CN1196013C - 液晶显示装置及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的一个目标是提供液晶显示装置,其中它具有一致的单元间隙和高的显示质量,并且还提供生产这种装置的方法。在液晶显示装置中,滤色片一侧基底和TFT一侧基底,通过其间分散的间隔固定装置粘合在一起,其中,在滤色片一侧基底中由黑色遮光物形成突起,而在TFT一侧基底中由树脂膜,如定位膜形成凹陷,并且液晶注入基底之间。在树脂膜,如定位膜中,在除了与突起相对的部分中,形成有图样,由此在TFT一侧基底中形成凹陷。甚至当分散的间隔固定装置放置在突起上时,形成的凹陷可以避免单元间隙被顶高。这样,甚至在基底不平的情况下,单元间隙可以保持一致。
Description
技术领域
本发明涉及液晶显示装置,并且还涉及生产这种液晶显示器的方法。
背景技术
液晶显示装置具有一对彼此相对的基底。通过间隔固定装置使单元间隙保持为常数值,并且液晶注入基底之间。图7是剖视图,画出了现有技术的液晶显示装置220的结构。液晶显示装置220具有滤色片一侧基底225,和TFT(Thin film Transistor,即薄膜晶体管)一侧基底226。
在滤色片一侧基底225中,滤色片202、黑色遮光物204、未画出的相反电极,及等同物安排在透明基底208上,透明基底208由玻璃或等同物制成,并且其表面覆盖有定位膜215。在TFT一侧基底226中,液晶驱动元件如TFT元件、接线部分203、绝缘膜207、未画出的像素电极及等同物安排在透明基底209上,并且其表面覆盖有定位膜216。
液晶显示装置220以后面的方式生产。例如,滤色片一侧基底225和TFT一侧基底226,通过分散的间隔固定装置201和液晶封装材料214粘合在一起,形成中空的单元,其中分散的间隔固定装置210用来保持单元间隙,并且在液晶封装材料中混合有间隔固定装置213,间隔固定装置213用于保持液晶显示装置220周边的单元间隙。液晶217注入所述中空的单元中。然后注入部分被封装剂封装,封装剂可以是树脂。
单元间隙是指,在像素区的滤色片一侧基底225和TFT一侧基底226之间的间隙G,在像素区中,像素电极与相反电极相对,并且单元间隙主要依据分散的间隔固定装置201的直径、封装材料214中的间隔固定装置213的直径、和液晶217的注入和封装条件决定。单元间隙的一致性与液晶显示装置220的显示质量密切相关。当单元间隙的一致性低时,会有问题产生,如显示屏幕上产生显示不均匀,包括亮度不均匀或颜色不均匀。
在液晶显示装置220的矩形显示区240中,大量的像素与滤色片202相应于像素形成,在像素中,各自的像素电极与相反电极相对。在显示区中,为了避免光从临近的像素中泄漏,黑色遮光物204根据需要形成类似格子的形状,伸出整个显示区240,黑色遮光物包围像素的滤色片202。在包围显示区的图像框区241,形成有框状的黑色遮光物210。
黑色遮光物204和210有树脂制成,形成的方式与滤色片202一样。这样,为了得到足够的遮光性能,黑色遮光物必须形成得厚。结果,黑色遮光物204和210的薄膜厚度比滤色片202厚。结果,在滤色片一侧基底225上,定位膜215的表面上形成有突起205和212。
在液晶显示装置220中,突起205和212由黑色遮光物204和210,在滤色片一侧基底225的表面形成,它与液晶217相对。例如,由接线部分203、液晶驱动元件及等同物产生的突起,有时可以形成在TFT一侧基底226的表面上,使基底225和226的表面上形成有突起和凹陷部分,其中表面与液晶相对。
图7画出了形成一致的单元间隙的情况,当分散的间隔固定装置201不位于突起205和212上时,形成一致的单元间隙,其中突起205和212由黑色遮光物204和210形成。但是,因为分散的间隔固定装置随机地放置在滤色片一侧基底225或TFT一侧基底226上,因而分散的间隔固定装置201不受限制地放置。
图8是剖视图,示意地画出了分散的间隔固定装置206,放置在显示区的突起205上的情况。由于分散的间隔固定装置206放置在突起205上,其中突起205由滤光片一侧基底225上的黑色遮光物204形成,由放置在突起205上的分散的间隔固定装置206确定的单元间隙,与放置在平坦部分的其它分散间隔固定装置201所确定的单元间隙相比,在间隙的尺寸与突起205的高度相同的情况下,这个单元间隙更大。基底间隙的差异导致了不均匀的单元间隙,由此,在显示屏幕上产生显示不均匀性,如亮度不均匀或颜色不均匀。
