CN101118297A - 彩色滤光基板、液晶显示面板及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种彩色滤光基板，包括基板、遮光层、彩色滤光层、导电层、多个第一间隙物以及多个第二间隙物。基板具有显示区与无效区。遮光层设置于基板上。彩色滤光层配置于基板上并覆盖遮光层，其中位于无效区的彩色滤光层具有至少一第一凹槽。导电层配置于基板上，并覆盖彩色滤光层与遮光层。第一间隙物设置于导电层上且位于无效区内，每一第一间隙物具有一固定部及一支撑部，而固定部是设置于第一凹槽内，且在每一间隙物中有一通孔。第二间隙物设置于导电层上且位于显示区内。利用此彩色滤光基板能够提升大尺寸液晶显示面板的制作良率。

Description

彩色滤光基板、液晶显示面板及其制作方法

技术领域

本发明有关于一种滤光基板(filter substrate)、显示面板(display panel)及显示面板的制造方法，且特别有关于一种彩色滤光基板(color filter substrate，CF substrate)、液晶显示面板(liquid crystal display panel，LCD panel)及液晶显示面板的制作方法。

背景技术

平面显示器的轻、薄、短、小的发展趋势，使得其逐渐取代了阴极射线管(cathode ray tube)。并且，在众多类型的平面显示器中，由于液晶显示器(liquidcrystal display，LCD)各种优越的性能，如响应速度、辉度、对比值及可视角等，使得液晶显示器已逐渐成为市场主流。一般而言，液晶显示器是由一液晶显示面板(liquid crystal display panel，LCD panel)及一背光组件(backlight module)所构成，其中，液晶显示面板包括彩色滤光基板、主动元件阵列基板(active devicearray substrate)及位于两基板之间的液晶层(liquid crystal layer)。而背光组件提供液晶显示面板所需的面光源。

特别是，液晶层的膜厚将会显著地影响到液晶显示器的显示性能。因此，一般均会在彩色滤光基板及主动元件阵列基板之间加入间隙物(spacer)，进而严密地控制液晶层的厚度。其中，间隙物可分为棒状间隙物(stick type spacer)、球状间隙物(ball type spacer)与柱状间隙物(photo-spacer)。棒状与球状间隙物均需要一散布装置而将其分布于两基板之间，但是此两种间隙物易成团块状，进而使得液晶层厚度无法均一。因此，必须实施额外的分布制程使其均匀分布，所以将增加生产成本。然而，使用微影制程所制作的柱状间隙物，除了能够控制其分布位置之外，并且也能控制其高度，进而使得液晶层厚度能够保持均一。因此，近年来受到业界相当的重视。

一般而言，间隙物的作用在于支撑彩色滤光基板及主动元件阵列基板，所以通常将其制作为实心的柱状体。并且，随着大面积尺寸的液晶显示器的发展，除了在液晶显示面板的显示区(display area)内需要设置间隙物以外，为了满足组立及切裂(cutting)液晶显示面板的需要，在液晶显示面板外侧的无效区(dummyarea)，也需要设置多个间隙物，以使两基板之间的应力均匀分布。

图1为现有的一种大尺寸液晶显示面板的剖面示意图。请参照图1，此液晶显示面板100具有一主动元件阵列基板110、一彩色滤光基板120及位于两基板之间的液晶层130。其中，除了在液晶显示面板100的显示区102内设置多个间隙物140a外，也在液晶显示面板100的无效区104中设置了多个间隙物140b，因而能均匀地支撑两基板。

