具有針對增強的漏光和池化耐性的柱間隔件結構的顯示器的制造方法
【專利說明】具有針對増強的漏光和池化耐性的柱間隔件結構的顯示器
[0001]本專利申請要求2013年4月11日提交的美國專利申請13/861,231的優先權，該專利申請據此全文以引用方式并入本文。
【背景技術】
[0002]本發明整體涉及電子設備，并且更具體地，涉及具有顯示器的電子設備。
[0003]電子設備通常包括顯示器。例如，蜂窩電話和便攜式計算機通常包括用于向用戶呈現信息的顯示器。
[0004]液晶顯示器包含液晶材料層。液晶顯示器中的顯示器像素包含薄膜晶體管和用于向液晶材料施加電場的電極。顯示器像素中的電場強度控制液晶材料的偏振態從而調節顯示器像素的亮度。
[0005]將諸如濾色器層和薄膜晶體管層之類的基底層用于液晶顯示器中。薄膜晶體管層包含用于控制液晶層中的電場的薄膜晶體管陣列。濾色器層包含濾色器元件陣列，該濾色器元件諸如紅色元件、藍色元件和綠色元件。濾色器層向顯示器提供顯示彩色圖像的能力。
[0006]在裝配的顯示器中，液晶材料層夾在薄膜晶體管層和濾色器層之間。聚酰亞胺鈍化層覆蓋濾色器層的內表面和薄膜晶體管層的上表面。柱間隔件陣列形成在濾色器層的內表面上以保持濾色器層和薄膜晶體管層之間的期望間隙。柱間隔件通常由諸如光致抗蝕劑之類的硬質有機材料形成。
[0007]液晶顯示器中通常具有兩種類型的柱間隔件。相對稀疏的一組主柱間隔件在濾色器層和薄膜晶體管層之間延伸。柱間隔件及其相關聯的接合焊盤的厚度確立了濾色器層和薄膜晶體管層之間的間隔量。另一組柱間隔件被稱為子間隔件，其具有僅部分地在濾色器層和薄膜晶體管層之間延伸的結構。子間隔件用于阻止薄膜晶體管層和柱間隔件相互接觸。子間隔件并不完全地在濾色器層和薄膜晶體管層之間延伸以在顯示器的環境溫度下降時適應濾色器層相對于薄膜晶體管層的變形。
[0008]在確定待用于給定顯示器的適當數量的柱間隔件時，需要進行權衡。如果提供過少的主柱間隔件，用于顯示器的支撐件將會不足。這將使得顯示器易受被稱為池化不均的非期望視覺效應影響。如果提供過多的主柱間隔件，顯示器將變得過于堅硬。這將使得顯示器易于在變形時出現應力誘發的雙折射，從而導致非期望漏光效應。利用現有的柱間隔件設計，在池化和漏光之間確定出合意的權衡是富有挑戰性的。顯示器對制造變化通常是很敏感的并且可表現出比預期更多的池化效應和漏光效應。
[0009]因此，將期望能夠提供具有改進的柱間隔件構型的顯示器。
【發明內容】
[0010]—種顯示器可具有帶相反的上表面和下表面的濾色器層以及具有相反的上表面和下表面的薄膜晶體管層。液晶材料層可位于濾色器層的下表面和薄膜晶體管層的上表面之間。
[0011]柱間隔件結構可形成在濾色器層和薄膜晶體管層之間以保持濾色器層和薄膜晶體管層之間的期望間隔。柱間隔件結構可由諸如光致抗蝕劑柱體之類的聚合物結構形成并且可包括諸如金屬焊盤之類的焊盤。金屬焊盤可形成在薄膜晶體管層的上表面或濾色器層的下表面上。光致抗蝕劑柱體可形成在顯示器的表面上，諸如濾色器層的下表面。
[0012]柱間隔件結構可包括主間隔件結構、子間隔件結構和一個或多個不同類型的中間厚度間隔件結構。使用中間厚度間隔件結構可同時改善池化不均性能和漏光性能。
[0013]根據附圖以及以下對優選實施例的詳細描述，本發明的其他特征、本發明的實質以及各種優點將變得更加顯而易見。
【附圖說明】
[0014]圖1為根據本發明的實施例的示例性電子設備諸如具有顯示器的膝上型計算機的透視圖。
[0015]圖2為根據本發明的實施例的示例性電子設備諸如具有顯示器的手持式電子設備的透視圖。
[0016]圖3為根據本發明的實施例的示例性電子設備諸如具有顯示器的平板電腦的透視圖。
[0017]圖4為根據本發明的實施例的示例性電子設備諸如具有顯示結構的計算機顯示器的透視圖。
[0018]圖5為根據本發明的實施例的示例性顯示器的橫截面側視圖。
[0019]圖6為根據本發明的實施例的顯示器的一部分的橫截面側視圖，所述部分具有由薄膜晶體管層上的接合焊盤所支撐的主柱間隔件。
