具有针对增强的漏光和池化耐性的柱间隔件结构的显示器的制造方法
【专利说明】具有针对増强的漏光和池化耐性的柱间隔件结构的显示器
[0001]本专利申请要求2013年4月11日提交的美国专利申请13/861,231的优先权，该专利申请据此全文以引用方式并入本文。
【背景技术】
[0002]本发明整体涉及电子设备，并且更具体地，涉及具有显示器的电子设备。
[0003]电子设备通常包括显示器。例如，蜂窝电话和便携式计算机通常包括用于向用户呈现信息的显示器。
[0004]液晶显示器包含液晶材料层。液晶显示器中的显示器像素包含薄膜晶体管和用于向液晶材料施加电场的电极。显示器像素中的电场强度控制液晶材料的偏振态从而调节显示器像素的亮度。
[0005]将诸如滤色器层和薄膜晶体管层之类的基底层用于液晶显示器中。薄膜晶体管层包含用于控制液晶层中的电场的薄膜晶体管阵列。滤色器层包含滤色器元件阵列，该滤色器元件诸如红色元件、蓝色元件和绿色元件。滤色器层向显示器提供显示彩色图像的能力。
[0006]在装配的显示器中，液晶材料层夹在薄膜晶体管层和滤色器层之间。聚酰亚胺钝化层覆盖滤色器层的内表面和薄膜晶体管层的上表面。柱间隔件阵列形成在滤色器层的内表面上以保持滤色器层和薄膜晶体管层之间的期望间隙。柱间隔件通常由诸如光致抗蚀剂之类的硬质有机材料形成。
[0007]液晶显示器中通常具有两种类型的柱间隔件。相对稀疏的一组主柱间隔件在滤色器层和薄膜晶体管层之间延伸。柱间隔件及其相关联的接合焊盘的厚度确立了滤色器层和薄膜晶体管层之间的间隔量。另一组柱间隔件被称为子间隔件，其具有仅部分地在滤色器层和薄膜晶体管层之间延伸的结构。子间隔件用于阻止薄膜晶体管层和柱间隔件相互接触。子间隔件并不完全地在滤色器层和薄膜晶体管层之间延伸以在显示器的环境温度下降时适应滤色器层相对于薄膜晶体管层的变形。
[0008]在确定待用于给定显示器的适当数量的柱间隔件时，需要进行权衡。如果提供过少的主柱间隔件，用于显示器的支撑件将会不足。这将使得显示器易受被称为池化不均的非期望视觉效应影响。如果提供过多的主柱间隔件，显示器将变得过于坚硬。这将使得显示器易于在变形时出现应力诱发的双折射，从而导致非期望漏光效应。利用现有的柱间隔件设计，在池化和漏光之间确定出合意的权衡是富有挑战性的。显示器对制造变化通常是很敏感的并且可表现出比预期更多的池化效应和漏光效应。
[0009]因此，将期望能够提供具有改进的柱间隔件构型的显示器。
【发明内容】
[0010]—种显示器可具有带相反的上表面和下表面的滤色器层以及具有相反的上表面和下表面的薄膜晶体管层。液晶材料层可位于滤色器层的下表面和薄膜晶体管层的上表面之间。
[0011]柱间隔件结构可形成在滤色器层和薄膜晶体管层之间以保持滤色器层和薄膜晶体管层之间的期望间隔。柱间隔件结构可由诸如光致抗蚀剂柱体之类的聚合物结构形成并且可包括诸如金属焊盘之类的焊盘。金属焊盘可形成在薄膜晶体管层的上表面或滤色器层的下表面上。光致抗蚀剂柱体可形成在显示器的表面上，诸如滤色器层的下表面。
[0012]柱间隔件结构可包括主间隔件结构、子间隔件结构和一个或多个不同类型的中间厚度间隔件结构。使用中间厚度间隔件结构可同时改善池化不均性能和漏光性能。
[0013]根据附图以及以下对优选实施例的详细描述，本发明的其他特征、本发明的实质以及各种优点将变得更加显而易见。
【附图说明】
[0014]图1为根据本发明的实施例的示例性电子设备诸如具有显示器的膝上型计算机的透视图。
[0015]图2为根据本发明的实施例的示例性电子设备诸如具有显示器的手持式电子设备的透视图。
[0016]图3为根据本发明的实施例的示例性电子设备诸如具有显示器的平板电脑的透视图。
[0017]图4为根据本发明的实施例的示例性电子设备诸如具有显示结构的计算机显示器的透视图。
[0018]图5为根据本发明的实施例的示例性显示器的横截面侧视图。
[0019]图6为根据本发明的实施例的显示器的一部分的横截面侧视图，所述部分具有由薄膜晶体管层上的接合焊盘所支撑的主柱间隔件。
