CN101071210A - 彩色滤光基板及其液晶显示面板 - Google Patents

Abstract

一种彩色滤光基板，其适于与主动元件阵列基板组装，其中，此主动元件阵列基板包含多个主动元件、多条扫描线与数据线，且扫描线与数据线重叠区域形成多个突起物。彩色滤光基板包括基板、遮光层、彩色滤光层、导电层及间隙物，其中，间隙物设置于基板上，而每一个间隙物中具有夹覆开口，且主动元件及突起物至少其中的一个卡置于其对应的夹覆开口中。因此，面板组装的精确度可得以提高。

Description

彩色滤光基板及其液晶显示面板

技术领域

本发明涉及一种彩色滤光基板(Color Filter Substrate，CFsubstrate)与液晶显示面板(Liquid Crystal Display Panel，LCD panel)，且特别涉及一种能够提高组装精确度以及承受横向应力(lateralstress)的彩色滤光基板与液晶显示面板。

背景技术

随着光电与半导体技术的发展，平面显示器亦随之成熟。在诸多平面显示器中，具有高画质、高空间利用效率、低消耗功率、无辐射等优越特性的液晶显示器已逐渐成为市场的主流。一般而言，液晶显示器包括液晶显示面板以及背光模块，其中，液晶显示面板是由彩色滤光基板(Color Filter Substrate)、主动元件阵列基板(Active DeviceArray Substrate)以及液晶层(liquid crystal layer)所构成。

由于液晶显示器的各种性能，如应答速度、亮度(brightness)、对比值(contrast)及可视角(viewing angle)等，均与上述的液晶层的膜厚有关，所以，必须依照液晶的光学性质而严密地控制液晶层的厚度。因此，通常会在彩色滤光基板以及主动元件阵列基板之间加入间隙物，以使两基板之间相隔一间隙。其中，间隙物可分为球状间隙物(ball-type spacer)与柱状间隙物(pillar-type spacer)。近年来，由于可以利用光刻工艺制造柱状间隙物，并且柱状间隙物能够维持较均匀的间隙，所以柱状间隙物逐渐取代了球状间隙物。

图1为公知一种液晶显示面板的剖面示意图。请参照图1，此液晶显示面板100包括彩色滤光基板110、主动元件阵列基板120以及液晶层130。其中彩色滤光基板110是由基板112、遮光层114、彩色滤光层116与共用电极118所组成，而主动元件阵列基板120是由另一基板122、多个薄膜晶体管124以及扫描线与数据线(图中未示)等元件所组成。特别是，此液晶显示面板100是利用柱状间隙物140a而维持彩色滤光基板110以及主动元件阵列基板120之间的间隙d，而使液晶层130能够位于彩色滤光基板110与主动元件阵列基板120之间。

然而，随着液晶显示面板100需承受更高的指压应力(fingerpressing stress)的趋势，单位面积内的柱状间隙物140a的数量急需要增加。所以，当使用者在擦拭液晶显示面板100时，柱状间隙物140a将更容易遭受到横向应力(lateral stress)的作用，而使得柱状间隙物140a脱落，并且使得彩色滤光基板110与主动元件阵列基板120之间发生错位(displacement)。最后，更会造成液晶显示面板100漏光或中心偏暗等不良的结果。

为解决上述问题，公知技术提出另一种柱状间隙物140b的设计，如图2所示。此液晶显示面板200与图1中相同或类似的构件以相同的标记表示。此液晶显示面板200在主动元件阵列基板120上覆盖了平坦层126，且在平坦层126中形成了一接触窗开口126a，以使得像素电极128可以与薄膜晶体管124电连接。值得注意的是，柱状间隙物140b是设置在接触窗开口126a中，所以和图1中所示的液晶显示面板100相比，此液晶显示面板200将具有较佳的横向应力的承受能力。

但是，由于接触窗开口126a的孔径较小，所以如图2所示的液晶显示面板200，其组装的精确度将会较低。另外，当使用者擦拭面板时，由于柱状间隙物140b本身的直径也较小，所以，一旦横向应力较大，柱状间隙物140b仍然会产生剥落的现象，而使面板产生错位以及漏光等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的就是提供一种彩色滤光基板，适于提高其与主动元件阵列基板组装的精确度，并改善使用者因擦拭面板表面所引起的错位以及漏光等现象。

