黑色矩陣下具有藍(lán)色顏料層的顯示器的制造方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]本發(fā)明整體涉及顯示器，并且更具體地涉及具有濾色器層的顯示器。
[0002]電子設(shè)備諸如計算機(jī)和手持式電子設(shè)備具有諸如液晶顯示器之類的顯示器。液晶顯示器通常具有由環(huán)狀無效區(qū)域包圍的矩形中心有效區(qū)域。有效區(qū)域中的顯示器像素陣列可用于將圖像顯示給用戶。由濾色器元件陣列(諸如紅色顏料、藍(lán)色顏料和綠色顏料)形成的濾色器層用于向顯示器提供顯示彩色圖像的能力。濾色器層包括無效區(qū)域中的黑色掩模。
[0003]黑色掩模由聚合物黑色掩模層形成并且用于遮蔽內(nèi)部顯示部件使其不被看見。黑色掩模層的部分用于在顯示器的有效區(qū)域中創(chuàng)建柵格狀黑色矩陣。黑色矩陣具有由濾色器元件覆蓋的矩形開口。
[0004]在一些濾色器層布置中，在沉積濾色器元件之前，將黑色矩陣形成在濾色器襯底的表面上。在使用顯示器期間，這能夠產(chǎn)生來自黑色矩陣的非期望的大量的反射光。通過在濾色器襯底上對濾色器元件進(jìn)行圖案化之后形成黑色矩陣，在相鄰濾色器元件之間的間距中形成的黑色矩陣的量減少，從而減少了黑色矩陣反射。然而，如果不加小心，黑色矩陣反射仍可能比預(yù)期的大。
[0005]因此，希望能夠減少顯示器的濾色器層中的黑色矩陣反射。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]液晶顯示器可具有濾色器層和薄膜晶體管層。濾色器層可具有覆蓋有濾色器元件結(jié)構(gòu)的玻璃襯底。薄膜晶體管層可具有覆蓋有薄膜晶體管電路的玻璃襯底。液晶材料層可插置在濾色器層和薄膜晶體管層之間。上偏光器層和下偏光器層可形成于濾色器層和薄膜晶體管層的上方和下方。
[0007]該顯示器可具有有效區(qū)域，該有效區(qū)域具有顯示器像素陣列。無效區(qū)域可圍繞有效區(qū)域。黑色掩模結(jié)構(gòu)可形成于無效區(qū)域中。具有帶有矩形開口的柵格形狀的黑色矩陣可形成于有效區(qū)域中。
[0008]紅色濾色器元件、綠色濾色器元件和藍(lán)色濾色器元件可與黑色矩陣的矩形開口重疊。黑色矩陣可具有由直接在濾色器襯底的內(nèi)表面上沉積并圖案化的藍(lán)色光致抗蝕劑柵格形成的第一層，并且可具有由對準(zhǔn)的黑色光致抗蝕劑柵格形成的第二層。濾色器元件的邊緣部分可插置在藍(lán)色光致抗蝕劑柵格和黑色光致抗蝕劑柵格之間。
[0009]在無效區(qū)域中，黑色掩模結(jié)構(gòu)可由覆蓋有黑色光致抗蝕劑層的藍(lán)色光致抗蝕劑層形成。
[0010]根據(jù)附圖以及以下對優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述，其他特征、這些特征的實(shí)質(zhì)以及各種優(yōu)點(diǎn)將變得更加顯而易見。
【附圖說明】
[0011]圖1為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的可具有顯示器的類型的電子設(shè)備的示意圖。
[0012]圖2為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的顯示器中的示例性顯示器像素陣列的圖示。
[0013]圖3為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的示例性顯示器的橫截面?zhèn)纫晥D。
[0014]圖4為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的顯示器的濾色器的一部分的頂視圖。
[0015]圖5為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的顯示器的一部分的橫截面?zhèn)纫晥D，其示出了可如何形成濾色器層結(jié)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0016]圖1中示出了可具有顯示器的類型的示例性電子設(shè)備。電子設(shè)備，諸如圖1的示例性電子設(shè)備10，可為膝上型計算機(jī)、平板電腦、蜂窩電話、媒體播放器、其他手持式和便攜式電子設(shè)備、較小設(shè)備諸如腕表設(shè)備、掛式設(shè)備、耳機(jī)和頭戴式設(shè)備、其他可穿戴和微型設(shè)備、或其他電子設(shè)備。
[0017]如圖1所示，設(shè)備10可包括存儲和處理電路18和輸入輸出電路12。存儲和處理電路18可包括存儲裝置，諸如硬盤驅(qū)動器存儲裝置、非易失性存儲器(如，被配置為形成固態(tài)驅(qū)動器的閃存存儲器或其他電可編程只讀存儲器)、易失性存儲器(如，靜態(tài)或動態(tài)隨機(jī)存取存儲器)，等等。存儲和處理電路18中的處理電路可用于控制設(shè)備10的操作。該處理電路可以基于一個或多個微處理器、微控制器、數(shù)字信號處理器、專用集成電路等。