图9是剖视图,示意地画出了分散的间隔固定装置211,放置在图像框区241的突起212上的情况。在显示区240中,除了液晶驱动元件和接线部分203的多数区域,由透明的薄膜形成,像素电极的光可以穿过薄膜。相反,在包围显示区240的图像框区241,形成有框状的黑色遮光物,来避免光从区域中泄漏。以这种方式,在薄膜结构上,显示区240与图像框区241彼此不同。
黑色遮光物210的薄膜厚度比滤色片202更厚。这使显示区240和图像框区241之间形成阶梯,并且在图像框区241中,使突起212形成在滤色片一侧基底225的定位膜215的表面。这样,由放置在图像框区的突起212上的分散的间隔固定装置211确定的单元间隙,比封装材料214中的间隔固定装置213确定的单元间隙更大,并且在显示区的周边,分散的间隔固定装置211顶高单元间隙。结果,形成不均匀的单元间隙,并且在分散的间隔固定装置211附近的显示屏幕中,产生显示不均匀性,如亮度不均匀和颜色不均匀。
在用于生产液晶显示装置的间隔固定装置的一些传统技术中,周边部分的单元间隙,通过改变封装材料214中间隔固定装置213的直径来调整。然而,在这种情况下,即例如由于图像框区241中的黑色遮光物210,分散的间隔固定装置211放置在突起212上的情况下,与图9所示的封装材料214中的间隔固定装置213相比,分散的间隔固定装置更内在地影响单元间隙的值。甚至这样,当改变封装材料214中的间隔固定装置213的直径时,由分散的间隔固定装置211产生的单元间隙也不能被避免,其中分散的间隔固定装置211放置在图像框区241中。
相反,在另一种传统技术中,想要通过减小形成突起的薄膜的厚度,如黑色遮光物的厚度,来克服不均匀的单元间隙的问题。但是,这样的技术具有问题,由于技术原因,如生产形成突起的薄膜的方法,或由于显示质量的原因,如在减小薄膜的厚度的情况下,不能得到足够的遮光性能,这样,形成凸起的薄膜的厚度不能减小。
在进一步的传统技术中,采用了一种方法,其中液态聚丙烯树脂或等同物,通过旋转覆膜方法应用于基底上,并加热应用的薄膜来覆盖突起,由此增强基底的平面度。但是,传统技术的方法具有这样的问题,即必须附加执行覆膜过程。
在另一个进一步的传统技术中,这项技术由日本未审查专利申请JP-A 7-92477(1995)发布,两部分之间的单元间隙通过形成虚拟ITO(Indium-Tin Oxide,铟锡氧化物)膜来去除,其中在第一部分形成有ITO膜,作为透明电极,而在第二部分不形成ITO膜。然而,在这种方法中,ITO膜可以形成的部分,和ITO膜的厚度受到限制,这样,不能改进单元间隙的不均匀性,单元间隙由黑色遮光物及等同物形成的小突起产生。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种高显示质量的液晶显示装置,它具有一致的单元间隙,并且还提供生产这种装置的方法。
本发明提供的方法用于生产液晶显示装置,其中间隔固定装置和液晶介入一对基底之间,本方法包括以下步骤:在一个基底面对液晶的表面上形成突起;并且在另一个基底上,在面对液晶的区域中形成凹陷,这个区域与突起相对。
根据本发明,在突起形成在一个基底中的情况下,凹陷形成在另一个基底的区域中,这个区域与基底相对,由此避免单元间隙被间隔固定装置顶高,其中间隔固定装置放置在突起上。甚至当基底不平时,单元间隙可以一致化。这样,在液晶显示装置中,由于单元间隙不均匀而导致的显示质量的退化,可以被避免,由此提高显示质量。
当凹陷形成在薄膜中时,其中薄膜组成另一个基底,不需要增加过程,如覆膜过程,在另一个基底的表面形成附加膜,并且生产成本不会增加。
甚至由于技术原因或显示质量的原因,形成凸起的一个薄膜和组成基底的另一个薄膜不能够减薄的情况下,这样,通过在另一个基底形成凹陷,可以使单元间隙一致化。
进一步,在本发明中,突起最好是黑色遮光物形成的突起。
根据本发明,突起由黑色遮光物形成在一个基底中,黑色遮光物做得比滤色片厚,来得到遮光性能,并且凹陷形成在另一个基底的部分中,与突起相对。这样,放置在突起上的间隔固定装置进入凹陷,因而避免间隔固定装置顶高单元间隙。由此,甚至当基底不平时,单元间隙可以一致化。
根据本发明,在凹陷形成在一个基底的情况下,突起形成在另一个基底的液晶层一侧的部分中,这个部分与基底相对,由此单元间隙可以一致化。这样,在液晶显示装置中,由于单元间隙不均匀,而导致的显示质量的退化可以被避免,由此提高显示质量。
当突起形成在薄膜中时,其中薄膜组成另一个基底,不需要增加过程,如覆膜过程,在另一个基底的面对液晶表面形成附加膜,并且生产成本不会增加。
本发明提供的方法用于生产液晶显示装置,其中间隔固定装置和液晶介入一对基底之间,本方法包括以下步骤:在一个基底面对液晶的表面上形成凹陷;并且填充所述凹陷。
