專利名稱：液晶顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含有密封在一個陣列襯底與一個濾光器襯底之間的固定空間內(nèi)的液晶的液晶顯示器。
背景技術(shù)：
如圖7與8表示，一個常規(guī)的液晶顯示器101備有一個陣列襯底103與一個濾光器襯底106，陣列襯底103含有形成為矩陣形狀陣列的顯示元件102(每個由例如一個薄膜晶體管與一個同它連接的象素電極組成)，濾光器襯底106含有一個形成在其上面的對面電極105(由ITO或類似材料制成的透明電極)且中間夾有一個顏色濾光器104與一個絕緣層OC。對面電極105全部或部分圍繞其周邊，形成為跨越并到達提供在兩個襯底103與106之間的密封件107以外，從而形成一個引導(dǎo)部分。通過此引導(dǎo)部分，兩個襯底103與106由一個在密封件107外面的連接件109電連接在一起。在被密封件107封閉的區(qū)域內(nèi)充以液晶108。
然而，在此結(jié)構(gòu)中，在如上述的對面電極105跨越密封件107的粘結(jié)表面的場合下，密封件107同對面電極105保持緊密接觸。結(jié)果，當(dāng)注入液晶108時受到負壓作用，濾光器襯底106與密封件107之間的粘結(jié)力不足，降低了液晶顯示器101的密封性。降低濾光器襯底106與密封件107之間密封性的因素或是對面電極105與密封件107之間的粘接力不足或使對面電極105與布置在共下面的絕緣層OC之間的粘接力不足。尤其是，隨著在用作粘結(jié)密封件107的基層的那部分濾光器襯底106中，多層結(jié)構(gòu)成為日益普通，基層部分趨向于呈現(xiàn)較差的粘結(jié)。本發(fā)明的一個目的是加強密封件與濾光器襯底之間的粘結(jié)力。
另一方面，提供在濾光器襯底106上的顏色濾光器104由按已知的布置例如條狀布置、馬賽克布置或△(三角形)布置的彩色元件(R、G與B)組成。低分辨率產(chǎn)品采用馬賽克或△布置，而高分辨率產(chǎn)品采用條狀布置。
圖9是一個常規(guī)的液晶顯示器101的沿顏色濾光器104的條狀布置方向截取的剖視圖。如此圖所示，在陣列襯底103的透明襯底110(由玻璃或類似材料制成)上形成用于掃描的柵導(dǎo)體112與用于信號傳輸?shù)脑礃O導(dǎo)體(未表示)，而在被這些導(dǎo)體劃分的區(qū)域內(nèi)形成每個由一個薄膜晶體管(未表示)與一個同它連接的象素電極111(由ITO或類似材料制成的透明電極)組成的顯示元件102。各象素電極111的較大部分位于上述的劃分區(qū)域內(nèi)，并布置在由單層或多層組成的絕緣膜116上。然而，各象素電極111的剩余部分位于上述的劃分區(qū)域以外，并布置在柵極導(dǎo)體112的上面且中間夾著柵極絕緣膜116。
在濾光器襯底106的透明襯底114(由玻璃或類似材料制成)上形成備有R、G與B色素的顏色濾光器104，光屏蔽補片構(gòu)成黑色矩陣104K，與覆蓋所有這些的對面電極105。采用條狀布置的顏色濾光器104布置了它們的組成色素以便形成不同顏色的條紋；即是說，在黑色矩陣104K上沿著每個用于信號傳輸?shù)脑礃O導(dǎo)體布置一種相同顏色的彩色元件。如圖表示，條狀布置的顏色濾光器104連續(xù)形成以便覆蓋黑色矩陣104K。
