TW594326B - Liquid crystal display and manufacturing method thereof - Google Patents

Description

594326 五、發明說明（1 ) 發明背景 本發明有關一種液晶顯示器（LCD)及其製造方法。 相關技術說明 TN模式（扭轉向列相模式）是一種新近用於LCD裝置的模 式。於這種模式中，使用的是垂直於基板表面的電場以便 爲液晶分子的指示器（亦即分子主軸）定向。藉由這麼做， 使光學透射率受到控制以致能夠將影像顯示於LCD面板 上。這是一種普遍型式（以下稱爲垂直電場驅動型式）的LCD 裝置。 以垂直電場驅動型式的LCD裝置，由於在施加了電場時 是將指示器定向成垂直於基板表面，故其折射指數會取決 於觀測角而改變。據此，在需要寬觀測角時垂直電場驅動 型式的LCD裝置是不適用的。 也存在有一種LCD裝置，其指示器是定向成平行於基板 表面以致能夠在平行於基板表面的平面內旋轉其指示器。 透過這種方式，使光學透射率受到控制以致能夠將影像顯 示於LCD面板上。這種型式（以下稱爲橫向電場驅動型式） 的LCD裝置是最近剛剛發展出的。以橫向電場驅動型式的 LCD裝置，因爲肇始於觀測角而在折射指數上產生的變化顯 然是很小的，故吾人能夠得到極高品質的顯示。第1- 3圖 顯示的是一個這種橫向電場驅動型式LCD裝置的實例。第1 圖係用以顯示一種橫向電場驅動型式LCD裝置的正面圖 示，第2圖係用以顯示第1圖之LCD裝置沿線段Π ’所取

594326 五、發明說明（2) 的截面圖示，第3圖係用以顯示第1圖之LCD裝置沿線段 KK，所取的截面圖示。顯示於這些圖示內的畫素是由下列元 件形成的：一個資料線1，一個掃瞄線2 ’ 一個薄膜電晶體 (TFT) 3，一個共同電極4，以及一個畫素電極5。掃瞄線2 是連接到一個外部驅動電路（各圖中並未標示）。TFT3是一 個驅動裝置。掃瞄線2和共同電極4兩者都是建造於製造 有TFT的基板1 0 (以下稱爲TFT基板1 0 )上。畫素電極5和 資料線1是透過內夾絕緣膜7而建造於掃瞄線2和共同電 極4上。畫素電極5和共同電極4是依交替方式定位的。 這些電極上覆蓋有一個保護/絕緣膜8。於保護/絕緣膜8 上，放置了配向層1 5並使之接受摩擦處理。 用來遮光的黑色基材9是依矩陣格式建造於相面對玻璃 基板Π底面上。於黑色基材9上準備了對彩色顯示而言是 必需的基礎和第二彩色層1 2和1 3。這裡上述兩個顏色代表 的是三原色（紅、綠、和藍）中的兩種顏色。但是，圖中並 未顯示剩餘的一種顏色。 在基礎和第二彩色層1 2和1 3頂部，準備了用來使相面 對的玻璃基板11變平坦時所需要的外罩膜1 4。將液晶1 8 定向時必需的配向層放置於外罩膜1 4上然後再使之接受摩 擦處理。這種摩擦處理是沿與TFT基板1 〇頂部表面上所執 行摩擦處理相反的方向而執行的。 接著，將液晶1 8和間隙球1 7倒進TFT基板1 0與相面對 玻璃基板1 1之間的縫隙之內。間隙球丨7是依任意方式遍

594326 五、發明說明（3) 佈於它們之間的面積上。兩個基板之間的最小距離會決定 出間隙球1 7的直徑。 將一個偏光膜（各圖中並未標示）加到TFT基板1 0外部表 面上未形成電極圖案處。這種偏光膜的施加方式是使其透 射軸會沿垂直於摩擦方向的方向伸展。將一個偏光膜（各圖 中也未標示）加到相面對玻璃基板11外部表面上沒有任何 分層圖案處。這種相面對玻璃基板1 1上偏光膜的透射軸是 垂直於TFT基板1 0上偏光膜的透射軸。 在背光照明上裝設具有上述結構的LCD面板並將之連接 到一個驅動電路上。 於上述習知LCD裝置中，在正常情況下已倒進TFT基板 與相面對玻璃基板之間窄小縫隙之內的液晶是定向在與配 向層1 5和1 6上所執行摩擦處理平行的方向上。如第4圖 所示，圍繞每一個間隙球1 7的各液晶分子都是定向在平行 於間隙球1 7表面的方向上。此例中，當屏幕是落在正常的 黑色模式（亦即當未施加任何電壓時沒有任何光能夠通過的 模式）中時’光會擴散而穿透液晶分子排列成與偏光膜吸收 軸呈歪斜的面積（例如區域21內的液晶分子）。因爲這個理 由，故扇形刀狀區域21內會發展出漏光現象。另外，微弱 的對齊力量會導致圍繞各間隙球1 7的液晶陷入混亂狀態。 當發生這種狀態時，各間隙球丨7周圍的漏光量會增加；隨 後’如第5圖所示會於甜甜圈形的區域21內發展出漏光現 象0

