CN1605907A - 液晶显示面板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液晶显示面板，其主要包含一第一基板、一第二基板、一液晶层夹设于该第一、第二基板之间以及数个第一突起物设于该第一基板上用以在该第一以及第二基板之间维持一第一单元间距，本发明的特征在于该第一基板另设有数个第二突起物，当该液晶显示面板受到一外力时，该第二突起物用以在该第一以及第二基板之间维持一小于该第一单元间距的第二单元间距；然而当该液晶显示面板未受到外力时，该第二突起物与该第二基板之间具有一间隙。本发明亦提供一种制造该液晶显示面板的方法。

Description

液晶显示面板及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种液晶显示面板及其制造方法，特别是一种以一滴注入(one drop fill)制程制造的液晶显示面板及其制造方法。

背景技术

如图1a以及图1b所示，现有的液晶显示面板100a以及100b各包含两个面对面设置基板102(即彩色滤光片基板)与基板104(即薄膜晶体管基板)以及一层液晶层106夹设在基板102以及基板104之间。此外，该两个基板102与104之间设有数个间隔子(spacer)108，使该两个基板之间相隔一个预先设定距离的狭缝。

在液晶显示器面板的制程中，一般先将两基板以密封材料结合成一单元(cell)并且仅留下一液晶注入口，再将液晶材料注入该两基板所组成的单元的狭小间隙，最后密封该单元上的液晶注入口。在组装该两基板之前，间隔子(spacers)被放置于基板其中之一用以在两基板之间保持一个精确的单元间隙(约在4-10毫米之间)。然后将基板对正并且固化该密封材料。在两基板组装完成后，将该液晶材料注入至间隔子形成的间隙中。接着，按压两基板外侧直到基板间的间隔达到该预先设定的单元间隙。在将多余的液晶从该单元边缘擦掉之后，涂布一密封剂，例如环氧树脂，来密封该填入口且将其固化。

在前述的现有方法中，液晶材料注入量不太需要精确地加以控制，因为可通过该按压步骤使多余的液晶材料经由该液晶注入口挤出，再将单元上多余的液晶材料擦掉。

然而，目前提出一种新的技术，根据颁发给Ishihara等人的美国第5263888号专利所揭示的一滴注入(one drop fill，简称ODF)的方法，采用事先在一基板上滴注液晶材料再覆盖另一基板的制程，大幅地减少液晶显示面板制程的工序数目，增加制造效率。但是，这个方法的液晶材料的滴注步骤是在密封两个基板之前，因此滴注的液晶材料的量必须精确控制，不然滴注量过少会使得密封后的液晶显示面板单元(cell)具有气泡，又滴注量过多则会使得该液晶显示面板单元之间隙不均匀而产生重力姆拉(gravity Mura)缺陷。

幸好，形成该液晶显示面板的基板本身稍微具有弹性，因此当液晶注入量稍微少于单元的预定容量时，外界压力会使该液晶显示面板的基板稍微弯曲而使得该液晶材料能完全填满该单元而不至于产生气泡。然而基板可弯曲的程度取决于液晶显示面板中的间隔子分布的疏密。图1a所示为间隔子分布较疏(低密度)的液晶显示面板100a，图1b所示为间隔子分布较密(高密度)的液晶显示面板100b。参照图2，由于液晶显示面板100a的间隔子分布较疏，因此基板的可弯曲程度较大，液晶滴入量要小于a才会产生气泡，大于d才会有重力姆拉缺陷，也就是说其操作区间(process window)在a与d之间。相对地，由于液晶显示面板100b的间隔子分布较密，因此基板的可弯曲程度较小，液晶滴入量小于b便会产生气泡，大于c便会有重力姆拉缺陷，其操作区间(process window)在b与c之间，明显较液晶显示面板100a的操作区间来得小。由此可知，使用一滴注入制程的液晶显示面板如果采用相对低密度的间隔子设计将可得到较大的操作区间。

然而，具有相对低密度的间隔子的液晶显示面板，在接下来的压着、真空吸着等制程中因支撑点较少，在受到外力时其基板相对较容易变形，因而产生姆拉缺陷甚至破裂的机会也变高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提供一种液晶显示面板其具有数个第一突起物用以在基板间维持一第一单元间距，以及数个第二突起物用以在当该液晶显示面板受到一外力时在该基板间维持一较小的第二单元间距(cell gap)，藉此大致改善由于背景技术的限制及缺点所导致的问题。

为达上述目的，本发明提供的一种液晶显示面板，其主要包含一第一基板、一第二基板、一液晶层夹设于该第一、第二基板之间以及数个第一突起物设于该第一基板上。该第一突起物与该第二基板之间具有一第一间隙(较佳系趋近于零)。该第一突起物用以在该第一以及第二基板之间维持一第一单元间距(cell gap)，因此一般称为间隔子(spacer)。

