TWI706194B - 液晶面板及其製作方法 - Google Patents

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Abstract

一種液晶面板及其製作方法。液晶面板包括基板、電極層、絕緣層、第一配向層、第二配向層以及液晶層。電極層位於基板上。絕緣層位於電極層上。絕緣層中具有空腔以及連接空腔的頂部的開口。電極層位於空腔的底下。第一配向層位於空腔中，且位於電極層上。第二配向層位於空腔的頂部。液晶層分別位於空腔中，且位於第一配向層以及第二配向層之間。

Description

液晶面板及其製作方法
本發明是有關於一種液晶面板，且特別是有關於一種液晶層位於絕緣層之空腔中的液晶面板及其製作方法。
液晶顯示面板具有體積小、輻射低等優點，並且已經普遍地被應用在各式各樣的電子產品中。目前，液晶顯示面板通常包括上基板、下基板以及連接上基板與下基板的框膠，其中液晶位於上基板與下基板之間，且框膠環繞液晶。然而，框膠的設置，使顯示面板具有很寬的邊框，並限縮了產品的屏佔比。隨著科技的進步，消費者對顯示面板外觀的要求越來越高，為了要提高消費者的購買意願，如何縮小液晶顯示面板之邊框已經成為目前各家廠商欲解決的問題之一。
本發明提供一種液晶面板，能改善邊框過寬的問題。
本發明提供一種液晶面板的製造方法，能改善邊框過寬的問題。
本發明的至少一實施例提供一種液晶面板。液晶面板包括基板、電極層、絕緣層、第一配向層、第二配向層以及液晶層。電極層位於基板上。絕緣層位於電極層上。絕緣層中具有空腔以及連接空腔的頂部的至少一開口。電極層位於空腔的底下。開口的寬度小於空腔的寬度。第一配向層位於空腔中，且位於電極層上。第二配向層位於空腔的頂部。液晶層位於空腔中，且位於第一配向層以及第二配向層之間。
本發明的至少一實施例提供一種液晶面板的製造方法，包括形成電極層於基板上；形成犧牲層於電極層上；形成絕緣材料層以包覆犧牲層；圖案化絕緣材料層，以形成具有至少一開口的絕緣層，其中開口位於犧牲層上；移除犧牲層，以於絕緣層中形成空腔，空腔位於電極層上，且至少一開口的寬度小於空腔的寬度；填入自發性配向液晶於空腔中；對自發性配向液晶進行配向，以形成位於空腔中的第一配向層、液晶層以及第二配向層，其中第一配向層位於電極層上，第二配向層位於空腔的頂部，且液晶層位於第一配向層以及第二配向層之間。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1A至圖1K是依照本發明的一實施例的一種液晶面板的製造方法的剖面示意圖。
請先參考圖1A，形成電極層200於基板100上。基板100之材質可為玻璃、石英、有機聚合物或是其它可適用的材料。基板100的厚度例如為數百微米至數毫米，舉例來說，基板100的厚度為0.5毫米，但本發明不以此為限。
電極層200為透明導電氧化物，舉例來說，電極層200為銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁錫氧化物、鋁鋅氧化物、銦鎵鋅氧化物或是上述至少二者之堆疊層，但本發明不以此為限。
在一些實施例中，電極層200與基板100之間還包括其他元件層，因此，可以利用邊緣電場切換（Fringe Field Switching, FFS）技術或橫向電場切換（In-plane Switching, IPS）技術來控制電極層200上之電場。
請參考圖1B與圖1C，形成犧牲層300a於電極層200上。在本實施例中，形成犧牲層300a的方法包括先形成犧牲材料層300於電極層200上，接著以圖案化的光阻PR為罩幕蝕刻犧牲材料層300，以形成犧牲層300a。在一些實施例中，犧牲層300a的厚度T0為2微米至3微米，藉由調整犧牲層300a的厚度T0以控制後續形成之液晶層的厚度。在一些實施例中，犧牲層300a的材料包括氧化矽或其他類似的材料。在形成犧牲層300a之後，移除光阻PR。犧牲層300a例如為島狀結構。