根据本发明,在凹陷形成在一个基底的情况下,一个基底面对液晶的表面被调整并使之平坦,来填充凹陷,由此单元间隙可以一致化。这样,在液晶显示装置中,由于单元间隙不均匀而导致的显示质量的退化,可以被避免发生,由此提高显示质量。
当通过组成一个基底的薄膜而使凹陷平坦时,不需要增加过程,如覆膜过程,在另一个基底的面对液晶表面上形成附加膜,并且生产成本不会增加。
本发明提供的液晶显示装置包括:一对基底;间隔固定装置;和液晶,所述间隔固定装置和液晶介入一对基底之间,其中突起形成在一个基底面对液晶的表面中,并且凹陷形成在另一个基底面对液晶的区域中,这个区域与突起相对。
根据本发明,在突起形成在一个基底的情况下,凹陷形成在另一个基底的区域中,这个区域与所述突起相对,甚至当各自的基底不平时,使单元间隙可以一致化。这样,在本发明的液晶显示装置中,可以避免发生显示不均匀,如亮度不均匀或颜色不均匀,由此提高显示质量。
进一步,在本发明中,突起最好是黑色遮光物形成的突起。
根据本发明,突起由黑色遮光物形成在一个基底中,黑色遮光物做得比滤色片厚,来得到遮光性能,并且凹陷形成在另一个基底的部分中,这个部分与突起相对。这样,放置在突起上的间隔固定装置进入凹陷,从而避免间隔固定装置顶高单元间隙。由此,甚至当基底不平时,单元间隙可以一致化。
本发明提供的液晶显示装置包括一对基底;间隔固定装置;和液晶,所述间隔固定装置和液晶介入一对基底之间,其中凹陷形成在一个基底的面对液晶表面中,并且凹陷被填充。
根据本发明,在凹陷形成在一个基底中的情况下,一个基底面对液晶的表面被调整并使之平坦,来填充凹陷,由此单元间隙可以一致化。这样,在液晶显示装置中,由于单元间隙不均匀而导致的显示质量的退化,可以被避免发生,由此提高显示质量。
本发明提供的液晶显示装置包括:一对基底;间隔固定装置;和液晶,间隔固定装置和液晶介入一对基底之间,其中,具有高度H和宽度W1的突起,形成在一个基底面对液晶层的表面中,具有深度D和宽度W2的凹陷,形成在另一个基底面对液晶层表面的区域中,这个区域与突起相对,并且在突起的高度H比凹陷的深度D小的情况下,选择突起的宽度W1和凹陷的宽度W2,使宽度W1比凹陷的宽度W2大;所述突起最好是黑色遮光物形成的突起。
根据本发明,在液晶显示装置中,一个基底和另一个基底由间隔固定装置彼此分开一定的间隙,并且粘合在一起,使之通过液晶彼此相对。在这个结构中,形成在一个基底的面对液晶表面上的突起,和形成在另一个基底的面对液晶表面中的凹陷,避免彼此相对。例如,突起是黑色遮光物,并且凹陷是接触孔,接触孔通过照相平板印刷技术或等同物,形成在绝缘层中。在本发明的液晶显示装置中,设置突起和凹陷,当突起的高度H比凹陷的深度D小时,使突起的宽度W1比凹陷的宽度W2大,由此使单元间隙可以一致化。也就是,在多个间隔固定装置放置在突起上的情况下,突起的宽度W1做得比凹陷的宽度W2大,由此促使突起上的间隔固定装置位于凹陷中,和除了凹陷以外的区域中。在放置在突起上的间隔固定装置之中,位于凹陷中的间隔固定装置不具有限制单元间隙的功能,但位于凹陷以外的区域中的间隔固定装置限制单元间隙。这样,通过突起获得顶高间隔固定装置的效果,并且单元间隙避免由于凹陷而过度减薄。结果,在液晶显示装置中,避免发生亮度不均匀。
根据本发明,突起由黑色遮光物形成在一个基底中,黑色遮光物做得比滤色片厚,来得到遮光性能,并且凹陷形成在另一个基底的部分中,这个部分与突起相对。这样,放置在突起上的间隔固定装置进入凹陷,从而避免间隔固定装置顶高单元间隙。甚至当基底不平时,单元间隙可以一致化。
进一步,在本发明中,突起和凹陷最好形成在图像框区中,图像框区位于液晶显示装置的显示区周边。
根据本发明,例如当放置在图像框区中的黑色遮光物的膜厚度,比放置在显示区的滤色片的厚度大时,其中图像框区位于液晶显示装置的显示区周边,一个基底的面对液晶表面的平面度降低。同样在图像框区中,如上所述选择突起与凹陷之间的关系,由此单元间隙避免由于凹陷而过度减薄,使单元间隙可以一致化。结果,在液晶显示装置中,避免发生亮度不均匀。
进一步,在本发明中,突起和凹陷最好形成在图像框区中,并且与显示区分离。
根据本发明,突起和凹陷形成在图像框区中,并且与显示区分离,即形成在液晶封装材料附近。在放置在突起上的间隔固定装置之中,在封装材料附近位于凹陷中的间隔固定装置,不具有限制单元间隙的功能,但那些位于凹陷以外的区域,并与封装材料分离的间隔固定装置,限制单元间隙。这样,避免单元间隙由于凹陷过度减薄,使单元间隙可以一致化。结果,在液晶显示装置中,避免发生亮度不均匀。
进一步,在本发明中,突起和凹陷最好形成在图像框区中,并且靠近显示区附近。
