JP2007004111A - 液晶表示装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、液晶表示装置に偏光板付着のための整列マークを形成して、偏光板付着工程で発生する偏光板付着不良を改善した液晶表示装置およびその製造方法を提供することにその目的がある。
【解決手段】本発明の液晶表示装置は、上部基板１００ａと下部基板１００ｂと前記上部基板または下部基板上の偏光板を整列するための整列マーク１５０とを含む。また、本発明の液晶表示装置の製造方法は、基板上に金属膜を形成しエッチングして、ブラックマトリックスおよび整列マークを形成する段階と、前記ブラックマトリックスが形成された基板上にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）カラーフィルタ層を順次に形成する段階とを含む。
【選択図】図３

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、特に、偏光板付着不良を防止する液晶表示装置およびその製造方法に関する。

今日、液晶表示装置は、低消費電力で携帯性が良好であり、且つ技術集約的で付加価値の高い次世代先端ディスプレイ素子として脚光を浴びている。前記液晶表示装置は、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：ＴＦＴ）を含むアレイ基板とカラーフィルタ基板との間に液晶を注入し、この液晶の異方性による光の屈折率の差を用いて映像効果を得る画像表示装置である。

現在のフラットパネルディスプレイ分野では、アクティブ液晶表示装置（ＡＭＬＣＤ：Active Matrix Liquid Crystal Display）が主流を形成している。ＡＭＬＣＤでは、一つの薄膜トランジスタが一つの画素の液晶にかかる電圧を調節して、画素の透過度を変化させるスイッチング素子として使われる。

このような薄膜トランジスタ素子としては、水素化した非晶質シリコン（amorphous-Silicon：Ｈ、以下、非晶質シリコンと略称する）が主に用いられる。これは、大面積の製作が容易で、生産性が高いからである。

液晶表示装置の製造工程を説明すると、上部基板上には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタ層をフォトリソグラフィ工程によって順次形成する。一方、下部基板上には、スイッチング素子である薄膜トランジスタと画素電極をフォトリソグラフィ工程によって順次形成する。次に、両基板を合着して、液晶を注入することで、所定の液晶表示装置が形成される。

このとき、前記上下部基板のセルギャップ維持のためにスペーサが散布され、両基板の合着および液晶封入のためにシール印刷工程を行う。

以下、液晶表示装置の製造工程で、合着以後の工程を説明する。
図１は、従来技術による液晶表示装置の製造工程を概略的に図示した図面である。図１に図示されたように、薄膜トランジスタが形成されたＴＦＴ基板上にシール印刷工程を行い、カラーフィルタ基板（Ｃ／Ｆ）上にスペーサ散布工程を行った後、両基板を合着するための合着工程を行う。

前記合着工程は、前記ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板を整列してから、これに熱と圧力を与え、紫外線を照射する。合着工程の後には、前記合着された基板を切断するセル工程を行う。

前記のセル工程が完了したら、それぞれの液晶セルに液晶を注入した後、液晶注入口を紫外線硬化樹脂で封入する液晶注入工程を行う。そして、このように液晶セルに液晶を注入した後に、前記液晶セルに偏光板を付着する工程を行う。

前記偏光板付着工程は、液晶セル表面上に前記偏光板を整列した後に、ローラで前記偏光板を前記液晶セルに加圧して付着する方式で行われる。前記偏光板は、液晶を透過した光の中で、特定方向に振動する光だけを選択的に透過させるが、付着された偏光板が前記液晶セルに正確に付着されないと、画質不良が発生する。

このように液晶セルに上下部偏光板が付着された後に、前記液晶セルのパッド領域に検査信号を印加して、点灯状態、むらの状態などの不良検査を行い、回路基板などを付着する組立工程を行って、液晶表示装置完製品を生産する。

しかしながら、従来技術には次のような課題がある。従来の偏光板付着工程には、図２に示すように、液晶セル１０に偏光板１５を付着する前に、液晶セル１０と偏光板１５との整列不良によって、偏光板１５の付着不良が頻繁に発生する問題があった。

図２は、従来の液晶表示装置の偏光板付着工程で、偏光板付着不良が発生した様子を示した図面である。図２を参照すると、偏光板１５は、液晶セル１０の画像表示領域であるアクティブ領域１１に付着されなければならないが、付着工程で傾いた状態で付着されている。

