CN100573292C - 液晶显示面板以及制造其对向基板的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液晶显示面板以及制造其对向基板的方法，该液晶显示面板包括一具有彩色滤光层的薄膜晶体管阵列基板、一对向基板以及一液晶层。对向基板具有一公共电极、多个配置于公共电极上的主间隙物、多个配置于公共电极上且朝向具有彩色滤光层的薄膜晶体管阵列基板突起的间隙物基座以及多个配置于公共电极上的子间隙物。主间隙物配置于间隙物基座上，以维持具有彩色滤光层的薄膜晶体管阵列基板与对向基板之间的间隙。液晶层配置于具有彩色滤光层的薄膜晶体管阵列基板与对向基板之间。本发明的液晶显示面板因具有主间隙物与子间隙物而形成一具有混合式间隙物的液晶显示面板。

Description

液晶显示面板以及制造其对向基板的方法

技术领域

本发明涉及有关于一种液晶显示面板(liquid crystal display panel，LCD panel)以及制造其对向基板(opposite substrate)的方法，尤其涉及一种具有混合式设计间隙物(hybrid spacer)的液晶显示面板以及制造其对向基板的方法。

背景技术

液晶显示器具有高画质、体积小、重量轻、低电压驱动、低消耗功率及应用范围广等优点，因此其已取代阴极射线管(cathode ray tube，CRT)成为新一代显示器的主流。传统的液晶显示面板是由一彩色滤光基板(colorfilter)、一薄膜晶体管阵列基板(thin film transistor array substrate，TFT array substrate)以及一配置于此两基板间的液晶层(liquid crystallayer)所构成。然而，此种液晶显示面板的分辨率(resolution)较差、像素(pixel)的开口率较低，且彩色滤光基板与薄膜晶体管阵列基板接合时容易有对位误差(misalignment)。

为了改善上述问题，现有技术提出了一种由一具有彩色滤光层的薄膜晶体管阵列基板(color filter on array substrate，COA substrate)、一对向基板、多个间隙物以及一液晶层所组成的液晶显示面板。间隙物与液晶层配置于具有彩色滤光层的薄膜晶体管阵列基板与对向基板之间，且间隙物可用以维持具有彩色滤光层的薄膜晶体管阵列基板与对向基板之间的间隙。在此种液晶显示面板中，由于彩色滤光层是直接形成于薄膜晶体管阵列基板上，因此不会产生对位误差。而且，此种液晶显示面板可具有较佳的分辨率且其像素的开口率也较高。

然而，值得注意的是，在此种液晶显示面板中，传统上使用球状间隙物(ball spacer)，由于散布时不易控制球状间隙物的位置，球状间隙物容易因为薄膜晶体管阵列基板表面的高低起伏，而形成不同的高低落差，导致球状间隙物无法在薄膜晶体管阵列基板与对向基板之间提供均匀液晶间距(cellgap)。因此，此种液晶显示面板在受到外力挤压时，较不易维持其具有彩色滤光层之薄膜晶体管阵列基板与对向基板之间的间距而影响面板光学特性，造成面板显示不均匀。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种液晶显示面板，其具有多个混合式间隙物。

本发明另一目的在于提供一种对向基板的制造方法，以于其基板上一并形成多个间隙物基座(spacer stage)以及多个对准标记(alignment mark)。

为实现上述目的本发明提出一种液晶显示面板，包括一具有彩色滤光层的薄膜晶体管阵列基板、一对向基板以及一液晶层。对向基板具有一公共电极(common electrode)、多个配置于公共电极上的主间隙物(main spacer)、多个配置于公共电极上且朝向具有彩色滤光层的薄膜晶体管阵列基板突起的间隙物基座、多个配置于公共电极上的子间隙物(sub spacer)以及多个对准标记。主间隙物配置于间隙物基座上，以维持具有彩色滤光层的薄膜晶体管阵列基板与对向基板之间的液晶间距。液晶层配置于具有彩色滤光层的薄膜晶体管阵列基板与对向基板之间。