然而，在此結(jié)構(gòu)中，在如上述顏色濾光器104完全覆蓋黑色矩陣104K的場合下，在顏色濾光器104的表面上形成向柵極導(dǎo)體112與源極導(dǎo)體凸起的升高部分C。這使它難以穩(wěn)定地夾住用于固定柵極導(dǎo)體112與源極導(dǎo)體上的單元間隙(cellgap)的間隔件(spacer)(未表示)。而且，升高部分C的存在縮短了從對面電極105至柵極導(dǎo)體112與源極導(dǎo)體的距離，從而有助于寄生電容的出現(xiàn)。本發(fā)明的另一個目的是穩(wěn)定單元間隙。本發(fā)明的又一個目的是減小出現(xiàn)在對面電極同柵極導(dǎo)體與源極導(dǎo)體之間的寄生電容。
發(fā)明的公開內(nèi)容為達到上述目的，根據(jù)本發(fā)明，一種液晶顯示器備有一個含有形成為一個矩形狀陣列的顯示元件的陣列襯底；一個含有顏色濾光器與形成在其上的對面電極的濾光器襯底；一個在陣列襯底與濾光器襯底之間在其周邊部分內(nèi)的布置成環(huán)路形狀的密封件；密封在一個被密封件閉合的區(qū)域內(nèi)的液晶；與一個用于在密封件外面的周邊部分內(nèi)把陣列襯底同濾光器襯底電連接在一起的連接件。這里，一個由金屬制成并構(gòu)成顏色濾光器一部分的黑色陣列這樣形成使得到達濾光器襯底的周邊部分。而且，一個未被對面電極覆蓋的區(qū)域以環(huán)路形狀固定在黑色矩陣上。密封件布置在此環(huán)路形狀的區(qū)域內(nèi)。
最好，黑色矩陣這樣形成使得保持同對面電極直接接觸。
最好，黑色矩陣與對面電極電連接在一起，且黑色矩陣與對面電極這樣形成使得到達濾光器襯底的周邊部分。在此情況下，未被對面電極覆蓋的環(huán)路形狀區(qū)域固定在濾光器襯底的周邊部分內(nèi)的黑色矩陣上。
最好，陣列襯底在位于其周邊部分內(nèi)的一部分中有被許多掃描導(dǎo)體與信號傳輸導(dǎo)體劃分的劃分區(qū)域，而顯示元件每個由一個晶體管與一個象素電極組成，并各自布置在劃分區(qū)域內(nèi)。而且，黑色矩陣含有形成在其中以便對應(yīng)于劃分區(qū)域的孔口，而濾光器采用條狀布置，其中沿每個信號傳輸導(dǎo)體定位的孔口以相同顏色的彩色元件覆蓋，且在相同顏色的彩色元件之間的邊界處形成槽以便通過該槽暴露黑色矩陣。
最好，陣列襯底在位于其周邊部分內(nèi)的一部分中有被許多掃描導(dǎo)體與信號傳輸導(dǎo)體劃分的劃分區(qū)域，而顯示元件每個由一個晶體管與一個象素電極組成，并各自布置在劃分區(qū)域內(nèi)。而且，晶體管與象素電極直接布置在陣列襯底的透明襯底上。
附圖簡述

圖1是一個本發(fā)明的第一實施例的液晶顯示器1的一個主要部分的剖視圖(對應(yīng)于圖3中表示的線I-I的部分)。
圖2是一個第一實施例的一個主要部分的剖視圖(對應(yīng)于圖3中表示的線II-II的部分)。
圖3是一個第一實施例的濾光器襯底6的底視圖。
圖4是一個本發(fā)明的第二實施例的一個主要部分的剖視圖(對應(yīng)于圖6中表示的線III-III)。
圖5是一個第二實施例的一個主要部分的剖視圖(對應(yīng)于圖6中表示的線IV-IV)。
圖6是一個第二實施例的陣列襯底3的平面圖。
圖7是一個常規(guī)例子的一個主要部分的剖視圖(對應(yīng)于圖8中表示的線V-V)。
圖8是一個此常規(guī)例子的濾光器襯底6的底視圖。