594326 五、發明說明（4) 此外，當液晶面板恰巧受到撞擊時，間隙球1 7會因爲分 別由緊靠TFT基板以及相面對玻璃基板上各配向層的刮擦 而產生的靜摩擦而變成帶電的。一旦發生這種現象，則間 隙球1 7周圍會發展出輻射狀的電場。此例中，因爲液晶分 子20變成依平行於電場的方式對齊，所以會發展出具有漏 光現象的扇形刀狀區域21，如第6圖所示。 在這一點上，當吾人比較如第4圖所示未充電的間隙球 1 7以及如第6圖所示已充電的間隙球1 7這兩個例子時， 很明顯地後者會給出具有較大輻射狀面積的漏光區域21。 這種型式在恰巧有某些壓力或撞擊力打到LCD面板時發 生的充電現象會導致定位在液晶分子之不透明區域內間隙 球（亦即黑色基材下方液晶分子構成的區域）的運動並受到 各配向層頂部表面的強力摩擦。由於不透明區域（亦即黑色 基材下方且落在資料線1、掃瞄線2、薄膜電晶體（TFT ) 3上 的區域）上的縫隙是比透明區域上的縫隙更窄，故很容易發 生這種現象，這拓寬了間隙球與任意一個配向層表面間的 接觸面積。較寬的接觸面積會允許吾人將強大力量傳輸到 該間隙球上，這是由施加於LCD面板上的某些壓力或撞擊 力。這個力量能夠很容易地將該間隙球推出並送到一個由 液晶分子構成的透明區域內。進入透明區域的帶電間隙球 會增加漏光的總量，因而破壞了顯示品質。另一方面，由 於透明區域的縫隙比較寬，故一個原先定位在由液晶分子 構成之透明區域內的間隙球很少因爲這種型式的運動而受

594326 五、發明說明（5) 到電氣上的充電作用。 如上所述，當有某些壓力或撞擊力施加於LCD面板上 時，定位於不透明區域內的間隙球會很容易遷移到透明區 域上，特別是當LCD在全部顯示面積上顯示的漏光區域21 增大變得顯而易見時。除此之外，顯示品質會變得失真且 發展出因爲漏光而使對比降低的問題。 發明槪述 本發明已在將上述問題列入考量下發展出包括一種主 動式矩陣的LCD裝置及其製造方法，其方式是減少漏光 量並防止顯示品質變差以避免間隙球在裝置受到震動或撞 擊時移進透明區域。 根據本發明的某一槪念，提供了一種含有至少一個支持 了兩個相互面對基板之間隙球（1 7 )的LCD，且包括至少一個 定位在不透明區域（9 )下方的間隙球（1 7 )，以及至少一個形 成於不透明區域（9)下方且落在第一和第二基板之至少一個 最內層表面上的突起物（6, 19)。如第7圖所示是該LCD的 一個實例。 根據本發明的某一槪念，提供了一種含有至少一個支持 了兩個相互面對基板之間隙球（1 7 )的LCD ’且包括至少一個 定位在不透明區域（9 )下方的間隙球U 7 )，以及至少一個形 成於第一和第二基板之至少一個最內層表面上以環繞一個 透明區域的虛線突起物（6，1 9 )。 根據本發明的某一槪念，提供了一種LCD裝置的製造方 594326 五、發明說明（6) 法’其中包括了如下的步驟：於透明基板（1 0，1 1 )上擴積 一個絕緣膜（8 );鈾刻掉該絕緣膜（8 )落在不透明區域（9 )下 方的一個面積以便形成一個小溝；以及於該絕緣膜（8 )的最 後表面上澱積一個配向層（1 5 )。如第2 0和2 1圖所示是該 製造方法的一個實例。 圖式簡蚩說明 本發明的這些及其他目的、特性、及優點將會因爲以下 參照所附圖示對顯示用實施例的詳細說明而變得更明顯， 其中： 第1圖係用以顯示一種習知橫向電場驅動型式LCD的正 面圖示； 第2圖係沿第1圖之〗J ’線段取得而用以顯示一種習 知LCD的截面圖示； 第3圖係沿第1圖之KK ’線段取得而用以顯示一種習知 LCD的截面圖示； 第4圖係用以顯示第2和3圖內間隙球周圍之液晶分子 的放大簡略正面圖示； 第5圖係用以顯示第2和3圖內間隙球周圍之液晶分子 的放大簡略正面圖示； 第6圖係用以顯示第2和3圖內間隙球周圍之液晶分子 的放大簡略正面圖示

