CN1800929A - 液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

液晶显示(LCD)装置分成显示图像的显示区和环绕着该显示区的非显示区。LCD显示装置包括部分形成在非显示区中的有机绝缘层。有机绝缘层的一部分不形成，以获得排气空间，通过该空间排除在液晶显示装置的第一基板与第二基板结合时滞留的空气。LCD显示装置可以迅速容易地排除显示区中滞留的空气，并且保持第一和第二基板之间单元间隙一致，来提高LCD显示装置的显示质量。

Description

液晶显示装置
技术领域
本发明涉及液晶显示装置。特别是，本发明涉及能够改善其显示特性的液晶显示装置。
背景技术
通常，液晶显示装置(LCD)利用液晶的光学特性显示图象。LCD显示装置包括LCD面板，其显示的图象与利用光和背光组件的图象信号相一致，该背光组件将光传输到LCD面板。
LCD面板包括：薄膜晶体管基板，多个薄膜晶体管以矩阵结构形成在其上；滤色基板，其与薄膜晶体管相对；液晶层，响应于在薄膜晶体管基板和滤色基板之间施与的电场而控制透光率，以及间隔件，以保持薄膜晶体管基板和滤色基板之间的单元间隙。
为了增强LCD面板的生产率，薄膜晶体管基板和滤色基板采用大尺寸母玻璃基板形成。特别是在中或小尺寸电子装置中，如手机电话、PDA等，薄膜晶体管基板和滤色基板采用单个母玻璃基板形成。
为了形成LCD面板，其上形成多个薄膜晶体管基板的母玻璃基板与其上形成多个滤色基板的母玻璃基板结合。结合的基板分成LCD单元，形成单个LCD面板。为了实施将结合的基板分成单个LCD面板的步骤，LCD单元要彼此隔开。
当薄膜晶体管基板和滤色基板结合时，在它们之间滞留空气层。当滞留的空气层没有从结合的基板之间排除时，两个基板之间的单元间隙由于密封线变窄而不能保持一致。结果，LCD显示装置的显示质量由于LCD面板的单元间隙而引起恶化。而且，当密封线变窄时，在变窄的密封线上可能出现Newton环(Newton’s ring，彩色干扰带)，恶化了LCD显示装置的显示质量。
发明内容
本发明的示范性实施例提供了能够提高其显示特性的液晶显示装置。
在本发明的一方面中，液晶显示装置包括第一基板，第二基板，液晶层和第一单元间隙保持构件。
第一基板分成显示图象的第一区和环绕着第一区的第二区。第一基板包括形成在第二区中的有机绝缘层图案。第二基板面对第一基板，并与其结合。液晶层设置在第一基板和第二基板之间，控制外部提供光的透光率。液晶层形成在第一区中。第一单元间隙保持构件形成在有机绝缘层图案上，使第一基板和第二基板之间的距离保持在预定距离内。第一单元间隙保持构件形成在第二区中。
根据本发明的示范性实施例，在液晶显示装置中，形成在第二区中的有机绝缘层部分除去，获得排气空间，通过该空间能够排除第一基板与第二基板结合时滞留的空气。
附图说明
当参照附图阅读对示范性实施例的描述时，对本领域的技术人员来说本发明将变得更为显明，其中：
图1是根据本发明示范性实施例的液晶显示装置的平面图。
图2是沿着图1中I-I’线剖取的截面视图。
图3是图2中第一基板的局部放大截面视图。
图4是图2中液晶显示装置的平面图。
图5是图4中“A”部分的放大图。
图6是图2中第二基板的局部放大透视图。
图7是图2中第一基板的局部放大图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图对本发明的示范性实施例进行详细解释。
图1是根据本发明示范性实施例的液晶显示装置的平面图。参照图1，液晶显示装置包括：第一基板100；第二基板200，其与第一基板相对；和液晶层300，其夹在第一基板100和第二基板200之间。
第一和第二基板100和200中的每一个分成显示区DA和显示区DA周边的非显示区。非显示区包括：第一非显示区PA1，其环绕着显示区DA；和第二非显示区PA2，其设置在显示区DA之间。例如，第一非显示区PA1是第一和第二基板100和200的周边区域。第一和第二基板100和200分割成多个显示区DA以形成多个LCD面板。
