防止像素區外的區域漏光的cot液晶顯示器及其製造法的製作方法
2023-07-09 21:23:46
專利名稱：防止像素區外的區域漏光的cot液晶顯示器及其製造法的製作方法
技術領域：
本發明涉及液晶顯示器件，更具體地，涉及在緊鄰像素區的外部區域具有黑底的薄膜電晶體上濾色器型液晶顯示器件。
背景技術：
液晶顯示(LCD)器件是利用具有折射各向異性和介電各向異性的液晶分子來顯示圖像的顯示器件。通常，LCD器件包括陣列基板，其中以矩陣形式排列有多個單位像素；濾色器基板，面對陣列基板並以彩色顯示圖像；以及所述陣列基板與所述濾色器基板之間的液晶層。
以高亮度提供鮮明色彩的TN(扭曲向列)型LCD器件近年來得到廣泛使用。TN型LCD器件包括陣列基板，其中以矩陣形式排列有多個單位像素；濾色器基板，具有濾色器層並面對陣列基板；液晶層，其被形成為使得液晶分子在兩個基板之間扭曲。此外，在陣列基板的各像素處形成有作為單位像素的開關器件的薄膜電晶體(TFT)。由此，通常將陣列基板稱作TFT陣列基板。
由於LCD器件自身不能發光，所以LCD器件包括用於從外部提供光的背光組件。通常，在TN型LCD器件中，光從TFT陣列基板下方前進，穿過液晶層和上濾色器層以顯示圖像。從TFT陣列基板下方前進的光中的一部分是不需要的，應當被遮擋。因此，形成黑底來遮擋該不必要的光。
通常，黑底是由濾色器層上的不透明的金屬薄膜或有機膜形成。然而，在濾色器基板上形成黑底的LCD器件的缺點在於，難於精確地將陣列基板和濾色器基板接合在一起。因此，提出了一種TFT上濾色器(COT)型LCD器件。
在COT型LCD器件中，在陣列基板上形成有黑底和濾色器層，使得LCD板形成工藝集中於陣列基板，並且便於在將陣列基板和濾色器基板進行接合過程中使它們之間對齊。
圖1是說明根據現有技術的COT型LCD器件的截面圖。在圖1中，COT型LCD器件包括下基板101上的濾色器層110和黑底111。COT型LCD器件還包括面對下基板101的上基板150，以及下基板101與上基板150之間的液晶層140。下基板101包括相互交叉並限定多個單位像素的選通線(未示出)和數據線108。此外，下基板101包括每個單位像素一側上的TFT、每個單位像素處的濾色器層110以及濾色器層110之間的黑底111。
雖然未示出，但是在下基板101(其為透明玻璃基板)上以矩陣的形式設置有多個TFT。TFT包括用於接收掃描信號的柵極103；形成在柵極103上的柵絕緣層102；有源層104，其為形成在柵絕緣層102上的半導體層；以及歐姆接觸層107，其使有源層104與源極105和漏極106接觸。此外，在TFT上形成有用於保護TFT並使其與外界絕緣的鈍化層109。
在鈍化層109上形成有黑底111。以矩陣形式排列黑底111，以遮擋從選通線(未示出)和數據線108等附近的反斜疇區域(reverse tiltdomain region)洩露出並穿過該區域的光。此外，在各單位像素處的鈍化層109上形成有具有紅色子濾色器、綠色子濾色器和藍色子濾色器之一的濾色器110。
在鈍化層109上形成像素電極112。具體地，在濾色器110和漏極106中形成接觸孔來露出TFT的漏極106，以使得像素電極112通過該接觸孔連接到漏極106。
上基板150(其為玻璃基板)包括公共電極151和取向層152。取向層152形成在公共電極151上，以確定液晶層140的液晶分子的排列方向。
通常將下基板101稱為TFT陣列基板。TFT陣列基板包括形成有像素電極112的像素區；焊盤區，其中形成有用於提供選通電壓的選通焊盤和用於提供數據電壓的數據焊盤；密封形成區，其中形成有用於將上基板和陣列基板接合在一起的密封劑；以及像素區與密封形成區之間的外部區域。
圖2是示出了圖1所示的COT型LCD器件的邊緣部分的截面圖。如圖2所示，陣列基板包括像素區A、鄰近像素區A的外部區域O、形成有密封線170的密封形成區P、以及形成有各種焊盤的焊盤區Q。