第7圖係用以顯示一種根據本發明第一實施例之LCD 的正面圖示； 594326

五、發明說明（7) 第8圖係沿第7圖之AA ’線段取得而用以顯示一種LCD 的截面圖示； 第9圖係沿第7圖之BB ’線段取得而用以顯示一種LCD 的截面圖示； 第1 0圖係用以顯示一種根據本發明第二實施例之LCD的 正面圖示； 第11圖係沿第10圖之CC’線段取得而用以顯示一種LCD 的截面圖示； 第1 2圖係沿第1 0圖之DD ’線段取得而用以顯示一種LCD 的截面圖示； 第1 3圖係用以顯示一種根據本發明第三實施例之LCD的 正面圖示； 第1 4圖係沿第1 3圖之EE ’線段取得而用以顯示一種LCD 的截面圖示； 第1 5圖係沿第1 3圖之FF ·線段取得而用以顯示一種LCD 的截面圖示； 第1 6圖係用以顯示一種根據本發明第四實施例之LCD的 正面圖示； 第1 7圖係沿弟1 6圖之GG線段取得而用以顯示—^種LCD 的截面圖示； 第1 8圖係沿弟1 6圖之HH '線段取得而用以顯示一種LCD 的截面圖示； 第1 9圖係用以顯示一種根據本發明第五實施例之LCD的

594326 五、發明說明（8) 正面圖示； 第20圖係沿第1 9圖之I Γ線段取得而用以顯示一種LCD 的截面圖示；以及 第2 1圖係用以顯示一種用於建造小溝以防間隙球進入透 明區域之處理步驟的流程圖。 較佳實施例的說明 以下將根據本發明的數個實施例並參照附圖說明一些LCD 及它們的製造方法。這些LCD的建造方式是防止於液晶之 不透明區域（例如黑色基材下方的液晶面積）內的一些間隙 球移動並防止這些間隙球進入透明區域，這些間隙球支持 了兩個相互面對基板且允許液晶塡充它們之間的空間。 [第一實施例] 第7圖係用以顯示一種根據本發明第一實施例之主動式 矩陣LCD的正面圖示。第8圖係沿第7圖之AA ’線段取 得而用以顯示一種主動式矩陣LCD的部分截面圖示，而 第9圖係沿第7圖之BB’線段取得而用以顯示一種主動 式矩陣LCD的部分截面圖示。 如同這些圖中所顯示的，突起物6是建造於黑色基材9 的一個下方部分且落在裝配有一些TFT的玻璃基板1〇(以 下稱爲TFT基板）上以環繞住一個透明區域。突起物6會防 止定位於液晶之光遮蔽區域內的任何間隙球進入透明區 域。突起物6是定位於TFT基板10上方資料線1、掃瞄線 2、或TFT3的附近，亦即建造於某一部分黑色基材9下方

-10- 594326 五、發明說明（9) 且落在玻璃基板11下側。 如％ 8圖所不^由金屬製成的突起物6是裝配在—個網 一部分黑色基材9重疊且落在定位於資料線1近旁內之 共同電極4上的區域上。突起物6的材料能夠替代地出像 鉻、鋁、或鉬之類金屬或是像二氧化矽或氮化砂之類絕緣 材料製成。吾人可以在TFT基板上裝配TFT期間完成突起 物6的形成。可替代地，突起物6可以是由樹脂製成的且 在已於TFT基板上裝配了 TFT之後形成。然後在已裝配了 突起物6的表面上澱積一個配向層15。突起6上方配向層 1 5頂部表面與相面對玻璃基板11上配向層1 6下表面之間 的距離是比資料線1上配向層1 5頂部表面與相面對玻璃基 板1 1下方配向層1 6下表面之間的距離更短。突起物6的 寬度是等於或小於間隙球1 7的直徑。也就是說，若空間層 1 7的直徑是等於4微米，則突起物6的寬度是等於或小於 4微米。 除此之外如第9圖所示，覆蓋住突起物6的配向層1 5 頂部表面與相面對玻璃基板11上配向層1 6下表面之間的 距離是比TFT3上配向層1 5頂部表面與相面對玻璃基板11 下方配向層1 6下表面之間的距離更短。如同上述說明突起 物6的寬度是等於或小於間隙球1 7的直徑。突起物6可 以是由與保護/絕緣膜8完全相同之材料而藉由下列步驟製 成：第一，於包含資料線1、內夾絕緣膜7、掃瞄線3等各 表面在裝配了 TFT之後的最終表面上澱積一個厚保護/

-11- 594326 五、發明說明（1 〇 )

絕緣膜8 ;第二’選擇性地蝕刻掉保護/絕緣膜8以便留下 突起物6的面積；最後，於整個最終表面上方澱積配向層 1 5。突起物6能夠替代地藉著下列方法由像樹脂之類材料 製成：第一，於包含資料線1、內夾絕緣膜7、等各表 面在裝配了 TFT之後的最終表面上澱積一個厚保護/絕緣1〇 膜8;第二，依上述方法於保護/絕緣膜8澱積任何一種用 於突起物6的材料；第三，選擇性地蝕刻掉所澱積的材料 以便留下突起物6的面積；最後，於整個最終表面上方澱 積配向層1 5。之後，散佈許多間隙球使遍及最終表面。然 後如第8和9圖的上面積所示，將已裝配的相面對基板固 定於多重間隙球頂部’並將液晶1 8注入到兩個已裝配基板 之間的空間。

