專利名稱：帶有設置了對位標記的不透光層的液晶顯示板的制作方法
本申請要求2001年10月4日申請的第P2001-061257號韓國專利申請的權益，該申請在本申請中以引用的形式加以結合。
通常，液晶顯示(LCD)裝置具有上基板和下基板，兩個基板彼此相隔一定間隙并且彼此相互面對。在上基板和下基板之間置入液晶。通過每個基板的電極向液晶施加電壓，由此使液晶分子的取向按照所加電壓而改變，從而顯示圖像。如上所述，由于液晶顯示裝置并不發光，所以需要通過光源來顯示圖像。因此，液晶顯示裝置帶有設在液晶板后面作為光源的背照明器。根據液晶分子的取向控制從背照明器入射的光量便可以顯示圖像。
圖1是表示傳統LCD板像素的示意性剖面圖，其中的LCD板用薄膜晶體管作為開關裝置。如圖中所示，LCD板具有下基板10和上基板50，以及設在兩基板之間的液晶(LC)層30。下基板10設有作為開關元件的薄膜晶體管(TFT)“T”，開關元件可以接通或斷開電壓以改變LC分子的取向。薄膜晶體管“T”包括透明基板5上的柵極12，有源層16，第一和第二歐姆接觸層18a和18b，以及源極和漏極20a和20b。把形成在透明基板5上的柵極絕緣層14設置在柵極12和有源層16之間。下基板10包括覆蓋TFT“T”的鈍化層22。下基板10還包括設在鈍化層22上的像素電極26，像素電極用來根據施加到TFT“T”上的信號向整個LC層30提供電場。柵極12和源極20a分別與柵極線和數據線相連，柵極線和數據線彼此垂直交叉并形成像素區，即，顯示區。像素電極26設置在像素區內并通過漏極接觸孔24與漏極20b相連。
上基板50包括透明基板5和多個設在透明基板5上并且面向下基板10用來表現色彩的濾色片54。在透明基板5和濾色片54之間設有黑底層52，黑底層對應于TFT“T”。在濾色片54上形成涂層56，以便通過涂層56來保護濾色片54和使表面變得平整。在涂層56上形成由透明導電材料制成的公用電極58。公用電極58的作用是與像素電極26一起在整個LC層上產生電場。
盡管圖1僅示出了一個TFT“T”，但是下基板10通常包括彼此接觸的多個TFT和多個像素電極。下基板10和上基板50分別通過不同的工序制作，然后彼此裝到一起。如上所述，液晶顯示裝置是光接收型顯示裝置，所以，需要在液晶板后面設置作為光源的背照明器。由背照明器產生的光穿過上、下基板和液晶層。通過液晶分子的取向可改變光路。即，液晶顯示裝置具有設在液晶板后面作為光源使用的背照明器并且根據液晶分子的取向來控制從背照明器入射的光，以便顯示圖像。
此外，在圖1中，黑底層52對應于TFT“T”。黑底層52設置在上基板50的透明基板5的周邊上，而且形成帶有顯示區的矩形形狀。將顯示區分成多個平行的條帶，以便將濾色片54a、54b和54c(如圖4和5所示)固定在每個平行條帶上。上基板50上的黑底層52通常為圍繞所有濾色片的矩形形狀，而且將每個濾色片都分成條形形狀。
在形成上基板50(如圖1所示)時，在透明基板5上形成黑底52，然后，在透明基板5上形成代表紅色(R)54a、綠色(G)54b和藍色(B)54c的濾色片54，濾色片54覆蓋黑底52。濾色片54例如以紅(R)54a、綠(G)54b和藍(B)54c的順序重復設置，而且每個紅、綠和藍濾色片對應于下基板10上的一個像素電極26。因此通過將R、G和B濾色片54a、54b和54c相結合，便形成了全色圖像。換句話說，每個R、G和B濾色片54a、54b和54c對應于位于像素區內的每個像素電極26，而且通過穿過這些R、G和B濾色片的光顯示各種色彩。
