[发明专利]液晶显示设备及其制造方法

说明书

本申请为2005年2月28日提交的、申请号为200510052809.X的、发明名称为“液晶显示设备及其制造方法”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及包括有彼此相对布置的两个衬底的液晶显示设备，其中一个衬底设计为在其上没有电极。

背景技术

包括有薄膜晶体管(TFT)以作为开关来打开/关闭像素的有源矩阵型液晶显示设备能够提供高质量图像，因此被用在诸如台式计算机的监视器等许多产品中。

一般地，液晶显示设备工作于下述模式：扭曲向列模式，其中具有扭曲初始定向的液晶分子垂直于透明衬底旋转；VA模式，其中液晶分子具有垂直于衬底布置的初始定向；或平面内切换(IPS)模式，其中液晶分子平行于透明衬底旋转。

在平面内切换(IPS)模式液晶显示设备中，其上制造有薄膜晶体管的透明衬底被设计成包括有像素电极和共用电极，它们交替布置并且具有相互平行布置的梳齿。通过对像素和共用电极施加电压，生成了平行于衬底的电场。这样生成的电场改变液晶分子的对齐方向，从而控制透光率，也就是驱动平行于衬底的平面中的液晶。因此，因为液晶分子在平行于衬底的平面内旋转，所以平面内切换(IPS)模式液晶显示设备的优势是，在广视角范围内图像具有小的对比度退化和小的彩色变化。

图1A为现有的IPS液晶显示设备的平面图，并且图1B为沿着图1A中的线1B-1B的截面图。下面参考图1A和1B来讲述现有的IPS液晶显示设备的结构。

如图1B所示，IPS液晶显示设备的组成包括有源器件衬底100，其上制造有薄膜晶体管(TFT)5；相对衬底110，其上制造有彩色滤光器；以及液晶层10，其夹在衬底100和110之间。

有源器件衬底100包括第一透明衬底1、共用电极3、中间层绝缘膜4、数据线6、像素电极7、钝化膜8、对齐膜9和偏振板16a。

在第一透明衬底1上形成有扫描线2和数据线(信号线)6，它们相互垂直延伸。薄膜晶体管5以矩阵方式布置在扫描线2和数据线6的交叉处。在每一个像素中，像素电极7和共用电极3交替地相互平行布置。

共用电极3通过中间层绝缘膜4与像素电极7和数据线6电气绝缘。钝化膜8覆盖着像素电极7和数据线6。

相对衬底110包括第二透明衬底11、用于屏蔽额外光的黑色矩阵层12、用于显示具有红(R)、绿(G)和蓝(B)色的图像的彩色层13、覆盖层14、对齐膜9、导电层15和偏振板16b。

具体地说，在第二透明衬底11上形成了黑色矩阵层12、部分地覆盖黑色矩阵层12的彩色层13以及整个覆盖黑色矩阵层12和彩色层13的覆盖层14。

第一和第二透明衬底1和11在其表面覆盖有对齐膜9。液晶层10中的液晶分子与像素电极7的纵向成一定角度同质对齐。第一透明衬底1被偏振板16a所覆盖，并且第二透明衬底11被偏振板16b所覆盖，二者之间夹着导电层15。偏振板16a和16b具有相互垂直延伸的偏振轴，并且其中一个偏振轴被设计成与液晶层10中液晶分子的对齐方向平行延伸。

在上述IPS液晶显示设备中，电压通过薄膜晶体管5被应用到像素电极7，从而对像素电极7和共用电极3施加水平电场。结果，液晶层10中的液晶分子在平行于透明衬底1和11的平面中发生扭曲，从而实现对图像显示的控制。

液晶显示设备以前主要被用作笔记本型或台式机型个人电脑的监视器，但目前已经用在诸如电视机和多媒体等各种领域中。随着液晶显示设备使用范围的扩大，需要液晶显示设备具有增强的视角特性和匹配宽色度区域的能力。

对于诸如监视器等在电视领域中使用的设备，还有用于传输图像信号的标准化系统。作为典型制式，美国和日本采用国家电视系统委员会(NTSC，National Television System Committee)制式，而欧洲采用欧洲广播联盟(EBU，European Broadcasting Union)制式。为了将液晶显示设备应用于电视，有必要制造满足上述制式之一的液晶显示设备。

现有制造的液晶显示设备满足NTSC制式，其色度区域为大约60％。为了使液晶显示设备满足其色度区域比NTSC宽的EBU制式，具体地说，约为70％或更大，则液晶显示设备必须提高组成液晶显示设备的部件，具体地说，就是彩色滤光器的光学特性。为此，有必要使液晶显示设备中包括有具有优化布置的色素的彩色滤光器。

已知扭曲向列型液晶显示设备在显示图像时存在由组成液晶显示设备的部件的光学特性或液晶性能所引起的缺陷问题。例如，由于这种缺陷是由彩色滤光器所引起，因此叫做“白色非均一性”缺陷。