CN1892379A

CN1892379A - 液晶显示器件

Info

Publication number: CN1892379A
Application number: CNA2006100806969A
Authority: CN
Inventors: 李载钧
Original assignee: LG Philips LCD Co Ltd
Current assignee: LG Display Co Ltd
Priority date: 2005-06-28
Filing date: 2006-05-29
Publication date: 2007-01-10
Anticipated expiration: 2026-05-29
Also published as: CN100485502C; US20060290860A1; KR20070000626A; KR101127832B1; US7623212B2

Abstract

本发明公开了一种液晶显示(LCD)器件，该液晶显示器件包括突起以及与该突起部分重叠的柱状衬垫料以防止盒间隙缺陷。该LCD器件包括彼此相对的第一基板和第二基板以及彼此交叉以限定单位像素区域的栅线和数据线。此外还包括靠近栅线和数据线交叉部分处形成的薄膜晶体管。第一基板上形成的突起对应于栅线的预定部分。第二基板上形成其预定部分与突起其中之一的一些部分重叠的柱状衬垫料。在第一基板和第二基板之间形成液晶层。

Description

液晶显示器件

本申请要求享有2005年6月28日在韩国递交的韩国专利申请No.P2005-56120的权益，在此将该其全部内容结合进来作为参考。

技术领域

本发明涉及一种显示器件，并尤其涉及一种液晶显示(LCD)器件。尽管本发明适于宽范围的应用，但是其尤其适于防止触摸缺陷。

背景技术

随着信息社会的发展，对于显示器件的需求不断增加。因此，已经研发了多种平板显示器件，诸如液晶显示器(LCD)、等离子体显示板(PDP)、电致发光显示器(ELD)以及真空荧光显示器(VFD)。某些平板显示器已经开始应用于各种设备的显示器中。

在多种平板显示器件中，液晶显示器件由于其外形薄、重量轻以及功耗低而得到了广泛应用。从而LCD器件可能日益替代阴极射线管(CRT)。除了用于诸如笔记本电脑显示器的移动型LCD器件以外，LCD器件已经扩展到计算机显示器和接收并显示广播信号的电视设备上。

尽管LCD技术的各种技术开发在不同领域中都有所应用，但是某种程度上，与LCD器件的其它特征和优点相比，对提高LCD器件图像质量方面的研究相对比较缓慢。为了在不同环境中将LCD器件用作通用显示器，需要获得高质量的图像。希望实现具有大尺寸屏幕的高分辨率和高亮度，同时仍然保持重量轻、外形薄以及功耗低的优点。

通常，现有技术LCD器件包括以预定间隔彼此粘结的第一基板和第二基板，以及形成于第一基板和第二基板之间的液晶层。具体地说，该第一基板包括多条栅线和多条数据线，多个像素电极以及多个薄膜晶体管T。在第一基板上以固定间隔形成多条栅线，并垂直于该多条栅线以固定间隔形成多条数据线。在由彼此交叉的多条栅线和多条数据线限定的像素区域中分别形成以矩阵型结构排列的多个像素电极。靠近栅线和数据线的交叉部分形成多个薄膜晶体管T，并根据栅线上的信号转换该薄膜晶体管以向各像素电极发送数据线上的信号。

第二基板包括用于阻止光进入第一基板像素区域以外区域的黑矩阵、对应于像素区域用于显示各种颜色的R(红)/G(绿)/B(蓝)滤色片层，以及显示图片图像的公共电极。在第一基板和第二基板之间形成液晶层。根据在像素电极和公共电极之间产生的电场驱动该LCD器件。因此，可以根据液晶层的取向来控制穿过液晶层的光量，从而显示图像。这被称为扭曲向列(TN)模式，该模式具有窄视角的缺点。为了克服TN模式LCD器件的缺点，近来已经开始研究了共平面开关(IPS)模式LCD器件。

在IPS模式LCD器件中，在第一基板的像素区域中以预定间隔形成像素电极和公共电极，从而产生IPS模式电场(横向电场)。即，通过横向电场驱动液晶层。在第一基板和第二基板之间形成衬垫料以在第一基板和第二基板之间保持预定的间隙。该衬垫料可以是球形衬垫料或者柱状衬垫料。

