專利名稱：液晶顯示裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種垂直取向的液晶顯示裝置及其制造方法，特別是在一個(gè)象素內(nèi)液晶分子的取向方向分裂成多個(gè)方向這種結(jié)構(gòu)的液晶顯示裝置及其制造方法。
有源矩陣型液晶顯示裝置通過設(shè)置一個(gè)開關(guān)來避免串?dāng)_問題，該開關(guān)在非選時(shí)關(guān)閉以切斷到每一象素的信號(hào)，因此與簡(jiǎn)單矩陣型液晶顯示裝置相比具有極好的顯示特性。特別地，由于在采用TFT作為開關(guān)的液晶顯示裝置中TFT(薄膜晶體管)具有高驅(qū)動(dòng)性能，因此這種液晶顯示裝置具有幾乎等同于CRT(陰極射線管)的極好顯示特性。


圖1為一剖面圖，所示的是普通TN(扭曲向列)液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)。
TN液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)為具有正介電各向異性的液晶69密封在互相相對(duì)排列的兩層玻璃襯底61，71之間。TFT(未示出)，象素電極62，總線63，平面層64，以及取向膜66形成于玻璃襯底61的上表面?zhèn)壬稀Ｏ笏仉姌O62由透明導(dǎo)電材料ITO(氧化銦錫)制成。在預(yù)定時(shí)刻通過總線63及TFT將與圖象相對(duì)應(yīng)的電壓施加到這些象素電極62上。平面層64由絕緣材料制成用以覆蓋象素電極62及總線63。由聚酰亞胺等制成的水平取向膜66形成于平面層64上。在未施加電壓時(shí)，對(duì)取向膜66的表面進(jìn)行取向處理以確定液晶分子的取向方向。作為這種取向方法的代表，利用一布輥沿一個(gè)方向?qū)θ∠蚰け砻孢M(jìn)行摩擦的摩擦方法已為公眾所知。
此外，黑底72，濾色片73，平面層74，相對(duì)電極75及取向膜76形成于玻璃襯底71的下表面?zhèn)壬稀：诘?2由金屬如Cr(鉻)制成以使光線不能透入象素間區(qū)域。濾色片73包括紅(R)，綠(G)及藍(lán)(B)三種濾色片。R·G·B濾色片73中之一與一個(gè)象素電極62相對(duì)。所形成的平面層74用以覆蓋黑底72及濾色片73。由ITO制成的相對(duì)電極75形成于平面層74之下。水平取向膜76形成于相對(duì)電極75之下。取向膜76的表面也經(jīng)過摩擦處理。在這種情形下，取向膜66的摩擦方向與取向膜76的摩擦方向相差90°。
玻璃襯底61、71設(shè)置成其間放置球形或圓柱形襯墊79的形式。通過襯墊79使液晶69的層厚(在下文當(dāng)中稱作“盒厚”)保持不變。襯墊79例如可由塑料或玻璃制成。
此外，將偏振片(未示出)粘貼到玻璃襯底61的下表面?zhèn)燃安Ａбr底71的上表面?zhèn)壬?。在白色常態(tài)液晶顯示裝置中，兩偏振片設(shè)置成使其偏振軸相互垂直交叉的方式。在黑色常態(tài)液晶顯示裝置中，兩偏振片設(shè)置成使其偏振軸相互平行的方式。
在此公開說明書中，其上形成有TFT，象素電極，取向膜等的襯底被稱作“TFT襯底”，而其上形成有濾色片，相對(duì)電極，取向膜等的襯底被稱作“CF襯底”。
圖2A和2B的示意圖給出了白色常態(tài)TN液晶顯示裝置的操作過程。如圖2A和2B中所示，在白色常態(tài)液晶顯示裝置中，兩偏振片67，77設(shè)置成使其偏振軸相互垂直交叉的方式。由于在此TN液晶顯示裝置中采用的是具有正介電各向異性的液晶69及水平取向膜66，76，因此取向膜66，76附近的液晶分子69a取向于取向膜66，76的摩擦方向。如圖2A所示，在兩偏振片67，77設(shè)置成其偏振軸相互垂直相交的TN液晶顯示裝置中，密封在二取向膜66，76之間的液晶分子69a螺旋式地改變其取向方向，其位置自一襯底61側(cè)靠近另一襯底71側(cè)。此時(shí)，穿過偏振片67的光線以線性偏振光狀態(tài)進(jìn)入液晶層69。由于液晶分子69a的取向逐漸扭曲，故入射光線的偏振方向也逐漸扭曲，從而使光線得以穿過偏振片77。
如果施加到象素電極62和相對(duì)電極75之間的電壓逐漸增加，則當(dāng)電壓超過一定值(閾值)時(shí)，液晶分子69a開始沿電場(chǎng)方向上升。當(dāng)施加的電壓足夠時(shí)，如圖2B所示，液晶分子69a幾乎垂直指向襯底61，71。此時(shí)，透過偏振片67的光線無法透過偏振片77，這是由于其偏振軸在液晶層69的作用下不能旋轉(zhuǎn)而造成的。
換句話說，在TN液晶顯示裝置中，與所施加的電壓相對(duì)應(yīng)，液晶分子的方向從與襯底61，71幾乎平行的狀態(tài)一直變?yōu)閹缀跖c與襯底61，71垂直的狀態(tài)，并且從此液晶顯示裝置透射出的光線透射率也發(fā)生了相應(yīng)的變化。因此，通過控制每一象素的光線透射率，便可以在液晶顯示裝置上顯示出所要求圖象。
但是，利用具有上述結(jié)構(gòu)的TN液晶顯示裝置無法獲得好的視角特性。也就是說，如果從襯底的垂直方向來看圖象的話，能獲得較好的顯示質(zhì)量，但如果從襯底的傾斜方向來看圖象，則對(duì)比度大大降低。且同時(shí)色度也會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)變。
作為提高TN液晶顯示裝置視角特性的方法，取向分割法已為公眾所知。可通過在一個(gè)象素內(nèi)設(shè)置兩個(gè)以上具有不同取向方向的區(qū)域來實(shí)現(xiàn)。特別地，可將一個(gè)象素區(qū)域分為兩個(gè)或更多個(gè)區(qū)域，相應(yīng)地沿不同摩擦方向?qū)ζ淙∠蚰みM(jìn)行摩擦。因此，由于一個(gè)區(qū)域泄漏出來的光線能夠在另一個(gè)區(qū)域內(nèi)被截止，所以能改進(jìn)半色調(diào)顯示中對(duì)比度下降這一問題。
近年來，垂直取向液晶顯示裝置作為在視角特性及顯示質(zhì)量上都優(yōu)于TN液晶顯示裝置的液晶顯示裝置而得以廣泛關(guān)注。TN液晶顯示裝置中結(jié)合采用的是具有正介電各向異性的液晶(正液晶)及水平取向膜，而垂直取向液晶顯示裝置中結(jié)合采用的是具有負(fù)介電各向異性的液晶(負(fù)液晶)及垂直取向膜。在垂直取向液晶顯示裝置中，在象素電極和相對(duì)電極之間未施加電壓的情況下，液晶分子取向于幾乎垂直于襯底的方向，而當(dāng)象素電極和相對(duì)電極之間施加電壓時(shí)，液晶分子的取向方向相對(duì)于襯底逐漸水平傾斜。
順便說一下，在已有技術(shù)的垂直取向液晶顯示裝置如圖1中所示的TN液晶顯示裝置中，是利用襯墊來使盒厚度保持恒定厚度的。如上所述襯墊是由球形或圓柱形塑料或玻璃制成的，當(dāng)TFT襯底和CF襯底粘結(jié)到一起時(shí)，將襯墊置設(shè)于任一襯底上。
因此，在已有技術(shù)的垂直取向液晶顯示裝置中，需要有置設(shè)襯墊的步驟，制作步驟比較復(fù)雜。而且，襯墊的置設(shè)密度不同，盒厚度也會(huì)變得不均勻，結(jié)果導(dǎo)致顯示質(zhì)量下降。此外，如果液晶顯示裝置受到振動(dòng)或碰撞，襯墊發(fā)生移動(dòng)也會(huì)引起盒厚度的改變。再者，如果有高壓作用到玻璃襯底上，則襯墊可沉積到濾色片中，盒厚度也會(huì)發(fā)生變化。
由此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種液晶顯示裝置及其制造方法，該液晶顯示裝置通過省略置設(shè)襯墊的步驟從而避免盒厚度發(fā)生變化而最終獲得較好的顯示質(zhì)量。
本發(fā)明的液晶顯示裝置的特征在于包括具有形成于其一表面?zhèn)鹊牡谝浑姌O及用來覆蓋該第一電極的第一垂直取向膜的第一襯底；具有形成于與第一襯底的一表面相對(duì)表面?zhèn)壬系牡诙姌O、在該第二電極上由絕緣材料制成的第一突起圖形及用于覆蓋第二電極和第一突起圖形的第二垂直取向膜的第二襯底，其中第一突起圖形的頂端與第一襯底相接觸；以及密封在第一襯底和第二襯底之間且具有負(fù)介電各向異性的液晶。
垂直取向液晶顯示裝置具有優(yōu)于TN液晶顯示裝置的視角特性，且通過取向分割還能夠大大改進(jìn)這種視角特性。在垂直取向液晶顯示裝置中，可通過在電極(至少是象素電極和相對(duì)電極中之一)上設(shè)置突起圖形來獲得這種取向分割。特別地，在垂直取向液晶顯示裝置中，由于液晶分子取向于與垂直取向膜表面相垂直的方向，如果電極上設(shè)置有突起圖形，則突起圖形一斜面上液晶分子的取向方向不同于其另一斜面上液晶分子的取向方向。結(jié)果便可實(shí)現(xiàn)取向分割。
根據(jù)本發(fā)明，通過在電極上設(shè)置由絕緣材料制成的突起圖形可實(shí)現(xiàn)取向分割，且至少使突起圖形的一部分由一個(gè)襯底側(cè)伸至另一襯底側(cè)以使突起圖形頂端與另一襯底相接觸，從而使盒厚度保持恒定。
如此，根據(jù)本發(fā)明，由于通過實(shí)現(xiàn)取向分割的突起圖形可使盒厚度保持不變，因此可省略置設(shè)球形或圓柱形襯墊的步驟，且能夠避免由于襯墊移動(dòng)及沉積到濾色片中引起的顯示質(zhì)量下降問題。
圖1是一剖面圖，所示的是一普通TN(扭曲向列)液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)；圖2A和2B為示意圖，給出了白色常態(tài)TN液晶顯示裝置的操作過程；圖3是一剖面圖，所示的是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的液晶顯示裝置；圖4是一平面圖，給出了根據(jù)第一實(shí)施例的液晶顯示裝置的TFT襯底；圖5是一平面圖，給出了根據(jù)第一實(shí)施例的液晶顯示裝置的CF襯底；圖6A的圖形所示的是利用突起圖形實(shí)現(xiàn)取向分割的原理；圖6B的圖形所示的是利用突起圖形及象素電極的縫隙來實(shí)現(xiàn)取向分割的原理；圖7的圖形所示的是縫隙形成于TFT襯底側(cè)象素電極中的實(shí)例；圖8的圖形所示的是白色顯示上突起圖形高度和盒厚度比與光線透射率之間的關(guān)系；圖9的圖形所示的是白色顯示上突起圖形的圖形寬度與光線透射率之間的關(guān)系；圖10是一剖面圖，所示的是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的液晶顯示裝置；圖11是一平面圖，給出了根據(jù)第二實(shí)施例的液晶顯示裝置的CF襯底圖；圖12是一剖面圖，所示的是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的液晶顯示裝置；圖13是一平面圖，所示的是CF襯底，顯示了當(dāng)將黑底上的突起圖形寬度設(shè)置成與其他部分相同時(shí)出現(xiàn)的問題；圖14是一平面圖，給出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的液晶顯示裝置的CF襯底；
圖15A到15E為剖面圖，給出了第三實(shí)施例液晶顯示裝置CF襯底的制造方法；圖16是一剖面圖，給出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的液晶顯示裝置的一個(gè)變形；圖17的圖形給出了當(dāng)采用紅、綠及藍(lán)色濾色片時(shí)盒厚度與透射率之間的關(guān)系；圖18是一剖面圖，給出了根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的液晶顯示裝置；圖19是一剖面圖，給出了圖18中液晶顯示裝置的部分放大圖；圖20是一平面圖，給出了根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的液晶顯示裝置的CF襯底；圖21是一剖面圖，給出了根據(jù)本發(fā)明第八實(shí)施例的液晶顯示裝置；圖22A到22F為剖面圖，給出了第四實(shí)施例液晶顯示裝置CF襯底的制造方法；圖23的圖形給出了濾色片厚度與襯墊部分高度之間的關(guān)系；圖24是一剖面圖，給出了根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的液晶顯示裝置的一個(gè)變形；圖25是一剖面圖，給出了根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的液晶顯示裝置；圖26是一剖面圖，給出了根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的液晶顯示裝置；圖27A到27F的圖形給出了第六實(shí)施例液晶顯示裝置CF襯底的制造方法；圖28是一剖面圖，給出了根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的液晶顯示裝置；圖29A的剖面圖所示的沿圖15中B-B線割開的剖視圖；圖29B的剖面圖所示的沿圖15中C-C線剖開的剖視圖；圖30A到30C為平面圖，給出了第七實(shí)施例液晶顯示裝置CF襯底的制造方法；圖31A到31C為剖面圖，給出了第七實(shí)施例液晶顯示裝置CF襯底的制造方法；圖32的圖形所示的是象素區(qū)域邊緣部分的高度差與對(duì)比度之間的關(guān)系；圖33的圖形所示的是象素區(qū)域邊緣部分的傾斜角與對(duì)比度之間的關(guān)系；圖34是一透視圖，所示的是根據(jù)本發(fā)明第八實(shí)施例的液晶顯示裝置；圖35是一剖面圖，所示的是無冗余光線屏蔽膜的液晶顯示裝置；圖36的圖形所示的是藍(lán)、綠及紅色濾色片的波長光譜特性；
