CN100495148C - 制造液晶显示装置的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种制造液晶显示装置的方法，包括在绝缘基板上形成透镜部分；以及在该透镜部分之上形成反射膜。所述形成透镜部分包括：在该绝缘基板上沉积第一液体组合物以形成多个第一凸起；使该多个第一凸起硬化；在使该多个第一凸起硬化之后，在该绝缘基板上沉积第二液体组合物以形成多个第二凸起，该多个第二凸起的至少一些凸起沉积在该多个第一凸起中的凸起之间；以及使该多个第二凸起硬化。提供了一种制造液晶显示装置的方法，其能够简化透镜部分的形成。

Description

制造液晶显示装置的方法

技术领域

本发明涉及一种制造液晶显示装置的方法，更具体而言，涉及一种制造包括形成有透镜部分的反射区域的液晶显示装置的方法。

背景技术

通常，液晶显示装置包括液晶显示面板。液晶显示面板包括下基板、上基板、以及置于其间的液晶层。

根据所用的光源的类型，液晶显示装置可以分为透射型、反射型、或透反射型。透射型液晶显示装置包括设置在液晶显示面板后面的背光单元，其产生穿过液晶显示面板透射的光。反射型液晶显示装置利用自然光以消除对背光单元的需要，背光单元通常占液晶显示装置的总功耗的约70％。结果，能够降低功耗。透反射型液晶显示装置通过使用自然光和背光单元两者而利用了透射型液晶显示装置和反射型液晶显示装置的优点。因此，不论工作环境亮度如何改变，透反射型液晶显示装置都能够提供合适的亮度。

反射型液晶显示装置和透反射型液晶显示装置包括反射膜以反射从显示装置外进入的光。反射膜应具有适当的各向异性散射特性。因此，反射膜形成在由有机膜制成的透镜的一部分上。

然而，由于透镜部分通过涂覆、曝光、显影、以及回流有机膜的复杂工艺制造，因此其制造工艺耗费较长时间。

发明内容

因此，本发明的一个方面是提供一种制造液晶显示装置的方法，其能够简化透镜的形成。

前述和/或其他方面可以通过提供一种制造液晶显示装置的方法来实现，该方法包括：在绝缘基板上形成透镜部分；以及在该透镜部分之上形成反射膜。所述形成透镜部分包括：在绝缘基板上沉积第一液体组合物以形成多个第一凸起；硬化该多个第一凸起；在硬化该多个第一凸起之后，在该绝缘基板上沉积第二液体组合物以形成多个第二凸起，该多个第二凸起的至少一些凸起沉积在该多个第一凸起中的凸起之间；以及硬化该多个第二凸起。

根据本发明的实施例，第一液体组合物和第二液体组合物每个包括UV硬化树脂；硬化该多个第一凸起包括将紫外线施加到该多个第一凸起；硬化该多个第二凸起包括将紫外线施加到该多个第二凸起。

