CN1924676A

CN1924676A - 显示面板及其制造方法

Info

Publication number: CN1924676A
Application number: CNA2006101289404A
Authority: CN
Inventors: 赵英济; 李润锡
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Display Co Ltd
Priority date: 2005-09-02
Filing date: 2006-09-04
Publication date: 2007-03-07
Anticipated expiration: 2026-09-04
Also published as: KR20070025457A; US7751019B2; KR101188602B1; US20070052343A1; CN1924676B

Abstract

本发明提供了一种显示面板及其制造方法，该显示面板包括：第一基底；第二基底，与第一基底相对地布置；柱状分隔件，形成在第一基底或第二基底中的至少一个上，以保持第一基底和第二基底之间的间隔，其中，柱状分隔件具有形状为凹边多边形的底面。

Description

显示面板及其制造方法

本申请要求于2005年9月2日提交的第10-2005-0081651号韩国专利申请的优先权，其内容通过引用完全包含于此。

技术领域

本发明涉及一种显示面板及其制造方法，更具体地讲，涉及一种通过改进保持两个显示面板之间的间隔的柱状分隔件(column spacer)的结构来提高耐压性和液晶滴(drip)余量的显示面板及其制造方法。

背景技术

在显示装置中使用显示面板来显示图像。现有各种类型的显示面板比如液晶显示器(LCD)，液晶显示器是一种利用液晶来显示图像的平板显示器。通常，LCD的特征在于低功耗、薄和重量轻的设计且驱动电压低。

传统的液晶面板包括：上基底，具有共电极和滤色器；下基底，具有薄膜晶体管和像素电极；液晶层，在上基底和下基底之间；分隔件，用于保持相对的两基底之间的间隔。通过将电动势施加到像素电极和共电极来在液晶层中产生电场以控制液晶分子的取向和透过的光的量，LCD显示图像。

为了提高LCD装置的显示品质，可以控制液晶层的厚度(也被称为“液晶盒间隙(cell gap)”或“液晶盒厚度”)的均匀性。通过设置在上基底和下基底上的分隔件来控制液晶盒间隙。通用的分隔件类型包括随意布置的球状氧化硅珠分隔件、形成规则图案的圆柱状分隔件或刚性分隔件。

利用标准的光刻技术，柱状分隔件可形成对应于像素的发射区外部的区域(例如沟道部分、栅极线或存储电极线)的期望的图案。

传统的柱状分隔件可形成为近似圆柱体、截圆锥或半球体的形状。传统的柱状分隔件的与显示面板的表面平行的截面的形状可以近似为圆形、椭圆形、四边形或菱形。

然而，在显示面板的制造过程和使用过程中，外部压力会施加到显示面板。当传统的柱状分隔件被用于保持相对的基底之间的间隔时，柱状分隔件会由于外部压力而变形或塌陷，或者柱状分隔件的下面的层会塌陷。这会造成显示面板中的液晶盒间隙不均匀。液晶盒的厚度和不均匀影响显示性能。如果出现液晶盒间隙的不均匀，就会出现颜色的不均匀。

液晶材料可滴注(drip-feed)在一个基底的表面上，使得不需要设置用于注入的填注孔，其中，用密封材料在所述一个基底的表面上形成闭合图案，但是，如果增加柱状分隔件的数目来提高抗压性能，则液晶滴余量降低。

发明内容

本发明的示例性实施例提供了一种显示面板，该显示面板包括：第一基底；第二基底，与第一基底相对地布置；柱状分隔件，形成在第一基底和第二基底中的至少一个上，以保持第一基底和第二基底之间的间隔，其中，所述柱状分隔件具有形状为凹边(concave-sided)多边形的底面。

