CN103149741A - 滤光层基板及显示装置 - Google Patents

Abstract

一种滤光层基板包括一透光基板、一黑色矩阵层、一滤光层、一保护层、一第一光阻间隔物以及一第二光阻间隔物。黑色矩阵层设置于透光基板上。滤光层设置于透光基板及黑色矩阵层上。保护层覆盖于滤光层上。第一光阻间隔物对应于滤光层而设置于保护层上。第二光阻间隔物对应于滤光层而设置于保护层上，且第一光阻间隔物的底面与第二光阻间隔物的底面具有一高度差。本发明亦揭露一种显示装置。本发明可使液晶填充量的容许范围较大，也可避免显示面板因应力、触碰或震动时所产生的问题。

Description

滤光层基板及显示装置

技术领域

本发明关于一种基板及装置，特别关于一种滤光层基板及显示装置。

背景技术

随着液晶显示技术的发展愈来愈成熟，使得液晶显示装置已普遍应用于各种信息产品中，例如笔记型电脑、个人数字助理、智慧型手机，或平板电脑等携带式信息产品上。液晶显示装置的主要元件包括液晶显示面板，而液晶显示面板包括一薄膜晶体管基板、一滤光基板以及设置于薄膜晶体管基板与滤光基板之间的一液晶层。其中，薄膜晶体管基板与滤光基板经由框胶与间隔物(spacer)来维持两基板之间的间隙。

请参照图1A所示，其为一种已知的液晶显示面板1的剖视图。液晶显示面板1包括一滤光基板11、一薄膜晶体管基板12以及设置于滤光基板11与薄膜晶体管基板12之间的一液晶层13。

滤光基板11具有一透光基板111、一黑色矩阵层BM、一滤光层112、一保护层113。其中，黑色矩阵层BM、滤光层112及保护层113依序形成于透光基板111之上。滤光层112可具有一红色滤光部112a、一绿色滤光部112b及一蓝色滤光部112c。另外，间隔物S 1、S2分别为一光阻材料，并分别对应于黑色矩阵层BM，且设置于保护层113之上。图1A的液晶显示面板1以一平面切换(in-plane switch，IPS)式液晶显示面板为例，因此，滤光基板11上并没有透明导电层。不过，在其他的垂直切换式的液晶显示面板中，例如扭转向列型(Twisted Nematic，TN)型液晶显示面板，保护层113与间隔物S1、S2之间则会具有一透明导电层以作为共同电极。此外，薄膜晶体管基板12具有一透光基板121以及一薄膜晶体管层122，薄膜晶体管层122设置于透光基板121的一侧。

另外，现行常用的液晶填充技术以液晶滴注法(one drop fill，ODF)为主，其中，液晶显示面板1的液晶填充量的容许范围(liquid crystal margin)会直接影响液晶滴注法工艺的良率与产量。

为了使液晶显示面板1的液晶填充量的容许范围较大，请参照图1B所示，其为图1A中间隔物S1、S2分别于另一角度的示意图。其中，图1B未显示薄膜晶体管基板12。

已知技术中，设置如图1B所示的两个不同高度之间隔物S1、S2。其中，两间隔物S1、S2位于同一平面上，但由于其厚度不相同，故两间隔物S1、S2的两顶面具有一高度差H，使液晶填充量的容许范围较大，如此，可改善液晶滴注法工艺的良率与产量。

发明内容

本发明的目的为提供一种两个间隔物的底面具有高度差的滤光基板及显示装置，除了可使液晶填充量的容许范围较大之外，也可避免显示面板因后续工艺产生应力的问题，或者可避免因外力碰撞或震动时所造成的问题。

为达上述目的，依据本发明的一种滤光层基板包括一透光基板、一黑色矩阵层、一滤光层、一保护层、一第一光阻间隔物以及一第二光阻间隔物。黑色矩阵层设置于透光基板上。滤光层设置于透光基板及黑色矩阵层上。保护层覆盖于滤光层上。第一光阻间隔物对应于滤光层而设置于保护层上。第二光阻间隔物对应于滤光层而设置于保护层上，且第一光阻间隔物的底面与第二光阻间隔物的底面具有一高度差。