球形衬垫料形成为球形，并且散步在第一基板和第二基板之间。即使在粘结该第一基板和第二基板之后，球形衬垫料也会自由移动，并且球形衬垫料与第一基板和第二基板具有较小的接触面积。

同样，在第一基板或者第二基板的阵列工序中形成柱状衬垫料。柱状衬垫料具有固定的柱形形状。因此，与球形衬垫料相比，该柱状衬垫料与第一基板和第二基板具有相对较大的接触面积。

图1所示为现有技术中具有柱状衬垫料的LCD器件的截面图。如图1所示，具有柱状衬垫料的LCD器件设置有彼此相对的第一基板30和第二基板40，在第一基板30和第二基板40之间形成的柱状衬垫料以及形成在第一基板30和第二基板40之间的液晶层(未示出)。

该第一基板30包括彼此交叉以限定各像素区域的多条栅线31和数据线(未示出)。而且，靠近栅线和数据线的交叉区域形成各薄膜晶体管TFT，并且在各像素区域中形成像素电极(未示出)。

第二基板40包括阻止光进入第一基板像素区域P以外区域的黑矩阵层41、对应于像素区域显示各种颜色的R/G/B滤色片层42，以及形成于第二基板整个表面上的公共电极或者涂覆层43。

在对应于栅线31预定部分的第一基板上形成柱状衬垫料20。在包括栅线31的第一基板30的表面上形成栅绝缘层36，并且在栅绝缘层36上形成钝化层37。

图2A所示为产生于具有柱状衬垫料的现有技术LCD器件中的触摸缺陷的平面图。图2B所示为产生于具有柱状衬垫料的现有技术LCD器件中的触摸缺陷的截面图。如图2A和2B所示，如果用手或者手指以预定方向触摸现有技术具有柱状衬垫料的LCD面板10的表面，则会在LCD面板10的表面被触摸部分处形成斑点。这里将该斑点称为触摸缺陷。

在图2B所示的具有柱状衬垫料的LCD器件中，该柱状衬垫料20与上基板2和下基板1接触。柱状衬垫料和基板之间的接触在状衬垫料20和两相对基板1和2之间产生增加的摩擦力。因此，柱状衬垫料之间的液晶分子不会恢复到原始状态，从而在屏幕上产生斑点。而且，在沿图2B所示的预定方向触摸LCD面板10的时候，液晶分子3聚集到触摸部分周围的区域，从而导致接触部分周围的区域突出。在这种情况下，对应于突出部分的盒间隙h1高于剩余部分的盒间隙h2，从而产生漏光。因此，不可能实现均匀的亮度。

在具有柱状衬垫料的LCD器件中，该柱状衬垫料与相对基板具有较大的接触面积，产生很大的摩擦力。如图2B所示，该柱状衬垫料20与第一基板的接触面积较大。因此，在由于触摸而使第一和第二基板移位以后，需要经过较长时间才能返回到相对基板的原始状态，从而产生触摸缺陷。

发明内容

因此，本发明提供一种液晶显示(LCD)器件，其能够基本上避免由现有技术引起的一个或多个问题。

在第一方面，一种液晶显示器件包括第一基板和第二基板。第一基板与第二基板相对。该LCD器件还包括栅线和数据线。栅线与数据线交叉以限定形成于第一基板上的单位像素区域，邻近与栅线和数据线的交叉部分形成薄膜晶体管。在第一基板上对应于栅线至少其中之一的预定部分上形成突起。在第二基板上形成柱状衬垫料，该柱状衬垫料的预定部分与相应突起其中之一的部分重叠。该重叠部分可变。该LCD器件还包括形成于第一基板和第二基板之间的液晶层。

在第二方面，一种液晶显示器件包括第一基板和第二基板。该LCD器件还包括形成于第一基板上彼此交叉以限定单位像素区域的栅线和数据线，邻近栅线和数据线的交叉部分形成的薄膜晶体管，对应于栅线的预定部分形成于第一基板上的多个突起，形成于第二基板上的多个柱状衬垫料，其中各柱状衬垫料的预定部分与各突起的一些部分重叠。并且该重叠部分位置可变，同时在第一基板和第二基板之间形成液晶层。

