專利名稱:液晶顯示器的濾色器基板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及液晶顯示器(LCD)的濾色器基板及其制造方法。更具體地,本發(fā)明涉及其中在濾色器中包括透明導(dǎo)電材料的液晶顯示器的濾色器基板及其制造方法。
背景技術(shù):
在如今的信息社會中,電子顯示器的作用的重要性與日俱增,并且各種類型的電子顯示器已經(jīng)廣泛地用于各種產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中。電子顯示器領(lǐng)域已發(fā)展得益發(fā)完善,并且在不斷地發(fā)展具有能夠滿足信息社會的各種需求的改善性能的電子顯示器。電子顯示器是將從各種類型的電子設(shè)備輸出的電子信息信號轉(zhuǎn)換成能夠被人眼識別的光信息信號的電子器件。并且,可將電子顯示器看作是用于連接人和電子設(shè)備的橋梁裝置。
在電子顯示器中,將利用光發(fā)射來顯示光信息信號的顯示器稱為發(fā)光顯示器,而將采用借助于反射、散射和干涉的光調(diào)制的另一種顯示器稱為光接收顯示器。發(fā)光顯示器的示例是陰極射線管(CRT)、等離子體顯示板(PDP)、有機(jī)電致發(fā)光顯示器(OELD)、或發(fā)光二極管(LED)。另外,可由液晶顯示器(LCD)或電泳圖像顯示器(EPID)作為稱之為無源顯示器的光接收顯示器的例子。
發(fā)光顯示器已經(jīng)應(yīng)用于電視和計算機(jī)監(jiān)視器。陰極射線管(CRT)是具有最悠久歷史的顯示器,就經(jīng)濟(jì)效益而言其具有最高的市場份額,但是有很多缺點,包括重量重、體積大以及功耗高。
隨著近年來基于半導(dǎo)體技術(shù)的快速發(fā)展而使電子設(shè)備的電壓減小和電功率減小的趨勢,以及隨著近年來朝著小型化、薄、以及光電子設(shè)備發(fā)展的趨勢,對適于新環(huán)境的、作為電子顯示器的平板顯示器的需求在快速增長。為滿足這一要求,已經(jīng)開發(fā)了諸如液晶顯示器(LCD)、等離子體顯示板(PDP)、或有機(jī)電致發(fā)光顯示器(OELD)的平板顯示器。在平板顯示器中,可以易于被制作成小型、輕、薄并具有低功耗和低驅(qū)動電壓的液晶顯示器正受到關(guān)注。
在液晶顯示器中,在其上形成有公共電極、濾色器、黑底的透明絕緣上基板與其上形成有薄膜晶體管(TFT)組件和像素電極的透明絕緣下基板之間注入有具有各向異性的介電性的液晶材料。對像素電極和公共電極施加不同的電勢,以控制在液晶材料上形成的電場強(qiáng)度,以便改變液晶材料的分子排列,從而控制穿過透明絕緣基板的光的強(qiáng)度,導(dǎo)致顯示所需圖像。
針參照圖1描述現(xiàn)有技術(shù)的液晶顯示器,圖1是現(xiàn)有技術(shù)的液晶顯示器的截面圖。
如圖1所示,現(xiàn)有技術(shù)的液晶顯示器包括位于其下部的陣列基板10;位于其上部的濾色器基板20;以及插入在陣列基板10和濾色器基板20之間的液晶層30。
陣列基板10包括柵極12,其由透明絕緣基板11上的導(dǎo)電材料構(gòu)成;柵絕緣膜13,其由覆蓋柵極12的硅氮化物膜(SiNx)或二氧化硅膜(SiO2)構(gòu)成。在柵絕緣膜13的上側(cè)面上形成有由非晶硅制成的有源層14,并且在有源層14的上側(cè)面上形成有由摻雜的非晶硅制成的歐姆接觸層15。在歐姆接觸層15的上側(cè)面上形成有由導(dǎo)電材料制成的源極16a和漏極16b。源極16a和漏極16b與柵極12一起形成薄膜晶體管。在源極16a和漏極16b的上側(cè)面上形成有由硅氮化物膜、硅氧化物膜、或有機(jī)絕緣膜制成的保護(hù)層17,并且具有接觸孔17c以暴出漏極16b。在保護(hù)層17的上側(cè)面上形成有由透明導(dǎo)電材料制成的像素電極18,并通過接觸孔17c與漏極16b相連。
