显示面板的制作方法

本申请要求于2016年11月30日在韩国提交的第10-2016-0162177号韩国专利申请的优先权权益，由此该韩国专利申请如同完全在本文中提出一样通过引用来合并。

技术领域

本发明涉及显示面板，以及更特别地，涉及在不增加显示面板的厚度或其成本的情况下使得能够实现视角以使得视角仅可以由用户观看的显示面板。

背景技术：

在显示设备中，液晶显示设备通过向液晶施加电压来将液晶的特定分子排布转换成另一分子排布，并且使用这样的分子排布将发射光的液晶盒的光学性质例如双折射、旋转偏振和光散射等的变化转换成视角的变化。作为使用通过液晶盒实现对光的调制的显示设备，一般的液晶显示设备通过调整液晶面板中的液晶盒的光的透射率来显示对应于视频信号的图像。

虽然这样的液晶显示设备基本上使用多个液晶像素和滤色器来显示红色R、绿色B和蓝色B，但是在近些年，其中增加了用于显示白色的单独像素的示例性配置正在增加，其中，增加用于显示白色的单独像素是为了例如增加亮度或控制视角。

图1是示意性地示出一般的液晶显示面板的视图。

参照图1，液晶显示面板包括下偏光板54、下基板10、布置在下基板10上方并且与下基板10间隔恒定距离的上基板30、在下基板10与上基板30之间形成的液晶层40、上偏光板52以及布置在上基板30上方以控制光的光控制膜60。

在下基板10上形成包括薄膜晶体管TFT的薄膜晶体管阵列20，以及在上基板30上形成红、绿和蓝滤色器34。在滤色器34之间的边界上形成黑矩阵(BM)32。

另外，在黑矩阵32和滤色器34上形成外涂层36。

此外，光控制膜60在其中包括多个分隔部(未示出)，分隔部彼此以预定距离间隔开。

因此，在液晶显示面板1中，通过从液晶显示面板1下方的光源单元即背光单元(未示出)提供的光，在液晶显示面板1的整个表面上形成图像。形成的图像通过光控制膜60在外部显现。

此时，通过光控制膜60中的分隔部(未示出)从液晶显示面板1的前侧观看形成的图像，然而以侧视角放出的光被光控制膜60阻挡以便仅对用户可见。

然而，虽然一般的液晶显示面板使用光控制膜实现窄的视角，但是需要添加光控制膜，这引起产品的成本和厚度的增加。

特别地，在将没有上述光控制膜的显示器用于车辆中的情况下，未实现仅对用户可见的画面，并且例如可能出现画面反射在车辆的挡风玻璃上的现象。因此，未能保证车辆驾驶员的清楚的视野，从而使得平稳操作不可能。

技术实现要素：

因此，本发明针对基本上避免了由于相关技术的限制和缺点而引起的一个或更多个问题的显示面板。

本发明的目的是提供一种显示面板，在该显示面板中，当形成黑矩阵时在像素区域中形成多个光控制分隔部，这使得能够省略现有的光控制膜，从而在不增加产品的厚度和制造成本的情况下实现了仅对用户可见的视角模式。

本发明另外的优点、目的和特征将部分地在随后的描述中提出，以及部分地对于本领域技术人员根据对以下描述的查阅将变得明显或者可以从对本发明的实践中得知。本发明的目的和其他优点可以通过在书面描述及权利要求书以及附图中特别指出的结构来实现和获得。

为了实现这些目的和其他优点并且根据本发明的目的，如在本文中实施和广泛描述的，显示面板包括：下基板，其具有薄膜晶体管阵列；上基板，其被布置以面对下基板；黑矩阵，其设置在上基板上并且被配置成界定每个像素区域；光控制分隔部，其设置在上基板的像素区域中；滤色器，其设置在上基板的像素区域中；外涂层，该外涂层设置在其上已经设置有滤色器和光控制分隔部的上基板的整个表面上；以及液晶层，其设置在上基板与下基板之间。

