TWI297407B - - Google Patents

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1297407 五、發明說明（1) 發明領域： 本發明係有關一種液晶顯示面板（Liquid Crystal Dlsplay panel )，特別有關於一種將薄膜電晶體（1±in him transistor，簡稱TFT)、彩色濾光片、及黑矩陣配 置於同一基板上之液晶顯示面板。 發明說明： [習知技術說明] 以下簡稱 其具有低消 可以應用在 投影機、取 ，例如：手 液晶顯示器（liquid crystal display， LCD)是目前最被廣泛使用的一種平面顯示器 耗電功率、薄型輕量以及低電壓驅動等特徵 個人電腦、文書處理器、導航系統、遊樂器 景器（view finder)以及生活中的手提式機器 錶、電子計算機、電視機等顯示使用上。 LCD的顯示原理是利用液晶分子所具有的介電異方性 及導電異方性’於外加電場時會使液晶分子的排列狀態轉 換:造成液晶薄膜產生各種光電效應。而TFT_LCD即是利 用薄膜電晶體TFT作為主動元件，使其具有低消耗電功 率、低電壓驅動、薄、輕等優點。 一般傳統之薄膜電晶體液晶顯示面板，其背光模組 (back-1 ight module)會損失大量的電功率，為了有效 f善薄膜電晶體平面顯示器損失大量的電功率的問題，目 刖業界已經提出各種製作方法以&TFT結構，例如增加背 光的電功率，以及提高通過液晶的透光度。 第1圖顯示傳統液晶顯示面板之剖面結構示意圖。傳

1297407 五、發明說明（2) 統之液晶顯示面板1 0，至少包括：下玻璃（下基板）101及 上玻璃（上基板）11 0，面對面相互平行地設置；一黑矩陣 (black matrix)109，設置於上述上基板11〇之上；一彩色 濾光片（color f i 1 ter) 1 1 2，設置於上述上玻璃11 〇及上述 黑矩陣1 09之上；一保護層1 0 7及一透明導電層（Iτο 層）1 06，設置於上述彩色濾光片11 2上；複數薄膜電晶體 105 (在此僅圖示1個）’以矩陣形態配置於上述下玻璃1〇1 之上’構成薄膜電晶體陣列（T F T a r r a y);以及，一液晶 111，封入下玻璃110及下玻璃101之間。 如第1圖所示，目前液晶顯示面板1〇，所採用之薄膜 電晶體105 ,係直接形成在靠近背光模組（未顯示）而設置 的下玻璃1 0 1上，而彩色濾光片i丨2則係形成在上玻璃丨工〇 之上。由於薄膜電晶體陣列，係直接形成在靠近背光模組 之：玻璃基板上，目此無可避免地會嚴重影響到透光度， 使得液晶顯示面板1 〇的顯示品質變差。 !。5，此大V Λ述=膜電晶體陣列中之每-薄膜電晶體 所干）=閘極（bottom gate)之結構（如第1圖 策胺：：顯示面板10，至少需要5道光罩(mask) 二：：成薄膜電曰曰體製程’因此不利於量I，也增加了生 因此’提出一種新潁之游曰 _ 曰顧千而杯Μ鹿-:顆之液日日顯不面板，可有效提高液 曰曰顯不面板的顯不品質（如增 兹，α挥曰*处# 、如〜加透先率）’並可簡化TFT製 矛壬 以k幵產月色及降低JL ;生忐士 体丄、$ ^ 題。 成本，便成為業界之重要課

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[發明概要] 有鑑：此，纟發明的主要目的係為提供一種 板，製程以提昇產能並降低其製造成本，貝並丁可面 以有效提间液晶顯不面板的顯示品質（如增加透光率）。 為達成上述目的，本發明提出一種新穎之液晶顯示面 板，主要之結構包括：第〗基板及第2基板，面對面相互平 行地設置；一黑矩陣，設置於上述第丨基板上；一彩色濾 光片，設置於上述第1基板上’並跨接於上述黑矩陣間； 二複合層’設置於上述彩色濾光片及黑矩陣上；複數畫素 單元，對應上述黑矩陣而以矩陣形態配置於上述複合層 上；一透明導電層，設置於上述第2基板上；以及，一液 晶，封入上述第1及第2基板之間。 其中’每一上述晝素單元至少由一薄膜電晶體及一畫 素電極所構成。又，在本發明中，上述薄膜電晶體之結 構，係可選用如實施例所示之具有上部閘極（t〇p-gate)結 構之薄膜電晶體，然而亦可視使用之所需，採用一般之下 部閘極（bottom-gate)結構之薄膜電晶體。 圖式之簡單說明： 為讓本發明之上述目的、特徵、和優點能更明顯易懂， 下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如 下： 第1圖係顯示習知液晶顯示面板之剖面結構示意圖； 第2圖係顯示依據本發明實施例之液晶顯示面板之剖 面結構示意圖。

