CN1538210A - 液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明关于一种液晶显示装置。该液晶显示装置包括一第一基层、一液晶层、一黑色矩阵、一墙体和一第二基层，其中，该第一基层、黑色矩阵、墙体和第二基层依序设置，该墙体设置于该黑色矩阵所在区域。

Description

液晶显示装置

【技术领域】

本发明涉及一种采用黑色矩阵的液晶显示装置。

【背景技术】

液晶显示器是一种被动式显示装置，为达到彩色显示的效果，需要为其提供一彩色滤光片，其作用是为液晶显示器提供彩色，配合TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)阵列和液晶等其它组件而显示不同的彩色影像。

请参阅图1，是一种现有技术液晶显示装置示意图。该液晶显示装置20包括第一基层24和第二基层27，其间填充一液晶层25。第二基层27底面具一TFT阵列26。第一基层24和其上的着色层22、黑色矩阵23和ITO(Indium Tin Oxide，氧化铟锡)层21共同构成彩色滤光片(未标示)。该黑色矩阵23在该第一基层24上呈行列状分布而形成许多格子，其行和列交叉处具有间隔体28，该间隔体28一般是由透明材料制成，其用以支撑该第一基层24和第二基层27。该着色层22具红(R)、蓝(B)、绿(G)三种着色单元，重复规则排列该三种着色单元在该第一基层24上以分别透过红、蓝、绿三原色光，并阻挡其它波长的光透过。该黑色矩阵23设置于该三种着色单元之间，其作用是遮断三种着色单元间的光线，防止光线泄漏且阻止着色材料混合，而ITO层21则和TFT阵列26配合控制该着色层22各着色单元的光线透过多寡以显示不同的颜色。

该黑色矩阵23一般由铬及其化合物或黑色树脂组成，其光学特性取决于其OD(Optical Density，光学密度)值和反射率。OD表示黑色矩阵的遮光能力，而反射率则指黑色矩阵两面的光线反射率。当黑色矩阵应用于液晶显示器时，邻近液晶显示屏一侧的黑色矩阵表面和与其相对的另一表面会分别受到外界光和液晶显示器背光的照射，如果反射率过高则会造成反射光过多而产生光线干扰问题。

黑色矩阵的OD值越高且反射率越低，其应用于液晶显示器时则可使该液晶显示器显示对比度高，图像清晰，反之则显示效果差。由黑色树脂材料组成的黑色矩阵反射率低，但是OD值不高，由铬及其化合物组成的黑色矩阵OD值高，但是反射率过高。

一种采用由铬及其化合物组成的黑色矩阵的彩色滤光片揭露于2001年9月4日公告的美国专利第6,285,424号。请参阅图2，该彩色滤光片1包括一透明玻璃基板2、一黑色矩阵9、一保护层6和一透明电极层7，另外，该彩色滤光片1表面还设置一偏光片8。该黑色矩阵9包括一第一抗反射膜3、一第二抗反射膜4和一遮光层5，上述元件依次设置于该透明玻璃基板2上。

该第一抗反射膜3和该第二抗反射膜4采用不同的金属化合物作材料，如第一抗反射膜3采用氧化锌，则第二抗反射膜4采用氧化铬。该遮光层5由铬、钼、钨、镍或锗组成，其不同于该第一抗反射膜3和该第二抗反射膜4所采用的金属，该第一抗反射膜3和第二抗反射膜4的厚度最好为20～60nm，该遮光层5的厚度最好为50～150nm。

该专利技术是利用第一抗反射膜3、第二抗反射膜4和遮光层5各表面的反射光干涉相消原理降低反射率，可以有效降低自液晶显示屏一侧进入、通过透明玻璃基板2的光线反射率，但是，由于该彩色滤光片1的遮光层5由铬等金属组成，其对光线反射率过高，当该彩色滤光片1应用于液晶显示器时，遮光层5会反射过多的背光而产生干扰现象，使得该液晶显示器的显示效果受到影响。

【发明内容】

为了克服现有技术液晶显示装置内黑色矩阵对背光反射率过高的缺陷，本发明提供一种对背光反射率低的液晶显示装置。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：提供一液晶显示装置，其包括一第一基层、一液晶层、一黑色矩阵和一第二基层，其中，该第一基层、黑色矩阵、液晶层和第二基层依序设置。该液晶显示装置进一步包括一墙体，该墙体设置于该黑色矩阵所在区域，位于该黑色矩阵和第二基层之间。