圖37是一剖面圖，給出了根據(jù)本發(fā)明第九實(shí)施例的液晶顯示裝置；圖38是一剖面圖，給出了根據(jù)本發(fā)明第十實(shí)施例的液晶顯示裝置；圖39是一剖面圖，給出了根據(jù)本發(fā)明第十一實(shí)施例的液晶顯示裝置；圖40A為一剖面圖，所示的是振據(jù)本發(fā)明第十一實(shí)施例液晶顯示裝置顯示區(qū)內(nèi)的CF襯底；圖40B是一剖面圖，所示的是顯示區(qū)外側(cè)的CF襯底。
下文將參考附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明。
(第一實(shí)施例)圖3是一剖面圖，所示的是振據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的液晶顯示裝置。圖4是一平面圖，所示的是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的液晶顯示裝置的TFT襯底30。圖5是一平面圖，所示的是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的液晶顯示裝置的CF襯底40。在圖5中，用點(diǎn)劃線來表示形成于TFT襯底上的突起圖形。
根據(jù)第一實(shí)施例的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)為具有負(fù)介電各向異性的液晶49密封于TFT襯底30和CF襯底40之間。偏振片(未示出)相應(yīng)地設(shè)置在TFT襯底30的上側(cè)和CF襯底40的下側(cè)。這些偏振片如此設(shè)置可使它們的偏振軸互相交叉。
TFT襯底30包括玻璃襯底31，形成于玻璃襯底31下表面?zhèn)壬系南笏仉姌O32，絕緣膜34a到34c，取向膜36等。特別地，如圖4中所示，多條柵極總線33b平行形成于玻璃襯底31的下表面?zhèn)?。此外，輔助電容電極33c相應(yīng)地形成于柵極總線33b之間，柵極總線33b和輔助電容電極33c由形成于玻璃襯底31下表面?zhèn)壬系慕^緣膜(柵極絕緣膜)34a所覆蓋(見圖3)。用作TFT37有源層的硅膜37b可選擇形成于絕緣膜34a之下。硅膜37b由非晶硅或多晶硅構(gòu)成。由柵極總線33b和漏極總線33a分割而成的矩形區(qū)域相應(yīng)地可用作象素區(qū)域。
絕緣膜34b形成于絕緣膜34a和硅膜37a之下。多條漏極總線33a，以及TFT37的漏電極37a和源電極37c形成于絕緣膜34b之下。漏極總線33a與棚極總線33b垂直相交。漏電極37a電氣連接到漏極總線33a上。漏極總線33a，漏電極37a和源電極37c由形成于絕緣膜34b之下的絕緣膜(最終抗蝕刻膜)34c覆蓋。之后，由ITO制成的象素電極32形成于絕緣膜34c之下，以與象素一一對(duì)應(yīng)。象素電極32經(jīng)由形成于絕緣膜34c中的接觸孔電氣連接到源電極37c上。
突起圖形35以鋸齒形形成于象素電極32之下，如圖4中的點(diǎn)劃線所示。突起圖形35由絕緣樹脂制成，高度約為1.5μm。垂直取向膜36形成于玻璃襯底31下的整個(gè)表面上，且象素電極32及突起圖形35的表面都由垂直取向膜36所覆蓋。在圖4中，數(shù)據(jù)總線33a和柵極總線33b相交部分處虛線所示的截頭錐體部分，代表與CF襯底40上的突起圖形相接觸的位置，這將在下文當(dāng)中進(jìn)行描。
同時(shí)，CF襯底40包括玻璃襯底41，形成于玻璃襯底41上表面?zhèn)壬系暮诘?2，濾色片43，相對(duì)電極44，垂直取向膜46等等。特別地，如圖5中所示，由鉻(Cr)薄膜制成的黑底42形成于玻璃襯底41的上表面。形成的黑底42用于覆蓋TFT襯底30上的漏極總線33a，柵極總線33b，輔助電容電極33c以及TFT37。
此外，在玻璃襯底41上形成紅(R)，綠(G)，及藍(lán)(B)色濾色片43。這些濾色片43設(shè)置在與TFT襯底30的象素電極32相對(duì)的位置上，使得紅，綠及藍(lán)色濾色片43中任一個(gè)能夠與一個(gè)象素電極32相對(duì)應(yīng)。濾色片43的邊緣部分與黑底42的邊緣部分相重疊。
由ITO制成的相對(duì)電極44形成于黑底42和濾色片43之上。如圖5中粗線所示，突起圖形45以鋸齒形式形成于相對(duì)電極44上。突起圖形45由絕緣樹脂制成，高度約為4.0μm。垂直取向膜46形成于相對(duì)電極44上。突起圖形45的表面由垂直取向膜46所覆蓋。如圖5中所示，形成于CF襯底40側(cè)上的突起圖形45相應(yīng)地位于形成于TFT襯底30側(cè)上的突起圖形35之間。
在第一實(shí)施例中，形成于TFT襯底30側(cè)上的每一突起圖形35的高度約為1.5μm，而形成于CF襯底40側(cè)上的每一突起圖形45的高度約為4.0μm。接下來，如圖3中所示，形成于CF襯底40側(cè)上的突起圖形45的頂端部分與TFT襯底30相接觸以使盒厚度保持恒定。因此，在第一實(shí)施例中，已有技術(shù)當(dāng)中所必須的襯墊(球形或圓柱形構(gòu)件)可以省略不用，且定能避免TFT襯底30上象素電極32與CF襯底40上相對(duì)電極44間發(fā)生短路。而且，如果象已有技術(shù)的液晶顯示裝置一樣采用球形或圓柱形襯墊，則液晶分子的取向?qū)l(fā)生混亂并導(dǎo)致不良顯示，這是由于這些液晶分子在襯墊周圍是沿襯墊表面取向所致。由于在第一實(shí)施例中并未使用球形或圓柱形襯墊，所以可獲得很好的顯示質(zhì)量。
此外，在第一實(shí)施例中，通過形成于TFT襯底30側(cè)上的突起圖形35及形成于CF襯底側(cè)40上的突起圖形45可實(shí)現(xiàn)取向分割。圖6A是一示意圖，所示的是利用突起圖形實(shí)現(xiàn)取向分割的原理。
在圖6A所示的液晶顯示裝置中，電極2a形成于襯底1a上，由絕緣材料制成的突起圖形3a形成于電極2a上。電極2a和突起圖形3a的表面由垂直取向膜4a所覆蓋。電極2b形成于另一襯底1b之下，由絕緣材料制成的突起圖形3b形成于電極2b之下。電極2b和突起圖形3b的表面由垂直取向膜4b所覆蓋。
在垂直取向液晶顯示裝置中，為了使象素電極和相對(duì)電極之間施加電壓時(shí)液晶分子的傾斜方向一致，通常運(yùn)用摩擦法對(duì)取向膜的表面進(jìn)行處理。而如圖6B中所示，如果在電極2a和取向膜4a之間設(shè)置突起圖形3a，且在電極2b和取向膜4b之間設(shè)置突起圖形3b，則位于突起圖形3a，3b附近的液晶分子取向于與突起圖形3a，3b的表面相垂直的方向。若此時(shí)將電壓施加到電極2a，2b之間，則密封在電極2a，2b之間的液晶分子5的傾斜方向由位于突起圖形3a，3b附近的液晶分子的作用來確定。即在突起圖形3a，3b的兩側(cè)液晶分子反向傾斜。結(jié)果，不用摩擦法對(duì)取向膜4a，4b進(jìn)行處理也能夠?qū)崿F(xiàn)取向分割。
如圖6B中所示，可通過在電極2b上設(shè)置縫隙來代替在襯底1b側(cè)設(shè)置突起圖形3b。在這種情況下，當(dāng)將電壓施加到電極2a，2b之間時(shí)，突起圖形3a和縫隙6兩側(cè)的液晶分子也反向傾斜。結(jié)果也能夠?qū)崿F(xiàn)取向分割。
在第一實(shí)施例中，如圖3中所示，由于突起圖形45，35以鋸齒形式分別形成于相對(duì)電極44之上和象素電極32之下，因此一個(gè)象素區(qū)域內(nèi)液晶分子的取向方向可分為兩個(gè)或多個(gè)方向。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)很好的視覺特性(包括對(duì)比度特性)。此外，在第一實(shí)施例中，利用設(shè)置在CF襯底40側(cè)上的突起圖形45可使盒厚度保持不變。由于突起圖形45附于相對(duì)電極44之上，所以即使發(fā)生振動(dòng)和碰撞，盒厚度也不會(huì)發(fā)生變化。從而能夠避免顯示質(zhì)量下降這一問題的出現(xiàn)。
假如用于獲得取向分割的突起圖形(形成于象素區(qū)域中的突起圖形35)的圖形寬度太窄，則無法獲得足夠好的取向分割效果。相反如果用于獲得取向分割的突起圖形35的圖形寬度太寬，則由于孔徑比減少而無法顯示較亮的圖象。因此，實(shí)現(xiàn)取向分割的突起圖形35的圖形寬度最好設(shè)定在3-15μm。
此外，如果用于實(shí)現(xiàn)取向分割的突起圖形35的高度太低，則無法獲得足夠好的取向分割效果。因而，必須將用于實(shí)現(xiàn)取向分割的突起圖形35的高度設(shè)定為超過光線屏蔽膜42(黑底)開口部分處盒厚度的1/5。
如圖6B及圖7中所示，可在電極2b，32上形成縫隙6，32a來代替突起圖形35實(shí)現(xiàn)取向分割。因此，當(dāng)將電壓施加到電極2b，32上時(shí)，電場(chǎng)方向相對(duì)于縫隙6，32a附近的電極表面稍微傾斜，所以如果以同樣方式設(shè)置突起圖形的話，也可以實(shí)現(xiàn)取向分割。
在日本專利申請(qǐng)公開平7-311383中，公開了一種液晶顯示裝置，其中由氮化硅或氧化硅制成的突起圖形設(shè)置在襯底上，再在其上形成透明電極和取向膜。而在日本專利申請(qǐng)公開平7-311383中所公開的技術(shù)涉及的是水平取向液晶顯示裝置，因此其操作與優(yōu)點(diǎn)不同于本發(fā)明。換句話說，由于電極形成于突起圖形上，電極相對(duì)于襯底而言具有斜面，所以如果將上述技術(shù)用于垂直取向液晶顯示裝置，則當(dāng)未加電壓時(shí)，液晶分子的取向與該斜面相垂直，而當(dāng)施加電壓時(shí)，液晶分子的取向與該斜面相平行。而當(dāng)施加電壓時(shí)，無法確定斜面附近的液晶分子向哪一側(cè)旋轉(zhuǎn)，因此致使出現(xiàn)取向紊亂現(xiàn)象。相反地，在本發(fā)明中，由于電極與襯底相平行，電場(chǎng)沿著傾斜方向作用于液晶分子上，當(dāng)施加電壓時(shí)，這些液晶分子的取向垂直于突起圖形斜面。因此，能夠確定液晶分子的旋轉(zhuǎn)方向并從而避免取向紊亂。
下面，在下文當(dāng)中，將對(duì)第一實(shí)施例液晶顯示裝置的制造方法進(jìn)行說明。
TFT襯底30的制作如下。首先，根據(jù)公知方法，在玻璃襯底31上(圖1中下側(cè))形成漏極總線33a，柵極總線33b，輔助電容電極33c，TFT37，象素電極32，以及絕緣膜34a到34c。在這種情形下，例如可將漏極總線33a，柵極總線33b以及輔助電容電極33c的厚度設(shè)定為0.15μm；例如將絕緣膜34a的厚度設(shè)定成約為0.35μm；將硅膜37b的厚度設(shè)定成約為0.03μm；如將象素電極32的厚度設(shè)定成0.07μm；如將絕緣膜34c的厚度設(shè)定成約為0.33μm。
之后，將約1.5μm厚的光刻膠涂覆于玻璃襯底31的整個(gè)上表面上，再用一具有預(yù)定圖形的掩模對(duì)其進(jìn)行曝光。接著利用顯影法形成鋸齒形的每個(gè)約1.5μm厚、10μm寬的突起圖形35。在這種情況下，如圖4中所示，一個(gè)象素區(qū)域可被突起圖形35分割成至少兩個(gè)區(qū)域。
同樣地，由聚酰胺酸制成的垂直取向膜36以預(yù)定形狀形成于玻璃襯底31上，其厚度約為0.1μm。如此便可制成TFT襯底30。在這種情形下，除了上述的聚酰胺酸膜，用斜向蒸鍍法等制成的聚酰胺膜和無機(jī)膜也可用作垂直取向膜。
接下來，CF襯底40的制作如下。首先，在玻璃襯底41上形成約0.16μm厚的鉻(Cr)膜，然后在該鉻膜上形成具有預(yù)定圖形的光刻膠，之后利用光刻膠作為掩模來對(duì)該鉻膜進(jìn)行蝕刻以形成黑底42。
然后，通過在玻璃襯底41上涂覆藍(lán)色樹脂，紅色樹脂及綠色樹脂可分別形成紅(R)，綠(G)及藍(lán)(B)色濾色片43。如可將濾色片43的厚度設(shè)定成約為1.5μm。而且將濾色片43的邊緣部分設(shè)置成與黑底42的邊緣部分稍微重疊。