图2是沿着图1中I-I’线剖取的截面视图。参照图2，LCD面板包括：第一基板100；第二基板200；液晶层300；第一、第二和第三间隔件410、420和430，其保持着第一基板1D0和第二基板200之间均匀的距离(单元间隙)；及密封剂500，其连接第一基板100和第二基板200。
第一基板100包括：第一透明基板110；薄膜晶体管(TFT)120，其形成在第一透明基板110上，起到开关装置的作用；和形成在TFT120上的第一有机绝缘层130、第二有机绝缘层140和第三有机绝缘层150。
根据本发明的实施例，第一透明基板110包括透明材料，例如玻璃、石英、兰宝石等等，从设置在第一基板100下面的背光组件(未显示)传递光到第二基板200上。
TFT120以矩阵结构形成在显示区DA中。TFT120给液晶层300提供信号电压和/或阻止信号电压。虽然未在图2中显示，但显示区DA包括显示图象的象素。每个象素包括形成其内的TFT120，并且接收信号电压。
第一有机绝缘层130、第二有机绝缘层140及第三有机绝缘层150形成在第一透明基板110上，TFT120形成在该基板上。
第一有机绝缘层130形成在显示区DA内的TFT120上，以保护TFT120。从第一非显示区PA1中除去部分第二有机绝缘层140。第二有机绝缘层140形成在第一非显示区PA1上，与第一间隔件410相对应。从第一和第二非显示区PA1和PA2中除去部分第三有机绝缘层150，并且该第三有机绝缘层150与第二间隔件420相对应。
由于形成在第一和第二非显示区PA1和PA2内的第二和第三有机绝缘层140和150从第一透明基板110上分别除去了一部分，当第一和第二基板100和200彼此结合在一起时，第一和第二基板100和200之间滞留的空气层可以排除。空气通过排气空间排除，该空间是第二和第三有机绝缘层140和150分别从非显示区PA1和PA2除去之处。这样，LCD显示装置可以迅速容易地排除滞留的空气，因为LCD显示装置存在排气空间，通过由第二和第三有机绝缘层140和150除去部分形成的该空间排除空气。此外，液晶显示装置可以防止空气层在显示区DA内形成，并可以防止密封剂500由于空气层而引起的变形。结果，液晶显示装置可以保持第一和第二基板100和200之间的单元间隙均匀，提高了其显示特性。
第二基板200设置在第一基板100上。第二基板200包括：第二透明基板210；滤色层220，其利用光显示预定的颜色；和共用电极230，其给液晶层300施与共用电压。第二透明基板210可以包括与第一透明基板110同样的材料。
滤色层220和共用电极230相继形成在第二透明基板210上。例如，滤色层220可以通过薄膜工艺形成在显示区DA内。滤色层220包括彩色象素221，其利用液晶层300投过的光显示预定的颜色。滤色层220包括黑色矩阵222，其环绕着彩色象素221，并防止彩色象素221之间区域内的漏光，提高了对比度。
彩色象素221包括：红、绿和蓝(RGB)彩色象素221a，221b和221c，RGB彩色象素221a，221b和221c中的一个形成在每个象素中。RGB彩色象素221a，221b和221c可以包括具有红、绿和蓝色素(pigment)或染料(dye)的光致抗蚀剂。
光刻技术可以用来形成RGB彩色象素221a，221b和221c。在本发明的实施例中，RGB彩色象素221a，221b和221c具有大约1.0微米到大约2.0微米的高度，并以固定模式排列。
黑色矩阵222防止了RGB彩色象素221a，221b和221c之间区域内的漏光，提高了对比度。黑色矩阵222可以包括铬(Cr)或者氧化铬(CrOX)，或者是混有碳色素或RGB色素的感光性树脂。薄膜晶体管120形成在与黑色矩阵222对应的区域内，防止了薄膜晶体管121暴露于外。