このような偏光板付着不良は、前記偏光板１５と液晶セル１０を整列する基準がはっきりしていないだけでなく、機械的に液晶セル１０と偏光板１５を整列してからすぐローラを用いて付着工程が行われるため発生する。特に、このような工程では、液晶セル１０のアクティブ領域１１に付着された偏光板１５が、どの程度傾いているかを正確に知ることができないため、偏光板が傾く不良を確認できない場合が多い。

本発明は上述のような課題を解決するためになされたもので、液晶表示装置に偏光板付着のための整列マークを形成して、偏光板付着工程で発生する偏光板付着不良を改善した液晶表示装置およびその製造方法を提供することにその目的がある。

本発明の実施の形態に係る液晶表示装置は、上部基板と、下部基板と、前記上部基板または下部基板上の偏光板を整列するための整列マークとを含む。

また、本発明の他の実施の形態に係る液晶表示装置の製造方法は、基板上に金属膜を形成しエッチングして、ブラックマトリックスおよび整列マークを形成する段階と、前記ブラックマトリックスが形成された基板上にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のカラーフィルタ層を順次に形成する段階とを含む。

また、本発明の他の実施の形態に係る液晶表示装置の製造方法は、基板上に金属膜を形成し、ゲート電極、ゲート配線および整列マークを形成する段階と、前記ゲート電極などが形成された基板上に、薄膜トランジスタとデータ配線を形成する段階と、前記ソース／ドレイン電極が形成された基板上に、保護膜と画素電極を形成する段階とを含む。

さらに、本発明の他の実施の形態に係る液晶表示装置の製造方法は、基板上に金属膜を形成し、ゲート電極、ゲート配線を形成する段階と、前記ゲート電極などが形成された基板上に、薄膜トランジスタとデータ配線および整列マークを形成する段階と、前記ソース／ドレイン電極が形成された基板上に、保護膜と画素電極を形成する段階とを含む。

本発明は、液晶表示装置に偏光板を正確に整列できる整列マークを形成して、偏光板付着工程で発生する偏光板付着不良を改善できる効果がある。さらに、偏光板の付着不良を改善して、液晶表示装置の画面品位を改善する効果がある。

さらに、このような偏光板整列マークは、偏光板付着工程のための整列だけでなく、光学シート、導光板などの部品を組立する液晶表示装置の組立工程でも、組立不良を防止するための方法として適用できる効果がある。

以下。添付の図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図３は、本発明の実施の形態において、整列マークを備えた液晶表示装置に偏光板が付着された様子を図示した図面である。

図３に図示したように、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）カラーフィルタが形成された上部基板１００ａと、画素電極とＴＦＴが形成された下部基板１００ｂとが、液晶層を介して合着された液晶セル１００に、偏光板１１５が付着されている。前記上部基板１００ａの角部領域には、前記偏光板１１５を付着するとき、前記偏光板１１５の整列のための整列マーク１５０が形成されている。

前記整列マーク１５０は、前記上部基板１００ａのアクティブ領域外郭のブラックマトリックス領域に形成するか、あるいは、前記下部基板１００ｂのアクティブ領域の角部領域に形成することができる。すなわち、前記整列マーク１５０は、液晶セル１００の上部基板１００ａまたは下部基板１００ｂに形成することができる。そして、前記整列マーク１５０は、前記偏光板１１５の角部と整列できるように、「Ｌ」字形状の折曲構造で形成されている。

図４は、前記図３のＡ領域を拡大した図面である。図示されたように、整列マーク１５０は、ｘ、ｙ垂直軸に所定の間隔で目盛りが形成されており、ｘ、ｙ垂直軸の内側は、所定の角度（θ）で分割されている。

前記偏光板１１５が液晶セルの上部基板１００ａまたは下部基板１００ｂに付着されるとき、このような目盛りを基準でチルト補正および整列補正を行う。前記偏光板１１５の角部をｘ、ｙ軸に表示された目盛りまたは角度に合わせて整列することにより、偏光板１１５付着工程で頻繁に発生するチルト不良を含む整列不良を防止することができる。

