專利名稱：用于提高亮度的濾色裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及一種顯示裝置，更具體而言，涉及一種顯示裝置中的濾色構(gòu)件(color filtering member)。
背景技術(shù)：
LCD設(shè)備通常包括陣列基板、濾色器基板以及插置在陣列基板和濾色器基板之間的液晶。液晶具有各向異性的介電常數(shù)，使得LCD設(shè)備能夠通過響應(yīng)施加到液晶上的電場(chǎng)的變化而顯示圖像。依據(jù)所施加的電場(chǎng)的強(qiáng)度，液晶透射不同量的光。
LCD設(shè)備大體上被劃分為三類1)使用外部光的反射型LCD設(shè)備，2)使用內(nèi)部光的透射型LCD設(shè)備，3)同時(shí)使用外部和內(nèi)部光的透射-反射型LCD設(shè)備。
圖1是表示常規(guī)透射反射型LCD設(shè)備的剖面圖。
參照?qǐng)D1，常規(guī)透射反射型LCD包括陣列基板110、濾色器基板190以及插置在陣列基板110和濾色器基板190之間的液晶。
陣列基板110包括形成在陣列基板110的表面上的薄膜晶體管120。濾色器基板190包括公共電極180。
薄膜晶體管120包括柵電極122、柵極絕緣層123和124、有源圖案125、源電極126和漏電極127。透明材料、如丙烯酸有機(jī)層130以預(yù)定厚度形成在薄膜晶體管120和陣列基板110上。為了改善裝置的亮度，丙烯酸有機(jī)層130的表面(即如圖1所示的上表面)被構(gòu)圖以增強(qiáng)光的漫射。例如，所述表面可以形成為具有凹入和/或凸起部。并且，丙烯酸有機(jī)層130具有暴露漏電極127的開口。
用于透射內(nèi)部光的透射電極140和用于反射外部光的反射電極160相繼形成在丙烯酸有機(jī)層130上。在透射電極140和反射電極160之間形成絕緣層150。反射電極160和絕緣層150不連續(xù)地淀積從而形成通過其透射內(nèi)部光的開口165。透射電極140一般包括ITO(氧化銦錫)或IZO(氧化銦鋅)，反射電極160一般包括鋁或鋁-釹合金。
具有公共電極180的濾色器基板190設(shè)置在陣列基板110上并且液晶170位于陣列基板110和濾色器基板190之間從而形成透射反射型LCD。
LCD的普遍用途包括便攜或手持式應(yīng)用。盡管由于依靠電池作為電源而使手持式應(yīng)用通常需要低的功耗，但仍然需要提供高的亮度，這增大了功耗。為了滿足這兩種彼此沖突的需求，需要不犧牲亮度水平而降低功耗的新方法。
已經(jīng)采用了各種方法，試圖不用顯著增加功耗而提高亮度。例如，增加了內(nèi)部光源所用的燈或光學(xué)片(optical sheet)的數(shù)量，改變了液晶的扭曲角度，以及從濾色器基板去除了黑底(black matrix)。黑底是通常位于不同顏色的像素之間的光屏蔽膜，用于使顏色被清楚地間隔開。然而，這些方法易于伴隨著一種或多種不希望的副作用，如制造成本的增加或?qū)Ρ嚷实慕档?，這兩者不利地影響了LCD設(shè)備的可靠性。
圖2是現(xiàn)有的不包括黑底的濾色器基板的剖面圖。圖2的濾色器基板200包括截?cái)鄥^(qū)域220、如黑底，以及具有R、G、B濾色器232a、234a和236a的濾色器230。截?cái)鄥^(qū)域220形成在包圍顯示區(qū)域，即R、G、B濾色器232a、234a和236a形成之處的區(qū)域上。當(dāng)通常位于R、G、B濾色器232a、234a和236a之間的截?cái)鄥^(qū)域從濾色器基板200被去除時(shí)，通過將彼此相鄰的R、G、B濾色器232a、234a和236a部分地交迭來獲得截?cái)鄥^(qū)域的效果。濾色器的交迭部分用作黑底，由此改善了LCD設(shè)備的亮度。
濾色器基板200包括形成在濾色器230上以提供基本平坦的表面的平坦化層240。部分地需要平坦化層240，因?yàn)橥ㄟ^部分交迭的濾色器形成的表面比用于形成公共電極250所需的表面更加粗糙。一旦通過淀積平坦化層240獲得了所需的平面度，則在平坦化層240上形成公共電極250。在公共電極250上形成間隔物262，用于在將兩基板結(jié)合時(shí)在濾色器基板200和陣列基板110(見圖1)之間保持一致的無色(colorless)間隙。
然而，如圖2所示，平坦化層240沒有提供淀積公共電極250所需的平坦表面。當(dāng)具有非平坦表面的濾色器基板200被組裝到LCD設(shè)備中時(shí)，光易于通過公共電極250的傾斜部分泄漏，降低了亮度水平。為了在不顯著增加功耗水平的情況下達(dá)到提高亮度的目的，需要使這種光泄漏最小化的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明包括了用于提高亮度的濾色裝置以及使用這種濾色構(gòu)件制造的顯示裝置。所述濾色裝置包括具有第一彩色區(qū)域以及形成于其上的第二彩色區(qū)域的基板，其中所述第二彩色區(qū)域位于距所述第一彩色區(qū)域預(yù)定距離處，形成一無色間隙。在所述第一和第二彩色區(qū)域之間的無色間隙用作用于透射白光的黑白區(qū)域。在所述無色間隙以及所述第一和第二彩色區(qū)域上淀積平坦化層，以便于后續(xù)的電極層的淀積。
