显示装置的制造方法_2

文档序号:9199718阅读:来源:国知局
[0319]首先,参见图1A,该图绘示本发明实施例的显示装置100的上视图。如图1A所示,显示装置100包括显示像素区104及相邻显示像素区的非显示区105。在此实施例中,非显示区105包围显示像素区104。此显示像素区104指显示装置100中设有包括晶体管的像素显示的区域,而此晶体管例如可为薄膜晶体管。此外,此非显示区105可包括一外部接脚连接区(Out Lead Bonding,OLB) 115。
[0320]上述显示装置100可为液晶显示器,例如为薄膜晶体管液晶显示器。或者,此液晶显示器可为扭转向列(Twisted Nematic, TN)型液晶显示器、超扭转向列(SuperTwisted Nematic, STN)型液晶显不器、双层超扭转向列(Double layer Super TwistedNematic, DSTN)型液晶显示器、垂直配向(Vertical Alignment, VA)型液晶显示器、水平电场效应(In-Plane Switching, IPS)型液晶显示器、胆固醇(Cholesteric)型液晶显示器、蓝相(Blue Phase)型液晶显示器或其它任何适合的液晶显示器。
[0321]接着,参见图1B,该图为图1A的显示装置100于区域IB的加大图。如图1B所示,显示像素区104包括至少两个像素400以及遮光层128。上述像素400包括多个次像素402,例如,在图1B所示的实施例中,每一个像素400包括三个次像素402。而上述遮光层128的材料可为黑色光致抗蚀剂、黑色印刷油墨、黑色树脂或其它任何适合的遮光材料与颜色。此外,上述遮光层128具有矩阵部404及加大部406。此矩阵部404定义出上述次像素402,而此加大部406设于两相邻的次像素402的交会处408,且此加大部406相邻于上述矩阵部404。上述遮光层128的矩阵部404用以遮蔽非显示区105以及显示像素区104中的像素以外的元件,而加大部406用以遮蔽显示装置100的次像素402中可能会产生漏光现象的区域。
[0322]如图1B所示,遮光层128的矩阵部404包括多个矩阵部栏404C以及多个矩阵部列404R,且此矩阵部栏404C及矩阵部列404R定义出像素400的多个次像素402。而上述遮光层128的加大部406设于此矩阵部栏404C及矩阵部列404R的交会处408,且覆盖部分次像素402。例如,如图1B所示,加大部406覆盖部分邻近此交会处408的四个次像素402。易言之,邻近此交会处408的四个次像素402都被加大部406部分覆盖。在一实施例中,此加大部406的边缘为圆弧形。
[0323]参见图1B及图1C,其中图1C为图1B的显示装置100未具有加大部406的示意图。在图1C中,六个次像素402的面积总和为第一面积,而图1B的加大部406的面积与此第一面积的比值为约1.5%至6%,以2.5%至5%优选。具体而言,如图1B及图1C所示,遮光层128中设于交会处408周围的四个扇形区域组成一个加大部406。此四个扇形区域完全设于次像素402中且都遮蔽其对应的次像素402的一部分。此外,图1B的两相邻的像素400包括六个次像素402,其中邻近交会处408的四个次像素402被加大部406 (亦即上述四个扇形区域)部分遮蔽,而另外两个次像素402并未被加大部406遮蔽。此位于两相邻的像素400之间的加大部406(亦即上述四个扇形区域)的面积与此两相邻的像素400的六个次像素402在未被加大部406覆盖时的面积(也即图1C所示的六个次像素402的面积)的比值为约1.5%至6%,以2.5%至5%优选。
[0324]上述具有特定面积比值的加大部406可遮蔽显示装置可能会产生漏光现象的区域以提升装置的对比度,且可防止显像不均(mura issue)的现象产生,使显示的品质可进一步提升O
