液晶显示面板及其制造方法

专利名称：液晶显示面板及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示面板及其制造方法，并且具体地，涉及 一种包括插入在一对基底之间的球形间隔物的液晶显示面板及其制造 方法。
背景技术：
液晶显示装置已经被广泛地用作AV (视听)设备以及OA (办公 自动化)设备的显示装置。液晶显示装置包括液晶显示面板，该液晶 显示面板包括插入在TFT (薄膜晶体管)基底和CF (彩色滤光器)基 底之间的液晶，在所述TFT基底内形成了多个诸如TFT的开关元件的 矩阵，在所述CF基底内形成了 CF、黑色矩阵(BM)等。当将预定电 压施加在液晶显示面板的基底之间以产生电场时，液晶分子被定向并 因此控制光透射率。
为了改善液晶显示面板(以下称作LCD面板)的显示质量，重要 的是控制TFT基底和CF基底之间的距离(以下称作间隙)。间隙通 常由设置在基底之间的间隔物形成。例如，文件l (日本专利申请公开 No. 2003-121859)公开了 一种包括插入在基底之间的柱形间隔物的 LCD面板。
图14示出了公开于文件1中的LCD面板的局部剖视图。在图14 中，将柱形间隔物设置在LCD面板的TFT基底和CF基底之间。因为 柱形间隔物固定在基底之间，所以基底之间的间隙保持均匀和稳定。另外，由于柱形间隔物难以在基底之间的空间内滑动，所以当在制造 中将柱形间隔物设置在遮光区域内时能够持续地获得高对比度。
然而，柱形间隔物的弹性通常小。因此，当液晶的体积随温度而 变化时，柱形间隔物不能吸收体积的变化。结果，产生了亮度不均匀。 将柱形间隔物设置在基底之间，同时通常被压縮几个百分比。也就是 说，柱形间隔物总是保持被压缩。即使对柱形间隔物作用的外部应力
消失，对于柱形间隔物而言也难以很好地恢复到其初始尺寸。在LCD 面板的屏幕显示黑色时将外部应力施加到该LCD面板，这时，即使在 外部应力消失之后，基底之间也保持着由于外部应力而引起的变形。 因此，在LCD面板的屏幕内暂时产生模糊(haze)(以下，称作黑色 模糊(blackhaze))。
近年来，LCD面板趋向于具有更窄的间隙。于是，柱形间隔物的 使用可能造成产生类似于亮度不均匀和黑色模糊的显示问题的风险。
由此，提出了用球形间隔物取代柱形间隔物形成间隙的LCD面板。 因为球形间隔物比柱形间隔物更有弹性，当液晶的体积随着温度而变 化时，球形间隔物能够吸收体积变化。因此，不会产生亮度不均匀。 在外部应力消失之后，球形间隔物能够快速恢复到初始尺寸。因此， 不会产生由于残余的变形而引起的黑色模糊。
另外，因为与柱形间隔物不同，球形间隔物不是牢固地固定在基 底上，所以球形间隔物可以像基底之间的球轴承那样工作。因此，当 施加沿平行于LCD面板的表面的方向的应力(例如对LCD面板进行 摩擦的力)时，能够防止黑色模糊等的产生。
另一方面，因为球形间隔物不是牢固地固定在基底上，所以在LCD 面板的运输期间容易由于振动等引起球形间隔物滑动。当球形间隔物 滑动到显示区域时，显示区域的对比度降低。于是，文件2 (日本专利申请公开No. 2000-235188)、文件3 (日 本专利申请公开No. 1988-78131)和文件4 (日本专利申请公开No. 2003-5196)的每一个都公开了一种能够防止球形间隔物容易滑动到 LCD面板的显示区域的LCD面板。
文件2中所公开的LCD面板包括设置在凹部内的球形间隔物，该 凹部形成在遮光区域。图15示出了公开于文件2中的LCD面板的局 部剖视图。在图15中，由于每个球形间隔物被设置在形成在CF基底 内的凹部内，所以其不易滑动到显示区域。因此，公开于文件2中的 LCD面板能够防止亮度不均匀和黑色模糊的产生，而且，能够防止由 于球形间隔物移动到显示区域内而引起的对比度的劣化。