在像素區A與密封線170之間(即在外部區域O中)形成有靜電放電(ESD)電路171。ESD電路171可以由多個TFT的組合構成，通過氧化銦錫(ITO)將其一個電極連接到焊盤區Q，另一電極連接到像素區的其它線路。因此，當外部靜電通過焊盤區Q進入時，ESD電路171工作以將靜電分散到LCD板，並阻擋將靜電施加到像素區A，由此保護了像素。
然而，由於具有ESD電路171的外部區域O被透明鈍化層所覆蓋，因此在外部區域O處出現了背光的漏光。為了解決該問題，已經嘗試利用包圍LCD板的頂蓋175來防止光洩漏。然而，由於頂蓋175不應與安裝在上基板150的外部處的偏振板174接觸，所以頂蓋175沒有完全覆蓋外部區域O，由此無法完全防止漏光。
由此，在與外部區域O對應的上基板150上形成有不透明金屬層的附加黑底173。結果，進行兩次形成黑底的工藝，一次在陣列基板製造工藝中，另一次在上基板製造工藝中，由此降低了生產效率並增加了製造成本。
發明內容
因此，本發明旨在提供一種液晶顯示器件，其基本上克服了由於現有技術的局限性和缺點所引起的一個或更多個問題。
本發明的一個目的是提供一種液晶顯示器件，其在外部區中具有黑底從而防止了在外部區中發生漏光。所述外部區中的黑底從像素區延伸出，或者是除了像素區中的黑底以外的黑底。
本發明的另一目的是提供一種製造液晶顯示器件的方法，該方法省去了在上基板上形成黑底的過程。
此外，本發明的另一目的是提供一種製造液晶顯示器件的方法，該方法通過在陣列基板上的像素區中形成黑底時在外部區域中形成黑底來縮短製造工藝。
本發明的其它特徵和優點將在下面的說明書中提出，部分通過說明書而變得明顯，或者可以通過本發明的實踐而習得。本發明的目的和其它優點將通過在所撰寫的說明書及其權利要求以及附圖中所具體指出的結構而實現並獲得。
為了實現這些和其它優點並根據本發明的目的，如具體實施和廣泛描述的，一種薄膜電晶體上濾色器(COT)型液晶顯示器件包括像素區，其具有由選通線和數據線的交叉所限定的多個單位像素，所述選通線和數據線形成在第一基板上；焊盤區，接收驅動信號並將驅動信號施加給選通線和數據線；焊盤區與像素區之間的密封圖案；具有第一黑底的外部區，該外部區處於密封圖案與像素區之間，並且該第一黑底形成在第一基板上；以及焊盤區和像素區之間的靜電放電電路，該靜電放電電路形成在第一基板上。
另一方面，一種液晶顯示器件包括包含薄膜電晶體的第一基板；該薄膜電晶體上的鈍化層；該鈍化層上的濾色器層；覆蓋薄膜電晶體的該鈍化層上的第一黑底；以及靜電放電電路；面對第一基板的第二基板；將第一基板和第二基板相互接合的密封圖案，該密封圖案覆蓋靜電放電電路；以及第一基板與第二基板之間的液晶層。
另一方面，一種薄膜電晶體上濾色器(COT)型液晶顯示器件的製造方法包括在第一基板上的像素區中形成薄膜電晶體，該薄膜電晶體包括柵極、有源層以及源極和漏極；在薄膜電晶體上形成鈍化層；在鈍化層上形成延伸到像素區外部的黑底；在該像素區處形成濾色器層；以及在濾色器層上形成像素電極。
應當理解，以上總體說明和以下詳細說明都是示例性和說明性的，並且旨在對權利要求所限定的本發明提供進一步的說明。
包含附圖來提供本發明的進一步理解，並將其併入並構成本說明書的一部分，附圖示出了本發明的實施例並與說明書一起用於解釋本發明的原理。圖中圖1是表示根據現有技術的COT型LCD器件的截面圖；圖2是表示圖1所示的COT型LCD器件的邊緣部分的截面圖；圖3是表示根據本發明一實施例的COT型LCD器件的截面圖；圖4是表示根據本發明另一實施例的COT型LCD器件的截面圖；圖5A至圖5G是表示根據本發明一實施例的製造COT型LCD器件的方法的截面圖。
具體實施例方式
下面詳細說明本發明的優選實施例，其示例在附圖中示出。
圖3是表示根據本發明一實施例的COT型LCD器件的截面圖。在圖3中，LCD器件包括具有濾色器層的陣列基板500，以及面對該陣列基板500的上基板600。通過密封圖案460將陣列基板500和上基板600接合在一起。在陣列基板500的下基板401上的像素區A中形成有多個選通線(未示出)以及與選通線交叉的多個數據線(未示出)，由此限定多個單位像素。
