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)明涉及一種液晶顯示裝置，更具體而言涉及一種液晶顯示裝置及其制造方法。
背景技術(shù)：
直到近來，顯示裝置通常使用陰極射線管(CRT)。目前，正在努力研究開發(fā)多種類型的平板顯示器(諸如液晶顯示器(LCD)裝置、等離子體顯示面板(PDP)、場致發(fā)射顯示器和電致發(fā)光顯示器(ELD))，來取代CRT。在這些平板顯示器中，IXD裝置具有許多優(yōu)點，例如，分辨率更高、重量更輕、外觀更薄、尺寸更緊湊和電壓源需求更低。一般而言，LCD裝置包括兩塊彼此隔開并彼此相對的基板，并在這兩塊基板之間插設(shè)有液晶材料。這兩塊基板包括彼此相對的電極，使得施加在這些電極之間的電壓可以感應(yīng)生成穿過該液晶材料的電場。該液晶材料中的液晶分子的取向根據(jù)所感應(yīng)生成的電場強度而改變?yōu)樗袘?yīng)生成的電場的方向，從而改變該LCD裝置的透光率。因此，LCD裝置通過改變所感應(yīng)生成的電場的強度來顯示圖像。圖1是例示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的IXD裝置的立體圖。參照圖1，該IXD裝置包括陣列基板10、濾色器基板20和液晶層30。該陣列基板 10包括位于第一基板12上的選通線14和數(shù)據(jù)線16，該選通線和數(shù)據(jù)線彼此交叉來限定像素區(qū)P。像素電極18和用作開關(guān)元件的薄膜晶體管Tr位于各個像素區(qū)P中。設(shè)置在靠近選通線14和數(shù)據(jù)線16交叉位置處的薄膜晶體管Tr按照矩陣的形式設(shè)置在第一基板12上。 濾色器基板20包括包含有位于第二基板22上的各個像素區(qū)P中的紅色(R)濾色器圖案 ^a、綠色(G)濾色器圖案26b和藍色⑶濾色器圖案^c的濾色器層沈；位于濾色器圖案 26a到26c之間的黑底25 ；以及位于濾色器層沈與黑底25上的公共電極28。在陣列基板10與濾色器基板20之間設(shè)置有分隔體，以在陣列基板10與濾色器基板20之間保持單元間隙。該分隔體可以是球形分隔體或經(jīng)構(gòu)圖的分隔體。而且，沿著陣列基板10和濾色器基板20的外緣部分形成有密封圖案，以將陣列基板10和濾色器基板20 相結(jié)合并避免液晶層30中的液晶分子泄漏。而且，在陣列基板10和濾色器基板20的外表面中的至少一個上形成有偏振膜。而且，將提供光線的背光設(shè)置在陣列基板10的下方。圖2是例示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的、包含有經(jīng)構(gòu)圖的分隔體的IXD裝置的平面圖，而圖3 是沿著圖2中的線III-III截取的截面圖。參照圖2，IXD裝置35包括在陣列基板的第一基板40上彼此交叉的選通線43和數(shù)據(jù)線陽，以限定像素區(qū)P。在濾色器基板的紅色(R)、綠色(G)和藍色(B)像素區(qū)P中，分別形成紅色(R)濾色器圖案76a、綠色(G)濾色器圖案76b和藍色(B)濾色器圖案76c。在各個像素區(qū)P中，形成有連接至選通線43的柵極45、連接至數(shù)據(jù)線55的源極58和與源極 58隔開的漏極60。漏極60通過漏極接觸孔65連接至像素電極67。柵極45和源極58與漏極60形成薄膜晶體管Tr。
在第一基板40與第二基板70之間形成經(jīng)構(gòu)圖的分隔體83，并彼此隔開。參照圖3，在第一基板40上形成柵極45和選通線43，而在選通線43上形成柵極絕緣層47。在柵極絕緣層47上并在柵極45的上方形成半導(dǎo)體層50。半導(dǎo)體層50包括了有源層50a和歐姆接觸層50b。源極58和漏極60形成在歐姆接觸層50b上。鈍化層63形成在源極58和漏極60上。像素電極67形成在鈍化層63上，并通過漏極接觸孔65與漏極 60相接觸。黑底73形成在第二基板70上，并包括開口。濾色器層76包括對應(yīng)于黑底73的各個開口的紅色(R)濾色器圖案76a、綠色(G)濾色器圖案76b和藍色⑶濾色器圖案76c。 在濾色器層76上形成有公共電極79。分別在像素電極67和公共電極79上形成取向?qū)?。液晶?0形成在陣列基板和濾色器基板之間。一般而言，在濾色器基板上形成經(jīng)構(gòu)圖的分隔體83，以將陣列基板和濾色器基板相結(jié)合并在其彼此之間保持單元間隙。經(jīng)構(gòu)圖的分隔體83同時與濾色器基板和陣列基板相接觸。但是，當(dāng)LCD裝置受到擠壓時，在受擠壓部分恢復(fù)到最初的單元間隙的恢復(fù)力很弱，從而導(dǎo)致擠壓缺陷或觸摸缺陷。這是因為，經(jīng)構(gòu)圖的分隔體83的彈性小于由硅材料制成的球形分隔體的彈性。因此，由于經(jīng)構(gòu)圖的分隔體83與陣列基板之間的摩擦，經(jīng)構(gòu)圖的分隔體83并不能容易地恢復(fù)。為解決上述問題，開發(fā)出一種包含有兩種不同類型的經(jīng)構(gòu)圖的分隔體的LCD裝置。為了起到保持單元間隙的作用，這兩種經(jīng)構(gòu)圖的分隔體中的第一經(jīng)構(gòu)圖的分隔體同時與陣列基板和濾色器基板相接觸。這兩種經(jīng)構(gòu)圖的分隔體中的第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體與第一經(jīng)構(gòu)圖的分隔體彼此隔開。在通常狀態(tài)下，第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體的一端同濾色器基板相接觸，而其另外一端并不同陣列基板接觸。當(dāng)施加外部壓力時，第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體的該另外一端接觸陣列基板。因此，第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體連同第一經(jīng)構(gòu)圖的分隔體一起針對外部壓力而保持單元間隙，并提高了恢復(fù)力，并因此減小了擠壓缺陷或觸摸缺陷。