專利名稱：帶有具備偏振功能的樹脂黑色矩陣的液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示(LCD)裝置。更具體地，本發(fā)明涉及一種裝備有樹脂黑色矩陣(black matrix)的LCD裝置，其通過改善該樹脂黑色矩陣的OD(光密度)值能夠防止光泄漏現(xiàn)象。
背景技術(shù)：
作為本領(lǐng)域中公知的，LCD裝置可以重量輕的緊密尺寸制造并具有低能耗特性。由于上述優(yōu)勢，LCD裝置已經(jīng)廣泛地代替陰極射線管(CRT)用于各種信息設備或視頻設備的終端。具體地，薄膜晶體管(TFT)LCD裝置(其中對于每個像素安裝TFT作為開關(guān)裝置)能夠提供大尺寸的顯示屏同時實現(xiàn)類似于CRT的優(yōu)越的圖像品質(zhì)，因此TFT LCD裝置已經(jīng)成為TV市場以及筆記本PC和監(jiān)視器市場的焦點。
典型的扭轉(zhuǎn)向列(TN)模式的LCD主要包括形成有TFT和像素電極的陣列基底、形成有黑色矩陣和濾色片的濾色片基底、和排列在陣列基底與濾色片基底之間的液晶層。
此處，黑色矩陣防止光泄漏到其它區(qū)域，但允許光被引入到開孔區(qū)域，同時防止具有不同顏色的相鄰的濾色片之間的色彩混合。
根據(jù)常規(guī)方法，鉻層沉積在玻璃基底上，接著鉻層(不透明金屬層)通過光(photo)和刻蝕過程圖案化，由此獲得黑色矩陣。另外，黑色樹脂涂布在玻璃基底上，接著該涂布有黑色樹脂的玻璃基底進行曝光和顯影過程，由此獲得黑色矩陣。
詳細地，圖1和2為說明常規(guī)濾色片基底的截面圖，其中圖1是說明裝備有鉻黑色矩陣的濾色片基底的截面圖，且圖2是說明裝備有樹脂黑色矩陣的濾色片基底的截面圖。
參照圖1和2，鉻黑色矩陣2a或樹脂黑色矩陣2b形成于玻璃基底1上同時限定像素區(qū)域。由鉻黑色矩陣2a或樹脂黑色矩陣2b限定的該像素區(qū)域設置有紅色濾色片3、綠色濾色片4和藍色濾色片5。此外，外涂(over-coating)層6形成在玻璃基底1的整個表面上從而使形成有黑色矩陣2a或2b和濾色片3、4和5的玻璃基底1的表面平坦，由此形成濾色片基底10。
此處，考慮到OD(光密度)值(其表示光屏蔽水平)，鉻黑色矩陣2a具有的OD值等于或高于4，因此鉻黑色矩陣2a具有優(yōu)越的光-屏蔽特性。此外，因為鉻黑色矩陣2a能夠制成約1500的薄厚度，可使鉻黑色矩陣2a的表面平坦至預定的水平，使得在玻璃基底1上形成外涂層6的過程可有利地省略。
然而，因為鉻黑色矩陣2a具有高反射率，當外部的光照射到該屏幕時，裝備有鉻黑色矩陣2a的LCD屏幕可以是有光澤的。特別地，鉻不是環(huán)境友好的材料，使得鉻的使用受到限制。因此，事實上，難以使用鉻黑色矩陣2a。
相反，如圖2所示的樹脂黑色矩陣2b易于處理。此外，因為樹脂黑色矩陣2b不是環(huán)境污染材料，樹脂黑色矩陣2b不斷增加地用于代替鉻黑色矩陣。
然而，因為樹脂黑色矩陣2b的OD值顯著低于鉻黑色矩陣2a的OD值，樹脂黑色矩陣2b必須具有大于1μm的厚度，由此導致當形成樹脂黑色矩陣2b時的問題。此外，即使樹脂黑色矩陣2b具有大于1μm的厚度，樹脂黑色矩陣2b的OD值為3.0-3.5，因此可以出現(xiàn)光泄漏現(xiàn)象。
同時，如果樹脂黑色矩陣2b的厚度進一步增加，樹脂黑色矩陣2b的OD值可以改善。
然而，如果樹脂黑色矩陣2b的厚度增加，雖然可能改善樹脂黑色矩陣2b的OD值，但是如圖3所示，不僅樹脂黑色矩陣2b的高度增加，而且表面梯度(step)差可增加。該表面梯度差的增加可導致在樹脂黑色矩陣2b的預定區(qū)域中的摩擦缺陷，其如圖4中虛線所示。即，在與摩擦方向相反的方向中會發(fā)生摩擦缺陷。
即，如圖5(其為圖4的截面圖)所示，當樹脂黑色矩陣2b的厚度變大時，樹脂黑色矩陣2b的表面梯度差也增加，使得可以在正好位于梯度差部分以下的區(qū)域發(fā)生摩擦缺陷，即，可在像素的一側(cè)發(fā)生摩擦缺陷。
