CN100541276C - 液晶显示器 - Google Patents

Abstract

一种液晶显示器，该液晶显示器包括有一下基板；一上基板，平行设置在该下基板之上；多条导线，设置在该下基板的上侧表面，且所述导线还包括有多个内缩图案及多个镂空图案；多个光阻间隙物，设置在该上基板的下侧表面，用以支撑该上、下基板的间隙，且所述光阻间隙物的分布位置是分别相对应于所述内缩图案及所述镂空图案；以及一液晶分子层，填充在该上基板与该下基板之间。

Description

液晶显示器

技术领域

本发明关于一种液晶显示器，特别是一种具有均一化光阻间隙物的液晶显示器及其制作方法。

背景技术

由于液晶显示器具有外型轻薄、耗电量少以及无辐射污染等特性，故被广泛地应用在笔记本计算机(notebook)、个人数字助理(PDA)以及摄影机(video camera)等携带式信息产品上，甚至已经有逐渐取代CRT监视器或电视的趋势。

传统薄膜晶体管液晶显示器(thin thim transistor liquid crystal display，TFT-LCD)的大多是利用任意洒布(spray)方式置入塑性珠(plastic bead)、玻璃珠或是玻璃纤维，用以支撑玻璃基板间的液晶穴间隔(cell gap)，并相对控制液晶穴间隔大小的均匀度(uniformity)，进而利用液晶注入制作工艺或液晶滴下(one drop fill，ODF)制作工艺来填充液晶，以得到稳定的显示质量。然而这些置入的塑性珠等可能会位于光穿透区，或呈现不均匀分布，造成聚集的情形发生，而使得光线遭塑性珠等散射，降低TFT-LCD的光对比强度，产生白点(white point)缺陷，或发生辉度不均(color mura)的现象，严重影响显示质量及产品良率。此外，为了提升LCD产品的质量，需要减少液晶穴间隔的高度，以增加电场强度来缩短液晶穴间隔内的液晶分子的反应时间。因此目前已发展出利用微影制作工艺所形成的光阻间隙物(photo spacer)来取代传统的塑性珠等，以精确控制间隙物的大小以及位置，并维持良好的间隙大小，提升画面质量。

请参照图1，图1为传统液晶显示面板10的结构示意图。如图1所示，液晶显示面板10包括有一下基板22、一上基板24及多个液晶分子26填充在下基板22与上基板24之间。下基板22另含有由一透明导电材料层所形成的多个象素电极(pixel electrode)28，电连接各薄膜晶体管(图未示)，以及一层配向膜30覆盖于所述薄膜晶体管以及各象素电极28，用来控制液晶分子26的初始排列方向。其中，上基板24的下侧表面设有多个黑色矩阵层(blackmatrix)32、彩色滤光片(color filter)34、一透明导电材料层作为液晶显示面板10的相对电极(counter electrode)36，以及多个光阻间隙物38。彩色滤光片34包括有红色滤光片34a、绿色滤光片34b以及蓝色滤光片34c三种，每三种颜色的彩色滤光片34为一组，构成一象素20。黑色矩阵层32设于各彩色滤光片34之间与上基板24的交界处。相对电极36系完整覆盖于彩色滤光片34表面，以提供显示器运作时所需的电压。光阻间隙物38为一透明或不透明的柱状物，依光阻间隙物38的分布密度一般是以能够支撑液晶层的间隙并控制间隙的大小为主要考虑，使光阻间隙物38均匀分布于整面液晶显示面板10之中。传统液晶显示器10的制作工艺是在上基板24的下侧表面沉积相对电极36后，再于相对电极36的表面以曝光显影的方式制作光阻间隙物38。此外，上基板24的下侧表面另可包括有一配向膜(未显示)，覆盖于相对电极36的表面。