在本发明的一实施例中，上述的具有彩色滤光层的薄膜晶体管阵列基板包括一基板(substrate)、多条扫描线(scan line)、多条数据线(data line)、多个薄膜晶体管(thin film transistor，TFT)、多个彩色滤光层(color filterfilm)以及多个像素电极(pixel electrode)。扫描线、数据线与薄膜晶体管都配置于基板上，且薄膜晶体管与对应的扫描线以及数据线电性连接。彩色滤光层覆盖扫描线、数据线以及薄膜晶体管。像素电极配置于彩色滤光层上，并与对应的薄膜晶体管电性连接。

在本发明的一实施例中，上述的彩色滤光层包括红色滤光层、绿色滤光层以及蓝色滤光层。

在本发明的一实施例中，上述的像素电极包括透明电极(transparentelectrode)、反射电极(reflective electrode)或半穿透半反射电极(transflective electrode)。

在本发明的一实施例中，上述的具有彩色滤光层的薄膜晶体管阵列基板还包括一配置于彩色滤光层与像素电极之间具有透光材质的覆盖层(overcoatlayer)，此覆盖层的材质例如可为高覆盖性的有机材料。

在本发明的一实施例中，上述的对向基板更具有多个对准标记。子间隙物位于间隙物基座以及对准标记以外的区域上。

在本发明的一实施例中，上述的子间隙物的高度低于主间隙物的高度。

在本发明的一实施例中，上述的对向基板还具有多个配向凸起(alignmentprotrusion)。配向凸起配置于公共电极上，且位于像素单元(pixel unit)中，用于液晶配向使用。

在本发明的一实施例中，上述的公共电极、间隙物基座以及对准标记的材质相同。

在本发明的一实施例中，上述的公共电极、间隙物基座以及对准标记的材质包括透明导电氧化物(transparent conductive oxide，TCO)。

在本发明的一实施例中，上述的公共电极、间隙物基座以及对准标记的材质不同。

在本发明的一实施例中，上述的公共电极的材质包括透明导电氧化物，而间隙物基座的材质包括金属或树脂材料(resin)，且对准标记的材质包括金属或树脂材料。

本发明还提出一种对向基板的制作方法，其包括下列步骤。首先，提供一基板。接着，于基板上形成一公共电极、多个间隙物基座以及多个对准标记。然后，于公共电极上形成多个主间隙物，其中主间隙物配置于间隙物基座上。

在本发明的一实施例中，上述的公共电极、间隙物基座以及对准标记的形成方法包括下列步骤。先于基板上形成一电极材料层(electrode materiallayer)，然后减少部分区域内的电极材料层的厚度，以同时形成公共电极、间隙物基座以及对准标记。

在本发明的一实施例中，上述的公共电极、间隙物基座以及对准标记的形成方法包括下列步骤。先于基板上形成一公共电极，然后于公共电极上同时形成间隙物基座以及对准标记。

在本发明的一实施例中，上述的主间隙物的形成方法包括微影(Photolithography)与蚀刻(etching)工艺或者是喷墨印刷(inkjetprinting)工艺。

在本发明的一实施例中，上述的对向基板的制作方法还包括于公共电极形成多个子间隙物。子间隙物配置于公共电极上，且位于间隙物基座以及对准标记以外的区域上，且邻近于主间隙物。

由于本发明的液晶显示面板具有混合式设计间隙物，因此，当液晶显示面板在受到外力挤压时较容易维持其具有彩色滤光层的薄膜晶体管阵列基板与对向基板之间的间距，面板的耐压性及面板组装工艺的稳定性。另外，在本发明的对向基板的基板上形成间隙物基座时，还可一并形成对准标记，以使具有彩色滤光层的薄膜晶体管阵列基板与对向基板组合时可通过对准标记进行对位。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