[0020]图7为根据本发明的实施例的显示器的一部分的横截面侧视图，所述部分具有由滤色器层上的焊盘所支撑的主柱间隔件。
[0021]图8为根据本发明的实施例的显示器的一部分的横截面侧视图，所述部分具有在滤色器层上的焊盘和薄膜晶体管层上的焊盘之间延伸的主柱间隔件。
[0022]图9为根据本发明的实施例的显示器的一部分的横截面侧视图，所述部分具有形成在滤色器层上并与薄膜晶体管层分隔开某一间隙的柱间隔件。
[0023]图10为根据本发明的实施例的具有不同的厚度的柱间隔件结构的示例性显示器的一部分的横截面侧视图。
[0024]图11为根据本发明的实施例绘制出作为主柱间隔件密度的函数的池化性能值和漏光性能值的图表。
[0025]图12为根据本发明的实施例的可用于柱间隔件布置方式的例示性柱间隔件特性的表。
[0026]图13为根据本发明的实施例的显示器的一部分的横截面侧视图，所述部分具有使用位于薄膜晶体管层的表面上的不同厚度的焊盘的主柱间隔件结构、子间隔件结构和中间柱间隔件结构。
[0027]图14为根据本发明的实施例的显示器的一部分的横截面侧视图，所述部分具有使用位于薄膜晶体管层的表面上以及位于滤色器层的表面上的不同厚度的焊盘的主柱间隔件结构、子间隔件结构和中间柱间隔件结构。
[0028]图15为根据本发明的实施例的显示器的一部分的横截面侧视图，所述部分具有主柱间隔件结构、子间隔件结构以及具有相应的第一中间柱间隔件厚度和第二中间柱间隔件厚度的两个不同类型的中间柱间隔件结构。
【具体实施方式】
[0029]电子设备可包括显示器。该显示器可用于向用户显示图像。图1、图2、图3和图4中示出可具有显示器的例示性电子设备。
[0030]图1示出了电子设备10如何可具有膝上型计算机的形状，该膝上型计算机具有上部外壳12A和带有部件诸如键盘16和触摸板18的下部外壳12B。设备10可具有铰链结构20，该铰链结构允许上部外壳12A相对于下部外壳12B在方向22上围绕旋转轴线24旋转。显示器14可安装在上部外壳12A中。上部外壳12A有时可称为显示器外壳或盖，可通过围绕旋转轴线24朝向下部外壳12B来旋转该上部外壳12A而将其放置于闭合位置中。
[0031]图2示出了电子设备10如何可为手持设备诸如蜂窝电话、音乐播放器、游戏设备、导航单元或其他紧凑型设备。在设备10的该类型的构型中，外壳12可具有相对的前表面和后表面。显示器14可安装在外壳12的前面上。如果需要，显示器14可具有用于部件诸如按钮26的开口。开口也可在显示器14中形成以容纳扬声器端口(参见例如图2的扬声器端P 28) ο
[0032]图3示出了电子设备10如何可为平板电脑。在图3的电子设备10中，外壳12可具有相对的平坦的前表面和后表面。显示器14可安装在外壳12的前表面上。如图3所示，显示器14可具有开口以容纳(例如)按钮26。
[0033]图4示出了电子设备10如何可为计算机显示器或已被集成到计算机显示器中的计算机。对于此类布置方式，设备10的外壳12可安装在支撑结构诸如支架27上。显示器14可安装在外壳12的前面上。
[0034]图1、图2、图3和图4所示出的设备10的示例性构型仅为示例性的。一般来讲，电子设备10可为膝上型计算机、包含嵌入式计算机的计算机监视器、平板电脑、蜂窝电话、媒体播放器或其他手持式或便携式电子设备，较小的设备诸如手腕表设备、挂式设备、耳机或听筒设备或其他可佩戴式或微型设备、电视机、不包含嵌入式计算机的计算机显示器、游戏设备、导航设备、嵌入式系统诸如其中具有显示器的电子设备安装在信息亭或汽车中的系统、实现两种或更多种这些设备的功能的设备，或其他电子设备。
[0035]设备10的外壳12，其有时被称为壳体，可由材料诸如塑料、玻璃、陶瓷、碳纤维复合物和其他基于纤维的复合物、金属(例如，加工的铝、不锈钢或其他金属)、其他材料或这些材料的组合形成。设备10可使用一体式构造形成，其中大多数或所有外壳12由单个结构元件(例如，一块加工的金属或一块模制的塑料)形成，或可由多个外壳结构(例如，已安装到内部框架元件的外部外壳结构或其他内部外壳结构)形成。
[0036]显示器14可为包括触摸传感器