CN1704826A - 液晶显示器件 - Google Patents

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Abstract

液晶显示器件包括：彼此相对的上基板和下基板，将有源区和非有源区限定其中；液晶层，介于上基板和下基板之间；黑矩阵，形成于上基板或下基板的非有源区中；以及滤色片，与在非有源区中形成的黑矩阵交迭而形成。所述滤色片是由对特定波长的光具有低透射率的红色滤色片、绿色滤色片和蓝色滤色片中的一种形成，以防止特定波长的光通过黑矩阵透射。

Description

液晶显示器件
本申请要求2004年5月31日在韩国专利局申请的韩国专利申请No.2004-38845的权益，在此引用该申请的全部内容作为参考。
技术领域
本发明涉及一种液晶显示器件，特别涉及一种在有源区周边具有防泄光结构的液晶显示器件。
背景技术
液晶显示器件(LCD)功耗低、便于携带。并且，LCD被认为是具有高增值价值的下一代显示器件。
在LCD中，液晶被注入在其中形成透明电极的两基板之间，根据折射率之差利用液晶的各向异性显示图像。
最近，有源矩阵LCD(以下，简称为LCD)由于具有较好的分辨率和活动图像可再现性而引起广泛关注。有源矩阵LCD包括多个能够根据像素控制电压开/关的开关薄膜晶体管。
图1为现有技术的LCD的截面图。
在图1中，现有技术的LCD包括上基板(滤色片基板)12、下基板(阵列基板)14、以及液晶层16。上基板12设置在下基板14的对面，液晶层16介于上基板12和下基板14之间。
包括像素区P的有源区Ia被限定在下基板14中，第一非有源区Ib被限定在有源区Ia的外周。第二非有源区Ic被限定在上基板12中。与对应于下基板的第一非有源区Ib相比，第二非有源区Ic的位置更在有源区Ia之内。
薄膜晶体管T形成于下基板14的有源区Ia之上。薄膜晶体管T包括栅极18、半导体层22、以及源极24和漏极26。并且，与薄膜晶体管T相连的像素电极32形成于像素区P之上。
滤色片层34、平整层38、以及公共电极40依次形成于上基板12之上。此时，滤色片层34包括黑矩阵34a和滤色片34b。黑矩阵34a形成于薄膜晶体管T和第二非有源区Ic之上，滤色片34b与黑矩阵34a部分交迭，包括在像素区P上重复形成的红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)。
尽管在图1中未示出，上定向层和下定向层形成于与液晶层16接触的上基板12和下基板14的内表面中。
衬垫料42形成于液晶层16之内，以保持上基板12和下基板14之间的盒间隙不变。为了保持盒间隙和防止液晶泄漏，密封图案44形成于上基板12和下基板14之间的有源区Ia的外周。
为了连接外电路和LCD，数据焊盘部件II形成于数据线25的尾部，所述数据焊盘部件II与薄膜晶体管T的源极24整体地形成于下基板14的第一非有源区Ib中。
上偏振片31和下偏振片35分别附着于上基板12和下基板14的外表面，背光设置在下偏振片35的下部，以提供附加光源。
在该LCD中，除薄膜晶体区和滤色片34b之外，黑矩阵34a形成于非有源区中。因此，可以有效屏蔽与在密封图案44周边部分中的非有源区对应的光源LI，防止屏幕周边的发光现象。
黑矩阵34a是由诸如具有3.5或3.5以上的光密度(OD)的铬的金属薄膜、碳基有机物质、或光学丙烯酸树脂形成。铬/氧化铬(CrOx)的双层结构还可以用于降低屏幕反射的目的。
然而，当黑矩阵34a是由诸如铬的金属形成，低电阻会导致泄漏电流。这引起电场的扭曲，影响图像。从而，优选使用由于其高电阻而防止泄漏电流的树脂黑矩阵。树脂黑矩阵34a的具体电阻大约为107Ω。
然而，根据树脂黑矩阵的制备方法，树脂黑矩阵在入射光的波长内具有不同的透射特性。透射特性是由表示屏蔽光的能力的OD(光密度)特性所决定。