圖9是一個此常規(guī)例子的一個主要部分的剖視圖(對應(yīng)于圖4)。
實施本發(fā)明的最佳方式首先，將描述本發(fā)明的第一實施例。如圖1至3表示，一個液晶顯示器1備有一個含有許多形成在透明襯底10(由玻璃或類似材料制成)上的顯示元件2的陣列襯底3與一個含有形成在透明襯底14(由玻璃或類似材料制成)上的一個顏色濾光器4與一個對面電極5的濾光器襯底6。在兩個襯底3與6之間提供一個密封件7，并在被密封件7封閉的區(qū)域內(nèi)充以液晶8。而且，在密封件7以外提供一個用于把襯底3與6電連接在一起的連接件9。當(dāng)需要時，兩個襯底3與6彼此相對的那些表面上有定向膜(未表示)，它們由聚合物或類似材料制成，形成在其上并經(jīng)受例如研摩(rubbing)的定向處理。在此液晶顯示器1中，外部光(背光)從陣列襯底3側(cè)照射到濾光器襯底6上。
在陣列襯底3的透明襯底10上，許多顯示元件2布置成一個矩陣狀的陣列。顯示元件2每個由一個開關(guān)裝置例如一個薄膜晶體管17與一個同它連接的象素電極11組成。顯示元件2各自同用于實現(xiàn)掃描的掃描導(dǎo)體與用于傳輸信號的沿X與Y方向以柵格狀圖案布置的信號傳輸導(dǎo)體電連接。在陣列襯底3的周邊部分內(nèi)形成一個提供同對面電極5與一個外部連接用的端子部分(未表示)連接的導(dǎo)體圖案13。
在濾光器襯底6的透明襯底14上，一個構(gòu)成顏色濾光器4一部分的黑色矩陣4K形成在整個表面范圍內(nèi)以便達到濾光器襯底6的周邊部分。黑色矩陣4K由一種提供良好的光屏蔽與導(dǎo)電性能的金屬(例如鉻)制成。黑色矩陣4K在其周邊部分內(nèi)有一個區(qū)域，在此區(qū)域內(nèi)一個金屬層成形為如同一個框狀，而在其中心部分內(nèi)(即除周邊部分以外的部分內(nèi))有一區(qū)域，在此區(qū)域內(nèi)金屬層成形為如同一個網(wǎng)。在黑色矩陣4K的這個網(wǎng)狀區(qū)域內(nèi)，顏色濾光器4有它的組成顏色，即紅色、綠色與藍色，元件4R、4G與4B以這樣方式形成使得暴露黑色矩陣4K的部分表面。在以此方法形成的顏色濾光器4上，直接形成對面電極5而不插入一個用于平整或絕緣的透明涂層(一個OC層)。這使黑色矩陣4K的暴露部分能同對面電極5直接接觸，從而得到二者之間的電連接。
而且，在此實施例中，作為其中布置密封件7的區(qū)域，未被對面電極5覆蓋的密封件布置區(qū)域40以環(huán)路形式固定以便包圍黑色矩陣4K的網(wǎng)眼區(qū)域(即其中形成彩色元件4R、4G與4B及對面電極5的有效顯示區(qū)域)。在此密封件布置區(qū)域40內(nèi)，暴露構(gòu)成黑色矩陣4K的金屬層，提供對密封件7增強的粘結(jié)力。
在密封件布置區(qū)域40的外面(即圖中的右面)，通過使用制成對面電極5的材料形成一個其上面布置連接件9的導(dǎo)體圖案15，且在陣列襯底3上形成導(dǎo)體圖案13使其面對導(dǎo)體圖案15。這兩個導(dǎo)體圖案13與15通過連接件9連接在一起，連接件9由包括金、銀或類似材料的導(dǎo)電顆粒的導(dǎo)電粘結(jié)劑制成。結(jié)果，形成在濾光器襯底6上的對面電極5，通過黑色矩陣4K、導(dǎo)體圖案13與15及連接件9，同密封件7外面的陣列襯底3的電路電連接。黑色矩陣4K本身可用作導(dǎo)體圖案15，在此情況下不必單獨提供導(dǎo)體圖案15。
