[发明专利]利用表面等离子体的滤色器、液晶显示设备及其制造方法

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及一种利用表面等离子体的滤色器、液晶显示(LCD)设备及其制造方法，更特别的是，本发明的实施例涉及利用表面等离子体且具有三维(3D)图案结构的滤色器、LCD设备及其制造方法，其中所述三维图案结构具有用于选择性地透射特定波长的光的透射图案。

背景技术

由于对信息显示的关注以及对便携式信息媒介的需求的增大，因此正在积极地进行用于代替现有技术的阴极射线管(CRT)显示装置的平板显示器(FPD)的研究和商业化。这些平板显示器之一的液晶显示(LCD)设备通过利用液晶(LC)的光学各向异性来显示图像。由于LCD设备具有卓越的分辨率、彩色重现特性和画面质量，因此被积极地应用于笔记本电脑、台式显示器等。

LCD设备主要由滤色器基板、阵列基板以及置于该滤色器基板和该阵列基板之间的LC层组成。

通过多个掩模工艺(即光刻工艺)来制造LCD设备。因此，需要一种减少掩模工艺的数量以提高生产率的方法。

在下文中，将参照图1来更为详细地说明现有技术的LCD设备的结构。

图1是示意性地显示出现有技术的LCD的透视图。如图1中所示，LCD设备主要包括滤色器基板5、阵列基板10以及置于滤色器基板5和阵列基板10之间的LC层30。

滤色器基板5由滤色器(C)、黑矩阵6以及透明公共电极8组成，滤色器(C)由多个用于实现红色、绿色和蓝色(RGB)的子滤色器7组成，黑矩阵6用于使这些子滤色器7彼此分开并且遮蔽透过LC层30的光，透明公共电极8用于向LC层30施加电压。

阵列基板10由多条栅线16和数据线17、薄膜晶体管(TFT)以及像素电极18组成，多条栅线16和数据线17沿水平方向和垂直方向排列从而限定多个像素区域(P)，薄膜晶体管(TFT)作为开关器件形成在栅线16和数据线17之间的交叉处，像素电极18形成在像素区域(P)中。

由图像显示区域的外围上形成的密封剂使彼此面对的滤色器基板5和阵列基板10彼此贴合，由此构成LC面板。滤色器基板5和阵列基板10通过在滤色器基板5或阵列基板10处形成的对准标记而彼此贴合。

为了防止或减少在将两个基板彼此贴合时由于对准误差所引起的光泄漏，将黑矩阵的线宽设置成较宽，由此获得对准余量(margin)。这样可能降低LC面板的孔径比。

LCD设备中所用的常规滤色器通过用颜料或染料吸收不需要的颜色的光并且选择性地透射所希望的颜色的光来实现色彩。这可能仅允许源自入射白光的RGB颜色中的一种颜色透射到一个子像素。因此，很难使透射率大于30％。由于LC面板的如此低的透射率，因此增大了背光的功耗。

图2是示意性地显示出当用常规的颜料分散法实现滤色器时LC面板的透射率的视图。参考图2，由于随着从背光入射的光顺序地透过偏振器、TFT阵列、LC和滤色器，入射光的光量减少，因此透射率减小到5％或更小。

在这种情况中，偏振器、TFT阵列和滤色器分别近似地具有～40％、45～55％以及～25％的透射率。

常规的滤色器是利用复杂的工艺来进行制造的，因为该工艺根据每种颜色而重复地进行着色光刻胶涂敷、曝光、显影和硬化工艺。

而且，为了在滤色器基板上制造滤色器，用于滤色器加工的生产线必须与用于TFT加工的生产线分开。这可能增大生产线安装成本。

发明内容

因此，本发明的一个目的在于提供一种能够通过利用表面等离子体而不是利用常规的染料或颜料来提高LC面板的孔径比和透射率的利用表面等离子体的滤色器、液晶显示(LCD)设备及其制造方法。

本发明的另一个目的在于提供一种通过改变透射图案的孔的排列来提高孔径比的利用表面等离子体的滤色器、液晶显示(LCD)设备及其制造方法。

本发明的又一个目的在于提供一种能够通过利用滤色器作为公共电极或背电极或者通过在下阵列基板上形成开关器件来简化工艺，并且能够减少安装成本的液晶显示(LCD)设备。

根据本发明的实施例，一种利用表面等离子体的滤色器包括：金属层；以及在该金属层中形成的透射图案，该透射图案包括多个具有周期的亚波长孔，其中通过利用表面等离子体选择性地透射特定波长的光来输出所希望的颜色的光，并且所述多个亚波长孔排列成三角形点阵，该三角形点阵具有预定数量的与中心孔最相邻的孔。