专利名称：用于显示装置的多象限构件的制作方法
技术领域：
本发明涉及显示装置构件、该显示装置构件的制造方法、以及具有该构件的液晶显示(LCD)装置。
背景技术：
一般来说，LCD装置包括具有薄膜晶体管(TFT)的阵列基板、滤色器基板、以及置于阵列基板和滤色器基板之间的液晶层。液晶层的液晶响应于向其施加的电场而改变其定向。液晶的定向影响通过液晶层的透光率并控制显示的图像。
液晶具有光学各向异性，使得图像在视角内被显示。已经开发了用于具有大于大约90°视角的台式计算机的LCD监控器。“视角”是垂直于显示面的假想线和对比率约为10∶1的线之间的角度。“对比率”是显示装置中亮点处的亮度级和暗点处的亮度级之间的比率。当LCD装置能够显示暗淡图像并具有均匀亮度时，对比率增加。
LCD装置可以包括正常显黑模式(black mode)和具有递减的反射率的黑色矩阵(black matrix)，以防止漏光并且显示偏暗的图像。当没有对以正常显黑模式操作的LCD装置的共电极和像素电极施加电压时，显示黑色图像。为了增加亮度均匀性，LCD装置包括补偿膜或多象限液晶层。多象限液晶层具有多个象限，每个象限均能够具有不同于其它象限的液晶定向。
特别地，当液晶层的液晶处于垂直对准模式时，容易形成正常显黑模式和多个象限。
为了形成多个象限，LCD装置可以包括面内转换(IPS)模式、混合垂直对准(MVA)模式、特定垂直对准(PVA)模式等。
当LCD装置以MVA模式操作时，在滤色器基板和/或薄膜晶体管(TFT)基板上形成多个突起，以形成多个象限，从而增加LCD装置的视角。通过附加的处理步骤(诸如涂布步骤、光学步骤等)在滤色器基板和/或TFT基板上形成突起，这样增加了LCD装置的制造成本。
当LCD装置以PVA模式操作时，在共电极中形成多个缝隙，以使液晶层中的电场失真并形成多个象限，从而增加LCD装置的视角。然而，缝隙降低了液晶的响应速度。
当LCD装置以IPS模式操作时，TFT基板包括大致彼此平行设置的多个电极，以形成失真的电场。然而，以IPS模式操作的LCD装置具有降低的亮度。
因此，处于MVA、PVA、和IPS模式中的每种模式的LCD装置均具有缺陷。
发明内容
本发明提供了一种用于显示装置的构件，其能够改善图像显示质量。
本发明提供了一种制造上述构件的方法。
本发明提供了一种具有上述构件的液晶显示(LCD)装置。
一方面，本发明是一种显示装置构件。该构件包括透明基板、黑色矩阵、滤色器、和透明电极。透明基板包括大致为V形的像素区和在像素区周围的阻光区(light blocking region)。黑色矩阵在阻光区中。滤色器包括多个滤色器部和一个滤色器重叠部。每个滤色器部都在像素区中。滤色器重叠部在相邻的滤色器部之间。透明电极在滤色器上。透明电极包括形成图样为大致平行于像素区的边延伸的开口。
另一方面，本发明是一种制造显示装置的方法。该方法需要在透明基板的阻光区中形成黑色矩阵。透明基板包括大致为V形的像素区和在像素区周围的阻光区。该方法进一步需要在像素区中形成多个滤色器部以及在阻光区中形成滤色器重叠部。透明导电层沉积在滤色器部和滤色器重叠部上。透明导电层被部分地蚀刻，以形成大致平行于像素区的边延伸的开口。
又一方面，本发明是一种包括第一构件、第二构件、和液晶层的液晶显示装置。第一构件包括上基板、黑色矩阵、滤色器、和透明电极。上基板包括大致为V形的像素区和在像素区周围的阻光区。黑色矩阵在阻光区中。滤色器包括多个滤色器部和一个滤色器重叠部。每个滤色器部都在像素区中。滤色器重叠部在相邻的滤色器部之间。透明电极在滤色器上。透明电极包括大致平行于像素区的边延伸的开口。第二构件包括下基板、开关元件、和像素电极。下基板与上基板大致平行。开关元件在下基板上。像素电极对应于像素区。像素电极电连接至开关元件的电极。液晶层置于第一构件和第二构件之间。
开口图样包括形成在共电极上的图样、在相邻的像素电极之间的空间等。
根据本发明，增加了视角和开口率以改善图像显示质量。此外，简化了制造工艺以减少制造成本。
通过参照附图详细描述本发明的示例性实施例，本发明的上述优点和其它优点将变得更加明显，在附图中图1是示出根据本发明的一个实施例的液晶显示(LCD)装置的平面图；图2是示出图1中所示的第二构件的平面图；图3是示出图1中所示的第一构件的平面图；图4是示出图3中所示的像素区和阻光区的平面图；图5是沿着图1中所示的线I-I′截取的截面图；图6、8和10是示出制造图3中所示的第一构件的方法的平面图；图7是沿着图6中所示的线II-II′截取的截面图；
图9是沿着图8中所示的线III-III′截取的截面图；图11是沿着图10中所示的线IV-IV′截取的截面图；图12是示出根据本发明另一实施例的LCD装置的平面图；图13是沿着图12中所示的线V-V′截取的截面图；图14是示出根据本发明另一实施例的LCD装置的平面图；图15是示出根据本发明另一实施例的LCD装置的平面图；图16是沿着图15中所示的线VI-VI′截取的截面图；图17是示出根据本发明另一实施例的LCD装置的截面图；图18是示出根据本发明另一实施例的LCD装置的截面图；图19是示出根据本发明另一实施例的LCD装置的截面图；图20是示出图1至图5所示的LCD装置的像素距离和透光率之间的关系的图表；图21是示出对应于图20中所示的点‘a’的像素电极和开口图样的平面图；以及图22是示出对应于图20中所示的点‘b’的像素电极和开口图样的平面图。
具体实施例方式
下面将参照附图更加全面的描述本发明，其中，附图中示出了本发明的实施例。然而，本发明可以以多种不同的方式来实现，而不局限于在此描述的实施例。相反地，对本领域的技术人员来说，提供这些实施例，使得本发明充分公开并且完全覆盖本发明的范围。在附图中，为了清楚起见，可以放大层和区的大小和相对大小。