如上述，在此液晶顯示器1中，未被對面電極5覆蓋的區(qū)域40以環(huán)路形狀固定在黑色矩陣4K上，而密封件7布置在此環(huán)路形狀區(qū)域40內(nèi)。這使能把密封件7直接同黑色亂陣4K粘接，增強二者之間的粘結(jié)力從而減少例如密封件7的一部分剝離濾光器襯底6等缺陷的出現(xiàn)。尤其是，濾光器襯底6只有一層即黑色矩陣4K層，由于此層充當(dāng)同密封件7粘結(jié)的基層，而且此黑色矩陣4K通過濺射、金屬蒸發(fā)沉積或類似方法形成因而對透明襯底14呈現(xiàn)優(yōu)良的粘結(jié)力。因此，得到濾光器襯底6與密封件7之間增強的粘結(jié)力。
接著，將另外參照圖4至6描述本發(fā)明的第二實施例。如圖4與5表示，在陣列襯底3的透明襯底10上形成柵極導(dǎo)體12a(用于掃描)與源極導(dǎo)體12b(用于信號傳輸)。而且，如圖6表示，在被這些導(dǎo)體12a與12b劃分的許多區(qū)域A內(nèi)，各自布置顯示元件2，每個由一個薄膜晶體管17與一個同它連接的象素電極11組成。象素電極11形成為由ITO(氧化銦錫)或類似材料制成的透明電極。各象素電極11的較大部分位于劃分區(qū)域A內(nèi)，并這樣布置以致保持同透明襯底10直接接觸。
以此方法，在此實施例中，象素電極11直接形成在透明襯底10上而不插入一層絕緣膜例如柵極絕緣膜16，因而劃分區(qū)域A的陣列襯底3側(cè)表面同周圍表面相比降低。這消除光被上述的一層絕緣膜吸收從而提高在有效顯示區(qū)域內(nèi)使用的光的效率。即是說，在從發(fā)背光的照明裝置輸出相同的光的情況下，液晶顯示器1提供比常規(guī)得到的較高的表面亮度。反過來說，通過上述照明裝置可以較低的功率消耗得到相同的表面亮度。
此液晶顯示器1為利用柵極導(dǎo)體12a以產(chǎn)生輔助電容的型式，因此，為產(chǎn)生輔助電容，各象素電極11的一部分布置在柵極導(dǎo)體12a的上面并在二者之間插入柵極絕緣膜16。
另一方面，在濾光器襯底6的透明襯底14上布置一個顏色濾光器4，并布置一個由ITO或類似材料制成的透明對面電極5以便覆蓋顏色濾光器4。在某些情況下，在對面電極5與顏色濾光器4之間插入一個由丙烯酸樹脂或類似材料制成的平整膜(OC層)。然而，形成此平整膜可能減弱將在后面描述的槽B的作用，因此，在討論的例子中，對面電極5直接形成在顏色濾光器4上。此外，組成顏色濾光器4一部分的黑色矩陣4K由一種具有光屏蔽性能的金屬或樹脂制成，并含有許多形成在其中的具有與劃分區(qū)域A相似形狀的孔口。顏色濾光器4有它的組成顏色元件4R、4G與4B，以條狀布置方式布置以便覆蓋黑色矩陣4K的孔口，而相同顏色的彩色元件沿每個用于信號傳輸?shù)脑礃O導(dǎo)體12b布置。
這里，各彩色元件4R、4G與4B這樣布置以便被黑色矩陣4K包圍。具體地說，如圖中表示，在相同顏色的彩色元件之間的邊界處(圖4中，在彩色元件4G之間的邊界處)與不同顏色的彩色元件之間的邊界處(圖5中，在彩色元件4R、4G與4B之間的邊界處)形成用于隔離的槽B。通過這些槽B，暴露黑色矩陣4K的部分表面。因此，在濾光器襯底6的表面內(nèi)，深度相當(dāng)于彩色元件4R、4G與4B厚度的槽B形成在面對柵極導(dǎo)體12a與源極導(dǎo)體12b的位置，且這些槽B用來限制固定單元間隙用的間隔件(spacer)18的運動。
