CN100432761C - 液晶显示面板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种液晶显示面板及其制造方法，此液晶显示面板主要由薄膜晶体管阵列基板、前基板、至少一个第一间隔物以及液晶层所构成。其中，前基板设置于薄膜晶体管阵列基板上方。第一间隔物设置于前基板与薄膜晶体管阵列基板之间，且第一间隔物部分地嵌入于薄膜晶体管阵列基板上的开口内。液晶层则设置于薄膜晶体管阵列基板与前基板之间。由于第一间隔物部分地嵌入开口，因此可避免前基板与薄膜晶体管阵列基板在组装后因外力压迫发生错位而造成之显示图像不正常的问题。

Description

液晶显示面板及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种显示装置及其制造方法，且特别涉及一种液晶显示面板及其制造方法。

背景技术

多媒体社会之急速进步，多半受惠于半导体元件及显示装置的飞跃性进步。就显示器而言，具有高画质、空间利用效率佳、低消耗功率、无辐射等优越特性之薄膜晶体管液晶显示器(Thin FilmTransistor Liquid Crystal Display，TFT LCD)已逐渐成为市场之主流。

图1为公知的液晶显示面板的剖面示意图。请参照图1，液晶显示面板100由下基板110、液晶层120以及上基板130所构成。其中，液晶层120通过框胶(图中未示)而密封在下基板110与上基板130之间。另外，由于液晶显示器之各种性能，如应答速度、对比(contrast)度以及可视角等，均与晶穴间距d有关。因此，一般都会依照液晶材料之光学特性，严密地控制晶穴间距d。此外，若晶穴间距d存在有不同之值，则容易造成显示不均匀之现象，图像的视认性亦将显著的降低。所以，在下基板110与上基板130之间通常还会设置有间隔物(spacer)102，以使晶穴间距d维持定值。

以目前的技术来说，间隔物102大多是在上基板130的制造工艺中一并形成在上基板130上，因而将此间隔物102称为SOC(spacer oncolor filter)。此外，由于间隔物102与下基板110的接触面完全接触，两者之间并没有固化层，因此，当液晶显示面板100受到外加的侧向力F时，容易导致上基板130与下基板110相对错位，进而产生不正常的图像显示。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种液晶显示面板具有较均匀之晶穴间距(cell gap)。

本发明的另一目的在于提供一种液晶显示面板的制造方法，以增加液晶富余度，并且避免液晶显示面板在组装后因两基板错位所造成的漏光(light leakage)现象。

本发明提出一种液晶显示面板，主要由薄膜晶体管阵列基板、前基板、至少一个第一间隔物以及液晶层所构成。其中，薄膜晶体管阵列基板主要由基板、多条扫描配线、多条数据配线、多个薄膜晶体管以及多个像素电极所构成。数据配线与扫描配线在基板上区分出多个像素区域，且这些数据配线与/或扫描配线具有至少一个开口。这些薄膜晶体管分别设置在上述之像素区域内，以电连接于对应之扫描配线以及数据配线。上述之像素电极亦是分别设置在这些像素区域内，以电连接于对应之薄膜晶体管。

承上所述，前基板设置于薄膜晶体管阵列基板上方。第一间隔物设置于前基板与薄膜晶体管阵列基板之间，且第一间隔物部分地嵌入于开口内。第二间隔物设置于前基板与这些扫描配线与/或上述这些数据配线之间，且该开口的深度小于该第二间隔物的最大弹性变形量。液晶层则设置于薄膜晶体管阵列基板与前基板之间。

在本发明的较佳实施例中，上述之第一间隔物与第二间隔物是柱状间隔物。

在本发明的较佳实施例中，此开口的深度小于0.25微米。

在本发明的较佳实施例中，上述之开口的底面积大于或等于第一间隔物接触于前基板的面积之2/3。

在本发明的较佳实施例中，上述之前基板是彩色滤光片。

本发明提出一种液晶显示面板的制造方法，其先提供薄膜晶体管阵列基板，此薄膜晶体管阵列基板由基板、多条扫描配线、多条数据配线、多个薄膜晶体管以及多个像素电极所构成。其中，这些数据配线与/或扫描配线具有至少一个开口，且这些数据配线与扫描配线在基板上区分出多个像素区域，而这些薄膜晶体管与像素电极即是分别设置于这些像素区域内。

承上所述，接着在前基板上形成至少一个第一间隔物以及至少一个第二间隔物，另一方面则在薄膜晶体管阵列基板上形成液晶层。之后，将前基板贴合于薄膜晶体管阵列基板上方，以使第一间隔物部分地嵌入于开口内。

