CN103353693A - 液晶显示装置及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液晶显示装置，包括阵列基板、与所述阵列基板相对设置的彩膜基板、以及夹设在所述阵列基板与所述彩膜基板之间的液晶层；所述阵列基板包括第一透明基底及形成在所述第一透明基底上的第一电极与第二电极，所述第一电极与第二电极形成在不同层上且其间夹设有绝缘层；所述彩膜基板包括第二透明基底及形成在所述第二透明基底上的黑矩阵、覆盖在所述黑矩阵及所述透明基底的未设置黑矩阵的表面上的第三电极、覆盖在所述第三电极上的光阻层、以及覆盖在所述光阻层上的光间隙物，所述光间隙物包括覆盖在所述光阻层上的平面层和从所述平面层上一体地延伸为液晶层提供间隔支撑的光间隙子；所述液晶层中的液晶分子为负性液晶分子。
Description
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，特别涉及一种液晶显示装置及其制造方法。
背景技术
薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display，TFT-LCD)因具有低辐射性、厚度薄和耗电低等特点而被广泛应用于平板显示领域中。最初，绝大多数桌面TFT-LCD都是采用TN(TwistedNematic，扭转向列)模式，然而，TN型液晶显示器的第一电极和第二电极是分别形成在上下两个基板上，其液晶分子是在与基板正交的平面内旋转，由于液晶分子的光学各向异性，导致光从不同角度经过液晶分子后进入人眼的光程不同，因此其显示效果不同，必然导致视角范围比较小。
为了解决视角范围比较小的问题，IPS(In-Plane Switch，面内切换)模式等广视角技术被应用到相关产品中。在现有技术中，为了消除外部静电对IPS液晶显示装置的影响，也就是为了防止静电云纹(Mura)现象，通常会在彩色滤光片基板(以下简称“彩膜基板”)的外表面另外溅射一ITO(Indium Tin Oxide，氧化铟锡)层。而该ITO层是在彩色滤光片基板和阵列基板分别进行薄化处理以及液晶面板完成组立之后，再进行溅射的，这无形中延长了整个制程的时间，使得成本大大提高。
为了解决上述问题，可以在组立液晶面板之前，在彩色滤光片基板的内侧，也就是靠近液晶层的一侧形成ITO层，且该ITO层作为公共电极与阵列基板的公共电极导通，然后再完成液晶面板的组立。这样，可以简化工序，从而节省了制程时间，并降低生产成本。但是，在这种方法中，由于彩色滤光片基板中的ITO层作为公共电极与阵列基板的公共电极导通，使得彩色滤光片基板的ITO层与阵列基板的像素电极之间存在比较强的垂直电场，对液晶分子在平面内转动具有一定的抑制作用，使得液晶显示装置的穿透率降低、响应时间拉长。
另外，彩膜基板上设置有黑矩阵(Black Matrix)、以及由色阻材料制成的红(R)、绿(G)、蓝(B)三种颜色呈周期排列的光阻层。现有在光阻层的制程中，一般先在基底上涂布形成黑矩阵，再在黑矩阵上涂布形成红(R)、绿(G)、蓝(B)三种色阻材料，该三种色阻材料在黑矩阵上方形成的交叠区域会存在有断差。为使液晶分子具有预定的排列方向，在彩膜基板靠近液晶层的最内侧表面上通常会涂布一层厚度很薄、由聚酰亚胺(Polyimide)制成的配向膜，然后利用摩擦(Rubbing)制程在配向膜表面形成方向一致的微细沟道，从而在后续液晶分子注入过程中，使得液晶分子沿着微细沟道按照一定的方向排列。
为了能够得到高对比度、宽视角的产品，以及防止配向膜与光阻层的色阻材料接触后造成污染，致使摩擦制程不良，现有技术通常在彩膜基板的色阻材料完成后再涂布一层保护膜(overcoat层，以下简称“OC层”)作为平坦层，配向膜形成在OC层之上，这样OC层会平滑掉色阻材料在交叠区域的断差，从而减小配向膜上液晶分子的预倾角(Pretilt angle)，达到降低暗态亮度，增大对比度、增大视角的目的，但由于需添加OC层的制程，会增加制程工序，拉长整个制程的时间，造成生产成本的增加。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种液晶显示装置，其可以消除静电云纹(Mura)现象，并减少OC层的制程，缩短整个制程的时间，降低生产成本，并达到增大对比度和视角的目的。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种液晶显示装置，包括阵列基板、与所述阵列基板相对设置的彩膜基板、以及夹设在所述阵列基板与所述彩膜基板之间的液晶层；所述阵列基板包括第一透明基底及形成在所述第一透明基底上的第一电极与第二电极，所述第一电极与第二电极形成在不同层上且其间夹设有绝缘层；所述彩膜基板包括第二透明基底及形成在所述第二透明基底上的黑矩阵、覆盖在所述黑矩阵及所述透明基底的未设置黑矩阵的表面上的第三电极、覆盖在所述第三电极上的光阻层、以及覆盖在所述光阻层上的光间隙物，所述光间隙物包括覆盖在所述光阻层上的平面层和从所述平面层上一体地延伸为液晶层提供间隔支撑的光间隙子；所述液晶层中的液晶分子为负性液晶分子。