如果發(fā)生摩擦缺陷，液晶發(fā)生位移，由此導致光泄漏現(xiàn)象和使LCD圖像品質(zhì)降級。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明用于解決發(fā)生在現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，本發(fā)明的一個目的是提供一種裝備有樹脂黑色矩陣(resin black matrix)的LCD，其能夠防止液晶的偏移，該樹脂黑色矩陣是指由樹脂制成的黑色矩陣。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種裝備有樹脂黑色矩陣的LCD裝置，其能夠通過改善該樹脂黑色矩陣的OD(光密度)值防止光泄漏現(xiàn)象。
本發(fā)明還一個目的是提供一種裝備有樹脂黑色矩陣的LCD裝置，其能夠通過防止光泄漏現(xiàn)象改善LCD圖像品質(zhì)。
為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明，提供一種液晶顯示(LCD)裝置，其包括形成有薄膜晶體管和像素電極的陣列基底；相對于該陣列基底排列并且形成有樹脂黑色矩陣與濾色片的濾色片基底；排列在陣列基底與濾色片基底之間的液晶層；以及下部和上部起偏振片，其附著到該陣列基底和濾色片基底的外表面且具有在相同方向伸展的透射軸，其中樹脂黑色矩陣的透射軸垂直于下部和上部起偏振片的透射軸使得該樹脂黑色矩陣具有偏振功能。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施方式，樹脂黑色矩陣由引發(fā)劑、單體、粘合劑、溶劑、炭黑、和添加劑組成。
在該樹脂黑色矩陣中，參與聚合的單體和粘合劑的雙鍵結(jié)構(gòu)以響應于偏振光的2+2環(huán)加成結(jié)合的形式結(jié)合。
優(yōu)選地，該參與聚合的單體和粘合劑的雙鍵結(jié)構(gòu)以查耳酮(chalcone)結(jié)構(gòu)的形式結(jié)合。
在該樹脂黑色矩陣中，涂布通過將用于產(chǎn)生偏振光的偏振基團與查耳酮結(jié)構(gòu)末端部分結(jié)合提供的單體和粘合劑，并且偏振的UV光照射到該查耳酮結(jié)構(gòu)上以活化提供在查耳酮結(jié)構(gòu)中的雙鍵，使得偏振基團具有預定的方向性。
下部起偏振片、樹脂黑色矩陣和上部起偏振片的透射軸可以相互交叉。


本發(fā)明上述和其它目的、特征和優(yōu)勢將結(jié)合附圖從以下詳細描述更加明晰，其中圖1是說明裝備有鉻黑色矩陣的常規(guī)濾色片基底的截面圖；圖2是說明裝備有樹脂黑色矩陣的常規(guī)濾色片基底的截面圖；圖3-5是用于解釋現(xiàn)有技術(shù)的問題的圖；圖6是用于解釋根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的在正常黑色模式LCD中光的方向的圖；
圖7是用于解釋根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的樹脂黑色矩陣的偏振功能的化學式；和圖8是對應于圖7的透視圖。
具體實施例方式
下文中，將參照附圖詳細描述本發(fā)明優(yōu)選的實施方式。
根據(jù)本發(fā)明的LCD包括形成有TFT和像素電極的陣列基底、相對于該陣列基底排列并且形成有樹脂黑色矩陣與濾色片的濾色片基底、排列在陣列基底與濾色片基底之間的液晶層、以及下部和上部起偏振片，其附著到該陣列基底和濾色片基底的外表面且具有在相同方向伸展的透射軸。
在具有上述結(jié)構(gòu)的LCD中，樹脂黑色矩陣具備偏振功能，使得即使沒有增大樹脂黑色矩陣的厚度該樹脂黑色矩陣的OD值也能夠增加，由此改善LCD的圖像品質(zhì)。
