具有颜色混合防止结构的显示器的制造方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]本发明整体涉及显示器，并且更具体地涉及具有滤色器层的显示器。
[0002]电子设备诸如计算机和手持式电子设备具有显示器诸如液晶显示器。液晶显示器通常具有由环状无效区域包围的矩形中心有效区域。有效区域中的显示器像素阵列用于将图像显示给用户。由滤色器元件阵列(诸如红色滤色器元件、蓝色滤色器元件和绿色滤色器元件)形成的滤色器层用于向显示器提供显示彩色图像的能力。滤色器层包括位于无效区域中用于形成不透明边界的黑色掩膜并且包括位于有效区域中的栅格状黑色矩阵。
[0003]在现代显示器中，存在以越来越细小的螺距形成滤色器元件阵列的趋势。由于这些显示器中不同颜色的显示器像素之间的相对近距离接近，因此存在非期望颜色混合效果的可能性，在这种情况下，来自一种颜色的像素的光穿过与另一颜色的像素相关联的滤色器元件。颜色混合，有时称为颜色冲蚀，其降低了显示器向用户准确呈现彩色图像的能力。
[0004]因此，将希望能够减少具有滤色器元件阵列的显示器中的颜色冲蚀。
【发明内容】
[0005]液晶显示器可具有滤色器层和薄膜晶体管层。滤色器层可具有覆盖有滤色器元件结构的玻璃衬底。薄膜晶体管层可具有覆盖有薄膜晶体管电路的玻璃衬底。液晶材料层可插置在滤色器层和薄膜晶体管层之间。上偏振器层和下偏振器层可形成于滤色器层和薄膜晶体管层的上方和下方。
[0006]该显示器可具有有效区域，该有效区域具有显示器像素阵列。无效区域可围绕有效区域。黑色掩膜结构可形成于无效区域中。具有形成矩形开口阵列的栅格形状的黑色矩阵可形成于有效区域中。滤色器层可具有与黑色矩阵的矩形开口重叠的红色滤色器元件、绿色滤色器元件和蓝色滤色器元件的阵列。
[0007]滤色器元件可由彩色光致抗蚀剂形成。可将无机缓冲层沉积在滤色器元件上以避免黑色矩阵材料和彩色光致抗蚀剂之间的粘附。可通过在无机层上沉积黑色光致抗蚀剂层并移除黑色光致抗蚀剂的矩形部分阵列以在有效区域中形成矩形开口阵列来形成黑色矩阵。
[0008]根据附图以及以下对优选实施例的详细描述，其他特征、这些特征的实质以及各种优点将变得更加显而易见。
【附图说明】
[0009]图1为根据本发明的实施例的可具有显示器的类型的电子设备的示意图。
[0010]图2为根据本发明的实施例的显示器中的示例性显示器像素阵列的图示。
[0011]图3为根据本发明的实施例的一种示例性显示器的横截面侧视图。
[0012]图4为根据本发明的实施例的显示器的滤色器层的一部分的顶视图。
[0013]图5为根据本发明的实施例的显示器的示出可如何形成滤色器层结构的一部分的横截面侧视图。
[0014]图6为根据本发明的实施例的已涂覆有红色覆盖层的滤色器层衬底的横截面侧视图。
[0015]图7为根据本发明的实施例的在对红色层进行图案化以形成红色滤色器元件阵列之后的图6的滤色器层衬底的横截面侧视图。
[0016]图8为根据本发明的实施例的在经图案化的红色滤色器元件上沉积绿色层之后的图7的滤色器层衬底的横截面侧视图。
[0017]图9为根据本发明的实施例的在对绿色层进行图案化以形成绿色滤色器元件阵列之后的图8的滤色器层衬底的横截面侧视图。
[0018]图10为根据本发明的实施例的在经图案化的红色和绿色滤色器元件上沉积蓝色层之后的图9的滤色器层衬底的横截面侧视图。
[0019]图11为根据本发明的实施例的在对蓝色层进行图案化以形成蓝色滤色器元件阵列之后的图10的滤色器层衬底的横截面侧视图。
[0020]图12为根据本发明的实施例的在红色滤色器元件、绿色滤色器元件和蓝色滤色器元件上沉积无机缓冲层之后的图11的滤色器层衬底的横截面侧视图。
[0021]图13为根据本发明的实施例的在沉积黑色层之后的图12的滤色器层衬底的横截面侧视图。
