CN104570460A - 具有柱间隔体结构的显示器 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种具有柱间隔体结构的显示器。该显示器可以在颜色过滤器层和薄膜晶体管层之间具有液晶材料层。柱间隔体结构可以被形成在颜色过滤器层和薄膜晶体管层之间，以保持颜色过滤器层和薄膜晶体管层之间的期望分离。柱间隔体可以沉积在颜色过滤器的柱间隔体区域中。颜色过滤器层可以包括红色、绿色以及蓝色过滤器元件的行。在颜色过滤器层中形成蓝色过滤器元件的蓝色过滤器材料也可以用于在柱间隔体区域中、在红色和绿色过滤器元件之上形成平坦表面。使用蓝色过滤器材料平坦化其上形成柱间隔体的表面，保证了柱间隔体为显示器提供足够的支持，而不需要附加的平坦化层。

Description

具有柱间隔体结构的显示器

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年1月10日提交的第61/925,999号美国临时专利申请和2014年8月29日提交的第14/473,342号美国专利申请的优先权，它们的整体通过引用并入于此。

技术领域

本发明总体上涉及电子设备，并且更具体而言，涉及具有显示器的电子设备。

背景技术

电子设备通常包括显示器。例如，蜂窝电话和便携计算机通常包括用于向用户呈现信息的显示器。

液晶显示器包含液晶材料层。液晶显示器中的显示器像素包含用于将电场施加到液晶材料的薄膜晶体管和电极。显示器像素中的电场强度控制液晶材料的极化状态并且由此调节显示器像素的亮度。

在液晶显示器中使用诸如颜色过滤器层和薄膜晶体管层这样的基板层。薄膜晶体管层包含薄膜晶体管阵列，该薄膜晶体管阵列用于控制液晶层中的电场。颜色过滤器层包含诸如红色、蓝色以及绿色元件这样的颜色过滤器元件的阵列。颜色过滤器层提供具有显示彩色图像能力的显示器。

在组装的显示器中，液晶材料层被夹在薄膜晶体管层和颜色过滤器层之间。聚酰亚胺钝化层覆盖颜色过滤器层的内表面和薄膜晶体管层的上表面。柱间隔体(column spacer)阵列形成在颜色过滤器层的内表面上，以保持颜色过滤器层和薄膜晶体管层之间的期望间隙。柱间隔体通常由诸如光阻剂(photoresist)这样的硬质有机材料形成。

在设计用于显示器的适当柱间隔体布置中存在折衷。如果柱间隔体不为显示器提供足够的支撑，则显示器可能易受到被称为集中不均匀(pooling mura)的不期望的视觉效果的影响。另一方面，使得显示器变得过度坚硬的柱间隔体设计将使显示器在变形时易于产生应力引起的双折射，导致不期望的光泄漏效果。

为了为显示器提供足够的支撑，必须注意的是保证柱间隔体要沉积在扁平表面上。在典型配置中，红、绿以及蓝颜色过滤器元件的阵列被沉积在颜色过滤器基板的内表面上。柱间隔体的阵列因此形成于颜色过滤器元件的阵列之上。因为颜色过滤器元件相对于颜色过滤器基板的内表面具有变化的高度，因此在形成柱间隔体阵列之前，在颜色过滤器阵列之上形成透明平坦化层。

红色、绿色以及蓝色过滤器元件之间的变化台阶高度需要厚的透明外覆层(overcoat layer)，以便在颜色过滤器阵列之上形成平坦表面。这种类型的厚外覆层可能使得显示器颜色对于用户而言看起来像褪了色。

因此，期望能够提供具有改进的柱间隔体配置的显示器。

发明内容

一种显示器可以具有颜色过滤器层以及薄膜晶体管层，颜色过滤器层具有相对的上表面和下表面，薄膜晶体管层具有相对的上表面和下表面。液晶材料层可以位于颜色过滤器层的下表面和薄膜晶体管层的上表面之间。

柱间隔体结构可以形成在颜色过滤器层和薄膜晶体管层之间，以便在颜色过滤器层和薄膜晶体管层之间保持期望的分离。柱间隔体结构可以从诸如光阻剂柱状物(pillar)这样的聚合物结构而形成并且可以包括诸如金属焊盘这样的焊盘。金属焊盘可以形成在薄膜晶体管层的上表面上或者形成在颜色过滤器层的下表面上。光阻剂柱状物可以形成在显示器中诸如颜色过滤器层的下表面这样的表面上。

颜色过滤器层可以包括形成在颜色过滤器基板上的具有红色、绿色以及蓝色过滤器元件的行的颜色过滤器阵列。每个颜色过滤器元件可以与对应的光透射区域重叠，通过该光透射区域，光离开显示器。可以存在对应于相应显示器像素的行的多个光透射区域的行。柱间隔体区域可以将光透射区域的行彼此分离，在柱间隔体区域上可以形成柱间隔体。

在颜色过滤器层中形成蓝色过滤器元件的蓝色过滤器材料也可以用于在柱间隔体区域中的红和绿色过滤器元件上形成平坦表面。使用蓝色过滤器材料平坦化(planarize)其上形成柱间隔体的表面，保证柱间隔体能够为显示器提供足够的支撑，而不需要附加的平坦化层。

蓝色过滤器材料可以包括插入在相邻光透射区域行之间的蓝色过滤器材料的线。柱间隔体可以形成于蓝色过滤器材料的一部分上，该部分与两个相邻颜色过滤器元件之间的边界重叠。蓝色过滤器材料的线在与两个颜色过滤器元件之间的边界重叠的部分中可以比在不与边界重叠的部分中更宽。

具有开口阵列的不透明掩膜材料的网格可以形成在颜色过滤器基板上。每个开口可以对应于关联的光透射区域并且可以与对应的颜色过滤器元件重叠。网格中的不透明掩膜材料的线可以与蓝色过滤器材料的线重叠，其上形成柱间隔体。

本发明的其它特征，其本质以及各种优势将由于附图和优选实施例的以下详细描述而更加显而易见。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的诸如具有显示器的笔记本电脑这样的说明性电子设备的透视图。

