CN101655630A - 液晶显示器及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种液晶显示器及其制造方法。该液晶显示器的制造方法包括：在第一基板上形成包括金属的对准键；涂布与对准键重叠的挡光层；将红外光透射穿过对准键上的挡光层；通过透射红外光到对准键和挡光层来识别对准键；以及通过曝光并显影挡光层来形成挡光件。

Description

液晶显示器及其制造方法
技术领域
本发明涉及液晶显示器。
背景技术
液晶显示器(LCD)是一种广泛使用的平板显示器。LCD包括形成有电极的两个显示面板以及插设在这两个显示面板之间的液晶层。通过向电极施加电压，LCD重新排列液晶层的液晶分子，从而调节透射光的量。
LCD可以具有以下结构，在该结构中场产生电极(field generatingelectrode)设置在液晶显示器中的两个显示面板的每一个上。LCD还可以具有这样的结构：多个TFT和像素电极以矩阵形式布置在一个显示面板(在下文中称作“TFT阵列面板”)上，而红、绿和蓝色的滤色器形成在的另一个显示面板(在下文中称作“公共电极面板”)上，在该另一显示基板的整个表面覆盖有公共电极。
发明内容
由于LCD可以包括分别设置在不同显示面板上的像素电极和滤色器，所以在制造LCD时存在技术上的挑战。例如，难以使像素电极和滤色器精确地对准，从而会发生对准误差。为了应对在制造LCD时的技术挑战，可以使用滤色器和挡光件(称为黑矩阵)设置在与像素电极相同的阵列面板上的LCD结构。
当在LCD的制造工艺中通过执行曝光和显影工艺来形成LCD结构时，需要对准键(align key)来确定精确的曝光位置。当执行曝光工艺以形成挡光件时，由于挡光件(light blocking member)的材料特性(例如，挡光或透光)将难以识别对准键。在LCD的制造工艺中，在例如采用激光移除对准键的一部分上的挡光层(light blocking layer)之后，对准键能更容易被辨认。然而，因为对准键上的挡光层被移除需要LCD制造工艺的额外步骤，所以增加了工艺时间；并且挡光层下的对准键可能由于例如使用激光移除挡光层而被不希望地损坏。此外，去除的挡光层可能会变成LCD的基板中不希望的异物颗粒。
示范性实施例提供了一种在形成LCD结构中的挡光件时相对容易地识别对准键的方法，其中在该LCD结构中滤色器和挡光件形成在与像素电极相同的阵列面板上。
液晶显示器(LCD)的制造方法的示范性实施例包括：在基板上形成包括金属的对准键；涂布与对准键重叠的挡光层；将红外光透射穿过对准键上的挡光层；通过透射红外光到对准键和挡光层来识别对准键；以及通过曝光并显影挡光层来形成挡光件。
红外光的波长可以为约1000纳米(nm)或者更长。
挡光层的红外光透射率可以大于约60％并且挡光层的光密度(opticaldensity)大于约3.0。
挡光层可以包括小于约7％(重量百分比)的碳黑。
挡光层可以包括有机黑材料。
红外光的波长可以为约1500纳米(nm)或者更长。
液晶显示器的制造方法的示范性实施例包括：在第一基板上形成包括小于约7％(重量百分比)的碳黑的挡光层。
LCD的示范性实施例包括基板和挡光件。挡光件的红外光透射率大于约60％并且光密度大于约3.0。
金属层在挡光件下方。
挡光件可以包含小于7％(重量百分比)的碳黑。
挡光件可以包括有机黑材料。
挡光件包括二萘嵌苯黑(perylene black)或者苯胺黑(aniline black)。
红外光的波长可以为约1000纳米(nm)或者更长。
红外光的波长可以为约1500纳米(nm)或者更长。
在示范性实施例中，通过使当形成LCD结构中的挡光层时对准键的识别变得相对容易，可以减少工艺时间，其中在该LCD结构中滤色器和挡光件形成在与像素电极相同的阵列面板上。
附图说明
图1是示出根据本发明的薄膜晶体管(TFT)的母基板的示范性实施例的俯视平面图；
图2是根据本发明的液晶显示器(LCD)的示范性实施例的布局图；
图3是图2的LCD沿线III-III截取的截面图；
图4到图7是图2和图3的LCD的制造方法的示范性实施例的截面图。
具体实施方式
在下文中将参照附图更充分地描述本发明的实施例，本发明的示范性实施例在附图中示出。然而，本领域技术人员应该明白，所述的实施例可以以各种不同的方式修改，而不脱离本发明的精神和范围。