凹边多边形的拐角可以被倒圆。

凹边多边形可以是具有至少四个拐角的凹边多边形。

柱状分隔件的横截面的形状可以是包括多个拐角和多个凹边的凹边多边形，所述多个凹边连接所述拐角。

可以通过利用投影型曝光机和掩模进行曝光来形成柱状分隔件。

可以在将掩模设置得远离曝光机的焦点的状态下进行曝光。

柱状分隔件相对于第一基底或第二基底的表面的平均倾斜角可以是大约60度至大约90度。

可以通过利用接近型曝光机和掩模进行曝光来形成柱状分隔件。

掩模可以具有有至少四个拐角的多边形图案。

柱状分隔件相对于第一基底或第二基底的表面的平均倾斜角可以是大约10度至大约50度。

本发明的示例性实施例提供了一种制造显示面板的方法，所述方法包括：形成第一基底，第一基底包括薄膜晶体管和像素电极；形成第二基底，第二基底包括阻光构件和滤色器；在第一基底和第二基底的至少一个上形成柱状分隔件，柱状分隔件保持第一基底和第二基底之间的间隔，柱状分隔件具有形状为凹边多边形的底面。

附图说明

图1是根据本发明示例性实施例的显示面板的第一基底的布局图；

图2是沿着线II-II′截取的包括图1中的第一基底的显示面板的剖视图；

图3是根据本发明示例性实施例的图2中的柱状分隔件的透视图；

图4是示出了根据本发明示例性实施例的用于形成图3中的柱状分隔件的曝光方法的视图；

图5是根据本发明示例性实施例的显示面板的剖视图；

图6是根据本发明示例性实施例的图5中的柱状分隔件的透视图；

图7A至图7C是根据本发明示例性实施例的图6中的柱状分隔件的变化的顶部平面图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图来描述本发明的示例性实施例。在附图中，为了清晰起见，会夸大层、膜、面板和区域的尺寸和相对尺寸。在整个对附图的描述中，相同的标号表示相似或相同的元件。图1是根据本发明示例性实施例的显示面板的第一基底的布局图。图2是沿着线II-II′截取的包括图1中的第一基底的显示面板的剖视图。在图1中示出了形成在第二基底上的柱状分隔件，第二基底与第一基底相对。

参照图1和图2，显示面板包括：第一基底100和第二基底200，彼此相对地布置；液晶层3，包括设置在第一基底100和第二基底200之间的液晶分子；柱状分隔件320，用于保持相对的基底100和200之间的间隔。取向层11和21分别形成在基底100和200上。取向层11和21可以将液晶层3中的液晶分子以扭曲向列型取向布置，在扭曲向列型取向中，液晶分子被取向为顺序地从第一基底100扭曲向第二基底200，或者垂直于第一基底100和第二基底200扭曲。

通常在水平方向上延伸的多条栅极线121形成在第一绝缘基底110上，第一绝缘基底110包含绝缘材料，比如玻璃、石英、陶瓷、塑料等。栅极线121的多个部分形成多个栅电极124，栅极线121的一个端部129被构造用于与外部电路连接。

存储电极布线形成在第一绝缘基底110上，与栅极线121形成在同一层。存储电极布线包括：存储电极线131，在像素区的边缘处平行于栅极线121延伸；成组的存储电极133a和133b，从存储电极线131延伸。例如，一组存储电极133a和133b在垂直方向上延伸，并位于像素的边缘。应该理解的是，存储电极布线可包括各种构造的存储电极133a和133b。

栅极线121和存储电极布线131、133a和133b可包含金属，例如Al、Ag、Cr、Ti、Ta、Mo或其合金等。虽然如图2中所示的本发明的示例性实施例中栅极线121和存储电极线131形成在一个层中，但是栅极线121和存储电极线131可以形成为多层，所述多层包括Cr、Mo、Ti、Ta或其合金的金属层和电阻率低的Al基或Ag基金属层。栅极线121和存储电极布线131、133a和133b可以包括各种金属或导电材料，并且可以形成为例如在相同的蚀刻条件下被图案化的单层或多层。栅极线121和存储电极线131的侧面是倾斜的。在本发明的示例性实施例中，栅极线121和存储电极线131的侧面相对于水平面倾斜大约30度至80度。