应当理解，当提到元件或层“位于”另一元件或层上、“连接至”或“耦合至”另一元件或层时，其可直接位于其它元件或层上、直接连接或耦合至其它元件或层，或者也可以存在插入元件或层。相同的标号始终表示相同的元件。如文中所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关的所列术语的任意和所有结合。
应当理解，尽管在此可能使用术语第一、第二、第三等来描述不同的元件、部件、区域、层、和/或部，但是这些元件、部件、区域、层、和/或部并不局限于这些术语。这些术语仅用于将一个元件、部件、区域、层、或部与另一个区域、层、或部相区分。因此，在不背离本发明宗旨的情况下，下文所述的第一元件、部件、区域、层、或部可以称为第二元件、部件、区域、层、或部。
为了便于说明，在此可能使用诸如“在...之下”、“在...下面”、“下面的”、“在...上面”、以及“上面的”等空间关系术语，以描述如图中所示的一个元件或零件与另一元件或零件的关系。应当理解，除图中所示的方位之外，空间关系术语将包括所使用或操作的装置的不同方位。例如，如果翻转图中的装置，则被描述为在其他元件或零件“下面”或“之下”的元件将被定位为在其他元件或零件的“上面”。因此，示例性术语“在...下面”可以包括在上面和在下面的方位。装置可以以其它方式定位(旋转90度或在其他方位)，并且在此所描述的空间关系可相应地进行解释。
在此使用的术语仅用于描述特定实施例而不是限制本发明。正如在此使用的，单数形式的“一个”、“这个”也包括复数形式，除非文中另有其它明确指示。应当进一步理解，当在本申请文件中使用术语“包括”和/或“包含”时，是指存在所声称的特征、整数、步骤、操作、元件、和/或部件，但是并不排除还存在或附加一个或多个其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件、和/或其组合。
在此，参考作为本发明的理想实施例(和中间结构)的示意图的横截面示意图来描述本发明的实施例。同样，可以预料诸如制造技术和/或公差导致的示意图的形状的变化。因此，本发明的实施例不应该被理解为局限于在此示出的特定形状，而是包括形状的偏差。例如，被描述为矩形的注入区在其边缘通常具有圆形或曲线形特征和/或注入浓度梯度，而不是从注入区向未注入区出现二元变化。同样，通过注入形成的掩埋区可能在掩埋区与发生注入的表面之间的区域中产生一定量的注入。因此，附图中所述的区域实质上是示意性的，并且它们的形状并非为了描述装置区域的实际形状，更不是为了限定本发明的范围。
除非特别限定，在此所使用的所有术语(包括技术术语和科技术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的意思相同的解释。还应进一步理解，诸如在通用字典中所定义的术语应该被解释为与其在相关技术上下文中的意思相一致，并且除非在此进行特别限定，不应理想化的或过于正式的对其进行解释。
文中使用的“构件”指的是能够与其它构件组装以形成装置的物体。
下面，将参照附图来详细描述本发明。
图1是示出根据本发明的一个实施例的液晶显示(LCD)装置的平面图。图2是示出图1中所示的第二构件的平面图。图3是示出图1中所示的第一构件的平面图。图4是示出图3中所示的像素区和阻光区的平面图。图5是沿着图1中所示的线I-I′截取的截面图。
参照图1至图5，LCD装置包括第一构件170、第二构件180和液晶层108。
第一构件170包括上偏光器131、上基板100、黑色矩阵102、滤色器104、共电极106和隔离物(未示出)。第一构件170分隔为多个像素区140和一个阻光区145。图像在像素区140中被显示，并且光在阻光区145中被阻挡。如图4所示，每个像素区140均大致为V形。阻光区145在像素区140的周围。
第二构件180包括下偏光器132、下基板120、薄膜晶体管(TFT)119、数据线118a′、栅极线118b′、存储电容器线192、栅极绝缘层126、钝化层116、有机层114、和像素电极112。在一些实施例中，第二构件180还包括多个薄膜晶体管、多条数据线、多条栅极线、多条存储电容器线、以及多个像素电极。液晶层108置于第一构件170和第二构件180之间。
上基板100和下基板120可以包括透明玻璃、透明石英等。光可以穿过上基板100和下基板120。上基板100和下基板120优选地不包括碱性离子。这是因为当上基板100和下基板120包括碱性离子时，碱性离子可能溶入液晶层108中并减小液晶层108的电阻系数，从而损害图像显示质量以及密封剂100和极板120之间的粘合强度。此外，还可能使TFT 119的特性变坏。
在一些实施例中，上基板100和下基板120可以包括透明高聚合物。举例来说，能够用于上基板100和下基板120的透明高聚合物包括三醋酸纤维(TAC)、聚碳酸酯(PC)、聚醚砜(PES)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘乙酯(PEN)、聚乙烯醇(PVA)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、环烯烃聚合物(COP)等。
上基板100和下基板120可以光学各向同性或各向异性。
上偏光器131在上基板100上，以传播在第一偏振方向P1上振动的光线。例如，第一偏振方向P1大致平行于LCD装置中的预定方向。下偏光器132在下基板120上，以传播在第二偏振方向P2上振动的光线。第二偏振方向P2可以大致垂直于LCD装置中的预定方向。
黑色矩阵102设置在部分上基板100上，以阻挡光线。黑色矩阵102阻挡将会穿过阻光区145的光线，以改善图像显示质量。在图1至图5中，黑色矩阵102大致为V形，并安装在相邻的像素电极112之间。黑色矩阵102可以在部分阻光区145上。可选地，黑色矩阵102可以在整个阻光区145上。也就是，黑色矩阵102位于相邻的阻光区145之间。可选地，黑色矩阵102可以位于栅极线118b′上面。