本发明还提供了一种液晶显示装置的制造方法，包括如下步骤：
步骤S1：制成彩膜基板；
其中，步骤S1进一步包括如下步骤：
步骤S11：在透明基底上形成黑矩阵；
步骤S12：在透明基底和黑矩阵上形成透明导电层；
步骤S13：在透明导电层上形成红、绿、蓝三色光阻层；
步骤S14：在光阻层上涂布一层光阻剂；
步骤S15：用三色调光罩对光阻剂进行曝光工艺；
步骤S16：对曝光后的光阻剂进行显影工艺，从而在光阻层上形成光间隙物，所述光间隙物包括覆盖在所述光阻层上的平面层和从所述平面层上一体地延伸为液晶层提供间隔支撑的光间隙子；
步骤S2：制成阵列基板；以及
步骤S3：将彩膜基板与阵列基板对合粘贴制成液晶盒。
本发明的液晶显示装置在阵列基板上设置两个电极，在彩膜基板的内侧设置另外一个电极，彩膜基板上的电极可以消除外部静电对液晶显示装置的影响，防止了静电云纹(Mura)现象，而且彩膜基板上的电极紧靠彩膜基板的第二透明基底的内侧表面设置，拉大了与阵列基板上的电极之间的距离，在一定程度上可以减弱阵列基板与彩膜基板之间存在的垂直电场，降低对液晶分子在平面内转动的抑制作用；另外，本发明的液晶显示装置在光阻层上增加了光间隙物，光间隙物具有平面层和光间隙子，由光间隙物的平面层替代现有的OC层，不但避免了色阻材料对液晶层的污染以及平坦掉了色阻材料在交叠区域的断差，使配向膜上液晶分子的预倾角减小，提升了中心对比度，还精简了制程工序，缩短了整个制程的时间，并降低了生产成本；本发明的液晶显示装置在搭配负性液晶分子使用时，能够更加体现其产品性能及竞争力。
通过以下参考附图的详细说明，本发明的其它方面和特征变得明显。但是应当知道，该附图仅仅为解释的目的设计，而不是作为本发明的范围的限定，这是因为其应当参考附加的权利要求。还应当知道，除非另外指出，不必要依比例绘制附图，它们仅仅力图概念地说明此处描述的结构和流程。
附图说明
图1是本发明实施例中液晶显示装置的结构示意图；
图2是本发明实施例中阵列基板的一个像素区域的其中一种实施方式的平面示意图；
图3a是沿图2中A-A线的剖面示意图；
图3b是沿图2中B-B线的剖面示意图；
图3c是沿图2中C-C线的剖面示意图；
图3d是图2中IV部分的局部放大图；
图4是本发明实施例中光间隙物的结构示意图；
图5是本发明实施例中液晶显示装置的制造流程图；
图6是本发明实施例中彩膜基板的制造流程图；
图7a至图7g是本发明实施例中彩膜基板在制造过程中各个步骤的示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
需要说明的是，为了图示的清楚起见，本发明的附图仅显示了与本发明的创作点相关的结构特征，而对于其他的结构特征则进行了省略。
图1为本发明实施例的液晶显示装置的结构示意图。本发明实施例的液晶显示装置10包括相对设置的阵列基板11和彩膜基板12、以及夹设于阵列基板11和彩膜基板12之间的液晶层13。液晶显示装置10中形成有多个像素区域P(图1中每两条相邻的虚线之间的区域对应一个像素区域P)。
本实施例中，阵列基板11包括第一透明基底111，第一透明基底111包括靠近液晶层13的第一表面111a和远离液晶层13的第二表面111b。第一透明基底111可以为玻璃基板或其他透明基板。
本实施例中，阵列基板11包括形成于第一透明基底111的第一表面111a上的第一电极115以及第二电极116；第一电极115和第二电极116是透明电极，其可以例如是由ITO(Indium Tin Oxide，氧化铟锡)等透明导电材料形成。第一电极115和第二电极116分别位于不同层上并且其间夹设有绝缘层117，以电性绝缘第一电极115和第二电极116；第二电极116位于第一电极115的上方，即第一电极115相比于第二电极116更靠近第一透明基底111。第一电极115和第二电极116中的其中一个作为像素电极，另一个作为公共电极。优选的，第一电极115作为像素电极，第二电极116作为公共电极。
图2为本发明实施例中阵列基板11的一个像素区域P的其中一种实施方式的平面示意图；图3a是沿图2中A-A线的剖面示意图；图3b是沿图2中B-B线的剖面示意图；图3c是沿图2中C-C线的剖面示意图。请同时参照图2及图3a、3b及图3c，于本实施方式中，本发明的液晶显示装置的阵列基板11具体包括第一透明基底111以及形成在第一透明基底111上的多条扫描线1111、多条数据线1112及形成在扫描线1111和数据线1112交叉位置处的薄膜晶体管1113。薄膜晶体管1113包括与扫描线1111电性连接的栅极1113a、半导体层1113b、与数据线1112电性连接的源极1113c、漏极1113d。栅极1113a与半导体层1113b之间还形成有栅极绝缘层1114。进一步的，第一电极115与第二电极116之间还包括绝缘层117以电性隔离第一电极115与第二电极116。