应当理解的是，上面对本发明的概述和下面的详细解释都是示例性和解释性的，并意欲提供对要求保护的本发明的进一步解释。

附图说明

所包括的用于提供对本发明进一步解释并引入构成本申请一部分的附图说明了本发明的实施方式，并与说明书一起用于说明本发明的原理。在附图中：

图1所示为根据现有技术具有柱状衬垫料的LCD器件的截面图；

图2A所示为产生于现有技术具有柱状衬垫料的LCD器件中的触摸缺陷的平面图；

图2B所示为产生于现有技术具有柱状衬垫料的LCD器件中的触摸缺陷的截面图；

图3所示为具有突起的LCD器件的截面图；

图4所示为图3的柱状衬垫料和相应突起的平面图；

图5所示为根据一实施方式的LCD器件上基板、柱状衬垫料和突起位置的平面图；

图6所示为图5的相邻柱状衬垫料和相应突起的平面图；

图7所示为沿图6中的I-I’线提取的截面图；

图8所示为根据一实施方式的IPS模式LCD器件的平面图；

图9所示为沿图8中的II-II’线提取的截面图。

具体实施方式

下面详细参考本发明的优选实施方式，在附图中示出其实施例。尽可能，在整个附图中对于相同或者相似的部件使用同样附图标记。以下，将参照附图说明根据本发明一实施方式的LCD器件。

图5所示为根据一实施方式的LCD器件的第一基板、上基板、柱状衬垫料和突起位置的平面图。在如图5所示的LCD器件中，在第一基板100上以固定间隔形成多个柱状衬垫料110，并且对应于柱状衬垫料形成多个突起210。各突起210与各柱状衬垫料110局部重叠。而且，以固定间隔形成多个同样尺寸的突起210。进而，对应于线形形成部分而形成各突起210。例如，一部分形成于栅线、数据线或者公共线上。具体地说，在图5所示的实施方式中，沿方向‘A’每隔6个子像素形成一突起210，并且沿方向‘B’每隔两个子像素形成一突起210。

对应于各柱状衬垫料110形成各突起210。当柱状衬垫料110与突起210局部重叠时，该重叠部分在位置上可变。这样，柱状衬垫料110与突起210之间重叠部分的总面积对应于图3和图4中示出的柱状衬垫料与突起之间重叠部分的总面积。

例如，如图5所示，当形成具有相邻四个突起210a-210d的假想菱形形状时，该四个突起具有与柱状衬垫料110a-110d重叠的不同部分。如果第一突起210a位于该假想菱形形状的上部，则第一突起210a的下部与第一柱状衬垫料110a重叠。对于位于该假想菱形形状左侧的第二突起210b的情况，该第二突起210b的右部与第二柱状衬垫料110b重叠。对于位于假想菱形形状下部的第三突起210c的情况，该第三突起210c的上部与第三柱状衬垫料110c重叠。对于位于假想菱形形状右侧的第四突起210d的情况，该第四突起210d的左侧部分与第四柱状衬垫料110d重叠。

在另一实施方式中，第一突起210a的上部与第一柱状衬垫料110a重叠，第二突起210b的左侧部分与第二柱状衬垫料110b重叠，该第三突起210c的下部与第三柱状衬垫料110c重叠，并且第四突起210d的右部与第四柱状衬垫料110d重叠。因此，在两个突起的重叠部分在y轴上处于相对的位置并且两个突起的重叠部分在x轴上处于相对的位置。如图6所示，以下对此将进行详细讨论，突起210a和突起210c在y轴上位于相对位置并且突起210b和210d在x轴上位于相对位置。

第一基板100包括黑矩阵层101、滤色片层102以及涂覆层(未示出)。对应于除像素区域(栅线和数据线)以外的其它部分形成该黑矩阵层101。在包括该黑矩阵层101的第一基板100上形成滤色片层102，并且在黑矩阵层101和滤色片层102上方形成涂覆层(未示出)。在涂覆层上对应于第一基板100的黑矩阵层101上形成柱状衬垫料110。