栅极绝缘层140既形成在栅极线121上又形成在存储电极布线131、133a和133b上，栅极绝缘层140由硅氮化物(SiNx)等制成。

多条数据线171和多个漏电极175形成在栅极绝缘层140上。数据线171中的每条沿着大致垂直的方向延伸，并向着漏电极175的每个延伸出多个分支，以形成源电极173。栅电极124、源电极173和漏电极175是薄膜晶体管的三个电极。

数据线171的端部179被构造用于与外部电路连接，数据线171的端部179的宽度比数据线171宽。

数据线171、源电极173和漏电极175包含导电材料比如Cr、Mo、Al或其合金，并且可以形成为单层或多层。

在数据线171和漏电极175下面，形成沿着数据线171在垂直方向上延伸的多个半导体带151。半导体带151包含非晶硅等，并向着栅电极124、源电极173和漏电极175延伸，以具有沟道部分154。

在半导体带151和数据线171之间以及源电极173和漏电极175之间形成多个欧姆接触带(未示出)和欧姆接触岛165，以降低两个元件之间的接触电阻。欧姆接触161可包含高浓度地掺杂有n型杂质或硅化物的非晶硅，并且欧姆接触161包括分支的欧姆接触163。欧姆接触岛165与欧姆接触163关于栅电极124相对地设置。

在数据线171、源电极173和漏电极175上形成钝化层180，钝化层180包含有机材料(例如具有优良偏振特性和感光性的有机材料)、低介电常数的绝缘材料(例如可通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)形成的a-Si:C:O、a-Si:O:F)或者无机绝缘材料(比如硅氮化物)。

多个接触孔182和185形成在钝化层180中，多个接触孔182和185暴露数据线171的端部179和漏电极175的至少一部分。栅极线121的端部129具有连接到外部驱动电路的接触部分。多个接触孔181穿透栅极绝缘层140和钝化层180，以暴露栅极线121的端部129。暴露存储电极线131的一部分的多个接触孔183和184穿透栅极绝缘层140和钝化层180。

在钝化层180上形成多个像素电极190和多个接触辅助件81、82。像素电极190和接触辅助件81、82可包含透明的导电材料(比如氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO))或者不透明的导电材料(例如反光特性优良的材料比如铝(Al))。

在钝化层180上，存储布线连接桥84与像素电极190形成在同一层，所述存储布线连接桥84连接设置在栅极线121两侧的两条存储电极线131。通过穿透了钝化层180和栅极绝缘层140的接触孔183和184，存储布线连接桥84与存储电极133b和存储电极线131接触。存储布线连接桥84用于电连接第一绝缘基底110上的所有存储电极布线。如果有必要，存储电极线131可以用于修复栅极线121或数据线171的故障。

接触辅助件81和82分别通过接触孔181和182电连接到栅极线的端部129和数据线的端部179。

在下文中，将描述第二显示面板200。

第二绝缘基底210包含绝缘材料比如玻璃、石英、陶瓷或塑料。在第二绝缘基底210上形成阻光构件220，阻光构件220具有面对第一显示面板100的像素电极190的开口，并且阻光构件220防止邻近的像素之间的光泄漏。阻光构件220形成在与薄膜晶体管对应的位置处，以阻挡外部的光流入薄膜晶体管的沟道部分154。图1中的虚线表示阻光构件的开口。阻光构件可包含铬、铬氧化物或铬氮化物的单层的金属层，或者包括通过将单层的金属层组合的多层的金属层，或者包括含有黑色素的感光有机材料，以阻挡光。碳黑、氧化钛等可用作黑色素。