多条扫描线1111和多条数据线1112相互交叉以限定出多个像素区域P，即每相邻两条扫描线1111和每相邻两条数据线1112之间相互交叉从而限定出一个像素区域P。优选地，扫描线1111和数据线1112彼此相互垂直。优选地，每个像素区域P分别包括至少两个以上的子像素区域P1，图2所示的子像素区域P1的数目仅仅是为了方便说明而设，其不作为对本发明的限制，本发明的子像素区域P1的数目可以根据实际液晶显示装置的尺寸和实际制程条件合理选择。
图3d是图2的像素区域P中IV部分的局部放大图，请同时参照图3d，于本实施方式中，第一电极115为网状结构，且下面以第一电极115作为像素电极，第二电极116作为公共电极为例进行说明。每个像素区域P内的第一电极115包括多个第一像素电极部分1151和多个第二像素电极部分1152。第一像素电极部分1151和第二像素电极部分1152位于同一层中，且彼此相互交叉以限定出多个子像素区域P1。多个第一像素电极部分1151呈彼此大致平行排列的条形，且其彼此电性连接在一起，而多个第二像素电极部分1152也呈彼此大致平行排列的条形，且其彼此电性连接在一起。此外，多个第一像素电极部分1151和多个第二像素电极部分1152也彼此电性连接在一起，从而组成了像素区域P中的第一电极115，并电性连接至薄膜晶体管1113的漏极1113d(请参照图3a)。
优选地，第一像素电极部分1151和第二像素电极部分1152相互垂直，第一像素电极部分1151大致沿平行于数据线1112的方向进行排列，而第二像素电极部分1152大致沿平行于扫描线1111的方向进行排列，从而能够使得液晶显示装置具有更加规整的像素结构。
而第二电极116也包括多个呈彼此大致平行排列的条形的公共电极部分1160，且多个公共电极部分1160彼此电性连接在一起，并电性连接至公共电极总线1161。在本发明实施例中，每个像素区域P中，第一像素电极部分1151与公共电极部分1160呈相互交错排列，即每两个相邻的第一像素电极部分1151之间可设置一个公共电极部分1160，且公共电极部分1160沿大致平行于第一像素电极部分1151的方向进行排列。例如，每个公共电极部分1160可居中地设置在每两个相邻的第一像素电极部分1151之间。
优选地，公共电极部分1160可设置为平行于第一电极115中的第一像素电极部分1151，垂直于第二像素电极部分1152。当然，本领域技术人员可以理解的是，公共电极部分1160与第二像素电极部分1152之间也可设置一定的夹角，例如，公共电极部分1160与第二像素电极部分1152之间的夹角在50至150度之间的范围内，从而可以使液晶分子具有更快的响应速度。
于本实施方式中，第一像素电极部分1151和第二像素电极部分1152的宽度L1可设计在2至5微米(μm)之间的范围内，为避免第一像素电极部分1151和第二像素电极部分1152的正上方出现向错线(disclinationline)，所以第一像素电极部分1151和第二像素电极部分1152的宽度L1越细越好，但是考虑到实际制程能力的限制，依据制程良率，优选地将第一像素电极部分1151和第二像素电极部分1152的宽度L1设为2-5微米较好。优选地，公共电极部分1160的宽度L2也可设计在2至5微米(μm)之间的范围内。
于本实施方式中，在像素区域P中，每两个相邻第二像素电极部分1152之间的间隙宽度L3可设计在大于0、且小于或等于6微米(μm)的范围内，而每两个相邻第一像素电极部分1151之间的间隙宽度L4也可设计在大于0、且小于或等于6微米(μm)的范围内，这样的尺寸设计是考虑实际电场分量的利用率，太大则达不到理想效果。而每两个相邻公共电极部分1160之间的间隙宽度L5可设计在大于或等于3、且小于或等于8微米(μm)的范围内，其主要是考虑到实际制程的能力，大于此范围将会得不到较为理想的效果，小于此范围则实际制作比较困难，因此，优选地将每两个相邻公共电极部分1160之间的间隙宽度L5设计在大于或等于3、且小于或等于8微米(μm)之间的范围内。
需要说明的是，在本发明其他的具体实施方式中，第一电极115和第二电极116的具体结构也可以采用其他的设计方式，本发明并不以此为限。例如，第一电极115可以仅设置多个第一像素电极部分1151，而省去上述的多个第二像素电极部分1152，多个第一像素电极部分1151彼此电性连接在一起且连接至薄膜晶体管1113的漏极1113d。
进一步的，液晶显示装置10还可以包括设置在阵列基板11上的第一配向层118和第一偏光片14。其中，第一配向层118覆盖在第二电极116上，第一偏光片14形成于第一透明基底111的第二表面111b上。
本实施例中，彩膜基板12包括第二透明基底121，第二透明基底121包括靠近液晶层13的第三表面121a以及远离液晶层13的第四表面121b。第二透明基底121可以为玻璃基板或其他透明基板。