在本发明的较佳实施例中，形成液晶层之前，还包括在基板上形成框胶，用以围绕住液晶层，而使液晶层被封在薄膜晶体管阵列基板上。

在本发明的较佳实施例中，将前基板贴合于薄膜晶体管阵列基板上方的方法是先将前基板设置于薄膜晶体管阵列基板的上方，以使第一间隔物对应至开口。接着，压合薄膜晶体管阵列基板与前基板，之后再固化框胶，以使前基板固定于薄膜晶体管阵列基板的上方。其中，固化框胶的方法是热固化法或是紫外光固化法。

在本发明的较佳实施例中，该前基板是彩色滤光片。此外，在另一实施例中，薄膜晶体管阵列基板是层积型彩色滤光阵列，而前基板则由基材以及设置于其上的共享电极所构成。

本发明在形成扫描配线与/或数据配线的制造工艺中，同时于其上形成开口，以使液晶显示面板组装之后，设置在前基板上的第一间隔物可部分地嵌入于开口内。因此，即使前基板遭受到外加的侧向力，亦不会与薄膜晶体管阵列基板产生错位。由此可知，本发明可在不增加光罩数的前提下，解决因前基板与薄膜晶体管阵列基板发生错位所导致显示图像不正常的问题。

为让本发明之上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为公知的液晶显示面板的剖面示意图。

图2为本发明之较佳实施例中液晶显示面板的剖面示意图。

图3为图2之主动元件阵列210的部分俯视示意图。

图4至图5分别为本发明之另一较佳实施例中液晶显示面板之主动元件阵列的部分俯视示意图。

图6为本发明之一较佳实施例中液晶显示面板的剖面示意图。

图7A至图7D为本发明之一较佳实施例中液晶显示面板的制造流程剖面图。

图8为图7B之框胶设置于主动元件阵列上的立体示意图。

主要元件标记说明

100、200、800：液晶显示面板

102：间隔物

110：下基板

120、230：液晶层

130：上基板

202：第一间隔物

204：开口

206：第二间隔物

210、610：主动元件阵列

221：基材

212：基板

214：扫描配线

216：数据配线

217：像素区域

218：主动元件

219：像素电极

220：前基板

224：彩色滤光膜

226：黑矩阵

228：共享电极

232：液晶分子

602：液晶注入区

620：框胶

F：侧向力

h：开口深度

具体实施方式

图2为本发明之较佳实施例中液晶显示面板的剖面示意图。图3则为图2之主动元件阵列210的部分俯视示意图。请同时参照图2及图3，液晶显示面板200主要由主动元件阵列210、前基板220、第一间隔物202以及液晶层230所构成。其中，主动元件阵列210是一薄膜晶体管阵列(thin film transistor array，TFT array)，其由基板212、多条扫描配线214、多条数据配线216、多个主动元件218以及多个像素电极219所构成。扫描配线214与数据配线216设置于基板212上，并在基板212上区分出多个像素区域217。

请继续参照图2及图3，数据配线216具有开口204，且其是与数据配线216在同一道工艺中形成。特别是开口204与像素电极219之间的距离为大于3微米，以避免影响液晶显示面板200的开口率(aperture ratio)。此外，主动元件218是薄膜晶体管，且每一主动元件218均设置于像素区域217内，并电连接至对应之扫描配线214与数据配线216。像素电极219亦是设置在像素区域217内，并电连接至对应之主动元件218。

请参照图2，前基板220设置于主动元件阵列210上方。在本实施例中，前基板220是一彩色滤光片(color filter)，其主要由基材221、多个彩色滤光膜(color filter film)224(图2仅画出一个)、黑矩阵(black matrix，BM)226以及共享电极228所构成。其中，彩色滤光膜224与黑矩阵226均设置在基材221上，而共享电极228则覆盖住彩色滤光膜224与黑矩阵226。

请继续参照图2，第一间隔物202设置于前基板220与主动元件阵列210之间，且第一间隔物202被部分地嵌入开口204内。值得一提的是，由于柱状间隔物与球状间隔物相比较之下，柱状间隔物可提供液晶显示面板较均匀的晶穴间隙、较佳的光透过率以及较高的对比度，因此本实施例是将第一间隔物202设计为柱状间隔物，以达上述之优点。更为特别的是，开口204的底面积是大于或等于第一间隔物202与前基板220之接触面积的2/3，以便于有效地嵌住第一间隔物202。