這些槽B還用來加長從柵極導(dǎo)體12a與源極導(dǎo)體12b至對面電極5的距離，從而減小薄膜晶體管17周圍的寄生電容。槽B還用來按照單元間隙G1(即在劃分區(qū)域A內(nèi)固定的單元間隙)加寬單元間隙G2與G3(即在形成柵極導(dǎo)體12a與源極導(dǎo)體12b處固定的單元間隙)，使其比由于除去上述的一層絕緣膜(例如柵極絕緣膜16)的結(jié)果的常規(guī)固定寬度稍寬。這里，槽B的深度做成等于彩色元件4R、4G與4B的厚度。然而，通過控制形成槽B的工藝(例如刻蝕)，可給予它們一個小于彩色元件4R、4G與4B厚度的要求深度。通過以此方法控制槽B的深度，即使在由于對陣列襯底3的一部分設(shè)計改變的結(jié)果下使單元間隙增大或減小的情況下，可使單元間隙G2與G3等于單元間隙G1。
如上述，在此實施例中，通過沿每個預(yù)定的導(dǎo)體(在討論的例子中，為源極導(dǎo)體12b)布置相同顏色的彩色元件得到一個條狀布置，此外還在相同顏色的相鄰彩色元件之間的邊界處形成隔離用的槽B。結(jié)果，同沒有槽B的常規(guī)條狀布置相反，可保持間隔件18穩(wěn)定地在導(dǎo)體(源極導(dǎo)體12b)上從而保持單元間隙恒定。而且，可減小沿導(dǎo)體(柵極導(dǎo)體12a與源極導(dǎo)體12b)的寄生電容。
工業(yè)適用性如上所述，本發(fā)明可用于含有密封在一個陣列襯底與一個濾光器襯底之間的固定空間內(nèi)的液晶的液晶顯示器。具體地說，本發(fā)明使它能消除濾光器襯底同提供在兩個襯底之間的密封件之間的搭接。這幫助液晶顯示器的密封性使它們提供令人滿意的顯示質(zhì)量并持續(xù)一個延長的時間周期。而且，本發(fā)明使它能保持單元間隙恒定，并減小不希望有的寄生電容從而提高顯示質(zhì)量。此外，本發(fā)明使它能消除有效顯示區(qū)域內(nèi)的層絕緣膜以便有效地使用光。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示器包括一個陣列襯底，含有形成為矩陣狀陣列的顯示元件；一個濾光器襯底，含有一個顏色濾光器與一個形成在其上的對面電極；一個密封件，在陣列襯底與濾光器襯底之間在其周邊部分內(nèi)布置成環(huán)路形狀；液晶，密封在被密封件封閉的區(qū)域內(nèi)；與一個連接件，用于在密封件外面的周邊部分內(nèi)把陣列襯底與濾光器襯底電連接在一起，其中一個由金屬制成并構(gòu)成顏色濾光器一部分的黑色矩陣這樣形成使得到達濾光器襯底的周邊部分，一個未被對面電極覆蓋的區(qū)域以環(huán)路形狀固定在黑色矩陣上，以及密封件布置在此環(huán)路形狀的區(qū)域內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其中黑色矩陣這樣形成使得保持同對面電極直接接觸。
3.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其中黑色矩色同對面電極電連接在一起，黑色矩陣與對面電極這樣形成使得到達濾光器襯底的周邊部分，以及未被對面電極覆蓋的環(huán)路形狀區(qū)域固定在濾光器襯底的周邊部分內(nèi)的黑色矩陣上。