本实施例中，彩膜基板12包括依次形成于第二透明基底121的第三表面121a的黑矩阵(Black Matrix)122、覆盖在第二透明基底121和黑矩阵122上的第三电极123、覆盖在第三电极123上由色阻材料制成的光阻层125、以及覆盖在光阻层125上的光间隙物126(Photo Spacer)。黑矩阵122设置在第二透明基底121上与各像素区域P的边界相对应。光阻层125上红、绿、蓝三种色阻材料的排列与阵列基板11上每相邻的三个像素区域P分别对应。
具体来讲，本实施例中，黑矩阵122直接形成于第二透明基底121靠近阵列基板11的表面即第二透明基底121的第三表面121a上。第三电极123直接形成于黑矩阵122以及第二透明基底121的未形成有黑矩阵122的第三表面121a上，第三电极123覆盖黑矩阵122和第二透明基底121，也就是黑矩阵122的下表面与侧表面以及第二透明基底121的第三表面121a上未形成有黑矩阵122的部分形成有整层的第三电极123。优选的，第三电极123均匀溅射在黑矩阵122的下表面与侧表面、以及第三表面121a上未形成有黑矩阵122的部分。第三电极123可以是整层设置的平面电极。第三电极123也是透明电极，其可以例如是由ITO(Indium TinOxide，氧化铟锡)等透明导电材料形成。
光阻层125直接形成于第三电极123靠近阵列基板11的表面上，光阻层125可以、但不限于为红(R)、绿(G)、蓝(B)三种颜色的色阻材料所排列形成的滤光层。光阻层125例如包括多个红色滤光图案、多个绿色滤光图案、多个蓝色滤光图案，且每个滤光图案分别对应于一个像素区域P。当然，光阻层125的结构和图案可以根据实际需要进行选择，本发明的具体实施方式并不以此为限。
上述实施例中的第一电极115优选作为像素电极，第二电极116优选作为公共电极，第三电极123可以浮接、与第二电极116导通或与第二电极116导通后接地。于本发明的一种实施方式中，第三电极123与第二电极116相导通。具体的，请参图1，液晶显示装置10的显示屏幕的周边区域可以通过设置封框胶17将阵列基板11和彩膜基板12密封起来。进一步的，封框胶17中设置有导电体18(例如为Au ball)，导电体18的一端与彩膜基板12的第三电极123电性连接、另一端通过金属层19与阵列基板11的第二电极116电性连接，其中金属层19设置在阵列基板11上并与第二电极116电性连接，从而实现第二电极116与第三电极123相导通，也就是将第三电极123连接于公共电极。
可以理解的是，于本发明的另一中实施方式中，也可以将图1所示的金属层19与接地点GND相连接。
于本发明的再一种实施方式中，第三电极123也可以为浮接(floating)电极，也就是第三电极123可以处于电浮接状态，不与第一电极115、第二电极116或者接地点GND相连接。当外界离子产生静电时，由于第三电极123是整面设置的，第三电极123可以使静电离子平均分布，减少了画面的Mura现象；另外，阵列基板11通过液晶层13所产生的耦合电容使彩膜基板12的第三电极123带有电荷，从而减弱了彩膜基板12与阵列基板11之间的垂直电场，使得液晶显示装置的穿透率升高，响应时间加快。
本发明实施例由于在彩膜基板12的第二透明基底121的第三表面121a上形成第三电极123，该第三电极123可以消除外部静电对液晶显示装置的影响，也就是防止了静电云纹(Mura)现象，该第三电极123可以在组立液晶面板之前，形成在彩膜基板12的内侧，也就是第二透明基底121的第三表面121a所在的一侧，然后再完成液晶面板的组立，相比较于在彩膜基板和阵列基板分别进行薄化处理以及液晶面板完成组立之后，再在彩膜基板12的外侧也就是第二透明基底121的第四表面121b所在的一侧溅射形成ITO(Indium Tin Oxide，氧化铟锡)层而言，可以简化工序，缩短整个制程的时间，并降低生产成本。另外，在第二透明基底121上先形成第三电极123再形成光阻层125，第三电极123靠近于第二透明基底121，位于第二透明基底121与光阻层125之间，从而拉大了第三电极123与阵列基板11中的第一电极115与第二电极116之间的距离，减弱了彩膜基板12与阵列基板11之间存在的垂直电场，可以避免在彩膜基板12的第三电极123与阵列基板11的像素电极(例如第一电极115)及公共电极(例如第二电极116)之间存在比较强的垂直电场，降低对液晶分子在平面内转动的抑制作用，使得液晶显示装置10的穿透率升高，响应速度加快。