本发明的再一目的是提供一种液晶显示面板，其利用上述的彩色滤光基板，而可以改善使用者因擦拭面板表面所引起的错位以及漏光等现象。

基于上述目的或其它目的，本发明提出一种彩色滤光基板，其适于与主动元件阵列基板组装，此主动元件阵列基板包含多个主动元件、多条扫描线与多条数据线，且扫描线与数据线重叠区域形成多个突起物，此彩色滤光基板包括基板、遮光层、彩色滤光层、导电层及间隙物。遮光层设置于基板上且定义出多个次像素区。彩色滤光层设置于上述这些次像素区内部，且该彩色滤光层覆盖遮光层。导电层设置于基板上且覆盖遮光层与彩色滤光层。间隙物设置于基板上，而每一个间隙物分别具有夹覆开口(clipping opening)，且主动元件及突起物至少其中的一个卡置于其对应的夹覆开口中。

基于上述目的或其它目的，本发明还提出一种液晶显示面板，其包括彩色滤光基板、主动元件阵列基板以及液晶层。此彩色滤光基板例如是上述的彩色滤光基板。主动元件阵列基板具有多个主动元件、多条扫描线与多条数据线，且扫描线与数据线重叠区域形成多个突起物。液晶层位于彩色滤光基板与主动元件阵列基板之间。其中，主动元件及突起物至少其中的一个卡置于其对应的夹覆开口中。

在本发明的一实施例中，上述的遮光层为黑矩阵。

在本发明的一实施例中，上述的间隙物为柱状间隙物。

在本发明的一实施例中，上述的彩色滤光基板还包括第一凹槽，其设置于对应每一个间隙物位置的彩色滤光层中，而每一个间隙物是部分地设置于第一凹槽内。

在本发明的一实施例中，上述的彩色滤光基板还包括第二凹槽，设置于对应每一个间隙物位置的遮光层中，而每一个间隙物是部分地设置于第一凹槽与第二凹槽内。

在本发明的一实施例中，上述的夹覆开口的上半部宽度比主动元件及突起物的宽度宽2～3μm。

在本发明的一实施例中，上述的每一个间隙物的高度介于0.2～5.0μm之间。

在本发明的一实施例中，上述的主动元件的高度在0.3μm～0.6μm之间。

在本发明的一实施例中，上述的突起物的高度在0.3μm～0.6μm之间。

在本发明的一实施例中，上述的间隙物的材质可以是光刻胶材料。

在本发明的一实施例中，上述的主动元件可以是薄膜晶体管。

在本发明的一实施例中，上述的导电层的材质可以是氧化铟锡(ITO)及氧化铟锌(IZO)其中的一种。

本发明因采用具有夹覆开口的间隙物，而使彩色滤光基板与主动元件阵列基板的组装的精确度可得以提高。此外，利用将间隙物制造于彩色滤光层及/或遮光层中，则可以提高面板的横向应力的承受能力，并进而防止使用者因擦拭面板表面所引起的错位以及漏光等现象。

为让本发明的上述和其它目的、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为公知一种液晶显示面板的剖面示意图。