根据本发明,突起和凹陷形成在图像框区中,并且靠近显示区附近。在放置在突起上的间隔固定装置之中,位于显示区附近的凹陷中的间隔固定装置,不具有限制单元间隙的功能,但那些位于凹陷以外的区域,并与显示区分离的间隔固定装置,限制单元间隙。这样,避免单元间隙由于凹陷而过度减薄,使单元间隙可以一致化。结果,在液晶显示装置中,避免发生亮度不均匀。
而且,在本发明中,第二凹陷最好进一步形成另一个基底的凹陷周边。
根据本发明,第二凹陷放置在凹陷的周边,这个凹陷是例如接触孔。在作为凹陷的接触孔部分中,由于间隔固定装置而导致的限制不应用在单元间隙中,这样,减小了局部单元间隙的一致性,而产生显示不均匀。相反,在本发明中,另一个凹陷放置在接触孔的周边,其中接触孔作为凹陷,并且,这样避免局部地降低单元间隙的一致性,由此可以避免亮度不均匀。
从后面参考附图进行的具体描述中,本发明的其它和进一步的目标、特点和优点变得更为清楚。
附图说明
图1是断面图,画出了本发明的实施例中,液晶显示装置23的显示区的结构;
图2是断面图,画出了本发明的实施例中,液晶显示装置23的图像框区的结构;
图3是剖视图,画出了本发明另一个实施例的液晶显示装置121a;
图4是剖视图,画出了本发明进一步的实施例的液晶显示装置121b;
图5是平面视图,画出了本发明更进一步的实施例中,具有第二凹陷137的液晶显示装置121c;
图6是平面视图,画出了不具有第二凹陷137的液晶显示装置141;
图7是剖视图,画出了现有技术的液晶显示装置220的结构;
图8是断面图,画出了分散的间隔固定装置206放置在显示区240的突起205上的情况;并且
图9是断面图,画出了分散的间隔固定装置211放置在图像框区241的突起212上的情况。
具体实施方式
现在参考附图,在下面描述本发明的优选实施例。
液晶显示装置具有一对彼此相对的基底。单元间隙通过间隔固定装置保持为常数值,并且液晶被封装在基底之间。
基底之一是滤色片一侧基底,其中滤色片、黑色遮光物、相反电极及等同物安排在透光基底上,透光基底由玻璃或等同物制成,并且表面覆盖有定位膜。另一个基底是TFT一侧基底,其中液晶驱动元件如TFT元件、接线部分、绝缘膜、像素电极及等同物安排在透光基底上,并且表面覆盖有定位膜。
多数液晶显示装置以后面的方式生产。滤色片一侧基底和TFT一侧基底,通过间隔固定装置和液晶封装材料粘合在一起,形成中空的单元,其中间隔固定装置用于保持单元间隔,并且在液晶封装材料中混合有间隔固定装置,其中间隔固定装置用于确定显示区周边的单元间隔。液晶注入中空的单元中。然后,注入部分由树脂或等同物的封装剂封装。
单元间隙是指在像素区中,滤色片一侧基底和TFT一侧基底之间的距离,其中像素电极与相反电极相对,并且单元间隙主要依靠分散间隔固定装置的直径、封装材料中的间隔固定装置、和液晶的注入及封装条件而决定。单元间隙的一致性与液晶显示装置的显示质量密切相关。当单元间隙的一致性低时,显示屏幕中产生显示不均匀,如亮度不均匀和颜色不均匀。
图1是断面图,画出了本发明的实施例中,液晶显示装置23的显示区的结构。液晶显示装置23具有滤色片一侧基底25和TFT一侧基底26。
在滤色片一侧基底25中,滤色片2、黑色遮光物4、未画出的相反电极及等同物安排在透光基底上,透光基底由玻璃或等同物制成,并且表面覆盖有定位膜,定位膜未画出。在TFT一侧基底26中,液晶驱动元件如TFT元件、接线部分、绝缘膜、未画出的像素电极及等同物安排在透光基底上,并且表面覆盖有树脂膜16,如定位膜(此后,树脂膜被称为定位膜)。
在液晶显示装置23中,相反电极与像素电极相对的区域是像素区,它直接与显示相关。在矩形显示区中,大量像素垂直地且水平地安排,并且滤色片2相应于各自的像素放置。在显示区50中,为了避免光泄漏到附近的各自像素中,在格子形状当中,根据需要形成有黑色遮光物4,黑色遮光物4包围各自像素的滤色片2,其中格子形状伸出滤色片一侧基底25的整个显示区50。
黑色遮光物4由树脂制成,制成方式与滤色片2一样。这样,为了得到足够遮光性能,黑色遮光物的膜厚度必须形成得厚。结果,黑色遮光物4的膜厚度比附近的滤色片2厚。这样,突起5形成在滤色片一侧基底25的表面中,与液晶17相对。
在液晶显示装置23中,由黑色遮光物4产生的突起5,形成在滤色片一侧基底25的表面上。而且,由接线部分和液晶驱动元件产生的突起,有时可以形成在TFT一侧基底26的表面上。
在液晶显示装置23中,在TFT一侧基底26的表面,除了与滤色片一侧基底25的突起5相对的部分,形成有定位膜16。结果,凹陷18形成在TFT一侧基底26的表面,它与液晶17相对。关于每个凹陷18,在基底25和26之间形成有间隙,使这个间隙与基底间隙G相等,或比基底间隙G大,基底间隙G是在突起5不存在的区域中的单元间隙。