设置在滤色层220上的共用电极230形成在显示区DA中。共用电极230可以包括透明传导金属，例如，铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)等等。共用电极230给液晶层300施与共用电压。
液晶层300设置在第一基板100和第二基板200之间。液晶层300形成在显示区DA中，其透光率响应于第一基板100和共用电极230之间产生的电场而受到控制。
第一、第二和第三间隔件410、420和430设置在第一基板100和第二基板200之间，这样第一基板100与第二基板200隔离开。第一、第二和第三间隔件410、420和430可以包括弹性材料，能够通过光刻技术而形成为柱状间隔件。
第一、第二和第三间隔件410、420和430形成在第一基板100或者第二基板200中的任一个上。当第一、第二和第三间隔件410、420和430形成在第一基板100上时，薄膜晶体管120或者引线由于在形成第一、第二和第三间隔件410、420和430的光刻过程中施与到第一基板100上的压力可能引起缺陷电连接。根据本发明的一个实施例，第一、第二和第三间隔件410、420和430形成在第二基板200上。
本发明的实施例中，第一间隔件410形成在第一非显示区PA1中，并且形成在第二有机绝缘层140上。第二间隔件420形成在第二非显示区PA2中，并且形成在第三有机绝缘层150上。
因为液晶层300没有形成在第一和第二非显示区PA1和PA2中，所以第一基板100与第二基板200接触，或者第一非显示区PA1内的第一和第二基板100和200之间的单元间隙和第二非显示区PA2内的第一和第二基板100和200之间的单元间隙可以比与显示区PA对应的第一和第二基板100和200之间的单元间隙小。结果，当第一基板100与第二基板200结合在一起时，第一和第二基板100和200之间滞留的气体不能被排除。但是，当第一、第二和第三间隔件410、420和430形成在第一和第二基板100和200之间时，能够迅速容易地排除滞留的气体。
形成在显示区DA内的第三间隔件430使显示区DA内的单元间隙保持一致。第一间隔件410具有宽度W1，该宽度比第二间隔件420的宽度W2大。第二间隔件420的宽度W2比第三间隔件430的宽度W3大。根据本发明的实施例，第一和第二间隔件410和420的宽度W1和W2比第三间隔件430的宽度W3宽大约10倍到大约20倍。例如，第三间隔件430的宽度W3大约10微米时，第一间隔件410的宽度W1大约为100微米到大约200微米，而第二间隔件420的宽度W2也大约为100微米到大约200微米。例如，由于第一间隔件410的宽度W1比第二间隔件420的宽度W2大，则第一间隔件410具有大约200微米的宽度W1，第二间隔件420具有大约100微米的宽度W2。
密封剂500设置在第一基板100和第二基板200之间，环绕着显示区DA。密封剂500使第一基板100和第二基板200结合，把液晶层300密封住。
为使第一基板100和第二基板200结合，密封剂500设置在第一基板100和第二基板200中的任一个上。当其上设置有密封剂500的第一基板与第二基板200结合时，以真空注射法在第一基板和第二基板200之间注入液晶，在第一基板和第二基板200之间形成液晶层300。密封剂500例如通过传输到第一和第二基板100和200上的紫外光曝光进行固化。
图3是图2中第一基板的局部放大截面视图。参照图3，形成在第一基板100上的薄膜晶体管120包括：在第一透明基板110上的栅电极121，在栅电极121上的栅绝缘层122，在栅绝缘层122上的有源层123，在有源层123上的欧姆接触层124，在欧姆接触层124上的源电极125，和在欧姆接触层124上的漏电极126。
栅电极121从栅极线(未显示)分支出来，通过该栅极线传输栅极信号。栅电极121从栅极线接收栅极信号。栅电极121包括传导金属材料，例如，铝(Al)、铝钕(AlNd)、铬(Cr)、钼(Mo)等。在本发明的实施例中，栅电极121形成在信号层中。栅电极121可以形成为多层如双层或者三层。