在另一方面中，本發(fā)明包括包含以上濾色裝置的顯示裝置。該顯示裝置的一示例性實(shí)施例包括第一基板、形成在所述第一基板上的第一彩色區(qū)域、以及形成在所述第一基板上的第二彩色區(qū)域，其中所述第二彩色區(qū)域位于距所述第一彩色區(qū)域預(yù)定距離處，由此在所述第一和第二彩色區(qū)域之間形成用于透射白光的無色間隙。在所述無色間隙中以及所述第一和第二彩色區(qū)域上淀積第一平坦化層。第二基板耦合到所述第一基板并且液晶層插置在所述第一基板和所述第二基板之間。在所述第二基板上形成信號(hào)線和晶體管。
本發(fā)明還包括上述濾色裝置的制造方法。該方法包括在基板上形成彩色區(qū)域，在所述基板上形成黑白區(qū)域使得所述黑白區(qū)域分隔沿第一方向排列的彩色區(qū)域。每個(gè)所述黑白區(qū)域包括用于透射白光的無色間隙。在所述彩色區(qū)域以及所述黑白區(qū)域上淀積第一平坦化層，使得所述第一平坦化層與所述無色間隙中的基板相鄰。
制造濾色裝置的另一方法包括在基板上形成第一彩色區(qū)域，在所述基板上形成第二彩色區(qū)域，以及在所述基板上形成截?cái)鄥^(qū)域使得所述截?cái)鄥^(qū)域分隔所述第一和第二彩色區(qū)域。所述截?cái)鄥^(qū)域具有寬度W以及通過該寬度W的中點(diǎn)延伸的中心線，并且位于使得所述第一彩色區(qū)域的輪廓線和所述第二彩色區(qū)域的輪廓線關(guān)于所述中心線不對(duì)稱的位置。


通過參考結(jié)合附圖的以下詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其他優(yōu)點(diǎn)將變得更加明了，附圖中圖1是表示常規(guī)透射反射型LCD設(shè)備的剖面圖；
圖2是表示現(xiàn)有的從其去除了黑底的濾色器基板的剖面圖；圖3A和3B是根據(jù)本發(fā)明一示例性實(shí)施例的濾色器基板的剖面圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明另一示例性實(shí)施例的濾色器基板的剖面圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明一示例性實(shí)施例的LCD裝置的剖面圖；圖6是表示根據(jù)本發(fā)明又一示例性實(shí)施例的濾色器基板的示意圖；圖7A是表示用于防止光泄漏的LCD設(shè)備的示意圖；圖7B是圖7A所示的LCD設(shè)備的剖面圖；以及圖8是根據(jù)本發(fā)明又一示例性實(shí)施例的LCD設(shè)備的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
這里所使用的第一材料“形成”在第二材料“上”意味著該第一和第二材料在物理上直接或間接地結(jié)合。這里所使用的“臺(tái)階差異”表示由具有不同厚度的下部區(qū)域所引起的表面的不平度。這里所使用的“白光”指的是對(duì)于肉眼基本表現(xiàn)為無色的光，其通常具有較寬范圍的波長。
圖3A和3B是根據(jù)本發(fā)明一示例性實(shí)施例的濾色器基板的制造方法的剖面圖。在圖3A和3B中，將描述減小了濾色器之間的臺(tái)階差異的濾色器基板。
參照?qǐng)D3A和3B，濾色構(gòu)件300包括第一基板310，具有多個(gè)濾色器332a、334a、336a、332b、334b和336b的濾色器層330，黑底320，第一平坦化層340以及第二平坦化層350。第一基板310可以包括絕緣層。黑底320沿絕緣層310的外部邊緣形成。基于光的波長選擇性地透光的濾色器332a、334a、336a、332b、334b和336b，在第一基板310上形成了彩色區(qū)域。暴露第一基板310的彩色區(qū)域之間的無色間隙，如圖3A的濾色器336a和濾色器332b之間的無色間隙，形成了黑白區(qū)域，其透射光而并不基于波長過濾。
通過濾色器332a、334a、336a、332b、334b和336b來界定黑白區(qū)域的邊界。為了改善所顯示的圖像的對(duì)比率，在位置上相鄰的濾色器部分地交迭。濾色器332a、334a、336a、332b、334b和336b的交迭部分有效地用作黑底320。
為了減小濾色器332a、334a、336a、332b、334b和336b和黑白區(qū)域所引起的臺(tái)階差異，在絕緣基板310的上方形成第一平坦化層340。在本示例性實(shí)施例中，第一平坦化層340可以包括具有低粘度的材料，如有機(jī)材料，由此防止濾色器層300被損壞以及濾色器層300的著色劑泄漏/蔓延。在淀積(例如，以恒定的旋涂速度)第一平坦化層之后，通過烘烤工藝固化第一平坦化層。