[0022]图14为根据本发明的实施例的在对黑色层进行图案化以形成使滤色器元件阵列中的滤色器元件分开的黑色矩阵结构之后的图13的滤色器层衬底的横截面侧视图。
[0023]图15为根据本发明的实施例的通过在图14的结构上沉积平面化层而形成的例示性滤色器层的横截面侧视图。
[0024]图16为示出根据本发明实施例的可用于形成显示器的设备的图示。
[0025]图17为根据本发明的实施例的形成显示器所涉及的示例性步骤的流程图。
【具体实施方式】
[0026]图1中示出了可具有显示器的类型的一种示例性电子设备。电子设备，诸如图1的例示性电子设备10，可为膝上型计算机、平板电脑、蜂窝电话、媒体播放器、其他手持式和便携式电子设备、较小设备诸如腕表设备、挂式设备、耳机和头戴式设备、其他可穿戴和微型设备、或其他电子设备。
[0027]如图1所示，设备10可包括存储和处理电路18和输入输出电路12。存储和处理电路18可包括存储器，诸如硬盘驱动器存储器、非易失性存储器(如，被配置为形成固态驱动器的闪存存储器或其他电可编程只读存储器)、易失性存储器(如，静态或动态随机存取存储器)，等等。存储和处理电路18中的处理电路可用于控制设备10的操作。该处理电路可以基于一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器、专用集成电路等。
[0028]输入输出电路12可用于接收来自用户和环境的输入并且可用于将输出提供给用户和外部设备。输入输出电路12可包括输入输出设备16，诸如按纽、操纵杆、点击轮、滚轮、触摸板、小键盘、键盘、麦克风、相机、按纽、扬声器、状态指示器、光源、音频插孔和其他音频端口部件、数字数据端口设备、光传感器、运动传感器(加速度计)、电容传感器、接近传感器、无线和有线通信电路等。输入输出电路12还可包括显示器，诸如显示器14。显示器14可为触摸屏显示器或可为对触摸输入不敏感的显示器。触摸屏显示器的示例包括具有电容性触摸传感器电极阵列的显示器。如果需要，可将其他类型的触摸传感器阵列结合到显示器14中。
[0029]显示器14可为具有显示器像素(诸如图2的显示器像素20)阵列的液晶显示器。每个像素20可具有用于控制施加于液晶层的对应部分的电场的电路，诸如薄膜晶体管电路、电极和存储电容器。栅极线G和数据线D可用于将显示控制信号分配给显示器像素20。
[0030]图3中示出了显示器14的横截面侧视图。背光单元22可基于荧光灯泡或发光二极管阵列。背光单元22可产生在方向Z上垂直行进穿过显示器14的显示层的背光源24。
[0031]显示器14包括下偏振器26和上偏振器46。显示器像素20包括控制施加于液晶层34的电场的电极和其他薄膜晶体管电路。通过控制电场，液晶层可在光穿过液晶层34时控制光24在每个显示器像素中的偏振，从而控制每个像素20的亮度。
[0032]液晶层34夹在薄膜晶体管层32和滤色器层44之间。薄膜晶体管层32包括透明衬底(诸如玻璃衬底28)和薄膜晶体管电路30层(例如，多晶硅和/或非晶硅晶体管、像素电极、栅极线和数据线等)。
[0033]滤色器层44包括透明衬底诸如玻璃衬底42。显示器14可具有矩形形状。有时被称为有效区域AA的矩形中心区域可包含矩形显示器像素阵列20并且可用于向用户显示图像。有时被称为无效区域IA的矩形环状无效边界区域可围绕有效区域AA。图3的显示器14的横截面侧视图示出了无效边界区域的左侧。
[0034]滤色器层44可包括位于衬底42上的滤色器结构36层。在无效区域IA中，滤色器结构36可包括不透明掩膜材料条，该不透明掩膜材料诸如形成被称为黑色掩膜的不透明边界的黑色掩膜材料38。在有效区域AA中，滤色器结构36可包括滤色器元件40的阵列。用于形成黑色掩膜材料38和滤色器元件40的材料可为聚合物(即，包含黑色材料诸如炭黑或金属络合物或其他黑色光致抗蚀剂的用于材料38的光