[0325]详细而言,显示装置100在两相邻的次像素402的交会处408 (亦即矩阵部栏404C及矩阵部列404R的交会处408)常因布有间隔物(photo spacer)而容易产生漏光现象,故于此交会处408设置加大部406可遮蔽间隔物造成的配向漏光与刮伤漏光等现象以提升装置的对比度。然而,若此加大部406的面积太大,例如比值大于约6%,则会造成显示装置100的显像不均。然而,若此比值太小,例如小于约1.5%,则此加大部406的面积会太小而无法有效遮蔽漏光现象。
[0326]接着,参见图2A,该图为本发明实施例的显示装置100的剖视图。如图2A所示,显示装置100还包括第一基板101、与第一基板101相对设置的第二基板103、以及设于第一基板101上的主间隔物142 (main spacer)与次间隔物410 (sub-spacer)。此外,显示装置100还包括设于第一基板101上的第一配向层148及设于第二基板103上的第二配向层150。
[0327]在图2A所示的实施例中,第一基板101为彩色滤光层基板,而第二基板103为晶体管基板。详细而言,作为彩色滤光层基板的第一基板101可包括一第一透明基板126、设于此第一透明基板126上的遮光层128、以及设于此遮光层128上的彩色滤光层130。上述第一透明基板126例如可为玻璃基板、陶瓷基板、塑胶基板或其它任何适合的透明基板,而上述彩色滤光层130可包括红色滤光层、绿色滤光层、蓝色滤光层、或其它任何适合的彩色滤光层。此外,作为晶体管基板的第二基板103可为一透明基板,其材料可与上述第一透明基板126的材料相同。然而,在其它实施例中,第二基板103的透明基板的材料可与第一透明基板126的材料不同。此外,第二基板103的透明基板之中或之上设有用以控制像素的晶体管(未绘示),例如薄膜晶体管。
[0328]上述设于第一基板101上的主间隔物142与次间隔物410用以间隔第一基板101与第二基板103,使液晶材料138可填入此第一基板101与第二基板103之间。此外,由于主间隔物142为用以间隔第一基板101与第二基板103的主要结构,而次间隔物410主要在显示装置被按压时防止第一基板101与第二基板103接触的结构,故主间隔物142的高度比次间隔物410的高度高。此外,主间隔物142具有远离第一基板101的顶面142T以及邻近第一基板101的底面142B,而次间隔物410也具有远离第一基板101的顶面410T以及邻近第一基板101的底面410B。上述主间隔物142与次间隔物410的材料可包括光致抗蚀剂,例如正光致抗蚀剂或负光致抗蚀剂。且主间隔物142与次间隔物410可由同一道光刻或光刻蚀刻制作工艺定义而成。然而,主间隔物142与次间隔物410也可分别由不同的光刻或光刻蚀刻制作工艺定义而成。上述光刻制作工艺包括光致抗蚀剂图案化,此光致抗蚀剂图案化还包括光致抗蚀剂涂布、软烤、光掩模对准、曝光图案、后曝烤(post-exposurebaking)、光致抗蚀剂显影及硬烤等制作工艺步骤。而上述蚀刻步骤可包括反应离子蚀刻(reactive 1n etch,RIE)、等离子体蚀刻或其它合适的蚀刻步骤。
[0329]上述此第一配向层148及第二配向层150为用来诱导液晶分子定向排列的薄层,其材料可各自独立地包括聚亚酰胺(polyimide)或其它任何适合的配向层材料。此第一配向层148覆盖于第一基板101、主间隔物142与次间隔物410上。且设于主间隔物142的顶面142T上的第一配向层148可直接接触第二配向层150。