在本实施例中，液晶层13中的液晶分子131为负性液晶分子。本发明实施例的液晶显示装置10在工作时，在阵列基板11上的像素电极(例如第一电极115)与公共电极(例如第二电极116)之间形成第一电场(水平电场及垂直边缘电场)，使液晶分子在与基板平行的水平面内产生偏转。由于负性液晶分子在受到电场作用时，其长轴方向具有朝向与电场方向相垂直的方向进行排列的特性，因此在彩膜基板12的第三电极123与阵列基板11的像素电极(例如第一电极115)及公共电极(例如第二电极116)之间所产生的垂直电场亦会促使负性液晶分子保持平躺在水平面内，弥补液晶分子具有预倾角(Pretilt angle)所带来的不利影响，从而使负性液晶分子能够保持较好的水平面内排列，不产生较大的倾角，从而提高穿透率。
请结合图4，光间隙物126直接形成于光阻层125靠近阵列基板11的表面上，光间隙物126包括平面层1261和从平面层1261上垂直向下延伸的多个光间隙子1262。光间隙物126由光反应性材料即光阻材料制成，其可以为负性光阻材料或正性光阻材料，并通过光微影制程(photolithography process)制成于光阻层125之上。光间隙子1262与平面层1261是一体地连接在一起，即平面层1261与光间隙子1262是在光微影制程中一体地形成的。
平面层1261整面地覆盖在光阻层125上，从而由平面层1261在光阻层125与液晶层13之间提供了一层间隔层，防止了光阻层125中的色阻材料对液晶层13造成污染，又平坦了色阻材料在交叠区域的断差。光间隙子1262在阵列基板11和彩膜基板12之间可以为液晶层130提供间隔支撑作用，使液晶层130具有均匀的厚度。光间隙子1262设置在与像素区域P的边界相对应的位置，而与每个像素区域P中的显示区相对应的位置未设置光间隙子1262，以提升光穿透率。各光间隙子1262随平面层1261固着在光阻层125上，位置相对稳定且不会有位移情形发生，不会造成液晶面板亮度不均或颜色改变等现象。在本发明实施例中，在三个相邻的像素区域P内，光间隙子1262包括第一光间隙子1262a、第二光间隙子1262b和第三光间隙子1262c，第一光间隙子1262a的高度大于第二光间隙子1262b和第三光间隙子1262c的高度，第一光间隙子1262a的高度例如可以等于液晶层130的厚度，第二光间隙子1262b和第三光间隙子1262c的高度相等但都小于第一光间隙子1262a的高度；在其他实施例中，第二光间隙子1262b和第三光间隙子1262c的高度也可以不相等，例如第三光间隙子1262c的高度小于第二光间隙子1262b的高度，使第一光间隙子1262a、第二光间隙子1262b、第三光间隙子1262c的高度依次递减。具有高度差的光间隙子1262a、1262b、1262c可以在提供支撑作用的同时增加液晶面板的承压能力以及恢复弹性，当在屏幕上施加按压力使第一光间隙子1262a变形，直至第二光间隙子1262b和第三光间隙子1262c与阵列基板11进入接触时，屏幕的支撑力明显增加，可以防止屏幕过度变形，且在撤销按压力时，屏幕可以在第一光间隙子1262a、第二光间隙子1262b、第三光间隙子1262c的共同作用下向上弹起，恢复原来形状。
本发明实施例中，光间隙物126的平面层1261可以替代现有技术中作为平坦层的保护膜(overcoat)即OC层，达到防止光阻层125中的色阻材料对液晶层13造成污染，并同时平坦了色阻材料在交叠区域的断差，不但省去了OC层的制程，由于光间隙物126的平面层1261可以与作为间隔支撑用的光间隙子1262一体地制造形成，后续也无需在液晶层13中再增设间隔物(Spacer)了，从而可以合并和简化工序，缩短整个制程的时间，并降低生产成本。另外，请参图1，在具体制造过程中，为了给彩膜基板12上的第三电极123施加信号，光间隙物126的平面层1261在封框胶17处需要使用光罩来形成穿孔图案使第三电极123暴露出来，以便使导电体18导通第三电极123与电性连接于阵列基板11上的金属层19。而如果采用了现有技术的OC层，则需要针对OC层上增加一道光罩制程，以在OC层上对应于封框胶17的位置形成穿孔图案，然而，光罩制程的成本高，会增加整体的生产成本。而本实施例中，由于省去了OC层，也就省去了针对该OC层的光罩制程。
进一步的，液晶显示装置10还可以包括设置在彩膜基板12上的第二配向层128和第二偏光片15，其中，第二配向层128位于光间隙物126和液晶层13之间，具体来讲，第二配向层128覆盖在光间隙物126上，即覆盖在平面层1261和光间隙子1262靠近液晶层13的表面上；第二偏光片15形成于第二透明基底121的第四表面121b上。
表一为在模拟实验中图1所示的本发明实施例、第一比较例与第二比较例之间的穿透率(transmittance)、开启响应时间Ton、关闭响应时间Toff、整体响应时间RT(Response Time)与中心对比度(Center CR)的比较结果。其中，第一比较例为在本发明实施例的基础上去除光间隙物126的平面层1261而仅保留光间隙子1262；第二比较例为将本发明实施例的光间隙物126的平面层1261替换为一层2微米(um)厚的OC层，并保留光间隙子1262。
表一
| / | 本发明实施例 | 第一比较例 | 第二比较例 |