文件3公开了包括基底之间的其每个均具有粗糙表面的球形间隔 物的LCD面板。具有粗糙表面的球形间隔物被保持在基底上。因此， 公开于文件3中的LCD面板能够防止亮度不均匀和黑色模糊的产生， 而且，能够防止由于球形间隔物移动到显示区域内而引起的对比度的 劣化。同时，文件4公开的是，为了保证基底之间良好的弹性连接， LCD面板的一个基底包括具有与球形间隔物相接触的粗糙区域。

发明内容
本发明的示例性目的是提供一种能够防止出现类似于亮度不均 匀、黑色模糊和对比度劣化的显示问题的液晶显示面板及其制造方法。
根据本发明的示例性方面的液晶显示面板包括一对基底、设置在 该对基底之间的液晶以及设置在该对基底之间的球形间隔物。使该对 基底中的至少一个基底的局部区域粗糙化，并且每个球形间隔物包括 在其表面上的多个突起且被设置在该粗糙化的局部区域上。
根据本发明的示例性方面的一种制造液晶面板的方法，该液晶面板中液晶和球形间隔物设置在第一基底和第二基底的一对基底之间， 该方法包括混合具有球形间隔物的溶液，每个球形间隔物具有多个 突起；使形成在第一基底上的树脂层的局部区域曝露在He等离子气氛 内，用于使该局部区域的表面粗糙化；将溶液施加到已经粗糙化的局 部区域的表面上并通过加热使溶液蒸发；以及在第一基底上形成密封 部件并将第二基底重叠到第一基底上同时将液晶滴落到其间。


当结合附图时，根据下面的详细描述，本发明的示例性特征和优 点将变得清楚，其中-
图1是示出根据本发明的第一示例性实施例的LCD面板的TFT 基底的结构的局部俯视图2是示出根据本发明的第一示例性实施例的LCD面板的CF基 底的结构的局部俯视图3是示出根据本发明的第一示例性实施例的LCD面板的结构的 局部剖视图4示出了根据本发明的第一示例性实施例的LCD面板的制造工
艺；
图5示出了根据本发明的第一示例性实施例的基底的表面粗糙
度；
图6示出了根据本发明的第一示例性实施例的球形间隔物的表面 粗糙度；
图7是示出根据本发明的第一示例性实施例的另一LCD面板的结
构的局部剖视图8是示出根据本发明的第二示例性实施例的LCD面板的CF基 底的结构的局部俯视图9是示出根据本发明的第二示例性实施例的LCD面板的结构的
局部剖视图10是示出根据本发明的第三示例性实施例的LCD面板的结构 的局部剖视图；图11是示出根据本发明的第四示例性实施例的LCD面板的结构
的局部剖视图12是示出根据本发明的第五示例性实施例的LCD面板的结构 的局部剖视图13是示出根据本发明的第五示例性实施例的TFT基底的制造 工艺的局部剖视图14是示出根据文件1的LCD面板的结构的局部剖视图；以及 图15是示出根据文件2的LCD面板的结构的局部剖视图。
具体实施例方式
现在将根据附图对本发明的示例性实施例进行详细描述。
(第一示例性实施例) 将参考图1至图3描述根据本发明第一示例性实施例的LCD面板。 图1是示出TFT基底10的结构的局部俯视图，而图2是示出根据该实 施例的CF基底11的结构的局部俯视图。图3是示出沿图1和2的A-A' 线截取的LCD面板的结构的剖视图。
在图3中，将具有具有多个突起的表面的球形间隔物101设置在 TFT基底10和CF基底11之间。与球形间隔物101相接触的TFT基 底10的接触区域的表面被粗糙化。
以下，将详细描述TFT基底10、 CF基底11和球形间隔物101。 首先，将参考图1和图3描述TFT基底10。 TFT基底IO包括由玻璃、 塑料等构成的透明绝缘基底102 (以下，称作玻璃基底102)。玻璃基 底102包括位于其上的栅极电极、栅极配线108和公共配线117。栅极 电极、栅极配线108和公共配线117设置于其上的玻璃基底102的表 面覆盖有由氮氧化硅构成的栅绝缘层109。
另外，在栅绝缘层109上形成连接到栅极电极的多个半导体层110、连接到源极电极的多个漏极配线lll和多个漏极电极。上述元件 覆盖有由氮化硅构成的钝化膜112和由丙烯酸树脂等构成的平坦化层 113。另外，与球形间隔物101相接触的平坦化层113的表面的至少局
部区域被粗糙化。