图1绘示为本发明一实施例的一种液晶显示面板的结构示意图；

图2A至图2C为图1中的对向基板的制作方法的示意图；

图3为图2B的上视图；

图4为本发明一实施例的像素区域的上视示意图。

其中附图标记：

100：液晶显示面板    200：具有彩色滤光层的薄膜晶体管阵列基板

210：基板            220：薄膜晶体管

230：保护层          240：像素电极

250：覆盖层          260：黑色矩阵

270：彩色滤光层      300：对向基板

310：基板            320：公共电极

330：间隙物基座      340：对准标记

350：配向凸起        360：主间隙物

370：子间隙物        400：液晶层

具体实施方式

图1绘示为本发明一实施例之一种液晶显示面板的结构示意图。请先参考图1，液晶显示面板100包括一具有彩色滤光层的薄膜晶体管阵列基板(colorfilter on array(COA)substrate)200、一对向基板(opposite substrate)300以及一配置于具有彩色滤光层的薄膜晶体管阵列基板200与对向基板300之间的液晶层400。

具有彩色滤光层的薄膜晶体管阵列基板200包括一基板210、多条扫描线(未绘示)、多条数据线(未绘示)、多个薄膜晶体管220、多个彩色滤光层230以及多个像素电极240。扫描线、数据线与薄膜晶体管220都配置于基板210上，扫描线与数据线交错排列出呈阵列排列的像素区域，且每一像素区域中的薄膜晶体管220与对应的扫描线以及数据线电性连接。薄膜晶体管220上覆盖有保护层230，薄膜晶体管220、扫描线与数据在线可选择性地形成黑色矩阵260，以减少像素边缘的漏光。此外，彩色滤光层230的薄膜晶体管阵列基板200上，也可以不形成黑色矩阵260，以各彩色滤光层230堆栈，或是也可将黑色矩阵260制作在对向基板300上。每一像素区域的次像素区域中的彩色滤光层230例如是由红色滤光层、绿色滤光层与蓝色滤光层至少其中之一所组成，且其覆盖扫描线、数据线以及薄膜晶体管220。

再者，像素电极240例如是透明电极，且其配置于彩色滤光层230上，并与对应的薄膜晶体管220电性连接。在其它未绘示的实施例中，像素电极240还可以是反射电极或半穿透半反射电极。此外，具有彩色滤光层的薄膜晶体管阵列基板200还可包括一覆盖层250，其配置于彩色滤光层230与像素电极240之间。覆盖层250是由透光材质所组成，且其材质可以是高覆盖性的有机材料。

另外，对向基板300则具有一基板310、一公共电极320、多个间隙物基座330、多个主间隙物360与多个子间隙物370。公共电极320配置于基板310上，且其材质例如是透明导电氧化物，而间隙物基座330、主间隙物360与子间隙物370则配置于公共电极320上。而且，彩色滤光层的薄膜晶体管阵列基板200与对向基板300组装时，间隙物基座330系朝向具有彩色滤光层的薄膜晶体管阵列基板200突起。

再者，主间隙物360配置于间隙物基座330上，其可用以维持具有彩色滤光层的薄膜晶体管阵列基板200与对向基板300之间的间隙。主间隙物360可依设计需要决定其配置位置，主间隙物360可在每一像素区域中配置，甚至是在每一个次像素区域中配置，亦可间隔一定数量的像素中配置一个。此外，子间隙物370会位于间隙物基座330以外的区域上，以使其高度会低于主间隙物360的高度。子间隙物370可在间隙物基座330以外的区域任意排列，其可邻近于主间隙物360配置，亦可取代部分主间隙物360，以与主间隙物360交错排列。当液晶显示面板100在受到外力挤压时，子间隙物370可用以维持具有彩色滤光层的薄膜晶体管阵列基板200与对向基板300之间的间距。此时，液晶显示面板100可因具有主间隙物360与子间隙物370而形成一具有混合式设计间隙物的液晶显示面板，其中混合式设计间隙物可用以提高液晶显示面板100的耐压性及组装工艺的稳定性。

除此之外，对向基板300更可具有多个对准标记340(绘示于图3)，且子间隙物370会位于对准标记340以外的区域上。具有彩色滤光层的薄膜晶体管阵列基板200与对向基板300组合时可通过对准标记340进行对位。于此实施例中，间隙物基座330与对准标记340的材质则可以是透明导电氧化物、金属或树脂材料。