將參照圖1和2說明濾色器基板20。圖2是現(xiàn)有技術(shù)的液晶顯示器的濾色器基板的截面圖。
濾色器基板20與陣列基板10分離一預(yù)定間隔,并且包括透明絕緣基板21。在透明絕緣基板21的整個表面上設(shè)置有黑底22,以便與薄膜晶體管組件在位置上相對應(yīng),并且具有與像素電極18在位置上相對應(yīng)的開口。因此,黑底22防止了通過在像素電極18之外的位置上斜置液晶分子而引起的光泄漏,并且阻擋了入射在薄膜晶體管組件上的光,從而防止出現(xiàn)光感生漏電流。在黑底22的開口上形成有紅色濾色器23a、綠色濾色器23b和藍(lán)色濾色器23c,而在紅色濾色器23a、綠色濾色器23b和藍(lán)色濾色器23c的上側(cè)面上形成有由透明導(dǎo)電材料構(gòu)成的公共電極24。
此外,在濾色器基板20和陣列基板10之間注入有液晶層30并設(shè)置圓柱形間隔物40,以使兩個基板10、20分隔開并確保液晶層30的厚度。
如上所述,現(xiàn)有技術(shù)的液晶顯示器的濾色器基板20包括公共電極24、濾色器23和黑底22。換言之,現(xiàn)有技術(shù)的濾色器基板20包括額外的公共電極24和濾色器23。然而,如果使用透明導(dǎo)電材料生產(chǎn)濾色器23,則即使在濾色器23的上側(cè)面上不設(shè)置額外的公共電極24,也可以將具有透明導(dǎo)電材料的濾色器23用作公共電極。
發(fā)明內(nèi)容
因此,本發(fā)明旨在一種液晶顯示器的濾色器基板及其制造方法,其基本上消除了由于現(xiàn)有技術(shù)的局限和缺陷而導(dǎo)致的一個或多個問題。
本發(fā)明的一個優(yōu)點是提供一種液晶顯示器(LCD)的濾色器基板,其中,由于在濾色器中包括有透明導(dǎo)電材料,所以不必提供額外的透明電極。
本發(fā)明的另一優(yōu)點是提供一種制造液晶顯示器的濾色器基板的方法。
本發(fā)明的另外的特征和優(yōu)點將在下面的說明中進(jìn)行描述,并部分地從說明書中變得明確,或通過本發(fā)明的實踐而習(xí)得。本發(fā)明的這些和其它優(yōu)點將通過在所撰寫的說明書及其權(quán)利要求以及附圖中具體描述的結(jié)構(gòu)中來實現(xiàn)和獲得。
為了獲得這些和其它優(yōu)點,并且根據(jù)本發(fā)明的目的,有關(guān)具體的和廣義描述的濾色器基板包括透明絕緣基板;在該透明絕緣基板上并具有多個開口的黑底;在黑底的多個開口的第一開口上的紅色濾色器,其中該紅色濾色器包括紅色樹脂和透明導(dǎo)電材料;在黑底的多個開口的第二開口上的綠色濾色器,其中該綠色濾色器包括綠色樹脂和透明導(dǎo)電材料;在黑底的多個開口的第三開口上的藍(lán)色濾色器,其中該藍(lán)色濾色器包括藍(lán)色樹脂和透明導(dǎo)電材料。
另一方面,本發(fā)明提供了一種制造液晶顯示器的濾色器基板的方法,該方法包括提供透明絕緣基板;在該透明絕緣基板上形成具有多個開口的黑底;并且在黑底的多個開口上形成包括紅色樹脂和透明導(dǎo)電材料的紅色濾色器、包括綠色樹脂和透明導(dǎo)電材料的綠色濾色器以及包括藍(lán)色樹脂和透明導(dǎo)電材料的藍(lán)色濾色器。
所涉及的附圖用于提供對本發(fā)明的進(jìn)一步的理解,并入且組成說明書的一部分,附圖示出了本發(fā)明的實施例并與說明書一起用于說明本發(fā)明的原理。
在附圖中圖1是現(xiàn)有技術(shù)的液晶顯示器的截面圖;圖2是現(xiàn)有技術(shù)的液晶顯示器的濾色器基板的截面圖;圖3是根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示器的濾色器基板的截面圖;以及圖4a至4d示出了根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示器的濾色器基板的制造的截面圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將說明本發(fā)明的實施例,在附圖中示出了其示例。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示器的濾色器基板的截面圖。
