液晶显示装置及其制造方法.pdf

本发明公开了一种液晶显示装置及其制造方法，该液晶显示装置包括一黑色矩阵，该黑色矩阵上设有多个柱形间隔物，该柱形间隔物分为支撑本柱和辅助柱，该黑色矩阵相对侧设有一绝缘层和一透明电极层，该绝缘层与透明电极层下方设有一第一电极层，该绝缘层形成一接触孔，该透明电极层覆盖该接触孔，该支撑本柱或辅助柱的一端伸入该接触孔内与该透明电极层抵触连接。本发明保持柱形间隔物的总体高度，且通过透明电极层来保护其它电极层。

1、  一种液晶显示装置，其包括一黑色矩阵，该黑色矩阵上设有多个柱形间隔物，该柱形间隔物分为支撑本柱和辅助柱，该黑色矩阵相对侧设有一绝缘层和一透明电极层，该绝缘层与透明电极层下方设有一第一电极层，其特征在于，该绝缘层形成一接触孔，该透明电极层覆盖该接触孔，该支撑本柱或辅助柱的一端伸入该接触孔内与该透明电极层抵触连接。

2、  如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，该辅助柱的高度大于支撑本柱的高度，它们之间的高度之差为绝缘层的厚度与透明电极层的厚度之差。

3、  如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，该辅助柱的高度大于支撑本柱的高度，它们之间的高度之差为透明电极层的厚度。

4、  如权利要求3所述的液晶显示装置，其特征在于，该辅助柱的正下方设有一第二电极层，该透明电极层、第二电极层、绝缘层和第一电极层依次位于支撑本柱的正下方。

5、  如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，该支撑本柱的高度大于辅助柱的高度，它们之间的高度之差为绝缘层的厚度与第一电极层、透明电极层的厚度之差。

6、  如权利要求5所述的液晶显示装置，其特征在于，该绝缘层形成一凹槽，该凹槽的深度与透明电极层的厚度相等。

7、  一种制造如权利要求1所述的液晶显示装置的方法，其特征在于，其包括以下步骤：
S1、提供一阵列基板，通过第一掩模版将第一电极层图案制作于阵列基板之上，在第一电极层之上制作绝缘层；
S2、通过第二掩模版形成一接触孔，该接触孔是将位于柱形间隔物下方的绝缘层刻蚀除去后形成的；
S3、在形成接触孔的上方溅射透明电极层。