之后，例如可通過將ITO濺射到襯底41的整個(gè)上表面上來形成約0.15μm厚的相對(duì)電極44。再將約4.0μm厚的光刻膠涂覆于相對(duì)電極44上。再如圖5中所示，通過對(duì)光刻膠進(jìn)行曝光和顯影便可形成鋸齒形的約4.0μm厚、約10μm寬的突起圖形45。
接著，在玻璃襯底41上形成約0.1μm厚的由聚酰胺酸制成的垂直取向膜46。從而便制成了CF襯底40。
按此方式制成TFT襯底30和CF襯底40之后，將其設(shè)置成使其上分別形成有取向膜36，46的表面相對(duì)的形式，再將TFT襯底30的邊緣部分和CF襯底40的邊緣部分除了液晶注入口之外粘結(jié)在一起。再將粘結(jié)在一起的TFT襯底30和CF襯底40視情況需要切割成所需大小。
然后將具有負(fù)介電各向異性的液晶49注入到TFT襯底30和CF襯底40之間的空間內(nèi)，再將液晶注入口緊密封閉。接著將偏振片分別粘結(jié)到TFT襯底30和CF襯底40的外表面上。結(jié)果，可制作完成第一實(shí)施例的液晶顯示裝置。
在第一實(shí)施例中，由于是利用設(shè)置在CF襯底40上的突起圖形45來使盒厚度保持不變，所以已有技術(shù)當(dāng)中所需的放置球形或圓柱形襯墊的步驟在此不再需要。此外，由于可避免由于襯墊移動(dòng)而引起的盒厚度的變化，故可避免產(chǎn)生不規(guī)則顯示。而且由于可通過突起圖形35，45來實(shí)現(xiàn)取向分割，所以不必對(duì)取向膜36，46進(jìn)行摩擦取向處理，因此可省略摩擦步驟及摩擦步驟之后進(jìn)行的清潔步驟。再者，由于突起圖形45固定于相對(duì)電極44上，所以突起圖形45不會(huì)由于振動(dòng)和碰撞而發(fā)生偏移，因此可防止盒厚度發(fā)生變化。因此，能夠提高液晶顯示裝置的可靠性。此外，在第一實(shí)施例中，由于液晶分子的取向與突起圖形35，45的斜面垂直相交，液晶分子的取向方向在突起圖形35，45的兩側(cè)上有所不同，因此可實(shí)現(xiàn)取向分割。結(jié)果能夠獲得好的視覺特性。
盡管第一實(shí)施例中所描述的只是在TFT襯底側(cè)設(shè)置突起圖形35的情形，但是在象素電極32中設(shè)置縫隙(見圖6B)來代替突起圖形35也是可以的。在這種情況下，也能夠?qū)崿F(xiàn)取向分割并可獲得與上述第一實(shí)施例相同的效果。
圖7給出了一個(gè)實(shí)例，其中在TFT襯底30側(cè)的象素電極32中形成有縫隙。在此實(shí)例中，設(shè)置在象素電極32中的縫隙32a與形成于CF襯底40側(cè)上的突起圖形45相平行。據(jù)此結(jié)構(gòu)，當(dāng)施加電壓時(shí)，縫隙附近的電場(chǎng)方向相對(duì)于襯底發(fā)生傾斜，結(jié)果液晶分子傾向突起圖形方向。因此如上述第一實(shí)施例一樣，也能夠?qū)崿F(xiàn)取向分割。
在本發(fā)明中，如果實(shí)現(xiàn)取向分割的突起圖形的寬度或高度太大，則開口區(qū)域比減少從而導(dǎo)致光線透射率下降。相反地，如果突起圖形的寬度或高度太小，則無法實(shí)現(xiàn)取向分割，此外在形成突起圖形時(shí)易于出現(xiàn)圖形斷裂現(xiàn)象。因此，用于實(shí)現(xiàn)取向分割的突起圖形的寬度及高度優(yōu)選地應(yīng)根據(jù)盒厚度適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行設(shè)定。
下文將對(duì)實(shí)現(xiàn)取向分割的突起圖形(第一實(shí)施例中的突起圖形35)的高度及寬度進(jìn)行說明。
圖8所示的圖形給出了突起圖形高度和盒厚度的比率與白色顯示時(shí)光線透射率之間的關(guān)系，其中橫坐標(biāo)代表突起圖形高度與盒厚度的比率，縱坐標(biāo)代表白色顯示時(shí)的光線透射率。由圖8中可以看出，如果將突起圖形高度與盒厚度比設(shè)定成大于0.2，則光線透射率超過3％，因此可顯示高對(duì)比度的較亮圖象。因此優(yōu)選地是將用于實(shí)現(xiàn)取向分割的突起圖形高度設(shè)定為盒厚度的兩倍多。更優(yōu)選地是將突起圖形的高度范圍設(shè)定成為盒厚度的0.2到0.8倍，且更為優(yōu)選地是將其設(shè)定為盒厚度的0.3到0.5倍。
圖9所示的圖形給出了突起圖形圖形寬度與白色顯示時(shí)光線透射率之間的關(guān)系。其中橫坐標(biāo)代表突起圖形圖形寬度，縱坐標(biāo)代表白色顯示時(shí)的光線透射率。由圖9中可以看出，將突起圖形的圖形寬度設(shè)定在5μm到15μm，則光線透射率約超過約3％，因此可顯示高對(duì)比度的較亮圖象。因而優(yōu)選地應(yīng)將突起圖形的圖形寬度設(shè)定為5μm到15μm。
(第二實(shí)施例)圖10為一剖面圖，給出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的液晶顯示裝置。圖11是一平面圖，所示的是根據(jù)第二實(shí)施例的液晶顯示裝置的CF襯底，由于第二實(shí)施例與第一實(shí)施例的區(qū)別就在于所用的CF襯底的結(jié)構(gòu)不同，所以圖10與圖3中相同的結(jié)構(gòu)元件都用相同的符號(hào)來表示，且在下文當(dāng)中也不再對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)說明。
黑底52形成于CR襯底50側(cè)的玻璃襯底51上，以與TFT襯底30上的柵極總線33b，漏極總線33a，TFT及輔助電容電極相對(duì)應(yīng)。此黑底52由黑色樹脂制成，厚度約為4μm。紅(R)，綠(G)及藍(lán)(B)色濾色片53形成于黑底52的間隙部分處。每一濾色片的厚度約為1.5μm。之后，由ITO制成的相對(duì)電極54形成于黑底52及濾色片53上。再如圖11中所示，約1.5μm高的突起圖形55以鋸齒形形成于相對(duì)電極54上。垂直取向膜56形成于相對(duì)電極54上，且突起圖形55的表面被該取向膜56所覆蓋。CF襯底50側(cè)上的突起圖形55在數(shù)據(jù)總線33a與柵極總線33b相交的部分(圖4中用虛線表示的截頭錐體部分)與TFT襯底30相接觸。
根據(jù)本發(fā)明，所形成的光線屏蔽膜52較厚，且形成于其上的第一突起圖形55與另一襯底相接觸。通過對(duì)光線屏蔽膜上與另一襯底相接觸的突起圖形的一些部分進(jìn)行設(shè)置，可避免間隔區(qū)域比減少。
進(jìn)而，如圖12中所示，可通過使紅(R)，綠(G)及藍(lán)(B)三個(gè)濾色片中兩個(gè)以上濾色片相重疊來形成光線屏蔽膜52。在這種情況下，制作步驟比用金屬如鉻(Cr)等形成光線屏蔽膜的方法要簡(jiǎn)單。
下文將對(duì)第二實(shí)施例液晶顯示裝置的制造方法進(jìn)行描述。在此，由于TFT襯底的制造方法與第一實(shí)施例中的相同，因此不再對(duì)其進(jìn)行描述。
首先，在玻璃襯底51上用黑色樹脂制成約4.0μm厚的黑色襯底52。黑色襯底52的材料不受特殊限制，如可采用混合有碳黑的丙烯酸樹脂。既然如此，可將混有碳黑的丙烯酸樹脂涂覆到玻璃襯底51上來形成黑底52。
之后，通過將紅色樹脂，綠色樹脂及藍(lán)色樹脂順序地涂覆到玻璃襯底51上黑底52的間隔部分上以在相應(yīng)的象素區(qū)域內(nèi)形成厚度約為1.5μm的紅(R)，綠(G)及藍(lán)(B)色濾色片53。因此，在黑底52和濾色片53之間形成2.5μm的高度差。
接下來，通過將ITO濺射到玻璃襯底51的整個(gè)上表面上來形成約0.15μm厚的相對(duì)電極54。然后，在相對(duì)電極54上形成約1.5μm高、約10μm寬的鋸齒形突起圖形55。如第一實(shí)施例一樣，突起圖形55也是利用光刻膠制成的。既然是這樣，如圖13中所示，如果曝光掩模的突起圖形寬度相一致，則經(jīng)過曝光及顯影過程之后，黑底52上突起圖形55的寬度窄于其他部分，因此存在這種可能性即無法確保襯墊所需強(qiáng)度。因此如圖11中所示，優(yōu)選地應(yīng)使黑底52上突起圖形55的寬度寬于其他部分。
接著，約0.15μm厚的由聚酰胺酸制成的垂直取向膜56形成于相對(duì)電極54上。相對(duì)電極54和突起圖形55的表面由該垂直取向膜56所覆蓋。由此便制成了CF襯底50。
再如圖10中所示，TFT襯底30和CF襯底50疊加在一起，其分別形成有取向膜36，56的表面指向內(nèi)側(cè)。在此情形下，黑底52上的突起圖形55與TFT襯底30相接觸，從而使得CF襯底50和TFT襯底30之間的間距(盒厚度)保持恒定(約4μm)。
然后，將CF襯底50和TFT襯底30的邊緣部分接合在一起，并將具有負(fù)介電各向異性的液晶密封于其間隙內(nèi)。再將偏振片(未示出)分別設(shè)置在CF襯底50和TFT襯底30的外側(cè)上。如此便制作出了根據(jù)第二實(shí)施例的液晶顯示裝置。
在第二實(shí)施例中，利用突起圖形35，55可實(shí)現(xiàn)取向分割，并因此可獲得如第一實(shí)施例一樣的極好的視覺特性。且由于可利用設(shè)置在黑底52上的突起圖形55來使盒厚度保持不變，即使發(fā)生振動(dòng)和碰撞盒厚度也不會(huì)發(fā)生變化，從而可避免顯示質(zhì)量下降。此外，已有技術(shù)當(dāng)中所需的放置球形或圓柱形襯墊的步驟以及對(duì)取向膜進(jìn)行摩擦處理的步驟都可略去，從而獲得簡(jiǎn)化液晶顯示裝置制作步驟這一優(yōu)點(diǎn)。進(jìn)而由于液晶分子的取向方向可由突起圖形35，55來確定，所以不需在CF襯底上再形成涂層抗蝕刻膜。此外，在第二實(shí)施例中，由于黑底52上突起圖形55的寬度厚于其他部分，所以可避免在形成突起圖形55時(shí)黑底52上突起圖形55的圖形寬度變窄這一問題。因而能夠使用于保持盒厚度的突起圖形55的高度均勻一致，并能由此抑制盒厚度的變化。
而且，在第二實(shí)施例中，如圖7中所示，可通過在象素電極32中設(shè)置縫隙來取代在TFT襯底30側(cè)上形成突起圖形35。
(第三實(shí)施例)圖12為一剖面圖，給出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的液晶顯示裝置。圖14是一平面圖，所示的是根據(jù)第三實(shí)施例的液晶顯示裝置的CF襯底。第三實(shí)施例與第二實(shí)施例的區(qū)別就在于CF襯底側(cè)的結(jié)構(gòu)不同。由于第三實(shí)施例的其余部分基本上與第二實(shí)施例相同，所以圖12和圖14中與圖10和圖11中相同的結(jié)構(gòu)元件都用相同的符號(hào)來表示，且在下文當(dāng)中不再對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)說明。
紅色(R)濾色片53R，綠色(G)濾色片53G及藍(lán)色(B)濾色片53B形成于CR襯底50側(cè)的玻璃襯底51上。這些濾色片53R，53G及53B在與TFT襯底30上的棚極總線33b，漏極總線33a，TFT及輔助電容電極相應(yīng)的位置處重疊成三層以形成黑底52。這些濾色片53R，53G及53B的厚度約為1.5μm。這些濾色片53R，53G及53B是通過涂覆紅色樹脂，綠色樹脂及藍(lán)色樹脂而制成的。如此，如果按此方式來制作濾色片53R，53G及53B，則重疊區(qū)域(黑底52)上濾色片53R，53G及53B的厚度要稍薄于平面區(qū)域(象素區(qū)域)內(nèi)濾色片53R，53G及53B的厚度。
由ITO制成的相對(duì)電極54形成于這些濾色片53R，53G及53B之上，厚度約為0.15μm。接下來如圖14中所示，相對(duì)電極54上鋸齒形的、約1.5μm高的突起圖形55是由絕緣樹脂制成的。在每一象素區(qū)四角處突起圖形55的寬度變厚。進(jìn)而，如圖14中所示，位于突起圖形55與黑底52相交位置處的突起圖形55的強(qiáng)度優(yōu)選地應(yīng)通過設(shè)置突起圖形55a來進(jìn)行加強(qiáng)。
由聚酰胺酸制成的垂直取向膜56形成于相對(duì)電極54上，且突起圖形55，55a的表面被取向膜56所覆蓋。
下文將參考圖15A到15E對(duì)根據(jù)第三實(shí)施例的液晶顯示裝置的制造方法進(jìn)行描述。在此，由于TFT襯底的制造方法與第一實(shí)施例中的相同，故在此部分說明書中不再對(duì)其進(jìn)行描述。
首先，如圖15A中所示，在玻璃襯底51上的藍(lán)色象素區(qū)域及用作黑底52的區(qū)域中涂覆藍(lán)色樹脂以形成約1.5μm厚的濾色片53B。