4.如權(quán)利要求1至3中之任一所述的液晶顯示器，其中陣列襯底在位于其周邊部分內(nèi)的一部分中有被多個掃描導(dǎo)體與信號傳輸導(dǎo)體劃分的劃分區(qū)域，顯示元件每個由一個晶體管與一個象素電極組成，并各自布置在劃分區(qū)域內(nèi)，黑色矩陣含有形成在其中以便對應(yīng)于劃分區(qū)域的孔口，以及顏色濾光器采用條狀布置，其中沿每個信號傳輸導(dǎo)體布置的孔口以相同顏色的彩色元件覆蓋，且在相同顏色的彩色元件之間的邊界處形成槽以便通過該槽暴露黑色矩陣。
5.如權(quán)利要求1至4中之任一所述的液晶顯示器，其中陣列襯底在位于其周邊部分內(nèi)的一部分中有被多個掃描導(dǎo)體與信號傳輸導(dǎo)體劃分的劃分區(qū)域，顯示元件每個由一個晶體管與一個象素電極組成，并各自布置在劃分區(qū)域內(nèi)，以及晶體管與象素電極直接布置在陣列襯底的透明襯底上。
6.一種液晶顯示器包括一個陣列襯底，含有形成為矩陣狀陣列的顯示元件；一個濾光器襯底，含有一個顏色濾光器與一個形成在其上的對面電極；一個密封件，在陣列襯底與濾光器襯底之間在其周邊部分內(nèi)布置成環(huán)路形狀；液晶，密封在被密封件封閉的區(qū)域內(nèi)；與一個連接件，用于在密封件外面的周邊部分內(nèi)把陣列襯底與濾光器襯底電連接在一起，其中陣列襯底在位于其周邊部分內(nèi)的一部分中有被多個掃描導(dǎo)體與信號傳輸導(dǎo)體劃分的劃分區(qū)域，顯示元件每個由一個晶體管與一個象素電極組成，并各自布置在劃分區(qū)域內(nèi)，一個構(gòu)成顏色濾光器一部分的黑色矩陣含有形成在其中以便對應(yīng)于劃分區(qū)域的孔口，與顏色濾光器采用條狀布置，其中沿每個信號傳輸導(dǎo)體布置的孔口以相同顏色的彩色元件覆蓋，且在相同顏色的彩色元件之間的邊界處形成槽以便通過該槽暴露黑色矩陣。
7.一種液晶顯示器包括一個陣列襯底，含有形成為矩陣狀陣列的顯示元件；一個濾光器襯底，含有一個顏色濾光器與一個形成在其上的對面電極；一個密封件，在陣列襯底與濾光器襯底之間在其周邊部分內(nèi)布置成環(huán)路形狀；液晶，密封在被密封件封閉的區(qū)域內(nèi)；與一個連接件，用于在密封件外面的周邊部分內(nèi)把陣列襯底與濾光器襯底電連接在一起，其中陣列襯底在位于其周邊部分內(nèi)的一部分中有多個掃描導(dǎo)體與信號傳輸導(dǎo)體劃分的劃分區(qū)域，顯示元件每個由一個晶體管與一個象素電極組成，并各自布置在劃分區(qū)域內(nèi)，以及晶體管與象素電極直接布置在陣列襯底的透明襯底上。
全文摘要
在本發(fā)明的一種液晶顯示器(1)中,一個金屬黑色矩陣(4K)這樣形成使得到達濾光器襯底(6)的周邊部分,而未被對面電極(5)覆蓋的區(qū)域(40)在黑色矩陣(4K)上形成為一個環(huán)路形狀。一個密封件(7)布置在此環(huán)路形狀的區(qū)域(40)內(nèi),而一個用于把濾光器襯底(6)與陣列襯底(3)電連接在一起的連接件(9)布置在密封件(7)外面的周邊部分內(nèi)。
文檔編號G02F1/1339GK1355896SQ00808896
公開日2002年6月26日 申請日期2000年6月30日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月6日
發(fā)明者金澤秀仁, 亀谷雅之, 池本卓, 木下卓生, 丸川康生 申請人:三洋電機株式會社, 鳥取三洋電機株式會社