图2是根据本发明的实施例的诸如具有显示器的手持式电子设备这样的说明性电子设备的透视图。

图3是根据本发明的实施例的诸如具有显示器的平板电脑这样的说明性电子设备的透视图。

图4是根据本发明的实施例的诸如具有显示器结构的计算机显示器这样的说明性电子设备的透视图。

图5是根据本发明的实施例的说明性显示器的截面侧视图。

图6是根据本发明的实施例的具有由在薄膜晶体管层上的着陆焊盘支撑的主柱间隔体的显示器的一部分的截面侧视图。

图7是根据本发明的实施例的说明性颜色过滤器层的底视图，其示出如何可以在蓝色过滤器材料的平坦表面上形成柱间隔体。

图8是根据本发明的实施例的具有形成在蓝色过滤器材料的平坦表面上的柱间隔体阵列的显示器的一部分的截面侧视图。

图9是根据本发明的实施例的颜色过滤器阵列的一部分的透视图，在该颜色过滤器阵列中，蓝色过滤器材料的线形成平坦表面以便在光透射区域的行之间容纳柱间隔体。

图10是根据本发明的实施例的说明性颜色过滤器层的底视图，其示出如何可以在延伸到相邻颜色过滤器材料上的蓝色过滤器材料的平坦表面上形成柱间隔体。

图11是根据本发明的实施例的说明性颜色过滤器层的底视图，其示出如何可以在延伸到两个相邻颜色过滤器材料上的蓝色过滤器材料的平坦表面上形成柱间隔体。

图12是根据本发明的实施例的颜色过滤器阵列的一部分的透视图，其中延伸到相邻颜色过滤器材料上的蓝色过滤器材料形成平坦表面以便在光透射区域的行之间容纳柱间隔体。

图13是在根据本发明的实施例形成图9所示类型的颜色过滤器阵列中涉及的说明性步骤的流程图。

具体实施方式

电子设备可以包括显示器。显示器可以用于向用户显示图像。在图1、图2、图3以及图4中示出了可以提供有显示器的说明性电子设备。

图1示出了电子设备10如何可以具有笔记本电脑的形状，该笔记本电脑具有上壳体12A和下壳体12B，该下壳体具有诸如键盘16和触摸板18这样的部件。设备10可以具有铰链结构20，其允许上壳体12A围绕旋转轴24相对于下壳体12B在方向22上旋转。显示器14可以被安装在上壳体12A中。可以通过围绕旋转轴24朝向下壳体12B旋转上壳体12A(其有时可以被称为显示器壳体或者显示器盖)，将上壳体12A放置到闭合位置。

图2示出了电子设备10如何可以是诸如蜂窝电话、音乐播放器、游戏设备、导航单元、或者其它紧致设备这样的手持式设备。在用于设备10的这种类型的配置中，壳体12可以具有相对的前表面和后表面。显示器14可以安装在壳体12的前表面上。显示器14可以(如果期望的话)具有用于诸如按钮26这样的部件的开口。开口也可以形成在显示器14中以便容纳麦克风端口(见例如图2中的扬声器端口28)。

图3示出了电子设备10如何可以是平板电脑。在图3的电子设备10中，壳体12可以具有相对的前表面和后表面。显示器14可以安装在壳体12的前表面上。如图3所示，显示器14可以具有开口，以便容纳按钮26(作为示例)。

图4示出了电子设备10如何可以是计算机显示器或者已经集成到计算机显示器中的计算机。用这种类型的布置，设备10的壳体12可以安装在诸如支架27这样的支撑结构上。显示器14可以安装在壳体12的前表面上。

图1、图2、图3以及图4中示出的设备10的说明性配置仅是说明性的。总体上，电子设备10可以是笔记本电脑、包含嵌入式计算机的计算机监视器、平板电脑、蜂窝电话、媒体播放器、或者其它手持式或者便携电子设备、诸如腕表设备这样的更小的设备、坠饰设备、耳机或者耳塞设备、或者其它可佩戴或者微型设备、电视机、不包含嵌入式计算机的计算机显示器、游戏设备、导航设备、诸如其中具有显示器的电子装备被安装在自助服务终端或者汽车中的系统这样的嵌入式系统、实现两个或者多个这些设备的功能的装备、或者其它电子装备。

设备10的壳体12，有时被称为壳，可以由如下材料形成，诸如塑料、玻璃、陶瓷、碳纤维复合材料和其它基于纤维的复合材料、金属(例如，加工铝、不锈钢、或者其它金属)、其它材料、或者这些材料的组合。设备10可以使用一体构建形成，其中壳体12的大部分或者全部由单个结构元件形成(例如，一块加工金属或者一块成型塑料)或者可以由多壳体结构形成(例如，已经安装到内部框架元件或者其它内部壳体结构的外壳结构)。显示器14可以是包括触摸传感器的触敏显示器或者可以不对触摸敏感。显示器14的触摸传感器可以由电容式触摸传感器电极阵列、电阻式触敏阵列、基于声学触摸、光学触摸、或者基于力的触摸技术的触摸传感器结构、或者其它合适的触摸传感器部件形成。

设备10的显示器14包括由液晶显示器(LCD)部件或者其它合适的图像像素结构形成的显示器像素。

显示器覆盖层可以覆盖显示器14的表面或者诸如颜色过滤器层这样的显示层或者显示器的其它部分可以用作显示器14中最外面(或者几乎最外面)的层。最外面的显示层可以由透明玻璃片、清澈的(clear)塑料层、或者其它透明构件形成。

图5示出了设备10的显示器14的说明性配置(例如，用于图1、图2、图3、图4中的设备或者其它合适的电子设备的显示器14)的截面侧视图。如图5所示，显示器14可以包括诸如用于产生背光44的背光单元42这样的背光结构。在操作期间，背光44向外行进(在图5的定向中在z方向上垂直向上)并且经过显示层46中的显示器像素结构。这照亮了显示器像素产生的用于用户观看的任何图像。例如，背光44可以照亮正由方向50上的观众48观看的显示层46上的图像。