将包括光刻胶的不透明有机材料涂布在上基板100上，以通过光学处理形成黑色矩阵102。不透明有机材料包括黑烟末、色素化合物、着色剂化合物等。色素化合物可以包括红色素、绿色素、和蓝色素，而着色剂化合物可以包括红色着色剂、绿色着色剂、和蓝色着色剂。可选地，金属材料可以沉积在上基板120上并被部分地蚀刻，以形成黑色矩阵102。黑色矩阵102的金属材料可以含有铬(Cr)、铬氧化物(CrOx)、铬氮化物(CrNx)中的一种或多种，以及相关领域的普通技术人员认为合适的其它金属。
滤色器104形成在具有黑色矩阵102的上基板100的阻光区145上，以传播预定波长的光。滤色器104包括光学引发剂、单体、粘合剂、色素、分散剂、溶剂、和光刻胶中的一种或多种。相关领域的普通技术人员认为合适的其它物质也可以包含在滤色器104中。
滤色器104包括红色滤色器部104a、绿色滤色器部104b、蓝色滤色器部104c和滤色器重叠部103。
如图3所示，红色滤色器部104a、绿色滤色器部104b、和蓝色滤色器部104c中的每个均在每个像素区140中，并且在平面图中大致呈V形。也就是，相对于第一偏振方向P1对角地延伸的红色滤色器部104a、绿色滤色器部104b、和蓝色滤色器部104c的边缘大致彼此平行。红色滤色器部104a、绿色滤色器部104b、和蓝色滤色器部104c中的每个都是成角度的，所以相对于图1-4而言，V点向右。红色滤色器部104a、绿色滤色器部104b、和蓝色滤色器部104c中的每个的左侧均与红色滤色器部104a、绿色滤色器部104b、和蓝色滤色器部104c中的每个的右侧平行。左侧和右侧中的每侧均相对于第一偏振方向P1以预定角θp倾斜。角θp可以大约为45°。一般地，角θp由第一偏振方向P1和第二偏振方向P2确定。当第一偏振方向P1和第二偏振方向P2之间的差值大约为90°时，角θp大约为45°。
由与红色滤色器部104a、绿色滤色器部104b、和蓝色滤色器部104c相同的材料形成的至少两层被重叠，以形成滤色器重叠部103。滤色器重叠部103在相邻的滤色器部之间。例如，滤色器重叠部103在黑色矩阵102上，以防止漏光。
共电极106形成在具有黑色矩阵102和滤色器104的上基板100上。共电极106包括透明导电材料，诸如铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、氧化锌(ZO)等。
共电极106在每个像素区140中均具有开口107。在每个像素区140中均存在开口107。开口107可以大致为Y形。可选地，开口107可以大致为V形。此外，共电极106可以进一步包括大致彼此平行的多个开口107。
隔离物(未示出)形成在具有黑色矩阵102、滤色器104、和共电极106的上基板100上。第一构件170通过隔离物110以恒定厚度与第二构件180间隔开。例如，隔离物110设置在对应于黑色矩阵102的位置，并包括圆柱形状。可选地，隔离物110可以包括球形隔离物或柱形隔离物和球形隔离物的组合。
栅极线118b′在下基板120上。在图1至图5中，栅极线118b′在第二偏振方向P2上延伸，并且对应于阻光区145。栅极线118b′还阻止光从相邻的像素电极112之间穿过，从而防止了漏光。
TFT 119在下基板120上，并且包括源电极118a、栅电极118b、漏电极118c、和半导体层图样118d。源电极118a电连接至数据线118a′，并且栅电极118b电连接至栅极线118b′。漏电极118c通过接触孔118c′电连接至像素电极112。接触孔118c′在有机层114和钝化层116中。半导体层图样118d在源电极118a和漏电极118c之间，并通过栅极绝缘层126与栅电极118b电绝缘。驱动集成电路(未示出)通过数据线118a′向源电极118a提供数据电压，并通过栅极线118b′向栅电极118b提供栅极信号。
栅极绝缘层126形成在具有栅极线118b′、存储电容器线192和栅电极118b的下基板120上，使得栅极线118b′、存储电容器线192、和栅电极118b与数据线118a′、源电极118a、漏电极118c、和半导体层图样118d电绝缘。栅极绝缘层126可以包括二氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)等。
数据线118a′在栅极绝缘层126上。在图1至图5中，数据线118a′在第一偏振方向P1上延伸，并且数据线118a′的一部分沿着像素区140与第一偏振方向P1成一定角度的延伸，以形成大致V形。数据线118a′可以沿着像素区140的边相对于偏振方向P1和P2对角地延伸。可选地，数据线118a′可以在第一偏振方向P1上延伸。
存储电容器线192在栅极绝缘层126上。存储电容器线192部分地与像素电极112重叠。存储电容器线192、与存储电容器线192重叠的像素电极112的部分、以及与存储电容器线192重叠的钝化层和有机层形成存储电容器。存储电容器为一帧维持共电极106和像素电极112之间的电压差。在一些实施例中，可以省略存储电容器线192，并且像素电极112可以与前栅极线部分地重叠，以形成存储电容器。
钝化层116设置在具有TFT 119、数据线118a′、和存储电容器线192的下基板120上。钝化层116可以包括二氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)等。
有机层114设置在具有TFT 119和钝化层116的下基板120上，使得TFT 119与像素电极112电绝缘。有机层114使下基板120平面化。有机层114调整液晶层108的厚度。
钝化层116和有机层114包括接触孔118c′，漏电极118c通过该接触孔部分地露出。