光控制分隔部可以由与黑矩阵的材料相同的材料形成，或者可以由与黑矩阵的材料不同的材料形成。

另外，光控制分隔部可以具有与黑矩阵的厚度相同的厚度，或者可以具有与黑矩阵的厚度不同的厚度。

光控制分隔部可以具有比黑矩阵的宽度小的宽度。

另外，光控制分隔部可以包括一个或更多个光控制分隔部。

光控制分隔部之间可以具有小于盒间隙的距离。

光控制分隔部可以具有小于盒间隙的宽度。

光控制分隔部可以具有比黑矩阵的厚度大的厚度。

应理解的是，本发明的前面的一般性描述和下面的详细描述是示例性和说明性的，并且意在提供对请求保护的本发明的进一步说明。

附图说明

所包括以提供对本发明的进一步理解并且被并入且构成本申请的一部分的附图示出了本发明的实施方式，并且连同说明书一起用于说明本发明的原理。在附图中：

图1是示意性地示出了一般的液晶显示面板的视图；

图2是仅示出了用于说明根据本发明的实施方式的显示面板的结构特征的显示面板的一部分的部分平面图；

图3是沿图2的线III-III获得的示意性地示出了显示面板的一个像素的截面图；

图4A至图4G是示意性地示出了根据本发明的实施方式的制造显示面板的方法的工艺截面图；

图5A至图5H是示意性地示出了根据本发明的另一实施方式的制造显示面板的方法的工艺截面图；以及

图6是用于说明根据本发明的实施方式的显示面板的视角的视图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图来详细描述根据本发明的显示面板的示例性实施方式，以使本领域技术人员能够容易地实现示例性实施方式。

应当注意的是，虽然将在本发明中通过示例来描述液晶显示面板，但是本发明并非限于此，而是可以应用于发射型显示设备，例如电致发光器(EL)、发光二极管(LED)、真空荧光显示器(VFD)、场发射显示器(FED)和等离子体显示面板(PDP)显示设备以及非发射型显示设备。

另外，本发明的优点和特征以及获得它们的方式参考下面结合附图详细描述的实施方式将变得明显。然而，本发明并非限于下文公开的实施方式，而是可以以许多不同的形式来实施。相反，提供这些示例性实施方式以使得本公开内容将是透彻和完全的并且将向本领域技术人员完整传达范围。本发明的范围应当由权利要求书来限定。在附图中，相同或相似的元件由相同附图标记来指示，虽然它们绘制在不同的附图中。

图2是仅示出了用于说明根据本发明的实施方式的显示面板的结构特征的显示面板的一部分的部分平面图。

参照图2，在根据本发明的显示面板中，红、绿和蓝显示像素以1x 3矩阵的形式来布置以配置基本像素。此处，在配置了红、绿和蓝显示像素的区域中形成多个光控制分隔部133。

然而，根据本发明的显示面板不限于其中红、绿和蓝显示像素以1x 3矩阵的形式进行布置以配置基本像素的配置，而是红、绿和蓝显示像素可以根据需要以各种形式进行布置以配置基本像素。

图3是沿图2的线III-III获得的示意性地示出了显示面板的一个像素的截面图。

根据本发明的显示面板100包括下基板110、布置在下基板110上方的上基板130以及被形成以填充下基板110与上基板130之间的空间的液晶层150。

下基板110由透明材料例如玻璃形成。彼此绝缘的数据线和栅极线形成在下基板110上以便彼此交叉以限定多个像素区域。薄膜晶体管阵列120被配置成针对由数据线和栅极线限定的每个像素区域来形成薄膜晶体管。

另外，在与下基板110间隔开并且被布置成面对下基板110的上基板130上、在对应于像素区域之间的边界的区域中来形成黑矩阵132a。

另外，彼此以恒定距离间隔开的光控制分隔部133形成在黑矩阵132a内的上基板130的每个像素区域中。在此，可以提供一个或更多个光控制分隔部133。另外，光控制分隔部133可以具有矩形、梯形、三角形或任何其他截面形状。光控制分隔部133可以由与黑矩阵132a的材料层相同的材料层进行配置。

另外，红、绿和蓝滤色器134形成在上基板130的像素区域中。在此，在像素区域中，除了红、绿和蓝滤色器134以外，还形成有光控制分隔部133。光控制分隔部133的厚度比滤色器134的厚度和黑矩阵132a的厚度大。然而，光控制分隔部133不限于比滤色器134的厚度和黑矩阵132a的厚度大的厚度，而是可以根据需要具有与滤色器134的厚度和黑矩阵132a的厚度相同的厚度。

另外，外涂层136形成在其上已经形成有滤色器134和光控制分隔部133的上基板130的整个表面上。

另外，上偏光板162和下偏光板164形成在上基板130和下基板130的后表面上。

因此，已经从背光单元发射且移动穿过下基板110和液晶层150的光通过上基板130的滤色器134。此时，因为在上基板130的侧视角处光被光控制分隔部133阻挡，所以已经通过红、绿和蓝滤色器134的光未被感知到。