分散的间隔固定装置1随机地放置在滤色片一侧基底25的定位膜,或TFT一侧基底26的定位膜16的表面。在传统技术生产的液晶显示装置220中,其中如图8所示,基底225和226粘接在一起形成单元,当分散的间隔固定装置206放置在突起205上时,突起205上的分散的间隔固定装置206,作为支持来增加突起周边的单元间隙,由此导致显示不均匀。
相反,在液晶显示装置23中,凹陷18形成在TFT一侧基底26的部分中,它与突起5相对,并且放置在突起5上的分散的间隔固定装置21,由此进入凹陷18,其中凹陷18形成在TFT一侧基底26中,由此防止分散的间隔固定装置21顶高单元间隙。这样,在突起5和凹陷18形成的部分中,单元间隙由其它分散的间隔固定装置1确定,分散的间隔固定装置1放置在这个部分附近,这样液晶显示装置23的单元间隙一致化。在液晶显示装置23中,甚至当基底25和26不平时,单元间隙也是一致的。不像传统技术,在突起形成其上的基底的表面,通过覆膜来使之平坦,这样,在本发明中,不需要增加覆膜过程,并且可以避免生产成本增加。
下面,将描述形成定位膜16的方法的一个例子。在基底的表面上,作为定位膜16的液晶材料通过旋转覆膜技术或等同物应用,然后干燥形成聚酰亚胺薄膜,在基底中,接线部分、液晶驱动元件、绝缘膜、像素电极及等同物,安排在透光基底上。支持树脂应用在膜的表面上,来形成支持覆膜,其中支持树脂是紫外养护的树脂。
此后,形成有预定掩模图样的遮光片,放置在支持覆膜上,其定位使遮光片遮住凹陷18形成的部分,避免它被光照射。下面执行暴露过程,使紫外线从遮光片上面的位置照射到支持覆膜上。在支持覆膜中,遮盖聚酰亚胺膜表面的部分,通过暴露养护,由此形成支持覆膜,其中聚酰亚胺膜作为定位膜16,并且在凹陷18形成的部分,其支持被去除掉。
在聚酰亚胺膜中,支持图样形成并且将要形成凹陷的部分,通过蚀刻去除掉,然后支持覆膜被去除掉。这样,形成图样的聚酰亚胺膜受到磨光处理,其中表面用布或等同物摩擦,由此形成具有图样的定位膜16。
除了定位膜16,可以选择不降低液晶显示质量的膜,作为形成凹陷18的膜,如由丙烯酸树脂制成,组成TFT一侧基底26的覆膜,或由水玻璃制成的无机绝缘覆膜。当用于形成凹陷18的膜,可以通过例如照相过程形成图样时,在照相过程中执行曝光和生长,可以通过改变遮光片的遮光图样的形状,来形成凹陷18。作为形成这些膜的方法,可以采用印刷方法来代替上述照相平板印刷技术。
图2是断面图,画出了本发明的实施例中,液晶显示装置23的图像框区51的结构。图像框区51包围液晶显示装置23的显示区50,在图像框区51中,形成框状黑色遮光物10,来避免光从区域中泄漏,框状黑色遮光物10在厚度上比滤色片2厚。这样,在面对液晶17的滤色片一侧基底25中,突起12形成在图像框区51的表面上。通过定位膜16,在TFT一侧基底26的表面形成凹陷19,这个表面与液晶17相对。关于凹陷19,在基底25和26之间形成间隙,使这个间隙与基底间隙G相等,或比基底间隙G大,基底间隙G是在突起5不存在区域的单元间隙。
如图9所示,在现有技术生产的液晶显示装置220中,当分散的间隔固定装置211放置在图像框区241的黑色遮光物210上时,因为黑色遮光物210厚,单元间隙被分散的间隔固定装置211顶高,其方式与图8所示的情况相同,其中分散的间隔固定装置206放置在显示区240的黑色遮光物204上。
在液晶显示装置中,周边单元间隙主要通过封装材料中的间隔固定装置来优化。但是,在分散的间隔固定装置211放置在突起212上的情况下,如图9所示,分散的间隔固定装置211比封装材料214中的间隔固定装置213,更主要地影响单元间隙的值。这样,图像框区241的单元间隙被分散的间隔固定装置211顶高,使图像框区241附近的单元间隙增加。这样,在现有技术生产的液晶显示装置220中,分散的间隔固定装置211也影响显示框区241附近的显示区240,并且在显示区附近产生显示不均匀。
相反,如在图2所示的液晶显示装置23中,当凹陷19形成在TFT一侧基底26的部分中的情况下,其中TFT一侧基底26的部分与突起12相对,甚至当分散的间隔固定装置22放置在突起12上时,分散的间隔固定装置22进入凹陷19,这样,分散的间隔固定装置22不顶高单元间隙。从而,周边的单元间隙由封装材料14中的间隔固定装置13的直径决定。结果,通过优化间隔固定装置13的直径,单元间隙可以一致化。
凹陷19通过形成图样的定位膜16形成,并且定位膜16通过上述照相平板技术形成图样。
除了定位膜16,可以选择不降低液晶显示质量的膜,作为形成凹陷19的膜,如由丙烯酸树脂制成,组成TFT一侧基底26的覆膜,或由水玻璃制成的无机绝缘覆膜。当用于形成凹陷19的膜,可以通过例如照相过程形成图样时,其中在照相过程中执行曝光和生长,可以通过改变遮光片的遮光图样的形状,来形成凹陷19。作为形成这些膜的方法,可以采用印刷方法来代替上述照相平板印刷技术。