像素电极112形成在像素区140和接触孔118c′中的有机层114上，以电连接漏电极118c。当向共电极106和像素电极112施加电压时，液晶层108的液晶响应于通过液晶层108形成的电场改变其定向。液晶定向的这种变化影响通过液晶层108的透光率。像素电极112在像素区140和红色滤色器部104a、绿色滤色器部104b、和蓝色滤色器部104c中的每个中均大致为V形。像素电极112和共电极的开口107以交错的方式设置，使得像素电极112之间的开口与共电极106之间的开口107不对准。可选地，像素电极112可以具有对应于共电极106的开口107的辅助开口图样(未示出)。此外，当共电极106具有多个开口107时，像素电极112可以具有多个辅助开口图样(未示出)。例如，像素电极112的左侧和右侧中的每侧均可以相对于第一偏振方向P1形成大约45°的角。当像素电极112具有大致V形时，液晶层108具有一致的响应速度，使得在每个像素区140的角落的液晶响应速度与在每个像素区140的中心部分的液晶响应速度大致相同。
像素电极112包括透明导电材料。可以用于透明电极的透明导电材料的实例包括铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、氧化锌(ZO)等。可选地，像素电极112可以包括高反射材料。此外，每个像素区可以包括透射部和反射部，并且像素电极112可以包括透射部中的透射电极和反射部中的反射电极。
液晶层108置于第一构件170和第二构件180之间，并通过密封剂(未示出)密封。液晶层108可以包括垂直对准(VA)模式。
当向像素电极112和共电极106施加电压时，在像素电极112和共电极106之间形成的电场通过大致V形的像素电极112和共电极106的开口107失真。液晶层108的液晶定向通过失真的电场改变，因此在液晶层108中形成多个象限。多个象限增加了视角。
根据图1至图5中示出的LCD装置，像素电极112具有大致V形，以增加液晶层108的液晶响应速度。此外，滤色器重叠部103和黑色矩阵102阻挡相邻的像素电极之间的光，以防止漏光。因此，减小黑色矩阵102的宽度以增加开口率。
图6、8和10是示出制造图3中所示的第一构件的方法的平面图。图6是示出黑色矩阵102的构成的平面图。图7是沿着图6所示的线II-II′截取的截面图。
参照图6和图7，上偏光器131形成在上基板100上。例如，上偏光器131可以通过粘合层(未示出)附着到上基板100。具有不透明材料的光刻胶层涂布在上基板100上。具有不透明材料的光刻胶层通过具有多个大致V形标线的掩模露出。露出的具有不透明材料的光刻胶层被显影，以形成具有大致V形的黑色矩阵102。
图8是示出在图6中所示的第一构件上的滤色器的构成的平面图。图9是沿着图8中所示的线III-III′截取的截面图。
参照图8和图9，用于红色滤色器部的材料涂布在具有黑色矩阵102的上基板100上。所涂布的用于红色滤色器部的材料通过掩模(未示出)露出。所露出的用于红色滤色器部的材料被显影，以形成红色滤色器部104a和滤色器重叠部103的一部分。例如，用于形成红色滤色器部104a的掩模(未示出)包括透明部、半透明部、和不透明部。用于形成红色滤色器部104a的掩模(未示出)的不透明部对应于像素区140的红色像素区。用于形成红色滤色器部104a的掩模(未示出)的半透明部对应于相邻像素区140之间的滤色器重叠部103。可选地，用于形成红色滤色器部104a的掩模(未示出)的半透明部可以对应于阻光区145。用于形成红色滤色器部104a的掩模(未示出)的不透明部对应于绿色滤色器部104b和蓝色滤色器部104c。
绿色滤色器部104b和蓝色滤色器部104c以及滤色器重叠部103通过与形成红色滤色器部104a大致相同的方法来形成。滤色器重叠部103至少包括用于形成红色滤色器部104a、绿色滤色器部104b、和蓝色滤色器部104c的两种材料。滤色器重叠部103阻挡了阻光区145中的部分光线，使得可以减小黑色矩阵102的宽度。当滤色器重叠部103阻挡了阻光区145中的部分光线时，即使减小了黑色矩阵102的宽度，也能防止漏光。在图6和图7中，滤色器重叠部103包括用于形成红色滤色器部104a、绿色滤色器部104b、和蓝色滤色器部104c的两种材料。滤色器重叠部103的一部分具有与黑色矩阵102大致类似的V形。
图10是示出图8中所示的第一构件上的共电极的构成的平面图。图11是沿着图10中所示的线IV-IV′截取的截面图。
透明导电材料层沉积在具有滤色器104和黑色矩阵102的上基板100上。光刻胶层涂布在透明导电材料层上。光刻胶层通过掩模(未示出)被露出，并被显影，以形成光刻胶图样。使用光刻胶图样作为蚀刻掩模来部分地蚀刻透明导电材料层，以形成具有开口107的共电极106。
因此，完成了具有上基板100、黑色矩阵102、滤色器104、和共电极106的第一构件170。
再次参照图5，下偏光器132形成在下基板120上。例如，下偏光器132通过粘合层(未示出)与下基板120结合。
导电材料层沉积在与下偏光器132相对的下基板120的表面上。导电材料层被部分地蚀刻，以形成栅电极118b、栅极线118b′、以及存储电容器线192。
栅极绝缘层126沉积在具有栅电极118b、栅极线118b′、以及存储电容器线192的下基板120上。
非晶硅层(未示出)沉积在栅极绝缘层126上。N+型杂质注入非晶硅层(未示出)的上部，以形成N+非晶硅层(未示出)。非晶硅层(未示出)和N+非晶硅层(未示出)被部分地蚀刻，以形成半导体层图样118d。
导电材料层(未示出)沉积在具有半导体层图样118d的栅极绝缘层126上。导电材料层(未示出)被部分地蚀刻，以形成源电极118a、数据线118a′、和漏电极118c。数据线118a′的一部分具有大致V形。