圖6是用于解釋根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的在正常黑色模式LCD中光的方向的圖。下文中，將參照圖6詳細地描述本發(fā)明。
如圖6所示，在正常白色(normally white)模式中，上部和下部起偏振片64和60具有在相同方向伸展的透射軸。因此，如果沒有施加電壓，光的相位通過液晶層(未示出)偏轉(zhuǎn)90°，使得由下部起偏振片60線性偏振的所述光，被上部起偏振片64屏蔽，并且所述光不能透射過上部起偏振片64。相反，如果施加電壓，由下部起偏振片60線性偏振的所述光，被引入到上部起偏振片64而不改變其相位，使得所述光透射過上部起偏振片64而不被上部起偏振片64屏蔽。
然而，在正常黑色(normally black)模式中，施加到排列在黑色矩陣部分中的液晶(其中排列有柵極線和數(shù)據(jù)線)上的電壓，不同于施加到排列在像素部分中的液晶的電壓，因此通過下部起偏振片60的光具有相位差，由此導致圓偏振光或橢圓偏振光。該圓偏振光或橢圓偏振光可以經(jīng)由具有低的OD值的樹脂黑色矩陣部分地通過上部起偏振片64，由此導致光泄漏現(xiàn)象。
然而，如上所述，如果樹脂黑色矩陣62具備偏振功能，即，如果樹脂黑色矩陣62具有的透射軸垂直于上部和下部起偏振片64和60的透射軸，通過樹脂黑色矩陣62的圓偏振光或橢圓偏振光垂直于上部起偏振片64透射軸再偏振，使得該圓偏振光或橢圓偏振光可被屏蔽而不通過上部起偏振片64。
因此，根據(jù)本發(fā)明，設計樹脂黑色矩陣62使得其具有的透射軸垂直于上部和下部起偏振片64和60的透射軸，由此增加樹脂黑色矩陣62的OD值。因此，通過該具有偏振功能的樹脂黑色矩陣62可有效防止光泄漏現(xiàn)象。
具體地，在上述結(jié)構(gòu)中，三個起偏振片可在外部黑色矩陣處具有相互交叉的透射軸，其中即使施加電壓，液晶也可不起作用，從而可以獲得高于黑色矩陣的初始OD值的OD值。
表1示出了使用典型的起偏振片測量的OD值，其中測量儀器是GRETAG D200-II透射光密度測定計(Transmission Densitometry)且箭頭表示的是每個起偏振片中的透射軸的方向。
表1

從表1中能夠理解，如果相鄰起偏振片的透射軸相互交叉，OD值可增加。即，如果通過設計樹脂黑色矩陣具有透射軸垂直于上部和下部起偏振片的透射軸使得該樹脂黑色矩陣具有偏振功能，樹脂黑色矩陣可用作起偏振片，因此即使由于樹脂黑色矩陣厚度的限制降低了該樹脂黑色矩陣的OD值，也可增加LCD的總OD值。
此外，如果樹脂黑色矩陣的厚度降低，可減弱玻璃基底的表面梯度差，從而能夠防止摩擦缺陷。
同時，根據(jù)本發(fā)明的具有偏振功能的樹脂黑色矩陣包括用于引發(fā)聚合的引發(fā)劑、用于確定圖案硬度和性能的單體、與顯影溶解性(development-solubility)相關(guān)的粘合劑、確定涂布性能的溶劑、用于過濾光的炭黑、以及與粘合力和其它性質(zhì)相關(guān)的添加劑。
具體地，在根據(jù)本發(fā)明的樹脂黑色矩陣中，參與聚合的單體和粘合劑的雙鍵結(jié)構(gòu)以查耳酮結(jié)構(gòu)形式制備以得到響應于偏振光的2+2環(huán)加成結(jié)合。
圖7和8分別示出化學式和對應于化學式的結(jié)構(gòu)。參照圖7和8，將用于產(chǎn)生偏振光的偏振基團與查耳酮結(jié)構(gòu)末端部分結(jié)合。接著，在涂布具有上述結(jié)構(gòu)的單體和粘合劑后，偏振UV光照射到查耳酮結(jié)構(gòu)上以活化提供在查耳酮結(jié)構(gòu)中并且對應于偏振UV光的照射方向排列的雙鍵，由此產(chǎn)生自由基(radicals)。通過上述步驟產(chǎn)生的查耳酮結(jié)構(gòu)的兩個基團相互反應，使得它們相互結(jié)合同時呈現(xiàn)出預定的方向。