如圖3B所示，在第一平坦化層340上形成第二平坦化層350，從而進(jìn)一步使第一平坦化層340變平并減小臺(tái)階差異。第二平坦化層350可以包括具有低粘度的材料，如有機(jī)材料，該材料可以和用于第一平坦化層340的材料相同或者不同。
減小臺(tái)階差異的可選擇的方式需要使用光刻。然而，上述雙平坦化層方法可以獲得基本相同的結(jié)構(gòu)而沒有附加的光致抗蝕劑和光刻工藝。
圖3A和3B是包括濾色器332a、334a、336a、332b、334b和336b以及黑白區(qū)域的濾色構(gòu)件300的剖面圖。這些圖表示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的濾色構(gòu)件300，其中黑白區(qū)域是相鄰彩色區(qū)域之間的無色間隙。由于在該無色間隙中的第一平坦化層340和第一基板310之間沒有層，由無色間隙的存在所引起的臺(tái)階差異相對(duì)較大。因此，即使在淀積第一平坦化層340之后，平坦化層340的表面仍未平滑得足以在其上形成電極。第二平坦化層350掩蓋了第一平坦化層340的不平度，從而獲得了足夠平滑的表面。
圖4是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的濾色構(gòu)件300’的剖面圖。濾色構(gòu)件300’包括與圖3A和3B的濾色構(gòu)件300的部件具有基本類似的結(jié)構(gòu)和功用的部件，并使用相同的附圖標(biāo)記來表示。與濾色構(gòu)件300不同，濾色構(gòu)件300’包括形成在相鄰彩色區(qū)域之間的無色間隙中的白像素338a。白像素338a基本透射所有的入射光而沒有基于波長的過濾。白像素338a的存在減小了需要被平坦化層所補(bǔ)償?shù)呐_(tái)階差異。在本實(shí)施例中，可以不需要第四平坦化層352，因?yàn)榘紫袼?38a和338b有助于減小臺(tái)階差異。
在又一實(shí)施例中，用由透明絕緣材料、如用于平坦化層340的材料制成的絕緣塊填充彩色區(qū)域之間的無色間隙。該絕緣塊可以通過公知方法、如旋涂法來淀積并且被成形，從而填充無色間隙。優(yōu)選地，該絕緣塊具有與濾色器大致相同的高度，使得一個(gè)平坦化層就能夠?qū)崿F(xiàn)基本平坦的表面。
濾色構(gòu)件300’包括第一基板310，具有彩色區(qū)域和黑白區(qū)域的濾色器層330，黑底320，第三平坦化層342和第四平坦化層352。第三平坦化層342和第四平坦化層352可以由與第一和第二平坦化層340和350相同的材料制成，如低粘度有機(jī)材料。彩色區(qū)域包括用于透射紅、綠和藍(lán)色的第一濾色器332a、334a、336a、332b、334b和336b。通過將透明樹脂與染料或色素混合來制備濾色器，并且黑白區(qū)域包括具有透明樹脂的白像素338a和338b從而定義白色。
濾色器332a、334a、336a、332b、334b和336b形成在基板310的彩色區(qū)域中，白像素338a和338b形成在基板310的黑白區(qū)域上。黑底320形成為靠近第一基板310的邊緣，但是不在濾色器332a、334a、336a、332b、334b和336b與白像素338a和338b之間。白像素338a和338b與相鄰的濾色器部分地交迭以形成“分隔區(qū)域”，起類似黑底的作用，由此改善對(duì)比率。
圖5是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的液晶顯示器(LCD)設(shè)備的剖面圖。
參照?qǐng)D5，LCD設(shè)備包括濾色構(gòu)件300，陣列構(gòu)件400，插置在濾色構(gòu)件300和陣列構(gòu)件400之間的液晶，以及設(shè)置在陣列構(gòu)件400下方以產(chǎn)生人造光(artificial light)的背光組件(未示出)。濾色構(gòu)件300包括第一基板310，其為具有或沒有絕緣層的透明基板。濾色構(gòu)件300還包括形成在第一基板310上的黑底(未示出)，濾色器332a、334a和336a，第一平坦化層340，第二平坦化層350，以及透明電極層360。
黑底可以是截?cái)鄥^(qū)域或黑掩模(black mask)，并且沿著第一基板310的一部分形成，從而截?cái)啻┻^一區(qū)域的光，該區(qū)域構(gòu)成通常被認(rèn)為是顯示區(qū)域的邊框。
每個(gè)濾色器332a、334a和336a與特定的顏色相關(guān)并且包括使用著色劑、如染料或色素的透明樹脂。濾色器332a、334a和336a可以與三原色(紅、綠、藍(lán))或者互補(bǔ)色相關(guān)。