根据本发明的实施例，该方法还包括：在形成该多个第一凸起之前在该绝缘基板上形成疏水层；其中该透镜部分与该疏水层直接接触且该疏水层包括硅基化合物。

根据本发明的实施例，该疏水层包括氟化合物。

根据本发明的实施例，该多个第一凸起和该多个第二凸起中的所述凸起以多行布置。

根据本发明的实施例，该多个第一凸起和该多个第二凸起中的所述凸起具有半球形状。

根据本发明的实施例：该多个第一凸起中的该凸起以第一组行和第一组列布置；该多个第二凸起以第二组行和第二组列布置；其中该第一组列与该第二组列对齐。

根据本发明的实施例，其中该多个第一凸起中的该凸起以第一组行和第一组列布置；该多个第二凸起以第二组行和第二组列排列；其中该第一组列从该第二组列偏离。

根据本发明的实施例，该多个第一凸起和该多个第二凸起中的该凸起的每个具有线性形状。

根据本发明的实施例，每个线性凸起的截面为半圆形。

根据本发明的实施例，该第一液体组合物和该第二液体组合物具有相同的组分。

前述和/或其他方面也可以通过提供一种制造液晶显示装置的方法来实现，该方法包括：利用喷墨沉积工艺在绝缘基板上沉积第一流体组合物以形成第一透镜子部分，所述第一流体组合物包括第一液体树脂；使该第一透镜子部分硬化；利用喷墨沉积工艺在该绝缘基板上沉积第二流体组合物以形成第二透镜子部分，所述第二流体组合物包括第二液体树脂；使该第二透镜子部分硬化以形成包括该第一透镜子部分和该第二透镜子部分的透镜部分；在该透镜部分上形成反射膜；以及使该绝缘基板与第二绝缘基板耦合，液晶层位于其间。

根据本发明的实施例，该方法还包括在形成该透镜部分之前形成疏水层。

根据本发明的实施例，该方法还包括在形成该透镜部分之前形成开关元件。

根据本发明的实施例，该方法还包括形成连接到该开关元件的透明导电层。

根据本发明的实施例，在形成该开关元件之前形成该疏水层。

根据本发明的实施例，在形成该开关元件之后形成该疏水层。

根据本发明的实施例，该开关元件包含源电极和漏电极，并且该源电极和该漏电极接触该疏水层。

根据本发明的实施例，该液晶显示装置包括反射区域和透射区域，该透镜部分形成在该反射区域中，该疏水层形成在该反射区域和该透射区域中。

根据本发明的实施例，其中：该第一透镜子部分包括多个第一凸起；且该第二透镜子部分包括置于该多个第一凸起的该凸起之间的多个第二凸起。

附图说明

结合附图，通过下面对示范性实施例的描述，本发明的上述和/或其他方面和优点将变得显然且更容易理解，附图中：

图1示出通过根据本发明第一实施例的制造方法制造的液晶显示装置的像素；

图2是沿图1的线II-II截取的液晶显示装置的截面图；

图3示出根据本发明第一实施例的液晶显示装置的透镜部分；

图4至7示出根据本发明第一实施例的液晶显示装置的制造方法；

图8示出通过根据本发明第二实施例的制造方法制造的液晶显示装置的透镜部分；

图9示出通过根据本发明第三实施例的制造方法制造的液晶显示装置的透镜部分；

图10是通过根据本发明第四实施例的制造方法制造的液晶显示装置的截面图；

图11和12示出根据本发明第四实施例的液晶显示装置的制造方法；

图13是通过根据本发明第五实施例的制造方法制造的液晶显示装置的截面图；

图14示出根据本发明第五实施例的液晶显示装置的制造方法；以及

图15是通过根据本发明第六实施例的制造方法制造的液晶显示装置的截面图。

具体实施方式

现在详细参考本发明的实施例，其示例示于附图中，附图中相似的附图标记始终表示相似的元件。下面参考附图描述实施例以说明本发明。

下文中，代表性地描述透反射型液晶显示装置，但本发明不限于此，而是可以应用到反射型液晶显示装置。

如图1至3所示，通过根据本发明第一实施例的制造方法制造的液晶显示装置包括下基板100、面对下基板100的上基板200、以及置于其间的液晶层300。

在下基板100中，栅线121形成在第一绝缘基板110之上。栅线121水平延伸(如图1所示)。栅电极122连接到栅线121。

由氮化硅(SiNx)形成的栅绝缘膜130覆盖栅线121和栅电极122。

包括诸如非晶硅的半导体的半导体层140形成在栅绝缘膜130之上，包括诸如掺杂以n型杂质的氢化n+非晶硅或高密度硅化物的材料的欧姆接触层145形成在半导体层140之上。源电极152和漏电极153之间沟道部分中的欧姆接触层145被去除。

数据线151、源电极152和漏电极153形成在欧姆接触层145和栅绝缘膜130之上。数据线151垂直延伸(如图1所示)且与栅线121相交以定义像素。从数据线151分支的源电极152延伸于欧姆接触层145之上并且与源电极152分隔开的漏电极153形成于欧姆接触层145之上。