接下來如圖15B中所示，在玻璃襯底51上的紅色象素區(qū)域及用作黑底52的區(qū)域中涂覆紅色樹脂以形成約1.5μm厚的濾色片53R。再如圖15C中所示，在玻璃襯底51上的綠色象素區(qū)域及用作黑底52的區(qū)域中涂覆綠色樹脂來形成約1.5μm厚的濾色片53G。
然后，如圖15D中所示，通過將ITO涂覆到玻璃襯底51的整個(gè)上表面上來形成約0.15μm厚的相對(duì)電極54。再如圖15E中所示，通過在相對(duì)電極54上涂覆光敏樹脂，再將此光敏樹脂借助一具有突起圖形的曝光掩模進(jìn)行曝光，而后對(duì)其進(jìn)行顯影處理，以形成突起圖形55。再將聚酰胺酸涂覆到玻璃襯底51上以形成約0.1μm厚的垂直取向膜。
然后，如圖12中所示，TFT襯底30和CF襯底50疊加在一起，其分別形成有取向膜36，56的表面指向內(nèi)側(cè)，且具有負(fù)介電各向異性的液晶49密封于其間隙內(nèi)。此時(shí)，TFT襯底30和CF襯底50通過黑底52上的突起圖形55相接觸，從而使得盒厚度保持恒定。如此便可制作完成根據(jù)第三實(shí)施例的液晶顯示裝置。
在第三實(shí)施例中，將三種顏色R、G、B的三個(gè)濾色片55R，55G，55B疊加在一起便可形成黑底52。因此，第二實(shí)施例中所需的通過涂覆黑色樹脂來形成黑底52的步驟可以省略，且另外放置襯墊的步驟以及進(jìn)行摩擦處理的步驟也可不要，因此制作步驟更加簡(jiǎn)化。此實(shí)例中是通過將三種顏色R、G、B的濾色片疊加在一起來形成黑底52，也可對(duì)包含藍(lán)色濾色片的、具有高光線屏蔽性能的兩個(gè)以上濾色片疊加起來形成黑底。例如，由于疊加紅色和藍(lán)色濾色片，光線屏蔽率(OD值)超過2.0(透射率小于1×10-2)，所以僅僅疊加紅色及藍(lán)色濾色片55R，55B便可獲得足夠的光線屏蔽性能。
此外，在第三實(shí)施例中，疊加濾色片55R，55G，55B可使黑底部分52凸出其他部分，且突起圖形55形成于其上以使CF襯底50借助該突起圖形55與TFT襯底30相接觸，從而使得盒厚度保持不變。因此，盒厚度即使受到振動(dòng)和碰撞也不會(huì)發(fā)生改變，故可保持比較好的顯示質(zhì)量。
在上述實(shí)施例中，濾色片53R，53G，53B是通過在玻璃襯底上涂覆紅色樹脂，綠色樹脂，藍(lán)色樹脂來形成的。這些濾色片也可以由熱接合膜(干膜)形成。如果如上述實(shí)施例一樣濾色片是通過涂覆樹脂來形成的，則將出現(xiàn)所謂的流平現(xiàn)象即樹脂由高處流向低處直至樹脂干燥時(shí)止。由于此原因，根據(jù)盒厚度通過重疊濾色片難以形成具有預(yù)定高度的黑底。如此，便只能用熱接合膜來形成具有預(yù)定高度的黑底。
例如，藍(lán)色濾色片53B是通過將色層厚度為2.0μm的藍(lán)色熱接合膜經(jīng)熱力接合(層壓)至玻璃襯底51的整個(gè)表面上、然后再進(jìn)行曝光和顯影處理而形成的。紅色濾色片53R是通過將色層厚度為2.0μm的紅色熱接合膜經(jīng)熱力接合至玻璃襯底51的整個(gè)表面上、然后再進(jìn)行曝光和顯影處理而形成的。綠色濾色片53G是通過將色層厚度為2.0μm的綠色熱接合膜經(jīng)熱力接合至玻璃襯底51的整個(gè)表面上、然后再進(jìn)行曝光和顯影處理而形成的。
根據(jù)該方法，由于色層是在暫時(shí)干燥的狀態(tài)下接合到玻璃襯底51上的，所以在濾色片的重疊部分處不會(huì)產(chǎn)生流平現(xiàn)象。最后，每個(gè)濾色片53R，53G，53B的厚度都約為1.5μm。因此能形成總膜厚度約為4.5μm的黑底。
圖16的剖面圖所示的是根據(jù)第三實(shí)施例的液晶顯示裝置的一個(gè)變形。在此實(shí)例中，所形成的藍(lán)色(B)濾色片53B的厚度厚于其他濾色片53G，53R的厚度。特別地，將藍(lán)色(B)濾色片53B的厚度設(shè)定成約為2.0μm，將紅色及綠色濾色片53R，53G的厚度設(shè)定成約為1.5μm。結(jié)果藍(lán)色象素部分盒厚度約為3.5μm，紅色及綠色象素部分盒厚度約為4.0μm。
圖17所示的圖形給出了相應(yīng)顏色象素盒厚度(液晶層厚度)與光線透射率之間的關(guān)系，其中橫坐標(biāo)代表盒厚度，縱坐標(biāo)代表光線透射率(相對(duì)值)。由圖17顯見，藍(lán)色(B)象素時(shí)，透射率的峰值位于液晶層厚度約為3.5μm附近。相反地，紅色(R)和綠色(G)象素時(shí)，透射率的峰值位于液晶層厚度約為4.0到4.5μm附近。
由此可見，調(diào)節(jié)每種顏色(每一象素)濾色片液晶層的厚度，便可以使光學(xué)特性Δnd得以優(yōu)化。結(jié)果，在通常黑色液晶顯示裝置中，能夠獲得以下優(yōu)點(diǎn)即色度特性，透射率特性及對(duì)比度特性等可得以改進(jìn)。
(第四實(shí)施例)圖18為一剖面圖，所示的是振據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的液晶顯示裝置。圖19的剖面圖所示的是圖18中液晶顯示裝置的部分放大圖。圖20的平面圖給出的是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的液晶顯示裝置的CF襯底110。在圖18和19中，將上側(cè)標(biāo)記為CF襯底110，將下側(cè)標(biāo)記為TFT襯底100。而且在圖18中，省略掉了圖19中所示的取向膜106，116。此外，在圖20中，用一點(diǎn)劃線來表示設(shè)置在TFT襯底100上象素電極102內(nèi)的縫隙102a。圖21的剖面圖給出了沿圖20中A-A線進(jìn)行剖切的剖面圖形。
根據(jù)第四實(shí)施例的液晶顯示裝置，其結(jié)構(gòu)為具有負(fù)介電各向異性的液晶49密封于TFT襯底100和CF襯底110之間。在TFT襯底100的下側(cè)及CF襯底的上側(cè)分別設(shè)置偏振片(未示出)。設(shè)置這些偏振片時(shí)，應(yīng)使其偏振軸相互交叉。
TFT襯底100包括玻璃襯底101，形成于該玻璃襯底101上表面?zhèn)壬系南笏仉姌O102，絕緣膜104a，104b，取向膜106，TFT等。特別地，如圖19中所示，多條柵極總線103b，多條漏極總線103a，以及由ITO制成的象素電極102形成于玻璃襯底101的上表面?zhèn)取艠O總線103b和漏極總線103a相應(yīng)地由絕緣膜104a進(jìn)行絕緣。漏極總線103a和象素電極102則相應(yīng)地由絕緣膜104b來進(jìn)行絕緣。縫隙102a設(shè)置在象素電極102上用以確定液晶分子的取向方向(見圖7)。如圖20中所示，鋸齒形的縫隙102a將象素區(qū)域劃分為多個(gè)區(qū)域。且垂直取向膜106形成于玻璃襯底101的整個(gè)上表面上，象素電極102的表面由垂直取向膜106所覆蓋。
同時(shí)，CF襯底110包括一個(gè)玻璃襯底111，形成于玻璃襯底111下表面?zhèn)鹊臑V色片113R，113G，113B，相對(duì)電極114，垂直取向膜116等。特別地，如圖19中所示，紅(R)，綠(G)及藍(lán)(B)色濾色片113R，113G，113B形成于玻璃襯底111的下表面上。紅，綠及藍(lán)色濾色片113R，113G及113B中任一濾色片設(shè)置于相應(yīng)的象素電極中。濾色片113R，113G及113B在象素間區(qū)域內(nèi)疊加為三層以形成黑底112。由ITO制成的相對(duì)電極114形成于玻璃襯底111的下表面?zhèn)壬弦员憧梢愿采w黑底112及濾色片113R，113G及113B。
由絕緣樹脂制成的盒厚度調(diào)節(jié)層117形成于數(shù)據(jù)總線103a與柵極總線103b相交處的黑底112之下。
此外，如圖20中所示，突起圖形115以鋸齒形式形成于相對(duì)電極114之上及盒厚度調(diào)節(jié)層117之下。進(jìn)而，垂直取向膜116形成于相對(duì)電極114的整個(gè)下表面上。相對(duì)電極114及突起圖形115的表面由垂直取向膜116所覆蓋。
TFT襯底100和CF襯底110設(shè)置成使其上形成有垂直取向膜102，116的表面互相相對(duì)的形式。通過使形成于CF襯底110上盒厚度調(diào)節(jié)層117下側(cè)的突起圖形115與TFT襯底100上柵極總線103b和漏極總線103a間的交叉部分相接觸，可使TFT襯底100和CF襯底110之間的距離(盒厚度)保持不變。其中使TFT襯底和CF襯底之間盒厚度保持恒定的部分在下文當(dāng)中稱作襯墊部分。
圖22A到22F為剖面圖，按步驟順序給出了根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的液晶顯示裝置CF襯底的制造方法。在圖22A到22F中，將其上向上地形成有濾色片的一面標(biāo)記為CF襯底。
首先，如圖22A中所示，1.5μm厚的藍(lán)色濾色片113B形成于玻璃襯底111上的藍(lán)色象素區(qū)域、黑底形成區(qū)域、掩模形成區(qū)域如取向掩模(未示出)內(nèi)。其中分散有藍(lán)色色素的光刻膠可用作制作藍(lán)色濾色片113B的材料。可通過將光刻膠涂覆到玻璃襯底111上然后進(jìn)行曝光及顯影處理來制成藍(lán)色濾色片113B。
接下來，如圖22B中所示，1.5μm厚的紅色濾色片113R利用分散有紅色色素的光刻膠來形成于玻璃襯底111上的紅色象素區(qū)域及黑底形成區(qū)域內(nèi)。
再如圖22C中所示，1.5μm厚的綠色濾色片113R利用分散有綠色色素的光刻膠來形成于玻璃襯底111上的綠色象素區(qū)域及黑底形成區(qū)域內(nèi)。
在第四實(shí)施例中，黑底是通過疊加濾色片113R，113G，113B來形成的。在此，濾色片重疊部分中濾色片的厚度較之象素區(qū)域內(nèi)濾色片的厚度要薄一些。如果如上所述將每個(gè)濾色片113R，113G，113B的厚度設(shè)定為1.5μm，則重疊部分(象素區(qū)域內(nèi)凸出濾色片表面的高度)的高度約為1.8μm。
接下來如圖22D中所示，通過在玻璃襯底111的整個(gè)上表面上形成ITO來形成150nm厚的相對(duì)電極114。
再如圖22E中所示，約3.0μm高的盒厚度調(diào)節(jié)層117形成于相對(duì)電極114上的預(yù)定區(qū)域(間隔)內(nèi)。例如，可用正向酚醛清漆樹脂(感光抗蝕劑)來作為制作盒厚度調(diào)節(jié)層117的材料。既然如此，可通過將酚醛清漆樹脂涂覆到玻璃襯底111的整個(gè)上表面上并對(duì)其進(jìn)行曝光及顯影處理來形成盒厚度調(diào)節(jié)層117。
如圖22F中所示，約1.5μm高的突起圖形115形成于玻璃襯底111的上表面上。既然如此，突起圖形115的高度稍低于濾色片相疊部分?？捎谜蚍尤┣迤針渲瑏硇纬赏黄饒D形115。
接著，在玻璃襯底111的整個(gè)上表面上形成取向膜116。結(jié)果，便制成了CF襯底110。在此實(shí)例中，襯墊部分的高度(象素區(qū)域內(nèi)凸出濾色片表面的高度)約為4.0μm。
在上述實(shí)例中，已經(jīng)對(duì)利用分散有色素的光刻膠來制作濾色片113R，113G，113B的情形進(jìn)行了說明。但也可以用其他材料來制作濾色片113R，113G，113B。例如，通過涂覆含有染料或色素的樹脂，然后借助蝕刻將此樹脂成型為預(yù)定型面，也可制作出濾色片。此外，也可通過印刷等方法來制作出濾色片。
此外，在上述實(shí)例中，是通過涂覆酚醛清漆樹脂來制成盒厚度調(diào)節(jié)層117的。而該盒厚度調(diào)節(jié)層117也可用其他材料如丙烯酸樹脂，聚酰亞胺樹脂，環(huán)氧樹脂等制成。
下文將描述根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的液晶顯示裝置所獲得的優(yōu)越性。
在用作濾色片113R，113G，113B材料的光敏保護(hù)層中，是用丙烯酸樹脂作為著色材料(色素)的粘結(jié)劑。在第四實(shí)施例中，用光敏酚醛清漆樹脂作為制作突起圖形115的材料。由于此材料具有良好的均勻性，所以濾色片重疊部分的厚度變得比象素區(qū)域中的部分(平面部分)薄。
通常，在用旋涂器、縫隙覆涂器等涂覆樹脂時(shí)，在第二及第三疊層上將出現(xiàn)樹脂流平現(xiàn)象直到樹脂干燥為止，由此使得第二層濾色片的厚度降至約為第一層濾色片厚度的大約70％，且同時(shí)使得第三層濾色片的厚度降至約為第一層濾色片厚度的50％。
由于如果不設(shè)置盒厚度調(diào)節(jié)層117的話，盒厚度是由濾色片重疊部分的厚度來確定的，所以定會(huì)增大濾色片重疊部分的濾色片厚度。為了增大第二及第三濾色片厚度，例如可以考慮利用真空干燥法來加速干燥進(jìn)程以降低流平性的方法以及增大所涂樹脂膜厚度的方法。而采用這些方法又會(huì)出現(xiàn)涂覆不規(guī)則或干燥不均勻的現(xiàn)象，且能使產(chǎn)量降低。