| 穿透率 | 7.00% | 6.97% | 7.00% |
| Ton(ms) | 22.6103 | 22.7553 | 20.5008 |
| Toff(ms) | 27.9664 | 27.9449 | 28.0716 |
| RT(ms) | 50.5767 | 50.7002 | 48.5724 |
| 中心对比度 | 3598.71 | 2085.42 | 3506.21 |
从表中试验数据可看到，在第一比较例中，由于在光阻层125上缺少平坦层，色阻材料会对液晶层造成污染，且没有平坦层来平坦掉色阻材料在交叠区域的断差，使配向膜上液晶分子的预倾角(Pretilt angle)较大，从而中心对比度较低。在第二比较例中，由于在光阻层125上增加了OC层，避免了色阻材料对液晶层污染以及平坦掉了色阻材料在交叠区域的断差，使配向膜上液晶分子的预倾角减小，提升了中心对比度，但该OC层的增加会增加制程工序，拉长整个制程的时间，增加生产成本。在本发明实施例中，由于在光阻层125上增加了光间隙物126，其平面层1261可以替代OC层，达到避免色阻材料对液晶层污染以及平坦掉色阻材料在交叠区域的断差，使配向膜上液晶分子的预倾角减小，在第二比较例的基础上提升了中心对比度，并相对于第一比较例大幅提升了中心对比度，另外本发明实施例同时在穿透率和整体响应时间也比不设置平坦层的第一比较例有所提高，所以本发明实施例能够在减少OC层的基础上增大对比度，从而达到增大视角的目的。
综上所述，本发明的液晶显示装置在阵列基板上设置两个电极，在彩膜基板的内侧设置另外一个电极，彩膜基板上的电极可以消除外部静电对液晶显示装置的影响，防止了静电云纹(Mura)现象，而且彩膜基板上的电极紧靠彩膜基板的第二透明基底的内侧表面设置，拉大了与阵列基板上的电极之间的距离，在一定程度上可以减弱阵列基板与彩膜基板之间存在的垂直电场，降低对液晶分子在平面内转动的抑制作用；另外，本发明的液晶显示装置在光阻层上增加了光间隙物，光间隙物具有平面层和光间隙子，由光间隙物的平面层替代现有的OC层，不但避免了色阻材料对液晶层的污染以及平坦掉了色阻材料在交叠区域的断差，使配向膜上液晶分子的预倾角减小，提升了中心对比度，还精简了制程工序，缩短了整个制程的时间，并降低了生产成本；本发明的液晶显示装置在搭配负性液晶分子使用时，能够更加体现其产品性能及竞争力。
请参图5，为本发明实施例的液晶显示装置10的制造方法流程图，包括如下步骤：
步骤S1：制成彩膜基板12；
步骤S2：制成阵列基板11；以及
步骤S3：将彩膜基板12与阵列基板11对合粘贴制成液晶盒。
可以理解的，上述步骤S1和步骤S2的顺序可以调换。
具体地，图6为本发明实施例中彩膜基板12的制造流程，包括如下步骤：
步骤S11：在透明基底上形成黑矩阵；
请参图7a，在提供的第二透明基底121上形成黑矩阵122。例如，黑矩阵122可以通过成膜、上光阻、曝光、显影、蚀刻、去光阻等步骤根据需要进行组合使用而制成在第二透明基底121上。
步骤S12：在透明基底和黑矩阵上形成透明导电层；
请参图7b，在第二透明基底121和黑矩阵122上形成透明导电层。例如，可以通过溅射(sputter)等方法在第二透明基底121和黑矩阵122上沉积透明导电层作为第三电极123，该透明导电层123覆盖黑矩阵122以及第二透明基底121的未形成有黑矩阵122的第三表面121a上。
步骤S13：在透明导电层上形成红、绿、蓝三色光阻层；
请参图7c，在透明导电层123上形成红、绿、蓝三色排列的光阻层125。例如，可以通过上光阻、曝光、显影等步骤根据需要进行组合使用在透明导电层123上形成色阻材料，重复三次以分别形成红、绿、蓝三种色阻材料。光阻层125的色阻材料一般选用负性光阻材料。
步骤S14：在光阻层上涂布一层光阻剂；
请参图7d，在光阻层125上涂布一层光阻剂(photo-resist)20。优选地，光阻剂20选用负性光阻剂，且下面以负性光阻剂为例进行示例说明，但这不对本发明构成限制，因为采用正性光阻剂也可以制成光间隙物126。光阻剂20可以利用公知的涂覆方式(例如旋转涂覆法，spin-coating)涂覆于光阻层125上。
步骤S15：用三色调光罩对光阻剂进行曝光工艺；
请参图7e，图中所示的曝光工艺中，所使用的光罩为三色调(tripletone)光罩30，其中该三色调光罩30进一步包括束流敏感层31和交换层32，束流敏感层31例如可以是高能电子束敏感玻璃(high energy beamsensitive glass)或者激光直写敏感玻璃(laser direct writing glass)。交换层32为有色银(Ag)颗粒层，厚度为1至3微米(μm)。本实施例中以该束流敏感层31为激光直写敏感玻璃为例进行示例说明，该交换层32受到激光照射后，银颗粒发生热化学反应，金属银颗粒转变成金属银离子，从而改变该三色调光罩30的透明度。依据激光照射强度的改变，金属银颗粒转变成金属银离子的程度也随之发生改变，则该三色调光罩30产生不同的透明度。