本发明的特征在于该液晶显示面板另包含数个第二突起物设于该第一基板上。该第二突起物与该第二基板之间具有一不同于该第一间隙的第二间隙。该第二间隙与该第一间隙的差距约在0.2μm至约2.5μm之间(较佳为1μm至2μm之间)。当该液晶显示面板受到一外力时，该第二突起物用以在该第一以及第二基板之间维持一小于该第一单元间距的第二单元间距(cell gap)。

本发明的液晶显示面板较佳适用于多区域垂直配向性液晶显示器。因此，该液晶显示面板可另包含数个第三突起物设于该第一基板以及第二基板的其中之一用以调整该液晶层的旋转方向。

较佳地，该第一突起物以及该第二突起物是由同一种材料制成，而该第三突起物是由不同于制造该第一、第二突起物的材料所制成。该第一、第二突起物具有柱状外型。

本发明的液晶显示面板属于一种液晶显示装置的元件之一，因此当该液晶显示面板在该液晶显示装置的后续制程中受到一外力时，可通过该第一以及第二突起物接触该第二基板而提供较佳的支撑力，但此时该第三突起物并不会接触其对面的基板(可能为第一基板或第二基板)。

本发明另提供一种制造前述的液晶显示面板的方法。首先，以一第一材料形成数个第一突起物以及第二突起物于一第一基板上。较佳地，该第一突起物以及第二突起物为同时形成。以一第二材料形成数个第三突起物于该液晶显示面板的两个基板其中之一上。另外，形成一密封件于该两个基板至少其中之一上。然后，形成至少一滴液晶材料于该两个基板其中之一上。接着，将两个基板的其中之一叠置于另一基板上。最后执行该密封件的硬化制程，藉此制得该液晶显示面板。

本发明所提供的液晶显示面板具有相对较低密度分布的间隔子(前述的第一突起物)，因此以一滴注入制程制造该液晶显示面板时，形成该液晶显示面板的基板可具有较大的可变形性，藉此在液晶滴入制程得到较大的操作区间。然而当该液晶显示面板在该液晶显示装置的其它制程(例如压着或真空吸着)中受到一外力时，该面板的第二突起物亦可支撑该液晶显示面板的基板而使得该液晶显示面板不至于过度变形而产生姆拉缺陷或是破裂。因此本发明提供的液晶显示面板具有良好的机械强度且在液晶滴入制程有较大的操作区间。

附图说明

图1a为现有的液晶显示面板的部分剖视图，其中该液晶显示面板具有分布密度较低的间隔子；

图1b为现有的液晶显示面板的部分剖视图，其中该液晶显示面板具有分布密度较高的间隔子；

图2为使用一滴注入制程的液晶显示面板其液晶滴注量与单元间隙的关系图；

图3为根据本发明一实施例的液晶显示面板的部分剖视图；

图4为根据本发明另一实施例的液晶显示面板的部分剖视图；

图5为图4的液晶显示面板的部分上视图。

图中符号说明

100a  液晶显示面板    100b  液晶显示面板

102   基板            104   基板

108   间隔子

300   液晶显示面板    302   基板

303   数据线路        304   基板

305   闸线路          306   液晶层

308   突出物          310   突出物

312   着色部分        314   光遮蔽阵列

316   相对电极        318   薄膜晶体管

g₁   间隙            g₂   间隙

400   液晶显示面板    402   突出物

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本发明的具体实施方式。

图3所示为根据本发明一实施例的液晶显示面板300，其包含一基板302、一基板304、一液晶层306夹设于基板302以及304之间，以及数个突出物308以及310设在基板304上。该基板302为一彩色滤光基板，其上设有数个光阻区312、一光遮蔽阵列314于相邻的光阻区312之间以及一相对电极316大致覆盖于该基板302的整个表面。该基板304为一薄膜晶体管基板，其上设有数个平行的资料线路303(参见图5)、数个平行的闸线路305(参见图5)、薄膜晶体管318设于每一资料线路以及闸线路的交错处以及像素电极设于每一个由交错的资料线路以及闸线路所界定的区域中对应于基板302上的光阻区312。在图3所示的实施例中，该数个突出物308、310设在基板304上；然而，该数个突出物308、310亦可设在基板302上(如图4所示)。

突起物308用以在基板302与基板304之间维持一大致固定的单元间距(cell gap)，一般称为间隔子。如图3所示，突起物308与基板302的间隙g₁一般趋近于零。当该液晶显示面板未受到外力的时候，突起物310与基板302之间具有一大于间隙g₁的间隙g₂，较佳地，该间隙g₂与间隙g₁的差距介于0.2μm至约2.5μm之间(较佳为1μm至2μm之间)。