在一实施例中，滤光层与黑色矩阵层重迭的处具有至少一开口，保护层覆盖滤光层及黑色矩阵层，第二光阻间隔物对应开口设置。

在一实施例中，第一光阻间隔物与第二光阻间隔物分别对应不同厚度的保护层。

在一实施例中，第一光阻间隔物与第二光阻间隔物实质上具有相同的高度。

在一实施例中，第一光阻间隔物的高度大于第二光阻间隔物的高度。

在一实施例中，第一光阻间隔物的底面指第一光阻间隔物与保护层连结之处，第二光阻间隔物的底面指第二光阻间隔物与保护层连结之处。

为达上述目的，依据本发明的一种显示装置包括一滤光层基板以及一驱动基板。滤光层基板具有一透光基板、一黑色矩阵层、一滤光层、一保护层、一第一光阻间隔物以及一第二光阻间隔物。黑色矩阵层设置于透光基板上。滤光层设置于透光基板及黑色矩阵层上。保护层覆盖于滤光层上。第一光阻间隔物对应于滤光层而设置于保护层上。第二光阻间隔物对应于滤光层而设置于保护层上，且第一光阻间隔物的底面与第二光阻间隔物的底面具有一高度差。驱动基板与滤光层基板相对而设。

在一实施例中，滤光层与黑色矩阵层重迭之处具有至少一开口，保护层覆盖滤光层及黑色矩阵层，第二光阻间隔物对应开口设置。

在一实施例中，第一光阻间隔物与第二光阻间隔物分别对应不同厚度的保护层。

在一实施例中，第一光阻间隔物与第二光阻间隔物具有实质上相同的高度。

在一实施例中，第一光阻间隔物的高度大于第二光阻间隔物的高度。

在一实施例中，第一光阻间隔物的底面指第一光阻间隔物与保护层连结之处，第二光阻间隔物的底面指第二光阻间隔物与保护层连结之处。

在一实施例中，显示装置更包括一液晶层，其设置于滤光层基板与驱动基板之间。

在一实施例中，驱动基板为一薄膜晶体管基板或一有机发光二极管基板。

在一实施例中，有机发光二极管基板具有一基板及一有机发光二极管层，有机发光二极管层设置于基板面向滤光层基板的一侧。

承上所述，因本发明的滤光层基板及显示装置的第一光阻间隔物对应于滤光层而设置于保护层上，第二光阻间隔物对应于滤光层而设置于保护层上，且第一光阻间隔物的底面与第二光阻间隔物的底面具有一高度差。藉此，可使第一光阻间隔物与第二光阻间隔物的顶面具有一高度差，跟不具有二种高度不同间隔物的液晶显示面板相比，可以使液晶填充量的容许范围较大，如此，可改善液晶滴注法工艺的良率与产量。另外，顶面具高度差的第一光阻间隔物与第二光阻间隔物的设置，可吸收显示面板因后续工艺所产生的侧向应力，也可避免因外力碰撞或震动时造成显示画面漏光或对比不均的问题。

附图说明

图1A为一种已知的液晶显示面板的剖视图；

图1B为图1A中，沿直线A-A及直线B-B的剖视图；

图2A为本发明较佳实施例的一种滤光层基板的俯视图；

图2B为图2A中，直线A-A及直线B-B的剖视图；

图3至图5分别为本发明另一方面的滤光层基板的示意图；以及

图6为本发明较佳实施例的一种显示装置的示意图。

主要元件符号说明：

1：液晶显示面板

11、2、2a、2b、2c：滤光层基板

111、121、21、42：透光基板

112、23、23a：滤光层

112a、112b、112c：滤光部

113：透明层

12：薄膜晶体管基板

122、41：薄膜晶体管层

13、5：液晶层

24、24a、24b：保护层

3：显示装置

4：驱动基板

43：基板

44：有机发光二极管层

A-A、B-B：直线

B1、B2：底面

BM、22：黑色矩阵层

h1、h2、h3：厚度

H、H1、H2、H3、H4、H5：高度差

O：开口

O2、O3：凹槽

S1：第一光阻间隔物

S2：第二光阻间隔物

T1、T2：顶面

具体实施方式

以下将参照相关图式，说明依本发明较佳实施例的一种滤光层基板及显示装置，其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。