此外，在陣列基板500上的各單位像素的一側處形成有作為開關器件的薄膜電晶體(TFT)。通過鈍化層409將向單位像素施加數據電壓的TFT與外部絕緣。此外，在鈍化層409上形成有用於覆蓋諸如選通線、數據線等的反斜疇區域的黑底410。黑底410還覆蓋形成有TFT的區域。具體地，在像素區A中以矩陣的形式設置黑底410，並且黑底410覆蓋了反斜疇區域。同時，在陣列基板500上的各單位像素處形成有濾色器層411。該濾色器層411可以包括紅色子濾色器層、綠色子濾色器層和藍色子濾色器層之一。此外，在每個單位像素處的濾色器層411上形成有像素電極412，並且該像素電極412連接到TFT的漏極。
黑底410不僅位於像素區A中，還延伸到與像素區A緊鄰的外部區域O。因為將黑底410形成為延伸到外部區域O，所以防止了經由外部區域O的漏光。
然而，如圖2所示，根據現有技術由於在外部區域O中形成有靜電放電(ESD)電路，所以難於在LCD器件的外部區域O處形成黑底。由此，如圖3所示，根據本發明一實施例的LCD器件包括形成在密封線形成區P中的ESD電路450。雖然未示出，但是ESD電路450可以包括多個薄膜電晶體，並且該ESD電路450的一個電極連接到選通焊盤或數據焊盤，而其另一電極連接到陣列基板500的選通線和數據線或者連接到上基板600的公共電極。選通焊盤和數據焊盤可以處於從外部源(未示出)輸入選通信號和數據信號的焊盤區Q中。
ESD電路450對從外部流入的靜電進行放電，並對來自像素區A的靜電進行阻擋。ESD電路450可以通過像素電極材料(例如ITO)連接到焊盤區Q以及像素區A中的多條線路。具體地，可以通過形成在鈍化層409中的多個接觸孔(未示出)來進行所述連接。
此外，由於黑底410可以包括厚有機層，所以難於在鈍化層409中形成接觸孔。具體地，由於黑底410相對較厚，所以難於在其上進行精細的刻蝕，並且因此，可能無法形成露出ESD電路450的接觸孔。由此，因為可以在由ITO線路將ESD電路450與像素區A和上基板600的各種線路相連之後形成密封圖案460，所以將ESD電路450形成在密封圖案460之下，從而該密封圖案460可以被形成在ESD電路450上。結果，可能形成沒有被黑底410所覆蓋的ESD電路450，並且同時形成延伸到外部區域O的黑底410。
此外，上基板600包括第二基板480。第二基板480可以由透明玻璃形成。雖然未示出，但是可以在面對陣列基板500的第二基板480上形成公共電極和取向層。上基板600上的公共電極和陣列基板500上的像素電極412可以產生電場來控制上基板600和陣列基板500之間的液晶層的液晶分子，由此顯示圖像。
為了保持上基板600與陣列基板500之間的單元間隙，在上基板600或陣列基板500上形成有多個隔體483。此外，在上基板600的外表面處形成有偏振板361，並在陣列基板500的外表面處形成另一偏振板361(未示出)。
由相互接合的上基板600和陣列基板500所形成的LCD板被多個模塊器件所保護。例如，模塊器件之一為在LCD板之上覆蓋該LCD板的頂蓋370。頂蓋370保護LCD板不受外部撞擊等，還防止在陣列基板500的外部區域O處可能發生的漏光。由此，可以通過調整頂蓋370的位置來調整ESD電路450的位置。
圖4是表示根據本發明另一實施例的COT型LCD器件的截面圖。在圖4中，陣列基板500包括像素區A；其中形成有密封圖案460的密封線形成區P；形成在密封線形成區P與像素區A之間的外部區域O；以及對其施加選通電壓或數據電壓的焊盤區Q。雖然未示出，但是在陣列基板500的下基板401上的像素區A內的每個單位像素處形成有像素電極和濾色器層。
在外部區域O中的密封圖案460的附近形成有ESD電路450。外部區域O的除了形成有ESD電路以外的部分被黑底410覆蓋。由此，在密封圖案460的內部形成有ESD電路450，並且在陣列基板500的下基板401上形成有黑底410。