[0330]参见图2A-图2C,其中图2B、图2C为本发明实施例的显示装置100的上视图及侧视图。如图2A-图2C所示,在对组或搬运时,由于主间隔物142的顶面142T上的第一配向层148直接接触第二配向层150,故会于第二配向层150对应主间隔物142的顶面142T的区域形成粗糙区412,粗糙区412的面积可能会大于主间隔物142的顶面142T的面积。易言之,第二配向层150包括粗糙区412,且此粗糙区412对应主间隔物142设置。此第二配向层150的粗糙区412的粗糙度与第二配向层150的其它区域的粗糙度不同。此外,主间隔物142的顶面142T至粗糙区412的边缘的距离D13为Oym至12 μ m,大约小于11.5μπι。详细而言,距离D13为主间隔物142的顶面142Τ于第一基板101的投影边缘142ΤΕ与粗糙区412的边缘412Ε的距离。
[0331]由于第二配向层150的粗糙区412的配向程度与第二配向层150的其它区域的配向度不同,故对应此粗糙区412的液晶分子的排列方式会与对应其它液晶分子的排列方式不同,因此会造成显示装置100的漏光现象,且会降低对比度。因此,本发明于显示装置100中对应此粗糙区412的区域设置遮光层的加大部,以遮蔽显示装置可能会产生漏光现象的区域并提升装置的对比度。
[0332]如图2Β-图2C所示,遮光层128的加大部406包括主加大部406Α及次加大部406Β,且主间隔物142对应主加大部406Α设置,而次间隔物410对应次加大部406Β设置。此外,此主加大部406Α及次加大部406Β都设于两相邻的次像素402的交会处408。易言之,此主加大部406Α及次加大部406Β设于矩阵部栏404C及矩阵部列404R的交会处408。
[0333]本发明通过将主间隔物142对应主加大部406Α设置,可使此主加大部406Α可遮蔽对应主间隔物142的粗糙区412所造成的漏光现象。在一实施例中,包括主加大部406Α的遮光层128可完全遮蔽粗糙区412。
[0334]此外,为使主加大部406Α可有效遮蔽漏光现象,主间隔物142的底面142Β于第一基板101的投影边缘142ΒΕ与主加大部406Α的边缘406ΑΕ的最大距离D14为约5 μπι至15 μ m,11.5 μ m至12.5 μ m优选。若此距离D14过大,例如大于约15 μ m,则会造成显不装置100的像素开口区过小或显像不均。然而,若此距离D14太小,例如小于约5 μ m,则此主加大部406A的面积会太小而无法有效遮蔽漏光现象。此外,如图2B所示,距离D14应大于距离D13以使包括主加大部406A的遮光层128可完全遮蔽粗糙区412。
[0335]此次加大部406B可遮蔽显示装置100的漏光现象以提升装置的对比度。例如,在一实施例中,显示装置100中对应次间隔物410的第一侧S4的距离D15为5.5 μ m,而对应次间隔物410的相对此第一侧S4的第二侧S5的距离D16为8.5 ym。若将此对应次间隔物410的第一侧S4的距离D15增加为8.75 μ m,并将对应次间隔物410的第二侧S5的距离D16增加为10.75 μ m,则显示装置100的对比度会从881提升至994。
[0336]继续参见图2A-图2C,在一实施例中,第一配向层148与第二配向层150以摩擦制作工艺(rubbing process)配向。然而,在以摩擦制作工艺将第一配向层148配向时,位于主间隔物142和次间隔物410的底面边缘142BE和410BE周围的第一配向层148较难被有效配向。因此,底面边缘142BE和410BE周围的第一配向层148的配向程度与第一配向层148的其它区域的配向程度不同。
[0337]此配向程度不同会使对应主间隔物142和次间隔物410的底面边缘142BE和41OBE周围的液晶分子的排列方式会与对应其它液晶分子的排列方式不同,故会造成显示装置100的生漏光现象,且会降低对比度。因此,本发明于显示装置100中对应主间隔物142设置主加大部406A外,对应次间隔物410的底面边缘410BE周围的区域设置遮光层的次加大部406B,以遮蔽显示装置可能会产生漏光现象的区域并提升装置的对比度。
[0338]继续参见图2B-图2C,本发明的次间隔物410可对应次加大部406B设置,以使此次加大部406B可遮蔽对应次间隔物410的底面边缘410BE周围的区域所造成的漏光现象。