近年来，LCD变得更大，背光也变得更大、更亮。然而，当将这样的高亮度光线为5000尼特或5000尼特以上的高亮度模式提供给LCD面板，如上所述，树脂黑矩阵34a具有由透射特性改变的OD值。从而，不能有效地屏蔽光线。
除如图1所示的现有技术的扭曲向列(TN)LCD之外，现有技术的共平面开关(IPS)LCD和滤色片上薄膜晶体管型(TOC)LCD或薄膜晶体管上滤色片型(COT)LCD均不能解决上述问题，在所述TOC LCD和COT LCD中，滤色片层和阵列单元共同形成于下基板之上。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种LCD，其能够基本上克服由于现有技术的局限和缺点所导致的一个或多个问题。
本发明的一个优点在于提供了一种能够在形成于非有源区的黑矩阵中防止对特定波长的光泄漏的LCD。在所述LCD中，滤色片层与黑矩阵相接触而形成，其中，滤色片层利用在非有源区中形成的黑矩阵的OD特性，吸收具有较低OD值的波长的光。
本发明另外的特征和优点将在以下描述中加以阐述，其中部分特征和优点可以从描述中显而易见地看到，或者从本发明的实践中得知。通过在本发明的说明书、权利要求书以及附图中具体指明的结构，本发明的这些和其它优点会得到了解和实现。
为了实现这些和其它优点，根据本发明的目的，如所具体和概括描述的，本发明提供了一种液晶显示器件，其包括彼此相对的上基板和下基板，将有源区和非有源区限定其中；介于上基板和下基板之间的液晶层：形成于上基板或下基板的非有源区中的黑矩阵；与在非有源区中形成的黑矩阵交迭的滤色片。所述滤色片是由对特定波长的光具有低透射率的红色滤色片、绿色滤色片和蓝色滤色片中的一种滤色片形成，以防止特定波长的光通过黑矩阵透射。
应当理解，前面的概述和下面的详细描述是示例性的和解释性的，是为了进一步解释所要求保护的本发明。
附图说明
下述附图作为说明书的一部分，是为了进一步理解本发明，该附图举例说明本发明的具体实施方式，并结合描述，用于解释本发明的原理。
在附图中：
图1为根据现有技术的LCD的截面图；
图2A为在可视光区对树脂黑矩阵的透射特性图；
图2B为根据来自背光的光波长的光强图；以及
图2C为红色滤色片、绿色滤色片和蓝色滤色片的透射特性图；
图3为根据本发明一个具体实施方式的LCD的截面图；
图4为根据本发明另一个具体实施方式的LCD的截面图；以及
图5为根据本发明再一个具体实施方式的LCD的截面图。
具体实施方式
现在详细描述附图中所示的本发明的优选实施例。全部附图中相同或相似的部分用相同的参考数字标注。
图2A、2B和2C的曲线图分别说明在可见光区树脂黑矩阵的透射特性，根据来自背光的光波长的光强，以及红色滤色片、绿色滤色片和蓝色滤色片的透射特性。
如图2A所示，根据相应的树脂黑矩阵制备方法和材料(A、B、C)的差异，这几种树脂黑矩阵的透射特性彼此不同。
即，由材料A、B和C形成的黑矩阵具有彼此独立的高透射率的波长范围。因此，相应的黑矩阵在不同波长时具有不同的透射特性，并且因此根据来自背光的光波长的光强，透射量是不同的。
例如，在树脂黑矩阵是由材料A制备的情形下，在波长为550nm或550nm以上时透射率增加。
因此，当来自背光的光线波长为550nm或550nm以上时，在具有由材料A制备的树脂黑矩阵的LCD非有源区中会出现严重的光泄漏。
反之，红色滤色片、绿色滤色片和蓝色滤色片的透射率特性如图2C所示。对于550nm的波长，蓝色滤色片的透射率特性低于红色滤色片和蓝色滤色片的透射率特性。
在该实施例中，鉴于光密度(OD)值在树脂黑矩阵的波长时改变，用于滤色片层的红色滤色片、绿色滤光片和蓝色滤光片中的一种形成于在非有源区上形成的树脂黑矩阵的上部和下部。由此，可以防止树脂黑矩阵的对OD敏感的波长通过树脂黑矩阵。