此外，包圍LCD板的外邊緣的頂蓋370延伸至覆蓋外部區域O的形成有ESD電路450的一部分。頂蓋370可以進一步延伸，只要其不與形成在面對陣列基板500的上基板600的第二基板480上的偏振板361相接觸。由此，頂蓋370可以位於ESD電路450的正上方。因此，通過頂蓋370和黑底410防止了在外部區域O處出現的漏光。
此外，可以形成從密封線形成區P到達焊盤區Q的連接部分(未示出)。由於選通線之間或數據線之間的間隔減小，連接部分可能連接到焊盤區Q。因此，由於連接部分狹窄，可能難於形成ESD電路。然而，根據本發明的一實施例，可以在外部區域O中的非連接部分處形成ESD電路，確保了有足夠空間來形成ESD電路。在任何情況下，ESD電路並不限於形成在密封線形成區P或外部區域O中。例如，如果通過改進設計規則將ESD電路設計為具有細線，則可以在連接部分處形成。
圖5A到5G是表示根據本發明一實施例的製造COT型LCD器件的方法的截面圖。如圖5A所示，在下基板401上形成有柵極402和選通焊盤電極403。下基板401可以由玻璃形成。此外，可以利用濺射方法澱積金屬薄膜並且利用光刻工藝將該金屬薄膜構圖成預定圖案，來形成柵極402和選通焊盤電極403。然後，在柵極402和選通焊盤電極403上形成柵絕緣層404。柵絕緣層404可以為利用等離子增強化學汽相澱積(PECVD)方法形成的矽氧化物膜。
如圖5B所示，在柵極402上形成有源層405和歐姆接觸層406。可以通過利用PECVD方法澱積半導體層並且利用幹法刻蝕工藝對半導體層進行構圖來形成有源層405。
如圖5C所示，在有源層405和歐姆接觸層406上形成源極407和漏極408。可以通過利用濺射方法澱積金屬薄膜層並利用光刻工藝對該金屬薄膜層進行構圖，來形成源極407和漏極408。雖然未示出，但是當形成源極407和漏極408時可以在像素區處形成數據線。此外，在源極407和漏極408上形成鈍化層409。該鈍化層409可以為絕緣層。
此外，雖然圖5A到5C未示出，但是可以在像素區外部形成ESD電路。也可以通過鈍化層409來保護ESD電路。
如圖5D所示，在鈍化層409上形成黑底410。黑底410形成在像素區A處，並可以包括有機膜。黑底410被形成為格狀，並覆蓋選通線和數據線(未示出)，由此覆蓋與選通線和數據線相鄰的作為反斜疇區域的多個部分。此外，黑底410延伸至覆蓋外部區域O。
如圖5E所示，在每個單位像素處形成濾色器層411。濾色器層411可以包括紅色子濾色器層、綠色子濾色器層和藍色子濾色器層之一，並可以利用光掩模工藝和顏料分散方法形成。具體地，在與TFT對應的預定區域處不形成濾色器層411。
此外，雖然未示出，但是在每個像素處形成露出TFT的漏極408的接觸孔。在沒有形成濾色器層411的區域處形成接觸孔，從而可以通過去除一部分鈍化層409來容易地形成。此外，當形成露出漏極408的接觸孔時，可以同時形成露出ESD電路的一個電極的另一接觸孔，以及露出選通焊盤電極403的另一接觸孔。
如圖5F所示，在每個單位像素處形成通過接觸孔連接到漏極408的像素電極412。可以通過利用濺射方法澱積ITO層並利用光刻工藝對ITO層進行構圖，來形成像素電極412。此外，當形成像素電極412時，可以同時形成用於將ESD電路與像素區A的線路相連的焊盤區Q的焊盤和ESD電路連接線405。
此外，在密封形成區P中形成密封圖案460。另選地，可以在上基板480上形成密封圖案460(如圖5G所示)。雖然未示出，可以在形成像素電極412的位置形成取向膜，並且該取向膜可以包括聚醯亞胺。
如圖5G所示，通過密封劑406將上基板480接合到下基板401。通過分離處理形成面對TFT陣列基板的上基板480。具體地，在上電極480上形成公共電極481，並在其上形成取向膜482。此外，在上基板480上未形成防止在外部區出現漏光的黑底。
在接合下基板401和上基板480之前，可以採用上基板和陣列基板的對齊處理。此外，在接合處理之後，將液晶材料填充在下基板401和上基板480之間的單元間隔中，以形成LCD板。由此，可以將LCD板切成多個單位LCD板。