在圖3中,根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示器的濾色器基板包括透明絕緣基板210、黑底220、紅色濾色器230a、綠色濾色器230b和藍(lán)色濾色器230c。
在諸如玻璃的透明絕緣基板210上以多個間隔或開口的方式形成有黑底220。黑底220可以包括鉻(Cr)、氧化鉻膜(Cr2O3),或吸收光的黑色樹脂。
此外,紅色濾色器230a設(shè)置在黑底220的開口上并包括紅色樹脂和透明導(dǎo)電材料。綠色濾色器230b設(shè)置在黑底220的開口上并包括綠色樹脂和透明導(dǎo)電材料,以及藍(lán)色濾色器230c設(shè)置在黑底220的開口上并且包括藍(lán)色樹脂和透明導(dǎo)電材料。同時,在黑底220的多個開口上以交替的模式排列紅色濾色器230a、綠色濾色器230b和藍(lán)色濾色器230c,并且在黑底220的上表面上相互連接。因此,與現(xiàn)有技術(shù)的液晶顯示器的濾色器基板不同,即使在濾色器的上表面上不設(shè)置額外的公共電極,也可以將包括透明導(dǎo)電材料的紅色濾色器230a、綠色濾色器230b和藍(lán)色濾色器230c用作公共電極。
包括在紅色濾色器230a、綠色濾色器230b和藍(lán)色濾色器230c中的透明導(dǎo)電材料例如可以是ITO(氧化銦錫)或IZO(氧化銦鋅),并且紅色濾色器230a、綠色濾色器230b和藍(lán)色濾色器230c可以包括燒結(jié)粉末形式的透明導(dǎo)電材料(諸如ITO(氧化銦錫)或IZO(氧化銦鋅))。另外,紅色濾色器230a、綠色濾色器230b和藍(lán)色濾色器230c例如可以包括5-35wt%的諸如ITO或IZO的透明導(dǎo)電材料。如果紅色濾色器230a、綠色濾色器230b和藍(lán)色濾色器230c以低于5wt%的量包括諸如ITO或IZO的透明導(dǎo)電材料,則紅色濾色器230a、綠色濾色器230b和藍(lán)色濾色器230c的導(dǎo)電性會降低。因此,就不能有效地控制施加到液晶層的電場的強(qiáng)度。如果紅色濾色器230a、綠色濾色器230b和藍(lán)色濾色器230c以高于35wt%的量包括諸如ITO或IZO的透明導(dǎo)電材料,則紅色濾色器230a、綠色濾色器230b和藍(lán)色濾色器230c的色度可能降低。
紅色濾色器230a、綠色濾色器230b和藍(lán)色濾色器230c應(yīng)該被形成為具有約1-2μm的厚度(T1,T2,T3)。當(dāng)紅色濾色器230a、綠色濾色器230b和藍(lán)色濾色器230c被形成為具有小于約1μm的厚度時,紅色濾色器230a、綠色濾色器230b和藍(lán)色濾色器230c的導(dǎo)電性會降低。因此,就不能有效地控制施加到液晶層的電場強(qiáng)度。此外,當(dāng)紅色濾色器230a、綠色濾色器230b和藍(lán)色濾色器230c被形成為具有大于約2μm的厚度時,濾色器基板的厚度會增加,從而會增加液晶顯示器的體積。
下面,將參照圖4a至4d詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明制造液晶顯示器的濾色器基板的方法。圖4a至4d是示出了根據(jù)本發(fā)明的制造液晶顯示器的濾色器基板的截面圖。