然而，因为在上基板130的正视角处已经通过红、绿和蓝滤色器134的光被用户感知到，所以显示面板100实现了仅对用户可见的视角模式。

图4A至图4G是示意性地示出了根据本发明的实施方式的制造显示面板的方法的工艺截面图。

如图4A所示，薄膜晶体管阵列120形成在由透明绝缘材料例如玻璃形成的下基板110上。

详细说明形成薄膜晶体管阵列120的工艺，在将第一金属材料沉积在下基板110上之后，对第一金属材料进行图案化以形成栅极线和从栅极线延伸的栅电极112。第一金属材料可以是铝(Al)、铬(Cr)、钼(Mo)或钨(W)。

随后，将栅极绝缘层113沉积在其上已经形成有栅电极112和栅极线的下基板110的整个表面上。在此，可以使用无机绝缘材料例如氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiO₂)来形成栅极绝缘层113。

随后，纯非晶硅被沉积在栅极绝缘层113上，并且然后被图案化以形成有源层114。此时，虽然在图4A中未示出，但是有源层114被形成为非晶硅和掺杂非晶硅的堆叠结构。

随后，在将第二金属材料沉积在有源层114上之后，对第二金属材料进行图案化以形成彼此间隔开的源电极115和漏电极116。此时，第二金属材料可以是铝(Al)、铬(Cr)、钼(Mo)或钨(W)。

以该方式，栅电极112、有源层114、源电极115和漏电极116构成薄膜晶体管T。

随后，在其上已经形成有源电极115和漏电极116的下基板110的整个表面上形成层间绝缘层117。

随后，对层间绝缘层117进行图案化以形成使漏电极116的一部分露出的漏极触孔。

随后，在层间绝缘层117上形成像素电极118以使像素电极118通过触孔电连接至漏电极116。此时，可以使用透明导电材料例如ITO或IZO来形成像素电极118。

随后，在其上已经形成有像素电极118的下基板110的整个表面上形成下取向层。

随后，如图4B所示，在由透明绝缘材料例如玻璃形成的上基板130上形成具有负光敏性的黑矩阵层132。此时，黑矩阵层132可以由具有负光敏性的黑树脂或者由任何其他不透明有机材料形成。替选地，代替具有负光敏性的黑树脂，黑矩阵层132可以由具有正光敏性的材料形成。

随后，如图4C所以，将半色调掩模(half-ton mask)140沉积在黑矩阵层132上。此时，半色调掩模140包括仅透射一些光的半透射部分142、透射所有光的透射部分144以及阻挡所有光的光阻挡部分146。

半透射部分142对应于黑矩阵层132中的形成黑矩阵的部分，以及透射部分144对应于黑矩阵层132中的形成黑矩阵层132的光控制分隔部133的部分。

随后，如图4D所示，在将半色调掩模140用作掩模的情况下用光照射黑矩阵层132之后，通过曝光和显影工艺选择性地移除黑矩阵层132中的未用光照射的部分，由此形成黑矩阵132a和光控制分隔部133。

此时，在对应于多个像素区域之间的边界的区域中形成黑矩阵132a，并且在每个像素区域中形成光控制分隔部133。另外，可以根据分辨率或视角来形成一个或更多个光控制分隔部133。另外，光控制分隔部133可以具有矩形、梯形、三角形或任何其他截面形状。另外，光控制分隔部133不限于用与黑矩阵132a的材料层相同的材料层进行配置，而是可以由与黑矩阵132a的材料不同的材料来形成。

另外，光控制分隔部133可以具有比黑矩阵132a的厚度大的厚度。然而，光控制分隔部133不限于比黑矩阵132a的厚度大的厚度，而是可以被形成为具有与黑矩阵132a的厚度相同的厚度。

随后，如图4E所示，在上基板130的像素区域中形成红、绿和蓝滤色器134。此时，在上基板130的像素区域中，除了红、绿和蓝滤色器134以外，还可以形成光控制分隔部133。

随后，如图4F所示，在其上已经形成有滤色器134和光控制分隔部133的上基板130的整个表面上形成外涂层136。

随后，在外涂层136的整个表面上形成上取向层。

随后，在将上基板130和下基板110进行布置以使得它们在其之间具有恒定距离的情况下彼此面对之后，在基板110与基板130之间形成液晶层150。

随后，当上偏光板162和下偏光板164形成在上基板130和下基板110的后表面上时，制造显示面板100的工艺完成。

以该方式，通过根据本发明的实施方式的制造显示面板的方法，因为可以使用一个半色调掩模来同时形成光控制分隔部133和将各个像素区域彼此分开的黑矩阵132a，所以掩模工艺的数目和随后的制造成本可以降低，并且产品的厚度可以由于省略了现有的光控制膜而减小。