显示层46可以安装在诸如塑料底座结构和/或金属底座结构这样的底座结构中，以便形成用于安装在壳体12中的显示器模块或者显示层46可以直接安装在壳体12中(例如，通过将显示层46层叠到壳体12的凹进部分中)。显示层46可以形成液晶显示器或者可以用于形成其它类型的显示器。

在一种配置中，其中显示层46用于形成液晶显示器，显示层46可以包括诸如液晶层52这样的液晶层。液晶层52可以夹在诸如显示层58和56这样的显示层之间。层56和58可以插入在下偏振器层60和上偏振器层54之间。

层58和56可以由诸如清澈的玻璃或者塑料层这样的透明基板层形成。层56和58可以是诸如薄膜晶体管层和/或颜色过滤器层这样的层。导电线路、颜色过滤器元件、晶体管以及其它电路和结构可以形成在层58和56的基板上(例如，以形成薄膜晶体管层和/或颜色过滤器层)。触摸传感器电极也可以并入到诸如层58和56这样的层中和/或触摸传感器电极可以形成在其它基板上。

在一种说明性配置中，层58可以是薄膜晶体管层，其包括薄膜晶体管和关联电极(显示器像素电极)的阵列，用于将电场施加到液晶层52并且从而在显示器14上显示图像。层56可以是颜色过滤器层，其包括颜色过滤器元件阵列，用于为显示器14提供显示彩色图像的能力。如果期望的话，则层58可以是颜色过滤器层并且层56可以是薄膜晶体管层。

在设备10的显示器14的操作期间，控制电路系统(例如，印刷电路上的一个或者多个集成电路)可以用于生成将显示在显示器14上的信息(例如，显示数据)。使用诸如由导电金属线路形成的信号路径这样的信号路径，待显示的信息可以被传送到诸如电路62A或者62B这样的显示器驱动器集成电路，其中导电金属线路在诸如印刷电路64(作为示例)这样的坚硬或者柔性印刷电路中。

背光结构42可以包括诸如导光板78这样的导光板。导光板78可以由诸如清澈的玻璃或者塑料这样的透明材料形成。在背光结构42的操作期间，诸如光源72这样的光源可以生成光74。光源72可以是例如发光二极管阵列。

来自光源72的光74可以耦合到导光板78的边缘表面76中并且由于全内反射原理而可以分布于整个导光板78的X和Y维度中。导光板78可以包括诸如凹点或者凸点这样的光散射特征。该光散射特征可以位于导光板78的上表面和/或相对的下表面上。

从导光板78在z方向上向上散射的光74可以用作显示器14的背光44。向下散射的光74可以被反射器80反射回向上的方向。反射器80可以由反射材料形成，诸如白色塑料或者其它闪光材料的层。

为了增强背光结构42的背光性能，背光结构42可以包括光学膜70。光学膜70可以包括用于帮助使背光44均匀化并且从而减少热点的扩散器层、用于增强离轴观看的补偿膜以及用于使背光44平行的亮度增强膜(有时也称为转向(turning)膜)。光学膜70可以与背光单元42中的诸如导光板78和反射器80这样的其它结构重叠。例如，如果导光板78在图5中的X-Y平面中具有矩形覆盖区，则光学膜70和反射器80可以具有匹配的矩形覆盖区。

为了保持颜色过滤器层56的下表面和薄膜晶体管层58的上表面之间的液晶材料的期望间隙，显示器14可以提供有柱间隔体结构(有时称为支柱(post)间隔体或者光间隔体)。柱间隔体结构可以由柱结构(例如，圆柱形支柱)形成和/或由诸如颜色过滤器层56和/或薄膜晶体管层58的表面上的金属焊盘这样的平面结构形成。

图6是示出说明性柱间隔体布置的显示器14的部分的截面侧视图。在图6的示例中，柱间隔体结构100在颜色过滤器层56的下(最里面)表面114和薄膜晶体管层58的上(最外面)表面116之间延伸。

图6中的柱间隔体结构100包括柱间隔体102和着陆焊盘(landing pad)104。诸如柱间隔体102和显示器14中的其它柱间隔体这样的柱间隔体结构可以由光阻剂、其它聚合物、或者非聚合物材料形成。

光刻制造技术可以用于在诸如颜色过滤器层56这样的层上图案化柱间隔体。着陆焊盘104可以由有机或者无机材料形成。作为示例，着陆焊盘104可以由金属形成。薄膜晶体管层58的表面116上的着陆焊盘104的厚度(在维度Z上的竖直高度)和柱间隔体102的厚度两者都对柱间隔体结构100的总厚度有贡献。如果期望的话，则柱间隔体102可以仅延伸到位置108，使得可以在柱间隔体结构100的柱间隔体102的下表面和焊盘104的上表面106之间形成诸如间隙110这样的间隙。

图7是示出柱间隔体102的说明性布置的颜色过滤器层56的底视图。颜色过滤器层56可以包括诸如颜色过滤器元件阵列122这样的颜色过滤器阵列。颜色过滤器阵列122可以包括诸如颜色过滤器元件124这样的颜色过滤器元件的阵列。颜色过滤器元件124可以例如包括红色过滤器元件124R、绿色过滤器元件124G以及蓝色过滤器元件124B。颜色过滤器元件124可以由有色聚合物或者树脂形成(例如，红色、绿色以及蓝色光阻剂材料)。

每个颜色过滤器元件124可以与对应的像素区域140重叠。像素区域140(即虚线146内的区域140)可以每个都对应于(即，可以重叠)显示器14中的给定的显示器像素。每个像素区域140可以在Z方向上向显示器的外部透射光。换句话说，由液晶层52(图5)透射的显示光可以经由像素区域140和颜色过滤器元件124离开显示器。颜色过滤器元件124可以将颜色赋予透射穿过像素区域140的光。例如，透射穿过像素区域140R的光可以是红光，透射穿过像素区域140G的光可以是绿光，并且透射穿过像素区域140B的光可以是蓝光。