如上所述,在液晶显示装置23中,甚至由于显示质量的原因,在黑色遮光物4、10的膜厚度不能减薄的情况下,甚至当基底25和26不平时,可以通过在相对的TFT一侧基底26的表面,形成凹陷18和19,来使单元间隙可以一致化,其中TFT一侧基底26面对液晶17。以这种方式,在液晶显示装置23中,甚至由于技术原因或显示质量的原因,形成突起5和12的膜的厚度不能减薄,其中技术原因如生产膜的方法,显示质量的原因如,在减小膜厚度的情况下,不能得到足够的遮光性能,这时可以通过调整基底26的表面,使单元间隙一致化,基底26的表面与突起5和12相对,并且面对液晶17。
在液晶显示装置的每个基底中,除了这样的突起,有时可以形成凹陷。可以通过在基底中形成的凹陷,部分地减小单元间隙,并且单元间隙可以不均匀地形成。
当用代替树脂的材料,制成黑色遮光物时,金属制的黑色遮光物的膜厚度比滤色片的厚度小,因为甚至在减小厚度时,金属材料也可以得到足够的遮光性能。在这样的结构中,凹陷形成在滤色片一侧的基底中。
在滤色片一侧基底中,当凹陷的宽度和深度大时,或当分散的间隔固定装置没有放置在凹陷附近时,可以部分地减小单元间隙,并且可以不均匀地形成单元间隙。为了避免这样的现象发生,可以在滤色片一侧基底上形成膜,来填充滤色片一侧基底上形成的凹陷,由此使单元间隙一致化。
作为在凹陷中形成膜的方法,可以采用这样的方法,其中新形成有树脂膜,然后通过照相平板技术形成图样。但是,这种方法使步骤增多。可选地,最初不必要在遮光区中形成的滤色膜,可以形成在黑色遮光物上,使之在形成滤色片的步骤中,改变曝光掩模的图样或等同物。在这个选择中不必要附加新过程,而可以使单元间隙一致化。
如上所述,由凹陷产生的单元间隙的一致性,可以通过在黑色遮光物上覆盖滤色片而提高,其中凹陷通过黑色遮光物形成,黑色遮光物的厚度比滤色片的厚度薄。本发明不限于此,例如,甚至在另一个基底中,在单元间隙的部分由于凹陷而过度减薄的情况下,可以通过在一个基底上形成膜来填充凹陷,使单元间隙一致化,填充的方式与上述方法相同,形成这个凹陷是为了提高单元间隙的一致性,这个单元间隙由形成在一个基底上的突起产生。在基底中形成凹陷的情况下,可以通过在相对基底的部分中形成突起,使单元间隙一致化,其中基底与凹陷相对。
图3是剖视图,画出了本发明进一步的实施例的液晶显示装置121a。液晶显示装置121a包括滤色片一侧基底151、TFT一侧基底152、间隔固定装置130及131、和液晶封装材料132。滤色片123和黑色遮光物124形成在透明基底122的一个表面上,透明基底122通过玻璃基底或等同物实现。这些元件可以被图8所示的定位膜覆盖。以这种方式构成滤色片一侧基底151。绝缘层128形成在透明基底126的一个表面上,透明基底126通过玻璃基底或等同物实现。接线部分、像素电极和TFT元件,及图8所示作为液晶驱动元件的TFT元件,形成在透明基底126的一个表面上,并且可以进一步形成绝缘层128。这些元件可以由图8所示的定位膜覆盖。以这种方式构成TFT一侧基底152。
用于使单元间隙保持一致的间隔固定装置130,分散在基底151和152上。图像框区B的端部通过液晶封装材料132粘合在一起,来形成单元,图像框区B位于基底151和152的显示区A的周边。液晶注入单元中,然后液晶注入部分被树脂封装,由此构成液晶显示装置121a。用于确定单元间隙的间隔固定装置131,与液晶封装材料132混合。这里假设间隔固定装置130和131由塑料材料制成。
在液晶显示装置121a中,除了接线部分和TFT元件,显示区A的大部分通常由像素电极构成,其中像素电极具有透光性。相反,位于显示区A周边的图像框区B,由黑色遮光物124构成,黑色遮光物具有遮光性能,由此避免光泄漏。在图像框区B中,突起133由黑色遮光物124形成。如上所述,显示区A和图像框区B在结构上彼此不同,并且在厚度上也是如此。这样,区域A和B的附近形成阶梯,并且单元间隙的一致性急剧降低。
在液晶显示装置121a中,为了避免形成这样的阶梯,凹陷134相应于突起133放置。例如,凹陷134是接触孔,它通过照相平板技术或等同物形成在绝缘层128中。可选地,可以选择不降低显示性能的膜,如聚酰亚胺或等同物制成的定位膜,由丙烯酸树脂、有机树脂或等同物制成的覆膜,由水玻璃或等同物制成的无机绝缘覆膜,并且凹陷可以通过例如照相平板技术或胶印技术形成。