在附图中，为了清楚起见，层、膜、面板和区域等的厚度可以被夸大。相同的附图标记在说明书中始终指代相同的元件。如此处所用的，术语“和/或”包括一个或多个所列相关项目的任意及所有组合。
应当理解，当称诸如层、膜、区域或者面板的元件在另一个元件“上”时，它可以直接在另一个元件上，或者还可以存在插入的元件。相反，当称元件“直接在”另一元件上时，则不存在插入的元件。
应当理解，虽然这里可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，但这些元件、部件、区域、层和/或部分不应受限于这些术语。这些术语仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一个区域、层或部分区别开。因此，下面所述的第一元件、部件、区域、层或部分可以称为第二元件、部件、区域、层或部分，而不脱离本发明的教导。
为便于描述此处可以使用诸如上(upper)”、“下(lower)”等空间相对性术语以描述如附图所示的一个元件或特征与另一个(些)元件或特征之间的关系。应当理解，除了附图中所示的取向之外，空间相对术语旨在涵盖器件在使用或者操作中的不同取向。例如，如果附图中的器件被倒置，则被描述为“在”其它元件或者特征“下方”的元件会取向为“在”其它元件或者特征的“上方”。因此，示范性术语“下面”就能够包含上和下两种取向。器件还可以采取其他取向(旋转90度或者其他取向)，并相应地被此处所用的空间相对性描述符解释。
这里所用的术语仅仅是为了描述具体实施例，并非要限制本发明。如此处所用的，除非上下文另有明确表述，否则单数形式“一(a)”、“一(an)”和“该(the)”均同时旨在包括复数形式。还应当理解，术语“包括(comprise)”和/或“包括(comprising)”，当在本说明书中使用时，指定了所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除一个或多个其他的特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在或添加。
这里，参照截面图来描述本发明的实施例，这些截面图为本发明理想化实施例(和中间结构)的示意图。因而，例如，由制造技术和/或公差引起的插图形状的变化是可能发生的。因此，本发明的实施例不应解释为局限于在此所示区域的特定形状，而是包括例如制造引起的形状偏差在内。
例如，图示为矩形的注入区域典型地将在其边缘具有圆形或者弯曲的特征和/或注入浓度梯度，而不是从注入区域到非注入区域的二元改变。同样，通过注入形成的埋入区域会导致在埋入区域与进行注入的表面之间的区域中的某些注入。因此，附图所示的区实质上是示意性的，它们的形状并非要展示器件区的精确形状，也并非要限制本发明的范围。
除非另有定义，此处使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)都具有本发明所属领域内的普通技术人员所通常理解的相同的含义。还应当理解，诸如通用词典中所定义的术语，除非此处加以明确定义，否则应当被解释为具有与它们在相关领域的语境中的含义相一致的含义，而不应被解释为理想化或者过度形式化的意义。
在此描述的所有方法都可以以合适的顺序执行，除非在此另有说明或者与上下文明显矛盾。除非另有声明，否则任何和所有示例或示范性语言(例如，诸如(such as))的使用仅仅是旨在更好地解释本发明而不是给本发明的范围施加限制。如此处所用的，说明书中的任何语言都不应该被解释为表明任何未要求的元件为本发明实施所必需的元件。
在下文中，将参照附图详细描述本发明。
将参照图1到图3描述根据本发明的液晶显示器(LCD)的示范性实施例。
图1是示出根据本发明的薄膜晶体管(TFT)的母基板(mother substrate)的示范性实施例的俯视平面图，图2是根据本发明的LCD的示范性实施例的布局图，图3是根据本发明的LCD沿图2的线III-III截取的截面图。
如图1所示，多个薄膜晶体管(TFT)阵列面板100A、100B、100C、100D、100E和100F设置在TFT阵列面板的母(例如，基底)基板1000上。尽管TFT阵列面板100A-100F的数目在图1中示出为6个，但是备选的实施例可以包括多于或者少于六个的TFT阵列面板，以适合于TFT面板的制造工艺。