在大尺寸的液晶显示面板100的制程中，会利用胶框150定义出液晶层130所填入的区域，并借助滴下注入制程(one drop fill，ODF)将液晶层130填入到此区域中。在填入液晶层130之后，会再继续结合主动元件阵列基板110与彩色滤光基板120，而形成液晶显示面板100。然而，上述液晶滴下制程是在真空环境下进行的，当欲加热胶框150而使其固化时，需将液晶显示面板100从真空环境取出，因此瞬间的压力改变将会使得主动元件阵列基板110与彩色滤光基板120之间的贴合力(adhesive force)下降，而使液晶显示面板100的边缘产生翘曲的问题，如图1所绘示。另外，主动元件阵列基板110与彩色滤光基板120之间也将产生错位(displacement)的问题。如此一来，将不利于提升大尺寸液晶显示面板100的制作良率。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的就是在提供一种彩色滤光基板，其适于增加其与一主动元件阵列基板之间的贴合力，进而提升大尺寸面板的制作良率。

本发明的再一目的是提供一种液晶显示面板，其利用上述的彩色滤光基板，进而能提升大尺寸面板的制作良率。

本发明的又一目的是提供一种液晶显示面板的制作方法，其适于提升大尺寸面板的制作良率。

基于上述目的或其他目的，本发明提出一种彩色滤光基板，包括基板、遮光层、彩色滤光层、导电层、多个第一间隙物及第二间隙物。基板具有一显示区与一无效区。遮光层设置于基板上。彩色滤光层配置于基板上并覆盖遮光层，其中位于无效区的彩色滤光层具有至少一第一凹槽。导电层配置于基板上，并覆盖彩色滤光层与遮光层。第一间隙物设置于导电层上且位于无效区内，每一第一间隙物具有一固定部及位于固定部上的一支撑部，而固定部是设置于第一凹槽内，且在每一第一间隙物中有一通孔。第二间隙物设置于导电层上且位于显示区内。

基于上述目的或其他目的，本发明又提出一种液晶显示面板的制作方法，其包括下列步骤。首先，提供一第一基板，且该第一基板上已形成一元件层。接着，提供一第二基板，其例如是上述的彩色滤光基板。再来，于该第二基板上形成一胶框或于该第一基板上形成胶框，且使胶框围绕显示区。继之，于胶框所围出的空间内填入一液晶层。之后，结合第一基板与第二基板。接着，固化胶框，同时该些第一间隙物会吸附固定该第一基板与该第二基板。之后，移除第一间隙物与对应其位置部分的该第一基板与该第二基板。

在本发明的一实施例中，上述固化胶框的方法可以是紫外线照射法或加热法。

基于上述目的或其他目的，本发明再提出一种液晶显示面板，包括主动元件阵列基板、透明基板与液晶层。主动元件阵列基板具有一显示区与一无效区，且主动元件阵列基板包括遮光层、彩色滤光层、多个第一间隙物，及多个第二间隙物。遮光层设置于主动元件阵列基板上。彩色滤光层配置于主动元件阵列基板上并覆盖遮光层，其中位于无效区的彩色滤光层具有至少一第一凹槽。多个第一间隙物设置于彩色滤光层上且位于无效区内，每一第一间隙物具有一固定部及位于该固定部上的一支撑部，且在每一第一间隙物中有一通孔，而固定部是设置于第一凹槽内。多个第二间隙物设置于彩色滤光层上且位于显示区内。透明基板位于主动元件阵列基板的上方。液晶层配置于主动元件阵列基板与透明基板之间。

在本发明一实施例中，上述液晶显示面板还包括一共用电极，其配置于该透明基板上。

在本发明一实施例中，上述位于第一凹槽下方的遮光层中还包括一第二凹槽，且固定部是同时设置于第一凹槽与第二凹槽内。

在本发明一实施例中，上述第一间隙物与第二间隙物的材质可以是光阻材料。

在本发明一实施例中，上述彩色滤光基板还包括一胶框，设置于基板显示区的周围。

在本发明一实施例中，上述通孔是位于每一第一间隙物的中心位置。

在本发明一实施例中，上述通孔宽度的尺寸于6～200μm之间。

在本发明一实施例中，上述每一第一间隙物支撑部的厚度与每一第二间隙物的厚度相同。

在本发明一实施例中，上述第一间隙物的形状可以是空心圆柱状或空心方柱状。

本发明的彩色滤光基板在无效区中设置多个第一间隙物，并且第一间隙物具有通孔，所以利用此彩色滤光基板而进行大尺寸液晶显示面板的制作时，第一间隙物除了可以发挥支撑的作用外，其还具有吸附两基板的能力。所以，液晶显示面板的基板边缘不会产生翘曲，且彩色滤光基板与主动元件阵列基板之间不会产生错位现象，故能提升大尺寸液晶显示面板的制作良率。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图详细说明如下。