結果，根據本發明實施例的製造COT型LCD器件的方法包括在陣列基板上形成黑底，並在緊鄰像素區的外部區中延伸黑底。由此，黑底還防止了在外部區中出現漏光。
此外，在根據本發明實施例的製造COT型LCD器件的方法中，在像素區和外部區中同時形成黑底，由此簡化了製造工藝並提高了生產效率。由此，省去了在上基板上形成黑底的處理。
對於本領域技術人員很顯然，可以在不脫離本發明的精神和範圍的情況下對本發明的在像素區外部的區域中具有黑底的液晶顯示器件及其製造方法進行各種修改和變型。由此，本發明旨在覆蓋落入所附權利要求及其等同物範圍內的本發明的修改和變型。
本發明要求於2004年6月29日提交的韓國專利申請No.49779/2004的優先權，在此通過引用將其併入。
權利要求
1.一種薄膜電晶體上濾色器型液晶顯示器件，包括像素區，具有由多條選通線和多條數據線的交叉點限定的多個單位像素，所述選通線和數據線形成在第一基板上；焊盤區，接收驅動信號並將該驅動信號施加給所述選通線和數據線；所述焊盤區與所述像素區之間的密封圖案；具有第一黑底的外部區域，所述外部區域位於所述密封圖案和所述像素區之間，並且所述第一黑底被形成在所述第一基板上；以及所述焊盤區與所述像素區之間的靜電放電電路，所述靜電放電電路被形成在所述第一基板上。
2.根據權利要求1所述的器件，其中所述像素區包括分別形成在各個所述單位像素處的子濾色器層；以及形成在所述子濾色器層之間的第二黑底。
3.根據權利要求2所述的器件，其中所述第一黑底是所述第二黑底的延伸部分。
4.根據權利要求2所述的器件，還包括所述子濾色器層上的像素電極。
5.根據權利要求1所述的器件，其中所述靜電放電電路被形成在所述密封圖案下方。
6.根據權利要求1所述的器件，還包括覆蓋所述外部區的頂蓋。
7.根據權利要求6所述的器件，其中所述靜電放電電路形成在所述第一黑底與所述密封圖案之間，並被所述頂蓋覆蓋。
8.根據權利要求1所述的器件，其中所述靜電放電電路與所述第一黑底不交疊。
9.一種液晶顯示器件，包括第一基板，在其上形成有薄膜電晶體，所述薄膜電晶體上的鈍化層，所述鈍化層上的濾色器層，覆蓋所述薄膜電晶體的所述鈍化層上的第一黑底，以及靜電放電電路；面對所述第一基板的第二基板；將所述第一基板和第二基板相互接合的密封圖案，該密封圖案覆蓋所述靜電放電電路；以及所述第一基板與第二基板之間的液晶層。
10.根據權利要求9所述的設備，還包括與所述靜電放電電路交疊的頂蓋。
11.一種製造薄膜電晶體上濾色器型液晶顯示器件的方法，包括在第一基板上的像素區中形成薄膜電晶體，該薄膜電晶體包括柵極、有源層以及源極和漏極；在所述薄膜電晶體上方形成鈍化層；在所述有源層上形成延伸到所述像素區的外部的黑底；在所述像素區處形成濾色器；以及在所述濾色器層上形成像素電極。
12.根據權利要求11所述的方法，還包括在所述第一基板和第二基板之一上形成密封圖案；並且利用所述密封圖案接合所述第一基板和第二基板。
13.根據權利要求12所述的方法，還包括在形成所述密封圖案之前形成靜電放電電路，所述靜電放電電路形成在所述密封圖案的下方。
14.根據權利要求12所述的方法，還包括在所述第二基板上形成公共電極；以及在所述公共基板上形成取向膜。
15.根據權利要求11所述的方法，其中所述靜電放電電路與所述黑底不交疊。
全文摘要
防止像素區外的區域漏光的COT液晶顯示器及其製造法。薄膜電晶體上濾色器(COT)型液晶顯示器件包括像素區，具有由多條選通線和多條數據線的交叉點限定的多個單位像素，所述選通線和數據線形成在第一基板上；焊盤區，接收驅動信號並將該驅動信號施加給所述選通線和數據線；所述焊盤區與所述像素區之間的密封圖案；具有第一黑底的外部區域，所述外部區域在所述密封圖案與所述像素區之間，並且所述第一黑底形成在所述第一基板上；以及所述焊盤區與所述像素區之間的靜電放電電路，所述靜電放電電路形成在所述第一基板上。
文檔編號H01L29/66GK1716015SQ200510080270
公開日2006年1月4日 申請日期2005年6月28日 優先權日2004年6月29日
發明者金東國 申請人:Lg.菲利浦Lcd株式會社