8、  如权利要求7所述的制造方法，其特征在于，在形成绝缘层之后，通过另一掩模版将第二电极层图案制作于阵列基板之上。

9、  如权利要求7所述的制造方法，其特征在于，在形成绝缘层之后，刻蚀绝缘层形成一凹槽。

液晶显示装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种液晶显示装置，特别是涉及一种具有支撑本柱和辅助柱的液晶显示装置及其制造方法。
背景技术
传统的CRT显示器依靠阴极射线管发射电子撞击屏幕上的磷光粉来显示图像，但液晶显示的原理则完全不同。通常，液晶显示装置(LCD)具有第一基板(彩膜基板)和第二基板(阵列基板)，彼此有一定间隔和互相正对。形成在两个基板上的多个电极相互正对。液晶夹在第一基板和第二基板之间。电压通过基板上的电极施加到液晶上，然后根据所作用的电压改变液晶分子的排列从而显示图像、因为如上所述液晶显示装置不发射光，它需要光源来显示图像.因此，液晶显示装置具有位于液晶面板后面的背光源。根据液晶分子的排列控制从背光源入射的光量从而显示图像。在两块偏光片之间夹有玻璃基板、彩色滤光片、电极、液晶层和晶体管薄膜，液晶分子是具有折射率及介电常数各向异性的物质。背光源发出的光线经过下偏光片，成为具有一定偏振方向的偏振光。晶体管控制电极之间所加电压，而该电压作用于液晶来控制偏振光的偏振方向，偏振光透过相应的彩膜色层后形成单色偏振光，如果偏振光能够穿透上层偏光片，则显示出相应的颜色；电场强度不同，液晶分子的偏转角度也不同，透过的光强不一样，显示的亮度也不同，通过红绿蓝三种颜色的不同光强的组合来显示五颜六色的图像。
LCD装置包括第一基板和第二基板，以及通过滴下方法而形成于该第一和第二基板之间的液晶层。第一基板包括：多条选通线，这些选通线以固定间隔沿第一方向布置；多条数据线，这些数据线以固定间隔沿垂直于第一方向的第二方向布置；多个像素电极，这些像素电极以矩阵结构布置在由交叉的选通线和数据线所限定的像素区域内：以及多个薄膜晶体管，这些薄膜晶体管能够提供给选通线的数据而将信号从数据线传递给像素电极。第二基板包括：黑矩阵(BM：black matrix)，该黑矩阵防止光从第一基板的除了像素区域外的部分发出；红绿蓝彩膜用于显示彩色光，以及公共电极，用于形成显示所需电场。在相互贴合的玻璃基板之间有保持盒厚的间隔物。
由于球状间隔物采用散布的方法进行填充，整个面内均有形成在像素区域的球状间隔物，由于其表面对液晶有一定的取向诱导作用，这部分液晶取向发生混乱而发生漏光现象，另外在振动过程中，球状间隔物发生移动而导致配向膜划伤，出现像素亮线。为解决上述问题，提出使用制作于其中一块基板上，在固定位置形成的柱形间隔物，由于其位置固定，并且处于非显示区域，因此上述问题得到解决，如图1所示，在彩膜基板1和阵列基板2中设有柱形间隔物5，液晶分子3位于相邻两个柱形间隔物5之间，彩膜基板1和阵列基板2通过封框胶4连接。但是，柱形间隔物存在另外的缺陷：比如间隔物的分布密度过高则容易导致应力集中，在黑画面下出现局部偏亮；过低则容易出现支撑力不够，在温度变化时出现下边黄色姆拉，为解决上述问题，如专利日特开2003-84289、日特开2003-131238、日特开2006-3456所述，将支撑用的柱形间隔物分成支撑本柱和辅助柱，在通常情况下，支撑本柱起支撑作用，保持面内盒厚均一，并且在较高温度时起弹性恢复作用。在相同的恢复作用距离下通过减少支撑柱的密度和接触面积来减少应力，同时为了保证在低温或受挤压的情况下保证液晶面板的正常工作，在盒厚被压缩到一定范围时辅助柱起到支撑作用。通过这种方式解决了如上问题。另外根据专利日特开2003-121859所述，柱的高度与压缩效率成正比关系，尽量将柱的高度变大将有助于增大面板的耐温变范围。
目前关于支撑本柱和辅助柱的做法主要是通过在第一层金属6上制作第二层金属7，在第二层金属7上制作支撑本柱52，在第一层金属6上制作辅助柱51。通过两层金属的高度差来形成支撑本柱52和辅助柱51之间的高度差(也称段差)，如图2a、2b所示，该方法降低了柱的总体高度，对于温变范围来说是不利的。另外是将第一或者第二金属层局部的金属去除，在有金属的地方形成支撑本柱，在去除金属的地方形成辅助柱，如图3所示，该方法仅对于线宽度较宽的设计有效，而且恶化了导线的传输特性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中形成支撑本柱和辅助柱之间的高度之差会降低柱形间隔物的总体高度的缺陷，提供一种液晶显示装置及其制造方法，其保持柱形间隔物的总体高度。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种液晶显示装置，其包括一黑色矩阵，该黑色矩阵上设有多个柱形间隔物，该柱形间隔物分为支撑本柱和辅助柱，该黑色矩阵相对侧设有一绝缘层和一透明电极层，该绝缘层与透明电极层下方设有一第一电极层，其特征在于，该绝缘层形成一接触孔，该透明电极层覆盖该接触孔，该支撑本柱或辅助柱的一端伸入该接触孔内与该透明电极层抵触连接。
优选地，该辅助柱的高度大于支撑本柱的高度，它们之间的高度之差为绝缘层的厚度与透明电极层的厚度之差。