換句話說， 第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體用作防擠壓分隔體。但是，當(dāng)施加外部壓力、并且第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體接觸陣列基板時，陣列基板的取向?qū)涌赡軙捎诘诙?jīng)構(gòu)圖的分隔體壓力而出現(xiàn)缺陷。這使得在缺陷的部分上的液晶分子對準混亂并且工作異常，從而導(dǎo)致漏光。為解決上述問題，將對應(yīng)于第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體的黑底設(shè)計為具有避免在第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體的周圍出現(xiàn)漏光的寬度。換句話說，該黑底的寬度被配置為比第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體的寬度寬50 μ m(微米)。但是，黑底寬度的增大會導(dǎo)致孔徑比的減小。一般而言，第一經(jīng)構(gòu)圖的分隔體和第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體分別具有如圖3所示的相同圓柱形形狀，并且，考慮到恢復(fù)力和防止擠壓而具有大約18 μ m至20 μ m的直徑。當(dāng)?shù)诙?jīng)構(gòu)圖的分隔體的直徑為大約18 μ m時，將該黑底形成為具有大約68 μ m(18 μ m+50 μ m)的寬度。如上所述，隨著黑底寬度的增大，其孔徑比減小，從而導(dǎo)致顯示器的透光率和亮度減小。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明致力于一種液晶顯示裝置及其制造方法，其基本上消除了由于現(xiàn)有技術(shù)的限制和缺點而造成的一個或更多個問題。本發(fā)明的一個優(yōu)點在于提供一種能夠提高孔徑比和亮度的液晶顯示裝置及其制造方法。本發(fā)明的其它優(yōu)點、目的及特征將在以下的說明書中部分地進行闡述，并且對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，將通過對以下說明書進行研究而部分地變得明了，或者可以通過對本發(fā)明的實踐而得知。本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點可以通過在書面說明書、權(quán)利要求書及附圖中具體指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。為實現(xiàn)這些目的和其他優(yōu)點，并且根據(jù)本發(fā)明的目的，如在此所具體實施和廣泛描述的，提供了一種液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置包括陣列基板、濾色器基板、第一經(jīng)構(gòu)圖的分隔體、第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體以及位于所述陣列基板與所述濾色器基板之間的液晶層，該陣列基板包括選通線和數(shù)據(jù)線，所述選通線和數(shù)據(jù)線在第一基板上彼此交叉以限定像素區(qū)；以及位于所述像素區(qū)中的薄膜晶體管和像素電極；該濾色器基板包括黑底，其位于第二基板上并包括與所述像素區(qū)相對應(yīng)的開口 ；以及填充所述開口的濾色器層；第一經(jīng)構(gòu)圖的分隔體具有圓柱形形狀，同所述陣列基板和所述濾色器基板相接觸，并對應(yīng)于所述陣列基板的薄膜晶體管；第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體具有沿所述選通線的長度方向的第一寬度和沿所述選通線的寬度方向的并小于第一寬度的第二寬度，其中，第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體同所述陣列基板相隔開，并對應(yīng)于所述選通線。在另外一個方面中，提供了一種制造液晶顯示裝置的方法，該方法包括以下步驟 形成包括黑底的濾色器基板，該黑底位于第一基板上并包括開口，其中，濾色器層填充該開口 ；在所述濾色器層上形成有機材料層；通過使用包括圓形形狀的第一透光部、矩形形狀的第二透光部以及阻擋部在內(nèi)的光掩模，對所述有機材料層進行曝光，其中，第二透光部具有第一寬度和第二寬度；以及對經(jīng)過曝光后的所述有機材料層進行顯影，以形成第一經(jīng)構(gòu)圖的分隔體和第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體，其中，第一經(jīng)構(gòu)圖的分隔體具有第一直徑并對應(yīng)所述黑底，并且，第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體具有第三寬度和第四寬度。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，提供了一種液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置包括陣列基板、濾色器基板及位于所述陣列基板與所述濾色器基板之間的液晶層，該陣列基板包括選通線和數(shù)據(jù)線，所述選通線和數(shù)據(jù)線在第一基板上彼此交叉以限定像素區(qū)；以及位于所述像素區(qū)中的薄膜晶體管和像素電極；該濾色器基板包括黑底，其位于第二基板上并包括與所述像素區(qū)相對應(yīng)的開口 ；以及填充所述開口的濾色器層；該液晶層包括第一經(jīng)構(gòu)圖的分隔體，其具有圓柱形形狀，同所述陣列基板和所述濾色器基板相接觸，并對應(yīng)于所述陣列基板的薄膜晶體管；以及第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體，其具有沿所述選通線的長度方向的第一寬度和沿所述選通線的寬度方向的并小于第一寬度的第二寬度，其中，第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體同所述濾色器基板相接觸而同所述陣列基板相隔開，并對應(yīng)于所述選通線。