特别地,在液晶一侧,突起133形成在滤色片一侧基底151的表面上,并且具有高度H和宽度W1。在液晶一侧,凹陷134形成在TFT一侧基底152的表面上,使之与突起133相对,并且具有深度D和宽度W2。特别地,在本发明的液晶显示装置中121a中,当突起133的高度H比凹陷134的深度D小时,最好选择突起133的宽度W1,使之比凹陷134的宽度W2大。换句话说,当突起133的高度H比凹陷134的深度D小时,选择突起133的面积,使之比凹陷134的面积大。根据这个结构,在放置在突起133上的间隔固定装置130之中,位于凹陷134以外区域中的间隔固定装置,限制单元间隙。这样,保持突起133顶高间隔固定装置130的效果,并且单元间隙被避免过度减薄。结果,在液晶显示装置121a中,避免发生亮度不均匀。
这样的突起133和凹陷134,不仅可以放置在显示区A,而且可以放置在图像框区B。当放置在图像框区B中的黑色遮光物124,在厚度上比放置在显示区A的滤色片123厚时,放置在图像框区B的间隔固定装置130作为支点,在显示区A与图像框区B之间的界线附近增加阶梯差异,使一致性降低。这时,通过相应于突起133放置凹陷134,使突起与凹陷彼此抵消。
在突起133,即黑色遮光物124具有大面积的情况下,当形成的凹陷134的深度D,大于突起133的高度H时,单元间隙被过度减薄。在本发明中,突起133和凹陷134以上述关系放置。在这种情况下,当几个间隔固定装置130放置在突起133上时,突起133上的间隔固定装置位于凹陷134中,并且位于除了凹陷以外的区域中。在放置在突起133上的间隔固定装置之中,位于凹陷134中的间隔固定装置130不限制单元间隙,但是,位于凹陷134以外区域中的间隔固定装置130限制单元间隙。这样,得到该处的突起133顶高间隔固定装置130的效果,并且单元间隙被避免过度减薄。结果,在液晶显示装置121a中,避免亮度不均匀发生。
特别地,如图3所示,突起133和凹陷134形成在图像框区B的区域中,并且与显示区A分离,即在液晶封装材料132附近。在这种情况下,在放置在突起133上的间隔固定装置130之中,在封装材料132附近,位于凹陷134中的间隔固定装置130不限制单元间隙,但是位于凹陷134以外的区域,并且与封装材料132分离的间隔固定装置130,限制单元间隙。这样,避免凹陷134过度减薄单元间隙,使单元间隙可以一致化。结果,在液晶显示装置121a中,避免亮度不均匀发生。
在这种情况下,相比于图9所示的传统技术生产的液晶显示装置220,这个单元间隙可以做得比较小。
图4是剖视图,画出了本发明进一步实施例的液晶显示装置121b。液晶显示装置121b的构成方式,与液晶显示装置121a的构成方式相同,除了突起133和凹陷134的形成位置不同于上述实施例中的情况。相同元件由相同参考数字指示,并且其描述被省略。
特别地,如图4所示,突起133和凹陷134形成在图像框区B的区域中,并且靠近显示区A。在这种情况下,在放置在突起133上的间隔固定装置130之中,在显示区A附近,位于凹陷134中的间隔固定装置130不限制单元间隙,但是位于凹陷134以外的区域,并且与显示区A分离的间隔固定装置130,限制单元间隙。这样,单元间隙被避免过度减薄,使单元间隙可以一致化。结果,在液晶显示装置121b中,避免亮度不均匀发生。
在这种情况下,相比于图9所示的传统技术生产的液晶显示装置220,这个单元间隙可以做得比较小。
进一步,限制单元间隙的间隔固定装置130位于外侧区域,并且与图3所示间隔固定装置130的情况相比较,它与显示区A进一步分离,这样对显示区A产生较小的影响。假设凹陷134的宽度在液晶显示装置121a和121b中是一致的,那么,与图3所示的液晶显示装置121a相比,液晶显示装置121b的单元间隙可以做得更小。
图5是平面视图,画出了本发明更进一步实施例的液晶显示装置121c。液晶显示装置121c的构造方式与液晶显示装置121a和121b的相同,除了作为凹陷的接触孔135形成在图像框区B,并且第二凹陷137形成在接触孔周边。相同元件由相同参考数字指示,并且其描述被省略。
通常,用于将滤色片一侧基底151的普通电极,传输到TFT一侧基底152的普通传输部分138,形成在液晶显示装置121c图形框区B。在普通传输部分138,作为凹陷的接触孔135,形成在TFT一侧基底152的绝缘层128中,并且传输介质136放置在接触孔135中,传输介质136通过碳或等同物实现。在液晶显示装置121c中,第二凹陷137形成在TFT一侧基底152的接触孔135的周边。
图6是液晶显示装置141的平面视图,它不具有第二凹陷137,并且图6用于说明液晶显示装置121c的特点。在作为凹陷的接触孔135中,由间隔固定装置130和131产生的单元间隙不受到限制,这样,单元间隙小的区域在图像框区B中内在地形成。根据传输介质136材料的质量,传输介质136本身可以使区域内在地形成,在这个区域中,单元间隙小。这样,如图6所示的显示不均匀C产生在显示区A中。