圖23所示的圖形給出了濾色片的厚度與襯墊部分高度之間的關(guān)系，其中橫坐標(biāo)表示象素區(qū)域中濾色片的厚度，縱坐標(biāo)表示襯墊部分高度。在此情形下，▲符號(hào)表示當(dāng)每一濾色片厚度等于突起圖形高度時(shí)襯墊部分的高度，□符號(hào)表示當(dāng)將突起圖形高度設(shè)定為2μm時(shí)襯墊部分的高度。由圖23可以看出，為使盒厚度為4μm，必須將象素區(qū)域內(nèi)每一濾色片厚度及突起圖形高度設(shè)定為3μm。在此情形下，如果突起圖形高度小于盒厚度的30％或大于盒厚度的50％，則會(huì)導(dǎo)致透射率下降或?qū)Ρ榷认陆怠Ｒ虼?，?yōu)選地應(yīng)將突起圖形高度設(shè)定在1.2到2.0μm，而如此一來必須將濾色片的厚度設(shè)定得更厚一些。
通常，如果用作濾色片材料的散布有色素的抗蝕劑厚度超過3μm，則難以對(duì)這種抗蝕劑進(jìn)行精細(xì)成型。此問題是由于涂覆抗蝕劑之后干燥速度下降、進(jìn)而生產(chǎn)率下降引起的。因此，將濾色片的厚度設(shè)定成大于3μm是不實(shí)際的。
可以考慮用流平性不好的材料如聚酰亞胺樹脂作為制作濾色片的材料。而由于聚酰亞胺樹脂是光敏樹脂，故在成型當(dāng)中需要蝕刻步驟。于是存在這樣的缺陷即由于步驟數(shù)增多而引起制作成本增大。如果制成的濾色片較厚，則由于襯墊部分中的相對(duì)電極與TFT襯底側(cè)上的象素電極之間的距離變得極近而易于出現(xiàn)短路故障。
如上所述在第四實(shí)施例中，由于在濾色片113R，113G，113B的重疊部分與突起圖形115之間設(shè)置有盒厚度調(diào)節(jié)層117，故可以利用盒厚度調(diào)節(jié)層117來調(diào)節(jié)盒厚度，即使將每一濾色片113R，113G，113B的厚度都設(shè)定成低于3μm，也能保持足夠的盒厚度。結(jié)果，能夠避免生產(chǎn)率及產(chǎn)量的下降。而且，由于濾色片由光刻膠制成，可避免步驟數(shù)多于用非光敏樹脂如聚酰亞胺樹脂來制作濾色片所需的步驟數(shù)。進(jìn)而，由于用突起圖形115相對(duì)來說易于將盒厚度調(diào)節(jié)到最佳優(yōu)化值，所以能夠同時(shí)避免透射率及對(duì)比度降低。此外，由于利用盒厚度調(diào)節(jié)層117能夠確保TFT襯底100側(cè)上的相對(duì)電極114與象素電極112之間有足夠的間隔，所以即使取向膜106，116在相接觸部分發(fā)生破損也不會(huì)出現(xiàn)短路故障。
在第四實(shí)施例中，先形成盒厚度調(diào)節(jié)層117，再形成突起圖形115，但這些步驟也可反向?qū)嵤?。換句話說，如圖24中所示，即在相對(duì)電極114上形成突起圖形117，再在襯墊部分的突起圖形117上形成盒厚度調(diào)節(jié)層118。在這種情況下，可得到與上述第四實(shí)施例相同的優(yōu)點(diǎn)。
盡管在上述第四實(shí)施例中是通過將濾色片113R，113G，113B疊加成三層來形成黑底112的，但也可通過疊加任兩層濾色片來形成此黑底。此外，鑒于在襯墊部分相對(duì)電極114與象素電極之間不會(huì)產(chǎn)生短路，故可在形成盒厚度調(diào)節(jié)層118之后再形成相對(duì)電極114。
根據(jù)第四實(shí)施例，利用設(shè)置在光線屏蔽膜112上的盒厚度調(diào)節(jié)層117調(diào)節(jié)盒厚度。因此，無需增大濾色片113R，113G，113B的厚度即可將金厚度調(diào)節(jié)到最佳優(yōu)化值。
在這種情況下，如圖24中所示，第一襯底上的第一電極，通過疊加濾色片113R，113G，113B中的至少兩個(gè)濾色片而形成的光線屏蔽膜112設(shè)置在與多個(gè)第一電極、用于覆蓋濾色片113R，113G，113B及光線屏蔽膜112的第二電極116、在第二電極上由絕緣材料制成的突起圖形117、形成于整個(gè)光線屏蔽膜112的突起圖形117上的盒厚度調(diào)節(jié)層118及用于至少覆蓋第二電極的第二垂直取向膜116間的區(qū)域相對(duì)應(yīng)的區(qū)域內(nèi)。
(第五實(shí)施例)圖25為一剖面圖，給出了根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的液晶顯示裝置。由于TFT襯底側(cè)的結(jié)構(gòu)與第四實(shí)施例中相同，所以圖25與圖19中相同的結(jié)構(gòu)元件用相同的符號(hào)來表示，且在下文當(dāng)中不再對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)說明。
由黑色樹脂制成的黑底122形成于CF襯底120側(cè)玻璃襯底121的一個(gè)表面上(圖25中的下表面)，并形成一預(yù)定形狀。由黑色樹脂制成的黑底122的厚度為3.5μm。而且黑底122是通過涂覆分散有黑色色素的光刻膠、然后再通過曝光和顯影過程進(jìn)行成型而形成的。
紅(R)，綠(G)，藍(lán)(B)色濾色片123R，123G，123B相應(yīng)地形成于玻璃襯底121下表面的象素區(qū)域中。這些濾色片123R，123G，123B在黑底124的下表面上形成三層。
由ITO制成的相對(duì)電極124形成于玻璃襯底121的下表面?zhèn)壬弦愿采w濾色片123R，123G，123B。接著在相對(duì)電極124下形成突起圖形125。如第四實(shí)施例，此突起圖形125設(shè)置在TFT襯底110側(cè)象素電極102的縫隙102a之間(見圖20)。
垂直取向膜126形成于相對(duì)電極124的下表面上，且突起圖形表面也被此垂直取向膜126所覆蓋。
在第五實(shí)施例中，由于是劑用樹脂黑底124來調(diào)節(jié)盒厚度，所以如第四實(shí)施例中一樣，無需增大濾色片厚度或突起圖形高度即可獲得最佳盒厚度。因此，由第五實(shí)施例可獲得與第四實(shí)施例相同的優(yōu)點(diǎn)。
盡管第五實(shí)施例中所描述的是在黑底124的下表面上使濾色片123R，123G，123B疊加成三層的情形，但是也可以在黑底124下形成一層或兩層濾色片。如果相對(duì)電極124和象素電極102之間不會(huì)短路，則可以在形成突起圖形125之后再形成相對(duì)電極124。
此外，濾色片除了在樹脂黑底122的襯墊部分外不能在其他部分處重疊，或者可使濾色片重疊作為襯墊部分。而優(yōu)選地，如果所形成的突起圖形其高度在襯墊以外超過盒厚度的1/3，則應(yīng)當(dāng)用與突起圖形125同時(shí)形成的絕緣層(由與突起圖形125相同材料制成的絕緣層)來覆蓋該突起圖形125。結(jié)果，能夠更好地防止TFT襯底100上象素電極102和CF襯底120上相對(duì)電極124之間發(fā)生短路。
根據(jù)第五實(shí)施例，由于可利用由不透光材料如黑色樹脂制成的光線屏蔽膜122來調(diào)節(jié)盒厚度，所以無需增大濾色片123R，123G，123B的厚度即可將盒厚度調(diào)節(jié)為最佳數(shù)值。
在這種情況下，如圖26中所示，光線屏蔽膜可包括由金屬或金屬化合物制成的膜(光線屏蔽膜)132及形成于膜132上的保護(hù)層137。
根據(jù)本發(fā)明，用于使光線屏蔽膜132成型的保護(hù)層137留作使形成于該保護(hù)層137上的突起圖形135的頂端部分與第一襯底100相接觸。因而，可使盒厚度保持恒定。結(jié)果，具有簡(jiǎn)化制作步驟的優(yōu)越性。
(第六實(shí)施例)圖26為一剖面圖，給出了根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的液晶顯示裝置。在此第六實(shí)施例中，由于TFT襯底側(cè)的結(jié)構(gòu)與第四實(shí)施例中相同，所以圖26和圖19中相同的結(jié)構(gòu)元件用相同的符號(hào)來表示，且在下文當(dāng)中也不再對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)說明。
由低反射性鉻(Cr)制成的黑底132形成于CF襯底130側(cè)玻璃襯底131的下表面上。之后與此黑底132具有相同形狀的保護(hù)層137形成于該黑底132之下。
紅(R)，綠(G)，藍(lán)(B)色濾色片133R，133G及133B形成于玻璃襯底131下表面?zhèn)鹊南笏貐^(qū)域內(nèi)。這些濾色片133R，1336及133B在黑底132下疊加成三層。
由ITO制成的相對(duì)電極134形成于玻璃襯底131的下表面上用以覆蓋濾色片133R，133G及133B。進(jìn)而，突起圖形135形成于相對(duì)電極134之下。如第四實(shí)施例中一樣，此突起圖形設(shè)置在TFT襯底110上象素電極102的縫隙102a之間(見圖20)。
進(jìn)而，垂直取向膜136形成于相對(duì)電極134之下，且突起圖形135的表面由此垂直取向膜136所覆蓋。
圖27A到27F的剖面圖給出了第六實(shí)施例液晶顯示裝置CF襯底130的制造方法。
首先，如圖27A中所示，低反射性Cr膜形成于玻璃襯底131上，厚度約為0.16μm，厚度約為4.0μm、由正線型酚醛清漆樹脂制成的光敏保護(hù)層137形成于其上。通過對(duì)此保護(hù)層137進(jìn)行曝光和顯影來制成預(yù)定的黑底模。再經(jīng)過蝕刻除去未被保護(hù)層137所覆蓋的Cr膜，只留下保護(hù)層137之下的Cr膜。因此，只有保護(hù)層137之下的Cr膜用作黑底132。
接下來，如圖27B中所示，1.5μm厚的藍(lán)色濾色片133B形成于玻璃襯底131上。利用分散有藍(lán)色色素的光刻膠來作為藍(lán)色濾色片133B的材料。藍(lán)色濾色片133B可通過將光刻膠涂覆到玻璃襯底131上、再進(jìn)行曝光和顯影處理來形成。
再如圖27C中所示，利用的是分散有紅色色素的光刻膠，1.5μm厚的紅色濾色片133R形成于玻璃襯底131上。
再如圖27D中所示，利用的是分散有綠色色素的光刻膠，1.5μm厚的綠色濾色片133G形成于玻璃襯底131上。至此步驟所完成的低反射性Cr黑底132、黑底132上的保護(hù)層137及濾色片133R，133G，133B重疊部分的高度(象素區(qū)域內(nèi)凸出濾色片表面的高度)約為3.8μm。
接下來如圖27E中所示，由ITO制成的150nm厚的相對(duì)電極114形成于整個(gè)表面上。
如圖27F中所示，鋸齒形突起圖形135形成于相對(duì)電極114上(見圖20)。突起圖形的高度設(shè)定為約1.5μm。在濾色片的重疊部分突起圖形135的高度低于1.5μm。例如，可用正向酚醛清漆樹脂作為制作突起圖形135的材料。
取向膜136形成于玻璃襯底131的整個(gè)上表面上。如此便制作成了CF襯底。在此實(shí)例中，襯墊部分高度(象素區(qū)域內(nèi)凸出濾色片表面的高度)約為4.0μm。
在第六實(shí)施例中，除了可獲得與第四實(shí)施例相同的優(yōu)點(diǎn)外，還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即形成由低反射性Cr制成的黑底所用的抗蝕劑可用作盒厚度調(diào)節(jié)襯墊，所以可以避免增多步驟。
在第六實(shí)施例中，盡管是使RGB濾色片在保護(hù)層137上重疊成三層，但是也可以是一層或兩層結(jié)構(gòu)。而且，在第六實(shí)施例中，由于濾色片在保護(hù)層137上疊加在一起，所以保護(hù)層137上濾色片的厚度變薄。因此，優(yōu)選地為了保持預(yù)定的盒厚度，應(yīng)使黑底132及保護(hù)層137的總厚度大于象素區(qū)內(nèi)濾色片133R，133G，133B的厚度。
(第七實(shí)施例)圖28的剖面圖給出了根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的液晶顯示裝置。圖29A所示的是沿圖28中B-B線剖開的剖面圖。圖29B所示的是沿圖28中C-C線剖開的剖面圖。由于此第七實(shí)施例液晶顯示裝置的TFT襯底側(cè)結(jié)構(gòu)與第四實(shí)施例中的相同，所以圖29與圖19中相同的結(jié)構(gòu)元件用相同的符號(hào)來表示，且在下文當(dāng)中不再對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)說明。在圖29中，將上側(cè)標(biāo)記為TFT襯底，將下側(cè)標(biāo)記為CF襯底。