[0020]圖7為根據本發明的實施例的顯示器的一部分的橫截面側視圖，所述部分具有由濾色器層上的焊盤所支撐的主柱間隔件。
[0021]圖8為根據本發明的實施例的顯示器的一部分的橫截面側視圖，所述部分具有在濾色器層上的焊盤和薄膜晶體管層上的焊盤之間延伸的主柱間隔件。
[0022]圖9為根據本發明的實施例的顯示器的一部分的橫截面側視圖，所述部分具有形成在濾色器層上并與薄膜晶體管層分隔開某一間隙的柱間隔件。
[0023]圖10為根據本發明的實施例的具有不同的厚度的柱間隔件結構的示例性顯示器的一部分的橫截面側視圖。
[0024]圖11為根據本發明的實施例繪制出作為主柱間隔件密度的函數的池化性能值和漏光性能值的圖表。
[0025]圖12為根據本發明的實施例的可用于柱間隔件布置方式的例示性柱間隔件特性的表。
[0026]圖13為根據本發明的實施例的顯示器的一部分的橫截面側視圖，所述部分具有使用位于薄膜晶體管層的表面上的不同厚度的焊盤的主柱間隔件結構、子間隔件結構和中間柱間隔件結構。
[0027]圖14為根據本發明的實施例的顯示器的一部分的橫截面側視圖，所述部分具有使用位于薄膜晶體管層的表面上以及位于濾色器層的表面上的不同厚度的焊盤的主柱間隔件結構、子間隔件結構和中間柱間隔件結構。
[0028]圖15為根據本發明的實施例的顯示器的一部分的橫截面側視圖，所述部分具有主柱間隔件結構、子間隔件結構以及具有相應的第一中間柱間隔件厚度和第二中間柱間隔件厚度的兩個不同類型的中間柱間隔件結構。
【具體實施方式】
[0029]電子設備可包括顯示器。該顯示器可用于向用戶顯示圖像。圖1、圖2、圖3和圖4中示出可具有顯示器的例示性電子設備。
[0030]圖1示出了電子設備10如何可具有膝上型計算機的形狀，該膝上型計算機具有上部外殼12A和帶有部件諸如鍵盤16和觸摸板18的下部外殼12B。設備10可具有鉸鏈結構20，該鉸鏈結構允許上部外殼12A相對于下部外殼12B在方向22上圍繞旋轉軸線24旋轉。顯示器14可安裝在上部外殼12A中。上部外殼12A有時可稱為顯示器外殼或蓋，可通過圍繞旋轉軸線24朝向下部外殼12B來旋轉該上部外殼12A而將其放置于閉合位置中。
[0031]圖2示出了電子設備10如何可為手持設備諸如蜂窩電話、音樂播放器、游戲設備、導航單元或其他緊湊型設備。在設備10的該類型的構型中，外殼12可具有相對的前表面和后表面。顯示器14可安裝在外殼12的前面上。如果需要，顯示器14可具有用于部件諸如按鈕26的開口。開口也可在顯示器14中形成以容納揚聲器端口(參見例如圖2的揚聲器端P 28) ο
[0032]圖3示出了電子設備10如何可為平板電腦。在圖3的電子設備10中，外殼12可具有相對的平坦的前表面和后表面。顯示器14可安裝在外殼12的前表面上。如圖3所示，顯示器14可具有開口以容納(例如)按鈕26。
[0033]圖4示出了電子設備10如何可為計算機顯示器或已被集成到計算機顯示器中的計算機。對于此類布置方式，設備10的外殼12可安裝在支撐結構諸如支架27上。顯示器14可安裝在外殼12的前面上。
[0034]圖1、圖2、圖3和圖4所示出的設備10的示例性構型僅為示例性的。一般來講，電子設備10可為膝上型計算機、包含嵌入式計算機的計算機監視器、平板電腦、蜂窩電話、媒體播放器或其他手持式或便攜式電子設備，較小的設備諸如手腕表設備、掛式設備、耳機或聽筒設備或其他可佩戴式或微型設備、電視機、不包含嵌入式計算機的計算機顯示器、游戲設備、導航設備、嵌入式系統諸如其中具有顯示器的電子設備安裝在信息亭或汽車中的系統、實現兩種或更多種這些設備的功能的設備，或其他電子設備。
[0035]設備10的外殼12，其有時被稱為殼體，可由材料諸如塑料、玻璃、陶瓷、碳纖維復合物和其他基于纖維的復合物、金屬(例如，加工的鋁、不銹鋼或其他金屬)、其他材料或這些材料的組合形成。設備10可使用一體式構造形成，其中大多數或所有外殼12由單個結構元件(例如，一塊加工的金屬或一塊模制的塑料)形成，或可由多個外殼結構(例如，已安裝到內部框架元件的外部外殼結構或其他內部外殼結構)形成。
[0036]顯示器14可為包括觸摸傳感器