不透明掩膜材料的网格(有时称为黑矩阵)可以形成在颜色过滤器元件124下方。黑矩阵包括交叉线的网格。颜色过滤器层56的像素区域140可以没有不透明掩膜材料，然而像素区域140外部的一些或者所有部分可以包括不透明掩膜材料层。不透明掩膜材料的网格可以用于隐藏薄膜晶体管层58(图5)上的控制线和薄膜晶体管电路不被观察到。不透明掩膜材料也可以用于分离颜色过滤器元件124，以防止颜色混合和光泄漏。

如图7所示，柱间隔体102可以位于颜色过滤器层56的如下部分上，这些部分位于像素区域140外部，诸如柱间隔体区域142。在图7的说明性示例中，柱间隔体102被设置在如下行中，这些行平行于像素区域140的行(例如，平行于图7中的X轴)。柱间隔体102的每一行可以插入在像素区域140的行的相邻对之间。

在颜色过滤器层56上可以存在任何合适数目的柱间隔体102的行。例如，对于像素区域140的每一行、对于像素区域140的每两行、对于像素区域140的每三行等，可以存在一行柱间隔体102。对于每一个像素区域140、对于每两个像素区域140、对于每三个像素区域140等，每行柱间隔体102可以包括一个柱间隔体。

为了保证柱间隔体102形成在扁平表面上，而不需要厚的外覆层，将沉积在颜色过滤器层56上的最后一种颜色过滤器材料也可以用于平坦化颜色过滤器层56的表面。例如，在沉积了红色过滤器材料并且对其图案化以形成红色过滤器元件124R之后，并且在沉积了绿色过滤器材料并且对其图案化以形成绿色过滤器元件124G之后，可以沉积蓝色过滤器材料并且对其图案化以形成蓝色过滤器元件124B并且在像素区域140的行之间的区域142中形成单色行。

在图7的说明性示例中，除了在与像素区域140重叠的颜色过滤器元件124R和124G之上的区域中之外，蓝色过滤器材料(由图7中的阴影区域指示)覆盖颜色过滤器层56的表面。然而，这仅是说明性的。如果期望的话，蓝色过滤器材料可以仅位于蓝色像素区域140B中和区域142中，其中区域142位于像素区域140的行之间。

通过将蓝色过滤器材料用作平坦化层，而不是将第四透明材料用作平坦化层，可以减少平坦化层相对于颜色过滤器基板的表面的高度，从而最小化可能由厚的平坦化层导致的显示器颜色褪色(washout)。

图8是显示器14的一部分的截面侧视图，示出了图7中的颜色过滤器层56沿着线144所取的并且在方向148上观看的截面图。如图8所示，在颜色过滤器层56和薄膜晶体管层58之间可以存在不同类型的柱间隔体结构。颜色过滤器层56可以包括基板120和颜色过滤器元件阵列122。基板120可以由诸如清澈玻璃或者塑料层这样的透明平坦构件形成。颜色过滤器阵列122可以形成在基板120的下表面上。颜色过滤器阵列122可以包含颜色过滤器元件124的阵列和诸如掩膜线126这样的不透明掩膜线的网格。

诸如外覆层128这样的可选覆盖层可以形成在颜色过滤器阵列122之上。外覆层128可以由清澈材料(例如，透明聚合物材料)形成。薄膜晶体管层58可以由薄膜晶体管电路系统层125(例如，由薄膜层形成的晶体管、电极、图案化的信号线、电容以及其它显示器像素阵列电路系统)形成。薄膜晶体管电路系统125可以形成在薄膜晶体管基板127上。基板127可以是清澈的玻璃、塑料、或者其它材料的层。涂覆物(例如，聚合物涂覆层)可以形成在颜色过滤器层56和薄膜晶体管层58(例如，覆盖这些表面上的焊盘结构的涂覆物)的表面上。

可以通过将柱间隔体沉积在颜色过滤器层56上形成柱间隔体结构100，诸如柱间隔体102A和102B。一个或者多个掩膜(例如，双掩膜、半色调掩膜、和/或灰度掩膜)可以用于形成不同厚度的光阻剂柱状物(柱间隔体)。诸如着陆焊盘104这样的着陆焊盘和其它焊盘结构可以与诸如柱间隔体102A这样的柱间隔体重叠并且可以用于防止显示层的表面中的划伤和/或用于进行柱间隔体结构中的期望的厚度调节。可以使用金属或者其它材料形成焊盘。

在显示器14中，一般存在诸如柱间隔体结构100A这样的多个柱间隔体结构以及诸如柱间隔体结构100B这样的多个柱间隔体结构，并且结构100A和100B总体上跨显示器14的表面均匀地分布。

柱间隔体102A和102B具有不同的厚度(有时称为高度)。例如，图8中的柱间隔体102A可以具有厚度(高度)H1，并且图8中的柱间隔体102B可以具有厚度(高度)H2。H1和H2的值可以是不同的(作为示例)。

柱间隔体结构100A有时可以被称为主柱间隔体结构(或者主柱间隔体)。如图8所示，主柱间隔体结构100A在颜色过滤器层56的下表面114和薄膜晶体管层58的上表面116之间延伸，使得柱间隔体结构中没有间隙。主柱间隔体结构100A从而限定了颜色过滤器层56和薄膜晶体管层58之间的分离距离，液晶材料52被置于该分离距离中。

柱间隔体结构100B不在颜色过滤器层56上的表面114和薄膜晶体管层58上的表面116之间一直延伸，并且因此被称为次间隔体。如图8所示，柱次间隔体结构100B没有诸如焊盘104这样的金属焊盘。在次间隔体柱间隔体102B和薄膜晶体管层58的上表面116之间有间隙ΔH。在其中液晶材料52(图5)的温度改变的状况下，颜色过滤器层56可能朝向薄膜晶体管层58变形。当向颜色过滤器层56施加压力时，颜色过滤器层56也可以朝向薄膜晶体管层58变形。在诸如这些的情况下，间隙ΔH暂时消失，因为柱间隔体102B的下表面与薄膜晶体管层的表面116接触。因此，柱间隔体结构100B的存在用于抑制颜色过滤器层56的运动，以防止颜色过滤器层56和薄膜晶体管层58在显示器14的使用期间彼此接触。