在具有非粗糙化表面的平坦化层113的其他区域内形成多个像素 电极114和多个相对电极115 (图3中未出现)。像素电极114经由穿 过钝化膜112和平坦化层113的接触孔连接到漏极电极。相对电极115 经由穿过栅绝缘层109、钝化膜112和平坦化层113的接触孔连接到公 共配线117。形成由聚酰亚胺构成的取向膜107以覆盖像素电极114、 相对电极115和平坦化层113。
下面将参考图2和图3描述CF基底11。 CF基底11包括形成在 由玻璃、塑料等构成的玻璃基底102上的黑色矩阵103。在玻璃基底 102上没有形成黑色矩阵103的区域内形成各个彩色层104至106，使 得每个彩色层104至106的一部分与黑色矩阵103重叠。此处，彩色 层104、彩色层105和彩色层106分别为红色、绿色和蓝色。
接下来，将参考图1至图3描述球形间隔物101。将主要由苯乙 烯和硅氧烷构成的聚合体珠子用作根据本发明第一示例性实施例的球 形间隔物101。如图3所示，在球形间隔物101的表面上形成多个突起。 将球形间隔物101的表面粗糙度和直径分别设置为大约200nm和4pm。 关于表面粗糙度将在后面进行描述。
具有有多个突起的表面的球形间隔物101设置在TFT基底10和 CF基底11之间的蓝色显示区域之一附近的遮光区域内。也就是说， 球形间隔物101设置在彩色层106之间的黑色矩阵103的区域内，如 图2所示，因为在红、蓝和绿色显示区域之中，蓝色显示区域具有最 低的能见度。由于将球形间隔物101设置在具有最低能见度的彩色层 的显示区域附近的遮光区域内，因此即使球形间隔物101偶然被设置到了显示区域，也难以视觉识别球形间隔物101。因此，能够减小LCD 面板显示错误的可能性。
另外，尽管在图1至3中将一个球形间隔物101设置在彩色层106 之间的黑色矩阵103的区域内，但是也可以在其内设置多个球形间隔 物101。
接下来，将参考图4描述根据第一示例性实施例的LCD面板的制 造工艺。在图4中，作为第一步，将由第一导电材料构成的层形成在 TFT基底10的玻璃基底102的顶表面上，随后，用光刻法制作栅极电 极、栅极配线108和公共配线117 (S101)。然后，用氮氧化硅形成栅 绝缘层109以覆盖上述电极和配线(S102)。
在栅绝缘层109上形成不定形硅层或多晶硅(poly silicon)层之 后，用光刻法对该层进行加工形成岛形半导体层110。类似地，在栅绝 缘层109上形成第二导电材料层，并用光刻法形成漏极电极和漏极配 线111 (S103)。
然后，在漏极电极和漏极配线111上用氮化硅形成钝化膜112
(5104) ，并且由光敏丙烯酸树脂构成的平坦化层113覆盖钝化膜112
(5105) 。
接下来，用光刻法制作通过穿透平坦化层113而到达漏极电极和 COM电极的接触孔。然后，在平坦化层113上形成透明导电层，并用 光刻法形成像素电极114和相对电极115 (S106)。另外，在平坦化层 113的非粗糙化区域上形成抗蚀剂层，并将平坦化层113曝露于He等 离子气氛中以便使平坦化层113的所需要的区域变得粗糙(S107)。 然后，在平坦化层113上形成由聚酰亚胺构成的取向膜107，于是执行 用于定向的工序(S108)。根据第一示例性实施例，钝化膜112由氮化硅构成，并且平坦化 层113由丙烯酸树脂构成。钝化膜112既可以由氮氧化硅构成，也可
以由氧化硅构成，并且平坦化层113既可由苯乙烯基树脂构成，也可
由酚醛清漆树脂构成。
另外，根据第一示例性实施例，平坦化层113被粗糙化，使得形 成于其上的取向膜107的表面粗糙度可以为大约200nm。使平坦化层 113的整个区域粗糙化的方法也可以应用于实施例以取代使平坦化层 113的设置了球形间隔物的局部区域粗糙化的方法。
此处，TFT基底IO和球形间隔物101的表面的粗糙度通过由JIS B0601 (日本工业标准B0601)规定的通常称为粗糙度轮廓十点高度法 来量化。通过粗糙度轮廓十点高度法来对TFT基底10和球形间隔物 101的表面粗糙度进行量化的方法将参考图5和图6进行描述。首先， 计算预定部分的粗糙度的平均线。第二，根据平均线选择按照高度的 顺序的最高的5个轮廓峰值和按照深度顺序的最深的5个轮廓谷值。 然后，将5个轮廓峰值和5个轮廓谷值的平均值定义为粗糙度轮廓的 十点高度。也就是说，表面粗糙度Rz由下述等式表示。