第一平坦化層340形成在透明基板310的上方以覆蓋濾色器332a、334a和336a，由此保護(hù)濾色器332a、334a和336a不受各種環(huán)境因素和物理力的影響。平坦化層340還幫助容納濾色器332a、334a和336a中的著色劑，防止著色劑不利地蔓延到相鄰部件。
第二平坦化層350形成在第一平坦化層340上以使表面進(jìn)一步變平，基本消除由第一濾色器332a、334a和336a與白像素或無色間隙之間的臺(tái)階差異所引起的任何突起或凹坑。
在第二平坦化層350上形成包括ITO(氧化銦錫)的透明電極層360，第二平坦化層350足夠平滑以允許電極的形成。
盡管未在圖5中示出，濾色構(gòu)件300可以進(jìn)一步包括形成在透明電極層360上的透明硬化鈍化層(transparent hardened passivation layer)，從而防止上部和下部電極由于雜質(zhì)而短路。透明硬化鈍化層包括SiO2、TiO2等。包括聚酰亞胺樹脂的配向?qū)?未示出)形成在透明硬化鈍化層上并被摩擦以使液晶配向。眾所周知，液晶的配向由摩擦方向設(shè)定。
陣列構(gòu)件400包括絕緣層405和形成在其上的多個(gè)柵極線(未示出)和數(shù)據(jù)線(未示出)，從而產(chǎn)生以矩陣結(jié)構(gòu)排列的像素。柵極線和數(shù)據(jù)線的形成是公知的。每個(gè)像素具有連接到相應(yīng)的柵極線和數(shù)據(jù)線的開關(guān)器件，例如薄膜晶體管(TFT)。陣列構(gòu)件400與濾色構(gòu)件300組合以容納其間的液晶LC。
更具體而言，在絕緣基板405上形成柵極圖案，其包括含有鉻(Cr)、鋁(Al)、鉬(Mo)或鉬鎢(MoW)的單一金屬層或雙金屬層。柵極圖案包括在一個(gè)方向延伸的柵極線，連接到該柵極線的一端從而從外部源接收掃描信號(hào)并將掃描信號(hào)提供給柵極線和TFT的柵電極410的柵極焊盤(未示出)。
陣列構(gòu)件400包括形成在柵極線和絕緣層405上的柵極絕緣層(未示出)，其包括如氮化硅的無機(jī)材料。在對(duì)應(yīng)于柵電極410的柵極絕緣層上形成包括多晶硅的有源圖案412。
陣列構(gòu)件400包括數(shù)據(jù)圖案，其具有金屬層并形成在有源圖案412和柵極絕緣層上。數(shù)據(jù)圖案包括與有源圖案的第一區(qū)域交迭的第一電極(或源電極)414，與有源圖案的第二區(qū)域交迭的第二電極(或漏電極)416，連接到源電極414并在與柵極線延伸的方向基本垂直的方向上延伸的數(shù)據(jù)線，以及連接到數(shù)據(jù)線的一端并將圖像信號(hào)從外部源傳送到TFT的數(shù)據(jù)焊盤(未示出)。
陣列構(gòu)件400包括例如丙烯酸樹脂的有機(jī)層420，其以預(yù)定厚度形成在數(shù)據(jù)線和柵極絕緣層上。有機(jī)層420包括形成在其表面上的圖案(例如凸起和凹入部分的圖案)，使得丙烯酸有機(jī)層420的表面漫射光，由此改善亮度。并且，通過部分地敞開有機(jī)層420，有機(jī)層420設(shè)置有通孔417以暴露漏電極416。
為了控制液晶LC的配向，陣列構(gòu)件400包括形成在有機(jī)層420上并通過通孔417連接到漏電極416的像素電極430。依據(jù)于實(shí)施方式，像素電極430包括ITO或IZO。像素電極430從TFT接收?qǐng)D像信號(hào)并與濾色構(gòu)件300的公共電極(未示出)一起產(chǎn)生電場(chǎng)。像素電極430形成在由柵極線和數(shù)據(jù)線所界定的像素區(qū)域內(nèi)。有時(shí)，為了通過增大電極表面來增大反射面積，像素電極430超出了由柵極線和數(shù)據(jù)線所限定的邊界并覆蓋柵極線和數(shù)據(jù)線。
盡管未示于圖5中，可以在像素電極430上形成反射層，并在濾色構(gòu)件300和陣列構(gòu)件400之間設(shè)置間隔物從而維持濾色構(gòu)件300和陣列構(gòu)件400之間的單元無色間隙?？梢允褂萌魏喂拈g隔物，如具有脊形或球形的間隔物。在顯示裝置中形成間隔物的方法是公知的。
圖6是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的可選的濾色構(gòu)件500的頂視圖。在該實(shí)施例中，可選濾色構(gòu)件500包括截?cái)鄥^(qū)域530。更具體而言，濾色構(gòu)件500包括包含紅、綠和藍(lán)(RGB)濾色器的彩色區(qū)域510，用于透射白光的黑白區(qū)域520，以及根據(jù)圖示坐標(biāo)在y方向上劃分彼此相鄰的兩個(gè)彩色區(qū)域510的截?cái)鄥^(qū)域530。在y方向上延伸的黑白區(qū)域520根據(jù)圖中坐標(biāo)分隔了沿x方向彼此相鄰的彩色區(qū)域。