図５は、本発明の実施の形態において、整列マークを備えた液晶セルの上部基板を図示した平面図である。図示したように、偏光板を付着するための整列マーク１５０が、上部基板１００ａのアクティブ領域１０５の角部に形成されている。前記整列マーク１５０は、前記上部基板１００ａのブラックマトリックス１０６をパターニングして形成される。

そして、前記整列マーク１５０は、前記アクティブ領域１０５の角部領域に四つだけ形成されているが、前記アクティブ領域１０５の縁部に沿って複数形成されることもできる。前記整列マーク１５０は、液晶表示装置の製造工程中、ブラックマトリクス形成工程で一緒に形成されるため、前記整列マーク１５０を形成するための追加の工程は要求されない。

次に、前記整列マーク１５０が前記上部基板１００ａ上に形成される工程を、図６Ａおよび図６Ｂを参照して説明する。図６Ａおよび図６Ｂは、前記図５に整列マークが形成された様子を図示した図面である。図６Ａおよび図６Ｂに図示したように、整列マーク１５０は、上部基板１００ａ上にブラックマトリックス１０６を形成するとき、一緒に形成される。

まず、ガラス上にクロム（Ｃｒ）または樹脂物質を形成してから、フォトリソグラフィ工程によってブラックマトリックス１０６を形成する。前記ブラックマトリックス１０６は、上部基板１００ａのアクティブ領域１０５には格子形状で形成され、縁部には光漏れの防止のために、所定の幅を有するように厚く形成される。

前記ブラックマトリックス１０６が形成されるとき、前記ブラックマトリックス１０６をエッチングおよびパターニングして、前記ガラスが露出された陰刻形状で整列マーク１５０を形成する（図６Ａ参照）。

すなわち、前記ブラックマトリックス１０６をフォト工程によってパターニングするときに、前記整列マーク１５０をパターニングする。よって、図６Ａに図示されたように、前記整列マーク１５０は、ブラックマトリックス１０６がエッチングされ、透明なガラスが露出されるように形成される。よって、前記ｘ、ｙ軸の目盛りと角度（θ）がエッチングで露出されるガラス領域に形成される。

しかし、図６Ｂのように、前記整列マーク１５０が形成される領域をエッチングしてから、ブラックマトリクス１０６の物質からなる陽刻形状の整列マーク１５０を形成することができる。このとき、前記整列マーク１５０のｘ、ｙ軸の目盛りと角度（θ）が前記ブラックマトリックス１０６の物質で形成される。

このようにして、ブラックマトリックス１０６がガラス上に形成された後に、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）カラーレジンを用いて、前記アクティブ領域１０５上にカラーフィルタ層を形成する。

このように本発明では、液晶セルに付着される偏光板の整列のために、カラーフィルタ層が形成される上部基板１００ａ上に整列マーク１５０を形成することにより、偏光板付着不良を改善することができる。

図７は、本発明の実施の形態において、整列マークを備えた液晶セルの下部基板を図示した平面図であって、図８は、前記図７のＣ領域を拡大した図面である。図７および図８に図示されたように、ＴＦＴと画素電極が形成された下部基板１００ｂ上に、偏光板付着のための整列マーク１５０を形成した。

前記整列マーク１５０は、パッド領域１０８の内側にＴＦＴと画素電極が形成されたアクティブ領域１０９の角部領域に形成されている。すなわち、前記整列マーク１５０は、前記図５の整列マークの形成領域に対応する下部基板１００ｂ上に形成される。

前記下部基板１００ｂ上に形成される整列マーク１５０は、下部基板１００ｂの製造工程において、ゲート配線を形成する工程またはデータ配線を形成する工程で形成される。すなわち、グラス基板上に金属膜を形成し、ゲート配線、ゲート電極、ゲートパッドを形成するとき、前記アクティブ領域１０９の角部領域に金属膜をパターニングして、整列マーク１５０を形成する。前記整列マーク１５０は、「Ｌ」字形状の折曲構造で形成した。

次に、ゲート絶縁膜およびチャンネル層とオーミックコンタクト層からなるアクティブ層を形成し、ソース／ドレイン電極を形成して、薄膜トランジスタ、データ配線およびデータパッドを形成する。