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，提供了一種制造液晶顯示裝置的方法，該方法包括以下步驟形成包括黑底的濾色器基板，該黑底位于第一基板上并包括開口，其中，濾色器層填充該開口；在所述濾色器層上形成有機材料層；通過使用包括圓形形狀的第一透光部、矩形形狀的第二透光部以及阻擋部在內(nèi)的光掩模，對所述有機材料層進行曝光，其中，第二透光部具有第一寬度和第二寬度；以及對經(jīng)過曝光后的所述有機材料層進行顯影，以形成第一經(jīng)構(gòu)圖的分隔體和第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，提供了一種液晶顯示裝置的構(gòu)造，該液晶顯示裝置包括陣列基板、濾色器基板和位于該陣列基板與該濾色器基板之間的液晶層，該構(gòu)造包括 具有第一形狀的第一經(jīng)構(gòu)圖的分隔體，第一經(jīng)構(gòu)圖的分隔體同所述陣列基板和所述濾色器基板相接觸并對應(yīng)于所述陣列基板的薄膜晶體管；以及具有第二形狀的第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體，第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體的頂部區(qū)域大于底部區(qū)域，該頂部區(qū)域同所述濾色器基板相接觸而該底部區(qū)域同所述陣列基板相隔開，其中，第一形狀與第二形狀彼此不同。應(yīng)當(dāng)理解的是，對本發(fā)明的以上概述及以下詳述是示例性和解釋性的，并旨在提供對所要求保護的本發(fā)明的進一步解釋。


包括附圖以提供對本發(fā)明的進一步理解，并入附圖而構(gòu)成本申請的一部分，附圖示出了本發(fā)明的實施方式并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中圖1是例示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的IXD裝置的立體圖；圖2是例示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的含有經(jīng)構(gòu)圖的分隔體的LCD裝置的平面圖；圖3是沿著圖2中的線III-III截取的截面圖；圖4是例示根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的LCD裝置的平面圖；圖5是沿著圖4中的線V-V截取的截面圖；圖6A到圖6H是例示根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的、圖4中的LCD裝置的濾色器基板的截面圖；圖7是例示根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的、LCD裝置的對比性示例的平面圖；圖8A和圖8B是例示根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的、用來形成第一經(jīng)構(gòu)圖的分隔體和第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體的光掩模的示例的平面圖；以及圖9是例示使用圖8A或圖8B中的光掩模而形成的第一經(jīng)構(gòu)圖的分隔體和第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體的平面圖。
具體實施例方式現(xiàn)在參照附圖詳細地描述本發(fā)明的實施方式，在附圖中例示了這些實施方式。圖4是例示根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的LCD裝置的平面圖，而圖5是沿著圖4 中的線V-V截取的截面圖。參照圖4至圖6，IXD裝置101包括陣列基板、濾色器基板和位于陣列基板與濾色器基板之間的液晶層190。IXD裝置還包括第一經(jīng)構(gòu)圖的分隔體163和第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體 164。在陣列基板中，沿著水平方向在第一基板101上形成選通線113，而柵極115與選通線113相連。柵極115可以從選通線113延伸。另選的是，柵極115可以是選通線113 的一部分。選通線113和柵極115由鋁、鋁合金(例如，AlNd)、銅(Cu)、銅合金、鉬(Mo)和鉬鈦(MoTi)中的至少一種形成。
柵極絕緣層117形成在選通線113和柵極115上。柵極絕緣層117可以由含有二氧化硅(SiO2)和氮化硅(SiNx)的無機絕緣材料形成。半導(dǎo)體層120形成在柵極絕緣層117上，并位于柵極113的上方。半導(dǎo)體層120 包含有由本征非晶硅制成的有源層120a和由非本征非晶硅制成的歐姆接觸層120b。源極1 和漏極130形成在歐姆接觸層120b上。源極1 和漏極130可以具有條形形狀。另選的是，源極1 可以具有凹形部分，以形成“U”形形狀，并且漏極130可以插入到該凹形部分，而在這種情況下，溝道具有“U”形形狀。但是，應(yīng)當(dāng)理解的是，源極1 和漏極130可以具有多種設(shè)置。柵極115、半導(dǎo)體層120和源極1 與漏極130形成了位于開關(guān)區(qū)TrA中的薄膜晶體管 。數(shù)據(jù)線127連接至源極128。數(shù)據(jù)線127同選通線113彼此交叉，以限定像素區(qū) P?？梢栽跀?shù)據(jù)線127下方形成半導(dǎo)體圖案。在這種情況下，該半導(dǎo)體圖案可以由與半導(dǎo)體層120相同的材料形成。例如，該半導(dǎo)體圖案可以包含由與有源層120a相同材料制成的第一虛圖案和由與歐姆接觸層120b相同材料制成的第二虛圖案。另選的是，該半導(dǎo)體圖案并不一定形成在數(shù)據(jù)線127的下方。鈍化層140形成在源極1 和漏極130上。鈍化層140可以由含有二氧化硅(SiO2) 和氮化硅(SiNx)的無機絕緣材料形成。