当选择不同强度的激光分别照射该三色调光罩30的三个区域后，该三个区域的透明度各不相同，从而将该三色调光罩30分成透明度不同的第一区域321、第二区域322和第三区域323。第一区域321对应于第一光间隙子1262a，第二区域322对应于第二光间隙子1262b和第三光间隙子1262c，第三区域323对应于每相邻两个光间隙子之间的平面层1261。其中，照射在第一区域321的光照强度最大使第一区域321的透明度最高，照射在第三区域323的光照强度最小使第三区域323的透明度最小，而照射在第二区域322的光照强度介于中间使第一区域321的透明度也介于中间。
经过透明度不同的区域，强度不同的激光垂直照射到光阻剂20上，则光阻剂20上与第一区域321、第二区域322和第三区域323相对应的位置被激光照射的程度也各不相同，光阻剂20上与第一区域321相对应的位置受到的光照程度最大，光阻剂20上与第二区域322相对应的位置受到的光照程度其次，光阻剂20上与第三区域323相对应的位置受到的光照程度最小。
步骤S16：对曝光后的光阻剂进行显影工艺；
请参图7f，应用显影技术，光阻剂20上对应第一区域321、第二区域322和第三区域323的部分被溶解的程度也不相同，对应第一区域321的部分被溶解的最少，对应第二区域322的部分被溶解的其次，对应第三区域323的部分被溶解的最多。在经过显影工艺后，光阻剂20上对应第一区域321、第二区域322和第三区域323的部分具有不同的高度，并在与第一区域321相对应的位置形成第一光间隙子1262a，在与第二区域322相对应的位置形成第二光间隙子1262b和第三光间隙子1262c，在与第三区域323相对应的位置形成平面层1261。第一光间隙子1262a、第二光间隙子1262b和第三光间隙子1262c共同一体地连接在平面层1261上，并从平面层1261上垂直延伸且具有不同的高度，从而在光阻层125上形成了光间隙物126。
步骤S17：在光间隙物上形成配向膜；
请参图7g，在光间隙物126上可进一步形成由聚酰亚胺(polyimide,PI)制成的配向膜128。例如，可以将PI液利用涂覆装置通过转印的方式制成在光间隙物126上。该涂覆装置通常包括网纹辊(Anilox Roller)、印刷辊(Print Roller)、刮刀(Doctor Blade)或刮轮(Doctor Roller)、以及压印板(APR板)等组成。
本领域技术人员可以理解的是，除了上述步骤，彩膜基板12的各个膜层的制造过程中还可以包括清洗(cleaning)、预烘烤(pre-bake)、后烘烤(post-bake)等其他辅助工艺，在此不赘述。
在步骤S2中，可以采用多道光罩制程来制成阵列基板11，以在透明基底111上形成扫描线、薄膜晶体管的栅极、栅极绝缘层、薄膜晶体管的半导体层、数据线、薄膜晶体管的源极和漏极、像素电极、绝缘层、公共电极、公共电极总线等，上述多道光罩制程可以采用现有制程，在此不赘述。然后，在阵列基板11上通过上述转印的方式形成配向膜118。
在其他实施方式中，配向膜118、128也可以在彩膜基板12与阵列基板11组立之后，通过照射液晶层13而形成，例如液晶层130中除了包括液晶分子131之外，还可以包括一种感光性的单体材料，通过光照使液晶层130中的单体材料发生聚合而于液晶层130与阵列基板11之间的一第一接触面形成配向膜118，并于液晶层130与彩膜基板12之间的一第二接触面形成配向膜128。
在步骤S3中，在彩膜基板12与阵列基板11之间封入液晶制成液晶盒时，其中一种方式可以采用先将彩膜基板12与阵列基板11对合粘贴，然后在彩膜基板12与阵列基板11之间利用真空吸入的方式注入液晶至两块基板之间的间隙中，最后密封注入口；另一种方式可以采用液晶滴下制程(one drop filling,ODF)方法，先在彩膜基板12上涂布框胶，然后在框胶内滴下液晶，再将阵列基板11对合粘贴至彩膜基板12上。针对成盒制程的其他细节可参现有制程，在此不赘述。在成盒制程之后，即可在阵列基板11和彩膜基板12上分别贴附第一偏光片14和第二偏光片15，从而制成本发明实施例的液晶显示装置10。
本文中应用了具体实施例对本发明的液晶显示装置的原理及实施方式进行了阐述，以上实施方式的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制，本发明的保护范围应以所附的权利要求为准。
Claims (14)
1.一种液晶显示装置，包括阵列基板、与所述阵列基板相对设置的彩膜基板、以及夹设在所述阵列基板与所述彩膜基板之间的液晶层；其特征在于：所述阵列基板包括第一透明基底及形成在所述第一透明基底上的第一电极与第二电极，所述第一电极与第二电极形成在不同层上且其间夹设有绝缘层；所述彩膜基板包括第二透明基底及形成在所述第二透明基底上的黑矩阵、覆盖在所述黑矩阵及所述透明基底的未设置黑矩阵的表面上的第三电极、覆盖在所述第三电极上的光阻层、以及覆盖在所述光阻层上的光间隙物，所述光间隙物包括覆盖在所述光阻层上的平面层和从所述平面层上一体地延伸为液晶层提供间隔支撑的光间隙子；所述液晶层中的液晶分子为负性液晶分子。