诸如主柱间隔体100A这样的主间隔体和诸如柱次间隔体100B这样的次间隔体的使用仅是说明性的。如果期望的话，柱间隔体结构100也可以包括中间次间隔体，其具有在主柱间隔体102的H1和次间隔体102B的H2之间的厚度或者高度。总体上，显示器14可以包括具有任何合适的高度组合的柱间隔体的阵列。一些柱间隔体结构可以包括诸如着陆焊盘104这样的着陆焊盘，而其它柱间隔体结构可以包括在柱间隔体和薄膜晶体管层58的上表面之间的间隙，诸如间隙ΔH。

颜色过滤器阵列122可以包括红色过滤器元件124R、绿色过滤器元件124G以及蓝色过滤器元件124B。如图8所示，蓝色过滤器材料124B(由图8中的阴影区域指示)可以覆盖区域142(图7)中的红色和绿色过滤器元件，以形成具有平坦表面的蓝色过滤器材料的层，在该平坦表面上可以形成柱间隔体102。蓝色过滤器材料124B的平坦表面可以位于光透射像素区域140的行(图7)之间。

如果期望的话，透明外覆层128可以被沉积在颜色过滤器阵列128之上。因为柱间隔体102形成在其上的蓝色过滤器材料124B的表面已经是平坦的，外覆层128的厚度可以被最小化。

图9是颜色过滤器阵列122的部分的透视图。如图9所示，不透明掩膜材料126可以具有开口阵列，每个对应于相应的像素区域140，光被透射穿过该像素区域。在穿过像素区域140离开显示器之前，光可以在Z方向上行进穿过颜色过滤器元件124R、124G以及124B中的相应颜色过滤器元件。

在像素区域140的行之间的区域142中，不透明掩膜材料126的线可以用于隐藏薄膜晶体管层58(图8)上的控制线和薄膜晶体管电路系统使其不被观察到。因为光未被透射穿过区域142中的不透明掩膜材料，因此区域142提供在其上形成柱间隔体102的可接受的位置。

为了在区域142中提供用于柱间隔体102的平坦表面，而不需要厚的外覆层(例如，不需要图8中的外覆层128过于厚)，蓝色过滤器材料124B可以被沉积在区域142中的红色过滤器材料124R和绿色过滤器材料124G之上，以形成扁平表面(例如，平行于或者基本上平行于图8中的颜色过滤器基板120的表面的表面)。

如果期望的话，形成在区域142(即，连接在蓝色过滤器元件之间的蓝色过滤器材料的线)中的红色和绿色过滤器材料之上的蓝色过滤器材料124B的线可以具有变化的宽度，以便容纳柱间隔体102。例如，如图9所示，柱间隔体102位于其上的蓝色材料124B的区域可以具有宽度W2，宽度W2大于无柱间隔体102的区域的宽度W1。

如果期望的话，柱间隔体102可以具有锥形形状。例如，安置在颜色过滤器材料124上的柱间隔体102的基部表面102B可以大于柱间隔体102的相对尖端表面102T(即，柱间隔体102的宽度或者直径在基部可以大于在尖端处)。然而，这仅是说明性的。如果期望的话，尖端表面102T可以大于基部表面102B(即，柱间隔体102的宽度或者直径在尖端处可以大于在基部)，或者柱间隔体102可以从基部102B到尖端102T具有一致的宽度或者一致的直径。

如图9所示，柱间隔体102可形成在与两个颜色过滤器元件之间的边界或者界面重叠的位置中(例如，柱间隔体102可以具有与第一颜色过滤器元件重叠的一个部分和与第二颜色过滤器元件重叠的第二部分)。在两个相邻颜色过滤器元件之间的边界之上形成柱间隔体102可以保证，蓝色过滤器材料的加宽部分不与光透射区域140重叠。

图7、图8以及图9的示例仅是说明性的，其中蓝色过滤器材料124B在区域142中形成固体连续线。如果期望的话，蓝色过滤器材料124B可以仅部分地延伸到区域142中的相邻颜色过滤器上。在图10中示出了这种类型的布置。

图10是颜色过滤器层56的底视图，示出了用于柱间隔体102的说明性布置。如图10所示，红色过滤器材料124R、绿色过滤器材料124G以及蓝色过滤器材料124B形成连续的竖直条带(平行于图10中的y-轴延伸)，每个竖直条带覆盖显示器像素区域140的对应列。正如图7、图8以及图9中的示例，诸如柱间隔体102这样的柱间隔体被形成在颜色过滤器层56的如下部分上，该部分位于像素区域140的外部，诸如柱间隔体区域142。

为了保证柱间隔体102形成在扁平表面上而不需要厚的外覆层，要沉积在颜色过滤器层56上的最后一种颜色过滤器材料也可以用于平坦化颜色过滤器层56的表面。例如，在红色过滤器材料被沉积并且图案化以形成红色过滤器元件124R之后，并且在绿色过滤器材料被沉积并且图案化以形成绿色过滤器元件124G之后，蓝色过滤器材料可以被沉积并且图案化以形成蓝色过滤器元件124B并且在像素区域140的行之间的区域142中形成延伸的颜色过滤器部分124P。柱间隔体102可以形成在蓝色过滤器材料124B的延伸部分124P上。

可以通过扩大区域142中的颜色过滤器材料124B的宽度，形成颜色过滤器材料124B的突出部分124P。例如，颜色过滤器材料124B可以在区域150中具有宽度W3，在区域150中颜色过滤器材料124B与像素区域140B重叠，然而在区域142中(在像素区域140的行之间)，颜色过滤器材料124B具有大于宽度W3的宽度W4。

如图10所示，颜色过滤器材料124B的突出部分124P可以与颜色过滤器材料的相邻列的颜色过滤器材料重叠。例如，突出部分124P可以与相邻列的红色过滤器材料124R或者与相邻列的绿色过滤器材料124G重叠。如果期望的话，突出部分124P可以仅部分地延伸到相邻颜色过滤器上。例如，如图10所示，区域142中的红色过滤器材料124R的第一部分被突出部分124P覆盖，而区域142中的红色过滤器材料124R的第二部分保持未被蓝色过滤器材料覆盖并且将突出部分124P与相邻绿色过滤器材料124G分离。