彩色區(qū)域510包括用于透射紅光的R濾色器512，用于透射綠光的G濾色器514，以及用于透射藍(lán)光的B濾色器516。R濾色器區(qū)域512包括其上形成有第一厚度的對(duì)應(yīng)濾色器的第一反射區(qū)域512a，其上形成有小于第一厚度的第二厚度的對(duì)應(yīng)濾色器的第二反射區(qū)域512b，以及其上不形成濾色器的透射區(qū)域512c。類似地，G濾色器區(qū)域514包括其上形成有第一厚度的對(duì)應(yīng)濾色器的第一反射區(qū)域514a，其上形成有第二厚度的對(duì)應(yīng)濾色器的第二反射區(qū)域514b，以及沒有濾色器的透射區(qū)域514c。類似地，B濾色器區(qū)域516包括其上形成有第一厚度的對(duì)應(yīng)濾色器的第一反射區(qū)域516a，其上形成有第二厚度的對(duì)應(yīng)濾色器的第二反射區(qū)域516b，以及沒有濾色器的透射區(qū)域516c。黑白區(qū)域520透射白光，不包括濾色器。
此處所使用的“四種顏色”指的是三種濾色器和透射白光的裝置，即白像素或者沒有彩色像素。具有截?cái)鄥^(qū)域530和四種顏色的可選濾色構(gòu)件500改善了LCD設(shè)備的亮度。這種改善部分地源于被截?cái)鄥^(qū)域530所覆蓋的表面積的減小。有助于這種改善的另一因素是基本沒有損失地透射光的黑白區(qū)域520的存在。
在該示例性實(shí)施例中，截?cái)鄥^(qū)域530在x方向延伸并且多個(gè)截?cái)鄥^(qū)域530沿y方向排列。然而，本發(fā)明并不限于圖6所示的特定結(jié)構(gòu)，而可以改造成適于彩色區(qū)域510和黑白區(qū)域520的各種其他結(jié)構(gòu)。例如，截?cái)鄥^(qū)域530可以具有除直線之外的形狀，如曲線形或鋸齒形。
如圖7B所示，截?cái)鄥^(qū)域530與相鄰的彩色區(qū)域510部分地交迭，形成了靠近交迭區(qū)域的傾斜部分。光泄漏常常發(fā)生在靠近像素邊界的這些傾斜部分。這種光泄漏非常討厭，其不利地影響對(duì)比率并且劣化了顯示品質(zhì)。
圖7A是表示用于減小靠近像素邊界的光泄漏的LCD設(shè)備的示意圖。圖7B是圖7A所示的LCD設(shè)備的剖面圖。
參照?qǐng)D7A和7B，LCD設(shè)備包括可選的濾色構(gòu)件500和陣列構(gòu)件600。陣列構(gòu)件600包括絕緣層605，柵極線610，有機(jī)層620，像素電極630，反射板642和644，以及透射窗650。
圖7A表示了形成在兩個(gè)彩色區(qū)域510和510’之間的具有寬度W的截?cái)鄥^(qū)域530。在兩個(gè)彩色區(qū)域510和510’之間約一半處，假想線I在兩個(gè)彩色區(qū)域510和510’之間延伸。目前，設(shè)置截?cái)鄥^(qū)域530使得通過截?cái)鄥^(qū)域530的中部的中心線(即，該中心線位于距截?cái)鄥^(qū)域530的邊緣W/2處)與假想線I近似重合。由此，彩色區(qū)域510和510’相對(duì)于該中心線基本對(duì)稱地排列。在本發(fā)明中不存在這種對(duì)稱。在本發(fā)明的濾色構(gòu)件500中，截?cái)鄥^(qū)域530的位置在配向?qū)颖荒Σ恋姆较?即液晶被配向的方向)上偏移預(yù)定距離ΔT。通過偏移截?cái)鄥^(qū)域530，截?cái)鄥^(qū)域530位于光泄漏之處的附近，使得可以有效地減小光泄漏。在圖7A中，摩擦方向假定為沿y方向。
為了在LCD設(shè)備于透射模式工作時(shí)防止光泄漏，形成在陣列構(gòu)件600上的柵極線610也在y方向上偏移。柵極線610偏移的距離不必等于ΔT。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠確定適當(dāng)?shù)钠凭嚯x。憑借偏移的柵極線610，LCD設(shè)備能夠減小內(nèi)部光(或背光)的泄漏。
圖8是表示根據(jù)本發(fā)明又一示例性實(shí)施例的LCD設(shè)備的剖面圖。更具體而言，該LCD設(shè)備表示了沿圖6的線A-A’得到的剖面。
圖8表示了LCD設(shè)備，其包括可選的濾色構(gòu)件500，可選的陣列構(gòu)件600，插置在濾色構(gòu)件500和陣列構(gòu)件600之間的液晶層，以及設(shè)置在陣列構(gòu)件600的下方從而產(chǎn)生并向陣列構(gòu)件600提供光的內(nèi)部光源，如背光組件(未示出)。
濾色構(gòu)件500包括透明基板505，形成在透明基板505上的黑底層(未示出)，濾色器層512a、512b、514a、514b、516a和516b，有機(jī)層540，絕緣層550和透明電極層560。
更具體而言，在透明基板505上以矩陣結(jié)構(gòu)形成黑底層，如截?cái)鄥^(qū)域或黑掩模，從而掩蔽在y方向上彼此相鄰的R、G和B濾色器之間的區(qū)域。