使用柱状光阻间隙物可以得到较均匀的液晶穴间隔，相对于显示器的特性部分也会有优选的穿透率与较高的对比，因此可以提高显示器的特性表现。但另一方面，当上、下基板组装时，光阻间隙物常会因为对位偏差而导致分布密度不均，进而影响显示器的显示效果。换句话说，当显示面板承受一压力时，由于光阻间隙物的分布不足以及弹性变形，将会导致液晶穴间隔无法回复至原本的高度，进而造成面板的显示不良。传统日本专利特开2003-131238号、特开2003-207788号以及特开2003-84289号分别公开如何在液晶穴间隔内形成不同高低差的光阻间隙物方法，来解决因光阻间隙物分布不足而造成弹性变形等问题。然而，上述的日本专利仍无法有效解决上、下基板组装时的对位偏差，而且在制作工艺中需利用两道光罩才可形成具有高低差效果的光阻间隙物，进而增加制作工艺时间及制造成本。

发明内容

因此本发明的主要目的在于提供一种具有均一化光阻间隙物的液晶显示器及其制作方法，以解决上述传统液晶显示器基板组装后因光阻间隙物的分布不均而导致面板显示不良的问题。

本发明公开一种液晶显示器，该液晶显示器包括有一下基板；一上基板，平行设置在该下基板之上；多条导线，设置在该下基板的上侧表面，且所述导线还包括有多个内缩图案及多个镂空图案；多个光阻间隙物，设置在该上基板的下侧表面，用以支撑该上、下基板的间隙，且所述光阻间隙物的分布位置是分别相对应于所述内缩图案及所述镂空图案；以及一液晶分子层，填充在该上基板与该下基板之间。该内缩图案及镂空图案的幅宽小于基板的组装偏移量；各该内缩图案边界相对于各该导线边界内缩的幅宽大小等于各该镂空图案边界至各该导线边界的距离的大小；以及各该光阻间隙物边缘相对应于各该内缩图案边缘的距离小于该上、下基板的组装偏移量，而且各该光阻间隙物边缘相对应于各该镂空图案边缘的距离亦小于该上、下基板的组装偏移量。

此外，本发明还公开一种液晶显示器，包括有一下基板；一上基板，平行设置在该下基板之上；多条导线，设置在该下基板的上侧表面，且所述导线之一包括多个内缩图案，另一相邻的导线包括多个镂空图案，并且所述内缩图案和所述镂空图案以重叠交错方式布置；多个光阻间隙物，设置在该上基板的下侧表面，用以支撑该上、下基板的间隙，且所述光阻间隙物的分布位置是分别相对应于所述内缩图案和镂空图案；以及一液晶分子层，填充在该上基板与该下基板之间。各该内缩图案边界相对于各该导线边界内缩的幅宽大小等于各该镂空图案边界至各该导线边界的距离的大小；各该光阻间隙物边缘相对应于各该内缩图案边缘的距离小于该上、下基板的组装偏移量，而且各该光阻间隙物边缘相对应于各该镂空图案边缘的距离亦小于该上、下基板的组装偏移量。