透明绝缘材料层(未示出)沉积在具有半导体层图样118d、源电极118a、数据线118a′、和漏电极118c的栅极绝缘层126上。
有机材料层(未示出)涂布在透明绝缘材料层(未示出)上。透明绝缘材料层(未示出)和有机材料层(未示出)被部分地去除，以形成接触孔118c′，漏电极118c通过该接触孔被部分地露出，从而形成钝化层116和有机层114。
透明导电材料层(未示出)沉积在具有接触孔118c′的有机层114上。透明导电材料层(未示出)被部分地蚀刻，以形成像素电极112。
因此，完成了具有下基板120、下偏光器132、TFT 119、数据线118a′、栅极线118b′、存储电容器线192、栅极绝缘层126、钝化层116、有机层114、和像素电极112的第二构件180。
液晶被注入到第一构件170和第二构件180之间的空间中。注入的液晶通过密封剂(未示出)被密封，以形成液晶层108。可选地，液晶可以滴在具有密封剂(未示出)的第一构件170或第二构件180上，使得将第一构件170和第二构件180结合，以形成液晶层108。
根据图1至图11中示出的LCD装置，像素电极112和共电极106的开口107具有大致V形，以增加液晶的响应速度和视角。此外，黑色矩阵102和滤色器重叠部103防止了相邻像素区140之间的漏光，从而可以减小黑色矩阵102的宽度，以增加每个像素区140的开口率。此外，可以省略第一构件170的保护涂层(未示出)，使得可以简化第一构件170的制造工艺。
图12是示出根据本发明另一实施例的LCD装置的平面图。图13是沿着图12中所示的线V-V′截取的截面图。除了存储电容器扩展部分，图12和图13的LCD装置与图1至图5的LCD装置相同。因此，将使用相同的参考标号来表示与在图1至图5中描述的相同或类似的部分，并且将省略关于上述元件的任何进一步解释。
参照图12和图13，LCD装置包括第一构件170、第二构件180、和液晶层108。
第一构件170包括上偏光器131、上基板100、黑色矩阵102、滤色器104、共电极106、和隔离物(未示出)。第一构件170被划分成多个像素区140和一个阻光区145。每个像素区140均可以具有大致V形。阻光区145在像素区140周围。
第二构件180包括下偏光器132、下基板120、薄膜晶体管(TFT)119、数据线118′、栅极线118b′、存储电容器线192、存储电容器扩展部分192a、栅极绝缘层126、钝化层116、有机层114、和像素电极112。可选地，第二构件180可以进一步包括多个薄膜晶体管、多条数据线、多个栅极线、多条存储电容器线、多个存储电容器扩展部分、和多个像素电极。液晶层108置于第一构件170和第二构件180之间。
存储电容器线192在栅极绝缘层126上。存储电容器线192部分地与像素电极112重叠。存储电容器线192、与存储电容器线192重叠的像素电极112的一部分、以及与存储电容器线192重叠的钝化层116和有机层114形成存储电容器。存储电容器为一帧维持共电极106和像素电极112之间的电压差。
存储电容器扩展部分192a由栅极绝缘层126覆盖。存储电容器扩展部分192a电连接至存储电容器线192。存储电容器扩展部分192a可以在相邻的像素电极112之间。对存储电容器扩展部分192a和共电极106施加具有大致相同电平的电功率，使得在存储电容器扩展部分192a和共电极106之间没有电压差。当在相邻的像素电极112之间形成电压差时，在相邻的像素电极112之间形成边缘场(fringe field，散射场)，使得液晶的一部分通过边缘场而失真。然而，在图12和图13中，存储电容器扩展部分192a的电压与共电极106的电压大致相同。因此，减小了相邻像素电极112之间的边缘场。存储电容器扩展部分192a的宽度W2可以大于相邻的像素电极112中的每个的宽度W1。可选地，存储电容器扩展部分192a的宽度W2可以大致等于相邻的像素电极112中的每个的宽度W1。
根据图12和图13中所示的LCD装置，存储电容器扩展部分192a起到屏蔽共电极的作用，以减小相邻的像素电极112之间的边缘场。此外，存储电容器扩展部分192a阻挡相邻的像素电极112之间的部分光线，以改善图像显示质量。
图14是示出根据本发明另一实施例的LCD装置的平面图。除了存储电容器扩展部分，图14的LCD装置与图12和图13的LCD装置相同。因此，将使用相同的参考标号来表示与图12和图13中描述的相同或类似的部分，并且将省略关于这些部分的任何冗余解释。
参照图14，存储电容器线192在栅极绝缘层126上。存储电容器线192部分地与像素电极112重叠。存储电容器线192、与存储电容器线192重叠的像素电极112的一部分、以及与存储电容器线192重叠的钝化层116和有机层114形成存储电容器。
存储电容器扩展部分192b被栅极绝缘层126覆盖。存储电容器扩展部分192b电连接至存储电容器线192。存储电容器扩展部分192b可以在相邻的像素电极112之间。对存储电容器扩展部分192b和共电极106施加大致相同电平的电压，使得在存储电容器扩展部分192b和共电极106之间没有电压差。存储电容器扩展部分192b的电压与共电极106的电压大致相同。因此，减小了相邻像素电极112之间的边缘场。存储电容器扩展部分192b的宽度W3小于相邻像素电极112中的每个的宽度W1。
根据图14中所示的LCD装置，存储电容器扩展部分192b起到屏蔽共电极的作用，以减小相邻像素电极112之间的边缘场。此外，减小存储电容器扩展部分192b的宽度W3，以增大像素区140的开口率。
图15是示出根据本发明另一实施例的LCD装置的平面图。图16是沿着图15所示的线VI-VI′截取的截面图。除了滤色器和保护涂层，图15和图16的LCD装置与图1至图5的LCD装置相同。因此，将使用相同的参考标号来表示与图1至图5中描述的相同或类似的部分，并且将省略关于这些部分的任何冗余解释。