0632-7022TWF;IP〇i〇H3;chen.ptd 第 6 頁 °〇8289 1297407 五、發明說明（4) 符號說明 10〜液晶顯不面板， 101〜下玻璃（下基板）； 1 0 5〜薄膜電晶體； 1 0 7〜保護層； 106〜透明導電層（ITO層）； 1 0 9〜黑矩陣； 110〜上玻璃（上基板）； 11 2〜彩色濾光片； 20〜液晶顯不面板， 201〜下基板（第1基板）； 2 0 2〜黑矩陣； 20 3〜彩色濾光片； 2 0 4〜複合層； 2 0 4 a〜平坦層； 20 4b〜保護層； 20 5〜薄膜電晶體； 20 5SD〜源極/汲極； 20 5CH〜通道層； 205G〜閘極； 20 5 INS〜閘極絕緣層； 20 6〜透明電極（I TO)層； 2 0 7〜液晶層； 2 0 9〜晝素電極；

0632-7022TWF; IP010113; chen. ptd 第 7 頁 008290 1297407 五、發明說明（5) 21 1〜上基板（第2基板）。 實施例說明： 第2圖係顯示依據本發明實施例之液晶顯示面板之剖 面結構示意圖。以下將配合第2圖詳細說明發明之較佳實 施例。 依據本發明所提出之液晶顯示面板2 〇，其主要之結構 至少包括以下之單元。 一第1基板201及一第2基板211，面對面相互平行地設 置。上述第1玻璃基板2 0 1，在本發明實施例中被提供當作 下基板（亦即最靠近背光模組者）；第2基板211則作為上基 板。上述第1基板2 0 1及第2基板2 11係為透明基板，例如是 玻璃基板、石英基板…等。在此實施例中，上述第1基板 201及第2基板21 1係為玻璃基板。 一黑矩陣20 2，設置於上述第1基板.2〇1之上。黑矩陣 2 0 2主要之作用為：1 )對於會影響到晝像顯示的光線加以 遮蔽’以增強液晶顯示面板之對比；2)包圍 液晶顯示面板之各個畫素單元，以避免r、G、b色彩之間 有混色之情形發生；3 )遮蔽薄膜電晶體中之非晶矽膜 (amorphous silicon film ; a-Si film)，以免遭到迷走 光線（stray 1 ight)之照射。黑矩陣202可以由鉻金屬 (chromium)、鉬金屬（molybdenum)、鋁金屬 (aluminum)、鎢金屬（tungsten)、鈒金屬（tantalum )、或鈦金屬（t i tanium )…等材料所構成；在此實施例 中例如為鉻金屬。

O632.7O22TjJgi^^l0；e|ien.ptd 第 8 頁 1297407 五、發明說明（6) —彩色濾光片203，設置於上述第1基板2 〇1上，並跨 接於上述黑矩陣20 2間。上述彩色濾光片203主要由依特定 關係配置之R、G、B三種顏色的塗膜所構成，並且對應於 液晶顯示面板畫素電極。 —複合層20 4，設置於上述彩色濾光片203及黑矩陣 202上。此實施例中，上述複合層204可包含一平坦層2〇4a 或一平坦層2 0 4 a以及一保護層2 0 4 b ;上述平坦層係用以將 形成彩色濾光片20 3及黑矩陣202所造成之凹凸表面予以填 平；上述保護層20 4b則係用以保護下基板2〇1上之各個元 件結構，以免在後續製程中遭到損壞。上述平坦層2〇4a可 為有機透明絕緣物，如樹脂（resin)或聚合*(p〇lymer) 荨’保護層2 0 4 b係可為例如由S i N X、或S i Ο X等之絕緣声所 形成。 、”曰 複數晝素單元，對應上述黑矩陣202而以矩陣形態配 置於上述複合層204之上。每一上述晝素單元至少由一薄 膜電晶體205及一晝素電極2 09所構成。所有之薄膜電晶體 205係構成一TFT陣列（在此僅顯示一個薄膜電晶體）。在此 實施例中，每一薄膜電晶體2〇5係具有上部閘極 (top-gate)之結構。上述薄膜電晶體2〇5具有：一源極， 一沒極（ 205SD)，彼此分隔設置於上述複合層2〇4上，上遂 源極或汲極之一耦接上述晝素電極2〇9 ; 一通道層2〇5⑶， 其可例如為非晶矽（α — S i )層，設置於上述源極及汲極 間之複合層2 0 4上’並分別與上述源極及沒極構成電性接 觸；以及，一閘極結構（閘極20 5g及閘極絕緣層2〇5ins)，設

1297407 五、發明說明（7) 置於上述通道層20 5CH上。 一透明導電層206，設置於第2基板211上。在此實施 例中，上述透明導電層2 0 6其可例如為IT 0銦錫氧化層。 最後，一液晶207，封入上述上基板211及下基板2 〇1 之間。 依據 極結構之 process) 成本。又 (stray 1 一基板上 但仍可維 高面板整 由於 片，所以 下，增強 雖然 限定本發 神和範圍 當視後附