前記ソース／ドレイン電極、データ配線およびデータパッドを形成する工程で、前記整列マーク１５０を形成できる。この場合には、ゲート配線形成工程で整列マーク１５０を形成せず、データ配線形成工程で金属膜をパターニングして形成する。

よって、前記整列マーク１５０は、ソース／ドレイン電極金属で、前記アクティブ領域１０９の縁部に「Ｌ」字形状で形成される。なお、図面では前記整列マーク１５０がアクティブ領域１０９の角部だけに形成されているが、アクティブ領域１０９の周りに沿って複数形成することもできる。

このようにして、ソース／ドレイン電極およびデータ配線などが形成された後に、保護膜形成工程と画素電極形成工程を行い、下部基板１００ｂ（ＴＦＴ基板）を完成する。前記整列マーク１５０はｘ、ｙ軸の目盛りと角度（θ）が形成されており、偏光板付着時に偏光板の整列不良およびチルト不良を改善できる。

図９は、本発明の他の実施の形態に係る液晶表示装置を図示した平面図である。
図９に図示されたように、ＴＦＴと画素電極が形成された下部基板２００ｂとカラーフィルタ層とブラックマトリックスが形成された上部基板２００ａとが合着された液晶パネル２００に、偏光板１１５を付着のための整列マーク２５０が形成されている。

前記整列マーク２５０は、十字形状で形成されており、前記偏光板１１５の角部と十字形状の整列マーク２５０とを整列して、偏光板を整列する。このような整列マーク２５０は、図３のような形状の構造に比べて偏光板整列の自由度が大きい。

すなわち、前記偏光板１１５の縁部の角部が前記整列マーク２５０とオーバーラップされ、垂直と水平さえ整列されれば、前記角部の端部が十字形状の中心に位置しなくても、付着工程を行うことができる。

そして、前記十字形状の整列マーク２５０は、図６Ａ、図６Ｂ、図７、図８で説明したように、カラーフィルタとブラックマトリックスが形成された上部基板形成工程またはＴＦＴと画素電極が形成された下部基板形成工程で製造される方式と同一に製造される。よって、前記十字形状の整列マーク２５０の形成工程についての具体的な説明は省略する。

このように、本発明では、液晶セルに偏光板付着のための整列マークを一体に形成することにより、偏光板付着工程時に頻繁に発生する整列またはチルト不良を防止することができる。

一般の液晶表示装置の製造工程を図示した図面である。 従来の液晶表示装置の偏光板付着工程で、偏光板付着不良が発生した様子を図示した図面である。 本発明の実施の形態において、整列マークを備えた液晶表示装置に偏光板が付着された様子を図示した図面である。 前記図３のＡ領域を拡大した図面である。 本発明の実施の形態において、整列マークを備えた液晶セルの上部基板を図示した平面図である。 前記図５に整列マークが形成された様子を図示した図面である。 前記図５に整列マークが形成された様子を図示した図面である。 本発明の実施の形態において、整列マークを備えた液晶セルの下部基板を図示した平面図である。 前記図７のＣ領域を拡大した図面である。 本発明の他の実施の形態による液晶表示装置を図示した平面図である。

符号の説明

１００、２００ 液晶パネル、１００ａ、２００ａ 上部基板、１００ｂ、２００ｂ 下部基板、１０５、１０９ アクティブ領域、１０６ ブラックマトリックス、１０８ パッド領域、１１５ 偏光板、１５０、２５０ 整列マーク。

Claims (34)