鈍化層140包含將漏極130暴露的漏極接觸孔143。在像素區(qū)P中的鈍化層140中形成像素電極147。像素電極147通過漏極接觸孔 143與漏極130相接觸。像素電極147可以由包含氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)和氧化銦錫鋅(ITZO)的透明導(dǎo)電材料制成。在濾色器基板中，在第二基板150上形成黑底153。黑底153包含分別對應(yīng)于像素區(qū)P的多個開口。黑底153可以對應(yīng)于選通線113、數(shù)據(jù)線127和薄膜晶體管Tr中的至少一個。當(dāng)觀看平面圖時，如果黑底153與選通線113、數(shù)據(jù)線127或薄膜晶體管Tr部分或完全交疊，則黑底153對應(yīng)于選通線113、數(shù)據(jù)線127或薄膜晶體管Tr中的一個。濾色器基板156形成在黑底153上。濾色器基板156包括對應(yīng)于各個像素區(qū)P的紅色(R)濾色器圖案156a、綠色(G)濾色器圖案156b和藍色(B)濾色器圖案156c。濾色器圖案156a、156b和156c填充黑底153的各個開口，并與黑底153相交疊。公共電極159形成在濾色器層156上。公共電極159可以由包含氧化銦錫(ITO)、 氧化銦鋅(IZO)和氧化銦錫鋅(ITZO)的透明導(dǎo)電材料制成?？梢栽跒V色器層156與公共電極159之間形成涂覆層158。涂覆層158起平面化 (planarize)該濾色器基板的作用。在以上所述的實施方式中，在不同基板(S卩，陣列基板和濾色器基板)中分別形成像素電極146和公共電極159。另選的是，像素電極146和公共電極159可以形成在同一基板(諸如陣列基板)上。在這種情況下，可以將多個像素電極和多個公共電極交替設(shè)置在各個像素區(qū)中，以形成面內(nèi)電場，并且，可將與公共電極相連的公共線同選通線113形成在同一水平上。可以在該濾色器基板上形成第一經(jīng)構(gòu)圖的分隔體163和第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體 164，例如，形成在公共電極159或涂覆層158上。第一經(jīng)構(gòu)圖的分隔體163和第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體164可以具有相同厚度或者差別為幾十埃到幾千埃的不同厚度。第一經(jīng)構(gòu)圖的分隔體163可以具有圓柱形形狀，并對應(yīng)于薄膜晶體管Tr。第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體164可以與第一經(jīng)構(gòu)圖的分隔體163隔開。第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體164可以具有諸如橢圓柱形狀的提形形狀，使得第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體164沿著選通線113長度方向 drtl的第一寬度wl大于第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體164沿著選通線113寬度方向的第二寬度w2。 而且，第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體164的與濾色器基板相接觸的頂部區(qū)域大于第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體164的與陣列基板相隔開的底部區(qū)域。優(yōu)選的是，第一經(jīng)構(gòu)圖的分隔體163的直徑dm可以處于從大約18 μ m到大約 20 μ m的范圍內(nèi)。優(yōu)選的是，第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體164的第一寬度wl可以處于從大約22 μ m 到大約觀μ m的范圍內(nèi)，而第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體164的第二寬度可以處于從大約5 μ m到大約7μπι的范圍內(nèi)。同現(xiàn)有技術(shù)中的、第一經(jīng)構(gòu)圖的分隔體和第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體具有相同圓柱形形狀的黑底相比，IXD裝置的黑底153在第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體164周圍處在寬度上可以減小了至少大約12 μ m，使得可以增大孔徑比。如上所述，第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體164被配置為相對減小第二寬度w2并相對增大第一寬度wl。因此，即使外部壓力對該IXD裝置產(chǎn)生擠壓，但是，也避免了將第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體164和第一經(jīng)構(gòu)圖的分隔體163壓倒。而且，由于增強了恢復(fù)力，所以，當(dāng)移去外部壓力時第一經(jīng)構(gòu)圖的分隔體163和第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體164能夠迅速地恢復(fù)到保持IXD裝置的單元間隙的最初狀態(tài)。這樣，本實施方式的第一經(jīng)構(gòu)圖的分隔體163和第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體164能夠起到與現(xiàn)有技術(shù)中的圓柱形第一經(jīng)構(gòu)圖的分隔體和第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體一樣的作用。第一經(jīng)構(gòu)圖的分隔體163的具有第一厚度tl的一端在薄膜晶體管Tr的上方與陣列基板相接觸，例如，與作為陣列基板的最上層的第一取向?qū)酉嘟佑|。