对准键800在各个TFT阵列面板100A、100B、100C、100D、100E和100F的边缘部被设置在TFT阵列面板的母基板1000上。当在TFT阵列面板100A、100B、100C、100D、100E和100F的制造工艺中进行曝光工艺时，该对准键800确定精确的曝光位置。
多个对准键800可以设置在TFT阵列面板100A、100B、100C、100D、100E和100F中每个的周边之外。如图1所示，对准键800可以设置为与各个TFT阵列面板的边缘部的每个拐角紧邻。尽管对准键800的数目对于图1中的每个TFT阵列面板示出为四个，但是备选的实施例可以包括多于或者少于四个的对准键，以适合于TFT面板的制造工艺。多个对准键800可以在基底基板上沿第一方向(例如，图1中的垂直方向)和与垂直于第一方向的第二方向(例如，水平方向)基本线性地对准，但是所示的构造并不局限于此。
如图2和图3所示，根据本发明的LCD的示范性实施例包括下TFT阵列面板100、面对TFT阵列面板100的上公共电极面板200以及插设在下面板100和上面板200之间的液晶层3。
将参照图2和图3描述TFT阵列面板100。
包括栅极电极的多条栅极线121设置在TFT阵列面板100的第一基板110上。栅极绝缘层140、多个半导体154、多个欧姆接触163和165、多条数据线171以及多个漏极电极175沿离开第一基板110的方向依次设置在多条栅极线121上。在示范性实施例中，第一基板110可以包括绝缘材料，诸如玻璃或者塑料。
栅极线121传输栅极信号并基本沿水平方向延伸。
数据线171传输数据信号并基本沿垂直方向延伸，使得数据线171与栅极线121交叉。每条数据线171包括向栅极电极124延伸的多个源极电极173。如图2的平面图所示，源极电极173沿水平方向从数据线171的主要部分朝向栅极电极124延伸。如图2和图3所示，漏极电极175设置为与数据线171分离，并设置为关于栅极电极124而与源极电极173相对。源极电极173和漏极电极175的一部分与栅极电极124的一部分重叠。
如图3所示，半导体154设置在栅极电极124上，欧姆接触163和165仅设置在数据线171和漏极电极175之间，以降低其间的接触电阻。
在示范性实施例中，一个栅极电极124、一个源极电极173和一个漏极电极175与半导体154一起整体地形成一个TFT。如图2和图3所示，TFT的沟道由设置在源极电极173和漏极电极175之间的半导体154确定。
挡光件220设置在栅极线121和数据线171上。多个滤色器230R、230G和230B设置在被挡光件220划分的像素区域中。挡光件220可以包括基本上沿垂直方向和水平方向延伸的部分以及台阶部分，该台阶部分设置在设置有TFT的位置处，该TFT包括栅极电极124、源极电极173、漏极电极175和半导体154。台阶部分从挡光件220的垂直部分和水平部分延伸。
挡光件220可以与全部数据线171、源极电极173和栅极电极124重叠，而仅与漏极电极175、欧姆接触165和半导体154的一部分重叠。
在示范性实施例中，挡光件220包括小于约7％(重量百分比)的碳黑，或者可以仅包括有机材料，诸如二萘嵌苯黑(perylene black)或者苯胺黑(aniline black)而不是碳黑。挡光件220可以具有约60％或者更高的红外光透射率，并且挡光件220的光密度大于约3.0。红外光的波长可以大于约1000纳米(nm)，并且更优选地，红外光的波长可以大于约1500纳米(nm)。
再参照图3，钝化层180直接设置在滤色器230R、230G和230B上。露出漏极电极175的接触孔185设置为完全穿通钝化层180和滤色器230R、230G和230B。
像素电极191直接设置在钝化层180上并与暴露在接触孔185中的滤色器230R、230G和230B接触。像素电极191经由接触孔185电连接到漏极电极175。
再参照图2和图3，公共电极面板200面向TFT阵列面板100。公共电极面板200包括基板210和设置在基板210上的公共电极270。在备选的实施例中，公共电极270可以设置在TFT阵列面板100上。
将参照图4至图7描述图2和图3的LCD的制造方法的示范性实施例。
图4至图7是示出图2和图3的LCD的制造方法的示范性实施例的截面图。
如图4所示，包括栅极电极124的栅极线121、对准键800、栅极绝缘层140、半导体154、欧姆接触层163和165、包括源极电极173的数据线171和漏极电极175形成在第一绝缘基板110上。