另外，该液晶显示装置还包括一间隔体，该墙体和该间隔体均采用树脂材料。

和现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明液晶显示装置内黑色矩阵一侧具有一墙体，该墙体可遮挡一部分光线，因而可使该黑色矩阵OD值提高。

另外，由于该墙体采用树脂材料，所以可减少采用铬等金属材料的黑色矩阵区域的反射光，可有效降低背光反射，因此本发明液晶显示装置的显示对比度较高，而且，该树脂墙体是在制作该间隔体时残留而成，不需增加成本而且制作方便。

【附图说明】

图1是现有技术液晶显示装置示意图。

图2是现有技术彩色滤光片示意图。

图3是本发明液晶显示装置第一实施方式的立体分解图。

图4是图3沿IV-IV方向的剖视图。

图5是图3沿V-V方向的剖视图。

图6是本发明液晶显示装置第二实施方式的立体分解图。

图7是图6沿VII-VII方向的剖视图。

图8是图6沿VIII-VIII方向的剖视图。

【具体实施方式】

请一起参阅图3和图4，分别是本发明液晶显示装置第一实施方式的立体分解图和图3沿IV-IV方向的剖视图。该液晶显示装置30包括第一基层34和第二基层37，其间填充一液晶层35，第二基层37底面具一TFT阵列36。第一基层34和其上的着色层32、黑色矩阵33和ITO层31共同构成彩色滤光片(未标示)。该黑色矩阵33包括一抗反射层332和一遮光层333，该黑色矩阵33的抗反射层332和遮光层333依次设置于该第一基层34上，其中，该抗反射层332包含第一膜层3321和第二膜层3322依次设置于该第一基层34上，该第二膜层3322的折射率小于该第一膜层3321的折射率。该第二膜层3322主要由氧化铬(CrO_X，X＝1，2，3......)材料制成，其厚度为20～60nm；该第一膜层3321主要由氮化铬(CrN_Y，Y＝1，2，3......)材料制成，其厚度为20～100nm。该遮光层333至少包括一铬、钼、钨或镍金属，其折射率较该第一膜层3321低。

该黑色矩阵33在该第一基层34上呈行列状分布而形成许多格子，其内重复填充着色层32的着色单元(R，G，B)，使其和黑色矩阵33在该第一基层34上交替设置。该黑色矩阵33和该着色层32表面覆盖一厚度均匀的ITO层31，因该黑色矩阵33厚度较该着色层32薄，因此，该黑色矩阵33所在区域的ITO表面形成一对应的行列状凹槽(未标示)。该黑色矩阵33行和列交叉处的ITO层31上具间隔体38支撑该第一基层34和第二基层37，使该液晶层35的厚度平均，而且使该液晶显示装置30不会受到外力挤压而塌陷。该间隔体38可设置于某些黑色矩阵33行和列交叉处，而其它黑色矩阵33行和列交叉处则无间隔体38设置。该间隔体38为柱状体，是由感光性黑色树脂制成，其一端连接ITO层31，另一端连接TFT阵列36。

请一起参阅图5，该黑色矩阵33所在区域的行列状凹槽处的ITO层31上覆盖一墙体39，而且该处墙体39和ITO层31其它区域齐平。该墙体39高度较该间隔体38高度低，其材料为感光性染色树脂，如黑色树脂。由于树脂材料的光反射率低，因此该墙体39可降低该黑色矩阵33一侧背光的反射，同时由于该墙体可吸收一部分入射到该黑色矩阵33的光线，因此可加强该黑色矩阵33区域的遮光能力，进而提高该液晶显示装置30的对比度。

该墙体39是制作该间隔体38时残留而成。因为在制作间隔体38时是先于ITO层31上旋转覆盖一感光树脂，再利用一掩膜曝光，并去除不需要的树脂而得到间隔体38，所以可以对黑色矩阵33上方的树脂作不充分曝光，则可得到墙体39，并且控制曝光程度的差异则可得到不同高度的墙体39。