由上述可知，本发明之液晶显示面板200在不影响开口率之处(也就是数据配线216上)，设计可使第一间隔物202部分地嵌入于其中的开口204，以避免液晶显示面板200在组装后因遭受外力而使得主动元件阵列210与前基板220发生错位，进而产生不正常的图像显示。值得注意的是，在其它实施例中，开口204还可以设计在扫描配线214上，其同样不会影响到液晶显示面板300的开口率，如图4所示。当然，本发明还可以将开口204同时设计在数据配线216与扫描配线214上，如图5所示。

图6为本发明之另一较佳实施例中液晶显示面板的剖面示意图。请参照图6，本发明之液晶显示面板还可以包括有第二间隔物206，以增加液晶显示面板的荷重刚性。其中，第二间隔物206亦是设置于主动元件阵列210与前基板220之间，更详细地说，第二间隔物设置于前基板220与扫描配线214与/或数据配线216之间。

值得注意的是，第二间隔物206并未嵌入于扫描配线214与/或数据配线216上的开口204内。而且，本技术领域的技术人员应该知道，第一间隔物202与第二间隔物206大多由弹性材料所构成，因此在压合主动元件阵列210与前基板220的过程中，第二间隔物206将遭受外力而产生变形，进而在第一间隔物202与第二间隔物206之间造成高度差，而此高度差即是开口204的深度h。其中，为了避免第二间隔物206产生塑性变形，因而影响液晶显示面板700的晶穴间隙均匀性，第二间隔物206的变形量必须落在其弹性变形区的范围内。也就是说，开口204的深度h是小于第二间隔物206的最大弹性变形量。举例来说，若第二间隔物206的最大弹性变形量为0.25微米，则开口204的深度h需小于0.25微米。

特别值得一提的是，由上述可知，图6之液晶显示面板700组装完成后，第一间隔物202与第二间隔物206之间会产生高度差。因此，若以滴下式注入法(one drop fill，ODF)来形成液晶显示面板700的液晶层230，将可增加液晶滴下富余度，以降低工程不良的发生率。以下将举例说明间隔物之间具有高度差之液晶显示面板的工艺，而此液晶显示面板之主动元件阵列与图3、图4或图5所示之主动元件阵列相同，而下文假设此液晶显示面板之主动元件阵列为图5之主动元件阵列来说明，但其并非用以限定本发明。

请先参照图5，首先提供主动元件阵列610，其是薄膜晶体管阵列，而图5之主动元件阵列610大致上与图3之主动元件阵列210相同，唯一相异之处仅在于图5之主动元件阵列610的扫描配线214与数据配线216均具有开口204，因此此处不再详述主动元件阵列610。

接着，请参照图7A，在一前基板220上形成第一间隔物202以及第二间隔物206。其中，第一间隔物202与第二间隔物206由弹性材料所构成。值得注意的是，本发明并不限定第一间隔物202与第二间隔物206的数量，本领域技术人员可依照实际所需而自行决定。此外，前基板220图2所示之彩色滤光片。在此假设下，第一间隔物202与第二间隔物206形成于黑矩阵226(见图2)上方，所以不会影响液晶显示面板的开口率。

然后，请参照图7B，在主动元件阵列610上形成液晶层230。值得一提的是，在形成液晶层230之前，必须先在主动元件阵列610上形成框胶620，而在主动元件阵列610上围出一个液晶注入区602(如图8所示)，之后利用滴下式注入法于液晶注入区602内注入液晶分子232，以形成液晶层230。如此一来，液晶层230在后续制造工艺中即可被密封于主动元件阵列610与前基板220之间。

接着请参照图7C，将前基板220设置于主动元件阵列610的上方，以使第一间隔物202对应于主动元件阵列610上的开口204。然后，压合前基板220与主动元件阵列610，以使第一间隔物202部分地嵌入开口204内，如图7D所示。此时，第二间隔物206具有一变形量，而此变形量即是开口204的深度h。如前述实施例之说明，开口204的深度h例如是小于第二间隔物206的最大弹性变形量。

特别是，由于主动元件阵列610与前基板220组装之后，第一间隔物202与第二间隔物206之间会具有高度差，因此本发明可增加液晶分子232的滴入富余度，以便于因应不同机种的需求，进而提高工艺成品率。以20英寸的液晶显示面板为例，具有开口204的主动元件阵列610能够提高20％的液晶富余度。

之后，固化图7D之框胶620，以固定主动元件阵列610与前基板220的相对位置，此即完成液晶显示面板800的组装。其中，框胶620为热固化(thermal curing)框胶或是紫外光固化(UV curing)框胶，而固化框胶620的方法即是依据框胶之特性而有热固化法及紫外光固化法。此外，液晶显示面板800的后续工艺如一般本技术领域的技术人员所了解的工艺，此处不再赘述。