如上所述，液晶顯示裝置是光接收型顯示裝置，因此需要用背照明裝置來顯示圖像。即，液晶顯示(LCD)板利用從位于LCD板后面的背照明裝置發射的光傳輸圖像數據。然而，從背照明裝置發射的光在通過下基板10、液晶層30和上基板50時幾乎全部被LCD板吸收。因此，從背照明裝置產生的入射光中只有3-8％可以用于LCD裝置。結果，LCD裝置提供的是效率很低的光調制。
針對光效率低的結果，已經進行了各種努力來提高液晶顯示裝置的光效率。一種努力是把分割條形濾色片的條形黑底變成島形黑底，由此提高LCD板的孔徑比。另一種努力是在LCD板上重組和重構黑底以獲得較高的孔徑比。作為實例，在圖2和圖3中示出了具有高孔徑比黑底結構的LCD板。與圖1中的LCD板相比，圖2和圖3所示LCD板的特別之處是在下基板上設置了濾色片和黑底。
在圖2中，具有高孔徑比的LCD板包括下基板10，上基板50和設在兩基板之間的液晶層30。在下基板10上，在透明基板5上形成島形黑底52，在透明基板5上還形成濾色片54，該濾色片覆蓋黑底52。在濾色片54上設置涂層56以保護和平整濾色片54的表面。與圖1中的LCD板相反，圖2中的下基板10包括島形黑底52，濾色片54，和涂層56。此外，與島形黑底52對應的薄膜晶體管(TFT)“T”形成在涂層56上。因此，在上基板50上不存在黑底和濾色片。而且，公用電極58只設在上基板50的透明基板5上。然而，可以在上基板50上以這種形式形成附加的黑底。
在圖3中，在下基板10的透明基板5上形成薄膜晶體管(TFT)“T”。鈍化層22覆蓋TFT“T”以起保護作用。島形黑底52形成在鈍化層22上，其位置對應于TFT“T”。濾色片54形成在鈍化層22上并覆蓋黑底52。在濾色片54上形成涂層56以保護濾色片54和使下基板的表面平整。在涂層56上形成像素電極26，所述像素電極通過漏極接觸孔24與TFT“T”的漏極20b相接觸。
在圖2和圖3所示的LCD板中，黑底52為島形并且對應于TFT“T”。由于黑底52和濾色片54都形成在下基板10上而且黑底52非常靠近TFT“T”，所以可以使黑底52的尺寸非常小。即，圖2和圖3的黑底52并沒有覆蓋TFT的整個面積。
實際上，很明顯，黑底52蓋住源極20a和漏極20b之間有源層16的有源溝槽。然而，如圖1所示，盡管不需要完全蓋住TFT，但是形成在上基板上的黑底具有能蓋住整個TFT的較大尺寸。因此，圖1的黑底降低了LCD板的孔徑比。
圖2和圖3中所示具有高孔徑比的LCD板的黑底形成在靠近下基板上的TFT處。因此，黑底可以精確地蓋住TFT，特別是有源層的溝槽區。結果，如圖1所示，黑底并不需要蓋住TFT的整個區域。而圖2和圖3中所示黑底的尺寸則明顯蓋住源極和柵極之間有源層的溝槽區。
圖4是表示濾色片和黑底的結構及構成的局部剖面圖。
在圖4中，通過僅示出透明基板5、黑底52和濾色片54而簡化了具有高孔徑率的LCD板。如圖2中所示，黑底52和濾色片54可以直接形成在透明基板5上。此外，如圖3所示，濾色片54和黑底52可以形成在TFT上，TFT設置在透明基板5和濾色片54之間的區域“K”中。
圖5是表示形成在透明基板5上以增加孔徑比的濾色片54和黑底52的平面圖。在圖5中，矩形黑底52a圍繞著包含紅色(R)54a、綠色(G)54b和藍色(B)54c的濾色片54。多個島形黑底52b(如圖6A所示)形成在條形濾色片54內。設有矩形黑底52a的區域是非顯示區，因而，例如，當將LCD板裝到便攜式計算機上時，該區將最終被外殼蓋住。設有濾色片的區域是顯示區。因此，TFT、像素電極、和島形黑底都設置在顯示區內。