從位於TFT3、資料線1、和掃瞄線2上之配向層1 5頂部 表面到位於相面對基板1 1上之配向層1 6下表面的該距離 與從突起物6頂部之配向層1 5頂部表面到位於相面對基 板1 1上之配向層1 6下表面的距離之間差異是等於或比空 間層17直徑的大槪1%更長且最好是等於或比間隙球17直 徑的大槪2%更長。換句話說，每一個突起物6的高度都是 等於或比間隙球1 7直徑的大槪1 %更長且最好是等於或比間 隙球1 7直徑的大槪2%更長。這會防止定位於不透明區域之 內（亦即在黑色基材下方）的每一個間隙球1 7爬到突起物6 上方然後再進入由液晶分子構成的透明區域。 總而言之，根據本發明的第一實施例，突起物6是建造 -12- 594326 五、發明說明（11 ) 於TFT基板1 0上，而覆蓋於突起物6上之配向層1 5頂部 表面到位於相面對基板11上之配向層1 6下表面的距離是 比位於TFT3、資料線1、和掃瞄線2上之配向層1 5頂部表 面與位於相面對基板11上之配向層1 6下表面之間的距離更 短。 因爲這種結構，即使在恰巧有某些壓力或撞擊力打到LCD 面板時，定位於不透明區域之內或在黑色基材下方的任何 間隙球1 7都很難爬到突起物6上方然後再進入由液晶分子 構成的透明區域；所以，減少了漏光現象並改良了對比。 同時，減少了可能因爲漏光面積的不均勻分布而在顯示品 質上產生的不均勻度。此外，面板會變成具有對抗振動以 及撞擊力的更強持久性：即使在已檢測之後恰巧有某些振 動或撞擊力打到已裝配的主動式矩陣LCD時，它們也無法 破壞LCD。結果，提供了極高的顯示品質。 附帶地，第7圖顯示的是一種沿黑色基材延伸物定位的 連續延伸突起物6。不過，本發明並不局限於此。可替代 地，突起物6可以是由沿黑色基材延伸物定位之多數斷續 片段製成的。換句話說，吾人可以將呈虛線的突起物6形 成於TFT基板1 0的最內層表面上以便環繞住各透明區域。 呈虛線的突起物6內每一個縫隙的長度都是比間隙球1 7的 直徑更短。 [第二實施例] 接下來，吾人將參照第1 0 -1 2圖說明一種根據本發明第 -13- 594326 五、發明說明（12 ) 二實施例的LCD。第1 0圖係用以顯示一種根據本發明第二 實施例之LCD的正面圖示。第11圖係沿第1 0圖之CC ’線段 取得而用以顯示一種LCD的截面圖示。第1 2圖係沿第1 0 圖之DD \線段取得而用以顯示一種LCD的截面圖示。 於如第1 0 - 1 2圖所示於第二實施例的LCD中，是將突起 物1 9建造於某一黑色基材9下方部分的相面對基板11下 表面上以取代第一實施例中的TFT基板1 0。於相面對基板 1 1的裝配期間，吾人是在形成第一彩色層1 2和外罩膜1 4 時建造了突起物19。突起物19是由與外罩膜14完全相同 之材料製成的，且能夠依下列方法形成：第一，於包含第 一和第二彩色層1 2和1 3 (亦即已澱積於黑色基材9和相面 對基板11下側上）的各彩色層下側澱積一個厚保護/絕緣膜； 第二，選擇性地蝕刻揮所澱積的膜以便留下突起物1 9的面 積；最後，於整個最終表面上方激積配向層1 6。可替代 地，突起物1 9能夠依下列方法形成：第一，於包含第一和 第二彩色層1 2和13 (亦即已澱積於黑色基材9和相面對基 板11下側上）的各彩色層下側澱積一個外罩膜1 4 ;第二，在 所澱積的外罩膜1 4頂部澱積用於突起物1 9的材料；第 三，選擇性地飩刻揮所澱積的膜以便留下突起物1 9的面積； 最後，於外單膜1 4和突起物1 9的整個最終表面上方澱積 配向層1 6。 同時，如第1 1圖所示的突起物1 9和外罩膜1 4是在同一 時段形成於相面對基板11上的黑色基材9下方。突起物 -14- 594326 五、發明說明（13) 1 9頂部上配向層1 6下表面與TFT基板1 〇上之配向層1 5頂 部表面之間的距離是比位於資料線1上之配向層1 5頂部表 面與位於相面對基板1 1上之配向層1 6下表面之間的距離 更短。突起物1 9的寬度是等於或比間隙球1 7的直徑。也 就是說，若間隙球1 7的直徑是等於4微米，則突起物1 9 的寬度是等於或小於4微米。 如第1 2圖所示，突起物1 9是依與掃瞄線2及TFT3呈水 平的方式建造於黑色基材9的下方部分上。位於突起物19 下側上之配向層1 6下表面與TFT基板1 0上之配向層1 5頂 部表面之間的距離是比位於掃瞄線2及TFT3上之配向層 1 5頂部表面與位於相面對基板1 1上之配向層1 6下表面之 間的距離更短。依與上述說明相同的格式，突起物19的寬 度是等於或比間隙球1 7的直徑更小。 依與第一實施例相同的格式，從位於TFT3、資料線1、 和掃瞄線2上之配向層1 5頂部表面到位於相面對基板1 1 上之配向層1 6下表面的距離與從突起物1 9下側上配向層 1 6下表面到位於TFT基板1 0上之配向層1 5頂部表面的距 離之間差異是等於或比間隙球17直徑更長大槪1%且最好是 等於或比間隙球1 7直徑更長大槪2%。換句話說，每一個突 起19的高度都是等於或比間隙球17直徑更長大槪1%且最 好是等於或比間隙球1 7直徑更長大槪2%。 總而言之，根據本發明的第二實施例，突起物19是建造 於相面對基板1 1上，而突起物1 9下側上配向層1 6下表面

