CN101498855A - 液晶显示器及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种液晶显示器及其制造方法。该液晶显示器包括第一基板。滤色器覆盖第一基板并包括黑矩阵和彩色光阻。光隔离物从黑矩阵向上突出。光隔离物采用光刻工艺形成从而隔离物不形成在彩色光阻区中。在除形成光隔离物的区域之外的区域上，第一透明电极覆盖滤色器并沿第一方向延伸。第二透明电极覆盖第二基板，在第二基板与第一透明电极之间并沿与第一方向交叉的第二方向延伸。

Description

液晶显示器及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种液晶显示器及其制造方法，更具体地，涉及一种具有防止由于光泄漏引起的显示质量降低的结构的液晶显示器。
背景技术
作为一种平板显示器，液晶显示器(LCD)施加变化的电压到具有介于常规液体与固体晶体之间的光学性质的液晶层，从而引起光学性质的改变。由于LCD具有比常规的阴极射线管(CRT)低的功耗、小的体积、可以是大尺寸的并且是细距的，所以LCD具有广泛的应用。
LCD分成使用开关器件和扭转向列(TN，twisted nematic)液体的有源矩阵LCD，以及使用超扭转向列(STN)液体的无源矩阵LCD。
有源矩阵LCD使用薄膜晶体管(TFT)作为开关。然而，无源矩阵LCD不需要TFT，因此不需要复杂电路。
无源矩阵LCD典型地在形成透明电极之后使用球状隔离物。球状隔离物通过将与溶剂混合的隔离物分散到其上形成透明电极的玻璃基板来制造。隔离物分散在彩色光阻区(color photoresist region)的上部上，这使得面板的显示质量由于光泄漏而降低。
此外，透明电极使用与用于制造面板不同的工艺线来形成。因此，常规的LCD必须在形成透明电极之前和之后改变工艺线从而制造面板，由于改变工艺线导致基板不稳定从而降低面板的显示质量。
发明内容
本发明提供一种液晶显示器及其制造方法，其利用光刻工艺在黑矩阵区域中形成隔离物，因此隔离物不形成在彩色光阻区中，从而防止由于光泄漏引起的显示质量降低。
而且，本发明提供一种液晶显示器及其制造方法，其以形成透明电极作为制造面板的最终工艺，从而减少改变工艺线引起的成本并允许稳定地制造面板。
根据本发明的示范性实施例，液晶显示器包括第一基板。滤色器形成为覆盖第一基板并包括黑矩阵和彩色光阻。第二基板面对第一基板。光隔离物(photo spacer)形成为从滤色器的黑矩阵向第二基板突出。第一透明电极布置在第一方向以在除形成光隔离物的区域之外的区域上覆盖滤色器。第二透明电极布置在与第一方向交叉的第二方向以覆盖第二基板并且在第二基板与第一透明电极之间。
光隔离物可以形成在滤色器的黑矩阵上并且邻近第一透明电极和第二透明电极彼此交叉的区域。
第一透明电极可以与光隔离物的侧表面分离。
液晶显示器还可以包括覆盖层，其形成为在滤色器与光隔离物之间覆盖滤色器。
液晶显示器还可以包括绝缘膜，其形成为在覆盖层与光隔离物之间覆盖覆盖层。
液晶显示器还可以包括液晶，其注入到形成在第一基板上的第一透明电极与形成在第二基板上的第二透明电极之间。
液晶可以是彩色超扭转向列(CSTN)液晶。
彩色光阻可以包括红光阻、绿光阻和蓝光阻，并可以布置在滤色器上的各行或列中。
像素可以对应于第一透明电极和第二透明电极彼此交叉的区域并包括红光阻、绿光阻和蓝光阻。
第一透明电极和第二透明电极可以彼此垂直并分隔开。
根据本发明的另一示范性实施例，提供一种制造液晶显示器的方法。制备第一基板。形成滤色器以形成黑矩阵和彩色光阻来覆盖第一基板。形成从黑矩阵向上突出的光隔离物。形成第一透明电极覆盖滤色器。图案化第一透明电极以去除形成在光隔离物的上表面和侧表面上的第一透明电极并将第一透明电极布置在第一方向。第二基板接合到第一基板。
在图案化第一透明电极期间，第一透明电极可以根据包括红光阻、绿光阻和蓝光阻的像素在第一方向布置。
该方法还可以包括在形成滤色器之后形成覆盖滤色器的覆盖层。
该方法还可以包括在形成覆盖层之后形成覆盖覆盖层的绝缘层。
该方法还可以包括在将第二基板接合到第一基板之后注入液晶到第一基板与第二基板之间。
附图说明
图1是根据本发明示范性实施例的液晶显示器的框图；