图5A至图5H是示意性地示出了根据本发明的另一实施方式的制造显示面板的方法的工艺截面图。

如图5A所示，在由透明绝缘材料例如玻璃形成的下基板210上形成薄膜晶体管阵列220。

详细说明形成薄膜晶体管阵列220的工艺，在将第一金属材料沉积在下基板210上之后，对第一金属材料进行图案化以形成栅极线和从栅极线延伸的栅电极212。

第一金属材料可以是铝(Al)、铬(Cr)、钼(Mo)或钨(W)。

随后，在其上已经形成有栅电极212和栅极线的下基板210的整个表面上沉积栅极绝缘层213。在此，可以使用无机绝缘材料例如氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiO₂)来形成栅极绝缘层213。

随后，纯非晶硅沉积在栅极绝缘层213上并且被进行图案化以形成有源层214。此时，有源层214被形成为非晶硅和掺杂非晶硅的堆叠结构。

随后，在第二金属材料被沉积在有源层214上之后，对第二金属材料进行图案化以形成彼此分隔开的源电极215和漏电极216。此时，第二金属材料可以是铝(Al)、铬(Cr)、钼(Mo)或钨(W)。

以该方式，栅电极212、有源层214、源电极215和漏电极216构成薄膜晶体管T。

随后，在其上已经形成有源电极215和漏电极216的下基板210的整个表面上形成层间绝缘层217。

随后，对层间绝缘层217进行图案化以形成使漏电极216的一部分露出的漏极触孔。

随后，像素电极218形成在层间绝缘层217上以便通过漏极触孔电连接至漏电极216。此时，可以使用透明导电材料例如ITO或IZO来形成像素电极218。

随后，在其上已经形成像素电极218的下基板210的整个表面上形成下取向层。

随后，如图5B所示，在由透明绝缘材料例如玻璃形成的上基板230上形成具有负光敏性的黑矩阵层232。此时，黑矩阵层232可以由具有负光敏性的黑树脂或任何其他不透明的有机材料形成。替选地，代替具有负光敏性的黑树脂，黑矩阵层232可以由具有正光敏性的材料形成。

随后，如图5C所以，在黑矩阵层232上沉积第一光掩模240。此时，第一光掩模240包括第一透射部分242和第二透射部分244以及光阻挡部分246。第一透射部分242对应于黑矩阵层232中的形成黑矩阵的部分，以及第二透射部分244对应于黑矩阵层232中的形成黑矩阵层232的光控制分隔部233的部分。

随后，如图5D所示，在将第一光掩模240用作掩模的情况下用光来照射黑矩阵层232之后，通过曝光和显影工艺移除黑矩阵层232中的未用光照射的部分，由此形成黑矩阵232a和伪黑矩阵232b。

随后，如图5E所示，第二光掩模250被沉积以便面对其上已经形成有黑矩阵232a和伪黑矩阵232b的上基板230的上表面。此时，第二光掩模250包括第一透射部分252和第二透射部分254以及光阻挡部分256。第一透射部分252对应于黑矩阵232a，以及第二透射部分254对应于形成光控制分隔部233的伪黑矩阵232b。

随后，如图5F所示，在将第二光掩模250用作掩模的情况下用光照射黑矩阵232a和伪黑矩阵232b之后，通过曝光和显影工艺来移除伪黑矩阵232b中的未用光照射的部分，由此形成多个光控制分隔部233。此时，在每个像素区域中形成光控制分隔部233。另外，可以根据分辨率或视角来形成一个或更多个光控制分隔部233。

另外，光控制分隔部233可以具有与黑矩阵232a的厚度相同的厚度。然而，光控制分隔部233不限于与黑矩阵232a的厚度相同的厚度，而是可以被形成为具有比黑矩阵232a的厚度大的厚度。

光控制分隔部233可以具有与黑矩阵232a的厚度相同的厚度。然而，光控制分隔部233不限于与黑矩阵232a的厚度相同的厚度，而是可以具有大于或小于黑矩阵232a的厚度的厚度。

随后，如图5G所示，在上基板230的像素区域中形成红、绿和蓝滤色器234。此时，在上基板230的像素区域中，除了红、绿和蓝滤色器234以外，还形成光控制分隔部233。