-15- 五、發明說明（14) 與位於TFT基板1 0上之配向層1 5頂部表面之間的距離是 比位於TFT3、資料線1、和掃瞄線2上之配向層1 5頂部表 面與位於相面對基板丨1上之配向層1 6下表面之間的距離 更短。 因爲這種格式，即使在恰巧有某些壓力或撞擊力打到LCD 面板時，定位於不透明區域之內（亦即在黑色基材下方或是 位於資料線1、和掃瞄線2、或TFT3中任意一個上）的任何 間隙球1 7都很難進入該透明區域。這會避免發生可能因爲 每一個間隙球之進入而造成漏光增加的狀況。結果，減少 了漏光現象並改良了對比。同時，減少了可能因爲漏光面 積的不均勻分布而在顯示品質上產生的不均勻度。此外， 面板會變成具有對抗振動以及撞擊力的更強持久性：即使 在已檢測之後恰巧有某些振動或撞擊力打到已裝配的主動 式矩陣LCD時，它們也無法破壞LCD。 附帶地，第1 0圖顯示的是一種沿黑色基材延伸物定位的 連續延伸突起物1 9。不過，本發明並不局限於此。可替代 地，突起物19可以是由沿黑色基材延伸物定位之多數斷續 片段製成的。換句話說，吾人可以將呈虛線的突起物6形 成於相面對基板11的最內層表面上以便環繞住各透明區 域。呈虛線的突起物1 9內每一個縫隙的長度都是比間隙球 1 7的直徑更短。 [第三實施例] 接下來，吾人將參照第1 3 -1 5圖說明一種根據本發明第 -16- 594326 五、發明說明（彳5) 三實施例的LCD。簡言之，第三實施例的LCD是藉由將第一 和第二實施例的結構結合在一起而得到的。第1 3圖係用以 顯不一種根據本發明第三實施例之LCD的正面圖示。第1 4 圖係沿第1 3圖之EE ’線段取得而用以顯示一種LCD的截面 圖示。第1 5圖係沿第1 3圖之FF，線段取得而用以顯示一種 LCD的截面圖示。 如第1 4和1 5圖所示於第三實施例的LCD中，是分別將 兩個獨立的突起物6和1 9建造於TFT基板1 0和相面對基 板1 1上。於這兩個突起物6和1 9的裝配方法與第一和第 二實施例中的裝配方法是完全相同的。 如第14圖所示，由金屬圖案製成的突起物6是建造於黑 色基材9的下方部分是且位於TFT基板1 0頂部之共同電極 4上。另一方面，吾人是在黑色基材9的相同部分下方將 突起物1 9建造成爲相面對基板11上覆蓋膜1 4的一部分。 分別位於TFT基板1 0和相面對基板11上的突起物6和1 9 是互相面對的。個別突起物6和1 9頂部之配向層1 5和1 6 頂部表面之間的距離是比資料線1上裝配層1 5頂部表面與 相面對基板11上配向層1 6下表面之間的距離更短。 以這種格式，個別突起物6和1 9的高度可以是第一和第 二實施例中突起高度的一半。依與第一和第二實施例相同 的格式，個別突起物6和1 9的寬度是等於或小於間隙球 1 7的直徑。 附帶地，本發明並不局限於互相面對且定位黑色基材9 -17- 594326 _______________——· 五、發明說明（16) 一部分下方的突起物6和1 9配置。換句話說，吾人能夠將 TFT基板1 0上每一個突起物6定位在遠離相面對基板11 上每一個突起物1 9處只要它們都是定位在黑色基材9的下 方部分，以防止定位在黑色基材9下方的每一個間隙球17 爬過並進入由液晶分子構成的透明區域。此例中，每一個 突起物6頂部配向層1 5的頂部表面與相面對基板11上配 向層1 6下表面之間的距離以及每一個突起物1 9頂部配向 層1 6的下表面與TFT基板1 0上配向層1 5的頂部表面之間 的距離兩者，都應該是比資料線1上裝配層1 5頂部表面與 相面對基板1 1上配向層1 6下表面之間的距離更短。 因爲前述突起物6和19互相面對的配置，突起數目是第 一和第二實施例中突起數目的兩倍。這會防止定位在黑色 基材9下方的每一個間隙球1 7爬過並進入由液晶分子構成 的透明區域。 接下來，吾人將參照第1 5圖說明定位在靠近TFT3的其 他突起物6和19。如第15圖所示，由金屬圖案製成的突 起物6是建造於黑色基材9的下方部分是且落在形成於 TFT基板1 0上靠近掃瞄線2和TFT3處之共同電極4上。 另一方面，由與外罩膜1 4相同之材料製成的突起物1 9是 建造成相面對基板11下表面上黑色基材9的下方部分，且 是沿水平方向定位於靠近資料線1處。 位於個別TFT玻璃基板1 〇和相面對基板丨1上的突起物6 和1 9。個別突起物6和1 9頂部之配向層1 5和1 6之間的 -18- 594326 五、發明說明（17) 距離是比位於掃瞒線2和TFT3兩者上之配向層1 5與相面 對基板1 1上配向層1 6下表面之間的距離更短。這會允許 個別突起物6和1 9的高度可以是第一和第二實施例中突起 高度的一半。依與第一和第二實施例相同的格式，個別突 起物6和1 9的寬度是等於或小於間隙球1 7的直徑。 附帶地，吾人已經解釋了第1 5圖中互相面對的突起物6 和1 9。不過，本發明並本局限於此。可替代地，吾人能夠 將每一個突起物6定位在不面對突起物1 9處。此例中，每 一個突起物6頂部配向層1 5的頂部表面與相面對基板1 1 上配向層1 6下表面之間的距離以及每一個突起物1 9頂部 配向層1 6的下表面與TFT基板1 0上配向層1 5的頂部表面 之間的距離兩者，都應該是比掃瞄線2和TFT3兩者上裝配 層1 5頂部表面與相面對基板11上配向層1 6下表面之間的 距離更短。 因爲位於個別TFT基板1 0和相面對基板11上之突起物6 和1 9的結構，突起物6和1 9的總數各是第一和第二實施 例中突起數目的兩倍。這會更確定地防止定位在黑色基材9 下方的每一個間隙球1 7進入光學的透明區域。 依與第一實施例相同的方式，從位於TFT3、資料線1、 和掃瞄線2上之配向層1 5頂部表面到位於相面對基板11 上之配向層1 6下表面的距離與從突起物1 9下側配向層1 6 下表面到TFT基板1 0上配向層1 5頂部表面的距離之間差 異是等於或比間隙球17直徑更長大槪1%且最好是等於或比