第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體 164與陣列基板相隔開，并與選通線113相對應(yīng)。第一經(jīng)構(gòu)圖的分隔體163和第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體164可以位于對應(yīng)于各個像素區(qū) P的位置。另選的是，第一經(jīng)構(gòu)圖的分隔體163和第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體164可以位于至少兩個像素區(qū)(諸如兩個像素區(qū)到二十個像素區(qū))的間隔處。以下說明用于制造根據(jù)一個實施方式的IXD裝置的方法。IXD裝置的陣列基板可以通過四次或五次掩模工藝形成，并且可以省略詳細的說明。圖6A到圖6H是例示根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的LCD裝置的濾色器基板的截面圖。參照圖6A，在基板150上形成包括鉻(Cr)或鉻氧化物(CrOx)的黑色樹脂材料或金屬材料，并執(zhí)行掩模工藝(包括使用光掩模170進行曝光、顯影等)，以形成包括多個開口 opl、op2和op3在內(nèi)的黑底153。如果黑底153由黑色樹脂(光敏材料)制成，則通過使用黑色樹脂涂覆基板150 來形成由黑色樹脂層151。接著，使用包括阻擋部BA和透光部TA的光掩模170，來對黑色樹脂層151進行曝光。然后，使用顯影溶劑來對黑色樹脂層151進行顯影。因此，黑底153 包括分別對應(yīng)于紅色像素區(qū)、綠色像素區(qū)和藍色像素區(qū)的開口 opl、op2和op3。
如果黑底153由金屬材料制成，則在基板150上形成金屬材料層，并接著在該金屬材料層上形成光刻膠層。接下來，對該光刻膠層執(zhí)行曝光和顯影工藝以形成光刻膠圖案。 接著，使用該光刻膠圖案對該金屬材料層執(zhí)行蝕刻工藝，以形成黑底153。接著，通過灰化 (ash)或剝離(strip)工藝來移除除該光刻膠圖案。在一個實施方式中，描述使用由黑色樹脂制成的黑底153的示例。優(yōu)選的是，黑底153中對應(yīng)于選通線(圖4中的113)和數(shù)據(jù)線(圖4中的127) 的部分的寬度(圖4中的BMwl)最多為大約57 μ m。形成為對應(yīng)于該選通線的第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體(圖4中的164)具有大約為5μπι 到大約為7 μ m的第二寬度(圖4中的w2)?？紤]到由于外部壓力的擠壓而導(dǎo)致的取向?qū)拥娜毕荩诘?53的裕量大約為25 μ m。因此，為避免在第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體164周圍處出現(xiàn)漏光，黑底153的寬度BMwl被設(shè)計為最多57 μ m(例如，2*25 μ m+7 μ m)。圖7顯示了一個對比性的示例。在圖7中，使用將之前實施方式各個部件的附圖標記加上100得到的附圖標記，來指示本實施方式的各個部件。參照圖7，使用圓柱形第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體沈4，并且考慮到恢復(fù)力和避免擠壓，第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體264的直徑dm為大約18μπι。考慮到由于外部壓力的擠壓而導(dǎo)致的取向?qū)拥娜毕?，黑?53的裕量大約為 25 μ m。因此，為避免在第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體264周圍處出現(xiàn)漏光，黑底253的寬度BMw2應(yīng)當(dāng)為至少 68 μ m(例如，2*25 μ m+18 μ m)。因此，本實施方式的黑底153中對應(yīng)于選通線113(例如，對應(yīng)于第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體163)的部分的寬度BMwl比現(xiàn)有技術(shù)減小了大約9μπι到大約11 μ m。因此，增大了孔徑比。參照圖6C，在包括黑底153在內(nèi)的基板150上淀積紅色(R)抗蝕劑，以形成紅色抗蝕層155。接著，使用包括阻擋部BA和透光部TA的光掩模來執(zhí)行曝光?？梢詫⒇撔涂刮g劑用于紅色抗蝕劑。以后詳細描述綠色抗蝕劑與藍色抗蝕劑。在曝光工藝中，光掩模173的透光部TA對應(yīng)于第一開口 opl。參照圖6D，對紅色抗蝕層155進行顯影，以形成填充第一開口 opl的紅色(R)濾色器圖案156a。紅色(R)濾色器圖案156a可以與黑底153相交疊。參照圖6E，按照同形成紅色(R)濾色器圖案156a相類似的方法，分別形成對應(yīng)于第二開口 op2和第三開口 op3的綠色(G)濾色器圖案15 和藍色(B)濾色器圖案156c。 紅色(R)濾色器圖案156a、綠色(G)濾色器圖案156b和藍色⑶濾色器圖案156c形成濾色器層156。參照圖6F，在濾色器層156與黑底153上形成涂覆層158。涂覆層158可以由諸如光丙烯酸(photo acrylic)或光刻膠的有機材料制成。接下來，在涂覆層158上淀積透明導(dǎo)電材料，以形成公共電極159。在上述描述中，涂覆層158和公共電極159形成在濾色器層156上。另選的是，當(dāng)在濾色器基板中形成公共電極159時，可以省略涂覆層158。參照圖6G和圖6H，在公共電極159上形成透明有機材料層160。有機材料層160 可以由諸如光丙烯酸或光刻膠的負型光感材料制成。光掩模175設(shè)置在有機材料層160的上方，并執(zhí)行曝光。光掩模175可以包括第一透光部TAl和第二透光部TA2、以及阻擋部BA。