通过将蓝色过滤器材料用作平坦化层，而不是将第四透明材料用作平坦化层，可以减少平坦化层相对于颜色过滤器基板的表面的高度，从而最小化可能由厚的平坦化层引起的显示器颜色褪色。

图10中的示例仅是说明性的，其中蓝色过滤器材料124B的列包括从颜色过滤器材料124P的一侧延伸的延伸部分124P。如果期望的话，突出部分可以从颜色过滤器材料的列的两侧延伸。这种类型的布置在图11中示出。

图11是颜色过滤器层56的底视图，示出了柱间隔体102的说明性布置。如图11所示，红色过滤器材料124R、绿色过滤器材料124G以及蓝色过滤器材料124B形成连续的竖直条带(平行于图11中的y-轴延伸)，每个竖直条带覆盖显示器像素区域140的对应列。如图7、图8、图9和图10中的示例，诸如柱间隔体102这样的柱间隔体形成在颜色过滤器层56的如下部分上，该部分位于像素区域140的外部，诸如柱间隔体区域142。

为了保证柱间隔体102形成在扁平表面上而不需要厚的外覆层，要沉积在颜色过滤器层56上的最后一种颜色过滤器材料也可以用于平坦化颜色过滤器层56的表面。例如，在红色过滤器材料被沉积并且图案化以形成红色过滤器元件124R之后，并且在绿色过滤器材料被沉积并且图案化以形成绿色过滤器元件124G之后，蓝色过滤器材料可以被沉积并且图案化以形成蓝色过滤器元件124B并且在像素区域140的行之间的区域142中形成延伸的颜色过滤器部分124P′和124P″。第一柱间隔体102可以形成在延伸的部分124P′上并且第二柱间隔体102可以形成在延伸的部分124P″上。

可以通过扩大区域142中的颜色过滤器材料124B的宽度，形成颜色过滤器材料124B的突出部分124P′和124P″。例如，颜色过滤器材料124B可以在区域150中具有宽度W3，在区域150中颜色过滤器材料124B与像素区域140B重叠，然而在区域142中(在像素区域140的行之间)，颜色过滤器材料124B具有大于宽度W3的宽度W5。

如图11所示，颜色过滤器材料124B的突出部分124P′和124P″每个都可以与颜色过滤器材料的相邻列的颜色过滤器材料重叠。例如，突出部分124P′可以在颜色过滤器材料124B的一侧与相邻列的绿色过滤器材料124G重叠，而突出部分124P″可以在颜色过滤器材料124B的相对侧与相邻列的红色过滤器材料124R重叠。

通过将蓝色过滤器材料用作平坦化层，而不是将第四透明材料用作平坦化层，可以减少平坦化层相对于颜色过滤器基板的表面的高度，从而最小化可能由厚的平坦化层引起的显示器颜色褪色。

图12是具有图10和图11中所示类型的柱间隔体布置的颜色过滤器阵列122的部分的透视图。如图12所示，不透明掩膜材料126可以具有开口阵列，每个开口对应于相应像素区域140，其中光被透射穿过该像素区域。在穿过像素区域140离开显示器之前，光可以在Z方向上行进穿过颜色过滤器元件124R、124G以及124B中的相应颜色过滤器元件。

在像素区域140的行之间的区域142中，不透明掩膜材料126的线可以用于隐藏薄膜晶体管层58(图8)上的控制线和薄膜晶体管电路系统使其不被观察到。因为光未被透射穿过区域142中的不透明掩膜材料，因此区域142提供在其上形成柱间隔体102的可接受的位置。

为了在区域142中提供用于柱间隔体102的平坦表面，而不需要厚的外覆层(例如，不需要图8中的外覆层128过于厚)，蓝色过滤器材料124B可以具有突出部分124P，该突出部分延伸到相邻颜色过滤器上并且形成扁平表面，在该扁平表面上可以形成柱间隔体102(例如，平行于或者基本平行于图8中的颜色过滤器基板120的表面的表面)。

如图12所示，柱间隔体102可形成在与两个颜色过滤器元件之间的边界或者界面重叠的位置中(例如，柱间隔体102可以具有与第一颜色过滤器元件重叠的一个部分和与第二颜色过滤器元件重叠的第二部分)。在两个相邻颜色过滤器元件之间的边界之上形成柱间隔体102可以保证，蓝色过滤器材料的加宽部分不与光透射区域140重叠。

图13是在颜色过滤器层上形成颜色过滤器阵列和柱间隔体阵列中涉及的说明性步骤的流程图。

在步骤200处，不透明掩膜材料的层可以被沉积在诸如图8中的颜色过滤器基板120这样的颜色过滤器基板上并且在该颜色过滤器基板上被图案化。这可以包括例如使用光刻制造技术形成具有开口的交叉不透明线的网格，显示器光可以穿过该开口离开显示器14。交叉线网格可以例如由黑色光阻剂材料形成并且有时可以称为黑矩阵。

在步骤202处，红色过滤器材料的层可以沉积在颜色过滤器基板上并且在其上被图案化。这可以包括在黑矩阵之上沉积红色光阻剂的层并且随后使用光刻技术将红色光阻剂的层图案化，以形成红色过滤器元件的阵列。每个红色元件可以覆盖在步骤200中形成的黑矩阵中的开口中的相应开口。

在步骤204处，绿色过滤器材料的层可以沉积在颜色过滤器基板上并且在其上被图案化。这可以包括在黑矩阵和红色过滤器元件之上沉积绿色光阻剂的层。使用光刻技术可以随后将绿色光阻剂的层图案化，以形成绿色过滤器元件的阵列。每个绿色元件可以覆盖在步骤200中形成的黑矩阵中的开口中的相应开口。