-19- 594326 五、發明說明（18 ) 間隙球1 7直徑更長大槪2%。同時，在前述距離與從突起物 6頂部之配向層1 5頂部表面到相面對基板11上之配向層 16下表面的距離之間的差異是等於或比間隙球17直徑更長 大槪1 %且最好是等於或比間隙球1 7直徑更長大槪2%。 因爲上述格式，即使在恰巧有某些壓力或撞擊力打到LCD 面板時，定位於不透明區域之內或在黑色基材下方的任何 間隙球1 7都很難爬到突起物6上方然後再進入由液晶分子 構成的透明區域；所以，減少了漏光現象並改良了對比。 同時，減少了可能因爲漏光面積的不均勻分布而在顯示品 質上產生的不均勻度。此外，面板會變成具有對抗振動以 及撞擊力的更強持久性：即使在已檢測之後恰巧有某些振 動或撞擊力打到已裝配的主動式矩陣LCD時，它們也無法 破壞LCD。結果，提供了極高的顯示品質。 附帶地’第1 3圖顯示的是一種沿黑色基材延伸物定位的 連續延伸突起物6和1 9。不過，本發明並不局限於此。可 替代地，突起物6和1 9可以是由沿黑色基材延伸物定位之 多數斷續片段製成的。 [第四實施例] 接下來，吾人將參照第1 6 -1 8圖說明一種根據本發明第 四實施例的LCD。簡言之，第四實施例的LCD是藉由建造與 第一到第三實施例中型式不同的突起物6和1 9而得到的。 第1 6圖係用以顯示一種根據本發明第四實施例之LCD的正 面圖示。第1 7圖係沿第1 6圖之GG，線段取得而用以顯示一