另外，对向基板300更可具有多个配向凸起350，其配置于公共电极320上，并位于间隙物基座330与对准标记340以外的区域上。每一像素区域可设置至少一个配向凸起350，配向凸起350可用以引导液晶层400中的液晶分子呈多方向排列，以得到数个不同的配向区域(domain)。此时，液晶显示面板100可形成多域垂直配向排列(multi-domain vertical alignment，MVA)的液晶显示面板，其可具有较广的可视角度。以下将举出一实施例以说明本实施例中的对向基板300的制作方法。

图2A至图2C为图1中的对向基板的制作方法的示意图，而图3为图2B的上视图。请先参考图2A，首先，提供一基板310，并于基板310上形成一电极材料层(未绘示)。基板310的材质可以是玻璃基板(glass substrate)、塑料基板(plastic substrate)等透光基板(transparent substrate)，而电极材料层的材质可以是铟锡氧化物(indium tin oxide，ITO)或是铟锌氧化物(indium zinc oxide，IZO)等透明导电材质。然后，移除部份的电极材料层以形成一公共电极320。

接着，请参考图2B与图3，再于基板310上形成一间隙物基座材料层(未绘示)，其材质可以是铟锡氧化物或是铟锌氧化物等透明导电氧化物。但在其它实施例中，间隙物基座材料层的材质还可以是金属或树脂材料。然后，移除部份的间隙物基座材料层，以在公共电极320上形成多个间隙物基座330以及多个对准标记340。另外，此时更可在公共电极320上一并形成多个配向凸起350，且配向凸起350会位于像素区域中，且位于间隙物基座330以及对准标记340以外的区域上。

另外，如前所述公共电极320及位于其上的间隙物基座330与对准标记340可以分成两道步骤形成。在其它未绘示的实施例中，公共电极320及位于其上的间隙物基座330与对准标记340的还可以同时形成。举例来说，可先于基板300上形成上述的电极材料层。接着，以一半色调光掩模(half-tone mask)或是多重穿透式光掩模(multi-tone mask)为屏蔽进行一移除工艺，以减少部分区域内的电极材料层的厚度，进而形成公共电极320、间隙物基座330与对准标记340。此时，公共电极320、间隙物基座330与对准标记340可具有不同的高度，且其材质都为透明导电氧化物，其中间隙物基座330与对准标记340的高度会最高。对准标记340与公共电极320可因为厚度不同所形成的不同程度的光穿透率，以藉此达到对准标记340对准的目的。另外，若间隙物基座330与对准标记340使用金属或树脂材料，同样也可使用上述工艺。

相同的，此时更可在公共电极320上一并形成多个配向凸起350，且配向凸起350会位于间隙物基座330以及对准标记340以外的像素区域上。

然后，请参考图2C，再于基板310上进行一微影与蚀刻工艺或是一喷墨印刷工艺，以于公共电极320上形成多个主间隙物360以及多个子间隙物370。主间隙物360配置于间隙物基座330上，而子间隙物370位于间隙物基座330与对准标记340(绘示于图3)以外的区域上，以使子间隙物370的高度会低于主间隙物360的高度。上述至此，已大致完成本实施例的对向基板300的制作。其中，图3为一示意图，图中主间隙物360间隔一定数量的像素区域中配置一个。

图4为本发明一实施例的像素区域的上视示意图。请参考图4，主间隙物360也可依设计需要而决定其配置位置。换句话说，主间隙物360不仅可在每一像素区域中配置一个，甚至也可以是在每一个次像素区域中配置一个，如图4所示。另外，子间隙物370的配置不仅可邻近于主间隙物360，也可取代部分主间隙物360，以与主间隙物360交错排列。

综上所述，本发明的液晶显示面板因具有混合式间隙物而可具有较佳的结构强度。主间隙物可用以维持具有彩色滤光层的薄膜晶体管阵列基板与对向基板之间的间隙。而且，当液晶显示面板在受到外力挤压时，子间隙物可用以维持具有彩色滤光层的薄膜晶体管阵列基板与对向基板之间的间距，进而避免液晶层间距改变造成面板光学特性改变，因而造成面板显示不均匀。因此，本发明的液晶显示面板不仅会具有较佳的耐压性，且其于组装工艺中的稳定性也较佳。