优选地，该辅助柱的高度大于支撑本柱的高度，它们之间的高度之差为透明电极层的厚度。
优选地，该辅助柱的正下方设有一第二电极层，该透明电极层、第二电极层、绝缘层和第一电极层依次位于支撑本柱的正下方。
优选地，该支撑本柱的高度大于辅助柱的高度，它们之间的高度之差为绝缘层的厚度与第一电极层、透明电极层的厚度之差。
优选地，该绝缘层形成一凹槽，该凹槽的深度与透明电极层的厚度相等。
本发明的另一技术方案为：一种液晶显示装置的制造方法，其包括以下步骤：
S1、提供一阵列基板，通过第一掩模版将第一电极层图案制作于阵列基板之上，在第一电极层之上制作绝缘层；
S2、通过第二掩模版形成一接触孔，该接触孔是将位于柱形间隔物下方的绝缘层刻蚀除去后形成的；
S3、在形成接触孔的上方溅射透明电极层。
优选地，在形成绝缘层之后，通过另一掩模版将第二电极层图案制作于阵列基板之上。
优选地，在形成绝缘层之后，刻蚀绝缘层形成一凹槽。
本发明的积极进步效果在于：本发明保持柱形间隔物的总体高度，且通过透明电极层来保护其它电极层。
附图说明
图1为现有技术中一种液晶显示装置的示意图。
图2a和图2b分别为现有技术中支撑本柱和辅助柱的示意图。
图3为去掉金属层后的辅助柱的示意图。
图4a和图4b分别为本发明支撑本柱和辅助柱一实施例的示意图。
图5a和图5b分别为本发明支撑本柱和辅助柱又一实施例的示意图。
图6a和图6b分别为本发明支撑本柱和辅助柱另一实施例的示意图。
具体实施方式
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
实施例1
本实施例为了说明方便，优选了三掩模版工艺，共通电极存储电容结构，将辅助柱放于第一电极层上。
如图4a和4b所示，本发明的液晶显示装置包括一黑色矩阵12以及位于黑色矩阵12上的柱形间隔物，柱形间隔物分为支撑本柱52和辅助柱51，绝缘层8和第一电极层9依次位于支撑本柱52的正下方，也就是黑色矩阵12的相对侧。透明电极层10和第一电极层9依次位于辅助柱51的正下方，绝缘层8上形成一接触孔13，该透明电极层10覆盖该接触孔13，该辅助柱51的一端伸入该接触孔13内与该透明电极层10抵触连接。辅助柱51的高度大于支撑本柱52的高度，它们之间的高度之差为绝缘层8的厚度与透明电极层10的厚度之差。
本发明的液晶显示装置的制造方法包括以下步骤：
S1、提供一阵列基板，通过第一掩模版将第一电极层图案制作于阵列基板之上，所述第一电极层在本实施例中为栅电极层，其材料可以为AlNd、Al、Cu、Mo、MoW和Cr的一种或者为AlNd、Al、Cu、MO、MoW和Cr之一或任意组合所构成的复合。在第一电极层之上制作绝缘层，绝缘层材料可以为二氧化硅(SiO2)、氮化硅材料之一或任意组合所构成的复合。
S2、通过第二掩模版将一接触孔制作于阵列基板之上，接触孔就是将第一电极层相对应的位置上方绝缘层除去后形成的，用于将置于绝缘层下方的电信号引出至最上方，同时，露出第一电极层。
S3、通过第三掩模版，经曝光、刻蚀保留所需部分图案。为防止在工艺过程中被腐蚀，暴露于空气中的第一电极层都会有最上层耐腐蚀强的透明电极层来进行保护。因此，在形成辅助柱的接触孔上溅射透明电极层。
实施例2
如图5a和5b所示，本实施例的液晶显示装置与实施例1基本相同，其主要不同之处在于：辅助柱51设于第二电极层11上，该支撑本柱52的一端伸入该接触孔内与该透明电极层10抵触连接。透明电极层10、第二电极层11、绝缘层8和第一电极层9依次位于支撑本柱52的正下方。第二电极层11、绝缘层8和第一电极层9依次位于辅助柱51的正下方，接触孔位于第二电极层11之上。辅助柱51的高度大于支撑本柱52的高度，它们之间的高度之差为透明电极层10的厚度。
本实施例的液晶显示装置的制造方法与实施例1基本相同，其主要不同之处在于：在形成绝缘层之后，通过第二掩模版将第二电极层图案制作于阵列基板之上。该掩模版可以将曝光级别分成三种，其中第一级曝光用于制作第二电极层图形，第二级曝光用于制作晶体管部分。在制作完成后的第二电极层之上覆盖绝缘层层，该绝缘层材料可以为二氧化硅(SiO2)、氮化硅材料之一或任意组合所构成的复合。接触孔形成于第二电极层之上，在辅接触孔上溅射透明电极层。通过该方式来调节两种柱之间的高度之差。本实施例所述第二电极层为数据导线层，其材料可以为Mo、MoW和Cr的一种或者为任意二种组合所构成的复合。
实施例3
如图6a和6b所示，本实施例的液晶显示装置与实施例1基本相同，其主要不同之处在于：绝缘层8上形成一凹槽14，凹槽14的深度与透明电极层10的厚度相等，凹槽14对应的正下方没有第一电极层9。辅助柱51的正下方设有绝缘层8，支撑本柱52的正下方设有透明电极层10和第一电极层9。支撑本柱52的高度大于辅助柱51的高度，它们之间的高度之差为绝缘层8的厚度与第一电极层11、透明电极层10的厚度之差。
本实施例的液晶显示装置的制造方法与实施例1基本相同，其主要不同之处在于：在形成绝缘层8后，刻蚀绝缘层8形成一凹槽14。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改。因此，本发明的保护范围由所附权利要求书限定。