<formula>formula see original document page 12</formula> (1)
其中Zpi表示第i个轮廓峰值，而Zvi表示第i个轮廓谷值。
下面进一步描述LCD面板的制造工艺。预先将具有多个突起的表
面的球形间隔物散布在低沸点醇基油墨的溶液中。然后，利用喷墨法 将包含球形间隔物的油墨印刷到TFT基底IO的取向膜107的粗糙区域 上。另外，对印刷了油墨的TFT基底IO进行加热以使油墨溶液蒸发。 结果，将球形间隔物设置在预定位置(S109)。
因为使其上设置了球形间隔物的TFT基底10的表面粗糙化，所 以与没有被粗糙化的TFT基底10的表面相比，粗糙化了的表面的可湿性显著高。因此，当在TFT基底IO的预定位置上执行利用包含球形间
隔物的油墨通过喷墨法印刷时，印刷的定位精度显著改善。
此处，在第一示例性实施例中，将球形间隔物散布在低沸点醇溶
液内。作为低沸点醇的溶液，可以使用其碳数目不大于4的低级醇，
例如乙醇、甲醇、丙醇和异丙醇及其混合溶剂。可以将难以溶解球形
间隔物并在不高于200度(degrees C)的温度下完全蒸发的材料用作 将球形间隔物分散于其内的溶液。用于印刷球形间隔物的方法并不限 于喷墨法。也可应用例如凹版印刷法等其他方法。
同时，如下那样形成CF基底11。也就是说，在玻璃基底102的 遮光区域内形成黑色矩阵103 (S201)。在没有形成黑色矩阵103的玻 璃基底102的开口区域内用树脂形成彩色层104至106 (S202)。在黑 色矩阵103和彩色层104至106上用聚酰亚胺形成取向膜107，然后， 执行取向膜107的定向工序(S203)。
另外，在如上述形成的TFT基底10和CF基底11之间插入液晶。 在第一示例性实施例中，在TFT基底10上形成由UV热固性密封材料 构成的密封部件(S301)之后，将液晶滴落到TFT基底IO上(S302)。 另外，通过真空重叠设备以高精度将CF基底11重叠在滴落了液晶的 TFT基底10上(S303)。当在这样的构造中执行UV热固性密封材料 的UV辐射工序和加热工序时，通过使UV热固性密封材料硬化使基底 密封(S304)。于是，完成LCD面板的制造。
因为将球形间隔物用于形成基底之间的间隙，所以在上述方法中 所制造的LCD面板能够防止由于液晶的体积变化而引起的亮度不均匀 和由于所产生的残余外部应力而引起的黑色模糊。
另外，因为球形间隔物101和与球形间隔物101相接触的TFT基 底10的局部区域都是粗糙的，所以实质上能够抑制球形间隔物的移动。因此，能够防止由于球形间隔物移动到显示区域而引起的对比度的劣 化。
此处，在第一示例性实施例中，尽管将球形间隔物101和TFT基 底10的表面粗糙度设置为大约200nm，但是球形间隔物101和TFT基 底10的表面粗糙度并不限于该值。可以根据球形间隔物101的尺寸、 可压縮性等适当设置表面粗糙度。为了实质上抑制球形间隔物的移动， 需要将球形间隔物101和TFT基底10的每一个的表面粗糙度设置为不 小于50nm。以下，将在下面说明将表面粗糙度设置为不小于50nm的 原因。
将其表面彼此接触的两固体之间的摩擦力F表示为 F=t Ar
其中Ar表示有效接触面积，并且t表示接触区域的抗剪强度(shear strength)。因为球形间隔物的有效接触面积Ar随着表面粗糙度的比率 而变宽，所以摩擦力F与表面粗糙度的比率成正比。因为假设具有非 粗糙化表面的球形间隔物的表面粗糙度不大于20nm，所以如果使用具 有大约50nm的表面粗糙度的球形间隔物，那么其摩擦力比20nm的表 面粗糙度的摩擦力大2.5倍。