钝化层160形成在数据线151、源电极152、漏电极153、以及半导体层140的暴露于源电极152和漏电极153之间的部分之上。接触孔形成在钝化层160中以暴露部分漏电极153。钝化层160可以由氮化硅(SiNx)形成。透镜部分170形成在像素的中心区域。透镜部分170直接形成在钝化层160上并与钝化层160接触，且其中形成透镜部分170的区域形成得对应于反射膜185的区域(下面描述)。

如图3所示，透镜部分170包括以行和列的阵列形成的多个凸起。透镜部分170由热固性树脂、紫外(UV)硬化树脂或电子束硬化树脂形成。这些树脂是对其应用热、紫外线或电子束时通过交联反应硬化的硬化树脂。

例如，UV硬化树脂可以是丙烯酸尿烷(acryl urethane)系列树脂、UV硬化聚丙烯酸酯(polyester acrylate)系列树脂、UV硬化环氧丙烯酸酯(epoxyacrylate)系列树脂、UV硬化多羟基丙烯酸酯(polyol acrylate)系列树脂、或UV硬化环氧树脂。

透镜部分170可包括光聚合引发剂，当应用紫外线时，其激活聚合或交联反应。

透镜部分170的凸起可以具有半球形形状，从而位于透镜部分170之上的反射膜185可以提供合适的各向异性散射特性。透镜部分170的每个半球形凸起的直径可为约10μm。如果反射膜185提供的散射过量，则滤色器230的光吸收增大，使得显示面板上的图像可以变暗。如果反射膜185提供的散射不足，则反射光沿某方向聚集，由此导致窄的视角。另外，液晶显示装置包括具有不同折射率的多个层。因此，如果反射膜185反射的光的角度大于临界角，则光不会反射回到液晶显示装置之外。

然而，当透镜部分170的反射膜185形成为具有适当各向异性散射特性的半球形状时，可以实现高亮度和宽视角。

透镜部分170通过沉积热固性树脂、UV硬化树脂或电子束硬化树脂的喷墨沉积工艺形成在钝化层160上。

像素电极180形成在钝化层160和透镜部分170上。像素电极180由诸如ITO(铟锡氧化物)或IZO(铟锌氧化物)的透明导电材料形成。像素电极180通过接触孔161连接到漏电极153。

反射膜185形成在与透镜部分170对应的区域中在像素电极180之上。反射膜185可由具有高反射率的金属形成，诸如铝、银、或铝和钼的合金。由于反射膜185形成在形成透镜部分170的凸起之上，所以反射膜185具有与透镜部分170的凸起的形状对应的不平上表面。像素区域1包括反射区域和围绕该反射区域的透射区域，在该反射区域中形成反射膜185。

现在描述上基板200。

黑矩阵220形成在上基板200之上。黑矩阵220将滤色器230a、230b和230c隔开，且覆盖像素区域1的与位于下基板100之上的薄膜晶体管T对应的部分。黑矩阵220可包括含黑颜料的有机光致抗蚀剂。黑颜料可由碳黑或氧化钛形成。

滤色器230包括红滤色器230a、绿滤色器230b和蓝滤色器230c。三种颜色的滤色器230a-230c重复地形成在黑矩阵220定义的边界内。滤色器230将颜色提供给从背光单元(未示出)发射的光或被反射膜185反射的光。滤色器230由有机光致抗蚀剂形成。

覆层240形成在滤色器230和黑矩阵220的未被滤色器230覆盖的部分上。覆层240可包括丙稀酸类环氧树脂且用于平坦化上基板200的表面和保护滤色器230。

公共电极250形成在覆层240上。公共电极250由诸如ITO(铟锡氧化物)或IZO(铟锌氧化物)的透明导电材料形成。公共电极250和像素电极180共同作用以提供跨过液晶层300的电压。

液晶显示装置设置为包括反射区域和透射区域的透反射型。下文中，将描述液晶显示装置中的光的流动。

从透射区域发射的光由背光单元产生并在从液晶显示装置出射之前穿过下基板100、液晶层300和上基板200。在光穿过下基板100之后，调节穿过液晶层300透射的光量。当光穿过滤色器230透射时，光被提供以颜色。从背光单元发射到反射区域的光被反射膜185反射并回到背光单元，在那里光被朝向液晶层300反射回去。