图2为公知另一种液晶显示面板的剖面示意图。

图3为本发明较佳实施例的一种彩色滤光基板的俯视示意图。

图3A为图3中沿A-A’线的剖面示意图。

图3B与图3C为本发明的较佳实施例中另外两种彩色滤光基板的剖面示意图。

图4为本发明的较佳实施例中一种液晶显示面板的立体示意图。

图4A为图4中沿B-B’线的剖面示意图。

图4B为图4中沿C-C’线的剖面示意图。

图5A与图5B为本发明较佳实施例中两种液晶显示面板的剖面示意图。

主要元件标记说明

100、200、600、602、604：液晶显示面板

110、300、302、304：彩色滤光基板

112、122、310：基板

114：遮光层

116、330：彩色滤光层

118：共用电极

120、400：主动元件阵列基板

124、410：主动元件

126：平坦层

126a：接触窗开口

128、450：像素电极

130、500：液晶层

140a、140b：柱状间隙物

312：次像素区

320：遮光层

320a：第二凹槽

330a：第一凹槽

340：导电层

350：间隙物

350a：夹覆开口

420：扫描线

430：数据线

440：突起物

A-A’、B-B’、C-C’：剖面线

d：间隙

W1、W2：宽度

具体实施方式

图3为本发明较佳实施例的一种彩色滤光基板的俯视示意图。图3A为图3中沿A-A’线的剖面示意图。请共同参照图3与图3A，此彩色滤光基板300适于与主动元件阵列基板400组装(示于图4中)，而此主动元件阵列基板400具有多个主动元件410、多条扫描线420与多条数据线430，且扫描线420与数据线430重叠区域形成多个突起物440。另外，主动元件410会和像素电极450电连接。

请继续参照图3与图3A，此彩色滤光基板300包括基板310、遮光层320、彩色滤光层330、导电层340及间隙物350。遮光层320设置于基板310上且定义出多个次像素区312。彩色滤光层330设置于次像素区312内部，且彩色滤光层330覆盖遮光层320。导电层340设置于基板310上并覆盖遮光层320与彩色滤光层330。间隙物350设置于基板上310，而间隙物350分别具有夹覆开口350a(clippingopening)，且主动元件410及突起物440至少其中的一个卡置于其对应的夹覆开口350a中(示于图4A与图4B中)。

请继续共同参照图3与图3A，在本发明的一实施例中，遮光层可以是黑矩阵320。若遮光层320的组成材料为遮光树脂时，则可使用光刻工艺形成此遮光层320。另外，若遮光层320的组成材料为铬金属时，则可使用光刻工艺加上蚀刻工艺而形成此遮光层320。

图3中仅表示在一个次像素区312中的彩色滤光层330，然而，在基板310上的彩色滤光层330例如是由多个红色光刻胶区块、绿色光刻胶区块以及蓝色光刻胶区块所组成。如图3所示的位于次像素区312中的彩色滤光层330例如是选自于红色光刻胶区块、绿色光刻胶区块以及蓝色光刻胶区块等其中的一种，并且，红、绿与蓝色光刻胶区块的排列方式，可以是马赛克排列(Mosaic type)、条状排列(stripetype)、四像素排列(four pixels type)以及三角形排列(triangle type)等形态。此外，彩色滤光层330的材料例如是光刻胶材料。

导电层340的材质可以是氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)或氧化铟锌(Indium Zinc Oxide，IZO)。且导电层340的形成方法例如是溅镀法(sputtering)。此处的导电层340例如是作为共用电极(common electrode)使用。

值得注意的是，在本发明的一实施例中，间隙物350可以是柱状间隙物。另外，间隙物350的材质可以是光刻胶材料，而形成间隙物350的方法例如是使用光刻工艺。在本发明的一实施例中，每一个间隙物350的高度是介于0.2～5.0μm之间，而主动元件410的高度在0.3μm～0.6μm之间，且突起物440的高度在0.3μm～0.6μm之间。另外，夹覆开口350a的上半部宽度W1比主动元件410及突起物440的宽度W2宽2～3μm(示于图4A中)，因此，使彩色滤光基板300与主动元件阵列基板400可容易进行对位并进行组装。

另外，本发明也利用了将间隙物350嵌入于彩色滤光层330及/或遮光层320的方式，进而提高液晶显示面板对于横向应力的承受能力。

图3B与图3C为本发明的较佳实施例中两种彩色滤光基板的剖面示意图，此剖面也是沿着图3中的A-A’线而得，且其与图3A中相同或类似的构件是以相同的标记表示。请参照图3B，此彩色滤光基板302可以还包括第一凹槽330a，其设置于对应每一个间隙物350位置的彩色滤光层330中，而每一个间隙物350是部分地设置于第一凹槽330a内。另外，请再参照图3C，在本发明的另一实施例中，彩色滤光基板304可以还包括第二凹槽320a，设置于对应每一个间隙物350位置的遮光层320中，而每一个间隙物350是部分地设置于第一凹槽330a与第二凹槽320a内。经过上述的设计，将可以提高间隙物350对于横向应力的承受能力，而减少使用者在擦拭面板时所产生的错位以及漏光等现象。