2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述黑矩阵直接形成于所述第二透明基底靠近所述阵列基板的表面上，所述第三电极直接形成于所述黑矩阵以及所述第二透明基底的未形成有所述黑矩阵的靠近所述阵列基板的表面上，所述光阻层直接形成于所述第三电极靠近所述阵列基板的表面上，所述光间隙物直接形成于所述光阻层靠近所述阵列基板的表面上。
3.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述光间隙物由光反应性材料通过光微影制程制成，所述平面层与所述光间隙子是在制造过程中一体地形成的。
4.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述光间隙子的数量为多个且包括第一光间隙子、第二光间隙子和第三光间隙子，所述第一光间隙子的高度大于所述第二光间隙子和所述第三光间隙子的高度。
5.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述第二电极位于所述第一电极的上方，所述第一电极相比于所述第二电极更靠近所述第一透明基底。
6.如权利要求5所述的液晶显示装置，其特征在于，所述第一电极为像素电极，所述第二电极为公共电极，所述第三电极与所述第二电极导通、或与所述第二电极导通后接地、或处于电浮接状态。
7.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述第一电极为像素电极，所述第二电极为公共电极，所述第一电极包括多个呈彼此平行排列的条形的第一像素电极部分，所述第二电极包括多个呈彼此平行排列的条形的公共电极部分，所述第一像素电极部分与所述公共电极部分呈相互交错排列且相互平行。
8.如权利要求7所述的液晶显示装置，其特征在于，所述第一电极还包括多个呈彼此平行排列的条形的第二像素电极部分，所述第一电极的第一像素电极部分和第二像素电极部分相互连接成网状结构。
9.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述第三电极为整层设置的平面电极，整面设置在所述第二透明基底靠近所述阵列基板的表面上并覆盖所述黑矩阵。
10.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述液晶显示装置进一步包括第一配向膜和第二配向膜，所述第一配向膜设置在所述阵列基板上且靠近所述液晶层，所述第二配向膜设置在所述彩膜基板上且靠近所述液晶层，所述第二配向膜覆盖在所述光间隙物的平面层和光间隙子上。
11.一种液晶显示装置的制造方法，包括如下步骤：
步骤S1：制成彩膜基板；
其中，步骤S1进一步包括如下步骤：
步骤S11：在透明基底上形成黑矩阵；
步骤S12：在透明基底和黑矩阵上形成透明导电层；
步骤S13：在透明导电层上形成红、绿、蓝三色光阻层；
步骤S14：在光阻层上涂布一层光阻剂；
步骤S15：用三色调光罩对光阻剂进行曝光工艺；
步骤S16：对曝光后的光阻剂进行显影工艺，从而在光阻层上形成光间隙物，所述光间隙物包括覆盖在所述光阻层上的平面层和从所述平面层上一体地延伸为液晶层提供间隔支撑的光间隙子；
步骤S2：制成阵列基板；以及
步骤S3：将彩膜基板与阵列基板对合粘贴制成液晶盒。
12.如权利要求11所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于，所述三色调光罩包括束流敏感层和交换层，所述交换层为有色银颗粒层，所述交换层受到光照后，金属银颗粒发生热化学反应转变成金属银离子，从而改变所述三色调光罩的透明度。
13.如权利要求11所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于，在用三色调光罩对光阻剂进行曝光的过程中，是选择不同强度的光分别照射所述三色调光罩的多个区域，将所述三色调光罩分成透明度不同的多个区域，且经过透明度不同的该多个区域，所述光阻剂上与该多个区域相对应的位置被光照射的程度也各不相同。
14.如权利要求13所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于，在对曝光后的光阻剂进行显影的过程中，所述光阻剂上与所述三色调光罩上透明度不同的该多个区域相对应的部分被溶解的程度也不相同，使所述光阻剂在显影后形成的光间隙物包括所述平面层和所述光间隙子。
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