-20- 594326 五、發明說明（19 ) 種LCD的截面圖示。第1 8圖係沿第1 6圖之HH ’線段取得而 用以顯示一種LCD的截面圖示。 如第1 7和1 8圖所示於第四實施例的LCD中，吾人係藉 由將共同電極4定位於TFT玻璃基板1 〇頂部上而建造出每 一個前述突起或隆起。這會導致由共同電極4造成之每一 個隆起的頂部表面與相面對基板1 1下側之間的距離是比位 於資料線1、和掃瞄線2、TFT3上之配向層1 5頂部表面與 位於相面對基板11上之配向層1 6下表面之間的距離更 短。 從位於TFT3、資料線1、和掃瞄線2上之配向層1 5頂部 表面到位於相面對基板11上之配向層1 6下表面的距離與 從共同電極4上隆起的頂部表面到位於相面對基板11上之 配向層1 6下表面的距離之間差異是等於或比間隙球1 7直 徑更長大槪1 %且最好是等於或比間隙球1 7直徑更長大槪 2%。換句話說，每一個隆起物的高度都是等於或比間隙球 1 7直徑更長大槪1 %且最好是等於或比間隙球1 7直徑更長 大槪2%。這會允許吾人防止間隙球1 7運動並進入一個光學 的透明區域。另外，比起根據第一到第三實施例建造突起 物6和1 9的方式吾人能夠藉由將共同電極4建造於TFT 基板1 0上而更容易地形成每一個隆起物。據此，吾人能夠 藉由縮短處理步驟而裝配每一個隆起物。 因爲第四實施例之LCD的形成，即使恰巧有某些壓力或 撞擊力打到LCD面板時，也能防止位於黑色基材9下方以 -21 - 594326 五、發明說明（2〇 ) 及資料線1、掃瞄線2、或TFT3上的間隙球1 7運動並進入 一個光學的透明區域。這會避免發生可能因爲每一個間隙 球之進入而造成漏光增加的狀況。結果，改良了對比。同 時，減少了可能因爲漏光面積的不均勻分布而在顯示品質 上產生的不均勻度。這些優點允多吾人提供一種具有極高 可靠度的主動式矩陣LCD。 [第五實施例] 接下來，吾人將參照第19-20圖說明一種根據本發明第 五實施例的LCD。於本實施例中，爲了取代所形成的能防止 不透明區域之內（亦即黑色基材9下方）每一個間隙球17進 入光學透明區域的突起或隆起物，而在TFT玻璃基板1 0或 相面對基板1 1中任意一個的內側表面上形成一個小溝以便 將每一個間隙球1 7限制於其內，如第20圖所示。第1 9圖 係用以顯示一種根據本發明第五實施例之LCD的正面圖 示。第20圖係沿第1 9圖之I Γ線段取得而用以顯示一種 LCD的截面圖示。 於第20圖中，用來限制每一個間隙球1 7的小溝是形成 於黑色基材9下方TFT基板10的內側表面上。如同第21 圖之流程圖中所顯示的，這個小溝是依下列處理步驟而形 成的：第一，於資料線1和共同電極4兩者（已形成於TFT 基板10頂部）的表面上澱積一個厚保護/絕緣膜8 (步驟 S 1 );第二，將已澱積保護/絕緣膜8上一個位於黑色基材 9下方稍後至少將會有一個間隙球1 7定位其上的面積蝕刻

-22- 594326 五、發明說明（21 ) 掉以便形成一個小溝（步驟S2);第三，於最終表面之上澱 積一個內夾絕緣膜7 (步驟S 3 );第四，於最終表面之上澱積 一個配向層1 5 (步驟S4 );第五，將間隙球1 7放置於此小 溝內（步驟S5 );最後，將已依如第20圖所示之格式配置之 具有黑色基材9的相面對基板1 1、彩色層1 2和13、外罩 膜1 4、以及配向層1 6固定於間隙球1 7之上以便面對TFT 基板1 0。以這種結構，此小溝內的每一個間隙球1 7都不會 翻過此溝壁22而受限於其內。 共同電極4上配向層1 5的頂部表面與相面對玻璃基板 11上配向層1 6的內側表面之間的距離是比信號線1上配 向層1 5的頂部表面與相面對玻璃基板1 1上配向層1 6的內 側表面之間的距離更短，如第2 0圖所示。在前項距離與後 項距離之間的差異是等於或比間隙球1 7直徑更長大槪1 %且 最好是等於或比間隙球1 7直徑更長大槪2%。這會允許吾人 防止間隙球1 7運動並進入一個光學的透明區域。結果，即 使在恰巧有某些壓力或撞擊力打到LCD面板時，吾人也能 夠防止小溝內的每一個間隙球1 7運動並進入一個光學的透 明區域。這防止了每一個間隙球1 7周圍總漏光量的增加。 結果’減少了可能因爲漏光面積的不均勻分布而在顯示品 質上產生的不均勻度。這些優點允許吾人提供一種具有極 高可靠度和極局顯不品質的主動式矩陣LCD。 於上述說明中，吾人已解釋了在TFT玻璃基板1 0上形成 小溝的例子。不過，本發明並本局限於此。吾人自然能夠

-23- 594326 五、發明說明（22 ) 將用來限制每一個間隙球1 7的小溝是形成於相面對玻璃基 板11上。 此外於上述說明中，吾人已解釋了將本發明應用於一種 橫向電場驅動型式/ TFT主動式矩陣的LCD裝置。不過，本 發明並本局限於此。吾人自然能夠將根據本發明中如上所 述的突起物、隆起物、以及小溝結構應用於簡單矩陣式 TN(扭轉向列相）-和STN(超扭轉向列相型式的LCD、鐵電 -型式的LCD、聚合物支付-型式的LCD等裝置上。特別是， 橫向電場驅動型式/TFT主動式矩陣的LCD裝置經常會使用 正常的黑色（亦即在未施加電壓時會顯示出黑色的）系統， 且很容易因爲每一個間隙球1 7周圍在液晶分子定向上的無 秩序狀態而發展出漏光現象。吾人可以藉由利用前述根據 本發明的結構而防止這種漏光問題。 吾人已結合了幾個較佳實施例說明了一些根據本發明的 LCD及它們的製造方法。吾人應該了解的是本發明所包含的 主題事項並不受限於特定的實施例。相反地，本發明想令 所有選擇、修飾、以及等效實例包含於本發明所附申請專 利範圍之精神及架構之內。 符號之說明 1 ......資料線 2 ......掃瞄線 3 ......薄膜電晶體 4 ......共同電極