由于本发明是在液晶显示器的下基板侧形成有内缩图案以及镂空图案的扫描线与数据线，因此可防止面板在组装时因产生偏差，进而导致光阻间隙物面积密度不均匀的状况发生。

附图说明

图1为传统液晶显示面板的结构示意图。

图2为本发明第一实施例液晶显示器的扫描线俯视图。

图3为图2中沿着A2A2’及B2B2’的剖面示意图。

图4为本发明第一实施例的液晶显示器扫描线在组装后所产生上偏移的俯视图。

图5为图4沿着A4A4’及B4B4’的剖面示意图。

图6为本发明第一实施例的液晶显示器扫描线在组装后所产生下偏移的俯视图。

图7为图6沿着A6A6’及B6B6’的剖面示意图。

图8为本发明第二实施例液晶显示器的数据线俯视图。

图9为图8中沿着A8A8’及B8B8’的剖面示意图。

图10为本发明第二实施例的液晶显示器数据线在组装后所产生左偏移的俯视图。

图11为图10沿着A10A10’及B10B10’的剖面示意图。

图12为本发明第二实施例的液晶显示器数据线在组装后所产生右偏移的俯视图。

图13为图12沿着A12A12’及B12B12’的剖面示意图。

图14为本发明第三实施例突起图案与光阻间隙物的结构示意图。

图15为本发明第三实施突起图案与光阻间隙物的俯视图。

图16为本发明第四实施例于上下基板组装后的俯视图。

主要组件符号说明

10    液晶显示面板      20    象素

22    下基板            24    上基板

26    液晶分子          28    象素电极

30    配向膜            32    黑色矩阵层

34    彩色滤光片        34a   红色滤光片

34b   绿色滤光片        34c   蓝色滤光片

36    相对电极          38    光阻间隙物

40    内缩图案          42    镂空图案

52    下基板            54    上基板

56    透明导电材料层    58    液晶分子层

60    扫描线            62    彩色滤光片

64    光阻间隙物        70    数据线

71    导线              72    内缩图案

74    镂空图案          76    突起图案

78    长条状图案

具体实施方式

第一实施例：

请参照图2及图3，图2为本发明第一实施例液晶显示器的扫描线60俯视图，而图3为图2中沿着A2A2’及B2B2’的剖面示意图。如图2及图3所示，本发明的液晶显示器包括有一下基板52、一上基板54平行设置在下基板52之上，以及一液晶分子层58填充在下基板52与上基板54之间。其中下基板52为一TFT阵列基板，其上侧表面包括有多条扫描线60、多个薄膜晶体管(图未示)以及多条数据线(图未示)，以交叉形成多个次象素。此外，液晶显示器之上基板54为一彩色滤光片基板，包括有多个彩色滤光片62设于上基板54的下侧表面、一由氧化铟锡(indium tin oxide，ITO)或氧化铟锌(indium zinc oxide，IZO)所构成的透明导电材料层56，此透明导电层56可做为相对电极、以及多个柱状光阻间隙物64分别对应于下基板52的扫描线60，用以支撑上、下基板54、52之间的间隙。

值得注意的是，本发明的第一实施例是在下基板52的各扫描线60中对应于上基板54的光阻间隙物64的位置分别形成一内缩图案40(如切线A2A2’)或一镂空图案42(如切线B2B2’)，并且内缩图案40或镂空图案42的排列分布呈交错配置。在布局设计中，内缩图案40边界相对于扫描线60边界内缩的幅宽大小需等于镂空图案42边界至扫描线60边界的距离的大小，光阻间隙物64边缘相对应于内缩图案40边缘的距离需小于或等于上、下基板54、52的组装偏移量，而且光阻间隙物64边缘相对应于镂空图案42边缘的距离亦不大于上、下基板54、52的组装偏移量。如此，本发明第一实施例就可以有效解决在组装后所可能产生上、下偏移的状况。

请参照图4至图7，图4为本发明的第一实施例的液晶显示器扫描线在组装后所产生上偏移的俯视图，图5为图4沿着A4A4’及B4B4’的剖面示意图。图6为本发明第一实施例的液晶显示器扫描线在组装后所产生下偏移的俯视图，而图7为图6沿着A6A6’及B6B6’的剖面示意图。如图4至图7所示，经由下基板52的扫描线60侧内缩图案40与镂空图案42的搭配，本发明的第一实施例便可有效控制光阻间隙物64面积密度在垂直方向的均一性，避免传统技术在组装后因上、下偏移所造成光阻间隙物分布密度不均的问题。

第二实施例：

请参照图8及图9，图8为本发明第二实施例液晶显示器的数据线70俯视图，而图9为图8中沿着A8A8’及B8B8’的剖面示意图。如同前述的第一实施例在下基板52的扫描线60侧形成内缩图案40或镂空图案42的方法，本发明又可在下基板52的数据线70侧对应于光阻间隙物64的位置同样分别形成内缩图案72以及镂空图案74，并且内缩图案72或镂空图案74的排列分布呈交错配置。在理想的布局设计中，内缩图案72边界相对于数据线70边界内缩的幅宽大小亦需同等于镂空图案74边界至数据线70边界的距离的大小，光阻间隙物64的边缘相对应于内缩图案72的边缘的距离也需小于或等于上、下基板54、52的组装偏移量，而且光阻间隙物64边缘相对应于镂空图案74边缘的距离亦不大于上、下基板54、52的组装偏移量，进而避免上、下基板54、52在组装时因偏移所造成光阻间隙物64密度不均的问题。