請參考圖1D，形成絕緣材料層400以包覆犧牲層300a。在一些實施例中，絕緣材料層400包括光阻或其他有機材料。
請參考圖1E，以第一遮罩M1為罩幕，圖案化絕緣材料層400，以形成具有至少一開口O的絕緣層400a。開口O位於犧牲層300a上，且開口O暴露犧牲層300的上表面。在本實施例中，絕緣層400a包括固化後的光阻，且絕緣層400a為透明材料，舉例來說，絕緣層400a的穿透度為90%~95%，但本發明不以此為限。在一些實施例中，加熱絕緣層400a以使絕緣層400a更堅固。在一些實施例中，開口O的高度H1為2微米至3微米。
請參考圖1F與圖1G，形成彩色濾光圖案500a於絕緣層400a上。
在本實施例中，形成濾光材料層500於絕緣層400a上，部分濾光材料層500填入絕緣層400a的開口O，並與犧牲層300a接觸。以第二遮罩M2為罩幕，定義出彩色濾光圖案500a。彩色濾光圖案500a位於絕緣層400a上，且彩色濾光圖案500a未重疊於開口O。換句話說，圖案化濾光材料層500以形成暴露出開口O的彩色濾光圖案500a。彩色濾光圖案500a的厚度T2例如為1微米至1.5微米。
在一些實施例中，加熱彩色濾光圖案500a以使彩色濾光圖案500a更堅固。
請參考圖1H，移除犧牲層300a，以於絕緣層400a中形成空腔C，其中空腔C位於電極層200上。在本實施例中，移除犧牲層300a的方式為等向性蝕刻技術，舉例來說，以緩衝氧化物蝕刻（buffered oxide etch, BOE）液或氫氟酸（Hydrogen Fluoride, HF）或其他濕式蝕刻移除犧牲層300a。
在本實施例中，開口O的寬度W1小於空腔C的寬度W2。在本實施例中，開口O隨著靠近基板100而有漸減的寬度，空腔C隨著靠近基板100而有漸增的寬度，但本發明不以此為限。
在一些實施例中，空腔C的高度H2為2微米至3微米。
請參考圖1I，填入自發性配向液晶600於空腔C中。舉例來說，藉由液晶注入(liquid crystal injection)製程（例如滴下式液晶注入（One Drop Filling, ODF）製程），從開口O將自發性配向液晶600滴入空腔C中。自發性配向液晶600包括多個分子610以及多個液晶分子620。在一些實施例中，自發性配向液晶600還包括其他溶劑及添加物。
參考圖1J，塗佈覆蓋層700於彩色濾光圖案500a上以及絕緣層400a表面，且部分覆蓋層700填入開口O，以封閉開口O。在本實施例中，覆蓋層700為全面覆蓋的絕緣層透明材料，舉例來說，覆蓋層700的穿透度為90%~95%，但本發明不以此為限。在本實施例中，未對覆蓋層700進行圖案化製程。在一些實施例中，加熱覆蓋層700以使覆蓋層700更堅固。在一些實施例中，覆蓋層700的厚度為1微米至1.5微米。
請參考圖1K，對自發性配向液晶600進行配向，以形成位於空腔C中的第一配向層630、液晶層640以及第二配向層650。在本實施例中，對自發性配向液晶600進行光配向，舉例來說，從基板100背面BK對自發性配向液晶600照射紫外光，以形成第一配向層630、液晶層640以及第二配向層650。
第一配向層630位於電極層200上，且第一配向層630位於空腔C的底部。第二配向層650位於空腔C的頂部。液晶層640位於第一配向層630以及第二配向層650之間。在本實施例中，液晶層640包括液晶分子620，而分子610在被紫外光照射後解離/聚合成第一配向層630與第二配向層650。
至此，液晶面板10大致完成。液晶面板10包括基板100、電極層200、絕緣層400a、第一配向層630、第二配向層650以及液晶層640。電極層200位於基板100上。絕緣層400a位於電極層200上。絕緣層400a中具有空腔C以及連接空腔C的頂部的至少一開口O。電極層200位於空腔C的底下。開口O的寬度W1小於空腔C的寬度W2。第一配向層630位於空腔C中，且位於電極層200上。第二配向層650位於空腔C的頂部。液晶層640位於空腔C中，且位於第一配向層630以及第二配向層650之間。