在与反射区域对应的区域中穿过上基板200进入显示装置的光被反射膜185反射，由此导致光穿过上基板200发射回到显示装置之外。在液晶显示装置中，透射区域围绕反射区域。在另一实施例中，反射区域可以围绕透射区域。在又一实施例中，像素电极180可以不形成在反射区域中。此处，像素电极180应当与反射膜185电连接从而反射膜185也可以传导通过像素电极185传导的数据电压。

下文中，将参考图4至7描述根据本发明第一实施例的液晶显示装置的制造方法。

参考图4，薄膜晶体管T、栅绝缘膜130、数据线151和钝化层160形成在第一绝缘基板110上。接触孔161形成在钝化层160中以露出漏电极153。该制造方法可以通过公知方法实现，由此省略其详细描述。

参考图5，透镜部分170形成在反射区域中在钝化层160之上。

参考图6A，第一透镜子部分170a通过用喷墨喷嘴10喷射第一流体组合物(composition)11形成。第一透镜子部分170a包括以预定间隔形成多行的多个凸起。第一流体组合物11包含第一液体树脂，例如UV硬化树脂，且还可以包含溶剂。第一流体组合物11的固体含量可为约30％，且流体组合物11的粘滞度可以为例如20至30cP。形成第一透镜子部分170a的每个凸起的体积可以为约2至6皮升(picoliter)。

第一流体组合物11是极化的，且由氮化硅(SiNx)形成的钝化层160是疏水性的。因此，由于第一透镜子部分170a和钝化层160之间的表面能低，所以发生去湿现象(dewetting phenomenon)。因此，去湿现象导致第一透镜子部分170a中的每个凸起不展开，而是保持半球形状。

然后，参考图6B，紫外线应用到第一透镜子部分170a以使形成第一透镜子部分170a的凸起硬化。由此，第一透镜子部分170a形成在钝化层160上。

然后，参考图6C，通过在第一透镜子部分170a的凸起之间喷射第二流体组合物12形成第二透镜子部分170b。第二流体组合物12包括第二液体树脂，例如UV固化树脂，且还可以包括溶剂。第二流体组合物12的固体成分可为约30％，且流体组合物12的粘滞度可为例如20至30cP。第二透镜子部分170b中每个凸起的体积可为约2至6皮升。第一流体组合物11和第二流体组合物12具有相同的组分和尺寸。

由于在第二透镜子部分170b沉积在第一透镜子部分的凸起之间之前使第一透镜子部分170a硬化，所以第一透镜子部分170a和第二透镜子部分170b的凸起不混合在一起。

然后，参考图6D，将紫外线应用到第二透镜子部分170b以使形成第二透镜子部分170b的凸起硬化。这样，第二透镜子部分170b形成在钝化层160上。第一透镜子部分170a和第二透镜子部分170b一起形成透镜部分170。

因此，根据本发明第一实施例的液晶显示装置的制造方法可用来容易地形成透镜部分170而不需要使用曝光和显影工艺。另外，流体组合物11和12的使用可被最小化，因为制造工艺期间滴沉积的(droplet-deposited)流体组合物11和12的大部分可用于形成透镜部分170且不会由于随后的去除而被浪费，如光刻形成凸起的情况那样。

在本实施例中，通过对透镜部分170的两个子部分即第一透镜子部分170a和第二透镜子部分170b分开地实施喷墨沉积工艺和固化工艺来制造透镜部分170。供选地，可以利用三个或更多子部分形成透镜部分170，每个子部分利用单独的喷墨沉积工艺和固化工艺形成。

然后，参考图7，像素电极180形成在钝化层160和透镜部分170之上。像素电极180通过接触孔161与漏电极153连接。

然后，通过沉积且然后构图反射金属层在透镜部分170上形成反射膜185以完成图2所示的下基板100。

黑矩阵220、滤色器230、覆层240和公共电极250形成在第二绝缘基板210上以形成上基板200。然后，下基板100和上基板200耦合在一起，液晶注入其间以形成液晶显示装置。