第七實(shí)施例液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)為具有負(fù)介電各向異性的液晶49封閉于TFT襯底100和CF襯底140之間。偏振片(未示出)相應(yīng)地設(shè)置在TFT襯底100的上側(cè)和CF襯底140的下側(cè)。這些偏振片應(yīng)設(shè)置成使其偏振軸相互交叉的形式，CF襯底140包括玻璃襯底141，形成于玻璃襯底141上側(cè)的濾色片143R(紅)，143G(綠)，143B(藍(lán))，相對(duì)襯底144，垂直取向膜146等。特別地，如圖29中所示，濾色片143R，143G，143B形成于玻璃襯底141之上。濾色片143R，143G，143B中之一設(shè)置在每一象素區(qū)域內(nèi)。此外，藍(lán)色濾色片143B和紅及綠色濾色片143R，143B中之一在象素間區(qū)域上疊加成兩層以形成黑底142。進(jìn)而，濾色片143R，143G，143B在位于漏極總線33a和柵極總線33b交叉點(diǎn)附近的襯墊部分148處疊加成三層。
由ITO制成的相對(duì)電極144形成于這些濾色片143R，143G，143B上。如圖20中所示，由絕緣樹脂制成的突起圖形145以鋸齒形式形成于相對(duì)電極144上，所形成的垂直取向膜146用于覆蓋相對(duì)電極144及突起圖形145的表面。
上述結(jié)構(gòu)的CF襯底140通過襯墊148上突起圖形145的頂端部分與TFT襯底100相接觸以使TFT襯底100和CF襯底140之間的盒厚度保持不變，襯墊148的尺寸為30μm×30μm。
圖30A到30C為平面圖，按制作步驟給出了第七實(shí)施例液晶顯示裝置CF襯底的制造方法。圖31A到31C的剖面圖所示的是第七實(shí)施例液晶顯示裝置CF襯底的制造方法。圖31A到31C是沿圖28中的C-C線剖切所得的相應(yīng)的剖面圖。
首先，如圖30A和圖31A中所示，約1.5μm厚的藍(lán)色濾色片143B利用分布有藍(lán)色色素的光敏保護(hù)層形成于玻璃襯底141上的藍(lán)色象素形成區(qū)域及黑底區(qū)域內(nèi)。
再如圖30B和31B中所示，約1.5μm厚的紅色濾色片143R利用分布有紅色色素的光敏保護(hù)層形成于玻璃襯底141上的紅色象素形成區(qū)域內(nèi)。此時(shí)，所形成的紅色濾色片143R與紅色象素周圍的黑底形成區(qū)域、襯墊部分形成區(qū)域以及藍(lán)色象素周圍黑底形成區(qū)域內(nèi)的藍(lán)色濾色片143B相互疊加。如此，只是在紅色象素側(cè)紅色象素和綠色象素之間的黑底形成區(qū)域的半個(gè)區(qū)域內(nèi)形成紅色濾色片143R。紅色濾色片143R不能在綠色象素和藍(lán)色象素之間的黑底形成區(qū)域內(nèi)形成。
接著，如圖30和圖31C中所示，約1.5μm厚的綠色濾色片143G利用分布有綠色色素的光敏保護(hù)層形成于玻璃襯底141上的綠色象素形成區(qū)域內(nèi)。此時(shí)，所形成的綠色濾色片143G與綠色象素周圍的黑底形成區(qū)域以及襯墊部分形成區(qū)域中的藍(lán)色濾色片143B和紅色濾色片143R相疊加。如此，只是在綠色象素側(cè)綠色象素和紅色象素之間黑底形成區(qū)域中的半個(gè)區(qū)域內(nèi)形成綠色濾色片143G。
再如圖28和29中所示，由ITO制成的象素電極144形成于濾色片143R，143G，143B上，厚度約為1000埃。再通過在象素電極144上形成正向光敏保護(hù)層并對(duì)其進(jìn)行曝光和顯影處理來形成約10μm寬、1.5μm高的突起圖形145。接著，在玻璃襯底141的整個(gè)上表面上形成約80nm厚的垂直取向膜146。如此便制作成了CF襯底140。如果以此方式來制作CF襯底140，則襯墊部分148的高度約為3.8μm。
下文將描述第七實(shí)施例液晶顯示裝置的優(yōu)越性。
如果所形成的黑底為三層結(jié)構(gòu)的RGB濾色片，則黑底側(cè)壁部分的傾斜角變大。因此，在黑底側(cè)壁部分周圍，液晶分子的角度相對(duì)于襯底來說變?yōu)閹缀跏撬降?。?dāng)未加電壓時(shí)，這種異常取向會(huì)導(dǎo)致光線泄露，當(dāng)施加電壓時(shí)則會(huì)引起透射率下降并從而導(dǎo)致對(duì)比度大大降低。
圖32所示的是象素區(qū)域邊緣部分的高度差與對(duì)比度之間的關(guān)系，其中橫坐標(biāo)代表象素區(qū)域及黑底之間的高度差，縱坐標(biāo)代表對(duì)比度。由圖32中可以看出，如果高度差超過1.5μm，則對(duì)比度低于200。
因此在第七實(shí)施例中，黑底142由包括藍(lán)色濾色片143B和紅色濾色片143R與綠色濾色片143G中之一的兩層濾色片構(gòu)成。從而可使象素區(qū)域與黑底間的高度差降低為三層結(jié)構(gòu)時(shí)的2/3。因此在盒間隔方向液晶分子平行于襯底取向的區(qū)域也能減少約2/3，并且能夠減少光線的泄漏。
此外，如果象素區(qū)域和黑底之間的高度差的傾斜角較大，則液晶分子的取向接近于與襯底表面平行的方向，而如果高度差的傾斜角較小，則液晶分子的取向接近于與襯底表面垂直的方向。圖33所示的是高度差部分的傾斜角與對(duì)比度之間的關(guān)系，其中橫坐標(biāo)代表高度差部分的傾斜角，縱坐標(biāo)代表對(duì)比度。如圖33中所示，如果傾斜角小于30度，則對(duì)比度超過250。因此，能夠獲得足夠的對(duì)比度。
與此同時(shí)，如果考慮到各個(gè)濾色片對(duì)亮度的影響，則RGB對(duì)亮度的影響度為R∶G∶B＝3∶3∶1。因此，藍(lán)色象素部分的光線泄漏對(duì)對(duì)比度下降的影響較小，而紅或綠色象素部分對(duì)對(duì)比度下降的影響較大。
在第七實(shí)施例中，紅色象素周圍黑底的最上層由紅色濾色片構(gòu)成，綠色象素周圍黑底的最上層由綠色濾色片構(gòu)成。因而，紅色象素與紅色象素周圍的黑底間以及綠色象素與綠色象素周圍的黑底間的傾斜度變得較平和，因此可減少由于取向異常而引起的對(duì)比度下降問題。在此，藍(lán)色象素周圍的傾斜角增大，但在藍(lán)色象素中不會(huì)出現(xiàn)由于傾斜角增大引起光線泄漏的問題，這是因?yàn)槿缟纤?，藍(lán)色象素對(duì)亮度的影響程度較小。
當(dāng)切實(shí)地根據(jù)上述方法制成液晶顯示裝置之后檢驗(yàn)對(duì)比度時(shí)，可發(fā)現(xiàn)對(duì)比度超過400。
改變象素區(qū)域與黑底之間高度差傾斜角的方法，有在形成濾色片時(shí)改變所用曝光條件及顯影條件的方法和改變構(gòu)成濾色片材料的樹脂的方法。用這些方法可將象素區(qū)域和黑底間高度差的傾斜角設(shè)定在低于30度的范圍上。
根據(jù)第七實(shí)施例，光線屏蔽膜142由紅色象素周圍的藍(lán)色濾色片143B和紅色濾色片143R這兩層濾色片構(gòu)成。結(jié)果，紅色象素側(cè)高度差的傾斜角及綠色象素側(cè)高度差的傾斜角可以較小，因此能夠減少由于液晶分子取向異常而引起的光線泄漏問題。
由于可通過將濾色片疊加成兩層來形成光線屏蔽膜，并且可在其上形成突起圖形以便能夠借助該突起圖形頂端部分來使盒厚度保持不變，所以此液晶顯示裝置相對(duì)來說易于制作。
如果是通過疊加紅色濾色片和藍(lán)色濾色片來形成光線屏蔽膜的話，則在顯示區(qū)域外側(cè)將出現(xiàn)光線泄漏。為了防止此光線泄漏，如權(quán)利要求15中所指出的及圖21中所示的，優(yōu)選地應(yīng)在顯示區(qū)域的外側(cè)形成用于遮擋藍(lán)光的光線屏蔽膜152。因此定能夠避免顯示區(qū)域外側(cè)上的藍(lán)光泄漏，并能因此提高顯示質(zhì)量。本發(fā)明不僅適用于VA(垂直取向)型液晶顯示裝置，而且也適用于利用水平取向膜的液晶顯示裝置。
(第八實(shí)施例)圖21的剖面圖所示的是根據(jù)本發(fā)明第八實(shí)施例的液晶顯示裝置。在第八實(shí)施例中，在液晶顯示裝置顯示區(qū)域的外側(cè)上設(shè)置了一個(gè)冗余光線屏蔽膜。第八實(shí)施例其他部分的結(jié)構(gòu)可利用上述第一到第七實(shí)施例中所示的結(jié)構(gòu)。
在第八實(shí)施例中，在TFT襯底150顯示區(qū)域的外側(cè)上的玻璃襯底151上形成一冗余光線屏蔽膜152。該冗余光線屏蔽膜152由包括Al(鋁)膜和Ti膜的多層金屬膜形成，或者由一金屬膜如Cr(鉻)膜或金屬氧化膜形成。TFT襯底150側(cè)上垂直取向膜156的邊緣部分與顯示區(qū)域側(cè)上冗余光線屏蔽膜152的末端部分相重疊。在第八實(shí)施例中，冗余光線屏蔽膜152的寬度設(shè)定為2.0mm。而冗余光線屏蔽膜152的寬度必須依據(jù)在形成突起圖形時(shí)不會(huì)在垂直取向膜156和冗余光線屏蔽膜152之間產(chǎn)生間隙的取向精度來確定。
多個(gè)象素電極(未示出)，設(shè)置在每個(gè)象素電極上的TFT(未示出)，連接到TFT上的總線(未示出)，以及用于覆蓋象素電極的垂直取向膜156都形成于TFT襯底150的顯示區(qū)域中。
如第一到第七實(shí)施例，設(shè)置在象素區(qū)域中的濾色片(未示出)，黑底162，用于覆蓋位于顯示區(qū)域中的濾色片和黑底162的相對(duì)電極(未示出)，及垂直取向膜166形成于CF襯底160上。在第八實(shí)施例中，假設(shè)黑底162由包括藍(lán)色濾色片和紅色濾色片的兩層濾色片構(gòu)成。且假設(shè)黑底162的邊緣部分(在顯示區(qū)域的外側(cè))未被垂直取向膜166所覆蓋。TFT襯底150側(cè)上的冗余光線屏蔽膜152設(shè)置成與顯示區(qū)域外側(cè)上的黑底162相對(duì)的形式。
TFT襯底150上的總線(柵極總線或漏極總線)自顯示區(qū)域延伸至襯底151的末端部分并連接到外部電路上。因此，為了不使總線之間通過冗余光線屏蔽膜152形成電氣連接，則必須使冗余光線屏蔽膜152形成于總線之間或形成于該總線層的不同層上。優(yōu)選地，如果冗余光線屏蔽膜152形成于不同于該總線層的另一層上，如圖34中所示，為了避免總線之間的電容耦和，不應(yīng)使冗余光線屏蔽膜152正好形成于總線153之上或之下。
下文將對(duì)第八實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行描述。
在通過疊加濾色片形成黑底時(shí)，可將濾色片疊加成三層來增加黑底厚度，但結(jié)果在高度差部分卻易出現(xiàn)相對(duì)電極斷裂的現(xiàn)象(所謂的由高度差引起的斷裂)。于是，優(yōu)選地如果通過疊加濾色片來形成黑底的話，應(yīng)將濾色片的層數(shù)設(shè)定為兩層。疊加兩層或三層濾色片時(shí)的透射率如表1中所示。其中OD值為透射率的對(duì)數(shù)值。
表1濾色片 OD值R+G 1.3G+B 1.1B+R 2.1R+G+B 2.5由表1可知，如果疊加兩個(gè)濾色片來形成黑底的話，則藍(lán)色濾色片和紅色濾色片的結(jié)合能夠最有效地截止光線。
而當(dāng)實(shí)際制作的液晶顯示裝置中黑底由藍(lán)色濾色片和紅色濾色片組成時(shí)，在顯示區(qū)域的外側(cè)上將出現(xiàn)藍(lán)光泄漏現(xiàn)象。這是由以下原因引起的。
圖35的剖面圖所示的是無冗余光線屏蔽膜的液晶顯示裝置。在圖35中，與圖21中相同的結(jié)構(gòu)元件用相同的符號(hào)來表示，且在下文當(dāng)中不再對(duì)其進(jìn)行描述。假設(shè)在此液晶顯示裝置中，是將紅色濾色片疊加到藍(lán)色濾色片上來形成黑底。
如圖27中所示，通常CF襯底160顯示區(qū)域外側(cè)上黑底162的邊緣部分未被取向膜166所覆蓋。由于此部分上的液晶分子隨機(jī)取向，所以在未加電壓時(shí)，透射率能夠得以增強(qiáng)。
圖36的圖形所示的是藍(lán)色、綠色及紅色濾色片的波長光譜特性。如圖36中所示，由于紅色濾色片對(duì)具有藍(lán)色波長區(qū)域的光線的透射率相對(duì)來說大一些，所以即使將藍(lán)色濾色片和紅色濾色片相互疊加在一起，也不能充分地截止短波區(qū)域光線。由于此原因，短波光線(藍(lán)色光線)自將藍(lán)色濾色片和紅色濾色片疊加到一起構(gòu)成的黑底中透射出來，能夠觀察到藍(lán)光泄漏。