上述實施例所揭露之液晶顯示面板2 〇，其上部深 薄膜電晶體，僅需2〜4道光罩程序（mask 即可製作完成，因此可以加速產能並且降低製廷 ’作為遮蔽薄膜電晶體使其免於遭受迷走光線 ight)照射之黑矩陣，因與薄膜電晶體製作於同 ’彼此間之距離拉近，故可縮減黑矩陣之面積， 持有效遮蔽薄膜電晶體之功能，因此而可達到泰 體有效顯示面積。 在上基板211上，沒有形成黑矩陣及彩色濾光 、’本發明亦能夠在不增加額外電功率的情況之 液晶面板之透光率。 =I明已以較佳實施例揭露如上，然 此項技藝者，在不脫離本發二

之中二1更動與潤飾，因此本發明之保護範@ <甲Μ專利範圍所界定者為準。

Claims (1)

1. 上述第2基板上； 液 六、申請專利範圍 1 · 一種液晶顯示面板， 第1基板及第2基板，面 一黑矩陣，設置於上述 一彩色濾光片，設置於 述黑矩陣間； 一複合層，設置於上述 複數畫素單元，對應上 上述複合層上； 一透明導電層，設置於 晶，封入上述第1及第2基板 2 ·如申請專利範圍第1 中，每一上述晝素單元至少 所構成。 3 ·如申請專利範圍第2 中，上述薄膜電晶體具有： 置於上述複合層上，上述源 極；一通道廣’設置於上述 分別與上述源極及汲極構成 層及一閘極結構，設置於上 4 ·如申請專利範圍第2 中，每一上述薄膜電晶體所 陣之設置。 5 ·如申請專利範圍第3 中，上述通道層係重疊於於 包括： 對面相互平行地設置； 第1基板上； 上述第1基板上，並跨接於上 彩色濾光片及黑矩陣上· 述黑矩陣而以矩陳^^ 1早形態配置於 以及 之間。 項所述之液晶顯示面板，其 由-薄膜電晶體及一畫素電極 項所述之液晶顯示面板，其 一源極，一汲極、 托七、& 破此分隔設 極或汲極之一耦接上述畫素電 源極及沒極間之複合層上，並 電性接觸；以及， 述通道層上。一閘極絕緣 項所述之液晶顯示面板，I 在位置之下方’均有上述黑矩 項所述之液晶顯示 上述黑矩陣之上方 面板，其 #

   0G8234 1297407 六、申請專利範圍 6 ·如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板，其 中’上述複合層至少包括··一平挺層或一平坦層及一保護 層’設置於上述彩色濾光片及黑矩陣上；藉由上述平坦層 使上述第1基板獲致一平坦表面。 7 ·如申請專利範圍第6項所述之液晶顯示面板，其 中’上述平坦層係由有機透明絕緣物所形成，保護層係由 絕緣層所形成。 中 成 中 8 如申清專利範圍第7項戶斤述之液晶顯不面板’其 上述平坦層係由樹脂（resin)或聚合物（P〇l ymer)所形 9 ·如申請專利範圍第7項所述之液晶顯示面板，其 上述保護層係由SiNx或SiOx所形成。 I 〇 ·如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板，其 中上述第1及第2基板係為透明基板。 中 II ·如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板，其 上述透明導電層是銦錫氧化層（I T0)。 中 1 2 ·如申請專利範圍第3項所述之液晶顯示面板，。其 上述通道層係為非晶矽（a - S i)層。 13 · —種液晶顯示面板，包括： 第1基板及第2基板，面對面相互平行地設置； 一黑矩陣，設置於上述第1基板上； 一彩色濾光片，設置於上述第1基板上，並跨接於上 述黑矩陣間； ' 一複合層，設置於上述彩色濾光片及黑矩陣上；

   0632-7022TWF;IP010113;chen.ptd 第12頁 008295 1297407 六、申請專利範圍 薄膜電晶體陣列，對應上述黑矩陣而配置於上述複合 層上；其中，薄膜電晶體陣列中之每一薄膜電晶體具有上 部閘極（top-gate)之結構； 一透明導電層，設置於上述第2基板上；以及 一液晶，封入上述第1及第2基板之間。 1 4 ·如申印專利範圍第1 3項所述之液晶顯示面板，其 中，每一上述薄膜電晶體所在位置之下方，均有上述黑矩 陣之設置。 1 5 ·如申請專利範圍第1 3項所述之液晶顯示面板，其 中，上述複合層包括：一平坦層或一平坦層及一保護層， 設置於上述彩色濾光片及黑矩陣上；藉由上述平坦層使上 述第1基板獲致一平坦表面。 1 6 ·如申請專利範圍第1 5項所述之液晶顯示面板，其 中，上述平坦層係由有機透明絕緣物所形成，保護層係由 絕緣層所形成。 1 7 ·如申請專利範圍第1 6項所述之液晶顯示面板，其 中，上述平坦層係由樹脂（resin)或聚合物（Polymer)所形 成。 1 8 ·如申請專利範圍第1 6項所述之液晶顯示面板，其 中，上述保護層係由SiNx或SiOx所形成。 1 9 ·如申請專利範圍第1 3項所述之液晶顯示面板，其 中上述第1及第2基板係為透明基板。 2 0 ·如申請專利範圍第1 3項所述之液晶顯示面板，其 中，上述透明導電層是銦錫氧化層（ΙΤ0) °

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