濾色器512a、512b、514a、514b、516a和516b形成在由黑底層界定的區(qū)域中并且包括R、G、B濾色器圖案中的一個(gè)。濾色器512a、512b、514a、514b、516a和516b中的每一個(gè)具有用于對(duì)透明樹脂著色的R、G和B著色劑之一。該著色劑可以是染料或色素。濾色器512a、512b、514a、514b、516a和516b的顏色通?？梢允窃?RGB)或互補(bǔ)色，但對(duì)于特定的應(yīng)用可以被調(diào)整。通過在基板之上涂敷包括著色劑、例如染料或色素的光敏樹脂，并使用光刻工藝構(gòu)圖該光敏樹脂，來形成濾色器512a、512b、514a、514b、516a和516b。
有機(jī)層540保護(hù)濾色器512a、512b、514a、514b、516a和516b不受各種環(huán)境因素和外力的影響，并防止著色劑擴(kuò)散到其他部分。如上所述，有機(jī)層540還使濾色器512a、512b、514a、514b、516a和516b平坦化。有機(jī)層540包括透明樹脂，如丙烯酸樹脂，環(huán)氧樹脂等。
在有機(jī)層540上形成絕緣層550。絕緣層550包括在濾色器之上涂敷的透明金屬氧化物(例如Ta2O5、ZrO2或TiO2)。優(yōu)選地，絕緣層550包括Ta2O5，或者混合有ZrO2、TiO2和SiO2之一的Ta2O5。
在絕緣層550上形成具有預(yù)定圖案的透明電極層560。
盡管在圖8中未示出，濾色構(gòu)件500還可以包括形成在透明電極層560上從而防止濾色構(gòu)件500的公共電極和陣列構(gòu)件600的像素電極由于雜質(zhì)而短路的透明硬化鈍化層。該透明硬化鈍化層包括SiO2、TiO2等。包括聚酰亞胺樹脂的第一配向?qū)?未示出)形成在透明硬化鈍化層上并通過摩擦工藝被摩擦。
陣列構(gòu)件600包括第一絕緣層605，形成在第一絕緣層605上的多個(gè)柵極線，與柵極線絕緣并交叉的多條數(shù)據(jù)線，以矩陣結(jié)構(gòu)形成的多個(gè)像素。每個(gè)像素具有形成在被柵極線和數(shù)據(jù)線所環(huán)繞的區(qū)域上并連接到對(duì)應(yīng)的柵極線和數(shù)據(jù)線的TFT。陣列構(gòu)件600與濾色構(gòu)件500相結(jié)合以容納其間的液晶LC。
更具體而言，在第一絕緣基板605上形成柵極圖案，其包括含有鉻(Cr)、鋁(Al)、鉬(Mo)或鉬鎢(MoW)的單一金屬層或雙金屬層。柵極圖案包括在第一方向延伸的柵極線，連接到該柵極線的端部從而從外部接收掃描信號(hào)并將掃描信號(hào)提供給柵極線和TFT的柵電極610的柵極焊盤(未示出)。
陣列構(gòu)件600包括柵極絕緣層(未示出)，其包括如氮化硅的無機(jī)材料并且形成在柵極線和第一絕緣層605上。在對(duì)應(yīng)于柵電極610的柵極絕緣層上形成包括多晶硅的有源圖案612。
陣列構(gòu)件600包括數(shù)據(jù)圖案，其包括形成在有源圖案612和柵極絕緣層上的金屬層。數(shù)據(jù)圖案包括與有源圖案612的第一區(qū)域交迭的源電極614，與有源圖案612的第二區(qū)域交迭的漏電極616，連接到源電極614并在與第一方向基本垂直的第二方向上延伸的數(shù)據(jù)線，以及連接到數(shù)據(jù)線的一端以從外部源接收?qǐng)D像信號(hào)并將該圖像信號(hào)提供給TFT的數(shù)據(jù)焊盤(未示出)。
陣列構(gòu)件600包括有機(jī)層620，其形成在數(shù)據(jù)線和柵極絕緣層上并設(shè)置有通孔617從而部分地暴露漏電極616。
為了控制液晶LC，陣列構(gòu)件600包括形成在有機(jī)層620上并通過通孔617連接到漏電極616的像素電極630。像素電極630常常包括ITO或IZO。
像素電極630從TFT接收?qǐng)D像信號(hào)并與濾色構(gòu)件500的公共電極(未示出)一起產(chǎn)生電場(chǎng)。像素電極630形成在由柵極線和數(shù)據(jù)線所界定的像素區(qū)域內(nèi)。像素電極630的邊緣與柵極線和數(shù)據(jù)線交迭，由此獲得像素電極630的大開口率。
盡管未示于圖8中，可以在像素電極630上形成反射層(未示出)從而界定反射區(qū)域和透射區(qū)域。反射層設(shè)置有光透射窗，并且考慮到柵極線，該光透射窗在預(yù)定方向偏移。