例如，通过在具有由材料A制备得到的树脂黑矩阵的非有源区中另外形成蓝色滤色片，可以改善树脂黑矩阵的对550nm或550nm以上的波长敏感的特性。从而，可以防止在LCD周边的光泄漏。
图3为根据本发明的一个具体实施方式的LCD的截面图。
扭转向列(TN)LCD如图3所示。另外形成预定的滤色片342，以防止由在非有源区的树脂黑矩阵中对于特定波长的透射率导致的光泄漏。
在图3中，LCD包括上基板(滤色片基板)120、下基板(阵列基板)140、以及液晶层160。上基板120设置在下基板140的对面，液晶层160介于上基板120和下基板140之间。
包括像素区P的有源区Ia被限定在下基板140中，第一非有源区Ib被限定在有源区Ia的外周。第二非有源区Ic被限定在上基板120中。与对应于下基板140的第一非有源区相比，第二非有源区Ic的位置总体上更靠近有源区Ia。
薄膜晶体管T形成于下基板140的有源区Ia之上。薄膜晶体管T包括栅极180、半导体层220、以及源极240和漏极260。与薄膜晶体管T相连的像素电极320形成于像素区P之上。
滤色片层340、平整层380、以及公共电极400依次形成于上基板120之上。
此时，滤色片层340包括黑矩阵340a和滤色片340b。黑矩阵340a形成于薄膜晶体管T和第二非有源区Ic之上，滤色片340b与黑矩阵340a部分交迭，其包括在像素区P上重复形成的红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)。
在该具体实施方式中，预定的滤色片342进一步与在有源区Ia周边形成的黑矩阵340a接触而形成。
如上所述，在树脂黑矩阵中，光密度(OD)值随着入射光的波长而改变。因此，鉴于该特性，用于滤色片层340的红色滤色片、绿色滤色片和蓝色滤色片中的一种形成于在非有源区中形成的树脂黑矩阵340a的上部或下部。由此，可以防止具有树脂黑矩阵的对OD敏感的波长的光通过树脂黑矩阵。
即，根据树脂黑矩阵340a的制备方法，树脂黑矩阵340a在入射光的不同波长时具有不同的透射特性。透射特性决定可以屏蔽光的OD特性。当这样的高亮度光线为5000尼特或5000尼特以上的高亮度模式被提供到LCD面板时，如上所述，树脂黑矩阵340a具有根据透光率特性改变的OD值。从而，不能够有效地屏蔽光线。
然而，根据本发明，通过另外形成与在非有源区中形成的树脂黑矩阵340a接触的红色滤色片、滤色滤色片和蓝色滤色片中的一滤色片342，可以改善在树脂黑矩阵340a中特定波长的透光率特性。
在图2A和图2B中，通过在形成有材料A制备的树脂黑矩阵的非有源区中进一步形成蓝色滤色片，可以改善由材料A制备的、对550nm或550nm以上的波长敏感的树脂黑矩阵的特性。
尽管所述滤色片是在树脂黑矩阵之下，与其接触而形成，但本发明并不限于此。即，所述滤色片可以是与树脂黑矩阵的上部接触而形成。
而且，本发明还可以应用于IPS LCD、滤色片上薄膜晶体管式(TOC)LCD或薄膜晶体管上滤色片式(COT)LCD、以及TN LCD。
图4为根据本发明另一个实施例的LCD的截面图。
IPS LCD如图4所示。形成预定的滤色片342，以防止由在非有源区的树脂黑矩阵340a中特定波长的光的透射引起的光泄漏。
用相同的参考数字标注与图3中的元件相同的元件。
在IPS LCD中，像素电极320和公共电极400形成于下基板140的同一平面上。通过向形成在下基板上的像素电极和公共电极施加水平电场，控制液晶。上基板120为一具有滤色片层340的基板。
如图4所示，IPS LCD包括上基板(滤色片基板)120、下基板(阵列基板)140、以及液晶层160。上基板120设置在基板140的对面，液晶层160介于上基板120和下基板140之间。
包括像素区P的有源区Ia被限定在下基板140中，第一非有源区Ib被限定在有源区Ia的外周。第二非有源区Ic被限定在上基板120中。与对应于下基板140的第一非有源区Ib相比，第二非有源区Ic的位置总体上更靠紧有源区Ia。