在步骤206处，蓝色过滤器材料的层可以沉积在颜色过滤器基板上并且在其上被图案化。这可以包括在黑矩阵、红色过滤器元件以及绿色过滤器元件之上沉积蓝色光阻剂的层。使用光刻技术可以随后将蓝色光阻剂的层图案化，以形成蓝色过滤器元件的阵列。每个蓝色过滤器元件可以覆盖在步骤200中形成的黑矩阵中的开口中的相应开口。在沉积步骤期间，可以沉积蓝色过滤器材料以在红色和绿色过滤器材料的部分之上形成平坦表面。在图案化步骤期间，可以对蓝色过滤器材料的部分进行图案化以在红色、绿色以及蓝色过滤器元件的行之间形成蓝色过滤器材料的单色行。蓝色过滤器材料的行可以例如位于图7中的区域142中。蓝色过滤器材料的行可以形成平坦表面并且可以(如果期望的话)具有变化的宽度(例如，如图9所示)以容纳柱间隔体102。

在步骤208处，柱间隔体102可以沉积在形成于步骤206中的区域142中的蓝色过滤器材料的行上。这可以包括例如使用光刻制造技术形成光阻剂柱状物的阵列。如果期望的话，柱间隔体可以由其它聚合物形成或者可以由非聚合物形成。

如果期望的话，在步骤208中形成光阻剂柱状物之前，可以在红色、绿色以及蓝色过滤器材料之上形成透明外覆层。因为柱间隔体区域142中的颜色过滤器阵列的表面已经在步骤206中被蓝色过滤器材料平坦化，所以透明外覆层的厚度可以被最小化。

图7到图10中的示例仅是说明性的，其中蓝色过滤器材料用于平坦化颜色过滤器阵列122的表面。如果期望的话，任何其它合适的颜色过滤器材料可以用于平坦化区域142中的颜色过滤器阵列122的表面。例如，红色过滤器材料124R可以用于形成红色过滤器元件并且可以沉积在绿色和蓝色过滤器材料之上，以形成柱间隔体区域142中的红色过滤器材料的平坦表面。如果期望的话，绿色过滤器材料可以用于形成绿色过滤器元件并且可以沉积在红色和蓝色过滤器材料之上，以形成柱间隔体区域142中的绿色过滤器材料的平坦表面。

根据实施例，一种显示器被提供为包括：颜色过滤器基板：形成在颜色过滤器基板上的颜色过滤器阵列，该颜色过滤器阵列包括颜色过滤器元件的行并且颜色过滤器元件的每个行包括红色过滤器元件、绿色过滤器元件以及蓝色过滤器元件；插入在颜色过滤器元件的行之间的蓝色过滤器材料，该蓝色过滤器材料在颜色过滤器元件的行之间形成平坦表面；以及形成在平坦表面上的多个柱间隔体。

根据另一实施例，该显示器包括薄膜晶体管层，该表面晶体管层具有上表面，以及在颜色过滤器阵列和该上表面之间的液晶层，柱间隔体位于该颜色过滤器阵列和该上表面之间。

根据另一实施例，该显示器包括形成在颜色过滤器基板上的不透明掩膜线的网格，该不透明掩膜线的网格包括多个开口，颜色过滤器阵列中的每个颜色过滤器元件与开口中的对应开口重叠。

根据另一实施例，蓝色过滤器材料形成多条蓝色过滤器材料的线，每条蓝色过滤器材料的线被插入在颜色过滤器元件的行的相应对之间，并且柱间隔体沿着每条蓝色过滤器材料的线分布。

根据另一实施例，每条蓝色过滤器材料的线与不透明掩膜线中的对应不透明掩膜线重叠。

根据另一实施例，颜色过滤器阵列中的每个颜色过滤器元件通过边界而与颜色过滤器阵列中的每个相邻颜色过滤器元件分离并且每个柱间隔体被形成在蓝色过滤器材料与边界重叠的部分上。

根据另一实施例，蓝色过滤器材料的与边界重叠的部分具有大于蓝色过滤器材料的不与边界重叠的部分的宽度。

根据另一实施例，多个柱间隔体包括具有第一厚度的主柱间隔体和具有第二厚度的次间隔体柱间隔体，并且第一厚度大于第二厚度。

根据另一实施例，形成平坦表面的蓝色过滤器材料部分地延伸到不同颜色的相邻颜色过滤器材料上并且与该不同颜色的相邻颜色过滤器材料重叠。

根据一个实施例，提供了一种显示器，其包括：颜色过滤器基板；颜色过滤器阵列，形成在颜色过滤器基板上，该颜色过滤器阵列包括光透射区域的行，光穿过该光透射区域离开显示器，其中颜色过滤器材料的行将光透射区域的行彼此分离，并且其中颜色过滤器材料的行对应于单个颜色；以及多个柱间隔体，形成在颜色过滤器材料的行上。

根据另一实施例，颜色过滤器阵列包括红色、绿色以及蓝色过滤器元件并且红色过滤器元件、绿色过滤器元件以及蓝色过滤器元件中的每个过滤器元件与光透射区域中的相应区域重叠。

根据另一实施例，柱间隔体包括光阻剂的柱状物。

根据另一实施例，该显示器包括：薄膜晶体管层；以及在颜色过滤器阵列和薄膜晶体管层之间的液晶材料层，其中柱间隔体位于颜色过滤器阵列和薄膜晶体管层之间。

根据另一实施例，该显示器包括形成在颜色过滤器基板上的黑矩阵，其中黑矩阵包括与颜色过滤器材料的行重叠的不透明掩膜材料的线。

根据另一实施例，颜色过滤器材料的行包括蓝色过滤器材料的行，其中蓝色过滤器材料在光透射区域的相应行之间形成平坦表面，并且柱间隔体形成在平坦表面上。

根据实施例，提供了一种方法，其包括：在颜色过滤器基板上沉积并且图案化红色过滤器材料，以形成红色过滤器元件；在颜色过滤器基板上沉积并且图案化绿色过滤器材料，以形成绿色过滤器元件；以及在颜色过滤器基板上沉积并且图案化蓝色过滤器材料，以形成蓝色过滤器元件，其中沉积并且图案化蓝色过滤器材料包括在红色过滤器元件和绿色过滤器元件之上形成蓝色过滤器材料，以在红色过滤器元件和绿色过滤器元件之上用蓝色过滤器材料形成平坦表面。