圖6A是圖5中區域“A”的放大平面圖，其表示多個黑底。如圖2和圖3所示，在下基板上b形成多個島形黑底52以增加孔徑比。每個島形黑底52b對應于每個TFT以防止有源溝槽受到光照。此外，作為對條形黑底的改進，也可以在圖1的上基板上形成島形黑底52b以增加孔徑比。
圖6B也是圖5中區域“A”的放大平面圖，其表示的是當黑底的布置發生變化時的情形。盡管圖6B中示出的不是島形黑底，但是，這些黑底設置在條形濾色片54上并對應于TFT。矩形黑底52a稱作外側黑底，島形黑底52b稱作內側黑底。
在形成濾色片54和黑底52的過程中，首先形成黑底52，然后在內側黑底上形成代表紅色54a、綠色54b和藍色54c的濾色片54。因此，如圖2和圖3所示，濾色片54蓋住內側黑底。結果，由于黑底尺寸小而提高了光效率。
然而，在將濾色片與相應的內側黑底和像素電極對位時會出現問題。眾所周知，將每個R、G和B濾色片與每個內側黑底和像素電極精確對位是很重要的。如果出現濾色片未對準的情況，LCD裝置就不能顯示清晰的圖像。特別是，由于LCD裝置具有矩形外側黑底和多個島形內側黑底，所以要將濾色片與預設位置對準會更加困難。
此外，由于當形成濾色片54時，每個濾色片54a、54b和54c應覆蓋所有島形內側黑底52b，所以，內側黑底52b不能起到對位標記的作用。因此需要設置將濾色片對準的對位標記。此外，當黑底52占據透明基板的一個小區域時，將濾色片54對準將變得極困難。因此，會頻繁發生未將R、G和B濾色片54a、54b和54c對準的情況。
本發明的另一個目的是提供一種具有不透光層的液晶顯示板，所述不透光層上設有便于紅、綠和藍色濾色片與預期位置對準的對位標記。
本發明的其它特征和優點將在下面的說明中給出，其中一部分特征和優點可以從說明中明顯得出或是通過本發明的實踐而得到。通過在文字說明部分、權利要求書以及附圖中特別指出的結構，可以實現和獲得本發明的目的和其它優點。
為了得到這些和其它優點并根據本發明的目的，作為概括性的和廣義的描述，本發明所述液晶顯示板包括設在基板上的不透光層，至少處于基板第一和第二角區附近的多個對位標記，第一和第二角區沿對角線方向彼此對立，和設在不透光層上的多個濾色片。
根據本發明的原理，用相同材料和在同一時刻形成對位標記和黑底。黑底包括矩形黑底和多個島形黑底。矩形黑底包圍設有濾色片和多個島形黑底的顯示區。對位標記設置在矩形黑底的角區附近，而且將每個對位標記設置在矩形黑底角區的濾色片之間。對位標記可以位于矩形黑底的內側或外側。
對位標記平行于或/和垂直于濾色片之間的邊界。
上述基板進一步包括設在顯示區周邊的虛圖形。在這種情況下，將每個對位標記設置在矩形黑底角區的虛圖形之間。此外對位標記平行于和/或垂直于濾色片和虛圖形之間的邊界。
按照本發明的另一方面，所提供的液晶顯示裝置包括彼此相互面對的第一和第二基板，在第一基板上形成的多個薄膜晶體管，在第二基板上形成的不透光層，在第二基板上形成的多個島形黑底，在第二基板的至少第一和第二角區附近設置的多個對位標記，其中第一和第二角區沿對角線方向相互對立，和在包含不透光層和島形黑底的第二基板上形成的多個濾色片層。
很顯然，上面的一般性描述和下面的詳細說明都是示例性和解釋性的，其意在對本發明的權利要求作進一步解釋。
附圖中圖1是表示用薄膜晶體管作為開關裝置的傳統LCD板像素的示意性剖面圖；圖2是表示用薄膜晶體管作為開關裝置的另一個傳統LCD板像素的示意性剖面圖；圖3是表示用薄膜晶體管作為開關裝置的另一個傳統LCD板像素的示意性剖面圖；圖4是表示傳統LCD板的濾色片和黑底的局部示意性剖面圖；圖5是表示在透明基板上形成濾色片和黑底以便增加傳統LCD板的孔徑比的平面圖；圖6A是圖5中區域“A”的放大平面圖，其表示黑底占據了透明基板的很大面積；