參照圖8，當偏振UV光照射到根據(jù)本發(fā)明的樹脂黑色矩陣上時，只有從曝光裝置74產(chǎn)生的、對應于偏振UV光照射方向排列的雙鍵70參與反應。因此，能夠獲得具有響應于偏振光方向的2+2環(huán)加成結(jié)合72。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，LCD裝備有具備偏振功能的樹脂黑色矩陣，因此該LCD表現(xiàn)出更高的OD值，使得該LCD的圖像品質(zhì)能夠改善。
此外，因為根據(jù)本發(fā)明的樹脂黑色矩陣具有偏振功能，即使該樹脂黑色矩陣具有受限制的厚度，LCD也具有較高的OD值。
而且，根據(jù)本發(fā)明，樹脂黑色矩陣可制造成薄的厚度，因而玻璃基底的表面梯度差能夠降低。因此，可能省略用于形成外涂層的過程且穩(wěn)定后續(xù)的過程(特別地，摩擦過程)，由此改善總的產(chǎn)率和生產(chǎn)率。
雖然已經(jīng)用于說明的目的描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員應能理解，在不偏離如權(quán)利要求書所公開的本發(fā)明的范圍和精神的情況下，各種改進、添加和取代是可能的。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示(LCD)裝置，包括陣列基底，其形成有薄膜晶體管和像素電極；濾色片基底，其相對于該陣列基底排列并且形成有樹脂黑色矩陣與濾色片；液晶層，其排列在該陣列基底與該濾色片基底之間；和下部和上部起偏振片，其附著到該陣列基底和濾色片基底的外表面且具有在相同方向伸展的透射軸，其中該樹脂黑色矩陣的透射軸垂直于下部和上部起偏振片的透射軸使得該樹脂黑色矩陣具有偏振功能。
2.如權(quán)利要求1所述的LCD，其中該樹脂黑色矩陣由引發(fā)劑、單體、粘合劑、溶劑、炭黑、和添加劑組成。
3.如權(quán)利要求2所述的LCD，其中，在該樹脂黑色矩陣中，參與聚合的單體和粘合劑的雙鍵結(jié)構(gòu)以2+2環(huán)加成結(jié)合的形式結(jié)合響應于偏振光。
4.如權(quán)利要求3所述的LCD，其中，在該樹脂黑色矩陣中，該參與聚合的單體和粘合劑的雙鍵結(jié)構(gòu)以查耳酮結(jié)構(gòu)的形式制備。
5.如權(quán)利要求4所述的LCD，其中，在該樹脂黑色矩陣中，涂布通過將用于產(chǎn)生偏振光的偏振基團與查耳酮結(jié)構(gòu)末端部分結(jié)合而提供的單體和粘合劑，并且偏振的UV光照射到該查耳酮結(jié)構(gòu)上以活化提供在查耳酮結(jié)構(gòu)中的雙鍵，使得該偏振基團具有預定的方向性。
6.如權(quán)利要求1所述的LCD，其中該下部起偏振片、樹脂黑色矩陣和上部起偏振片的透射軸相互交叉。
全文摘要
本發(fā)明公開一種裝備有樹脂黑色矩陣的液晶顯示(LCD)裝置，其能通過改善該樹脂黑色矩陣的OD(光密度)值防止光泄漏現(xiàn)象。所述LCD裝置包括形成有薄膜晶體管和像素電極的陣列基底、相對于該陣列基底排列并且形成有樹脂黑色矩陣與濾色片的濾色片基底、排列在陣列基底與濾色片基底之間的液晶層、以及下部和上部起偏振片，該起偏振片附著到該陣列基底和濾色片基底的外表面且具有在相同方向伸展的透射軸。該樹脂黑色矩陣具有的透射軸垂直于下部和上部起偏振片的透射軸使得該樹脂黑色矩陣具有偏振功能。
文檔編號G02F1/1335GK101075047SQ20061008279
公開日2007年11月21日 申請日期2006年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月6日
發(fā)明者韓相勛, 金賢鎮(zhèn), 樸臺圭 申請人:京東方顯示器科技公司