在以上示例性實(shí)施例中，已經(jīng)描述了具有沿其外部形成的第一配向?qū)拥臑V色構(gòu)件500。在濾色構(gòu)件500中，截?cái)鄥^(qū)域在第一配向?qū)颖荒Σ恋姆较蚱啤?br> 此外，陣列構(gòu)件600還可包括沿其外部形成的第二配向?qū)印Ｔ陉嚵袠?gòu)件600中，截?cái)鄥^(qū)域也在對(duì)應(yīng)第二配向?qū)颖荒Σ恋姆较虻姆较蛏掀啤?br> 盡管已經(jīng)描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施例，但應(yīng)理解的是，本發(fā)明不應(yīng)局限于這些示例性實(shí)施例，在由權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的主旨和范圍內(nèi)，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以對(duì)其進(jìn)行各種變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種用于顯示裝置的濾色裝置，包括基板；形成在所述基板上的第一彩色區(qū)域；形成在所述基板上的第二彩色區(qū)域，其中所述第二彩色區(qū)域位于在第一方向上距所述第一彩色區(qū)域預(yù)定距離處，由此在所述第一和第二彩色區(qū)域之間形成一無色間隙以用作用于透射白光的黑白區(qū)域；以及淀積在所述無色間隙中以及所述第一和第二彩色區(qū)域上的第一平坦化層。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述基板與所述第一平坦化層在所述無色間隙中相鄰。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，還包括淀積在所述第一平坦化層上從而減小所述第一平坦化層表面上的不平度的第二平坦化層，其中所述第二平坦化層包括與所述第一平坦化層不同的材料。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第一彩色區(qū)域包括在所述基板上的第一濾色器；以及與所述第一濾色器在位置上相鄰的第二濾色器，其中所述第二濾色器與所述第一濾色器部分地交迭從而在所述第一和第二濾色器之間形成分隔區(qū)域。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，還包括形成在所述無色間隙中的白像素，該白像素具有近似等于所述第一濾色器的厚度的厚度，其中所述白像素與所述第一彩色區(qū)域和所述第二彩色區(qū)域部分地交迭；以及淀積在所述第一平坦化層上的第二平坦化層。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，還包括形成在所述基板上的第三彩色區(qū)域，其中所述第三彩色區(qū)域在位置上于第二方向上與所述第一彩色區(qū)域偏離，以及位于所述第一彩色區(qū)域和所述第二彩色區(qū)域之間用于分隔所述第一和所述第三彩色區(qū)域的截?cái)鄥^(qū)域，該截?cái)鄥^(qū)域具有沿所述第二方向的寬度W以及在所述第一方向上通過所述截?cái)鄥^(qū)域的中部延伸的中心線。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其中所述第一和所述第三彩色區(qū)域在位置上關(guān)于所述截?cái)鄥^(qū)域的中心線不對(duì)稱。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述截?cái)鄥^(qū)域在液晶配向的方向上偏移。
9.如權(quán)利要求1所述的裝置，還包括形成在所述無色間隙中的透明絕緣塊，其中所述透明絕緣塊按尺寸制作從而填充所述間隙并且具有與所述第一和第二彩色區(qū)域基本相同的厚度。
10.一種顯示裝置，包括第一基板；形成在所述第一基板上的第一彩色區(qū)域；形成在所述第一基板上的第二彩色區(qū)域，其中所述第二彩色區(qū)域位于距所述第一彩色區(qū)域預(yù)定距離處，由此在所述第一和第二彩色區(qū)域之間形成一無色間隙，以用于透射光而基本沒有基于波長的過濾；以及淀積在所述無色間隙上以及所述第一和第二彩色區(qū)域上的第一平坦化層；耦合到所述第一基板的第二基板；形成在所述第二基板上的信號(hào)線和晶體管；以及插置在所述第一基板和所述第二基板之間的液晶層。
11.如權(quán)利要求10所述的顯示裝置，其中所述第一彩色區(qū)域和所述第二彩色區(qū)域沿第一方向?qū)?zhǔn)，所述無色間隙分隔所述第一彩色區(qū)域和所述第二彩色區(qū)域，該顯示裝置還包括沿基本垂直于所述第一彩色區(qū)域的第二方向與所述第一彩色區(qū)域?qū)?zhǔn)的第三彩色區(qū)域；以及位于所述第一彩色區(qū)域和所述第三彩色區(qū)域之間的截?cái)鄥^(qū)域。
12.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中所述第一彩色區(qū)域包括多個(gè)濾色器，其中所述多個(gè)濾色器中的每一個(gè)包括光透射區(qū)域和光反射區(qū)域。