参照图15和图16，LCD装置包括第一构件270、第二构件280、和液晶层208。
第一构件270包括上偏光器131、上基板100、黑色矩阵202a、保护涂层205、共电极106、和隔离物(未示出)。第一构件270被划分成多个像素区140和一个阻光区145。每个像素区140可以具有大致V形。阻光区145在像素区140周围。
第二构件280包括下偏光器132、下基板120、薄膜晶体管(TFT)119、数据线118a′、栅极线118b′、存储电容器线192、栅极绝缘层126、钝化层116、滤色器204、有机层114、和像素电极112。可选地，第二构件280可以进一步包括多个薄膜晶体管、多条数据线、多条栅极线、多条存储电容器线、和多个像素电极。液晶层208置于第一构件270和第二构件280之间。
黑色矩阵202a设置在上基板100的一部分上，以阻挡光线。
保护涂层205在具有黑色矩阵202a的上基板100上，以使具有黑色矩阵202a的上基板100的表面平面化。在一些实施例中，可以省略保护涂层205。
共电极106形成在保护涂层205上。共电极106在每个像素区140中都具有开口107。
栅极线118b′和TFT 119在下基板120上。
栅极绝缘层126形成在具有栅极线118b′、存储电容器线192、和栅电极118b的下基板120上，使得栅极线118b′、存储电容器线192、和栅电极118b与数据线118a′、源电极118a、漏电极118c、和半导体层图样118d电绝缘。
数据线118a′在栅极绝缘层126上。存储电容器线192在栅极绝缘层126上。
钝化层116在具有TFT 119、数据线118a′、和存储电容器线192的下基板120上。
滤色器204在钝化层116上，以传播具有预定波长的光线。
滤色器204包括红色滤色器部204a、绿色滤色器部204b、蓝色滤色器部204c、和滤色器重叠部203。
红色滤色器部204a、绿色滤色器部204b、和蓝色滤色器部204c中的每个均在每个像素区140内，并具有大致V形。
由与红色滤色器部204a、绿色滤色器部204b、和蓝色滤色器部204c相同的层形成的至少两层被重叠，以形成滤色器重叠部203。滤色器重叠部203在相邻的滤色器部之间。例如，滤色器重叠部203对应于黑色矩阵202a，以防止阻光区145中的漏光。
有机层114设置在具有TFT 119、钝化层116、和滤色器204的下基板120上，使得TFT 119与像素电极112电绝缘。有机层114将下基板120平面化。有机层114调整液晶层208的厚度。
钝化层116和有机层114以及滤色器204包括接触孔118c′，漏电极118c通过该接触孔被部分地露出。
像素电极112形成在像素区140和接触孔118c′中的有机层114上，以电连接至漏电极118c。
液晶层208置于第一构件270和第二构件280之间，并通过密封剂(未示出)密封。
根据图15和图16中所示的LCD装置，第二构件280包括滤色器204，使得即使第一构件270相对于第二构件280偏离，也能改善LCD装置的图像显示质量。
图17是示出根据本发明另一实施例的LCD装置的截面图。除了存储电容器扩展部分，图17的LCD装置与图15和图16中的LCD装置相同。因此，将使用相同的参考标号来表示与图15和图16中描述的相同或相似的部分，并且将省略关于这些部分的任何冗余解释。
参照图17，存储电容器线192在下基板120上，并被栅极绝缘层126覆盖。
存储电容器扩展部分192a被栅极绝缘层126覆盖。存储电容器扩展部分192a电连接至存储电容器线192。存储电容器扩展部分192a可以在相邻的像素电极112之间。
根据图17中所示的LCD装置，存储电容器扩展部分192a起到屏蔽共电极的作用，以减小相邻像素电极112之间的边缘场。此外，存储电容器扩展部分192a阻挡了相邻像素电极112之间的部分光线，以改善图像显示质量。此外，第二构件280包括滤色器204，使得即使第一构件270相对于第二构件280偏离，也能改善LCD装置的图像显示质量。
图18是示出根据本发明另一实施例的LCD装置的截面图。除了黑色矩阵和突出部，图18的LCD装置与图17中的LCD装置相同。因此，将使用相同的参考标号来表示与图17中描述的相同或相似的部分，并且将省略关于这些部分的任何冗余解释。
参照图18，LCD装置包括第一构件270、第二构件280、和液晶层208。
第一构件270包括上偏光器131、上基板100、保护涂层205、共电极106、和隔离物(未示出)。
第二构件280包括下偏光器132、下基板120、薄膜晶体管(TFT)119、数据线118a′、栅极线118b′、存储电容器线192、栅极绝缘层126、钝化层116、黑色矩阵202b、滤色器204、有机层114、和像素电极112。可选地，第二构件280可以进一步包括多个薄膜晶体管、多条数据线、多条栅极线、多条存储电容器线、和多个像素电极。液晶层208置于第一构件270和第二构件280之间。第二构件280包括多个像素区240和一个阻光区245。每个像素区240均具有大致V形。阻光区245在像素区240的周围。
保护涂层205在上基板100上。可选地，可以省略保护涂层205。
共电极106形成在保护涂层205上。共电极106在每个像素区140中均具有开口107。
栅极线118b′和TFT 119在下基板120上。
栅极绝缘层126形成在具有栅极线118b′、存储电容器线192、和栅电极118b的下基板120上，使得栅极线118b′、存储电容器线192、和栅电极118b与数据线118a′、源电极118a、漏电极118c、和半导体层图样118d电绝缘。
数据线118a′在栅极绝缘层126上。存储电容器线192在栅极绝缘层126的下面。
钝化层116在具有TFT 119、数据线118a′、和存储电容器线192的下基板120上。