圖6B是圖5中區域“A”的放大平面圖，其表示黑底占據了透明基板的較小面積；圖7是表示按照本發明所述在透明基板上形成的濾色片和黑底的平面圖；和圖8A-8C以及圖9A-9C是圖7中區域“C”的放大平面圖，其表示的是黑底和對位標記。
在本發明中，與黑底一起形成多個對位標記以便沒有誤差地將濾色片精確地布置到預期位置上。利用對位標記可以實現高孔徑比。
圖7是表示按照本發明所述形成在透明基板上的濾色片和黑底的平面圖。
在圖7中，將矩形外側黑底152a(也稱作不透光層)設置在透明基板105的周邊。不透光層的作用是增加被濾光層吸收的光。將多個紅154a、綠154b和藍154c色濾色片設置在不透明層152a的內側。濾色片所處的區域是顯示區。在形成黑底和濾色片時，在基板上形成黑底，然后將濾色片形成在黑底上，因此，黑底通常設置在透明基板和濾色片之間。
如圖8A-8C所示，多個對位標記200和黑底同時形成。對位標記可以設在圖7中的角區“B”、“C”、“D”和“E”處。由于對位標記200與黑底一起形成，所以可以用與黑底相同的材料形成對位標記200。此外，對位標記200可以設在區域“B”、“C”、“D”和“E”中的至少一個區域上。在本發明中，在基板對角線上的至少兩個角區附近形成對位標記200。
圖8A-8C是圖7中區域“C”的放大平面圖，其表示按照本發明所述的黑底和對位標記。如圖8A-8C所示，黑底包括圍繞濾色片154的不透光層152a和多個位于不透光層152邊界內的內側黑底152b。
在圖8A中，將第一對位標記200a設置在濾色片154a和154b之間，而將第二對位標記200b設置在濾色片154b和154c之間。如上所述，對位標記200和黑底152可以同時形成。因此，可以用與黑底152同樣的材料制作對位標記200。在形成對位標記200時，應最大限度地減小對位標記200的尺寸，這樣將不會降低LCD板的孔徑比。盡管圖8A示出的是將對位標記200設置在不透光層152a的內側，但是也可以將對位標記200設在不透光層152a的外側。
如圖8B所示，LCD板可以設置處于不透光層152內側的虛圖形300。虛圖形300具有與濾色片154相同的條形形狀。在形成虛圖形300時，每個對位標記200a或200b可以形成在虛圖形之間。
在圖8C中，對位標記200形成在不透光層152a外側與虛圖形300對應的位置上。每個對位標記200對應于虛圖形300之間的邊界或虛圖形300和濾色片154之間的邊界。
圖9A-9C是圖7中區域“C”的放大平面圖，其表示按照本發明所述的黑底和對位標記。與圖8A-8C相類似，在圖9A-9C中，不透光層152a圍繞濾色片154。此外，將多個內側黑底設置在濾色片154上。而且，在另一基板上形成多個內側黑底。
當黑底占據透明基板105的較小面積時，可將對位標記200設置成彼此垂直。第一和第二對位標記200a和200b垂直于濾色片154a和154b之間的邊界。此外，將第三和第四對位標記200c和200d分別設置在濾色片154a和154b之間以及濾色片154b和154c之間。因此，第一和第二對位標記200a和200b垂直于第三和第四對位標記200c和200d。在形成對位標記200時，應最大限度地減小對位標記200的尺寸，以便不降低LCD板的孔徑比。由于第一到第四對位標記200a-200d與黑底152一起形成，所以可以用與黑底152同樣的材料制作對位標記。
圖9B表示在LCD板上形成虛圖形300的情形。將虛圖形300設置在不透光層152a的內側，使該圖形具有與濾色片154相同的條形形狀。在形成虛圖形300時，第三和第四對位標記200c和200d形成在虛圖形300之間，而第一和第二對位標記200a和200b形成垂直于第三和第四對位標記200c和200d的狀態。