栅绝缘层122形成在栅电极形成于其上的第一透明基板110上。栅绝缘层122包括绝缘材料如氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiNX)等。
有源层123形成在栅绝缘层122上，以覆盖栅电极121。有源层123可以包括多晶硅。形成在有源层123上的欧姆接触层124包括N+多晶硅。欧姆接触层124的中间部分除去以形成沟道区CA，通过该区露出部分有源层123。
源和漏电极125和126形成在欧姆接触层124上。源和漏电极125和126包括传导金属材料，例如，铝(Al)、铝钕(AlNd)、铬(Cr)、钼(Mo)等。
在本发明的实施例中，源和漏电极125和126形成在信号层中。源和漏电极125和126可以形成为多层如双层或者三层。
源电极125从传输数据信号的数据线(未显示)分支出来。源电极125接收数据线传输的数据信号。源电极125的第一端设置在欧姆接触层124上，源电极125的第二端设置在栅绝缘层122上。
漏电极126通过沟道区CA与源电极125分离开。漏电极126的第一端设置在欧姆接触层124上，漏电极126的第二端设置在栅绝缘层122上。
钝化层160形成在薄膜晶体管120形成于其上的第一透明基板110上。钝化层160保护薄膜晶体管120和形成在第一透明基板110上的各种线。钝化层160可以包括无机绝缘材料如氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiNX)等。在本发明的实施例中，钝化层160大约为2000埃厚。
第一和第三有机绝缘层130和150形成在钝化层160上。形成在第二非显示区PA2内的第三有机绝缘层150部分形成在钝化层160上。
形成在显示区DA内的第一有机绝缘层130和钝化层160被除去一部分，以形成接触孔CH，这样通过该接触孔CH漏电极126可以露出一部分。
象素电极170形成在第一有机绝缘层130上，以向液晶层300施与信号电压。象素电极170通过接触孔CH与漏电极126电连接。象素电极170包括传导氧化材料如铟锡氧化物、铟锌氧化物等。
虽然图中未显示，但是当LCD显示装置是穿透反射(transreflective)式LCD显示装置时，LCD显示装置还可以包括反射电极，其形成在象素电极170上，以反射外部光。
图4是图2中液晶显示装置的平面图。图5是图4中“A”部分的放大图。参照图4和5，第一间隔件410形成在第二基板的第一非显示区PA2中。第一间隔件410与其邻近的第一间隔件相隔距离D1。例如，第一间隔件410与第二基板边缘之间的最小距离大约为5毫米。
第二间隔件420形成在第二非显示区PA2中，该PA2设置在第一显示区DA1和邻近其DA1的第二显示区DA2之间。第二间隔件420与其邻近的第二间隔件相隔第二距离D2，该距离比第一距离D1小。例如，当第二距离D2大约为1000微米时，第一距离D1大约为2500微米。
第三间隔件430形成在第二基板200上的第一和第二显示区DA1和DA2中。参照图5，第三间隔件430设置在黑矩阵222上。第三间隔件430与其邻近的第三间隔件相隔第三距离D3，该距离比第二距离D2小。第三距离D3根据LCD显示装置的尺寸和LCD显示装置象素的尺寸可以增大或者减小。
参照图4，第一和第二距离D1和D2比第三距离D3大大约4倍到大约6倍。这样，从第一和第二基板100和200施与到第一和第二间隔件410和420的压力分别大于施与到第三间隔件430的压力。由于施与到第一、第二和第三间隔件410、420和430的压力不同，所以第一和第二间隔件410和420的尺寸大于第三间隔件430的尺寸。
如上所述，第一间隔件410的第一距离D1，第二间隔件420的第二距离D2和第三间隔件430的第三距离D3彼此不同。第一和第二距离D1和D2大于第三间隔件430的第三距离D3。这样，可以获得很大的排除滞留气体的排气空间。结果，液晶显示装置可以防止密封线变窄，并使第一和第二基板100和200之间的单元间隙保持一致，因为液晶显示装置可以迅速容易地排除第一和第二基板100和200之间的空气。