13.如權(quán)利要求12所述的裝置，其中所述濾色器中的每一個(gè)包括晶體管。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，其中所述截?cái)鄥^(qū)域具有沿所述第二方向測(cè)量的寬度W以及沿位于距所述截?cái)鄥^(qū)域的邊緣W/2處的點(diǎn)延伸的中心線，其中所述中心線的位置不同于在所述第一彩色區(qū)域和所述第三彩色區(qū)域之間延伸的、并且與所述第一彩色區(qū)域和所述第三彩色區(qū)域等距離的假想線的位置。
15.如權(quán)利要求14所述的裝置，其中所述中心線的位置根據(jù)所述液晶層中的液晶被配向的方向而偏移，用于減小所述截?cái)鄥^(qū)域與所述第一和第二彩色區(qū)域之一之間的界面附近的光泄漏。
16.如權(quán)利要求14所述的裝置，還包括位于所述液晶層和所述第一基板之間的配向?qū)?，其中所述中心線的位置在所述配向?qū)颖荒Σ恋姆较蛏掀啤?br> 17.如權(quán)利要求16所述的裝置，還包括形成在所述第一基板上的柵極線，其中所述柵極線在所述配向?qū)颖荒Σ恋姆较蛏掀茝亩乐构庑孤?br> 18.如權(quán)利要求10所述的裝置，還包括位于所述第一平坦化層和所述液晶層之間的第二平坦化層。
19.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中所述第一平坦化層包括有機(jī)材料。
20.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中所述第一基板與所述第一平坦化層在所述無色間隙中相鄰。
21.如權(quán)利要求10所述的裝置，還包括形成在所述第一平坦化層上的電極層；以及形成在所述電極層上的鈍化層和配向?qū)又械闹辽僖粋€(gè)。
22.一種濾色裝置的制造方法，該方法包括以下步驟在基板上形成彩色區(qū)域；在所述基板上形成黑白區(qū)域使得所述黑白區(qū)域分隔沿第一方向排列的彩色區(qū)域，其中每個(gè)所述黑白區(qū)域包括用于透射白光的無色間隙；在所述彩色區(qū)域以及所述黑白區(qū)域上淀積第一平坦化層，使得所述第一平坦化層與所述基板在所述無色間隙中相鄰。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，還包括在所述第一平坦化層上淀積第二平坦化層從而減小所述第一平坦化層的不平度。
24.如權(quán)利要求22所述的方法，還包括形成截?cái)鄥^(qū)域，其用于分隔沿第二方向排列的所述彩色區(qū)域，所述截?cái)鄥^(qū)域基本阻擋光，其中所述截?cái)鄥^(qū)域具有在所述第二方向上的寬度W以及通過所述寬度W的中點(diǎn)延伸的中心線。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，還包括定位所述截?cái)鄥^(qū)域使得被所述截?cái)鄥^(qū)域分隔的所述彩色區(qū)域在位置上關(guān)于所述中心線不對(duì)稱。
26.一種濾色裝置的制造方法，該方法包括以下步驟在基板上形成第一彩色區(qū)域；在所述基板上形成第二彩色區(qū)域；在所述基板上形成截?cái)鄥^(qū)域使得所述截?cái)鄥^(qū)域分隔所述第一和第二彩色區(qū)域，其中所述截?cái)鄥^(qū)域具有寬度W以及通過所述寬度W的中點(diǎn)延伸的中心線；以及定位所述截?cái)鄥^(qū)域使得所述第一彩色區(qū)域的輪廓線和所述第二彩色區(qū)域的輪廓線關(guān)于所述中心線不對(duì)稱。
全文摘要
提供了一種用于改善顯示裝置亮度的濾色構(gòu)件(300)。該濾色構(gòu)件(300)包括彩色區(qū)域(330)和用于透射白光的黑白區(qū)域(520)。黑白區(qū)域可以是相鄰彩色區(qū)域(330)之間的無色間隙。在彩色區(qū)域(330)和黑白區(qū)域(520)上淀積多重平坦化層(340、350)從而形成足夠平滑的表面。該濾色構(gòu)件(300)可以包括在相鄰彩色區(qū)域(510)之間延伸的截?cái)鄥^(qū)域(530)。截?cái)鄥^(qū)域(530)的位置不在其分隔的兩個(gè)彩色區(qū)域(510)之間的中心處。而且，截?cái)鄥^(qū)域(530)在摩擦的方向(液晶配向的方向)上偏移從而更有效地覆蓋光泄漏發(fā)生的區(qū)域。該濾色構(gòu)件與陣列構(gòu)件(400)和液晶層相結(jié)合以形成顯示裝置。
文檔編號(hào)G02F1/13GK1714310SQ200380103968
公開日2005年12月28日 申請(qǐng)日期2003年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月31日
發(fā)明者梁容豪, 李東浩 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社