在圖9B中，對位標記200可以形成在不透光層152a的內側。而且，對位標記也可以形成在不透光層152a的外側。如圖9C中所示，對位標記200e形成在不透光層152a外側對應于虛圖形300的位置上。每個對位標記200e對應于虛圖形之間的邊界或虛圖形300和濾色片154a之間的邊界。
當對位標記形成彼此垂直的狀態時，能容易地將濾色片與預期位置對準。特別是，當黑底占據透明基板105的較小面積時，能更加準確地將濾色片與垂直形成的對位標記對準。
按照本發明，與黑底一起形成的對位標記可以避免濾色片出現未對準情況。此外，由于對位標記形成在虛圖形區或/和不透光層外側，所以不會降低LCD板的孔徑比。
對于熟悉本領域的技術人員來說，很顯然，在不脫離本發明構思或范圍的情況下，可以對本發明所述帶有設置了對位標記的不透光層的液晶顯示板做出各種改進和變型。因此，本發明意在覆蓋那些落入所附權利要求及其等同物范圍內的改進和變型。
權利要求
1.一種液晶顯示板，包括設在基板上的不透光層；至少處于基板第一和第二角區附近的多個對位標記，第一和第二角區沿對角線方向彼此對立；和設在不透光層上的多個濾色片層。
2.根據權利要求1所述的顯示板，進一步包括設在基板上的多個島形黑底。
3.根據權利要求1所述的顯示板，其中用與不透光層相同的材料制作對位標記。
4.根據權利要求2所述的顯示板，其中對位標記、不透光層和黑底是同時形成的。
5.根據權利要求1所述的顯示板，其中不透光層包圍濾色片層。
6.根據權利要求1所述的顯示板，在不透光層的一個角區附近設置至少兩個對位標記。
7.根據權利要求1所述的顯示板，其中將每個對位標記設置在不透光層角區附近的濾色片層之間。
8.根據權利要求1所述的顯示板，其中將對位標記設置在不透光層的內側。
9.根據權利要求1所述的顯示板，其中將對位標記設置在不透光層的外側。
10.根據權利要求1所述的顯示板，其中對位標記平行于濾色片層之間的邊界。
11.根據權利要求1所述的顯示板，其中對位標記垂直于濾色片層之間的邊界。
12.根據權利要求1所述的顯示板，進一步包括設在不透光層內側的多個虛圖形。
13.根據權利要求12所述的顯示板，其中將每個對位標記設置在不透光層角區附近的虛圖形之間。
14.根據權利要求13所述的顯示板，其中對位標記平行于濾色片層和虛圖形之間的邊界。
15.根據權利要求13所述的顯示板，其中對位標記垂直于濾色片層和虛圖形之間的邊界。
16.根據權利要求13所述的顯示板，其中使一些對位標記平行于濾色片層和虛圖形之間的邊界，而使另一些對位標記垂直于濾色片層和虛圖形之間的邊界。
17.一種液晶顯示裝置，包括彼此相互面對的第一和第二基板；在第一基板上形成的多個薄膜晶體管；在第二基板上形成的不透光層；在第二基板上形成的多個島形黑底；在第二基板的至少第一和第二角區附近設置的多個對位標記，其中第一和第二角區沿對角線方向相互對立，和在包含不透光層和島形黑底的第二基板上形成的多個濾色片層。
全文摘要
本發明公開了一種帶有設置了對位標記的不透光層的液晶顯示板。所述顯示板包括設在基板上的不透光層，至少處于基板第一和第二角區附近的多個對位標記，第一和第二角區沿對角線方向彼此對立，和設在不透光層上的多個濾色片。
文檔編號G02B5/20GK1412611SQ02126208
公開日2003年4月23日 申請日期2002年7月15日 優先權日2001年10月4日
發明者張允瓊, 樸承烈 申請人:Lg.菲利浦Lcd株式會社