请同时参照图2A及图2B所示，其中，图2A为本发明较佳实施例的一种滤光层基板2的俯视图，而图2B为图2A中，直线A-A及直线B-B的剖视图。其中，滤光层基板2包括一基板21、一黑色矩阵层22、一滤光层23、一保护层24、一第一光阻间隔物S1以及一第二光阻间隔物S2。为清楚表现本发明特征，图2A未绘示基板21及保护层24。如图2B所示，本实施例的显示装置以应用于平面切换(in-plane switch，IPS)式显示装置为例，因此，滤光层基板2上并没有透明导电层。不过，在其他的垂直切换式的液晶显示装置中，例如扭转向列型(TwistedNematic，TN)型液晶显示装置，滤光层基板上的保护层24与间隔物S1、S2之间则可具有一透明导电层以作为共同电极。

基板21为可透光材质，且表面均匀且平整，其材质可例如为玻璃基板、石英基板或塑胶基板。

黑色矩阵层22设置于基板21上，而滤光层23设置于基板21及黑色矩阵层22上，其中黑色矩阵层22为不透光材质，例如为金属或树脂，而金属例如可为铬、氧化铬或氮氧铬化合物。由于黑色矩阵层22为不透光材质，因此于透光基板21上形成不透光的区域，进而界定出可透光的区域。另外，滤光层23可包含一红色、一绿色及一蓝色滤光部，而其材料为可透光材质，例如可为颜料或染料，并可透过染色法、颜料分散法、印刷法、干膜法或电着法等方式将不同颜色的滤光部分别形成于透光基板21及黑色矩阵层22之上。于此，滤光层23并不限定为红色、绿色或蓝色。

保护层24覆盖于滤光层23上。其中，保护层24的材质可为光阻材料或树脂材料等等，而其制作方式可包含旋转式涂布(spin coating)、狭缝及旋转式涂布(slitand spin coating)或非旋转式涂布(spinless coating)等方式。于此并不加以限制。保护层24用以使滤光层23的表面平坦，并可保护滤光层23不受后续工艺制造时的影响。

第一光阻间隔物S1对应于黑色矩阵层22而设置于保护层24上，而第二光阻间隔物S2对应于黑色矩阵层22而设置于保护层24上，且第一光阻间隔物S 1的底面B1与第二光阻间隔物S2的底面B2具有一高度差H1，于此高度差指以一水平面作为基准时，底面B1、B2所处的位置的高度差异。于此，图2A以一个第一光阻间隔物S 1及三个第二光阻间隔物S2为例，当然并不以此为限。其中，第一光阻间隔物S1及第二光阻间隔物S2可使用树脂类、硅酸盐类、或玻璃纤维类等感光性光阻材料来制作，而其制作方式可例如使用两次光罩的方式，或者也可使用多灰阶光罩的技术来制作第一光阻间隔物S1及第二光阻间隔物S2。其中，多灰阶光罩技术可包含灰阶式光罩(gray-tone mask，GTM)及半调式光罩(half-tone mask，HTM)技术。另外，第一光阻间隔物S 1及第二光阻间隔物S2的剖面形状例如可为四边形、六边形、八边形等柱状体，或可为圆柱体或椭圆柱体，于此以剖面为略呈梯形的柱状体为例。