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第一透光部TAl和第二透光部TA2分別對應(yīng)于第一經(jīng)構(gòu)圖的分隔體163和第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體164的區(qū)域。參照圖8A、圖8B和圖9來進一步更詳細闡述光掩模175和第一經(jīng)構(gòu)圖的分隔體 163及第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體164。圖8A和圖8B是例示根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的、用來形成第一經(jīng)構(gòu)圖的分隔體和第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體的光掩模的示例的平面圖，而圖9是例示使用圖8A或圖8B中的光掩模而形成的第一經(jīng)構(gòu)圖的分隔體和第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體的平面圖。參照圖8A，用來形成第一經(jīng)構(gòu)圖的分隔體163和第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體164的光掩模175包含基本上無光損地透射光并具有圓形形狀的第一透光部TAl。第二透光部TA2具有矩形形狀，并且具有阻擋光線的阻擋部BA。第一透光部TAl的直徑從大約10 μ m到大約12 μ m。第二透光部TA2沿選通線的寬度方向drt2的第三寬度w3從大約9. 5 μ m到10. 5 μ m,而沿選通線的長度方向drt 1的第四寬度《4從大約1. 8 μ m到2. 2 μ m。第三寬度w3的長度被配置為至少比第四寬度w4的長
度大兩倍?？蓪⒆钃醪緽A限定為光掩模175中除了第一透光部TAl和第二透光部TA2以外的部分。參照圖8B，第一透光部TAl基本上與圖8A中的第一透光部TAl相同。第二透光部 TA2具有第一區(qū)域Al和第二區(qū)域A2。第一區(qū)域Al基本上與圖8A中的第二透光部相同。第二區(qū)域A2被設(shè)置在第一區(qū)域Al的中央?yún)^(qū)域處，并具有長度11為大約2. 8 μ m到大約3. 2 μ m 的正方形形狀。因此，第二透光部TA2具有十字(例如“ + ”)形狀。這里，長度11的長度被配置為處于第三寬度w3的長度與第四寬度w4的長度之間。返回到圖6G、圖6H和圖4，通過如上使用光掩模175的曝光工藝以及顯影工藝，有機材料層160中的對應(yīng)于第一透光部TAl和第二透光部TA2并被曝光的部分保留下來，而有機材料層160中的對應(yīng)于阻擋部BA并且未被曝光的部分被移除。從而，形成了第一經(jīng)構(gòu)圖的分隔體163和第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體164。更詳細地說，當(dāng)對有機材料層160執(zhí)行顯影時，對應(yīng)于第一透光部TA1，形成第一經(jīng)構(gòu)圖的分隔體163，其具有第一高度hi并且直徑dm為大約18 μ m到大約20 μ m。而且， 對應(yīng)于第二透光部TA2，形成第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體164，其具有沿選通線的長度方向drtl的從大約22 μ m到大約^ym的第一寬度wl和沿選通線的寬度方向drt2的從大約5 μ m到 7 μ m的第二寬度w2、等于或大于第一高度hi的第二高度h2，并且還具有諸如橢圓柱形形狀的提形形狀。在根據(jù)一個實施方式的形成第一經(jīng)構(gòu)圖的分隔體163和第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體164 的過程中，第二透光部TA2具有基本上與第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體164的平面形狀相對的平面形狀。更詳細地說，參照圖8A、圖8B和圖9，第二透光部在平面內(nèi)具有基本上為矩形的形狀，其中，第三寬度w3沿選通線的寬度方向drt2為大約9. 5 μ m到10. 5 μ m，而第四寬度w4 沿選通線的長度方向drtl為大約1.84!11到2.2 4111。然而，使用第二透光部TA2形成的第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體164在平面內(nèi)具有基本上圓滑矩形的形狀，其中第一寬度wl沿選通線的長度方向drtl上為大約22 μ m到大約^ym,而第二寬度w2沿選通線的寬度方向drt2上為大約5 μ m到7 μ m。換句話說，第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體164具有類似于將第二透光部TA2 的平面形狀旋轉(zhuǎn)90度后的平面形狀。這是因為光的衍射。也就是說，第二透光部TA2被配置為狹縫，因此在較窄寬度方向上形成光的衍射。因此，在較窄寬度方向上光的照射相對較寬。因此，如上所述，第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體164在選通線的寬度方向上形成為相對較寬。由于光的衍射而導(dǎo)致了通過第二透光部TA2的光線照射相對更大的區(qū)域，所以， 通過第二透光部TA2的每單位面積的曝光量相對較少。因此，第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體164的高度h2可以小于通過第一透光部TAl的第一經(jīng)構(gòu)圖的分隔體163的高度hi。另選的是，通過調(diào)整曝光時間量(例如，通過相對增大通過第二透光部TA2的曝光時間量)，第二高度h2 可以等于第一高度hi。參照圖8B，甚至當(dāng)使用十字形狀的第二透光部TA2時，第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體164仍然具有同使用圖8A中的第二透光部TA2所形成的第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體164相同的高度和形狀。但是，圖8B中的十字形狀的第二透光部TA2更理想，這是因為與矩形形狀透光部相比，十字形狀透光部能夠更顯著地減少旁瓣形成。