环绕显示区DA1的密封剂500被打开一部分，以形成液晶注入口IA，通过该入口注入液晶形成液晶层300。第二间隔件420也形成在液晶注入口IA上。形成在液晶注入口上的第二间隔件420使第一和第二基板100和200相互分开，这样第一和第二基板100和200之间的滞留气体可以通过液晶注入口IA迅速容易地排除。
图6是图2中第二基板的局部放大透视图。参照图6，滤色层220形成在第二基板上的显示区DA中。第三间隔件430形成在滤色层220上。第三间隔件430的厚度从其下部向其上部逐渐减小。下部和上部分别与滤色层220和第一基板100接触。这样，第三间隔件430的侧面是平行四边形。
根据本发明的实施例，第一、第二和第三间隔件410、420和430具有不同的形状如矩形棱柱形、柱形等。
密封剂500环绕着滤色层220。
第一间隔件410形成在与第一非显示区PA1对应的第二透明基板210上。第二间隔件420形成在与第二非显示区PA2对应的第二透明基板210上。第一和第二间隔件410和420与密封剂500相隔预定距离。
根据本发明的实施例，第一和第二间隔件410和420与第三间隔件430具有同样的形状。根据本发明的实施例，第一、第二和第三间隔件410、420和430的宽度不同，但是彼此的高度相同。
图7是图2中第一基板的局部放大图。参照图7，第一有机绝缘层130形成在与显示区DA对应的第一透明基板110上。
虽然图中未显示，但是形成在显示区DA中的第一有机绝缘层130与图6中的第三间隔件相对应。
第二和第三有机绝缘层140和150分别形成在第一和第二非显示区PA1和PA2中，但是第二和第三有机绝缘层140和150没有形成在密封线SL形成的区域中。形成在第一和第二非显示区PA1和PA2内的第二和第三有机绝缘层140和150的厚度从其下部向其上部逐渐减小。第二和第三有机绝缘层140和150的下部与第一透明基板110接触。
虽然图中未显示，形成在第一非显示区PA1内的第二有机绝缘层140与第一间隔件410相对应，形成在第二非显示区PA2内的第三有机绝缘层150与第二间隔件420相对应。
根据上述，LCD显示装置包括部分形成在第一和第二非显示区中的有机绝缘层。形成在第一和第二非显示区中的第一和第二间隔件分别设置在有机绝缘层上。LCD显示装置可以获得排气空间，通过该空间滞留的空气通过有机绝缘层除去部分排除。
因为LCD显示装置可以排除其显示区中滞留的空气，所以该LCD显示装置可以避免密封线变窄。结果，LCD显示装置可以使第一和第二基板之间的单元间隙保持一致，并提高其显示质量。
形成在第一和第二非显示区内的第一和第二间隔件的宽度分别大于形成在显示区内的第三间隔件的厚度。各第一间隔件的第一距离和各第二间隔件的第二距离也大于各第三间隔件的第三距离。第一和第二间隔件每单位表面的数量比第三间隔件的每单位表面数量少；但是，第一和第二间隔件在尺寸上比第三间隔件大。根据本发明的实施例，LCD显示装置可以使第一和第二基板之间的单元间隙保持均匀，滞留的空气可以从LCD显示装置的显示区迅速容易地排除，并提高其显示质量。
虽然为了图解参照附图已经详细描述了本发明的实施例，但是应该认识到，本发明的方法和装置并不局限于此处的解释。本领域的技术人员容易明白，对于上述实施例所做的各种修改并不能脱离所附权利要求及其所包含的等同物所限定的本发明的范围。

Claims (21)

1、一种液晶显示装置，包括：
第一基板，其分成显示图象的第一区和环绕着该第一区的第二区，该第一基板包括该第二区中的有机绝缘层图案；
第二基板，其面对该第一基板；
液晶层，其设置在该第一基板和该第二基板之间的该第一区中；和
第一单元间隙保持构件，其形成在该第二区中该有机绝缘层图案上，以保持在该第一基板和该第二基板之间的预定距离。
2、如权利要求1中所述的液晶显示装置，其中，该有机绝缘层图案彼此相隔预定距离。