图2A和2B分别是图1的液晶显示器的面板的透视图和沿线2b-2b截取的图1的液晶显示器的截面图；
图3是图1的液晶显示器的面板的放大平面图；
图4是示出根据本发明示范性实施例制造图2B的液晶显示器的方法的流程图；
图5A、5B、5C、5D、5E、5F、5G、5H和5I是根据图4所示流程制造的图2B的液晶显示器的截面图。
具体实施方式
整个说明书中，附图中相同的附图标记表示相同的元件。应当理解，当元件被称作“电耦接”到另一元件时，该元件可以直接电耦接到另一元件或者通过中间元件。
参考图1，液晶显示器1000包括液晶面板100(以下也称作“面板”)、X电极驱动器200和Y电极驱动器300。
面板100包括按行设置的多个第一透明电极X[1]、X[2]、......、X[n]，按列设置的多个第二透明电极Y[1]、Y[2]、......、Y[m]，以及由多个第一透明电极X[1]、X[2]、......、X[n]和多个第二透明电极Y[1]、Y[2]、......、Y[m]定义的像素。像素150(图中由“P”标出)可以形成在第一透明电极X[1]、X[2]、......、X[n]之一与第二透明电极Y[1]、Y[2]、......、Y[m]之一彼此交叉的区域中。
X电极驱动器200通过电耦接到面板100的第一透明电极X[1]、X[2]、......、X[n]施加电场到面板100的像素150。
Y电极驱动器300通过电耦接到面板100的第二透明电极Y[1]、Y[2]、......、Y[m]施加电场到面板100的像素150。
如上所述，X电极驱动器200可以提供电压到第一透明电极X[1]、X[2]、......、X[n]，Y电极驱动器300可以提供电压到第二透明电极Y[1]、Y[2]、......、Y[m]。
根据本发明的示范性实施例，图2A和2B分别是图1的液晶显示器1000的面板100的透视图和沿线2b-2b截取的图1的液晶显示器1000的截面图。
参考图2A和2B，面板100包括第一基板单元110、第二基板单元120和液晶130。
第一基板单元110包括第一基板111、滤色器112、覆盖层(overcoat layer)113、绝缘膜114、光隔离物115和第一透明电极116。
第一基板111通常是玻璃基板并且根据玻璃的化学成分可以由钠钙玻璃(soda lime glass)、中性硼硅酸盐玻璃(neutral borosilicate glass)、非碱玻璃(non-alkali glass)或者其等价物形成。然而，本发明并不限于此。
滤色器112形成为覆盖第一基板111的上表面。滤色器112包括彩色光阻112b和设置在彩色光阻112b之间的黑矩阵112a。彩色光阻112b包括红(R)光阻、绿(G)光阻和蓝(B)光阻，并按多个行线设置在滤色器112中。面板100的像素150包括R光阻、G光阻和B光阻。即，一个像素150包括三个光阻。黑矩阵112a可以由树脂、铬、炭黑、氧化钛或其等价物形成。
形成覆盖层113以覆盖滤色器112的上表面。当形成滤色器112时，覆盖层113使黑矩阵112a和彩色光阻112b之间的台阶(step)变得平坦。覆盖层113可以由丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂或其等价物形成。然而，本发明并不限于此。
形成绝缘膜114以覆盖覆盖层113的上表面以增强第一透明电极116和覆盖层113(第一透明电极116在其上方形成)之间的接触附着。绝缘膜114可以由氧化物SiO2或其等价物形成。然而，本发明并不限于此。
光隔离物115在绝缘膜114上并形成在与形成滤色器112的黑矩阵112a的区域相对应的一些区域中。光隔离物115形成为控制第一基板单元110和第二基板单元120之间的单元间隙从而维持液晶130的恒定厚度。光隔离物115与第一基板单元110具有比其与第二基板单元120更强的接触附着。光隔离物115邻近像素150形成。然而，本发明并不限于根据像素150数目的光隔离物115的数目。光隔离物115形成在由相对小的B光阻产生的黑矩阵112a中。然而，本发明并不限制形成光隔离物115的区域。即，光隔离物115可以形成在黑矩阵112a的任何区域中。光隔离物115可以使用光刻工艺形成在选择的区域中。光隔离物115使用光刻工艺形成，从而防止由于由形成在彩色光阻112b上的不期望的隔离物导致的光泄漏引起的面板100的显示质量降低。