這里，在最終的圖案中這些旁瓣是不希望的圖像。通過上述工藝，能夠制造濾色器基板和第一經(jīng)構(gòu)圖的分隔體163及第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體164。而且，通過在具有第一經(jīng)構(gòu)圖的分隔體163及第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體164的基板 150上印制取向?qū)?，可以形成用于濾色器基板的取向?qū)?。濾色器基板通過位于濾色器基板與陣列基板之間的液晶層(圖5中的156)，而與陣列基板相連。因此，第一經(jīng)構(gòu)圖的分隔體163在對應(yīng)于薄膜晶體管Tr處與陣列基板相接觸。第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體164對應(yīng)于選通線(圖4中的113)，例如，對應(yīng)于選通線113的中央部分。當(dāng)陣列基板與濾色器基板相連時，沿著陣列基板和濾色器基板的外緣部分配置有密封圖案。通過將陣列基板和濾色器基板相連接，能夠制造LCD裝置。如上所述，第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體被配置為具有大約7 μ m或更小的第二寬度。相應(yīng)地，為避免在第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體周圍處出現(xiàn)漏光，黑底153的寬度可被配置為大約57 μ m 或更小。這樣，本實施方式中的黑底的寬度比現(xiàn)有技術(shù)中的大約68 μ m的黑底寬度小。因此，可以提高孔徑比。而且，為形成高度不同的第一經(jīng)構(gòu)圖的分隔體和第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體，光掩模包含阻擋部和不同類型的透光部，而不是傳統(tǒng)上昂貴的半色調(diào)掩?；颡M縫型光掩模。因此，可以減小生產(chǎn)成本。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，可以對本發(fā)明做出各種修改和變型。因此，本發(fā)明旨在涵蓋落入所附權(quán)利要求及其等同物范圍內(nèi)的對本發(fā)明的修改和變型。本申請要求于2010年9月30日遞交的韓國專利申請No. 10-2010-0095349的優(yōu)先權(quán)，在此出于全部目的通過引證將其并入本申請，如同在此完全進行了闡述。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置包括 陣列基板，該陣列基板包括選通線和數(shù)據(jù)線，所述選通線和數(shù)據(jù)線在第一基板上彼此交叉以限定像素區(qū)；以及位于所述像素區(qū)中的薄膜晶體管和像素電極； 濾色器基板，該濾色器基板包括黑底，其位于第二基板上并包括與所述像素區(qū)相對應(yīng)的開口 ；以及填充所述開口的濾色器層；位于所述陣列基板與所述濾色器基板之間的液晶層，該液晶層包括 第一經(jīng)構(gòu)圖的分隔體，其具有圓柱形形狀，同所述陣列基板和所述濾色器基板相接觸， 并對應(yīng)于所述陣列基板的薄膜晶體管；以及第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體，其具有沿所述選通線的長度方向的第一寬度和沿所述選通線的寬度方向的并小于第一寬度的第二寬度，其中，第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體同所述濾色器基板相接觸而同所述陣列基板相隔開，并對應(yīng)于所述選通線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中，第一寬度為大約22μ m到大約^μπι， 而第二寬度為大約5 μ m到7 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液晶顯示裝置，其中，所述黑底的平行于所述選通線的寬度為大約55 μ m到大約57 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中，所述濾色器基板還包括位于所述濾色器層上的公共電極。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液晶顯示裝置，其中，所述濾色器基板還包括在所述濾色器層與所述公共電極之間的涂覆層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中，所述陣列基板還包括公共線和連接至該公共線的公共電極，并且，所述像素電極和所述公共電極交替設(shè)置位于所述像素區(qū)中，并且其中，所述濾色器基板還包括位于所述濾色器層上的涂覆層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中，第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體的高度小于或等于第一經(jīng)構(gòu)圖的分隔體的高度。