基於上述，本實施例的液晶面板10的液晶層640位於絕緣層400a的空腔中C，因此，不需要於邊框區預留框膠的寬度，且液晶面板10具有窄邊框甚至無邊框的優點。
圖2A是依照本發明的一實施例的一種液晶面板的上視示意圖。圖2B是沿著圖2A的剖面示意圖。
在此必須說明的是，圖2A和圖2B的實施例沿用圖1A至圖1J的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。
請參考圖2A與圖2B，在本實施例中，液晶面板10a的絕緣層400a具有多個空腔C以及多個開口O，每個空腔C對應一個子畫素P設置。
在本實施例中，子畫素P的寬度PW為25微米至40微米，子畫素P的長度PL為30微米至60微米。空腔C的寬度W1為15微米至30微米，空腔C的長度L1為20微米至50微米。開口O的寬度W2為3微米至5微米，開口O的長度L2為15微米至30微米。在本實施例中，每個空腔C連接對應的一個開口O，且開口O為長條形，藉此，能加速蝕刻速率並縮短製程時間，但本發明不以此為限。每個腔C所連接之開口O的數量及形狀可因應實際需求而調整。舉例來說，每個腔C所連接多個開口O，且開口O的情狀為圓形、正方形或其他幾何形狀。
在本實施例中，子畫素P上之彩色濾光圖案500a的顏色可因應實際需求而調整。舉例來說，圖2B的彩色濾光圖案500a包括紅色濾光圖案R、綠色濾光圖案G以及藍色濾光圖案B，且紅色濾光圖案R、綠色濾光圖案G以及藍色濾光圖案B分別設置於對應的子畫素P上。紅色濾光圖案R、綠色濾光圖案G以及藍色濾光圖案B各自的寬度W3為10微米至20微米，紅色濾光圖案R、綠色濾光圖案G以及藍色濾光圖案B各自的長度L3為20微米至40微米。
圖3是依照本發明的一實施例的一種液晶面板的上視示意圖。
在此必須說明的是，圖3的實施例沿用圖2A和圖2B的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。
請參考圖3，液晶面板10b中的每個空腔C連接對應的多個開口O。在本實施例中，開口O的寬度W2為3微米至5微米，開口O的長度L2為3微米至5微米。
藉由縮小單個開口O的面積能減少液晶層被污染的機會。
圖4是依照本發明的一實施例的一種液晶面板的剖面示意圖。
在此必須說明的是，圖4的實施例沿用圖2A和圖2B的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。
請參考圖4，在本實施例中，液晶面板10c不包括彩色濾光圖案500a，換句話說，液晶面板10c適用於灰階顯示器（Grayscale Display）。
圖5A至圖5D是依照本發明的一實施例的一種液晶面板的製造方法的剖面示意圖。
在此必須說明的是，圖5A至圖5D的實施例沿用圖1A和圖1E的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。
請參考圖5A，在本實施例中，形成具有至少一開口O的絕緣層400a（如圖1E所示）之後，移除犧牲層300a。在本實施例中，移除犧牲層300a的方式為等向性蝕刻技術，舉例來說，以緩衝氧化物蝕刻（buffered oxide etch, BOE）液或氫氟酸（Hydrogen Fluoride, HF）或其他濕式蝕刻移除犧牲層300a。
請參考圖5B，填入自發性配向液晶600於空腔C中。舉例來說，藉由液晶注入(liquid crystal injection)製程（例如滴下式液晶注入（One Drop Filling, ODF）製程），從開口O將自發性配向液晶600滴入空腔C中。自發性配向液晶600包括多個分子610以及多個液晶分子620。在一些實施例中，自發性配向液晶600還包括其他溶劑及添加物。