[0018]輸入輸出電路12可用于接收來自用戶和環(huán)境的輸入，并且可用于將輸出提供給用戶和外部設(shè)備。輸入輸出電路12可包括輸入輸出設(shè)備16，諸如按紐、操縱桿、點(diǎn)擊輪、滾輪、觸控板、小鍵盤、鍵盤、麥克風(fēng)、相機(jī)、按鈕、揚(yáng)聲器、狀態(tài)指示器、光源、音頻插孔和其他音頻端口部件、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)端口設(shè)備、光傳感器、運(yùn)動傳感器(加速度計)、電容傳感器、接近傳感器、無線和有線通信電路等。輸入輸出電路12還可包括顯示器，諸如顯示器14。顯示器14可為觸摸屏顯示器或可為對觸摸輸入不敏感的顯示器。觸摸屏顯示器的實(shí)例包括具有電容性觸摸傳感器電極陣列的顯示器。如果需要，可將其他類型的觸摸傳感器陣列結(jié)合到顯示器14中。
[0019]顯示器14可為具有顯示器像素陣列諸如圖2的顯示器像素20的液晶顯示器。每個像素20可具有用于控制施加于液晶層的對應(yīng)部分的電場的電路諸如薄膜晶體管電路、電極和存儲電容器。柵極線G和數(shù)據(jù)線D可用于將顯示控制信號分配給顯示器像素20。
[0020]圖3中示出了顯示器14的橫截面?zhèn)纫晥D。背光單元22可基于熒光燈泡或發(fā)光二極管陣列。背光單元22可產(chǎn)生在方向Z上垂直穿過顯示器14的顯示層的背光24。
[0021]顯示器14包括上偏光器26和下偏光器46。顯示器像素20的電路(例如，電極)用于控制施加于液晶層34的電場。通過控制電場，液晶層可在光穿過液晶層34時控制光24在每個顯示器像素中的偏振，從而控制每個像素20的亮度。
[0022]液晶層34夾置在薄膜晶體管層32和濾色器層44之間。薄膜晶體管層32包括諸如玻璃襯底28的透明襯底和薄膜晶體管電路30層(例如，多晶硅和/或非晶硅晶體管、像素電極、柵極線和數(shù)據(jù)線等)。
[0023]濾色器層44包括透明襯底諸如玻璃襯底42。顯示器14可具有矩形形狀。有時被稱為有效區(qū)域AA的矩形中心區(qū)域可包含矩形顯示器像素陣列20并且可用于向用戶顯示圖像。有時被稱為無效區(qū)域IA的矩形環(huán)狀無效邊界區(qū)域可圍繞有效區(qū)域AA。
[0024]濾色器層44可包括位于襯底42上的濾色器結(jié)構(gòu)層36。在無效區(qū)域IA中，濾色器結(jié)構(gòu)36可包括不透明掩模材料條，諸如形成被稱為黑色掩模的不透明邊界的黑色掩模材料38。在有效區(qū)域AA中，濾色器結(jié)構(gòu)36可包括濾色器元件陣列40。用于形成黑色掩模材料38和濾色器元件40的材料可為著色的聚合物(即，用于材料38的黑色光致抗蝕劑和用于濾色器元件40的彩色光致抗蝕劑諸如紅色光致抗蝕劑、綠色光致抗蝕劑和藍(lán)色光致抗蝕劑)。
[0025]圖4為濾色器層結(jié)構(gòu)36的例示性部分的頂視圖。在無效區(qū)域IA中，黑色掩模材料38可用于形成不透明邊界結(jié)構(gòu)，諸如黑色掩模38IA。在有效區(qū)域AA中，濾色器元件40諸如紅色(R)、綠色(G)和藍(lán)色(B)濾色器元件可被布置在具有元件行和元件列的陣列中。黑色掩模材料38的部分可用于在相應(yīng)的濾色器元件之間形成不透明柵格以有助于減少相鄰像素之間的滲色。使用黑色掩模材料38形成的不透明柵格有時可稱為黑色矩陣。如圖4所示，黑色矩陣38AA形成具有一系列矩形開口的柵格，每個矩形開口與相應(yīng)的濾色器元件40重疊。
[0026]圖5中示出了顯示器14的橫截面?zhèn)纫晥D，其示出了濾色器元件結(jié)構(gòu)36可如何被配置為減少來自顯示器14表面的非期望的黑色掩模材料反射。如圖5所示，氧化銦錫層47(例如，屏蔽層)可插置在上偏光器46和濾色器層襯底42之間。如果需要，可將其他層(例如，防反射涂覆層、防污染層等)結(jié)合到顯示器14中。薄膜晶體管層32可包括位于玻璃襯底28上的金屬顯示器像素電極30E。電極30E與顯示器像素20相關(guān)聯(lián)，并且用于將可調(diào)節(jié)電場施加至液晶層34的相關(guān)的重疊部分。
[0027]黑色掩模材料38可包括圖案化材料，諸如無效區(qū)域IA中的材料38IA和有效區(qū)域AA中的材料38AA。濾色器襯底42的內(nèi)層50面向液晶層34。在圖5的構(gòu)型中，已將藍(lán)色濾色器元件材料插置在黑色掩模材料38和內(nèi)表面50之間。這就減少了從濾色器層44中的黑色掩模和黑色矩陣在方向54上朝向觀察者52反射的光的量，從而提高了顯示器14上的圖像質(zhì)量。
[0028]形成于濾色器層44中的藍(lán)色濾色器材料(藍(lán)色光致抗蝕劑)可包括用于形成藍(lán)色濾色器元件(例如，圖4的矩形濾色器元件40)的材料40B。材料40B可具有第一厚度。形成于濾色器層44中的藍(lán)色濾色器材料還可包括具有第二厚度的區(qū)域(諸如區(qū)域40B’和40B”)，該第二厚度小于第一厚度。藍(lán)色濾色器元件材料(例如，藍(lán)色著色聚合物諸如藍(lán)色光致抗蝕劑)的這些較薄區(qū)域可有助于減少來自材料38的黑色掩模層反射。
[0029]在有效區(qū)域AA中，藍(lán)色濾色器材料40B”可形成與黑色掩模材料38AA的對應(yīng)柵格對準(zhǔn)的柵格。因此，在有效區(qū)域AA中，黑色矩陣使用由藍(lán)色光致抗蝕劑40B’柵格和黑色光致抗蝕劑38AA的對準(zhǔn)的重疊