请参照图10至图13，图10为本发明的第二实施例的液晶显示器数据线70在组装后所产生左偏移的俯视图，图11为图10沿着A10A10’及B10B10’的剖面示意图。图12为本发明第二实施例的液晶显示器数据线70在组装后所产生右偏移的俯视图，而图13为图12沿着A12A12’及B12B12’的剖面示意图。如同先前所述，当上基板54与下基板52进行组装时除了会产生上、下偏移的状况外，亦会产生左、右偏移的情形，因此经由下基板52的数据线70侧内缩图案72与镂空图案74的搭配下，本发明的第二实施例可有效控制光阻间隙物64面积密度在水平方向的均一性，避免传统技术在组装后因左、右偏移所造成光阻间隙物分布密度不均的问题。

然而，不局限于上述的第一与第二实施例于单一导线内形成多个内缩图案与镂空图案的方法，本发明又可在一导线内全部形成内缩图案，在另一相邻的导线内全部形成镂空图案，并以重叠交错方式达成与本发明的第一与第二实施例相同效果的设计。

第三实施例：

请参照图14及图15，图14为本发明第三实施例的突起图案与光阻间隙物的结构示意图，而图15为图14中突起图案与光阻间隙物的俯视图。如图14及图15所示，有别于先前所述的第一与第二实施例，本发明又可在下基板52制作工艺的光罩中，多形成一可承载柱状光阻间隔物64大小的突起图案76，并利用这些等厚度的突起图案76与上基板54侧等高度的光阻间隙物64相对应接触。同样地，突起图案76边界至光阻间隙物64边缘的距离需大于组装偏移量，来克服上、下基板54、52在组装时所因组装偏差而导致光阻间隙物64面积密度不均的问题，而且本发明的第三实施例可有效控制光阻间隙物64面积密度在水平与垂直方向的均一性，避免传统技术在组装后因上下、左右偏移所造成光阻间隙物分布密度不均的问题。

举例来说，导线71若为第一金属层所形成的扫描线，则本发明可交错堆栈一孤立(isolated)的第二金属层，形成突起图案76，而导线71若为第二金属层(M2)所形成的数据线，则本发明可交错堆栈一孤立(isolated)的透明导电材料层，形成突起图案76。值得注意的是，本发明还可利用薄膜晶体管制作工艺中的多道微影暨蚀刻(PEP)的材料层来交错堆栈上述的所述导线，例如利用扫描线与数据线重叠、数据线与扫描线重叠、扫描线与透明导电材料层重叠以及数据线与透明导电材料层重叠等，并利用堆栈在导线上方的材料层来形成先前所述的突起图案76，进而与上基板54侧的光阻间隙物64相对应接触。

第四实施例：

请参照图16，图16为本发明第四实施例在上、下基板组装后的俯视图。如图16所示，本发明又可在下基板52侧形成多个等厚度的长条状图案78，且每一个长条状图案78与上基板54的各光阻间隙物64均成一交叉状态，以有效控制光阻间隙物64面积密度在垂直方向的均一性，此外，本发明第四实施例的长条状图案78亦可成横向设置，以有效控制光阻间隙物64面积密度在水平方向的均一性，避免传统技术在组装后因偏移所造成光阻间隙物分布密度不均的问题。其中，上、下基板54、52未接触的部分长度需大于组装偏移量，以避免基板在组装时因偏差而导致光阻间隙物面积密度不均一的情况。换句话说，本实施例主要是利用下基板52侧的突起图案形状的不同，产生与先前实施例相同的效果。