參考圖5C，在填入自發性配向液晶600於空腔C中以後，形成覆蓋層700於絕緣層400a上。部分覆蓋層700填入開口O中。在本實施例中，覆蓋層700填入開口O，但不填入空腔C。
在本實施例中，形成覆蓋層700於絕緣層400a上的方法例如包括先形成覆蓋材料層於絕緣層400a上，接著固化覆蓋材料層以形成覆蓋層700。在一些實施例中，覆蓋層700與絕緣層400a例如為相同之固化後的光阻材料，且覆蓋層700的厚度T1為1微米至1.5微米，但本發明不以此為限。在其他實施例中，覆蓋層700例如為聚乙醯胺，且覆蓋層700的厚度T1為5微米至10微米。
請參考圖5D，對自發性配向液晶600進行配向，以形成位於空腔C中的第一配向層630、液晶層640以及第二配向層650。在本實施例中，對自發性配向液晶600進行光配向，舉例來說，從基板100背面BK對自發性配向液晶600照射紫外光，以形成第一配向層630、液晶層640以及第二配向層650。
第一配向層630位於電極層200上，且第一配向層630位於空腔C的底部。第二配向層650位於空腔C的頂部。在本實施例中，第二配向層650接觸絕緣層400a以及覆蓋層700。液晶層640位於第一配向層630以及第二配向層650之間。在本實施例中，液晶層640包括液晶分子620，而分子610在被紫外光照射後解離/聚合成第一配向層630與第二配向層650。
請參考圖5D，形成彩色濾光圖案500a於覆蓋層700上，且彩色濾光圖案500a重疊於開口O。
至此，液晶面板10d大致完成。液晶面板10d包括基板100、電極層200、絕緣層400a、第一配向層630、第二配向層650以及液晶層640。電極層200位於基板100上。絕緣層400a位於電極層200上。絕緣層400a中具有空腔C以及連接空腔C的頂部的至少一開口O。電極層200位於空腔C的底下。開口O的寬度W1小於空腔C的寬度W2。第一配向層630位於空腔C中，且位於電極層200上。第二配向層650位於空腔C的頂部。液晶層640位於空腔C中，且位於第一配向層630以及第二配向層650之間。
圖6是依照本發明的一實施例的一種液晶面板的剖面示意圖。
在此必須說明的是，圖6的實施例沿用圖5A至圖5D的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。
請參考圖6，在本實施例中，液晶面板10e的絕緣層400a具有多個空腔C以及多個開口O。覆蓋層700填入開口O，且彩色濾光圖案500a形成於覆蓋層700上，因此，彩色濾光圖案500a具有較大的設置面積。
圖7是依照本發明的一實施例的一種液晶面板的剖面示意圖。
在此必須說明的是，圖7的實施例沿用圖6的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。
請參考圖7，在本實施例中，液晶面板10f不包括彩色濾光圖案500a，換句話說，液晶面板10f適用於灰階顯示器。
綜上所述，本發明實施例的液晶面板的液晶層位於絕緣層的空腔中，因此，不需要於邊框區預留框膠的寬度，且液晶面板具有窄邊框甚至無邊框的優點。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10、10a、10b、10c、10d、10e、10f:液晶面板 100:基板 200:電極層 300:犧牲材料層 300a:犧牲層 400:絕緣材料層 400a:絕緣層 500:濾光材料層 500a:彩色濾光圖案 600:自發性配向液晶 610:分子 620:液晶分子 630:第一配向層 640:液晶層 650:第二配向層 700:覆蓋層 B:藍色濾光圖案 BK:背面 C:空腔 G:綠色濾光圖案 H1、H2:高度 M1:第一遮罩 M2:第二遮罩 O:開口 P:子畫素 PL、L1、L2、L3:長度 PR:光阻 PW、W1、W2、W3:寬度 R:紅色濾光圖案 T0、T1、T2:厚度