形成第一透明电极116以覆盖绝缘膜114的上表面，并且第一透明电极116与光隔离物115的侧表面分离。第一透明电极116设置在第一方向以覆盖滤色器112的彩色光阻112b。在本实施例中，尽管第一透明电极116沿列方向设置，其也可以在行方向形成。如果第一透明电极116形成在行方向，则第二透明电极122形成在列方向。如果第一透明电极116形成在列方向，则第二透明电极122形成在行方向。即，第一透明电极116和第二透明电极122彼此垂直。第一透明电极116可以由氧化铟锡(ITO)、氧化锡(SnO2)或其等价物形成。然而，本发明并不限于此。
第二基板单元120包括第二基板121和第二透明电极122。
第二基板121根据玻璃的化学成分可以由钠钙玻璃、中性硼硅酸盐玻璃、非碱玻璃或者其等价物形成。然而，本发明并不限于此。
第二透明电极122在第二基板121与第一透明电极116之间。第二透明电极122布置在第二方向以覆盖第二基板121。在本实施例中，尽管第二透明电极122布置在行方向，但其也可以在形成列方向。如果第二透明电极122形成在列方向，则第一透明电极116形成在行方向。如果第二透明电极122形成在行方向，则第一透明电极116可以形成在列方向。即，第一透明电极116和第二透明电极122彼此垂直。第一透明电极116和第二透明电极122彼此分隔开从而施加电场到二者之间的液晶。第二透明电极122可以由氧化铟锡(ITO)、氧化锡(SnO2)或其等价物形成。然而，本发明并不限于此。
液晶130在第一基板单元110与第二基板单元120之间。施加在第一透明电极116与第二透明电极122之间的电场改变液晶分子的取向。液晶130是彩色超扭转向列(CSTN)液晶。由于CSTN液晶使用根据施加的电压而急剧变化的透明度并且具有在240度和270度之间的扭转角，所以其适合无源矩阵LCD。
图3是根据本发明示范性实施例的图1的液晶显示器的面板的放大平面图。参考图3，面板100包括彩色光阻112b、光隔离物115、第一透明电极116和第二透明电极122。
彩色光阻112b包括R光阻、G光阻和B光阻，并沿多个行线设置在滤色器112中。黑矩阵112a设置在彩色光阻112b之间。面板100的像素150包括R光阻、G光阻和B光阻。即，一个像素150包括三个光阻。
光隔离物115形成在其中形成有黑矩阵112a的一些区域中。B光阻形成为小于R光阻和G光阻。光隔离物115形成在由相对小的B光阻产生的黑矩阵112a中。然而，本发明并不限制形成光隔离物115的区域。即，光隔离物115可以形成在黑矩阵112a的任何区域中。光隔离物115各自邻近像素150形成。然而，本发明并不限于根据像素150的数目的光隔离物115的数目。
第一透明电极116在第一方向设置以覆盖滤色器112的彩色光阻112b。在本示范性实施例中，尽管第一透明电极116在列方向设置，其也可以在行方向形成。如果第一透明电极116形成在行方向，则第二透明电极122形成在列方向。如果第一透明电极116形成在列方向，则第二透明电极122可以形成在行方向。即，第一透明电极116和第二透明电极122彼此垂直。第一透明电极116和第二透明电极122彼此交叉的区域是像素150。
第二透明电极122在与第一方向垂直的第二方向设置，第一透明电极116在第一方向设置。第二透明电极122包括在第二方向设置以覆盖R光阻的上表面的第二R透明电极122R、在第二方向设置以覆盖G光阻的上表面的第二G透明电极122G以及在第二方向设置以覆盖B光阻的上表面的第二B透明电极122B。在本示范性实施例中，尽管第二方向是行方向，但第二透明电极122也可以在列方向形成。如果第二方向是列方向，则沿第一方向设置的第一透明电极116沿行方向形成。第一透明电极116和第二透明电极122彼此交叉的点是像素150。如果电场施加在第一透明电极116与第二透明电极122R、122G和122B之间，则液晶分子的取向改变。面板100的像素150根据液晶分子的取向显示图像。
现在将描述制造如上所述的液晶显示器的方法。