薄膜晶体管T形成于下基板140的有源区Ia之上。薄膜晶体管T包括栅极180、半导体层220、以及源极240和栅极260。而且，与薄膜晶体管T相连的像素电极320和公共电极400形成于像素区P之上。
像素电极320和公共电极400以指型排列配置，在该排列中，所述两电极在同一平面上以预定距离间隔开，形成共平面电场。
滤色片层340和平整层380形成于上基板120之上。
此时，滤色片层340包括黑矩阵340a和滤色片层340b。黑矩阵340a形成于薄膜晶体管T和第二非有源区Ic之上，滤色片340b与黑矩阵340a部分交迭、包括重复形成于像素区P之上的红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)。
在该实施例中，预定的滤色片342进一步与形成于有源区Ia周边的黑矩阵340a相接触而形成。
如上所述，在树脂黑矩阵中，光密度(OD)值随着入射光的波长而改变。从而，鉴于该特性，用于滤色片层340中的红色滤色片、绿色滤色片和蓝色滤色片中的一种形成于在非有源区上形成的树脂黑矩阵340a的上部或下部。由此，可以防止树脂黑矩阵的对OD敏感的波长的光通过树脂黑矩阵。
即，根据树脂黑矩阵340a的制备方法，树脂黑矩阵340a在入射光的不同波长下，具有不同的透射特性。表示屏蔽光的能力的OD特性是由透射率特性所决定。当将这样的高亮度模式，即，例如5000尼特或5000尼特以上的高亮度光线，提供给LCD面板时，如上所述，树脂黑矩阵340a具有根据透射特性改变的OD值。从而，不能够有效地屏蔽光线。
然而，根据本发明，通过另外形成与在非有源区中形成的树脂黑矩阵340a接触的红色滤光片、绿色滤光片和蓝色滤光片中的一滤光片342，可以改善在树脂黑矩阵340a中特定波长的透射特性。
参照图2A和图2B，通过在形成有材料A制备得到的树脂黑矩阵的非有源区中进一步形成蓝色滤色片，可以改善由材料A制备得到的、并对550nm或550nm以上的波长敏感的树脂黑矩阵的特性。因此，可以防止LCD周边的光泄露。
图5为根据本发明另一个具体实施方式的LCD的截面图。在图5中，说明TOC的结构。
在该具体实施例中，形成预定的滤色片342，以防止在非有源区的树脂黑矩阵340a中具有特定波长的光的透射。
在图5中，TOC的结构包括彼此相对的上基板210和下基板230，液晶层260介于上基板210和下基板230之间。滤色片212形成于下基板230的透明基板200之上，红色、绿色和蓝色重复设置在像素区P中。平整区213形成于颜色边界和滤色片212的上部之上。
并且，薄膜晶体管T形成于平整层213之上。薄膜晶体管T包括栅极232、半导体层234、以及源极236和漏极242。具有漏极接触孔244的钝化层248形成于薄膜晶体管T之上。
此外，黑矩阵250形成于钝化层248之上，以使黑矩阵250以与漏极242通过漏极接触孔244相连的状态覆盖薄膜晶体管T。像素电极252形成于像素区P中与黑矩阵250相连。
焊盘部件IV形成于下基板230的第一非有源区IIIb中，并与外电路相连。公共电极214形成于上基板210的透明基板200的下表面上。
具有TOC结构或COT结构的LCD的特征为：红色滤色片、绿色滤色片和蓝色滤色片中的一滤色片342进一步形成于在非有源区中形成的树脂黑矩阵250之下。由此，可以改善在树脂黑矩阵中特定波长的透射率特性。
在图2A和图2B中，通过在形成由材料A制备得到的树脂黑矩阵的非有源区中进一步形成蓝色滤色片，可以改善由材料A制备得到、并对550nm或550nm以上的波长敏感的树脂黑矩阵的特性。从而，可以防止LCD周边的光泄漏。
根据本发明，高亮度LCD可以防止在非有源区中的光泄漏。
而且，不必增加在非有源区中黑矩阵的厚度，从而可以简化在有源区中滤色片和黑矩阵之间的交迭步骤。