圖1A至圖1K是依照本發明的一實施例的一種液晶面板的製造方法的剖面示意圖。 圖2A是依照本發明的一實施例的一種液晶面板的上視示意圖。 圖2B是沿著圖2A的剖面示意圖。 圖3是依照本發明的一實施例的一種液晶面板的上視示意圖。 圖4是依照本發明的一實施例的一種液晶面板的剖面示意圖。 圖5A至圖5D是依照本發明的一實施例的一種液晶面板的製造方法的剖面示意圖。 圖6是依照本發明的一實施例的一種液晶面板的剖面示意圖。 圖7是依照本發明的一實施例的一種液晶面板的剖面示意圖。
10:液晶面板
100:基板
200:電極層
400a:絕緣層
500a:彩色濾光圖案
620:液晶分子
630:第一配向層
640:液晶層
650:第二配向層
700:覆蓋層
C:空腔
O:開口
W1、W2:寬度
BK:背面

Claims (11)

  1. 一種液晶面板，包括：一基板；一電極層，位於該基板上；一絕緣層，位於該電極層上，該絕緣層中具有一空腔以及連接該空腔的頂部的至少一開口，其中該電極層位於該空腔的底下，且該至少一開口的寬度小於該空腔的寬度；一第一配向層，位於該空腔中，且位於該電極層上；一第二配向層，位於該空腔的頂部；一液晶層，位於該空腔中，且位於該第一配向層以及該第二配向層之間；以及一覆蓋層，位於該絕緣層上，且部分該覆蓋層填入該開口中。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的液晶面板，其中該開口隨著靠近該基板而有漸減的寬度，且該空腔隨著靠近該基板而有漸增的寬度。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的液晶面板，其中該第二配向層接觸該絕緣層以及該覆蓋層。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的液晶面板，更包括：一彩色濾光圖案，位於該覆蓋層上，且該彩色濾光圖案重疊於該至少一開口。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的液晶面板，其中該空腔連接對應的多個該開口。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的液晶面板，更包括：一彩色濾光圖案，位於該絕緣層上，且該彩色濾光圖案未重疊於該至少一開口。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的液晶面板，其中該絕緣層的材料包括固化後的光阻。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的液晶面板，其中該覆蓋層的材料包括固化後的光阻或聚乙醯胺。
  9. 一種液晶面板的製造方法，包括：形成一電極層於一基板上；形成一犧牲層於該電極層上；形成一絕緣材料層以包覆該犧牲層；圖案化該絕緣材料層，以形成具有至少一開口的一絕緣層，其中該至少一開口位於該犧牲層上；移除該犧牲層，以於該絕緣層中形成一空腔，該空腔位於該電極層上，且該至少一開口的寬度小於該空腔的寬度；填入一自發性配向液晶於該空腔中；在填入該自發性配向液晶於該空腔中以後，形成一覆蓋層於該絕緣層上，且部分該覆蓋層填入該開口中；以及對該自發性配向液晶進行配向，以形成位於該空腔中的一第一配向層、一液晶層以及一第二配向層，其中該第一配向層位於 該電極層上，該第二配向層位於該空腔的頂部，且該液晶層位於該第一配向層以及該第二配向層之間。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的液晶面板的製造方法，更包括：形成一彩色濾光圖案於該覆蓋層上，且該彩色濾光圖案重疊於該至少一開口。
  11. 如申請專利範圍第9項所述的液晶面板的製造方法，更包括：形成一彩色濾光圖案於該絕緣層上，且該彩色濾光圖案未重疊於該至少一開口。
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