可以通過顏料擴(kuò)散處理、染色處理、或電極定位處理來制造液晶顯示器的濾色器。在本發(fā)明中將描述對顏料擴(kuò)散處理的使用。在經(jīng)常被用于形成液晶顯示器的濾色器的顏料擴(kuò)散處理中,施加并曝光在其中擴(kuò)散了基于聚酰亞胺的顏料的材料,以形成圖案。因此,當(dāng)使用顏料擴(kuò)散處理時,可以形成具有改善的光透射性的濾色器,而無需額外的處理。
在圖4a中,在諸如玻璃的透明絕緣基板210上形成具有多個間隔或開口220a的黑底220。在這一點上,可淀積鉻(Cr)或鉻的氧化物膜(Cr2O3)并對其構(gòu)圖,或可施加吸收光的黑色樹脂然后對其構(gòu)圖,以形成黑底220。
接下來,如圖4b所示,在黑底220的開口220a上涂覆紅色樹脂、感光樹脂和透明導(dǎo)電材料的燒結(jié)粉末的混合液體,將其曝光并顯影以形成紅色濾色器230a。在曝光期間使用的掩模(未示出)可以具有與紅色濾色器230a的位置相對應(yīng)的阻擋層。在這種情況下,可以使用正性感光樹脂(將其暴露于光的部分去除)作為感光樹脂。
同時,可以使用ITO或IZO作為包括在紅色濾色器230a中的透明導(dǎo)電材料。另外,紅色濾色器230a可以包括約5-35wt%的諸如ITO或IZO透明導(dǎo)電材料。如果紅色濾色器230a以低于5wt%的量包括諸如ITO或IZO的透明導(dǎo)電材料,則紅色濾色器230a的導(dǎo)電性會降低。因此,就不能有效地控制施加到液晶層的電場的強(qiáng)度。如果紅色濾色器230a以高于35wt%的量包括諸如ITO或IZO的透明導(dǎo)電材料,則紅色濾色器230a的色度可能降低。
紅色濾色器230a應(yīng)該被形成為具有約1-2μm的厚度(T1)。當(dāng)將紅色濾色器230a被形成為小于約1μm的厚度時,紅色濾色器230a的導(dǎo)電性會降低。因此,就不能有效地控制施加到液晶層的電場的強(qiáng)度。此外,當(dāng)紅色濾色器230a被形成為具有大于約2μm的厚度時,濾色器基板的厚度會增加,從而會增加液晶顯示器的體積。
接下來,如圖4c所示,在黑底220的開口220a上涂覆綠色樹脂、感光樹脂和透明導(dǎo)電材料的燒結(jié)粉末的混合液體,將其曝光并顯影以形成綠色濾色器230b。就這一點而言,在曝光期間使用的掩模(未示出)可以具有與綠色濾色器230b的位置相對應(yīng)的阻擋層。在這種情況下,可以使用正性感光樹脂(將其暴露于光的部分去除)作為感光樹脂。
同時,可以使用ITO或IZO作為包括在綠色濾色器230b中的透明導(dǎo)電材料。此外,綠色濾色器230b可以包括約5-35wt%的諸如ITO或IZO透明導(dǎo)電材料。如果綠色濾色器230b以低于5wt%的量包括諸如ITO或IZO的透明導(dǎo)電材料,則綠色濾色器230b的導(dǎo)電性會降低。因此,就不能有效地控制施加到液晶層的電場的強(qiáng)度。而且,如果綠色濾色器230b以高于35wt%的量包括諸如ITO或IZO的透明導(dǎo)電材料,則綠色濾色器230b的色度可能降低。
可以將綠色濾色器230b形成為具有約1-2μm的厚度(T2)。當(dāng)將綠色濾色器230b形成為具有小于約1μm的厚度時,綠色濾色器230b的導(dǎo)電性會降低。因此,就不能有效地控制施加到液晶層的電場的強(qiáng)度。此外,當(dāng)將綠色濾色器230b形成為具有大于約2μm的厚度時,濾色器基板的厚度會增加,從而會增加液晶顯示器的體積。
接下來,如圖4d所示,在黑底220的開口220a上涂覆藍(lán)色樹脂、感光樹脂和透明導(dǎo)電材料的燒結(jié)粉末的混合液體,將其曝光并顯影,以形成藍(lán)色濾色器230c。就這一點而言,在曝光期間使用的掩模(未示出)可以具有與藍(lán)色濾色器230c的位置相對應(yīng)的阻擋層。在這種情況下,可以使用正性感光樹脂(將其暴露于光的部分去除)作為感光樹脂。