再说明的是，第一光阻间隔物S1的底面B1指第一光阻间隔物S1与保护层24连结之处，而第二光阻间隔物S2的底面B2指第二光阻间隔物S2与保护层24连结之处。

在本实施例中，部分的滤光层23与黑色矩阵层22重迭之处，滤光层23具有至少一开口O，也就是滤光层23于开口O处为断开或具有凹陷，且保护层24可完全覆盖滤光层23及黑色矩阵层22，并使第二光阻间隔物S2对应于滤光层23的开口O设置。于此，第二光阻间隔物S2设置之处的滤光层23与黑色矩阵层22之间具有开口O；而第一光阻间隔物S 1设置之处的滤光层23与黑色矩阵层22之间则不具有开口O。于此，第一光阻间隔物S1的厚度与第二光阻间隔物S2的厚度实质上相同。由于第一光阻间隔物S1设置之处的滤光层23不具有开口O，而第二光阻间隔物S2设置之处的滤光层23具有开口O，因此，虽然第一光阻间隔物S1的厚度h1与第二光阻间隔物S2的厚度h2实质上相等，但是，由于开口O的存在，故使第一光阻间隔物S1与第二光阻间隔物S2的底面B1、B2具有一高度差H1，进而也使得第一光阻间隔物S 1与第二光阻间隔物S2的顶面T1、T2也具有一高度差H2。于此，高度差H2实质上等于高度差H1。

另外，请参照图3所示，其为本发明另一方面的滤光层基板2a的示意图。

滤光层基板2a与滤光层基板2主要不同在于：第一光阻间隔物S1设置之处的滤光层23a不具有开口，第二光阻间隔物S2设置之处的滤光层23a亦不具有开口。而第一光阻间隔物S1与第二光阻间隔物S2的底面B1、B2具有高度差，则是第二光阻间隔物S2设置于保护层24a的一凹槽O2上。于此，第一光阻间隔物S1设置处的保护层24a的厚度大于第二光阻间隔物S2设置处的保护层24a的厚度，而造成厚度不相同的方法，则可利用光微影工艺(photo lithography process)配合灰阶式光罩或半调式光罩，以减薄保护层24a的厚度。因此，虽然，滤光层基板2a的第一光阻间隔物S1的厚度h1与第二光阻间隔物S2的厚度h2实质上相等，但是，一样可使第一光阻间隔物S1与第二光阻间隔物S2的顶面T1、T2仍具有高度差H2。

再者，请参照图4所示，其为本发明又一方面的滤光层基板2b的示意图。

滤光层基板2b与滤光层基板2主要不同在于：保护层24b更具有一凹槽O3，且凹槽O3对应滤光层23的开口O设置，且第二光阻间隔物S2对应设置于凹槽O3上。于此，第一光阻间隔物S1设置处的保护层24b的厚度大于第二光阻间隔物S2设置处的保护层24b的厚度。因此，虽然，滤光层基板2b的第一光阻间隔物S1的厚度h1与第二光阻间隔物S2的厚度h2实质上相等，但是，一样可使第一光阻间隔物S1与第二光阻间隔物S2的顶面T1、T2具有一高度差H4，且高度差H4大于图2及图3的高度差H2。其中，第一光阻间隔物S1与第二光阻间隔物S2的高度差H4越大，液晶填充量的容许范围越大，更可提升液晶滴注法工艺的良率与产量。另外，高度差H4越大，越可抵抗后续的贴膜过程所产生的侧向应力，也更可避免因外力碰撞或震动时造成显示画面漏光或对比不均的问题。

接着，请参照图5所示，其为本发明又一方面的滤光层基板2c的示意图。

滤光层基板2c与滤光层基板2b主要不同在于：第一光阻间隔物S1的厚度h1大于第二光阻间隔物S2的厚度h3，使得第一光阻间隔物S1与第二光阻间隔物S2的顶面T1、T2之间具有一更大的高度差H5(高度差H5大于高度差H4)。

不过，要提醒的是，本方面的不同高度的第一光阻间隔物S1与第二光阻间隔物S2可应用于图2及图3的滤光层基板2及2a上，也可使第一光阻间隔物S1与第二光阻间隔物S2的顶面具有较大的高度差。