请一起参阅图6和图7，分别是本发明液晶显示装置第二实施方式的立体分解图和图6沿VII-VII方向的剖视图。该液晶显示装置40包括第一基层44和第二基层47，其间填充一液晶层45，第二基层47底面具一TFT阵列46。第一基层44和其上的着色层42、黑色矩阵43和ITO层41共同构成彩色滤光片(未标示)。该黑色矩阵43是以染色树脂制成，该树脂是感光树脂或热感树脂，其在该第一基层44上呈行列状分布而形成许多格子，其内重复填充着色层42的着色单元(R，G，B)，使着色单元(R，G，B)和黑色矩阵43在该第一基层44上交替设置。该黑色矩阵43和该着色层42表面覆盖一ITO层41，该ITO层表面平整。该黑色矩阵43行和列交叉处具间隔体48，该间隔体48支撑该第一基层44和第二基层47，其可选择性设置于某些黑色矩阵43行和列交叉处。该间隔体48为柱状体，是由感光性染色树脂、如黑色树脂制成，其一端连接ITO层41，另一端连接TFT阵列46。

请一起参阅图8，该黑色矩阵43所在区域的ITO层41覆盖一墙体49，其在ITO层41表面呈行列状排布，而且高于该ITO层41表面。该墙体49高度比该间隔体48高度低，其材料为感光性染色树脂，如黑色树脂。由于该墙体可吸收一部分入射到该黑色矩阵43的光线，因此可加强该黑色矩阵43区域的遮光能力，进而提高该液晶显示装置40的对比度。

当然，该黑色矩阵33和43可呈格子状排布于该第一基层34和44上；该墙体39与49、该间隔体38与48可由热感性树脂制成，该热感性树脂可以是染色树脂；该液晶显示装置30和40也可不需要间隔体38和48，则该墙体39或49是直接在ITO层31或41上旋转覆盖一感光树脂，再利用一掩膜曝光，保留黑色矩阵33或43所在区域的树脂而得到；该液晶显示装置30和40也可不需要ITO层31或41，或将该ITO层31或41替换为保护层或配向层；该墙体39和49可部分覆盖该黑色矩阵33和43。

Claims (10)

1.一种液晶显示装置，其包括一第一基层、一液晶层、一黑色矩阵和一第二基层，其中，该第一基层、液晶层、黑色矩阵和第二基层依序设置，其特征在于：该液晶显示装置进一步包括一墙体，该墙体设置于该黑色矩阵所在区域，位于该黑色矩阵和第二基层之间。

2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：该黑色矩阵在该第一基层表面呈格子状或行列状排布。

3.如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于：该墙体位于该黑色矩阵表面。

4.如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于：该液晶显示装置还包括一位于该黑色矩阵行列交叉处的间隔体，该间隔体为柱状，其支撑该第一基层和第二基层。

5.如权利要求4所述的液晶显示装置，其特征在于：该墙体高度较该间隔体高度低。

6.如权利要求5所述的液晶显示装置，其特征在于：该墙体和该间隔体是以感光或热感染色树脂制成。

7.如权利要求4所述的液晶显示装置，其特征在于：该液晶显示装置还包括一设置于该第一基板和该黑色矩阵表面的ITO层，且该墙体和该间隔体位于该ITO层表面，该黑色矩阵所在区域的ITO层表面形成一凹槽，该墙体填充该凹槽，且和该ITO其它区域齐平。

8.如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于：该黑色矩阵包括一依序设置于该第一基层上的抗反射层和遮光层，该遮光层材料至少包括铬、钼、钨或镍金属中的一种。

9.如权利要求8所述的液晶显示装置，其特征在于：该液晶显示装置还包括一着色层，其包含和该黑色矩阵在该第一基层上交替设置的多个着色单元，该黑色矩阵厚度比该着色层厚度薄，在该黑色矩阵区域具有一凹槽，该墙体填充该凹槽，而且和其它部分齐平。

10.如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于：该液晶显示装置还包括一着色层，其包含和该黑色矩阵在该第一基层上交替设置的多个着色单元，一ITO层、保护层或配向层设置于该着色层和该黑色矩阵表面，该墙体位于该ITO层、保护层或配向层表面，并且高于该ITO层、保护层或配向层。

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