三原色的滤色器230顺序地设置在其上形成有阻光构件220的第二绝缘基底210上。应该理解的是，滤色器230的颜色不限于三原色，而是可以被不同地确定为至少一种颜色。虽然在图2中滤色器230的每个的边界位于阻光构件220上，但是各种布置的滤色器230适用于实现本发明。例如，相邻的滤色器230的边缘可以相互叠置，以与阻光构件220一样起到阻挡光泄漏的作用。

在阻光构件和滤色器上，形成包含绝缘材料的平坦化层250。平坦化层250保护滤色器230，通过平坦化层250来实现第二显示面板200的整个平坦化。平坦化层250可以包含丙烯基环氧树脂(acryl-based epoxy)材料。

在平坦化层250上形成共电极270，共电极270与像素电极190一起产生用于激活液晶分子的电场，共电极270由透明导电材料比如ITO或IZO形成。

柱状分隔件320形成在第一基底100和第二基底200之间，以支撑第一基底100和第二基底200，柱状分隔件320保持第一基底100和第二基底200之间的间隔并包含绝缘材料。

虽然在图2中示出柱状分隔件320形成在第二基底200上，但是各种构造适用于实现本发明的实施例。例如，柱状分隔件320可形成在第一基底100和第二基底200中的一个上，或者既形成在第一基底100上又形成在第二基底200上。柱状分隔件320对应于薄膜晶体管、栅极线121、数据线171或栅极线121和数据线171的交叉区域来设置。

根据本发明的示例性实施例，柱状分隔件320包含感光材料，并具有相对于第二显示面板200的表面的大约60度至大约90度的平均倾斜角θ。如此，随着倾斜角θ变得接近垂直角，作用在柱状分隔件320上的压力基本上分散了，并集中在柱状分隔件320的外部。柱状分隔件320的周长越长，越可以有效地分散集中在柱状分隔件320外部的压力。

图3是根据本发明示例性实施例的图2中的柱状分隔件的透视图。参照图3，将描述柱状分隔件320。

如图3中所示，柱状分隔件320的底面和横截面(即沿着平行于柱状分隔件320的底面的线截取的截面)的形状为凹边多边形。如这里所使用的，“凹边多边形”表示其边向着其中心凹进的多边形。靠近凹边多边形的顶点的区域(在下文中被称作拐角)可以被倒圆。根据本发明的示例性实施例，柱状分隔件320的横截面的形状为包括多个拐角321和多个凹边322的凹边多边形，其中，多个凹边322连接拐角321。这种凹边多边形的周长与面积的比大于通常具有直边多边形的周长与面积的比。根据本发明的示例性实施例，通过增大柱状分隔件320的周长，柱状分隔件320可吸收外部压力，使得可基本上增强抗压性能。根据本发明的示例性实施例，柱状分隔件320的横截面形成为相对于面积放大了周长的凹边多边形，可以有效地分散集中在柱状分隔件320外部上的压力。

在根据本发明示例性实施例的显示面板中，柱状分隔件320的横截面具有四个可以被倒圆的拐角。应该理解的是，柱状分隔件320的横截面可以具有三个、五个或更多个的拐角321。

在下文中，将解释根据本发明示例性实施例的制造显示面板的方法，重点解释形成柱状分隔件320的过程。

首先，在其上已经形成阻光构件220、滤色器230、平坦化层250、共电极270等的第二显示面板200上，涂覆包含混合在树脂中的光致反应引发剂和溶剂的感光材料。

随后，利用例如投影型曝光机和掩模来执行曝光工艺。投影型曝光机在与掩模分隔开的情况下投射光。投影型曝光机具有强线性的光，所以，如果利用投影型曝光机进行曝光，那么形成倾斜角相对陡峭的柱状分隔件320。例如，CANON^曝光机可以用作投影型曝光机。可以根据投射光的方式来划分曝光类型。例如，曝光类型可以是步进型或者扫描型，步进型分级地来投射光，扫描型通过扫描来投射光。在本发明的示例性实施例中，采用扫描型。