图6所示为图5所示的相邻衬垫料和相应突起的平面图。图7所示为沿图6中的I-I’线提取的截面图。

参照图6和图7，当对应于相邻的四个柱状衬垫料设置突起时，相对的柱状衬垫料与各突起的相对部分接触。如图6所示，在沿y轴彼此相对设置的第一突起210a和第三突起210c的情况，第一突起210a的下部与第一柱状衬垫料110a的上部重叠，并且第三突起210c的上部与第三柱状衬垫料110c的下部重叠。而且，对于在x轴上彼此相对设置的第二突起210b和第四突起210d的情况，第二突起210b的右部与第二柱状衬垫料110b的左部重叠，并且第四突起210d的左部与第四柱状衬垫料110d的右部重叠。参照图7进一步描述该

实施方式。

图7所示为沿图6中的I-I’线提取的截面图。图中示出在第一基板100和第二基板200之间分别与两个突起210b和210d重叠的两个柱状衬垫料110b和110d。该第二柱状衬垫料110b以宽度‘a’与第二突起210b重叠，并且第四柱状衬垫料110d以宽度‘b’与第四突起210d重叠。图7示出了柱状衬垫料与突起重叠的一个实施方式。在不同实施方式中重叠可以变化。

如图7的实施方式所示，突起210b防止柱状衬垫料110b在x轴上向左移位。同样，突起210d防止柱状衬垫料110d在x轴上向右移位。同样，突起210a防止柱状衬垫料110a在y轴上向上移动并且突起210c防止柱状衬垫料110c在y轴上向下移动。该具有四个柱状衬垫料和相应突起的实施方式防止柱状衬垫料在x轴和y轴上移动，从而减少了触摸缺陷。

在该实施方式中，数值‘a’为柱状衬垫料110b与突起210b之间的接触距离。数值‘b’为柱状衬垫料110d与突起210d之间的接触距离。‘a’和‘b’的数值小于突起210的宽度。也将该突起的宽度称为临界值。由于数值‘a’和‘b’都小于临界值，因此降低了柱状衬垫料与突起之间的摩擦力，从而促使该柱状衬垫料能够容易地返回到其初始位置。

图8所示为根据一实施方式的共平面(“IPS”)模式LCD器件的平面图。图9所示为沿图8中的II-II’线提取的截面图。

如图8和图9所示，LCD器件包括第一基板100、第二基板200、多个突起210和多个柱状衬垫料110。如图9所示，第一基板100与第二基板200相对。而且，在第二基板200的预定部分上形成多个突起210。在第一基板100上形成多个柱状衬垫料110，并且对应于各突起210的各柱状衬垫料110与各突起210部分重叠。

如图8和图9所示，该第二基板200包括具有栅极201a的栅线201、栅绝缘层206、半导体层(未示出)、数据线202、薄膜晶体管TFT、钝化层208、像素电极203以及公共电极207。在包括栅线201的第二基板200的整个表面上形成栅绝缘层206，并且在栅绝缘层206上形成覆盖栅极201a的半导体层(未示出)。在栅绝缘层206上垂直于栅线201形成具有源极202a的数据线202。邻近栅线201和数据线202的交叉部分形成薄膜晶体管TFT。在包括数据线202的第二基板200的表面上形成钝化层208。在钝化层208的像素区域上交替形成像素电极203和公共电极207。公共电极207沿与栅线201相邻的公共线207a延伸。

参照图8，薄膜晶体管TFT包括从栅线201突出的栅极201a、从数据线202突出的‘U’型源极202a、与源极202a相距预定间隔并部分位于源极202a的‘U’型内部的漏极202b，以及形成于栅极201a上部并与源极202a和漏极202b重叠的半导体层。该半导体层可以形成为包括非晶硅层和杂质层的沉积结构，其中在对应于源极202a和漏极202b之间的部分处局部去除半导体层的杂质层。如上所述，可以按照‘U’型或者‘—’型形成源极202a。如果以‘U’型形成源极202a，则可以通过增加沟道面积来改善薄膜晶体管的效率。

如图9所示，根据一实施方式的LCD器件具有对应于栅线201设置于预定部分上的多个突起210。各突起210可以形成为半导体层图案或者源/漏电极层的单层结构或者形成为半导体图案和源/漏电极层的沉积层结构。该半导体层图案204a可以由构图半导体层204时的半导体材料形成(沉积非晶硅层和杂质层)，并且源/漏电极层202c可以由构图数据线202和源/漏电极202a/202b时的金属材料形成。因此，由于突起210由半导体图案204a或者源/漏电极层202c形成，所以该突起210位于栅绝缘层206上方以及钝化层208下方。