而在第八實(shí)施例中，由于冗余光線屏蔽膜152設(shè)置在顯示區(qū)域的外側(cè)上，所以能夠有效地截止示區(qū)域外側(cè)泄漏的藍(lán)光。且在第八實(shí)施例中，由于CF襯底160側(cè)上的黑底162由藍(lán)色濾色片和紅色濾色片構(gòu)成，相對(duì)于TFT襯底150上由金屬制成的冗余光線屏蔽膜152來說反射率較低，從而使得這種黑底162具有外部光線反射截止膜的效用。結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)提高顯示質(zhì)量這一優(yōu)點(diǎn)。
(第九實(shí)施例)圖37的剖面圖所示的是根據(jù)本發(fā)明第九實(shí)施例的液晶顯示裝置。圖37中與圖21中相同的結(jié)構(gòu)元件用相同的符號(hào)來表示，且在下文當(dāng)中不再對(duì)其進(jìn)行說明。
在第九實(shí)施例中，形成于CF襯底160上的濾色片162是通過將藍(lán)色濾色片和紅色濾色片層壓在一起來形成的。且由UV(紫外線)涂膜形成的冗余光線屏蔽膜163形成于顯示區(qū)域外側(cè)上CF襯底160的上表面(與TFT襯底150表面相對(duì)側(cè)上的表面)上。UV涂覆膜是用蒸發(fā)法將TiO2膜和SiO2膜層壓成多層而形成的。其截止波長小于500nm。
在第九實(shí)施例中，即使包括藍(lán)色濾色片和紅色濾色片的黑底在顯示區(qū)域的外側(cè)可透射藍(lán)光，這種藍(lán)光也能夠被冗余光線屏蔽膜163所截止。因而定能避免藍(lán)光泄漏。
在第九實(shí)施例中，由UV涂覆膜構(gòu)成的冗余光線屏蔽膜163形成于CF襯底160側(cè)上。而該冗余光線屏蔽膜也可形成于TFT襯底150側(cè)上，或者還可以形成于CF襯底160及TFT襯底150二者之上。
(第十實(shí)施例)圖38的剖面圖所示的是根據(jù)本發(fā)明第十實(shí)施例的液晶顯示裝置。圖38中與圖21中相同的結(jié)構(gòu)元件用相同的符號(hào)來表示，且在下文當(dāng)中不再對(duì)其進(jìn)行說明。
設(shè)置一對(duì)偏振片158，168，將通過耦和CF襯底160和TFT襯底150所形成的液晶面板置于其間。這些偏振片158，168設(shè)置成其偏振軸互相垂直相交的方式。在第十實(shí)施例中，至少在這些偏振片158，168的其中之一上形成用作冗余光線屏蔽膜169的UV涂覆膜。在此情形下，冗余光線屏蔽膜形成于與位于顯示區(qū)域外側(cè)的區(qū)域相對(duì)應(yīng)的區(qū)域上且其中黑底162未被垂直取向膜166所覆蓋。
根據(jù)第十實(shí)施例，除了與第八實(shí)施例相同的優(yōu)點(diǎn)之外，還可實(shí)施這種優(yōu)點(diǎn)即由于這種冗余光線屏蔽膜169(UV涂覆膜)并非直接形成于液晶面板上，所以這種涂覆膜易于形成。
(第十一實(shí)施例)圖39剖面圖所示的是根據(jù)本發(fā)明第十一實(shí)施例的液晶顯示裝置。在第十一實(shí)施例中，第一到第七實(shí)施例中所示的TFT襯底的配置都適用。在圖39中，標(biāo)號(hào)177代表顯示區(qū)域，標(biāo)號(hào)178代表顯示區(qū)域的外部，標(biāo)號(hào)179表示轉(zhuǎn)換連接部分。且圖40A的剖面圖所示的是第十一實(shí)施例液晶顯示裝置顯示區(qū)域177中的CF襯底。圖40B剖面圖所示的是顯示區(qū)域外側(cè)的CF襯底。
在第十一實(shí)施例中，CF襯底170上顯示區(qū)域177中的黑底是由藍(lán)色濾色片和紅色濾色片形成的雙層結(jié)構(gòu)。且在顯示區(qū)域以外形成的冗余光線屏蔽膜175為紅、綠及藍(lán)濾色片的三層結(jié)構(gòu)。
通常，在液晶顯示裝置中，CF襯底側(cè)上的相對(duì)電極和TFT襯底側(cè)上的電壓施加部分通過顯示區(qū)域外側(cè)稱作轉(zhuǎn)換器的導(dǎo)體進(jìn)行電氣連接。此轉(zhuǎn)換器設(shè)置在轉(zhuǎn)換連接部分179中。
如果顯示區(qū)域外側(cè)部分上冗余光線屏蔽膜的所有區(qū)域都為三種濾色片的三層結(jié)構(gòu)，則會(huì)增大顯示區(qū)域177和外部178間的高度差。結(jié)果，無法形成連續(xù)的相對(duì)電極(ITO膜)，且可能會(huì)出現(xiàn)由于高度差而引起的斷裂現(xiàn)象。因此，在第十一實(shí)施例中，如圖40B中所示，將濾色片層壓到轉(zhuǎn)換連接部分179上形成雙層結(jié)構(gòu)便可避免產(chǎn)生連接錯(cuò)誤。
如上一樣，在第十一實(shí)施例中，由于冗余光線屏蔽膜175在顯示區(qū)域外部為紅、綠及藍(lán)色濾色片的三層結(jié)構(gòu)，所以必能避免藍(lán)光自顯示區(qū)域外部泄漏出來。此外，由于位于顯示區(qū)域外部及借助轉(zhuǎn)換器(轉(zhuǎn)換連接部分179)電氣連接到TFT襯底的電極上的區(qū)域內(nèi)的濾色片層壓成雙層結(jié)構(gòu)，故在形成ITO膜時(shí)不易出現(xiàn)由于高度差引起的斷裂現(xiàn)象，且也能夠避免制作量減少這一問題。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置，由于能夠通過使第二襯底上突起圖形的頂端部分與第一襯底相接觸來使盒厚度保持不變，所以可以不用已有技術(shù)中所必須的球形或圓柱形襯墊。因而，即使有碰撞或振動(dòng)，盒厚度也不會(huì)改變，從而能夠防止顯示質(zhì)量下降的問題。且由于利用形成于電極上的絕緣突起圖形可使第一襯底和第二襯底間的間隔保持不變，所以第一襯底上的電極和第二襯底上電極間的短路也肯定能夠避免。此外，根據(jù)本發(fā)明，在突起圖形的兩側(cè)液晶的取向方向不同，所以能夠?qū)崿F(xiàn)取向分割。于是，能夠獲得提高視覺特性這一優(yōu)點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置的制造方法為相對(duì)電極、第一突起圖形及第一垂直取向膜形成于第一襯底上；之后象素電極、第二突起圖形及第二垂直取向膜形成于第二襯底上；接下來將第一襯底和第二襯底設(shè)置成使其上形成有第一垂直取向膜和第二垂直取向膜的表面互相相對(duì)并使第一突起圖形的頂端部分與第二襯底上的第二垂直取向膜相接觸，再將具有負(fù)介電各向異性的液晶封閉于其間。因而，已有技術(shù)中所必須有的配置襯墊的步驟及摩擦取向膜的步驟都可省略掉，所以能夠簡(jiǎn)化制作步驟。
此外，根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置，由于設(shè)置有盒厚度調(diào)節(jié)層，所以能夠準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)盒厚度而不會(huì)過多地增加濾色片厚度。
還有，根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置，由于光線屏蔽膜由黑色樹脂制成且在光線屏蔽膜上疊加了一個(gè)或多個(gè)濾色片，所以不必過多地增加濾色片厚度即可準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)盒厚度。
根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置，由于盒厚度可用形成光線屏蔽膜的保護(hù)層來調(diào)節(jié)，所以在不過多的增加濾色片厚度的情況下即能準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)盒厚度。且因此能夠簡(jiǎn)化制作步驟。
而且，根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置，光線屏蔽膜由紅色象素周圍的藍(lán)色濾色片和紅色濾色片構(gòu)成，且光線屏蔽膜也可由綠色象素周圍的藍(lán)色濾色片和綠色濾色片構(gòu)成。因此，由于紅色象素和光線屏蔽膜之間的傾斜角及綠色象素和光線屏蔽膜之間的傾斜角能夠變得平緩一些，所以能夠減少由取向異常所引起的光線泄漏現(xiàn)象。
且根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置，由于將用于截止藍(lán)光的冗余光線屏蔽膜設(shè)置于顯示區(qū)域的外部，所以如果通過疊加紅色濾色片和藍(lán)色濾色片來形成光線屏蔽膜的話，定能避免在顯示區(qū)域外側(cè)產(chǎn)生藍(lán)光泄漏。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示裝置包括具有形成于其一表面上的第一電極及覆蓋該第一電極的第一垂直取向膜的第一襯底；具有形成于與第一襯底的一表面相對(duì)表面?zhèn)壬系牡诙姌O、在該第二電極上由絕緣材料制成的第一突起圖形及用于覆蓋第二電極和第一突起圖形的第二垂直取向膜的第二襯底，其中第一突起圖形的頂端與第一襯底相接觸；以及密封在第一襯底和第二襯底之間且具有負(fù)介電各向異性的液晶。
2.一種液晶顯示裝置包括第一襯底，該襯底具有形成于其一表面上的多個(gè)第一電極及用于覆蓋該多個(gè)第一電極的第一垂直取向膜；第二襯底，具有形成于與第一襯底的一表面相對(duì)表面?zhèn)壬锨以O(shè)置于與第一襯底上多個(gè)第一電極之間區(qū)域相對(duì)應(yīng)的區(qū)域內(nèi)的光線屏蔽膜，設(shè)置成與第一襯底上各第一電極相對(duì)的多個(gè)濾色片，形成于光線屏蔽膜及多個(gè)濾色片上的第二電極，在第二電極上由絕緣材料制成的第一突起圖形，以及用于覆蓋第二電極及至少第二電極上的第一突起圖形的第二垂直取向膜，其中形成于光線屏蔽膜上的第一突起圖形的頂端部分與第一襯底相接觸；以及密封在第一襯底和第二襯底之間且具有負(fù)介電各向異性的液晶。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液晶顯示裝置，其中光線屏蔽膜是通過將紅、綠及藍(lán)色濾色片中的至少兩個(gè)濾色片相疊加而形成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液晶顯示裝置，其中第一突起圖形在光線屏蔽膜之上的部位處與第二襯底相接觸。
5.一種濾色片襯底包括一平板；形成于該平板預(yù)定區(qū)域上的光線屏蔽膜；形成于光線屏蔽膜區(qū)域之間的多個(gè)濾色片；形成于光線屏蔽膜及濾色片之上的一電極；位于該電極之上由絕緣材料制成的突起圖形；和用于覆蓋該突起圖形的垂直取向膜。
6.一種液晶顯示裝置的制造方法，包括以下步驟形成一光線屏蔽膜，以截止第一襯底上各象素區(qū)域之間的光線；在第一襯底的象素區(qū)域上形成濾色片；在濾色片上形成一第一電極；在相對(duì)電極上形成由絕緣材料制成的第一突起圖形；形成一第一垂直取向膜，以覆蓋第一襯底上側(cè)的相對(duì)電極和第一突起圖形；在第二襯底的上側(cè)上形成多個(gè)第二電極；形成一第二垂直取向膜，以覆蓋第二襯底上側(cè)上的象素電極；及將第一襯底和第二襯底設(shè)置成使其上分別形成有第一垂直取向膜和第二垂直取向膜的表面互相相對(duì)且第一突起圖形的頂端部分與第二襯底上的第二垂直取向膜相接觸。
7.一種液晶顯示裝置的制造方法，包括以下步驟在第一襯底上各象素區(qū)域內(nèi)有選擇地形成紅、綠及藍(lán)色濾色片中任一種濾色片，再通過使紅、綠及藍(lán)色濾色片中的至少兩種濾色片在象素區(qū)之間的區(qū)域內(nèi)相疊加來形成一光線屏蔽膜；在濾色片上形成一第一電極；在相對(duì)電極上形成由絕緣材料制成的第一突起圖形；形成一第一垂直取向膜，以覆蓋第一襯底上側(cè)的相對(duì)電極和第一突起圖形；在第二襯底的上側(cè)上形成多個(gè)第二電極；形成一第二垂直取向膜，以覆蓋第二襯底上側(cè)上的象素電極；及將第一襯底和第二襯底設(shè)置成使其上分別形成有第一垂直取向膜和第二垂直取向膜的表面互相相對(duì)且第一突起圖形的頂端部分與第二襯底上的第二垂直取向膜相接觸。
8.一種液晶顯示裝置，包括第一襯底，該襯底具有形成于其一表面上的多個(gè)第一電極及用于覆蓋該多個(gè)第一電極的第一垂直取向膜；第二襯底，具有與第一襯底上的多個(gè)第一電極相對(duì)設(shè)置的紅、綠及藍(lán)色濾色片，通過使設(shè)置在與多個(gè)第一電極之間區(qū)域相對(duì)應(yīng)區(qū)域內(nèi)的這些濾色片當(dāng)中的至少兩個(gè)濾色片相疊加而形成的一光線屏蔽膜，所形成的用以至少覆蓋此濾色片的第二電極，可選擇地形成于光線屏蔽膜上的一盒厚度調(diào)節(jié)層，形成于第二電極及盒厚度調(diào)節(jié)層上的由絕緣材料制成的突起圖形，以及用于覆蓋第二電極及至少第二電極上突起圖形的第二垂直取向膜，其中突起圖形的頂端部分與第一襯底相接觸；以及密封在第一襯底和第二襯底之間且具有負(fù)介電各向異性的液晶。