下文中，将参考图8和9描述通过根据本发明第二实施例和第三实施例的制造方法制造的液晶显示装置。

如图8所示，通过根据本发明第二实施例的制造方法制造的液晶显示装置包括第一和第二透镜子部分170a和170b。在本实施例中，第一和第二透镜子部分的凸起相对于彼此以锯齿(zigzag)图案设置。换句话说，第一透镜子部分的凸起和第二透镜子部分的凸起设置为平行的行，但是第一和第二透镜子部分的凸起在垂直列方向不对齐，如图8所示。这样，第一透镜子部分中的凸起形成的列与第二透镜子部分中的凸起形成的列相偏离。凸起的该偏离布置使透镜部分170的凸起能够比在第一实施例中更密集地形成，在第一实施例中第一透镜子部分中的凸起形成的列与第二透镜子部分中的凸起形成的列对齐。

如图9所示，通过根据本发明第三实施例的制造方法制造的液晶显示装置包括第一和第二透镜子部分170a和170b，其中第一和第二子部分170a-170b每个包括多个平行线性凸起，代替图6D和8所示的第一和第二实施例的半球形凸起。透镜部分170a和170b的线性凸起彼此平行地形成且分隔开预定距离。该线性凸起可以为棱镜型，且其截面每个具有半圆形状。

根据第一、第二和第三实施例的第一透镜子部分170a和第二透镜子部分170b可以具有相同的组分。换句话说，透镜子部分的形状和/或组分可以改变。

下文中，将参考图10至12描述通过根据本发明第四实施例的制造方法制造的液晶显示装置。

如图10所示，通过根据本发明第四实施例的制造方法制造的液晶显示装置包括形成在反射区域中在钝化层160之上的单独疏水层190。疏水层190可以由硅基化合物或氟基化合物形成。

参考图11，描述根据本发明第四实施例的制造方法。疏水层190形成在钝化层160之上。通过用等离子体沉积法在钝化层160上沉积CF4或硅烷基化合物，且然后构图层190使得除了反射区域以外在所有区域层190被去除，来形成疏水层190。供选地，疏水层190可以通过印制法形成。

然后，参考图12，透镜部分170形成在疏水层190之上。此处，由于去湿现象，透镜部分170可以形成为半球形状。

在使用疏水性流体组合物的情况下，亲水性材料可以形成在反射区域中在钝化层160之上。结果，由于去湿现象，透镜部分170的凸起可以提供有半球形状。在该情况下，疏水层190可以省略。透镜部分170可以为亲水性或疏水性材料。

下文中，将参考图13和14描述通过根据本发明第五实施例的制造方法制造的液晶显示装置。

如图13所示，通过根据本发明第五实施例的制造方法制造的液晶显示装置包括与第一绝缘基板110接触的疏水层190。薄膜晶体管T和透镜部分170形成在疏水层190上。疏水层190形成在反射区域和透射区域两者之上而没有被构图。

参考图14，描述根据本发明第五实施例的制造方法。疏水层190形成在第一绝缘基板110的整个表面上，透镜部分170形成在其上。由于在疏水层190之上极化的流体组合物的沉积导致的去湿现象，透镜部分170的凸起可提供有半球形状。疏水层190可以通过旋涂或狭缝涂覆(slit coating)形成。

然后，薄膜晶体管T、像素电极180和反射膜185形成在疏水层190上。

下文中，参考图15描述通过根据本发明第六实施例的制造方法制造的液晶显示装置。

如图15所示，完成了通过根据本发明第六实施例的制造方法制造的液晶显示装置而没有单独的钝化层160。疏水层190覆盖薄膜晶体管T。疏水层190形成在反射区域和透射区域两者之上，并且形成接触孔191以露出漏电极153。