参照图8，接触部分205对应于漏极202b和像素电极203之间的接触部分，其中通过去除栅绝缘层206和钝化层208而暴露出漏极202b的预定部分。

参照图9，第一基板100包括黑矩阵层101、滤色片层102和涂敷层103。以掩蔽除该像素区(对应于栅线和数据线)和薄膜晶体管(“TFT”)以外的其它部分的形状形成该黑矩阵层101。在包括该黑矩阵层101的第一基板100上形成滤色片层102，其中该滤色片层对应于像素区域设置。在包括黑矩阵层101和滤色片层102的第一基板100的整个表面上形成涂覆层103。在第一基板100上方形成多个柱状衬垫料110，并且对应于各突起210的各柱状衬垫料110与形成于第二基板200上的突起210部分重叠。

以共平面开关(“IPS”)模式形成图8所示的实施方式。可选择地，柱状衬垫料与突起部分重叠的上述结构可以实施为扭曲向列(“TN”)模式。在TN模式LCD器件中，在位于第二基板的单位像素区域中形成像素电极，并且在第一基板的表面上形成公共电极。但是，TN模式LCD器件结构上类似于IPS模式LCD器件。在TN模式LCD器件中，对应于多个柱状衬垫料110形成多个突起210，并且各突起210与各柱状衬垫料110部分重叠。

参照图3和图4，当突起51与柱状衬垫料50的中央部分重叠时，压力集中于该柱状衬垫料50的中央部分，从而使该柱状衬垫料50发生变形。而且，该突起51具有较小的临界值，约为6微米或者更小，从而很难在构图时均匀地形成该突起。因此，在按压柱状衬垫料时会产生变化。这样，观察者在按压该柱状衬垫料时会感觉到这一变化。

在根据本实施方式的LCD器件中，该突起51的临界值增加到约10微米，并且各突起51与各柱状衬垫料50局部重叠。因此，尽管增加了突起51的尺寸，但是突起51和柱状衬垫料50之间的接触面积类似于通常突起结构的接触面积，从而可以避免触摸缺陷。此外，由于突起51的预定部分与柱状衬垫料50部分重叠，由于力量的分解而降低了施加到该柱状衬垫料50的压力，从而使柱状衬垫料50的变形降低到最小。

在突起51的预定部分与柱状衬垫料50局部重叠的情况下，该突起与柱状衬垫料之间的接触面积类似于突起与柱状衬垫料中央部分重叠情况的接触面积。考虑到粘结余量，突起51与柱状衬垫料50之间的重叠宽度大于该粘结余量。因此，尽管存在未对准情况，但是该突起51还是可以与柱状衬垫料50部分重叠。

在图3和图4所示的结构中，当突起51与柱状衬垫料50的中央部分重叠时该突起可以具有低于6微米的较小尺寸的临界值，从而由于分辨率余量而很难建立均匀的图案。在突起的预定部分与柱状衬垫料部分重叠的结构中(如图5-9所示)，可以以对应于或者大于光学处理分辨率(resolution)的关键值形成该突起。因此，可以在尺寸方面控制该突起的均匀性，从而通过将柱状衬垫料的变形和盒间隙缺陷降低到最小来改善图像质量。

在根据本实施方式的LCD器件中，各突起在尺寸上增加，并且该突起与柱状衬垫料之间的重叠部分均匀，从而将柱状衬垫料的变形和盒间隙缺陷降低到最小。具体地说，该突起的预定部分与柱状衬垫料的预定部分形成部分重叠，从而降低了施加到柱状衬垫料的压力。

如果盒间隙不均匀，尤其是在相邻部分的盒间隙缺陷变大时，图像质量会变差。在根据本实施方式的LCD器件中，由于施加到柱状衬垫料的压力降低而可以使柱状衬垫料的变形降低到最小，从而维持了LCD器件整个面板的均匀盒间隙。

而且，如果由于触摸产生的外部移位力施加到第一基板和第二基板的其中任意之一，则通过柱状衬垫料和突起的构造(conformation)可以抵抗该移动。基于各突起上相应柱状衬垫料的不同边缘处的构造，基板之间不会发生移位，从而防止了触摸缺陷。