同時,可以使用ITO或IZO作為包括在藍(lán)色濾色器230c中的透明導(dǎo)電材料。此外,藍(lán)色濾色器230c可以包括約5-35wt%的諸如ITO或IZO透明導(dǎo)電材料。如果藍(lán)色濾色器230c以低于5wt%的量包括諸如ITO或IZO的透明導(dǎo)電材料,則藍(lán)色濾色器230c的導(dǎo)電性會降低。因此,就不能有效地控制施加到液晶層的電場強(qiáng)度。同樣,如果藍(lán)色濾色器230c以高于大約35wt%的量包括諸如ITO或IZO的透明導(dǎo)電材料,則藍(lán)色濾色器230c的色度可能降低。
可以將藍(lán)色濾色器230c形成為具有約1-2μm的厚度(T3)。當(dāng)將藍(lán)色濾色器230c形成為具有小于約1μm的厚度時,藍(lán)色濾色器230c的導(dǎo)電性會降低。因此,就不能有效地控制施加到液晶層的電場的強(qiáng)度。此外,當(dāng)將藍(lán)色濾色器230c形成為具有大于約2μm的厚度時,濾色器基板的厚度會增加,從而會增加液晶顯示器的體積。
在黑底220的多個開口上以交替的模式排列紅色濾色器230a、綠色濾色器230b和藍(lán)色濾色器230c,并且在黑底220的上表面上相互連接。因此,與現(xiàn)有技術(shù)的液晶顯示器的濾色器基板不同,即使在濾色器的上表面上不設(shè)置額外的公共電極,也可以使用包括透明導(dǎo)電材料的紅色濾色器230a、綠色濾色器230b和藍(lán)色濾色器230c作為公共電極。
在根據(jù)本發(fā)明的制造液晶顯示器的濾色器基板的方法中,將描述使用正性感光樹脂來形成紅色濾色器230a、綠色濾色器230b和藍(lán)色濾色器230c。然而,這種形成可以使用負(fù)性感光樹脂(將其暴露于光的部分保留)來實現(xiàn)。在上面的實施例中,在形成紅色濾色器230a之后,接著形成綠色濾色器230b和藍(lán)色濾色器230c。然而,或者可以首先形成綠色濾色器230b或藍(lán)色濾色器230c。
以例證的方式對本發(fā)明進(jìn)行了描述,并且應(yīng)該理解,所使用的術(shù)語旨在說明而非限制。根據(jù)上述教示下,可能作出對本發(fā)明的很多修改和變型。因此,應(yīng)該理解,除按具體所描述的之外,也可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)實踐本發(fā)明。
如上所述,在根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示器的濾色器基板中,因為濾色器基板包括透明導(dǎo)電材料,所以不必提供額外的透明電極。因此,可以有效地降低液晶顯示器的濾色器基板的制造成本。
此外,在根據(jù)本發(fā)明的制造液晶顯示器的濾色器基板的方法中,因為濾色器包括透明導(dǎo)電材料,所以不必提供額外的透明電極,因此可以提高液晶顯示器的濾色器基板的制造過程的生產(chǎn)率。
對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員,顯然可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下,對本發(fā)明作出各種修改和變型。因此,本發(fā)明旨在涵蓋落入所附權(quán)利要求及其等價物范圍內(nèi)的對本發(fā)明的各種修改和變型。
本發(fā)明要求于2004年12月31日提交的韓國申請No.2004-0118219的優(yōu)先權(quán),在此通過引用將其并入如同在本文中進(jìn)行了充分的闡述。