器R。
在其上形成有紅色濾色器R的上基板102上淀積綠色樹脂。然后，通過使用第三掩模的光刻和刻蝕對(duì)該綠色樹脂進(jìn)行構(gòu)圖。從而，如圖7C所示形成了綠色濾色器G。
在其上形成有綠色濾色器G的上基板102上淀積藍(lán)色樹脂。然后，通過使用掩模的光刻和刻蝕對(duì)該藍(lán)色樹脂進(jìn)行構(gòu)圖。從而，如圖7D所示形成了藍(lán)色濾色器B。
在其上形成有紅色、綠色和藍(lán)色濾色器106的上基板102的整個(gè)表面上淀積平坦化材料。從而，如圖7E所示形成了平坦化層108。
在其上形成有平坦化材料108的上基板102上淀積間隔體材料。然后，通過使用掩模的光刻和刻蝕對(duì)該間隔體材料進(jìn)行構(gòu)圖。從而，如圖7F所示形成了柱狀間隔體113。柱狀間隔體113是不按特定規(guī)則而隨機(jī)地形成在具有紅色、綠色和藍(lán)色濾色器106的每個(gè)像素中的提供紅色的子像素R區(qū)域上的。
同時(shí)，柱狀間隔體113可以形成在薄膜晶體管陣列基板上，以與形成在薄膜晶體管陣列基板上的TFT、選通線和數(shù)據(jù)線交疊。
如上所述，將上配向膜110涂覆在其中隨機(jī)地形成有柱狀間隔體113的上基板102上。將下配向膜142涂覆在其中形成有像素電極134的下基板122上。此后，執(zhí)行用于對(duì)液晶材料進(jìn)行配向的摩擦工藝。
在表示相同顏色的子像素中不按特定規(guī)則地隨機(jī)形成柱狀間隔體的方法，不僅可容易地應(yīng)用于面內(nèi)切換IPS型液晶顯示板，而且可容易地應(yīng)用于扭曲向列TN型及垂直配向VA型液晶顯示板。
如上所述，根據(jù)在此所述的液晶顯示裝置以及制造該液晶顯示裝置的方法，在提供相同顏色的子像素中不按特定規(guī)則地隨機(jī)形成了柱狀間隔體。結(jié)果，當(dāng)執(zhí)行摩擦工藝時(shí)，防止了摩擦材料的局部損傷以及由配向膜的不均勻配向引起的刮痕所產(chǎn)生的漏光。因此，降低了黑色亮度并從而改進(jìn)了對(duì)比度。
盡管通過附圖中所示的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說明，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例，相反，在不脫離本發(fā)明精神的情況下可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種變化或改進(jìn)。因此，應(yīng)當(dāng)僅由所附權(quán)利要求及其等同物來(lái)確定發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種顯示裝置，包括第一基板，包含多個(gè)柱狀間隔體；以及第二基板，所述多個(gè)柱狀間隔體保持第一基板與第二基板之間的單元間隙，其中第一基板和第二基板之一包含具有不同顏色的多個(gè)子像素的濾色器，并且置于同一顏色的多個(gè)子像素區(qū)域中的所述多個(gè)柱狀間隔體形成在所述多個(gè)子像素區(qū)域內(nèi)的隨機(jī)位置處。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中，像素包含紅色、綠色和藍(lán)色子像素，并且在每個(gè)像素中設(shè)置有至少一個(gè)柱狀間隔體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中，第一基板包括一黑底、形成在該黑底上的濾色器，以及形成在該濾色器上的一公共電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中，第一基板包括一黑底、形成在該黑底上的濾色器，以及被形成為覆蓋該濾色器的平坦化層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中，第一基板和第二基板之一包括一黑底，并且所述多個(gè)柱狀間隔體由該黑底覆蓋。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的顯示裝置，其中，同一顏色的所述多個(gè)子像素區(qū)域形成在大致垂直的方向上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中，第一基板和第二基板之一包括像素電極和公共電極。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，還包括一布置在所述多個(gè)柱狀間隔體上的配向?qū)印?br> 9.一種制造顯示裝置的方法，包括以下步驟提供一第一基板和一第二基板；在第一基板和第二基板之一上形成柱狀間隔體，以保持第一基板與第二基板之間的單元間隙；在第一基板和第二基板之一上形成具有不同顏色的多個(gè)子像素的濾色器；以及將形成在同一顏色的多個(gè)子像素區(qū)域中的多個(gè)柱狀間隔體隨機(jī)地置于所述多個(gè)子像素區(qū)域內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括以下步驟形成包含紅色、綠色和藍(lán)色子像素的像素，并且將所述多個(gè)柱狀間隔體放置成使得在每個(gè)像素中設(shè)有至少一個(gè)柱狀間隔體。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述形成第一基板的步驟包括以下步驟形成一黑底；在該黑底上形成所述濾色器；以及在所述濾色器上形成一公共電極。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述形成第一基板的步驟包括形成一黑底；在該黑底上形成所述濾色器；以及形成一平坦化層以覆蓋所述濾色器。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括以下步驟通過在第一基板和第二基板之一上形成一黑底來(lái)防止光通過其中設(shè)有隨機(jī)形成的所述多個(gè)柱狀間隔體的區(qū)域傳播。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括以下步驟在其上形成有所述多個(gè)柱狀間隔體的所述第一基板和第二基板之一上形成一配向?qū)?，以及在該配向?qū)由蠄?zhí)行摩擦工藝。
15.一種顯示裝置，包括用于保持相對(duì)基板之間的距離并在摩擦工藝期間防止摩擦材料的局部損傷的裝置，該裝置被隨機(jī)地置于相同顏色的區(qū)域中。
全文摘要
液晶顯示裝置及其制造方法。公開了一種液晶顯示裝置，其能夠防止由柱狀間隔體導(dǎo)致的不良配向以改進(jìn)對(duì)比度。所述液晶顯示裝置包括置于第一基板與第二基板之間的濾色器和多個(gè)柱狀間隔體。所述多個(gè)柱狀間隔體保持第一基板與第二基板之間的單元間隙。所述濾色器包含具有不同顏色的多個(gè)子像素的多個(gè)像素。將相同顏色的多個(gè)子像素區(qū)域中的柱狀間隔體隨機(jī)地形成在所述多個(gè)區(qū)域中。
文檔編號(hào)H01L21/00GK1614488SQ200410088628
公開日2005年5月11日 申請(qǐng)日期2004年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月8日
發(fā)明者金玷宰, 白尚潤(rùn) 申請(qǐng)人:Lg.菲利浦Lcd株式會(huì)社