同时，必须使用在球形间隔物101弹性形变的压縮比以内的球形 间隔物以防止由于液晶体积变化而引起的亮度不均匀和由于残余外部 应力而引起的黑色模糊。如果在室温下其压縮比不大于15%，那么由 普通的聚合体珠子构成的球形间隔物101能够保持弹性，该普通的聚 合体珠子主要由苯乙烯和硅氧垸构成。另外，随着温度改变土40度，普 通的液晶材料的体积改变3至4%。当考虑到由于包含液晶材料的产品 的温度变化引起液晶材料的体积变化时，需要将设置在基底之间的球 形间隔物设计成使得在室温下的压縮比在5。％至11%的范围内。
当将球形间隔物压縮其直径的^%时，球形间隔物的接触面积等于通过在距球形间隔物的顶部(i^的位置将球形间隔物切为圆形薄片所 获得的截面面积的一半。"将球形间隔物压縮^/^"意味着从球形间隔 物的中心到基底表面的距离是间隔物直径的((IOO卞)2) %。
期望使用如上所述压縮比在5至11%范围内的球形间隔物。当将 压縮了 11%的球形间隔物与压縮了 5%的球形间隔物比较时，前一球
形间隔物的接触面积是后一球形间隔物的接触面积的大约2.13倍 ((1-0.892)/(1-0.952)=2.13)。
也就是说，当将具有20nm粗糙度表面的球形间隔物压縮11%时 产生的摩擦力等于当将具有43nm粗糙度表面(20nm的2.13倍)的球 形间隔物压縮5%时产生的摩擦力。因此，将使用具有50nm粗糙度表 面的球形间隔物时，摩擦力大于当将不粗糙(表面粗糙度为20nm)的 球形间隔物压縮到最大值时产生的摩擦力。
为了参考，当具有50nm粗糙度表面的球形间隔物被压縮11%时 所产生的摩擦力为当具有非粗糙化表面(表面粗糙度为20nm)的球形 间隔物被压縮5%时产生的摩擦力的5.3倍(2.13倍X2.5倍)。
接下来，将描述具有粗糙表面的球形间隔物对基底之间的间隙的 均匀性所起作用的影响。夹置在偏振器之间的单轴液晶材料的光透射 率的变化几乎正比于间隙的变化。因为可允许的设备亮度的变化通常 为大约2%至5%，所以间隙的可允许的变化也为大约2%至5%。
当使球形间隔物压縮时，被压縮的球形间隔物可以等价于具有柔 软表面的球形间隔物，因为形成在球形间隔物的表面上的突起容易形 变。换句话说，具有过高突起的球形间隔物不能保持间隙恒定不变。 结果，间隙的变化引起所产生的亮度的变化。因此，需要将突起的高 度保持为小于由于压縮而引起的球形间隔物的形变量。当使用其压縮比在5%至11%范围内的球形间隔物时，需要球形
间隔物的表面粗糙度不大于球形间隔物直径的5.5% (因为设置在TFT 基底和CF基底上，所以表面粗糙度是11%/2 (5.5%))。如果球形 间隔物的直径是4pm，那么需要将球形间隔物的表面粗糙度设置为不 大于220nm。
根据第一示例性实施例的LCD面板及其制造方法采用了球形间隔 物101以形成基底之间的间隙。当由于温度变化而造成液晶体积增大 时，通过挤压(squash)球形间隔物能够防止LCD面板内产生亮度不 均匀。当使LCD面板从外部应力中释放时，通过使球形间隔物迅速恢 复到初始尺寸，能够防止产生黑色模糊。
另外，根据第一示例性实施例的LCD面板及其制造方法，球形间 隔物101的表面和与球形间隔物101相接触的TFT基底10的局部区域 都被粗糙化。当球形间隔物101和TFT基底10的表面都粗糙时产生的 摩擦力是当球形间隔物和基底不粗糙时产生的摩擦力的几倍大。结果， 球形间隔物101实质上能够抑制移动，并能够防止对比度的劣化。
此处，根据第一示例性实施例，液晶的体积被调节成使得球形间 隔物101在室温下被压縮大约0.2pm，以便即使当液晶随温度变化而变 化时也不产生亮度不均匀。
使用包含大约2%重量比的球形间隔物的油墨以将球形间隔物印 刷在TFT基底10上。当几滴油墨以10pl/滴的速度滴落在TFT基底10 上时，将平均约四个球形间隔物设置在TFT基底10上。因为当油墨干 燥时球形间隔物聚集在液滴中心附近，所以需要黑色矩阵103的遮光 区域的面积为大于40|im的方形区域。
在如上所述使与球形间隔物101相接触的TFT基底10的局部区 域粗糙化的同时，可使与球形间隔物101相接触的CF基底11的局部区域粗糙化。通过将树脂表面曝露于He等离子气氛中使CF基底11
的区域变粗糙。