综上所述，本发明具有下列优点：

1.本发明是在主动元件阵列上形成开口，以使液晶显示面板组装之后，设置在前基板上的第一间隔物可部分地嵌入于开口内。因此，即使前基板遭受到外加的侧向力，亦不会与主动元件阵列产生错位。由此可知，本发明可避免因前基板与主动元件阵列发生错位所导致的不正常图像显示。

2.本发明之主动元件阵列上的开口位于扫描配线与/或数据配线，且开口与扫描配线与/或数据配线在同一道工艺中形成。换言之，本发明毋须另加光罩即可在主动元件阵列上形成开口。

3.本发明在前基板上设置对应于主动元件阵列之开口的第一间隔物以及未对应于开口的第二间隔物，因此可增加液晶显示面板的荷重刚性。而且，在前基板与主动元件阵列完成组装之后，第一间隔物与第二间隔物之间将产生高度差，可增加液晶滴入之制造工艺中的富余度，因而能够因应各种不同机种的需求，进而提高供成品率。

虽然本发明已以较佳实施例公布如上，然其并非用以限定本发明，任何本技术领域的技术人员，在不脱离本发明之精神和范围内，当可作些许之更动与改进，因此本发明之保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (11)

1.一种液晶显示面板，其特征在于包括：

薄膜晶体管阵列基板，包括：

基板：

多数条扫描配线，设置于该基板上；

多数条数据配线，设置于该基板上，其中上述这些扫描配线与这些数据配线在该基板上区分出多个像素区域，且上述这些扫描配线与/或上述这些数据配线具有至少一个开口；

多个薄膜晶体管，分别设置于这些像素区域内，以电连接于对应之上述这些扫描配线以及上述这些数据配线；

多个像素电极，分别设置于上述这些像素区域内，以电连接于对应之上述这些薄膜晶体管；

前基板，设置于该薄膜晶体管阵列基板上方；

至少一个第一间隔物，设置于该前基板与该薄膜晶体管阵列基板之间，且该第一间隔物部分地嵌入该开口内；

至少一个第二间隔物，设置于该前基板与这些扫描配线与/或上述这些数据配线之间，且该开口之深度小于该第二间隔物的最大弹性变形量；以及

液晶层，设置于该薄膜晶体管阵列基板与该前基板之间。

2.根据权利要求1所述之液晶显示面板，其特征在于该第一间隔物呈柱状。

3.根据权利要求1所述之液晶显示面板，其特征在于该第二间隔物呈柱状。

4.根据权利要求1所述之液晶显示面板，其特征在于该开口之深度小于0.25微米。

5.根据权利要求1所述之液晶显示面板，其特征在于该开口之底面积大于或等于该第一间隔物与该前基板之接触面积的2/3。

6.根据权利要求1所述之液晶显示面板，其特征在于该前基板为彩色滤光片。

7.一种液晶显示面板的制造方法，其特征在于包括：

提供薄膜晶体管阵列基板，其包括基板、多条扫描配线、多条数据配线、多个薄膜晶体管以及多个像素电极，其中这些扫描配线与/或数据配线具有至少一个开口，且这些扫描配线与上述这些数据配线在该基板上区分出多个像素区域，而上述这些薄膜晶体管与上述这些像素电极分别设置于上述这些像素区域内；

于前基板上形成至少一个第一间隔物以及至少一个第二间隔物；

于该薄膜晶体管阵列基板上形成液晶层；以及

将该前基板贴合于该薄膜晶体管阵列基板上方，以使该第一间隔物部分地嵌入该开口内。

8.根据权利要求7所述之液晶显示面板的制造方法，其特征在于在形成该液晶层之前，还包括在该薄膜晶体管阵列基板上形成框胶，以便于在该薄膜晶体管阵列基板上围出液晶注入区。

9.根据权利要求8所述之液晶显示面板的制造方法，其特征在于将该前基板贴合于该薄膜晶体管阵列基板上方的方法包括：

将该前基板设置于该薄膜晶体管阵列基板上方，以使该第一间隔物对应至该开口；

压合该薄膜晶体管阵列基板与该前基板；以及

固化该框胶。

10.根据权利要求9所述之液晶显示面板的制造方法，其中固化该框胶的方法包括紫外光固化法或热固化法。

11.根据权利要求7所述之液晶显示面板的制造方法，其特征在于该前基板为彩色滤光片。

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