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示器的濾色器,包括透明絕緣基板;黑底,在所述透明絕緣基板上并具有多個開口;紅色濾色器,在所述黑底的所述多個開口的第一開口上,其中該紅色濾色器包括紅色樹脂和透明導(dǎo)電材料;綠色濾色器,在所述黑底的所述多個開口的第二開口上,其中該綠色濾色器包括綠色樹脂和透明導(dǎo)電材料;以及藍(lán)色濾色器,在所述黑底的所述多個開口的第三開口上,其中該藍(lán)色濾色器包括藍(lán)色樹脂和透明導(dǎo)電材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾色器基板,其中所述紅色濾色器、綠色濾色器和藍(lán)色濾色器在所述黑底的上側(cè)面上彼此相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾色器基板,其中所述紅色濾色器、綠色濾色器和藍(lán)色濾色器的每一個包括燒結(jié)粉末形式的透明導(dǎo)電材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾色器基板,其中透明導(dǎo)電材料是氧化銦錫ITO或氧化銦鋅IZO。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾色器基板,其中所述紅色濾色器、綠色濾色器和藍(lán)色濾色器的每一個包括大約5-35wt%的透明導(dǎo)電材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾色器基板,其中所述紅色濾色器、綠色濾色器和藍(lán)色濾色器的每一個被形成為具有大約1-2μm的厚度。
7.一種制造液晶顯示器的濾色器基板的方法,包括提供透明絕緣基板;在所述透明絕緣基板上形成具有多個開口的黑底;以及在所述黑底的所述多個開口上形成包括紅色樹脂和透明導(dǎo)電材料的紅色濾色器、包括綠色樹脂和透明導(dǎo)電材料的綠色濾色器和包括藍(lán)色樹脂和透明導(dǎo)電材料的藍(lán)色濾色器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法,其中所述紅色濾色器、綠色濾色器和藍(lán)色濾色器在所述黑底的上側(cè)面上彼此相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法,其中所述紅色濾色器、綠色濾色器和藍(lán)色濾色器包括燒結(jié)粉末形式的透明導(dǎo)電材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法,其中透明導(dǎo)電材料是氧化銦錫ITO或氧化銦鋅IZO。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法,其中所述紅色濾色器、綠色濾色器和藍(lán)色濾色器的每一個包括5-35wt%的透明導(dǎo)電材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法,其中所述紅色濾色器、綠色濾色器和藍(lán)色濾色器的每一個被形成為具有1-2μm的厚度。
全文摘要
公開了一種液晶顯示器的濾色器基板及其制造方法。該濾色器基板包括透明絕緣基板、黑底、包括紅色樹脂和透明導(dǎo)電材料的紅色濾色器、包括綠色樹脂和透明導(dǎo)電材料的綠色濾色器以及包括藍(lán)色樹脂和透明導(dǎo)電材料的藍(lán)色濾色器。黑底形成在所述透明絕緣基板上,并具有多個開口。紅色濾色器,在所述黑底的多個開口的第一開口上,其中該紅色濾色器包括紅色樹脂和導(dǎo)電材料;綠色濾色器,在所述黑底的多個開口的第二開口上,其中該綠色濾色器包括綠色樹脂和導(dǎo)電材料;藍(lán)色濾色器,在所述黑底的多個開口的第三開口上,其中該藍(lán)色濾色器包括藍(lán)色樹脂和導(dǎo)電材料。
文檔編號G02B5/23GK1797111SQ20051008242
公開日2006年7月5日 申請日期2005年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月31日
發(fā)明者吳光植, 具教用 申請人:Lg.菲利浦Lcd株式會社