根据另一实施例，该方法包括在由蓝色过滤器材料形成的平坦表面上形成多个柱间隔体。

根据另一实施例，形成多个柱间隔体包括形成光阻剂的柱状物。

根据另一实施例，该方法包括在颜色过滤器基板上沉积不透明掩膜材料并且对其进行图案化。

根据另一实施例，该方法包括在红色过滤器元件、绿色过滤器元件以及蓝色过滤器元件之上沉积透明外覆材料。

上文仅用于说明本发明的原理并且本领域技术人员可以做出各种改进，而不背离本发明的范围和精神。

Claims (20)

1.一种显示器，包括：

颜色过滤器基板；

颜色过滤器阵列，被形成在所述颜色过滤器基板上，其中所述颜色过滤器阵列包括颜色过滤器元件的行并且其中颜色过滤器元件的每个行包括红色过滤器元件、绿色过滤器元件以及蓝色过滤器元件；

蓝色过滤器材料，被插入在颜色过滤器元件的所述行之间，其中所述蓝色过滤器材料在颜色过滤器元件的所述行之间形成平坦表面；以及

多个柱间隔体，被形成在所述平坦表面上。

2.根据权利要求1所述的显示器，进一步包括：

具有上表面的薄膜晶体管层；以及

在所述颜色过滤器阵列和所述上表面之间的液晶层，其中所述柱间隔体位于所述颜色过滤器阵列和所述上表面之间。

3.根据权利要求1所述的显示器，进一步包括形成在所述颜色过滤器基板上的不透明掩膜线的网格，其中不透明掩膜线的所述网格包括多个开口，其中所述颜色过滤器阵列中的每个颜色过滤器元件与所述开口中的对应开口重叠。

4.根据权利要求3所述的显示器，其中所述蓝色过滤器材料形成蓝色过滤器材料的多条线，其中蓝色过滤器材料的每条线被插入在颜色过滤器元件的所述行的相应对之间，并且其中所述柱间隔体沿着蓝色过滤器材料的每条线分布。

5.根据权利要求4所述的显示器，其中蓝色过滤器材料的所述每条线与所述不透明掩膜线中的对应不透明掩膜线重叠。

6.根据权利要求4所述的显示器，其中通过边界将所述颜色过滤器阵列中的每个颜色过滤器元件与所述颜色过滤器阵列中的每个相邻颜色过滤器元件分离，并且其中所述柱间隔体中的每一个柱间隔体被形成在所述蓝色过滤器材料的与所述边界重叠的部分上。

7.根据权利要求6所述的显示器，其中所述蓝色过滤器材料的与所述边界重叠的所述部分具有大于所述蓝色过滤器材料的不与所述边界重叠的部分的宽度。

8.根据权利要求1所述的显示器，其中所述多个柱间隔体包括具有第一厚度的主柱间隔体和具有第二厚度的次间隔柱间隔体，并且其中所述第一厚度大于所述第二厚度。

9.根据权利要求1所述的显示器，其中形成所述平坦表面的所述蓝色过滤器材料部分地延伸到不同颜色的相邻颜色过滤器材料上并且与所述不同颜色的相邻颜色过滤器材料重叠。

10.一种显示器，包括：

颜色过滤器基板；

颜色过滤器阵列，被形成在所述颜色过滤器基板上，其中所述颜色过滤器阵列包括光透射区域的行，通过所述光透射区域光离开所述显示器，其中通过颜色过滤器材料的行将光透射区域的所述行彼此分离，并且其中颜色过滤器材料的所述行对应于单个颜色；以及

多个柱间隔体，被形成在颜色过滤器材料的所述行上。

11.根据权利要求10所述的显示器，其中所述颜色过滤器阵列包括红色过滤器元件、绿色过滤器元件以及蓝色过滤器元件，并且其中所述红色过滤器元件、所述绿色过滤器元件以及所述蓝色过滤器元件中的每个过滤器元件与所述光透射区域中的相应光透射区域重叠。

12.根据权利要求10所述的显示器，其中所述柱间隔体包括光阻剂的柱状物。

13.根据权利要求10所述的显示器，进一步包括：

薄膜晶体管层；以及

液晶材料层，所述液晶材料层在所述颜色过滤器阵列和所述薄膜晶体管层之间，其中所述柱间隔体位于所述颜色过滤器阵列和所述薄膜晶体管层之间。

14.根据权利要求10所述的显示器，进一步包括形成在所述颜色过滤器基板上的黑矩阵，其中所述黑矩阵包括与颜色过滤器材料的所述行重叠的不透明掩膜材料线。

15.根据权利要求14所述的显示器，其中颜色过滤器材料的所述行包括蓝色过滤器材料的行，其中所述蓝色过滤器材料在光透射区域的相应行之间形成平坦表面，并且其中所述柱间隔体被形成在所述平坦表面上。

16.一种方法，包括：

在颜色过滤器基板上沉积并且图案化红色过滤器材料，以形成红色过滤器元件；

在所述颜色过滤器基板上沉积并且图案化绿色过滤器材料，以形成绿色过滤器元件；以及

在所述颜色过滤器基板上沉积并且图案化蓝色过滤器材料，以形成蓝色过滤器元件，其中沉积并且图案化所述蓝色过滤器材料包括在所述红色过滤器元件和所述绿色过滤器元件之上形成所述蓝色过滤器材料，以在所述红色过滤器元件和所述绿色过滤器元件之上用所述蓝色过滤器材料形成平坦表面。

17.根据权利要求16所述的方法，进一步包括：

在由所述蓝色过滤器材料形成的所述平坦表面上形成多个柱间隔体。

18.根据权利要求17所述的方法，其中形成所述多个柱间隔体包括形成光阻剂的柱状物。

19.根据权利要求17所述的方法，进一步包括：

在所述颜色过滤器基板上沉积并且图案化不透明掩膜材料。

20.根据权利要求17所述的方法，进一步包括：

在所述红色过滤器元件、所述绿色过滤器元件以及所述蓝色过滤器元件之上沉积透明涂覆材料。