图4是示出了根据本发明示例性实施例的用于形成图3中的柱状分隔件的曝光方法的视图。

如图4中所示，将掩模800设置成远离曝光机900的焦点F，然后执行曝光工艺。如图4中所示，可以将掩模800设置成比曝光机900的焦点F近或者比曝光机900的焦点F远。例如，可以布置掩模800和曝光机900，使得曝光机900的焦点F形成在掩模800之上或者在掩模800之下。在下面显影的过程中，可形成如图3中所示的横截面为凹边多边形的柱状分隔件320。在这个示例中，掩模800具有圆形图案。如果将掩模800设置成远离曝光机900的焦点，那么穿过掩模800的圆形图案的光被严重地折射。在本发明的示例性实施例中，柱状分隔件320形成为凹边多边形的形状。

接着，将第一基底100和第二基底200布置成彼此相对，使得形成在第二基底200中的柱状分隔件320与薄膜晶体管、栅极线121、数据线171或者栅极线121和数据线171的交叉区域对应。然后，利用密封剂(未示出)将第一基底100和第二基底200彼此附着。

随后，利用例如液晶滴注法或真空注入法，在第一基底100和第二基底200之间的空间填充液晶层3。

图5示出了根据本发明示例性实施例的显示面板的剖视图。

如图5中所示，将柱状分隔件330形成为具有相对于第二显示面板200的表面的大约10度至大约50度的相对缓和的平均倾斜角，其中，柱状分隔件330形成在第二显示面板200上并保持显示面板100和显示面板200之间的间隔。倾斜角θ越小，柱状分隔件330的弹性变得越好。因此，柱状分隔件330相对于外部压力的压缩和复原特性基本上得到改进。

图6是根据本发明示例性实施例的图5中的柱状分隔件的透视图。参照图6，将描述柱状分隔件330。

如图6中所示，柱状分隔件330的底面的形状是具有四个拐角331的凹边多边形，将柱状分隔件330形成为具有相对于第二显示面板200的表面的缓和的倾斜角。在本发明的示例性实施例中，柱状分隔件330的顶部份的面积小，即柱状分隔件330的接触第一显示面板100的面积小。凹边多边形的拐角可以被倒圆。在本发明的示例性实施例中，柱状分隔件330的横截面的形状为包括多个拐角331和多个凹边332的凹边多边形，多个凹边332连接拐角331。凹边多边形的周长与面积的比大于通常直边多边形的周长与面积的比。

在本发明的示例性实施例中，柱状分隔件330具有缓和的倾斜角，增强了柱状分隔件330的弹性，增长了底面的周长使得压力可以被有效地分散。因此，进一步提高柱状分隔件330的抗压性，使得柱状分隔件330可以对抗外部压力而稳固地保持第一基底100和第二基底200之间的间隔。

在下文中，将解释根据本发明示例性实施例的显示面板的制造过程，重点解释形成柱状分隔件330的过程。

首先，在其中已经形成阻光构件220、滤色器230、平坦化层250、共电极270等的第二基底200上，涂覆包含混合在树脂中的光致反应引发剂和溶剂的感光材料。

随后，利用例如接近型曝光机和掩模来执行曝光工艺。接近型曝光机在接近于掩模的状态下投射光。形成具有相对缓和的倾斜角的柱状分隔件330。

图6是根据本发明示例性实施例的图5中的柱状分隔件的透视图。根据本发明的示例性实施例，掩模具有凹边多边形的图案。图6示出了通过掩模形成柱状分隔件330的形状，所述掩模具有有四个拐角331的凹边多边形的图案。然而，可以利用具有有三个、五个或更多个拐角331的任何凹边多边形图案的掩模来实施柱状分隔件330。图7A至图7C示例性示出了利用具有有五个和更多个拐角331的多边形图案的掩模形成的柱状分隔件330的横截面的形状。