-24- 594326 五、發明說明（23 ) 5......畫素電極 6，1 9 ...突起物 7 ......內夾絕緣月旲 8 ......保護/絕緣膜 9 ......黑色基材 10 .....TFT基板 11 .....玻璃基板 12 .....基礎彩色層 13 .....第二彩色層 14 .....外罩膜 1 5，1 6 ....配向層 17 .....間隙球 18 .....液晶 2 0.....液晶分子 21 .....區域 22 .....溝壁

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Claims (1)

1. 六、申請專利範圍 第8 9 1 0 4 4 2 3號「液晶顯示器及其製造方法」專利案 (93年4月16日修正本） A申請專利範圍： 1 . 一種液晶顯示器（LCD),包括至少一定位在不透明區域（9 ) 下方的間隙球（1 7 )，以及至少一形成於不透明區域（9 )下 方且落在第一和第二基板之至少一最內層表面上的突起 物（6，1 9 )。 2·如申請專利範圍第1項之液晶顯示器（LCD)，其中該突起 物（6 , 1 9 )是形成於該不透明區域（9 )下方且落在第一和第 二基板之至少一最內層表面上，其格式是產生一圍繞透 明區域的壁以致該至少一間隙球（1 7 )無法進入該透明區 域。 3.如申請專利範圍第i項之液晶顯示器（LCD)，其中該不透 明區域（9 )是由一黑色基材製成的。 4 .如申請專利範圍第}項之液晶顯示器（LCD)，其中該突起 物（6，1 9 )的高度是等於或比間隙球（1 7 )直徑更長大槪1 %。 5 .如申請專利範圍第1項之液晶顯示器（LCD )，其中該突起 物（6 , 1 9 )的寬度是等於或小於間隙球（1 7 )的直徑。 6 .如申請專利範圍第1項之液晶顯示器（LCD )，其中該突起 物（6 , 1 9 )是藉由在配向層（1 5 , 1 6 )下方建造一隆起物而形 成的。 7 .如申請專利範圍第}項之液晶顯示器（LCD )，其中該突起 、申請專利範圍 物（6，1 9 )是藉由建造一共同電極（4 )而形成的。 8 ·如申請專利範圍第1項之液晶顯示器（LCD )，其中形成該 第一基板之最內側表面上的該至少一第一突起物（6 )會面 朝形成該第二基板之最內側表面上的該至少一第一突起 物（1 9 )。 9 _如申請專利範圍第8項之液晶顯示器（LCD)，其中形成該 第一基板之最內側表面上的該至少一第一突起物（6 )的高 度’與形成該第二基板之最內側表面上的該至少一第一 突起物（1 9 )的高度，各等於或比間隙球（1 7 )直徑更長大 槪1 %。 1 〇 ·—種液晶顯示器（LCD )，包括至少一定位在不透明區域 (9 )下方的間隙球（1 7 )，以及至少一形成於第一和第二基 板之至少一最內層表面上以環繞一透明區域的虛線突起 物（6 , 1 9 )。 1 1 .如申請專利範圍第1 〇項之液晶顯示器（LCD )，其中該突 起物（6，1 9 )的虛線內每一縫隙的長度都是比間隙球（1 7 ) 的直徑更短。 1 2 .如申請專利範圍第1項之液晶顯示器（LCD )，其中當有 某些壓力施加於該兩基板中至少一之上該間隙球（1 7 )是 可於落在該兩基板之間空間之內運動的。 1 3 .如申請專利範圍第1項之液晶顯示器（LCD )，其中落在 該兩基板之間的該空間是塡充有〜些液晶分子，其上施 加有橫向電場以便旋轉這些液晶分子。 594326 六、申請專利範圍 14. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示器（LCD)，其中落在 該兩基板之間的該空間是塡充有一些液晶分子，其上施 加有垂直電場以便旋轉這些液晶分子。 15. —種液晶顯示器（LCD)的製造方法，包括下列步驟：於 透明基板（1 0，11 )上澱積一個絕緣膜（8 );蝕刻掉該絕緣 膜（8)落在不透明區域（9 )下方的一面積以便形成一小 溝；以及於該絕緣膜（8)的最後表面上澱積一配向層 (15)。 16. 如申請專利範圍第15項之方法，其中該小溝之溝壁（22) 是足夠高以便將定位於該小溝內的一間隙球（1 7 )限制於 其內。 17. 如申請專利範圍第15項之方法，其中該絕緣膜（8)的澱 積是在得自於該基板（10)上裝配薄膜電晶體的表面上執 行的。