图7示出了根据第一示例性实施例的具有最小元件的LCD面板。 在图7中，LCD面板包括TFT基底10、 CF基底11和球形间隔物101。 与球形间隔物101相接触的TFT基底10的局部区域通过曝露于He等 离子气氛中而被粗糙化。同时，球形间隔物101包括在其表面上的多 个50nm或更大高度的突起。
当使球形间隔物101和两基底之一都粗糙化时，能够实质上抑制 球形间隔物101的移动，并且提供能够防止对比度劣化的LCD面板。
(第二示例性实施例) 将参考图8和图9描述根据本发明第二示例性实施例的LCD面板 及其制造方法。图8是示出该实施例的CF基底11的结构的平面图， 而图9是示出沿图8中表示为B-B'的线截取的LCD面板的结构的剖视 图。
在图9中，将球形间隔物101设置在基底之间并且也位于蓝色显 示区域和红色显示区域之间的遮光区域内(彩色层106之一和彩色层 104之一之间的黑色矩阵103的区域)。如图9所示，没有形成彩色层 的区域包括凹部。如果将球形间隔物101设置在两彩色层之间的凹部 内，那么就能够抑制球形间隔物101的移动。
将像素电极114设置在对应于TFT基底10的凹部的一部分取向 膜107的下方。根据第二示例性实施例的LCD面板，在使像素电极114 和相对电极115 (图9中未出现)图案化的工序之前执行使平坦化层 113的表面粗糙化的工序。
如图9所示，当像素电极114和相对电极115形成在用光刻法被粗糙化了的平坦化层113上时，可能使设置了球形间隔物的像素电极
114和取向膜107变粗糙。
根据第二示例性实施例，将球形间隔物101设置在蓝色显示区域 和红色显示区域之间的遮光区域(彩色层106之一和彩色层104之一 之间的黑色矩阵区域)内。因为将球形间隔物101设置在距绿色显示 区域(彩色层105)最远的遮光区域处，其中该绿色显示区域在红、绿 和蓝色显示区域中具有最高的能见度，所以即使球形间隔物101偶然 被设置在显示区域内，也能够减少显示问题。
(第三示例性实施例) 将参考图10描述根据本发明第三示例性实施例的LCD面板及其 制造方法。图10是示出根据该实施例的LCD面板的结构的剖视图。 如图10所示，根据该实施例的LCD面板及其制造方法与根据第一示 例性实施例的LCD面板及其制造方法之间的差异在于与球形间隔物 101相接触的CF基底11的局部区域被粗糙化。
可在利用树脂表面形成彩色层104至106之后通过将CF基底11 曝露于He等离子气氛中来使CF基底11粗糙化。
当不仅使球形间隔物101的表面以及与球形间隔物101相接触的 TFT基底10的局部区域粗糙化，而且使与球形间隔物101相接触的CF 基底11的局部区域粗糙化时，在球形间隔物101和两基底之间产生大 的摩擦力。结果，有可能进一步抑制球形间隔物101的移动。
(第四示例性实施例) 将参考图11描述根据本发明第四示例性实施例的LCD面板及其 制造方法。图11是示出根据该实施例的LCD面板的结构的剖视图。 根据第四示例性实施例，如图11所示，将平坦化层113形成为岛形， 从而具有将球形间隔物101设置于其内的凹部。插入在平坦化层113之间的凹部具有长于球形间隔物101的直径而短于遮光区域的宽度的 宽度，并且具有短于球形间隔物101的直径的深度。凹部的底表面， 也就是其上没有形成平坦化层113的钝化膜112的表面被粗糙化。
上述粗糙的钝化膜112和岛形平坦化层113如下那样制造。也就 是，在用氮化硅形成钝化膜112之后，通过将钝化膜112曝露于刻蚀 气体气氛中来使钝化膜112的表面粗糙化。将光敏丙烯酸树脂形成在 钝化膜112上，然后用光刻法形成岛形平坦化层112。
如上所述，当将球形间隔物101设置在由岛形平坦化层113形成 的凹部内时，能够抑制球形间隔物101移动到显示区域等，并提供难 以产生诸如对比度劣化的显示问题的LCD面板。
尽管根据第四实施例岛形平坦化层113由光敏丙烯酸树脂构成， 但是平坦化层113的材料并不限于这一种。例如，也可将没有光敏性 的丙烯酸树脂、苯乙烯基树脂和酚醛清漆树脂应用于平坦化层113。