图4是示出根据本发明的示范性实施例制造图2B的液晶显示器的方法的流程图。参考图4，该方法包括操作流程：制备第一基板(S1)、形成滤色器(S2)、形成覆盖层(S3)、形成绝缘膜(S4)、形成光隔离物(S5)、形成第一透明电极(S6)、图案化第一透明电极(S7)、将第二基板接合到第一基板(S8)以及注入液晶(S9)。
图5A到5I是根据图4中示出的流程所制造的图2B的液晶显示器的截面图。
参照图5A，在制备第一基板的操作(S1)中，制备第一基板111，第一基板111具有近似或完全平坦的第一表面111a以及与第一表面111a相对并且近似或完全平坦的第二表面111b。第一基板111根据玻璃的化学成分可以由钠钙玻璃、中性硼硅酸盐玻璃、非碱玻璃或者其等价物形成。然而，本发明并不限于此。
参照图5B，在形成滤色器的操作(S2)中，黑矩阵112a的形成是通过沉积挡光材料到第一基板111的第一表面111a、使用曝光和显影工艺来图案化第一基板111并硬化(harden)第一基板111。挡光材料可以由树脂、铬、炭黑、氧化钛或其等价物形成。然而，本发明并不限于此。彩色光阻112b的形成是通过顺次在像素150上未形成黑矩阵112a处涂覆包括表现色彩的颜料的减光膜、进行曝光和显影工艺并硬化像素150，并随后形成滤色器112。彩色光阻112b包括R光阻、G光阻和B光阻。
参照图5C，在形成覆盖层的操作(S3)中，沉积覆盖层113以覆盖滤色器112。覆盖层113使当形成滤色器112时的黑矩阵112a与彩色光阻112b之间的台阶变得平坦。覆盖层113可以由丙烯酸树脂或聚酰亚胺树脂或其等价物形成。然而，本发明并不限于此。
参照图5D，在形成绝缘膜的操作(S4)中，沉积绝缘膜114以覆盖覆盖层113。绝缘膜114可以通过利用选自热氧化法(thermal oxidation method)、化学气相沉积(CVD)法、电化学氧化法或者其等价物中的任一种来形成。然而，本发明并不限于此。绝缘膜114可以由氧化物SiO2或其等价物形成。然而，本发明并不限于此。
参照图5E，在形成光隔离物的操作(S5)中，通过光隔离物涂覆以覆盖绝缘膜114并进行曝光、显影和蚀刻工艺，光隔离物115形成在期望的位置处。光隔离物115使用光刻来形成，从而防止由于由在彩色光阻112b上形成的不期望的隔离物而导致的光泄漏引起的面板100显示质量降低。
参照图5F，在形成第一透明电极的操作(S6)中，第一透明电极116是覆盖绝缘膜114和光隔离物115的电铸(electrotype)材料。该电铸材料可以由氧化铟锡(ITO)、氧化锡(SnO2)或其等价物形成，然而，本发明并不限于此。第一透明电极116可以使用丝网印刷法、胶版印刷法(offsetprinting method)、光刻法或者其等价方法来形成。然而，本发明并不限于此。
参照图5G，在图案化第一透明电极116的操作(S7)中，第一透明电极116通过图案化电铸材料形成在第一方向。当图案化电铸材料时，去除形成在光隔离物115的上表面和侧表面上的第一透明电极116。第一透明电极116利用光刻工艺来图案化，包括光致抗蚀剂涂覆、通过曝光和显影来蚀刻第一透明电极116以及图案化。然而，本发明并不限于此。
参照图5H，在将第二基板接合到第一基板的操作(S8)中，第二基板单元120紧密接合到第一基板单元110从而第一透明电极116和滤色器112与第二基板单元120的第二透明电极122交叉。密封(未示出)被印刷以通过附着并固定第一基板单元110和第二基板单元120来制作容纳液晶的框架。第一基板单元110和第二基板单元120使用真空法、高温法和压力法来接合。然而，本发明并不限于此。第二基板单元120的第二基板根据玻璃的化学成分可以由钠钙玻璃、中性硼硅酸盐玻璃、非碱性玻璃或者其等价物形成。然而，本发明并不限于此。第二基板单元120的第二透明电极122可以使用与用于形成并图案化第一透明电极116相同的工艺来形成并图案化。
参照图5I，在注入液晶的操作(S9)中，液晶130注入到第一基板单元110与第二基板单元120之间。液晶130填充在第一基板单元110与第二基板单元120之间的空的空间内。液晶130可以使用液晶分配器(dispenser)被注入到第一基板单元110与第二基板单元120之间的注入孔内并随后密封该注入孔。然而，本发明并不限于此。