黑色矩阵202b在存储电容器扩展部分192a上面的钝化层116上，以阻挡相邻像素电极112之间的光线。黑色矩阵202b的侧面相对于大致垂直于下基板120的表面的方向形成预定角度。
滤色器204在具有黑色矩阵202b的钝化层116上，以传播有预定波长的光线。滤色器204沿着黑色矩阵202b的侧面形成，以具有第三突起部321。
有机层114在具有TFT 119、钝化层116、和滤色器204的下基板120上。有机层114沿着滤色器204的第三突起部321形成，以具有第二突起部311。
钝化层116和有机层114以及滤色器204包括接触孔118c′，漏电极118c通过该接触孔被部分地露出。
像素电极112形成在每个像素区140和接触孔118c′中的有机层114上，以电连接至漏电极118c。像素电极112沿着有机层114的第二突起部311形成，以形成第一突起部301。第一突起部301的侧面相对于大致垂于第二构件280的上表面的线形成第一角θ1。例如，第一角θ1可以大约为45°。当第一角θ1大约为45°时，突起部301的侧面相对于下基板120的上表面以大约45°的角度倾斜。可选地，突起部301的侧面可以相对于下衬底120的上表面以各种角度倾斜。
根据图18中所示的LCD装置，在与第一突起部301相邻的液晶层208中的液晶沿着第一突起部301的侧面倾斜，以在液晶层208中形成多个象限，从而增加视角。
图19是示出根据本发明另一实施例的LCD装置的截面图。除了黑色矩阵，图19的LCD装置与图18中的LCD装置相同。因此，将使用相同的参考标号来表示与图18中描述的相同或相似的部分，并且将省略关于这些部分的任何冗余解释。
参照图19，钝化层116在具有TFT 119、数据线118a′、和存储电容器线192的下基板120上。
滤色器204在钝化层116上，以传播具有预定波长的光线。
有机层114在具有滤色器204的下基板120上。
钝化层116和有机层114以及滤色器204包括接触孔118c′，漏电极118c通过该接触孔被部分地露出。
像素电极112形成在每个像素区140和接触孔118c′中的有机层114上，以电连接至漏电极118c。
黑色矩阵202c在对应于存储电容器扩展部分192a的像素电极112和有机层114上，以阻挡相邻像素区140之间的光线。黑色矩阵202c从像素电极112突起。黑色矩阵202c的侧面相对于大致垂直于像素电极112上表面的线形成第二角θ2。例如，第二角θ2可以大约为45°。当第二角θ2为45°时，黑色矩阵202c的侧面相对于下基板120的上表面以大约45°的角度倾斜。可选地，黑色矩阵202c的侧面可以相对于下基板120的上表面以各种角度倾斜。
根据图19中所示的LCD装置，邻近黑色矩阵202c的液晶层208的液晶沿着黑色矩阵202c的侧面倾斜，以在液晶层208中形成多个象限，从而增加视角。
表1表示图1至图5中所示的LCD装置的黑色矩阵宽度、开口率、和透光率之间的关系。
黑色矩阵的宽度分别为大约16μm、大约18μm、和大约20μm。其中一个LCD装置不包括黑色矩阵。
当黑色矩阵的宽度为大约16μm时，LCD装置的每个像素的开口率和透光率分别为大约53.6％和大约4.24％。当黑色矩阵的宽度为大约18μm时，LCD装置的每个像素的开口率和透光率分别为大约52％和大约4.12％。当黑色矩阵的宽度为大约20μm时，LCD装置的每个像素的开口率和透光率分别为大约49.8％和大约3.94％。
当LCD装置包括黑色矩阵时，开口率和透光率增加。特别地，当LCD装置包括宽度为大约16μm或大约18μm的黑色矩阵时，透光率相对于没有黑色矩阵的LCD装置增加了大约11.6％和大约8.4％。
当LCD装置不包括黑色矩阵时，LCD装置的开口率和透光率分别为大约46％和大约3.8％。此外，具有黑色矩阵的LCD装置的滤色器重叠部的宽度小于没有黑色矩阵的LCD装置的滤色器重叠部的宽度。
因此，当LCD装置包括黑色矩阵时，减小了滤色器重叠部的宽度。
图20是示出图1至图5中所示的LCD装置的像素距离和透光率之间的关系的图表。图21是示出对应于图20中所示的点‘a’的像素电极和开口图样的平面图。
参照图1、图2、图20和图21，LCD装置包括多个像素。像素在第二偏振方向上彼此间隔第一像素距离dp1。第一像素距离dp1等于每个像素区140的宽度和阻光区145的宽度。在共电极106的开口107和像素电极112之间形成多个象限，以增加视角。
LCD装置的透光率随着第一像素距离dp1的增加而增加。然而，当第一像素距离dp1太大时，LCD装置的视角减小。
在示例性实施例中，当每个像素均包括一个开口107，并且第一像素距离dp1大约为110μm时，透光率最优。
图22是示出对应于图20中所示的点‘b’的像素电极和开口图样的平面图。像素在第二偏振方向上彼此间隔第二像素距离dp2。当像素距离大于大约120μm时，在像素电极中形成辅助开口图样1113，所以开口图样的数量为两个。
参照图1、图2、图20、和图22，像素电极包括第一像素电极部1112a、第二像素电极部1112b、辅助开口图样1113、和耦合电容器1100。第一像素电极部1112a和第二像素电极部1112b中的每个均具有大致V形。第一像素电极部1112a大致平行于第二像素电极部1112b。辅助开口图样1113在第一像素电极部1112a和第二像素电极部1112b之间。第一像素电极部1112a通过耦合电容器1100电连接至第二像素电极部1112b。
LCD装置的共电极包括第一开口图样1107a和第二开口图样1107b。第一开口图样1107a大致平行于第二开口图样1107b。
LCD装置的透光率随着第二像素距离dp2的增加而增加。然而，当第二像素距离dp2太大时，视角减小。