使钝化膜112的表面粗糙化的方法并不限于曝露于刻蚀气体气氛 中。例如，在对有机膜进行光刻之后将钝化膜112浸入氢氟酸基溶液 的方法也是适用的。
另外，尽管根据第四示例性实施例凹部具有大于球形间隔物101 的直径的宽度，但是凹部的宽度并不限于上述宽度。如果当将球形间 隔物101设置在TFT基底上时球形间隔物101与凹部的底部(具有粗 糙化表面的钝化膜112)接触而不与凹部的侧面接触，那么凹部的宽度 也是适用的。
(第五示例性实施例) 将参考图12和图13描述根据本发明第五示例性实施例的LCD面 板及其制造方法。图12是示出根据第五示例性实施例的LCD面板的结构的剖视图，而图13是示出根据第五示例性实施例的TFT基底10 的制造工艺的局部剖视图。在图12中，由聚酰亚胺构成的取向膜107 并不形成在与球形间隔物101相接触的TFT基底10的局部区域，由氮 化硅膜构成的钝化膜112在接触区域内露出。
当取向膜107不形成在与球形间隔物101相接触的TFT基底10 的局部区域时，取向膜107没有使表面粗糙度降低。换句话说，即使 钝化膜112的表面粗糙度小，也很可能抑制球形间隔物101的移动。 与第四示例性实施例相比，有可能减少使钝化膜112粗糙化的处理时 间(曝露于刻蚀气体气氛中的处理时间)。
另外，尽管由聚酰亚胺构成的取向膜107的表面通常可为大约 40mJ/m2，但是由氮化硅构成的钝化膜112的表面可为大约70mJ/m2。 因此，钝化膜112的可湿性高于取向膜107的可湿性。当将包含球形 间隔物的油墨用于印刷时，在钝化膜112上的印刷精度比在取向膜107 上印刷好得多。图13示出了通过包含球形间隔物101的油墨用喷墨法 在其上执行印刷的TFT基底10。
印刷球形间隔物101的方法并不限于喷墨法，胶版印刷法也是可 接受的。由于可湿性的差异，胶版印刷法也能够提供相等的效果。
关于选择性设置取向膜107的方法，用激光束将取向膜107 (即 聚酰亚胺膜)的不需要区域去除。另外，除了用激光束去除取向膜107 的方法之外，还存在其它方法，例如，在取向膜107的执行了疏水处 理的表面上选择性印刷的方法，以及用印刷方法选择性印刷取向膜107 的方法。
当将球形间隔物设置在根据背景技术中的文件2至4所公开的结 构的基底之间时，产生如下问题。也就是说，当像文件2中所公开的 LCD面板那样在CF基底内形成凹部并将球形间隔物设置在该凹部内时，考虑球形间隔物尺寸的变化、制造误差和设置球形间隔物的可加 工性，需要一定程度使凹部加宽。因此，难以完全抑制球形间隔物的 移动。
当如文件3和4中所公开的LCD面板所做的那样仅使球形间隔物
的表面或基底的表面粗糙化时，实质上难以抑制球形间隔物的移动。 因此，当球形间隔物移动到显示区域时，对比度劣化。
相反，根据本发明示例性实施例的LCD面板及其制造方法，同时 使球形间隔物的表面和与球形间隔物相接触的基底之一的表面粗糙 化。由此，能够实质上抑制球形间隔物移动，并防止对比度劣化。
当球形间隔物101和至少一个基底的表面被粗糙化时所产生的摩 擦力能够增大为当球形间隔物和基底的表面都没有被粗糙化时所产生 的摩擦力的若干倍。
因此，有可能提供能够防止例如由于液晶体积的变化而引起的亮 度不均匀和由于压縮变形引起的黑色模糊的显示问题的LCD面板及其 制造方法。另外，由于实质上抑制了球形间隔物的移动，因此有可能 提供能够防止对比度劣化的LCD面板及其制造方法。
尽管上面详细描述了五个示例性实施例，但是特定结构并不限于 详细描述的示例性实施例。在本发明的范围内的任何设计的修改都包 含在本发明内。
另外，尽管将在有机层之间具有插入结构的IPS (面内开关)模式 的底部栅极电极型TFT彩色显示器应用于根据该五个示例性实施例的 LCD面板，但是LCD面板并不限于底部栅极电极型TFT彩色显示器。 根据本发明的LCD面板不必限于TFT的结构和液晶模式。具有诸如 TF (扭转向列)模式和VA (垂直取向)模式的各种模式的LCD面板以及单色LCD面板都是可适用的。