相反,在本发明的液晶显示装置121c中,第二凹陷137形成在接触孔135的周边,接触孔135作为凹陷,这样在图像框区B中,单元间隙小的区域内在地形成。这样,如图6所示的显示不均匀C可以避免发生。
第二凹陷137最好形成在接触孔135的周边,接触孔135作为凹陷,对混入液晶封装材料132的间隔固定装置131,优化其直径。根据这个结构,单元间隙的一致性可以进一步增强,并且在图像框区B附近,由显示区A的端部与中心部分之间的单元间隙的差异,产生的显示不均匀可以避免发生。
如上所述,在本实施例的液晶显示装置121a到121c中,单元间隙的一致性改善,并且显示质量提高。凹陷134用于改善单元间隙的一致性,可以只通过改变光刻掩模来形成凹陷134,在实现改进的同时,不增加生产成本。甚至当基底151和152表面的平面度低时,也可以保持单元间隙的一致性。这样,基本上不需要覆膜层来保持平面度。而且,通过调整凹陷134的面积或形成位置,可以进一步优化单元间隙。
为了使单元间隙一致化,用于形成凹陷134、优化凹陷134的面积并且优化凹陷134的位置,可以采用任何一种技术,来选择合适的膜厚度,并且可以自由地选择最简单的技术。甚至对基底151和152之一不可能进行处理时,可以对基底152和151的另一个进行处理。
在滤色片一侧基底151具有树脂制成的黑色遮光物124的情况下,如果黑色遮光物的透光性较低,必须增加黑色遮光物124的厚度来显示黑色的效果。在这种情况下,由树脂制成的黑色遮光物124的厚度,比滤色片123的厚度大,并且滤色片一侧基底151表面的平面度不相同,导致不能得到一致的单元间隙。甚至在这样的情况下,通过在TFT一侧基底152中形成凹陷134,可以使单元间隙保持一致,TFT一侧基底152与滤色片一侧基底151相对。
进一步,还关于内在的显示不均匀,可以通过在凹陷附近形成第二凹陷137,抑制这样的内在显示不均匀,其中显示不均匀由接触孔135形成的凹陷产生,接触孔135由任何原因形成,如普通传输部分。
本发明可以实施于其它特定的形式,而未脱离其思想和必要特点。这样,本发明实施例的所有方面被认为是说明性的而非限定性的,本发明的保护范围由所附权利要求书指定,而不由前面的说明书指定,并且,在权利要求书及其等同物的意义和范围内,所有改变将因此包括其中。
Claims (11)
1.一种用于生产液晶显示装置的方法,其中间隔固定装置和液晶介入一对基底之间,本方法包括以下步骤:
在一个基底面对液晶的表面上形成突起;并且
在另一个基底上,在面对液晶的区域中形成凹陷,这个区域与上述突起相对。
2.根据权利要求1的用于生产液晶显示装置的方法,其中突起是黑色遮光物形成的突起。
3.一种用于生产液晶显示装置的方法,其中间隔固定装置和液晶介入一对基底之间,本方法包括以下步骤:
在一个基底面对液晶的表面上形成凹陷;并且
填充上述凹陷。
4.一种液晶显示装置,包括:
一对基底;
间隔固定装置;和
液晶,
上述间隔固定装置和液晶介入上述一对基底之间,
其中突起形成在一个基底面对液晶的表面中,并且凹陷形成在另一个基底面对液晶的区域中,上述区域与上述突起相对。
5.根据权利要求4的液晶显示装置,其中上述突起是黑色遮光物形成的突起。
6.一种液晶显示装置,包括:
一对基底;
间隔固定装置;和
液晶,
上述间隔固定装置和液晶介入上述一对基底之间,
其中凹陷形成在一个基底的面对液晶表面中,并且上述凹陷被填充。
7.一种液晶显示装置,包括:
一对基底;
间隔固定装置;和
液晶,
上述间隔固定装置和液晶介入上述一对基底之间,
其中,具有高度H和宽度W1的上述突起,形成在上述一个基底面对液晶层的表面中,
具有深度D和宽度W2的上述凹陷,形成在上述另一个基底的面对液晶层表面的区域中,这个区域与上述突起相对,并且
在上述突起的高度H比上述凹陷的深度D小的情况下,选择上述突起的宽度W1和上述凹陷的宽度W2,使上述宽度W1比上述凹陷的宽度W2大,其中上述突起是黑色遮光物形成的突起。
8.根据权利要求7的液晶显示装置,其中上述突起和凹陷形成在图像框区中,上述图像框区位于上述液晶显示装置的显示区周边。
9.根据权利要求8的液晶显示装置,其中上述突起和凹陷形成在图像框区中,并且与显示区分离。
10.根据权利要求8的液晶显示装置,其中上述突起和凹陷形成在图像框区中,并且靠近显示区。
11.根据权利要求8的液晶显示装置,其中第二凹陷进一步形成上述另一个基底的凹陷周边。
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