根据本发明，像素电极和共电极的开口图样具有大致V形，其增加了液晶的响应速度和视角。此外，黑色矩阵和滤色器重叠部阻挡了相邻像素电极之间的光线，以增加开口率。此外，可以省略保护涂层，以简化显示装置的基板的制造工艺，从而降低显示装置的制造成本。
此外，显示装置的基板部分地朝向液晶层突起，使得一些液晶沿着基板的突起倾斜，从而在液晶层中形成多个象限。这些象限增加了LCD装置的视角。
已经参照示例性实施例描述了本发明。然而，以上的描述可以有许多可选的修改和改变，这对于本领域技术人员来说是显而易见的。因此，本发明包括落入权利要求的精神和范围内的所有这种可选的修改和改变。
权利要求
1.一种用于显示装置的构件，包括透明基板，包括具有大致V形的像素区和在所述像素区周围的阻光区；黑色矩阵，在所述阻光区中；滤色器，包括多个滤色器部，所述滤色器部中的每个均在所述像素区中；以及滤色器重叠部，在相邻的滤色器部之间；以及透明电极，在所述滤色器上，所述透明电极包括形成图样为大致平行于所述像素区的边延伸的开口。
2.根据权利要求1所述的构件，其中，所述黑色矩阵形成在所述阻光区的一部分上。
3.根据权利要求2所述的构件，其中，所述黑色矩阵在相邻的像素区之间。
4.根据权利要求1所述的构件，其中，所述透明电极是共电极，用于接收施加到所述像素区以及其相邻像素区的共电压。
5.根据权利要求1所述的构件，其中，所述滤色器重叠部包括至少两种与至少两个所述滤色器部的材料大致相同的材料。
6.根据权利要求1所述的构件，其中，所述开口形成图样为具有大致Y形。
7.根据权利要求1所述的构件，其中，所述透明电极包括对应于所述像素区的具有大致V形的像素电极。
8.根据权利要求7所述的构件，其中，所述滤色器在具有所述黑色矩阵的所述透明基板上。
9.根据权利要求8所述的构件，其中，所述黑色矩阵包括倾斜表面，并且所述滤色器沿着所述倾斜表面形成在所述透明基板的上表面上。
10.根据权利要求9所述的构件，其中，所述倾斜表面相对于所述透明基板的所述上表面形成大约45°的角。
11.根据权利要求7所述的构件，其中，所述黑色矩阵在所述滤色器和所述透明电极上。
12.根据权利要求11所述的构件，进一步包括在所述滤色器和所述透明电极之间的、并具有大致平坦表面的有机层，并且所述黑色矩阵包括倾斜表面，所述倾斜表面相对于所述透明基板的上表面形成大约45°角。
13.一种用于制造显示装置的方法，包括在透明基板的阻光区中形成黑色矩阵，所述透明基板包括具有大致V形的像素区和在所述像素区周围的阻光区；在所述像素区中形成多个滤色器部，并在所述阻光区中形成滤色器重叠部；在所述滤色器部和所述滤色器重叠部上沉积透明导电层；以及部分地蚀刻所述透明导电层，以形成大致平行于所述像素区的边延伸的开口。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述黑色矩阵形成在所述阻光区的一部分上。
15.根据权利要求13所述的方法，其中，所述滤色器部和所述滤色器重叠部形成在具有所述黑色矩阵的所述透明基板上。
16.根据权利要求13所述的方法，其中，所述黑色矩阵形成在具有所述开口的所述透明导电层上。
17.一种液晶显示装置，包括第一构件，包括上基板，包括具有大致V形的像素区和在所述像素区周围的阻光区；黑色矩阵，在所述阻光区中；滤色器，包括多个滤色器部，所述滤色器部中的每个均在所述像素区中；以及滤色器重叠部，在相邻的滤色器部之间；以及透明电极，在所述滤色器上，所述透明电极包括大致平行于所述像素区的边延伸的开口；第二构件，包括下基板，位于大致平行于所述上基板的位置；开关元件，在所述下基板上；以及像素电极，对应于所述像素区，所述像素电极电连接至所述开关元件的电极；以及液晶层，置于所述第一构件和所述第二构件之间。
18.根据权利要求17所述的液晶显示装置，其中，所述黑色矩阵在所述阻光区的一部分上。
19.根据权利要求17所述的液晶显示装置，进一步包括在所述下基板上的存储电容器线，其中，所述存储电容器线与所述像素电极平行地重叠。
20.根据权利要求19所述的液晶显示装置，进一步包括在相邻像素电极之间的区域中形成的存储电容器扩展部分，其中，所述存储电容器扩展部分电连接至所述存储电容器线。
21.根据权利要求20所述的液晶显示装置，其中，所述存储电容器扩展部分的宽度大于所述相邻像素电极之间的间隔。
22.根据权利要求17所述的液晶显示装置，其中，所述第一构件进一步包括在所述上基板的上偏光器，所述第二构件进一步包括在所述下基板上的下偏光器，其中，所述上偏光器和所述下偏光器分别具有第一偏振方向和第二偏振方向。
23.根据权利要求22所述的液晶显示装置，其中，所述第一偏振方向相对于所述液晶显示装置的显示面大约为0°，并且所述第二偏振方向相对于所述液晶显示装置的显示面大约为90°。
24.根据权利要求23所述的液晶显示装置，其中，所述像素区的边相对于所述第一偏振方向和所述第二偏振方向形成大约为45°的角。
25.根据权利要求17所述的液晶显示装置，其中，所述像素电极包括多个像素电极部；辅助开口，在所述多个像素电极部之间；以及耦合电容器，所述多个像素电极通过所述耦合电容器电连接。
26.根据权利要求25所述的液晶显示装置，其中，所述共电极进一步包括多个开口。
全文摘要
一种用于显示装置的构件，包括透明基板、黑色矩阵、滤色器、和透明电极。透明基板包括具有大致V形的像素区和在像素区周围的阻光区。黑色矩阵在阻光区中。滤色器包括多个滤色器部和一个滤色器重叠部。每个滤色器部均在像素区中。滤色器重叠部在相邻的滤色器部之间。透明电极在滤色器上。透明电极包括大致平行于像素区的边延伸的开口。因此，改善了图像显示质量。
文档编号G02F1/1335GK1862331SQ20061007855
公开日2006年11月15日 申请日期2006年5月10日 优先权日2005年5月11日
发明者田尚益, 金东奎 申请人:三星电子株式会社