综上所述，本发明的彩色滤光基板300，是利用具有夹覆开口350a的间隙物350，而夹持主动元件阵列基板400上突出表面的主动元件410，或是扫描线420与数据线430重叠而形成的突起物440。此夹覆开口350a可容易地与主动元件410及/或突起物440嵌合，而提高面板组装的精确度。另外，将部分的间隙物350设置在彩色滤光层330的第一凹槽330a及/或遮光层320的第二凹槽320a中，将可以提高间隙物350承受横向应力的能力，进而减少使用者在擦拭面板时，其造成的间隙物350剥落、面板错位或是漏光等的现象。

利用上述的彩色滤光基板300，可以制造出下述的液晶显示面板，其可以改善使用者因擦拭面板表面所引起的错位及漏光等现象。

图4为本发明的较佳实施例中一种液晶显示面板的立体示意图。图4A为图4中沿B-B’线的剖面示意图。图4B为图4中沿C-C’线的剖面示意图。请共同参照图4、图4A与图4B，此液晶显示面板600包括彩色滤光基板300、主动元件阵列基板400以及液晶层500。其中，彩色滤光基板300例如是上述的彩色滤光基板，在此将不予以重述。主动元件阵列基板400具有多个主动元件410、多条扫描线420与多条数据线430，且扫描线420与数据线430重叠区域形成多个突起物440，另外，像素电极450与主动元件440电连接。液晶层500位于彩色滤光基板300与主动元件阵列基板400之间。当组装彩色滤光基板300与主动元件阵列基板400时，主动元件410及突起物440至少其中的一个卡置于其对应的夹覆开口350a中(示于图4A与图4B中)。

在本发明的一实施例中，间隙物350可以是柱状间隙物。另外，间隙物350的材质可以是光刻胶材料，且间隙物350的高度例如是介于0.2～5.0μm之间。此外，夹覆开口350a的上半部宽度W1比主动元件410及突起物440的宽度W2宽2～3μm，所以，和公知的接触窗开口126a相比，本发明的夹覆开口350a的孔径较大，进而可以提高彩色滤光基板300与主动元件阵列基板400在组装时的对位的精确度。

承上述，如图4A中所示的主动元件410，其可以卡置在夹覆开口350a中，此主动元件410例如是薄膜晶体管，而主动元件410的高度例如是在0.3μm～0.6μm之间。并且，如图4B所示的扫描线420与数据线430重叠所形成的突起物440，其也可以卡置于夹覆开口350a中，并且，突起物440的高度例如是在0.5μm～0.6μm之间。

同样地，为了增加液晶显示面板600对于横向应力的承受能力，在本发明的一实施例中，可使用如图3B或如图3C所示的彩色滤光基板302、304，使其与主动元件阵列基板400结合，而形成如图5A与图5B所示的液晶显示面板602、604。在此仅表示间隙物350的夹覆开口350a与主动元件410的结合的示意图。而扫描线420与数据线430重叠所形成的突起物440，其卡置于间隙物350的夹覆开口350a的结合情形与图5A以及图5B类似，在此将不予以赘述。

综上所述，本发明的彩色滤光基板与液晶显示面板具有下列优点：

(1)本发明的间隙物具有夹覆开口，其可以使主动元件阵列基板上的突出的主动元件及/或扫描线与数据线重叠所形成的突起物卡置于其中，并进而提高彩色滤光基板与主动元件阵列基板在组装时的对位的精确度。

(2)利用光刻工艺即可以将部分的间隙物制造于彩色滤光层的第一凹槽中及/或遮光层的第二凹槽中，所以，间隙物将具有较佳的横向应力的承受能力，进而可改善使用者在擦拭面板时，其造成间隙物剥落、面板错位或是漏光等的现象。