3、如权利要求1中所述的液晶显示装置，还包括第二单元间隙保持构件，其形成在该第一区中，以保持在该第一基板和该第二基板之间的预定距离。
4、如权利要求3中所述的液晶显示装置，其中，该第一单元间隙保持构件的宽度比该第二单元间隙保持构件的宽度大大约10到20倍。
5、如权利要求4中所述的液晶显示装置，其中，该第一单元间隙保持构件的宽度从大约100微米到大约200微米。
6、如权利要求4中所述的液晶显示装置，其中，邻近该第一基板周边的该第一单元间隙保持构件具有第一宽度，并且设置在该第一区和邻近第一区之间的该第一单元间隙保持构件具有小于该第一宽度的第二宽度。
7、如权利要求6中所述的液晶显示装置，其中，该第一宽度大约为200微米。
8、如权利要求6中所述的液晶显示装置，其中，该第二宽度大约为100微米。
9、如权利要求3中所述的液晶显示装置，其中，该第一单元间隙保持构件与邻近的第一单元间隙保持构件相隔第一距离，该第二单元间隙保持构件与邻近的第二单元间隙保持构件相隔第二距离，该第一距离比该第二距离大大约4倍到大约6倍。
10、如权利要求3中所述的液晶显示装置，其中，在邻近该第一基板边缘区域处的该第一单元间隙保持构件与其邻近的该第一单元间隙保持构件相隔第三距离，并且设置在该第一区和其邻近的第一区之间的该第一单元间隙保持构件与邻近的第一单元间隙保持构件相隔第四距离，其小于该第三距离。
11、如权利要求3中所述的液晶显示装置，其中，在该第一基板的周边和该第一单元间隙保持构件之间的最短距离大约为5毫米。
12、如权利要求1中所述的液晶显示装置，还包括形成在该第二区该第一基板和该第二基板之间的密封构件，该密封构件使该第一基板和该第二基板结合以密封该液晶层。
13、如权利要求12中所述的液晶显示装置，其中，该密封构件包括液晶注入孔，以注入液晶形成该液晶层。
14、如权利要求13中所述的液晶显示装置，其中，该第一单元间隙保持构件的一部分设置在该液晶注入孔处。
15、如权利要求14中所述的液晶显示装置，其中，设置在该液晶注入孔处的该第一单元间隙保持构件的宽度与设置在该第一区和邻近第一区之间的该第一单元间隙保持构件的宽度基本上相同。
16、如权利要求15中所述的液晶显示装置，其中，在该液晶注入孔处的该第一单元间隙保持构件与邻近第一单元间隙保持构件之间的距离与设置在该第一区和该邻近第一区之间的在该第一单元间隙保持构件与邻近第一单元间隙保持构件之间的距离基本上相同。
17、一种液晶显示装置，包括：
第一基板，其分成显示图象的第一区和环绕着该第一区的第二区；
第二基板，其面对该第一基板；
液晶层，其设置在该第一基板和该第二基板之间的该第一区中；
第一单元间隙保持构件，其形成在该第二区中，以保持在该第一基板和该第二基板之间的预定距离；和
第二单元间隙保持构件，其形成在该第一区中，以保持在该第一基板和该第二基板之间的预定距离，
其中，该第一单元间隙保持构件与邻近的第一单元间隙保持构件相隔第一距离，并且该第二单元间隙保持构件与邻近的第二单元间隙保持构件相隔不同于该第一距离的第二距离。
18、如权利要求17中所述的液晶显示装置，其中，该第一距离比该第二距离大大约4倍到大约6倍。
19、如权利要求18中所述的液晶显示装置，其中，在邻近该第一基板周边区域处的该第一单元间隙保持构件与邻近的第一单元间隙保持构件相隔第三距离，并且在该第一区和邻近的第一区之间的该第一单元间隙保持构件与邻近的第一单元间隙保持构件相隔第四距离，其小于该第三距离。
20、如权利要求17中所述的液晶显示装置，其中，该第一单元间隙保持构件的宽度比该第二单元间隙保持构件的宽度大大约10到20倍。
21、如权利要求20中所述的液晶显示装置，其中，邻近该第一基板周边的该第一单元间隙保持构件具有第一宽度，并且设置在该第一区和邻近的第一区之间的该第一单元间隙保持构件具有小于该第一宽度的第二宽度。
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