对准键800可以形成在与栅极电极124相同的层中，并位于TFT阵列面板100的边缘的外部(图1)。栅极绝缘层140形成在栅极电极124和对准键800上。有利地，由于对准键800可以基本上形成在与栅极电极124相同的层中，所以不需要额外的工艺或者材料来形成对准键。
挡光层220a被涂布在栅极绝缘层140的部分上表面上，在该上表面上已经在之前形成了数据线171和漏极电极175。
在此情形下，对准键800由与栅极线121相同的材料形成，挡光层220a包括小于约7％(重量百分比)的碳黑。此外，挡光层220a可以仅包括有机黑材料(诸如二萘嵌苯黑或者苯胺黑)而不包括碳黑。
如图5所示，具有大于1000nm的波长的红外光IR从第一绝缘基板110的背侧透射，使得可以探测并辨认对准键800。由于挡光层220a包括碳黑(例如在小于约7％(重量百分比)的水平)，所以挡光层220a的红外光透射率大于约60％，并且挡光层220a的光密度大于约3.0。完全透射穿过第一基板110并穿过挡光层220a的红外光IR被物镜1100接收并由光学单元1200检测。对准键800被红外光识别照相机1300识别，该红外光识别照相机1300通信地且功能地耦接到物镜1100和光学单元1200。
在此情形下，更优选地透射具有约1500nm或者更长的波长的红外光。
由于挡光层220a的红外光透射率大于约60％，所以用挡光层220a涂布的对准键800被透射的红外光识别，使得可以在LCD的制造过程中确定挡光层220a的精确曝光位置。
如图6所示，通过曝光并显影挡光层220a，挡光件220形成在栅极线121和数据线171上。
如图7所示，在由挡光件220划分的每个区域中形成滤色器230R、230G和230B之后，钝化层180形成在滤色器230R、230G和230B和挡光件220上。露出漏极电极175的接触孔185形成在钝化层180和滤色器230R、230G和230B中。
像素电极191形成在钝化层180上，像素电极191经由接触孔185电连接到漏极电极175。
公共电极面板200形成为包括形成在绝缘基板210上的公共电极270。
在将液晶层3设置在形成的TFT阵列面板100和公共电极面板200中的一个上之后，TFT阵列面板100和公共电极面板200被组装为彼此面对，关于液晶层3彼此相对。
尽管已经结合被认为是可实现的示范性实施例描述了本发明，但是应该理解，本发明并不局限于公开的示范性实施例，相反地，本发明旨在覆盖包括在所附权利要求书的精神和范围内的各种修改和等价布置。
在所示的示范性实施例中，公开了液晶层，但是本发明可以应用于包括间隔物的一些显示装置。

Claims (14)

1.一种液晶显示器的制造方法，该方法包括：
在基板上形成包括金属的对准键；
涂布与该对准键重叠的挡光层；
将红外光透射穿过该对准键上的该挡光层；
通过透射该红外光到该对准键和该挡光层来识别该对准键；以及
通过曝光并显影该挡光层来形成挡光件。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其中该红外光的波长为1000纳米或者更长。
3.根据权利要求2所述的制造方法，其中该挡光层的红外光透射率为大于60％并且该挡光层的光密度大于3.0。
4.根据权利要求3所述的制造方法，其中该挡光层包括小于7重量百分比的碳黑。
5.根据权利要求3所述的制造方法，其中该挡光层包括有机黑材料。
6.根据权利要求1所述的制造方法，其中该红外光的波长为1500纳米或者更长。
7.一种液晶显示器的制造方法，该方法包括：
在第一基板上形成包括小于7重量百分比的碳黑的挡光层。
8.一种液晶显示器，包括：
基板；以及
挡光件，
其中该挡光件具有大于60％的红外光透射率并具有大于3.0的光密度。
9.根据权利要求8所述的液晶显示器，其中金属层在该挡光件下方。
10.根据权利要求8所述的液晶显示器，其中该挡光件包括小于7重量百分比的碳黑。
11.根据权利要求10所述的液晶显示器，其中该挡光件包括有机黑材料。
12.根据权利要求11所述的液晶显示器，其中该挡光件包括二萘嵌苯黑或者苯胺黑。
13.根据权利要求9所述的液晶显示器，其中该红外光的波长为1000纳米或者更长。
14.根据权利要求12所述的液晶显示器，其中该红外光的波长为1500纳米或者更长。
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