因此，疏水层190可用于代替钝化层160，由此简化制造工艺。

如上所述，根据本发明的显示装置制造方法可以用于简化具有透镜部分的液晶显示装置的制造。

尽管已经示出和描述了本发明的数个示范性实施例，但是本领域技术人员应当理解，在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行改变，本发明的范围由所附权利要求书及其等效物来定义。

本申请要求2006年2月20日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2006-0016201的优先权，在此引用其全部内容作为参考。

Claims (20)

1.一种制造液晶显示装置的方法，包括：

在绝缘基板上形成透镜部分，所述形成包括：

在该绝缘基板上沉积第一液体组合物以形成多个第一凸起；

使该多个第一凸起硬化；

在使该多个第一凸起硬化之后，在该绝缘基板上沉积第二液体组合物以形成多个第二凸起，该多个第二凸起的至少一些凸起沉积在该多个第一凸起中的凸起之间；以及

使该多个第二凸起硬化；以及

在该透镜部分之上形成反射膜。

2.根据权利要求1的方法，其中：

该第一液体组合物和该第二液体组合物每个包括UV硬化树脂；

所述使该多个第一凸起硬化包括将紫外线施加到该多个第一凸起；以及

所述使该多个第二凸起硬化包括将紫外线施加到该多个第二凸起。

3.根据权利要求1的方法，还包括：

在形成该多个第一凸起之前在该绝缘基板之上形成疏水层；

其中该透镜部分与该疏水层直接接触，且该疏水层包括硅基化合物。

4.根据权利要求3的方法，其中该疏水层包括氟化合物。

5.根据权利要求1的方法，其中该多个第一凸起和该多个第二凸起中的该凸起以多行布置。

6.根据权利要求5的方法，其中该多个第一凸起和该多个第二凸起中该凸起的每个具有半球形状。

7.根据权利要求6的方法，其中：

该多个第一凸起中的该凸起以第一组行和第一组列布置；且

该多个第二凸起以第二组行和第二组列排列；

其中该第一组列与该第二组列对齐。

8.根据权利要求6的方法，其中：

该多个第一凸起中的该凸起以第一组行和第一组列布置；且

该多个第二凸起以第二组行和第二组列排列；

其中该第一组列与该第二组列相偏离。

9.根据权利要求1的方法，其中该多个第一凸起和该多个第二凸起中的每个凸起具有线性形状。

10.根据权利要求9的方法，其中每个线性凸起的横截面为半圆形。

11.根据权利要求1的方法，其中该第一液体组合物和该第二液体组合物具有相同的组分。

12.一种制造液晶显示装置的方法，包括：

利用喷墨沉积工艺在绝缘基板上沉积第一流体组合物以形成第一透镜子部分，所述第一流体组合物包括第一液体树脂；

使该第一透镜子部分硬化；

利用喷墨沉积工艺在该绝缘基板上沉积第二流体组合物以形成第二透镜子部分，所述第二流体组合物包括第二液体树脂；

使该第二透镜子部分硬化以形成包括该第一透镜子部分和该第二透镜子部分的透镜部分；

在该透镜部分上形成反射膜；以及

使该绝缘基板与第二绝缘基板耦合，液晶层位于其间。

13.根据权利要求12的方法，还包括在形成该透镜部分之前形成疏水层。

14.根据权利要求13的方法，还包括在形成该透镜部分之前形成开关元件。

15.根据权利要求14的方法，还包括形成连接到该开关元件的透明导电层。

16.根据权利要求15的方法，其中在形成该开关元件之前形成该疏水层。

17.根据权利要求15的方法，其中在形成该开关元件之后形成该疏水层。

18.根据权利要求17的方法，其中该开关元件包括源电极和漏电极，且该源电极和该漏电极接触该疏水层。

19.根据权利要求18的方法，其中该液晶显示装置包括反射区域和透射区域，该透镜部分形成在该反射区域内，该疏水层形成在该反射区域和该透射区域中。

20.根据权利要求12的方法，其中：该第一透镜子部分包括多个第一凸起；且

该第二透镜子部分包括置于该多个第一凸起的凸起之间的多个第二凸起。

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