此外，突起物310的设计允许当该液晶显示面板遭受到一外力使得基板302或是304稍微变形时，该突起物310可支撑该基板302以及304，使得该基板302以及304之间维持另一大致固定的单元间距(cellgap)，藉此增加该液晶显示面板300的支撑点，提高该液晶显示面板300的机械强度以及抗变形性。

本发明的液晶显示面板亦可适用于多区域垂直配向性液晶显示器。参照图4以及图5，该液晶显示面板400的突起物308以及310设在基板302上，并且另包含突起物402用以调整液晶层306中的液晶分子的旋转方向，当施以一电压时使得该液晶分子的配置被引导而包含数个方向。由于液晶分子的方位呈数个互相不同的方向，因此该液晶显示器400的视野角度可大幅增加。参照图5，该数个突起物402彼此平行设于该基板302上。每个突起物402具有一弯折成「之」字形的主体。参照图4，为了调整液晶层306中的液晶分子的方位，该突起物402与基板304之间保持一相当大的间距。因此当该液晶显示面板400遭受到外力挤压，由于该突起物310使得该基板302以及304之间维持相当大的单元间距，因此该突起物402不会接触到基板304。

根据本发明，该突起物308以及310皆为用以支撑该基板302以及304，因此该突起物308以及310较佳是由同一种材料制成，且具有柱状外型。另外，该突起物402用以调整液晶层306中的液晶分子的方位，因此该突起物402一般由不同于形成该突起物308以及310的材料的材料制成，且具有一弯折成「之」字形的主体。较佳地，该突起物308以及310较突起物402坚硬(亦即该突起物308以及310的硬度高于突起物402)藉此提供该液晶显示面板刚性的支撑。

本发明另提供一种制造前述的液晶显示面板的方法，参照图4说明如下。首先，以一第一材料形成数个突起物308以及突起物310于基板302上。为节省制造工序，该突起物308以及突起物310较佳为同时形成。以一第二材料形成数个突起物402于基板302上。

另外，形成一密封件(未示于图中)于基板302以及基板304至少其中之一上。然后，形成至少一滴液晶材料于该两个基板302以及304其中之一上。

接着，将两个基板302以及304的其中之一叠置于另一基板上。最后执行该密封件的硬化制程，藉此制得该液晶显示面板400。

应注意的是，本发明所提供的突起物308、310较佳地是形成于该光遮蔽阵列314所覆盖的区域，以避免影响该液晶显示装置的透光率。另外，本发明的主要特征在于提供两组设于一基板的突起物308以及310，并使其与相对基板之间的间隙不同。前述特征可利用彩色滤光基板302或薄膜晶体管基板304上的凹凸表面的落差，使得相同高度的突起物308以及310与其相对基板之间具有不同的间隙，当然，亦可利用不同高度的突起物来达成相同的功效。本发明主要是通过突起物308以及310与相对基板304之间不同的间隙，而使该液晶显示面板300或400在不受外力时具有低密度的间隔子(突起物308)，而在该液晶显示装置的其它制程(例如压着或真空吸着)中受到一外力时具有高密度的支撑件(突起物308+突起物310)。因此以一滴注入制程制造该液晶显示面板时，既便液晶注入量稍微少于基板间的预定容量，突起物310亦容许外界压力使该液晶显示面板的基板稍微弯曲而使得该液晶材料能完全填满该单元而不至于产生气泡，藉此在液晶滴入制程得到较大的操作区间。然而当该液晶显示面板在该液晶显示装置的其它制程(例如压着或真空吸着)中受到一外力时，除了突起物308之外，该突起物310亦可支撑该液晶显示面板的基板而使得该液晶显示面板不至于过度变形而产生姆拉缺陷或是破裂。亦即是本发明的液晶显示面板在受到外力作用时，具有较高密度分布的支撑件。因此本发明提供的液晶显示面板具有良好的机械强度且在液晶滴入制程有较大的操作区间。

虽然本发明已以前述较佳实施例揭示，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与修改，因此本发明的保护范围当视权利要求书的范围所界定者为准。

Claims (27)