综上所述，本发明是在液晶显示器的下基板侧形成有内缩图案以及镂空图案的扫描线与数据线，因此可防止面板在组装时因产生偏差，进而导致光阻间隙物面积密度不均匀的状况发生。此外，本发明除了不会增加制作工艺中的光罩数目，亦不会增加制作工艺的时间与成本，并可同时利用此设计使液晶穴间隔中的多个等厚度的光阻间隙物产生不同高度的效果，进而改善传统低温发泡以及面板因受压而产生黑液晶穴间隔的问题。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (14)

1.一种液晶显示器，包括：

一下基板；

一上基板，平行设置在该下基板之上；

多条导线，设置在该下基板的上侧表面，且所述导线还包括有多个内缩图案及多个镂空图案；

多个光阻间隙物，设置在该上基板的下侧表面，用以支撑该上、下基板的间隙，且所述光阻间隙物的分布位置分别相对应于所述内缩图案及所述镂空图案；

一液晶分子层，填充在该上基板与该下基板之间；

其中该内缩图案及镂空图案的幅宽小于基板的组装偏移量；

其中各该内缩图案边界相对于各该导线边界内缩的幅宽大小等于各该镂空图案边界至各该导线边界的距离的大小；以及

其中各该光阻间隙物边缘相对应于各该内缩图案边缘的距离小于该上、下基板的组装偏移量，而且各该光阻间隙物边缘相对应于各该镂空图案边缘的距离亦小于该上、下基板的组装偏移量。

2.根据权利要求1所述的液晶显示器，其中该下基板为一阵列基板，且所述导线包括有扫描线与数据线。

3.根据权利要求2所述的液晶显示器，其中该下基板还包括有多个薄膜晶体管，用以电连接所述扫描线。

4.根据权利要求1所述的液晶显示器，其中该上基板为一彩色滤光片基板。

5.根据权利要求4所述的液晶显示器，还包括有多个彩色滤光片，设置在该上基板的下侧表面与所述光阻间隙物之间。

6.根据权利要求5所述的液晶显示器，还包括有一透明导电材料层，设置在所述彩色滤光片与所述光阻间隙物之间，用来当作共享电极。

7.根据权利要求6所述的液晶显示器，其中该透明导电材料层包括有氧化铟锡层或氧化铟锌层。

8.一种液晶显示器，包括有：

一下基板；

一上基板，平行设置在该下基板之上；

多条导线，设置在该下基板的上侧表面，且所述导线之一包括多个内缩图案，另一相邻的导线包括多个镂空图案，并且所述内缩图案和所述镂空图案以重叠交错方式布置；

多个光阻间隙物，设置在该上基板的下侧表面，用以支撑该上、下基板的间隙，且所述光阻间隙物的分布位置是分别相对应于所述内缩图案和所述镂空图案；以及

一液晶分子层，填充在该上基板与该下基板之间；

其中各该内缩图案边界相对于各该导线边界内缩的幅宽大小等于各该镂空图案边界至各该导线边界的距离的大小；以及

其中各该光阻间隙物边缘相对应于各该内缩图案边缘的距离小于该上、下基板的组装偏移量，而且各该光阻间隙物边缘相对应于各该镂空图案边缘的距离亦小于该上、下基板的组装偏移量。

9.根据权利要求8所述的液晶显示器，其中该下基板为一阵列基板，且所述导线包括有扫描线与数据线。

10.根据权利要求8所述的液晶显示器，其中该下基板还包括有多个薄膜晶体管，用以电连接所述扫描线。

11.根据权利要求8所述的液晶显示器，其中该上基板为一彩色滤光片基板。

12.根据权利要求11所述的液晶显示器，还包括有多个彩色滤光片，设置在该上基板的下侧表面与所述光阻间隙物之间。

13.根据权利要求12所述的液晶显示器，还包括有一透明导电材料层，设置在所述彩色滤光片与所述光阻间隙物之间，用来当作共享电极。

14.根据权利要求13所述的液晶显示器，其中该透明导电材料层包括有氧化铟锡层或氧化铟锌层。

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