与在形成第一透明电极116之后再形成隔离物的常规方法相比，该制造液晶显示器的方法以形成第一透明电极作为最终工艺，从而减少改变用于制造液晶显示器的面板的工艺线引起的成本并且比常规方法更稳定地制造面板。根据本发明，光隔离物115在形成第一透明电极116之前形成，从而在与在形成光隔离物115之前的形成第一基板单元110的工艺线相同的工艺线中使用光刻工艺来形成光隔离物115。
根据本发明的液晶显示器及其制造方法使用光刻工艺在黑矩阵区中形成隔离物，因此隔离物不形成在彩色光阻区中，从而避免由于光泄漏引起的显示质量降低。
根据本发明的液晶显示器及其制造方法在制造面板的最终工艺时形成透明电极，从而降低改变工艺线引起的成本并且稳定地制造面板。
尽管参考示范性实施例来具体示出并描述了本发明，但是本领域技术人员应当理解，在不脱离由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的前提下可以进行各种形式和细节的改变。示范性实施例应当被考虑为仅具有描述意义而不是为了限制的目的。因此，本发明的范围不由对本发明的详细描述限定而是由所附权利要求来限定，并且所有在本发明范围内的不同都将被解释为包括在本发明内。
本申请要求于2008年1月28日提交的韩国专利申请No.10-2008-0008689的优先权和利益，其全部内容在此结合作为参考。

Claims (16)

1.一种液晶显示器，包括：
第一基板；
滤色器，其覆盖所述第一基板并包括黑矩阵和彩色光阻；
第二基板，其面对所述第一基板；
光隔离物，其从所述黑矩阵向所述第二基板突出；
第一透明电极，在除形成所述光隔离物的区域之外的区域上覆盖所述滤色器，并且在第一方向延伸；以及
第二透明电极，在所述第二基板与所述第一透明电极之间覆盖所述第二基板，并且在与所述第一方向交叉的第二方向延伸。
2.如权利要求1所述的液晶显示器，其中所述光隔离物在所述黑矩阵上并且邻近所述第一透明电极和所述第二透明电极彼此交叉的区域。
3.如权利要求1所述的液晶显示器，其中所述第一透明电极与所述光隔离物的侧表面分离。
4.如权利要求1所述的液晶显示器，还包括覆盖层，其在所述滤色器与所述光隔离物之间覆盖所述滤色器。
5.如权利要求4所述的液晶显示器，还包括绝缘膜，其在所述覆盖层与所述光隔离物之间覆盖所述覆盖层。
6.如权利要求1所述的液晶显示器，还包括液晶，在所述第一透明电极与所述第二透明电极之间。
7.如权利要求6所述的液晶显示器，其中所述液晶是彩色超扭转向列液晶。
8.如权利要求1所述的液晶显示器，其中所述彩色光阻包括红光阻、绿光阻和蓝光阻，并在所述滤色器上的各行和列中。
9.如权利要求8所述的液晶显示器，其中像素对应于所述第一透明电极和所述第二透明电极彼此交叉的区域并包括所述红光阻、所述绿光阻和所述蓝光阻中的一种。
10.如权利要求1所述的液晶显示器，其中所述第一透明电极和所述第二透明电极彼此垂直并分隔开。
11.一种制造液晶显示器的方法，包括：
制备第一基板；
形成具有黑矩阵和彩色光阻并覆盖所述第一基板的滤色器；
形成从所述黑矩阵向上突出的光隔离物；
形成覆盖所述滤色器和所述光隔离物的第一透明电极；
图案化所述第一透明电极以去除形成在所述光隔离物的上表面和侧表面上的所述第一透明电极并将所述第一透明电极布置在第一方向设置所述第一透明电极；以及
将第二基板接合到所述第一基板。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述彩色光阻包括在所述滤色器上的红光阻、绿光阻和蓝光阻的行或列。
13.如权利要求12所述的方法，所述第一透明电极根据包括红光阻、绿光阻和蓝光阻的像素在第一方向布置。
14.如权利要求11所述的方法，还包括在形成所述滤色器之后形成覆盖所述滤色器的覆盖层。
15.如权利要求14所述的方法，还包括在形成所述覆盖层之后形成覆盖所述覆盖层的绝缘层。
16.如权利要求11所述的方法，还包括在将所述第二基板接合到所述第一基板之后将液晶注入在所述第一基板与所述第二基板之间。
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