8.—種制造液晶顯示裝置的方法，該方法包括以下步驟形成包括黑底的濾色器基板，該黑底位于第一基板上并包括開口，其中，濾色器層填充該開口 ；在所述濾色器層上形成有機材料層；通過使用包括圓形形狀的第一透光部、矩形形狀的第二透光部以及阻擋部在內(nèi)的光掩模，對所述有機材料層進行曝光，其中，第二透光部具有第一寬度和第二寬度；以及對經(jīng)過曝光后的所述有機材料層進行顯影，以形成第一經(jīng)構(gòu)圖的分隔體和第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述濾色器基板還包括位于所述濾色器層與第一經(jīng)構(gòu)圖的分隔體及與第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體之間的涂覆層。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述濾色器基板還包括位于所述濾色器層與第一經(jīng)構(gòu)圖的分隔體及與第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體之間的公共電極。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，沿第一方向的第一寬度為大約1.8μπι到大約 2. 2 μ m，沿第二方向的第二寬度為大約9. 5μπι到大約10. 5 μ m。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體具有沿第一方向的第三寬度并且第三寬度為大約22 μ m到大約觀μ m,并且，第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體還具有沿第二方向的第四寬度并且第四寬度為大約5 μ m到大約7 μ m。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，與第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體相對應(yīng)的所述黑底的寬度為大約55 μ m到大約57 μ m。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，通過調(diào)整所述曝光步驟的時間量，第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體的高度小于或等于第一經(jīng)構(gòu)圖的分隔體的高度。
15.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，該方法還包括以下步驟形成包括有在第二基板上彼此交叉的選通線和數(shù)據(jù)線、連接至所述選通線和數(shù)據(jù)線的薄膜晶體管、以及連接至該薄膜晶體管的像素電極在內(nèi)的陣列基板；并且將所述陣列基板和所述濾色器基板彼此接合，并且所述陣列基板與所述濾色器基板之間具有液晶層，使得第一經(jīng)構(gòu)圖的分隔體按照與所述薄膜晶體管相對應(yīng)的方式同所述陣列基板相接觸，而第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體對應(yīng)于所述選通線并同所述陣列基板相隔開。
16.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，第二透光部在中央部分包括正方形區(qū)域，該區(qū)域的長度為大約2. 8 μ m到大約3. 2 μ m，并且第二透光部具有十字形狀。
17.一種液晶顯示裝置的構(gòu)造，該液晶顯示裝置包括陣列基板、濾色器基板和位于該陣列基板與該濾色器基板之間的液晶層，該構(gòu)造包括具有第一形狀的第一經(jīng)構(gòu)圖的分隔體，第一經(jīng)構(gòu)圖的分隔體同所述陣列基板和所述濾色器基板相接觸并對應(yīng)于所述陣列基板的薄膜晶體管；以及具有第二形狀的第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體，第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體的頂部區(qū)域大于底部區(qū)域，該頂部區(qū)域同所述濾色器基板相接觸而該底部區(qū)域同所述陣列基板相隔開，其中，第一形狀與第二形狀彼此不同。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的構(gòu)造，其中，第一形狀為圓柱形形狀而第二形狀為橢圓柱形形狀。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的構(gòu)造，其中，第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體的所述頂部區(qū)域具有沿所述選通線的長度方向的第一寬度和沿所述選通線的寬度方向的第二寬度，并且第一寬度為大約22 μ m到大約28 μ m,而第二寬度為大約5 μ m到大約7 μ m。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的構(gòu)造，其中，第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體的高度小于或等于第一經(jīng)構(gòu)圖的分隔體的高度。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的構(gòu)造，其中，所述濾色器基板的黑底的平行于所述選通線的寬度為大約55 μ m到大約57 μ m。
全文摘要
本發(fā)明涉及液晶顯示裝置及其制造方法，該液晶顯示裝置包括陣列基板、濾色器基板及液晶層，其中，該陣列基板包括在第一基板上彼此交叉以限定像素區(qū)的選通線和數(shù)據(jù)線，并包括位于該像素區(qū)中的薄膜晶體管和像素電極；該濾色器基板包括位于第二基板上并包括與該像素區(qū)相對應(yīng)的開口的黑底，并包括填充該開口的濾色器層；該液晶層包括第一經(jīng)構(gòu)圖的分隔體，第一經(jīng)構(gòu)圖的分隔體同該陣列基板和該濾色器基板相接觸，并對應(yīng)于該陣列基板的薄膜晶體管，并包括第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體，第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體具有沿該選通線的長度方向的第一寬度和沿該選通線的寬度方向的第二寬度，第二經(jīng)構(gòu)圖的分隔體同該濾色器基板相接觸而同該陣列基板相隔開，并對應(yīng)于該選通線。
文檔編號G02F1/1335GK102445792SQ20111024724
公開日2012年5月9日 申請日期2011年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者盧韶穎, 樸承烈, 金鎮(zhèn)必 申請人:樂金顯示有限公司