(3)利用光刻工艺即可制造具有夹覆开口的间隙物，因此，本发明不需额外增加光刻掩膜数量，而无制造成本增加的疑虑。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与改进，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (21)

1.一种彩色滤光基板，其适于与主动元件阵列基板组装，其特征是该主动元件阵列基板包含多个主动元件、多条扫描线与多条数据线，且上述这些扫描线与上述这些数据线重叠区域形成多个突起物，该彩色滤光基板包括：

基板；

遮光层，设置于该基板上且定义出多个次像素区；

彩色滤光层，设置于上述这些次像素区内部，且该彩色滤光层覆盖该遮光层；

导电层，设置于该基板上且覆盖该遮光层与该彩色滤光层；以及

多个间隙物，设置于该基板上，而上述这些间隙物分别具有夹覆开口，且上述这些主动元件及上述这些突起物至少其中的一个卡置于其对应的该夹覆开口中。

2.根据权利要求1所述的彩色滤光基板，其特征是该遮光层为黑矩阵。

3.根据权利要求1所述的彩色滤光基板，其特征是上述这些间隙物为柱状间隙物。

4.根据权利要求1所述的彩色滤光基板，其特征是还包括第一凹槽，设置于对应每一个间隙物位置的该彩色滤光层中，而每一个间隙物是部分地设置于该第一凹槽内。

5.根据权利要求4所述的彩色滤光基板，其特征是还包括第二凹槽，设置于对应每一个间隙物位置的该遮光层中，而每一个间隙物是部分地设置于该第一凹槽与该第二凹槽内。

6.根据权利要求1所述的彩色滤光基板，其特征是该夹覆开口的上半部宽度比上述这些主动元件及上述这些突起物的宽度宽2～3μm。

7.根据权利要求1所述的彩色滤光基板，其特征是每一个间隙物的高度介于0.2～5.0μm之间。

8.根据权利要求1所述的彩色滤光基板，其特征是上述这些间隙物的材质包括光刻胶材料。

9.根据权利要求1所述的彩色滤光基板，其特征是该主动元件包括薄膜晶体管。

10.根据权利要求1所述的彩色滤光基板，其特征是该导电层的材质包含氧化铟锡及氧化铟锌其中的一种。

11.一种液晶显示面板，其特征是包括：

彩色滤光基板，其为权利要求1所述；

主动元件阵列基板，其具有多个主动元件、多条扫描线与多条数据线，且上述这些扫描线与上述这些数据线重叠区域形成多个突起物；以及

液晶层，位于该彩色滤光基板与该主动元件阵列基板之间；

其中，上述这些主动元件及上述这些突起物至少其中的一个卡置于其对应的该夹覆开口中。

12.根据权利要求11所述的液晶显示面板，其特征是该遮光层为黑矩阵。

13.根据权利要求11所述的液晶显示面板，其特征是上述这些间隙物为柱状间隙物。

14.根据权利要求11所述的液晶显示面板，其特征是还包括第一凹槽，设置于对应每一个间隙物位置的该彩色滤光层中，而每一个间隙物是部分地设置于该第一凹槽内。

15.根据权利要求14所述的液晶显示面板，其特征是还包括第二凹槽，设置于对应每一个间隙物位置的该遮光层中，而每一个间隙物是部分地设置于该第一凹槽与该第二凹槽内。

16.根据权利要求11所述的液晶显示面板，其特征是该夹覆开口的上半部宽度比上述这些主动元件及上述这些突起物的宽度宽2～3μm。

17.根据权利要求11所述的液晶显示面板，其特征是每一个间隙物的高度介于0.2～5.0μm之间。

18.根据权利要求11所述的液晶显示面板，其特征是该主动元件的高度在0.3μm～0.6μm之间。

19.根据权利要求11所述的液晶显示面板，其特征是该突起物的高度在0.3μm～0.6μm之间。

20.根据权利要求11所述的液晶显示面板，其特征是该主动元件包括薄膜晶体管。

21.根据权利要求11所述的液晶显示面板，其特征是该导电层的材质包含氧化铟锡及氧化铟锌其中的一种。

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