1.一种液晶显示面板，其特征在于，包含：

一第一基板；

一第二基板；

一液晶层夹设于该第一基板以及该第二基板之间；

数个第一突起物设于该第一基板上并且与该第二基板之间具有一第一间隙；以及

数个第二突起物设于该第一基板上并且与该第二基板之间具有一与该第一间隙不等的第二间隙，其中该第二间隙与该第一间隙的差距小于2.5μm。

2.如权利要求1所述的液晶显示面板，其中，该第一突起物用以在该第一以及第二基板之间维持一第一单元间距。

3.如权利要求2所述的液晶显示面板，其中，当该液晶显示面板受到一外力时，该第二突起物用以在该第一以及第二基板之间维持一小于该第一单元间距的第二单元间距。

4.如权利要求1所述的液晶显示面板，其中，该第二间隙与该第一间隙的差距在0.2μm至2.5μm之间，且该第一间隙的大小趋近于零。

5.如权利要求1所述的液晶显示面板，其中，该第一、第二突起物具有柱状外型。

6.如权利要求1所述的液晶显示面板，其中，另包含数个第三突起物设于该第一基板，该第三突起物用以调整该液晶层的旋转方向。

7.一种液晶显示面板，其特征在于，包含：

一第一基板；

一第二基板；

一液晶层夹设于该第一基板以及该第二基板之间；

数个第一突起物设于该第一基板上并且与该第二基板之间具有一第一间隙；以及

数个第二突起物设于该第一基板上并且与该第二基板之间具有一与该第一间隙不等的第二间隙，

其中该第一突起物以及该第二突起物皆由一第一材料制成。

8.如权利要求7所述的液晶显示面板，其中，另包含数个第三突起物设于该第一基板并且由一不同于该第一材料的第二材料制成。

9.如权利要求8所述的液晶显示面板，其中，该第一、第二突起物的硬度高于该第三突起物。

10.如权利要求8所述的液晶显示面板，其中，该第三突起物用以调整该液晶层的旋转方向。

11.如权利要求7所述的液晶显示面板，其中，该第一突起物用以在该第一以及第二基板之间维持一第一单元间距。

12.如权利要求11所述的液晶显示面板，其中，当该液晶显示面板受到一外力时，该第二突起物用以在该第一以及第二基板之间维持一小于该第一单元间距的第二单元间距。

13.如权利要求7所述的液晶显示面板，其中，该第一间隙的大小趋近于零。

14.如权利要求7所述的液晶显示面板，其中，该第一、第二突起物具有柱状外型。

15.一种液晶显示面板，其特征在于，包含：

一第一基板；

一第二基板；

一液晶层夹设于该第一基板以及该第二基板之间；

数个第一突起物设于该第一基板上并且与该第二基板之间具有一第一间隙；

数个第二突起物设于该第一基板上并且与该第二基板之间具有一与该第一间隙不等的第二间隙；以及

数个第三突起物设于该第一基板，

其中当该液晶显示面板受到一外力时，该第一以及第二突起物接触该第二基板，但是该第三突起物不接触该第一基板。

16.如权利要求15所述的液晶显示面板，其中，该第一突起物用以在该第一以及第二基板之间维持一第一单元间距。

17.如权利要求16所述的液晶显示面板，其中，当该液晶显示面板受到该外力时，该第二突起物用以在该第一以及第二基板之间维持一小于该第一单元间距的第二单元间距。

18.如权利要求15所述的液晶显示面板，其中，该第一间隙的大小趋近于零。

19.如权利要求15所述的液晶显示面板，其中，该第一、第二突起物具有柱状外型。

20.如权利要求15所述的液晶显示面板，其中，该第三突起物用以调整该液晶层的旋转方向。

21.一种液晶显示面板的制造方法，其特征在于，包含下列步骤：

以一第一材料形成数个第一突起物于一第一基板上；

以该第一材料形成数个第二突起物于该第一基板上；

以一第二材料形成数个第三突起物于该第一基板或是第二基板上；

形成一密封件于该第一基板以及该第二基板至少其中之一上；

形成至少一滴液晶材料于该第一基板以及该第二基板其中之一上；

将该第一基板以及该第二基板其中之一叠置于该第一基板以及该第二基板其中的另一基板上；以及

执行该密封件的硬化制程藉此得到该液晶显示面板，该液晶显示面板中的该第一突起物与该第二基板之间具有一第一间隙，并且该第二突起物与该第二基板之间具有一与该第一间隙不同的第二间隙。

22.如权利要求21所述的液晶显示面板的制造方法，其中，该第一突起物以及该第二突起物同时形成。

23.如权利要求21所述的液晶显示面板的制造方法，其中，该第一突起物用以在该第一以及第二基板之间维持一第一单元间距。

24.如权利要求23所述的液晶显示面板的制造方法，其中，当该液晶显示面板受到该外力时，该第二突起物用以在该第一以及第二基板之间维持一小于该第一单元间距的第二单元间距。

25.如权利要求21所述的液晶显示面板的制造方法，其中，该第一间隙的大小趋近于零。

26.如权利要求21所述的液晶显示面板的制造方法，其中，该第一、第二突起物具有柱状外型。

27.如权利要求21所述的液晶显示面板的制造方法，其中，该第三突起物用以调整该液晶层的方位。

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