[0339]为使次加大部406B可有效遮蔽漏光现象,次间隔物410包括邻近第一基板101的底面410B,如图2A所示。且参见图2B-图2C,次间隔物410的底面410B的边缘410BE与次加大部406B的边缘406BE的距离D15或D16为约5 μ m至10 μ m。详细而言,此距离D15或D16指次间隔物410的底面410B于第一基板101的投影边缘410BE与次加大部406B于第一基板101的投影边缘406BE的最大距离。若此距离D15或D16过大,例如大于约10 μ m,则会造成显示装置100的像素开口区过小或显像不均。然而,若此距离D15或D16太小,例如小于约5 μ m,则此次加大部406B的面积会太小而无法有效遮蔽漏光现象。
[0340]此外,因摩擦配向制作工艺(rubbing process)会使主间隔物142和次间隔物410的底面边缘142BE和410BE周围的第一配向层148于间隔物142和次间隔物410的相对侧具有不同的配向程度。详细而言,若此摩擦制作工艺包括多个摩擦步骤,则以最后的摩擦步骤的摩擦方向为准(例如图2B-图2C中的摩擦方向414)。次间隔物410面对此摩擦方向414的侧边为第一侧S4 (也称为迎风侧),而次间隔物410背对此摩擦方向414的侧边为第二侧S5 (也称为背风侧)。此第一侧S4 (迎风侧)与第二侧S5 (背风侧)互为相反侧。由于位于第一侧S4(迎风侧)的底面边缘410BE周围的第一配向层148面对此摩擦方向414,而位于第二侧S5(背风侧)的底面边缘410BE周围的第一配向层148背对此摩擦方向414,故位于第一侧S4(迎风侧)的第一配向层148的配向程度比位于第二侧S5(背风侧)的第一配向层148的配向程度好。此不同的配向程度会使得显示装置100于次间隔物410的底面边缘410BE周围于第一侧S4(迎风侧)与第二侧S5(背风侧)的漏光程度不同。
[0341]因此,次间隔物410的底面410B的边缘410BE与次加大部406B的边缘406BE的距离D15或D16于第一侧S4(迎风侧)与第二侧S5(背风侧)可以不同,以对应不同的漏光程度。在一实施例中,次间隔物410的底面410B的边缘410BE于第一侧S4(迎风侧)与次加大部406B的边缘406BE的距离D15为约5 μ m至8 μ m,而次间隔物410的底面410B的边缘410BE于第二侧S5 (背风侧)与次加大部406B的边缘406BE的距离D16为约5 μ m至约10 μ mo若此距离D15或D16过大,例如大于约10 μ m,则会造成显示装置100的像素开口区过小或显像不均。然而,若此距离D15或D16太小,例如小于约5 μ m,则此次加大部406B的面积会太小而无法有效遮蔽漏光现象。
[0342]次加大部406B可遮蔽显示装置100的漏光现象以提升装置的对比度。例如,在一实施例中,显示装置100中对应次间隔物410的第一侧S4的距离D15为5 μ m,而对应次间隔物410的相对此第一侧S4的第二侧S5的距离D16也为5 ym。若将此对应次间隔物410的第一侧S4的距离D15增加为5.5 μ m,并将对应次间隔物410的第二侧S5的距离D16也增加为5.5 μ m,则显示装置100的对比度会从393大幅提升至847。
[0343]接着,参见图3A-图3B,此两图为本发明另一实施例的显示装置100的上视图与侧视图。在此实施例中,第一配向层148与第二配向层150以光配向制作工艺(photoalignment process)配向,或该第一配向层148以光配向制作工艺配向,该第二配向层150为摩擦制作工艺配向,而非以前述都为摩擦配向制作工艺(rubbing process)配向。光配向制作工艺是以线偏振光照射配向层以产生配向效果。而线偏振光入射时的方向决定配向层的配向方向,线偏振光入射时与配向层的夹角则会影响之后液晶分子受配向时的预倾角。