1. 上部基板と、
   下部基板と、
   前記上部基板または前記下部基板上の偏光板を整列するための整列マークと
   を含むことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記上部基板は、カラーフィルタ層とブラックマトリックスが形成されたカラーフィルタ基板であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記下部基板は、画素電極とＴＦＴが形成されたＴＦＴ基板であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 前記整列マークは、前記上部基板のブラックマトリックス材質で形成されたことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
5. 前記整列マークは、前記ブラックマトリックスをエッチングして、ガラスを露出させる陰刻形状で形成されたことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
6. 前記整列マークは、前記ブラックマトリックスをエッチングして、陽刻形状で形成されたことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
7. 前記整列マークは、垂直に交差するｘ軸とｙ軸および角度（θ）が表示されたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
8. 前記整列マークは、前記偏光板のチルトを補正することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
9. 前記整列マークは、前記偏光板の角部に対応するように、垂直に折れた構造で形成されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
10. 前記整列マークは、十字形状で形成されたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
11. 前記整列マークは、前記上部基板のアクティブ領域の周りに沿って。複数形成されたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
12. 前記整列マークは、前記下部基板のアクティブ領域の角部に沿って、複数形成されたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
13. 基板上に金属膜を形成し、エッチングして、ブラックマトリックスおよび整列マークを形成する段階と、
    前記ブラックマトリックスが形成された基板上に、カラーフィルタ層を順次に形成する段階と
    を含む液晶表示装置の製造方法。
14. 前記整列マークは、前記カラーフィルタ層が形成されるアクティブ領域縁部の周りに形成されることを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置の製造方法。
15. 前記整列マークは、前記ブラックマトリックス材質からなる陽刻形状で形成されることを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置の製造方法。
16. 前記整列マークは、前記ブラックマトリックスをエッチングして、陰刻形状で形成されることを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置の製造方法。
17. 前記整列マークは、前記カラーフィルタ層が形成されるアクティブ領域縁部の周りに沿って、複数形成されることを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置の製造方法。
18. 前記整列マークは、ｘ、ｙ軸と角度（θ）が表示されるように形成されることを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置の製造方法。
19. 前記整列マークは、偏光板の角部に対応されるように、垂直に折れた構造で形成されることを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置の製造方法。
20. 前記整列マークは、十字形状で形成されることを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置の製造方法。
21. 基板上に金属膜を形成し、ゲート電極、ゲート配線および整列マークを形成する段階と、
    前記ゲート電極が形成された基板上に、薄膜トランジスタとデータ配線を形成する段階と、
    ソース／ドレイン電極が形成された基板上に、保護膜と画素電極を形成する段階と
    を含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
22. 前記整列マークは、前記薄膜トランジスタと画素電極が形成されるアクティブ領域縁部の周りに形成されることを特徴とする請求項２１に記載の液晶表示装置の製造方法。
23. 前記整列マークは、ゲート金属を陽刻形状で形成されることを特徴とする請求項２１に記載の液晶表示装置の製造方法。
24. 前記整列マークは、前記薄膜トランジスタと画素電極が形成されるアクティブ領域縁部の回りに複数形成されることを特徴とする請求項２３に記載の液晶表示装置の製造方法。
25. 前記整列マークは、ｘ、ｙ軸と角度（θ）が表示されるように形成されることを特徴とする請求項２３に記載の液晶表示装置の製造方法。
26. 前記整列マークは、偏光板の角部に対応するように、垂直に折れた構造で形成されることを特徴とする請求項２３に記載の液晶表示装置の製造方法。
27. 前記整列マークは、十字形状で形成されることを特徴とする請求項２３に記載の液晶表示装置の製造方法。
28. 基板上に金属膜を形成し、ゲート電極、ゲート配線を形成する段階と、
    前記ゲート電極が形成された基板上に、薄膜トランジスタとデータ配線および整列マークを形成する段階と、
    ソース／ドレイン電極が形成された基板上に、保護膜と画素電極を形成する段階と
    を含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
29. 前記整列マークは、前記薄膜トランジスタと画素電極が形成されるアクティブ領域縁部の回りに形成されることを特徴とする請求項２８に記載の液晶表示装置の製造方法。
30. 前記整列マークは、前記ソース／ドレイン電極金属を陽刻形状で形成されることを特徴とする請求項２８に記載の液晶表示装置の製造方法。
31. 前記整列マークは、前記薄膜トランジスタと画素電極が形成されるアクティブ領域縁部の回りに複数形成されることを特徴とする請求項２８に記載の液晶表示装置の製造方法。
32. 前記整列マークは、ｘ、ｙ軸と角度（θ）が表示されるように形成されることを特徴とする請求項２８に記載の液晶表示装置の製造方法。
33. 前記整列マークは、偏光板の角部に対応するように垂直に折れた構造で形成されることを特徴とする請求項２８に記載の液晶表示装置の製造方法。
34. 前記整列マークは、十字形状で形成されることを特徴とする請求項２８に記載の液晶表示装置の製造方法。
    

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