尽管已经参考本发明的示例性实施例具体示出并描述了本发明， 但是本发明并不限于这些实施例。本领域技术人员应当理解，在不脱 离如权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和 细节上进行各种变化。
另外，即使在诉讼期间修改了权利要求，发明人也打算保留所声 明的发明的所有等价物。
权利要求
1.一种液晶显示面板，其包括一对基底；设置在所述一对基底之间的液晶；以及设置在所述一对基底之间的球形间隔物；其中所述一对基底中的至少一个基底的局部区域被粗糙化，并且其中所述球形间隔物中的每个包括其表面上的多个突起，并被设置在所述被粗糙化的局部区域上。
2. 根据权利要求1的液晶显示面板，进一步包括 遮光区域；以及 包括蓝色显示区域的显示区域，其中所述球形间隔物被设置在与所述蓝色显示区域相邻的所述遮 光区域内。
3. 根据权利要求2的液晶显示面板， 其中所述显示区域进一步包括绿色显示区域，其中所述球形间隔物被设置在距所述绿色显示区域最远的所述遮 光区域内。
4. 根据权利要求1的液晶显示面板，其中，由粗糙度轮廓十点高 度所定义的所述球形间隔物的表面的粗糙度不小于50mn并且不大于 所述球形间隔物的直径的5.5%。
5. 根据权利要求1的液晶显示面板，其中，由粗糙度轮廓十点高 度所定义的所述被粗糙化的局部区域的表面粗糙度不小于50nm并且 不大于所述球形间隔物的直径的5.5%。
6. 根据权利要求1的液晶显示面板，其中，所述一对基底包括TFT(薄膜晶体管)基底和CF (彩色滤光器)基底，并且其中所述TFT基底包括被粗糙化的树脂层和设置在所述树脂层上 的取向膜。
7. 根据权利要求6的液晶显示面板，进一步包括设置在所述CF基底上的多个彩色层， 其中所述球形间隔物被设置在所述彩色层之间。
8. 根据权利要求6的液晶显示面板，其中，至少与所述球形间隔 物相接触的所述CF基底的局部区域被粗糙化。
9. 根据权利要求1的液晶显示面板，其中，所述一对基底包括TFT (薄膜晶体管)基底和CF (彩色滤光器)基底，其中所述TFT基底包括形成覆盖有取向膜的多个凸部的树脂层；以及多个凹部，每个凹部被设置在所述凸部之间并具有粗糙化的底部，其中所述球形间隔物被设置在所述凹部内。
10. 根据权利要求9的液晶显示面板，其中所述凹部的宽度大于所述球形间隔物的直径，并且所述凹部 的深度短于所述球形间隔物的所述直径。
11. 根据权利要求9的液晶显示面板，其中，所述凹部的粗糙化 的底部覆盖有所述取向膜。
12. —种制造液晶面板的方法，在所述液晶面板中，液晶和球形 间隔物被设置在第一基底和第二基底的一对基底之间，所述方法包括混合具有所述球形间隔物的溶液，每个所述球形间隔物具有多个突起；将形成在所述第一基底上的树脂层的局部区域曝露于用于使所述局部区域的表面粗糙化的He等离子气氛中；将所述溶液涂敷到已被粗糙化的所述局部区域的所述表面并通过 加热使所述溶液蒸发；以及在所述第一基底上形成密封部件并将所述第二基底重叠到所述第 一基底上，同时将所述液晶滴落于其间。
13.根据权利要求12的制造液晶显示面板的方法，其中，所述第一基底是TFT (薄膜晶体管)基底，所述第二基底是CF (彩色滤光器)基底，所述CF (彩色滤光器)基底具有遮光区域和包括蓝色显示区域的显示区域，并且其中，当彼此重叠时，将要在所述曝露步骤中被曝露以粗糙化的所述TFT基底上的所述局部区域对应于所述遮光区域，同时与所述CF基底上的所述蓝色显示区域相邻。
全文摘要
根据本发明的示例性方面的液晶显示面板包括一对基底、设置在该对基底之间的液晶以及设置在该对基底之间的球形间隔物。该对基底中的至少一个基底的局部区域被粗糙化，并且每个球形间隔物包括其表面上的多个突起并被设置在该粗糙化的局部区域上。
文档编号G02F1/1362GK101290436SQ20081009296
公开日2008年10月22日 申请日期2008年4月18日 优先权日2007年4月19日
发明者桥本宜明 申请人:Nec液晶技术株式会社