[0344]由于在以光配向制作工艺配向时,并不会有前述主间隔物142和次间隔物410的底面边缘142BE和410BE周围的第一配向层148与第一配向层148的其它区域的配向程度不同的情形。因此,设于显示像素区104内的次间隔物410对应的区域中的遮光层128未设有次加大部406B或任何加大部406,如图3A-图3B所示。
[0345]然而,由于次间隔物410的尺寸与位置在不同的制作工艺批次之间可能会产生变异,且在组装第一基板101与第二基板103时也可能产生位置的偏移,故次间隔物410仍需与邻近的次像素402保持一定的距离。例如,在一实施例中,次间隔物410的底面410B于第一基板101的投影边缘410BE至次像素402的最短距离D17为约3 μ m至8 μ m。若此距离D17过大,例如大于约8 μ m,则会造成显示装置100的像素开口区过小或显像不均。然而,若此距离D17太小,例如小于约3 μ m,则次间隔物410可能会因为制作工艺的变动而于次像素402中露出,使显示的品质恶化。
[0346]此外,由于过多的次间隔物410的数量会使显示装置100的像素400的开口率难以增加,使显示装置100的穿透度难以提升,故在本发明一实施例中,如图4所示,显示装置100的每一个像素400包括三个次像素402,且次间隔物410的数量与次像素402的数量的比例为1:3。若次间隔物410的数量太多,例如次间隔物410的数量与次像素402的数量的比例高于1:3(亦即每三个次像素402对应多于一个次间隔物410),则显示装置100的像素400的开口率难以增加,且穿透度难以提升。然而,若次间隔物410的数量太少,例如次间隔物410的数量与次像素402的数量的比例低于1:3(亦即每三个次像素402对应少于一个次间隔物410),则难以提供显示装置100良好的结构稳定度。
[0347]此外,上述次间隔物410的数量与次像素402的数量的比例也会影响显示装置100的对比度及穿透度。例如,在一实施例中,将次间隔物410的数量与次像素402的数量的比例由1:1改为1:3,则显示装置100的对比度会从909提升至998,且透光度会由2.8%提升至3.1%。由此可知,本发明的次间隔物410的数量与次像素402的数量的特定比例(亦即1:3)相较于传统显示装置的次间隔物410的数量与次像素402的数量的比例(亦即1:1)具有不可预期的功效。
[0348]此外,继续参见图4,任一次间隔物410与最近的另一次间隔物410间隔三个次像素栏,此配置可防止显像不均(mura issue)的现象产生。
[0349]此外,图4的实施例与前述图1A-图3B的实施例的差别在于相邻的次像素列402R的倾斜方向不同。详细而言,如图4所示,次像素列402R1中的所有次像素402都向图4的左侧倾斜,而与次像素列402R1相邻的次像素列402R2中的所有次像素402都向图4的右侧倾斜。此配置可进一步减少显示装置100的视差问题。
[0350]此外,通过调整特定数量比例或特定排列方式的加大部406可更进一步防止因加大部406所造成的视觉条纹感的显像不均等现象产生,使显示的品质可进一步提升。详细而言,在一实施例中,显示装置的每一个像素包括三个次像素,遮光层包括多个加大部,且加大部的数量与次像素的数量的比例为约1:12至1:18,此特定的数量比例可更进一步防止显像不均。
[0351]若加大部的数量太多,例如加大部的数量与次像素的数量的比例大于约1:12(亦即每12个次像素对应多于一个加大部),则会造成显示装置100的穿透度不足。然而,若此加大部的数量太少,例如加大部的数量与次像素的数量的比例小于约1:18(亦即每18个次像素对应少于一个加大部),则加大部易造成显示装置100有视觉条纹感的现象。
[0352]本发明于后文将提供两实施例以描述上述具有特定数量比例及特定排列方式的加大部。首先参见图5,该图
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