显然在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域的普通技术人员可以对本发明做出各种改进和变型。因此，本发明意欲覆盖所有落入所附权利要求书及其等效物的范围之内的改进和变型。

Claims

1、一种液晶显示器件，包括：

第一基板和第二基板，该第一基板与第二基板相对；

形成于第一基板上的栅线和数据线，该栅线与数据线相交叉以限定单位像素区域；

靠近于栅线和数据线的交叉部分形成的薄膜晶体管；

形成于第一基板上的多个突起；

形成于第二基板上的多个柱状衬垫料，其中所述柱状衬垫料至少其中之一具有与相应的所述突起其中之一相接触的部分；以及

形成于第一基板和第二基板之间的液晶层。

2、根据权利要求1所述的液晶显示器件，其特征在于，所述接触部分包括所述柱状衬垫料至少之一与所述相应突起的上表面和侧表面的接触。

3、根据权利要求2所述的液晶显示器件，其特征在于，所述至少一柱状衬垫料设置在相应突起的角落上。

4、根据权利要求1所述的液晶显示器件，其特征在于，两个所述柱状衬垫料与相应突起之间的总接触面积小于所述突起其中之一的上表面面积。

5、根据权利要求1所述的液晶显示器件，其特征在于，所述突起在尺寸上几乎相等。

6、根据权利要求1所述的液晶显示器件，其特征在于，所述柱状衬垫料在尺寸上几乎相等。

7、根据权利要求1所述的液晶显示器件，其特征在于，所述柱状衬垫料中的四个彼此相邻，并且所述四个柱状衬垫料中的每一个与四个相应突起的下、上、左、右部分分别部分重叠。

8、根据权利要求1所述的液晶显示器件，其特征在于，与所述第二基板接触的柱状衬垫料的各相应表面为圆形或者多边形。

9、根据权利要求1所述的液晶显示器件，其特征在于，与所述第一基板接触的所述突起的各相应表面为圆形或者多边形。

10、根据权利要求1所述的液晶显示器件，其特征在于，所述薄膜晶体管包括：

从所述栅线突出的栅极；

从所述数据线突出的源极；

与所述源极位于相同层并与所述源极具有预定间隔的漏极；以及

形成于栅极上方并与所述源极和漏极部分重叠的半导体层。

11、根据权利要求10所述的液晶显示器件，其特征在于，所述突起与所述半导体层形成在相同层中。

12、根据权利要求10所述的液晶显示器件，其特征在于，所述突起与所述源极和漏极形成在相同层中。

13、根据权利要求10所述的液晶显示器件，其特征在于，所述突起包括形成于该突起上方并且与所述半导体层位于相同层中的半导体层图案，以及形成于突起下方并且与所述源极和漏极形成在相同层中的源极/漏极层。

14、一种液晶显示器件，包括：

彼此相对的第一基板和第二基板；

形成于第一基板上彼此交叉以限定单位像素区域的栅线和数据线；

靠近所述栅线和数据线的交叉部分处形成的薄膜晶体管；

对应于所述栅线的预定部分形成于第一基板上的多个突起；

形成于所述第二基板上的多个柱状衬垫料，其中各柱状衬垫料具有与各所述突起的一些部分重叠的预定部分，并且该重叠部分位置可变；以及

在所述第一基板和第二基板之间形成的液晶层。

15、根据权利要求14所述的液晶显示器件，其特征在于，所述多个突起形成为相同的尺寸。

16、根据权利要求14所述的液晶显示器件，其特征在于，所述多个柱状衬垫料形成为相同的尺寸。

17、根据权利要求14所述的液晶显示器件，其特征在于，所述相邻的柱状衬垫料中的四个与相应突起的不同部分分别部分重叠。

18、根据权利要求14所述的液晶显示器件，其特征在于，与所述第二基板接触的所述柱状衬垫料的各相应表面形成为圆形或者多边形的任一形状。

19、根据权利要求14所述的液晶显示器件，其特征在于，与所述第一基板接触的所述突起的各相应表面形成为圆形或者多边形的任一形状。

20、根据权利要求14所述的液晶显示器件，其特征在于，各所述柱状衬垫料伸出所述相应突起的边缘。

21、根据权利要求14所述的液晶显示器件，其特征在于，所述重叠使得各所述柱状衬垫料的侧面与所述相应突起的侧面接触。