9.一種濾色片襯底包括一平板；形成于該平板預(yù)定區(qū)域上的紅、綠及藍(lán)色濾色片；通過使位于該平板預(yù)定區(qū)域上的這些濾色片當(dāng)中的至少兩個(gè)濾色片相疊加所形成的光線屏蔽膜；用于至少覆蓋濾色片的一電極；可選擇地形成于光線屏蔽膜之上的一盒厚度調(diào)節(jié)層；位于該電極及盒厚度調(diào)節(jié)層之上由絕緣材料制成的突起圖形；和用于覆蓋該電極及至少電極上的突起圖形的第一垂直取向膜。
10.一種液晶顯示裝置，包括第一襯底，該襯底具有形成于其一表面上的多個(gè)第一電極及用于覆蓋該多個(gè)第一電極的第一垂直取向膜；第二襯底，具有與第一襯底上的多個(gè)第一電極相對(duì)設(shè)置的紅、綠及藍(lán)色濾色片，通過使設(shè)置在與多個(gè)第一電極之間區(qū)域相對(duì)應(yīng)區(qū)域內(nèi)的這些濾色片當(dāng)中的至少兩個(gè)濾色片相疊加而形成的一光線屏蔽膜，用以至少覆蓋此濾色片的第二電極，形成于第二電極上的由絕緣材料制成的突起圖形，形成于光線屏蔽膜上的突起圖形之上的盒厚度調(diào)節(jié)層，以及用于至少覆蓋第二電極的第二垂直取向膜，其中盒厚度調(diào)節(jié)層的頂端部分與第一襯底相接觸；以及密封在第一襯底和第二襯底之間且具有負(fù)介電各向異性的液晶。
11.一種濾色片襯底包括一平板；形成于該平板預(yù)定區(qū)域上的紅、綠及藍(lán)色濾色片；通過使位于該平板預(yù)定區(qū)域上的這些濾色片當(dāng)中的至少兩個(gè)濾色片相疊加所形成的光線屏蔽膜；用于至少覆蓋濾色片的電極；位于該電極上由絕緣材料制成的突起圖形；形成于光線屏蔽膜的突起圖形之上的盒厚度調(diào)節(jié)層；和用于至少覆蓋該電極的垂直取向膜。
12.一種液晶顯示裝置，包括第一襯底，該襯底具有形成于其一表面上的多個(gè)第一電極及用于覆蓋該多個(gè)第一電極的第一垂直取向膜；第二襯底，具有設(shè)置在與多個(gè)第一電極之間區(qū)域相對(duì)應(yīng)區(qū)域內(nèi)的由不透光材料制成的光線屏蔽膜，與第一襯底上的多個(gè)第一電極相對(duì)設(shè)置的紅、綠及藍(lán)色濾色片，且至少其中之一覆蓋住所述的光線屏蔽膜，覆蓋濾色片的第二電極，形成于第二電極上的由絕緣材料制成的突起圖形，以及用于覆蓋第二電極及至少第二電極上突起圖形的第二垂直取向膜，其中突起圖形的頂端部分與第一襯底相接觸；以及密封在第一襯底和第二襯底之間且具有負(fù)介電各向異性的液晶。
13.一種濾色片襯底包括一平板；設(shè)置在該平板預(yù)定區(qū)域上的由不透光材料制成的光線屏蔽膜；紅、綠及藍(lán)色濾色片，至少其中之一用以覆蓋該光線屏蔽膜；用于覆蓋濾色片的電極；位于該電極上由絕緣材料制成的突起圖形；和用于覆蓋該電極及至少突起圖形的第一垂直取向膜。
14.一種液晶顯示裝置的制造方法，包括以下步驟在第一襯底的象素區(qū)域內(nèi)形成濾色片，再在象素區(qū)域之間的區(qū)域內(nèi)將濾色片疊加成二層或更多層以形成一光線屏蔽膜；至少在濾色片上形成一相對(duì)電極；在光線屏蔽膜上的預(yù)定區(qū)域內(nèi)形成由絕緣材料制成的一盒厚度調(diào)節(jié)層；在相對(duì)電極和盒厚度調(diào)節(jié)層上形成一由絕緣材料制成的用作域限定裝置的突起圖形；形成一用于覆蓋相對(duì)電極及至少相對(duì)電極上的突起圖形的第一垂直取向膜；在第二襯底的上側(cè)形成多個(gè)象素電極；形成一用于覆蓋該象素電極的第二垂直取向膜；以及將第一襯底和第二襯底設(shè)置成使其上分別形成有第一垂直取向膜和第二垂直取向膜的表面互相相對(duì)且突起圖形的頂端部分與第二襯底側(cè)相接觸。
15.一種液晶顯示裝置的制造方法，包括以下步驟通過在第一襯底上形成一金屬膜及一光刻膠來形成光線屏蔽膜及用于覆蓋該光線屏蔽膜的抗蝕刻膜，再用光刻法構(gòu)圖該光刻膠和該金屬膜，以使金屬膜和光刻膠留在象素之間的區(qū)域內(nèi)；在象素區(qū)域內(nèi)形成紅、綠及藍(lán)色濾色片以在抗蝕刻膜上形成一個(gè)或多個(gè)濾色片；在濾色片上形成一相對(duì)電極；在相對(duì)電極上形成一個(gè)由絕緣材料制成的用作域限定裝置的突起圖形；形成一用于覆蓋相對(duì)電極及至少相對(duì)電極上的突起圖形的第一垂直取向膜；在第二襯底的上側(cè)形成多個(gè)象素電極；形成一用于覆蓋該象素電極的第二垂直取向膜；以及將第一襯底和第二襯底設(shè)置成使其上分別形成有第一垂直取向膜和第二垂直取向膜的表面互相相對(duì)且突起圖形的頂端部分與第二襯底側(cè)相接觸。
16.一種液晶顯示裝置，包括第一襯底，該襯底具有形成于其一表面上的多個(gè)第一電極及用于覆蓋該多個(gè)第一電極的第一垂直取向膜；第二襯底，具有與第一襯底上的多個(gè)第一電極相對(duì)設(shè)置的紅、綠及藍(lán)色濾色片，由藍(lán)色濾色片及形成于紅色象素周圍藍(lán)色濾色片上的紅色濾色片構(gòu)成以及由藍(lán)色濾色片和形成于綠色象素周圍藍(lán)色濾色片上的綠色濾色片構(gòu)成的光線屏蔽膜，用于覆蓋濾色片及光線屏蔽膜的第二電極，以及用于覆蓋該第二電極的第二垂直取向膜；以及密封在第一襯底和第二襯底之間且具有負(fù)介電各向異性的液晶。
17.一種濾色片襯底包括一平板；形成于該平板預(yù)定區(qū)域上的紅、綠及藍(lán)色濾色片；由藍(lán)色濾色片及形成于紅色象素周圍藍(lán)色濾色片上的紅色濾色片構(gòu)成以及由藍(lán)色濾色片和形成于綠色象素周圍藍(lán)色濾色片上的綠色濾色片構(gòu)成的光線屏蔽膜；用于覆蓋濾色片及光線屏蔽膜的電極；以及用于覆蓋該電極的垂直取向膜；
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的液晶顯示裝置，進(jìn)一步包括形成于第二襯底第二電極上且由第二垂直取向膜所覆蓋的突起圖形；其中突起圖形的頂端部分與第一襯底相接觸以使第一襯底和第二襯底之間的間隙保持不變。
19.一種液晶顯示裝置的制造方法，包括以下步驟在第一襯底上的藍(lán)色象素區(qū)域及光線屏蔽區(qū)域內(nèi)形成藍(lán)色濾色片；在紅色象素區(qū)域內(nèi)和紅色象素區(qū)域及第一襯底上藍(lán)色濾色片周圍光線屏蔽區(qū)域一部分上的藍(lán)色濾色片周圍的光線屏蔽區(qū)域內(nèi)形成紅色濾色片；在綠色象素區(qū)域內(nèi)和綠色象素區(qū)域及第一襯底上藍(lán)色濾色片周圍光線屏蔽區(qū)域剩余部分上的藍(lán)色濾色片周圍的光線屏蔽區(qū)域內(nèi)形成綠色濾色片；在紅色濾色片，藍(lán)色濾色片及綠色濾色片上形成一相對(duì)電極；在相對(duì)電極上形成一用作域限定裝置的、由絕緣材料制成的突起圖形；形成一用于覆蓋相對(duì)電極及突起圖形的第一垂直取向膜；在第二襯底的上側(cè)上形成多個(gè)象素電極；形成一用于覆蓋象素電極的第二垂直取向膜；以及將第一襯底和第二襯底設(shè)置成使其上分別形成有第一垂直取向膜和第二垂直取向膜的表面互相相對(duì)且突起圖形的頂端部分與第二襯底側(cè)相接觸。
20.一種液晶顯示裝置，包括第一襯底，該襯底具有形成于其一表面上的多個(gè)第一電極及用于覆蓋該多個(gè)第一電極的第一垂直取向膜；第二襯底，具有與第一襯底上的多個(gè)第一電極相對(duì)設(shè)置的紅、綠及藍(lán)色濾色片，通過將至少兩個(gè)濾色片相疊加而形成的黑底，用于覆蓋濾色片及黑底的第二電極，以及用于覆蓋該第二電極的第二取向膜；以及密封在第一襯底和第二襯底之間且具有負(fù)介電各向異性的液晶；其中在設(shè)置有多個(gè)第一電極的顯示區(qū)域的外部形成一用于截止藍(lán)色光線的冗余光線屏蔽膜。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，進(jìn)一步包括形成于第一電極和第一襯底上第一垂直取向膜之間的、高度低于第一突起圖形的第二突起圖形。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，進(jìn)一步包括設(shè)置于第一襯底的第一電極上的縫隙。
23.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液晶顯示裝置，其中所形成的濾色片中藍(lán)色濾色片的高度不同于其他濾色片的高度。
24.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液晶顯示裝置，其中光線屏蔽膜由黑色樹脂制成且厚于濾色片。
25.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液晶顯示裝置，其中光線屏蔽膜是通過將包括藍(lán)色濾色片在內(nèi)的至少兩個(gè)濾色片或多個(gè)濾色片相疊加而形成的。
26.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液晶顯示裝置，進(jìn)一步包括形成于第一電極與第一襯底上的第一垂直取向膜之間的第二突起圖形。
27.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液晶顯示裝置，進(jìn)一步包括設(shè)置于第一襯底上第一電極中的縫隙。
28.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液晶顯示裝置的制造方法，進(jìn)一步包括在第二襯底的上側(cè)形成多個(gè)象素電極的步驟之后、在象素電極上形成絕緣材料制成的第二突起圖形的步驟。
29.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液晶顯示裝置的制造方法，其中光線屏蔽膜由黑色樹脂制成，且所形成的濾色片薄于光線屏蔽膜。
30.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液晶顯示裝置的制造方法，其中所形成濾色片中藍(lán)色濾色片的高度不同于其他濾色片的高度。
31.根據(jù)權(quán)利要求7所述的液晶顯示裝置的制造方法，進(jìn)一步包括在第二襯底的上側(cè)形成多個(gè)象素電極的步驟之后、在象素電極上形成絕緣材料制成的第二突起圖形的步驟。
32.根據(jù)權(quán)利要求7所述的液晶顯示裝置的制造方法，其中所形成的紅色濾色片、綠色濾色片及藍(lán)色濾色片中至少有一種濾色片的高度不同于其他濾色片的高度。
33.根據(jù)權(quán)利要求12所述的液晶顯示裝置，其中光線屏蔽膜的厚度厚于濾色片的厚度。
34.根據(jù)權(quán)利要求12所述的液晶顯示裝置，其中光線屏蔽膜由金屬膜或金屬化合物膜以及形成于金屬膜或金屬化合物膜上的抗蝕劑來制成。
35.根據(jù)權(quán)利要求18所述的液晶顯示裝置，其中將紅色象素區(qū)域與形成于紅色象素區(qū)域周圍的光線屏蔽膜之間的傾斜角以及綠色象素區(qū)域與形成于綠色象素區(qū)域周圍的光線屏蔽膜之間的傾斜角都設(shè)定成小于30度。
36.根據(jù)權(quán)利要求18所述的液晶顯示裝置，其中將紅色象素區(qū)域與形成于紅色象素區(qū)域周圍的光線屏蔽膜之間的高度差以及綠色象素區(qū)域與形成于綠色象素區(qū)域周圍的光線屏蔽膜之間的高度差都設(shè)定成小于1.5μm。
37.根據(jù)權(quán)利要求20所述的液晶顯示裝置，其中冗余光線屏蔽膜由金屬或金屬化合物制成。
38.根據(jù)權(quán)利要求20所述的液晶顯示裝置，其中冗余光線屏蔽膜由截止波長小于500nm的UV涂覆膜制成。
39.根據(jù)權(quán)利要求20所述的液晶顯示裝置，其中冗余光線屏蔽膜具有由紅、綠及藍(lán)色濾色片構(gòu)成的三層結(jié)構(gòu)。
全文摘要
液晶顯示裝置,表面由垂直取向膜36覆蓋的象素電極32和突起圖形35形成于TFT襯底30上。表面由垂直取向膜46覆蓋的相對(duì)電極44和突起圖形45形成于CF襯底40上。CF襯底40上突起圖形45的頂端部分與TFT襯底30相接觸,將具有負(fù)介電各向異性的液晶49密封于其間。結(jié)果能夠省去分布襯墊的步驟,且能夠避免盒厚度發(fā)生變化,并能獲得好的顯示質(zhì)量。
文檔編號(hào)G09F9/35GK1264844SQ0010
公開日2000年8月30日 申請(qǐng)日期2000年2月15日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月15日
發(fā)明者池田政博, 澤崎學(xué), 谷口洋二, 井上弘康, 田野瀨友則, 田中義規(guī) 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社