此外，滤光层基板2a、2b、2c其它元件的技术特征可参照滤光层基板2，于此不再赘述。

请参照图6所示，其为本发明较佳实施例的一种显示装置3的示意图。

显示装置3包括一滤光层基板2以及一驱动基板4，驱动基板4与滤光层基板2相对而设。其中，滤光层基板2包括一透光基板21、一黑色矩阵层22、一滤光层23、一保护层24、一第一光阻间隔物S1以及一第二光阻间隔物S2。滤光层基板2的技术特征可参照上述，当然，滤光层基板2的技术特征也可参照上述的滤光层基板2a、2b、2c，于此不再赘述。

显示装置3若为一液晶显示装置时，则驱动基板4可为一薄膜晶体管基板。薄膜晶体管基板可具有一薄膜晶体管矩阵41及一透光基板42，薄膜晶体管矩阵41设置于透光基板42面向滤光层基板2的一侧。另外，显示装置3更可包括一液晶层5，液晶层5设置于滤光层基板2与驱动基板4之间。

另外，显示装置3若为一有机发光二极管显示装置，驱动基板4可为一有机发光二极管基板。有机发光二极管基板可具有一基板43及一有机发光二极管层44，有机发光二极管层44设置于基板43面向滤光层基板2的一侧。

综上所述，因本发明的滤光层基板及显示装置的第一光阻间隔物对应于黑色矩阵层而设置于保护层上，第二光阻间隔物对应于黑色矩阵层而设置于保护层上，且第一光阻间隔物的底面与第二光阻间隔物的底面具有一高度差。藉此，可使第一光阻间隔物与第二光阻间隔物的顶面具有一高度差，跟不具有二种高度不同间隔物的液晶显示面板相比，可以使液晶填充量的容许范围较大，如此，可改善液晶滴注法工艺的良率与产量。另外，顶面具高度差的第一光阻间隔物与第二光阻间隔物的设置，可吸收显示面板因后续工艺所产生的侧向应力，也可避免因外力碰撞或震动时造成显示画面漏光或对比不均的问题。

以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于权利要求书中。

Claims (9)

1.一种显示装置，包括：

一滤光层基板，包括：

一基板；

一黑色矩阵层，设置于该基板上；

一滤光层，覆盖于该基板及该黑色矩阵层上；

一保护层，设置于该滤光层上；

一第一光阻间隔物，对应该黑色矩阵层而设置于该保护层上；及

一第二光阻间隔物，对应该黑色矩阵层而设置于该保护层上，其中该第一光阻间隔物的底面与该第二光阻间隔物的底面具有一高度差。

2.如权利要求1所述的显示装置，其中该滤光层具有至少一开口，且该开口用以曝露出该黑色矩阵层的表面，该保护层覆盖该滤光层及该黑色矩阵层，且对应该开口处具有一凹槽，且该第二光阻间隔物对应设置于该凹槽上。

3.如权利要求2所述的显示装置，其中该第一光阻间隔物与该第二光阻间隔物的厚度相同或该第一光阻间隔物的厚度大于该第二光阻间隔物。

4.如权利要求1所述的显示装置，其中该保护层具有一凹槽，且该第二光阻间隔物对应设置于该凹槽上。

5.如权利要求4所述的显示装置，其中该保护层具有一第二凹槽，且该第二凹槽对应该开口设置，而该第二光阻间隔物对应设置于该第二凹槽上。

6.如权利要求4所述的显示装置，其中该第一光阻间隔物的厚度与该第二光阻间隔物的厚度相同，或该第一光阻间隔物的厚度大于该第二光阻间隔物的厚度。

7.如权利要求1所述的显示装置，其中该第一光阻间隔物的底面指该第一光阻间隔物与该保护层连结之处，该第二光阻间隔物的底面指该第二光阻间隔物与该保护层连结之处。

8.如权利要求1所述的显示装置，更包括：

一驱动基板，与该滤光层基板相对而设；以及

一液晶层，设置于该滤光层基板与该驱动基板之间。

9.如权利要求8所述的显示装置，其中该驱动基板为一薄膜晶体管基板或一有机发光二极管基板。

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