如上所述，根据本发明的示例性实施例，用于保持显示面板之间的间隔的柱状分隔件的结构得到改进，从而可以提高显示面板的抗压性能和液晶滴余量。

在本发明的示例性实施例中，形成柱状分隔件，使得相对于面积具有较大的周长，从而可以有效地分散集中在柱状分隔件外部的压力，可以提高柱状分隔件的抗压性能，可以提高液晶滴的余量。

在本发明的示例性实施例中，增强了柱状分隔件的弹性，从而可以提高抗压性。

虽然已经参照附图详细描述了本发明的示例性实施例，但是应该理解的是，本发明的工艺和装置不应该被理解为受此限制。本领域的技术人员将容易理解的是，在不脱离由权利要求及其等同物限定的本发明的范围的情况下，可以对上述示例性实施例作各种更改。

Claims

1、一种显示面板，包括：

第一基底；

第二基底，与所述第一基底相对地设置；

柱状分隔件，形成在所述第一基底和所述第二基底中的至少一个上，以保持所述第一基底和所述第二基底之间的间隔，

其中，所述柱状分隔件具有形状为凹边多边形的底面。

2、如权利要求1所述的显示面板，其中，所述凹边多边形的拐角被倒圆。

3、如权利要求1所述的显示面板，其中，所述凹边多边形具有至少四个拐角。

4、如权利要求1所述的显示面板，其中，所述柱状分隔件的横截面的形状是包括多个拐角和多个凹边的凹边多边形，所述多个凹边连接所述拐角。

5、如权利要求1所述的显示面板，其中，通过利用投影型曝光机和掩模进行曝光来形成所述柱状分隔件。

6、如权利要求5所述的显示面板，其中，在将所述掩模设置得远离所述曝光机的焦点的状态下执行所述曝光。

7、如权利要求5所述的显示面板，其中，所述柱状分隔件的相对于所述第一基底或所述第二基底的表面的平均倾斜角为大约60度至大约90度。

8、如权利要求1所述的显示面板，其中，通过利用接近型曝光机和掩模进行曝光来形成所述柱状分隔件。

9、如权利要求8所述的显示面板，其中，所述掩模具有多边形图案，所述多边形图案具有至少四个拐角。

10、如权利要求8所述的显示面板，其中，所述柱状分隔件的相对于所述第一基底或所述第二基底的表面的平均倾斜角为大约10度至大约50度。

11、一种制造显示面板的方法，包括：

形成第一基底，所述第一基底包括薄膜晶体管和像素电极；

形成第二基底，所述第二基底包括阻光构件和滤色器；

在所述第一基底和所述第二基底的至少一个上形成柱状分隔件，所述柱状分隔件保持所述第一基底和所述第二基底之间的间隔，所述柱状分隔件具有形状为凹边多边形的底面。

12、如权利要求11所述的方法，其中，所述凹边多边形的拐角被倒圆。

13、如权利要求11所述的方法，其中，所述凹边多边形是具有至少四个拐角的凹边多边形。

14、如权利要求11所述的方法，其中，所述柱状分隔件的横截面的形状是包括多个拐角和多个凹边的凹边多边形，所述多个凹边连接所述拐角。

15、如权利要求11所述的方法，其中，通过利用投影型曝光机和掩模进行曝光来形成所述柱状分隔件。

16、如权利要求15所述的方法，其中，在将所述掩模设置得远离所述曝光机的焦点的状态下执行所述曝光。

17、如权利要求15所述的方法，其中，所述柱状分隔件的相对于所述第一基底或所述第二基底的表面的平均倾斜角为大约60度至大约90度。

18、如权利要求11所述的方法，其中，通过利用接近型曝光机和掩模进行曝光来形成所述柱状分隔件。

19、如权利要求18所述的方法，其中，所述掩模具有多边形图案，所述多边形图案具有至少四个拐角。

20、如权利要求18所述的方法，其中，所述柱状分隔件的相对于所述第一基底或所述第二基底的表面的平均倾斜角为大约10度至大约50度。