另外，在本发明的对向基板的公共电极上形成间隙物基座时，更可一并形成对准标记，因此制作对准标记时并不需要进行额外的工艺。

除此之外，具有彩色滤光层的薄膜晶体管阵列基板与对向基板组合时可通过对准标记进行对位，其对位方式较为简单。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (17)

1.一种液晶显示面板，其特征在于，包括：

一具有彩色滤光层的薄膜晶体管阵列基板；

一对向基板，具有一公共电极、多个配置于该公共电极上的主间隙物、多个配置于该公共电极上且朝向该具有彩色滤光层的薄膜晶体管阵列基板突起的间隙物基座、多个配置于该公共电极上的子间隙物以及多个对准标记，其中该些主间隙物配置于该间隙物基座上，以维持该具有彩色滤光层的薄膜晶体管阵列基板与该对向基板之间的间隙；以及

一液晶层，配置于该具有彩色滤光层的薄膜晶体管阵列基板与该对向基板之间。

2.根据权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，该具有彩色滤光层的薄膜晶体管阵列基板包括：

一基板；

多条扫描线，配置于该基板上；

多条数据线，配置于该基板上；

多个薄膜晶体管，配置于该基板上，并与对应的扫描线以及数据线电性连接；

多个彩色滤光层，覆盖该些扫描线、该些数据线以及该些薄膜晶体管；以及

多个像素电极，配置于该些彩色滤光层上，并与对应的薄膜晶体管电性连接。

3.根据权利要求2所述的液晶显示面板，其特征在于，该些彩色滤光层包括红色滤光层、绿色滤光层以及蓝色滤光层。

4.根据权利要求2所述的液晶显示面板，其特征在于，该些像素电极包括透明电极、反射电极或半穿透半反射电极。

5.根据权利要求2所述的液晶显示面板，其特征在于，该具有彩色滤光层的薄膜晶体管阵列基板还包括一覆盖层，配置于该些彩色滤光层与该些像素电极之间。

6.根据权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，该些子间隙物位于该些间隙物基座以及该些对准标记以外的区域上。

7.根据权利要求6所述的液晶显示面板，其特征在于，该些子间隙物的高度低于该些主间隙物的高度。

8.根据权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，该对向基板还具有多个配向凸起，该些配向凸起配置于该公共电极上，且位于该些间隙物基座以及该些对准标记以外的区域上。

9.根据权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，该公共电极、该些间隙物基座以及该些对准标记的材质相同。

10.根据权利要求9所述的液晶显示面板，其特征在于，该公共电极、该些间隙物基座以及该些对准标记的材质包括透明导电氧化物。

11.根据权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，该公共电极、该些间隙物基座以及该些对准标记的材质不同。

12.根据权利要求11所述的液晶显示面板，其特征在于，该公共电极的材质包括透明导电氧化物，该些间隙物基座的材质包括金属或树脂材料，而该些对准标记的材质包括金属或树脂材料。

13.一种对向基板的制作方法，其特征在于，包括：

提供一基板；

于该基板上形成一公共电极、多个间隙物基座以及多个对准标记；以及

于该公共电极形成多个主间隙物，其中该些主间隙物配置于该间隙物基座上。

14.根据权利要求13所述的对向基板的制作方法，其特征在于，该公共电极、该些间隙物基座以及该些对准标记的形成方法包括：

于该基板上形成一电极材料层；以及

减少部分区域内的电极材料层的厚度，以同时形成该公共电极、该些间隙物基座以及该些对准标记。

15.根据权利要求13所述的对向基板的制作方法，其特征在于，该公共电极、该些间隙物基座以及该些对准标记的形成方法包括：

于该基板上形成该公共电极；以及

于该公共电极上同时形成该些间隙物基座以及该些对准标记。

16.根据权利要求13所述的对向基板的制作方法，其特征在于，该些主间隙物的形成方法包括微影与蚀刻工艺或喷墨印刷工艺。

17.根据权利要求13所述的对向基板的制作方法，其特征在于，还包括于该公共电极形成多个子间隙物，该些子间隙物配置于该公共电极上，且位于该些间隙物基座以及该些对准标记以外的区域上。

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