本领域技术人员可以显而易见地理解，在不偏离本发明的精神或范围内可作各种修改和变型。从而，如果对本发明所做的修改和变型在本发明所附的权利要求及其等同物的范围内，上述修改和变型均应为本发明所覆盖。

Claims (20)

1、一种液晶显示器件包括：
彼此相对的上基板和下基板，将有源区和非有源区限定其中；
液晶层，介于上基板和下基板之间；
黑矩阵，形成于上基板或下基板的非有源区中；以及
滤色片，与在非有源区中形成的黑矩阵交迭而形成。
2、根据权利要求1所述的液晶显示器件，其特征在于，所述黑矩阵是由树脂基材料形成。
3、根据权利要求1所述的液晶显示器件，其特征在于，所述滤色片是应用于滤色片层的红色滤色片、绿色滤色片和蓝色滤色片中的一种。
4、根据权利要求3所述的液晶显示器件，其特征在于，所述滤色片形成于在非有源区上形成的黑矩阵的上部或下部之上。
5、根据权利要求3所述的液晶显示器件，其特征在于，所述滤色片层包括：
黑矩阵，包含非有源区；以及
滤色片，与黑矩阵部分交迭，具有重复形成的红色、绿色和蓝色。
6、根据权利要求3所述的液晶显示器件，其特征在于，所述滤色片是由对特定波长的光具有低透射率的红色滤色片、绿色滤色片和蓝色滤色片中的一种形成，以防止特定波长的光通过黑矩阵透射。
7、根据权利要求1所述的液晶显示器件，其特征在于，所述下基板包括：
包括像素区的有源区；以及
形成于有源区周边的第一非有源区。
8、根据权利要求7所述的液晶显示器件，其特征在于，所述上基板包括：
与下基板的有源长度对应的有源区；以及
第二非有源区，其位置比第一非有源区更在有源区周边之内。
9、根据权利要求1所述的液晶显示器件，其特征在于，所述液晶显示器件为扭转向列模式。
10、根据权利要求1所述的液晶显示器件，其特征在于，所述液晶显示器件为共平面开关模式。
11、根据权利要求1所述的液晶显示器件，其特征在于，所述液晶显示器件具有滤色片上薄膜晶体管式结构，其中，滤色片层和阵列单元共同形成于下基板之上。
12、根据权利要求1所述的液晶显示器件，其特征在于，所述液晶显示器件具有薄膜晶体管上滤色片式结构，其中，滤色片层和阵列单元共同形成于下基板上。
13、一种液晶显示器件的制备方法，包括：
形成彼此相对的上基板和下基板，将有源区和非有源区限定其中；
在上基板和下基板之间形成液晶层；
在上基板或下基板的非有源区中形成黑矩阵；以及
在非有源区中形成与黑矩阵交迭的滤色层。
14、根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述黑矩阵是由树脂基材料形成。
15、根据权利要求13所述的方法，其特征在于，进一步包括形成滤色片层，其中，滤色片是由应用于滤色片层的红色滤色片、绿色滤色片和蓝色滤色片中的一种形成。
16、根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述滤色片是形成于在非有源区中形成的黑矩阵的上部或下部之上。
17、根据权利要求15所述的方法，其特征在于，形成所述滤色片层包括：
形成包括非有源区的黑矩阵；以及
形成滤色片，所述滤色片与黑矩阵部分交迭，并具有重复形成的红色、绿色和蓝色。
18、根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述滤色片是由对特定波长的光具有低透射率的红色滤色片、绿色滤色片和蓝色滤色片中的一种形成，以防止特定波长的光通过黑矩阵透射。
19、根据权利要求13所述的方法，其特征在于，形成下基板包括：
形成包括像素区的有源区；以及
在有源区周边形成第一非有源区。
20、根据权利要求19所述的方法，其特征在于，形成上基板包括：
形成与下基板的有源区对应的有源区；以及
形成第二非有源区，其位置比第一非源区更在有源区周边之内。
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