随后，如图5H所示，在其上已经形成有滤色器234和光控制分隔部233的上基板230的整个表面上形成外涂层236。

随后，在外涂层236的整个表面上形成上取向层。

随后，在上基板230和下基板210被布置以便在其之间以恒定距离彼此面对之后，在下基板210与上基板230之间形成液晶层260。

随后，当在上基板230和下基板210的后表面上形成上偏光板和下偏光板时，制造显示面板200的工艺完成。

以该方式，通过根据本发明的其他实施方式的制造显示面板的方法，虽然使用了两个单独的掩模并且因此掩模工艺的数目增加，但是可以以更高分辨率形成多个光控制分隔部，这使得可以实现更精确的图案形成并且可以实现优异的窄视角模式。

图6是用于说明根据本发明的实施方式的显示面板的视角的视图。

特别地，图6是用于说明当在每个像素区域中形成三个光控制分隔部133a、133b和133c时产生的视角的视图。

如图6所示，光控制分隔部133包括位于中心的第一光控制分隔部133a、以及从第一光控制分隔部133a向左和向右间隔恒定距离的第二光控制分隔部133b和第三光控制分隔部133c。

在此，基于下基板110的上表面上的中心点，由tanθ1指定在第一光控制分隔部133a的一个侧表面与第三光控制分隔部133c的一个侧表面的下端之间的视角，其中，所述第三光控制分隔部133c的一个侧表面的下端为位于第一光控制分隔部133a的右侧的第三光控制分隔部133c与上基板130相接触的点。在此，θ1指示最大视角。

另外，基于下基板110的上表面上的中心点，由tanθ2指定第一光控制分隔部133a的一个侧表面与第二光控制分隔部133b的一个侧表面的下端之间的视角，其中，所述第二光控制分隔部133b的一个侧表面的下端为位于第一光控制分隔部133a的左侧的第二光控制分隔部133b与上基板130相接触的点。

另外，由d1指定第一光控制分隔部133a、第二光控制分隔部133b和第三光控制分隔部133c的宽度即第一距离，并且由d2指定第一光控制分隔部133a、第二光控制分隔部133b和第三光控制分隔部133c之间的第二距离。另外，由d3指定上基板130与下基板110之间的第三距离。在此，将第三距离d3限定为包括分隔部的高度d3-1、排除了分隔部133与滤色器134之间的高度差后的外涂层的厚度d3-2、以及盒间隙d3-3的距离。

例如，假设第一距离d1为约8μm，第二距离d2为8μm并且第三距离d3为9μm，则因为tanθ1＝8/9＝0.889，所以视角变为约42度，并且因为tanθ2＝16/9＝1.778，所以视角变为约60度。

另外，光控制分隔部之间的距离d2可以小于盒间隙d3-3，并且光控制分隔部的宽度d1可以小于盒间隙d3-3。另外，光控制分隔部的宽度可以小于黑矩阵132a的宽度。

因此，因为在42度或更大的视角处未透射光，所以上述结构的视角变为42度。在此，当θ2超过θ1例如42度并且达到60度时，光经过第一光控制分隔部133a的顶部的角和像素区域的底部即第二光控制分隔部133b的底部的角。在光经过光控制分隔部的顶部和底部之前和之后，没有光泄漏。因此，分隔部结构中的视角θ1变为42度。

特别地，当期望减小视角时，这可以通过减小第二距离d2来实现。即，为了将视角减小至约±30度或更小，光控制分隔部133的第二距离d2可以为约5μm。

另外，当期望增大视角时，可以减小第一距离d1，或者可以减小分隔部的高度d3-1。

以该方式，本发明可以通过选择性地调整第一距离d1、第二距离d2和第三距离d3来控制视角的特性。

根据以上描述明显的是，在根据本发明的显示面板中，可以在形成黑矩阵的同时在每个像素区域中形成多个光控制分隔部，这使得可以省略现有的光控制膜。由此，可以在不增加产品的厚度或制造成本的情况下实现窄的视角。

本领域技术人员将理解的是，在不改变本发明的技术构思或本质特征的情况下，可以将本发明实现为各种其他的具体形式。

因此，出于描述的目的来提供所公开的实施方式并且所公开的实施方式不意在限制本公开内容的技术范围，并且本公开内容的技术范围不由实施方式限制。应当基于所附权利要求书来解释本公开内容的范围，并且所有落入与权利要求等价的范围内的技术构思应当被理解为属于本公开内容的范围。