附图说明

图1为现有的一种大尺寸液晶显示面板的剖面示意图。

图2为本发明较佳实施例一种彩色滤光基板的俯视示意图。

图2A为图2中沿A-A’线的剖面示意图。

图2B为本发明较佳实施例另一种彩色滤光基板的剖面示意图。

图3为本发明较佳实施例中一种液晶显示面板的剖面示意图。

图4A～4F为本发明较佳实施例中一种液晶显示面板的制作方法的步骤流程剖面示意图。

具体实施方式

图2为本发明较佳实施例一种彩色滤光基板的俯视示意图。图2A为图2中沿A-A’线之剖面示意图。请共同参照图2与图2A，此彩色滤光基板200包括基板210、遮光层220、彩色滤光层230、导电层240、多个第一间隙物250及第二间隙物260。基板210具有一显示区212与一无效区214。遮光层220设置于基板210上。彩色滤光层230配置于基板210上并覆盖遮光层220，其中位于无效区214的彩色滤光层230具有至少一第一凹槽230a。导电层240配置于基板210上，并覆盖彩色滤光层230与遮光层220。第一间隙物250设置于导电层240上且位于无效区214内，每一第一间隙物250具有一固定部252及位于固定部252上的一支撑部254，而固定部252是设置于第一凹槽230a内，且在每一间隙物250中有一通孔250a。第二间隙物260设置于导电层240上且位于显示区212内。

在本发明一实施例中，在显示区212内的遮光层220会将显示区212定义出多个次像素区(未示出)，而彩色滤光层230配置于次像素区中，并覆盖遮光层220。更详细而言，彩色滤光层230例如是由多个彩色光阻区块所组成，且彩色滤光层230例如是选自于红色光阻区块、绿色光阻区块及蓝色光阻区块等其中之一。此外，红、绿与蓝色光阻区块的排列方式，可以是马赛克排列(Mosaic type)、条状排列(stripe type)、四像素排列(four pixels type)及三角形排列(triangletype)等型态。而导电层240的材料例如是铟锡氧化物或铟锌氧化物，其形成的方法例如是溅镀法(sputtering)。

请继续参照图2与图2A，在本发明一实施例中，彩色滤光基板200还包括一胶框270，设置于基板210的显示区212的周围。利用胶框270的设置并配合液晶滴下制程(one drop fill，ODF)，可快速地将液晶填入到显示区212中。而胶框270的材料例如是紫外线固化胶(UV glue)或热固化胶，利用照射紫外光或加热制程可使得胶框270黏合彩色滤光基板200及主动元件阵列基板(未绘示)。

值得注意的是，如图2与图2A所绘示的彩色滤光基板200具有一无效区214，其位于非显示区216的外侧，其中此非显示区216的对向的主动元件阵列基板上，是设置控制液晶显示面板的电子元件。特别是，在无效区214中设置了多个第一间隙物250，此第一间隙物250具有一通孔250a，使得此第一间隙物250具有吸盘的效果。如此一来，第一间隙物250除了有支撑基板的功能之外，还具有吸附及固定基板的功能。此外，在本发明的一实施例中，第一间隙物250的形状可以是如图2所示的空心圆柱状或者是空心方柱状(未示出)。

请继续参照图2A，第一间隙物250与第二间隙物260的材质例如是光阻材料，且其是利用微影制程而制作，因此，可精确地控制第一间隙物250与第二间隙物260在基板210上的分布位置。此外，每一第一间隙物250的支撑部254的厚度d1与每一第二间隙物260的厚度d2相同。

特别是，第一间隙物250的通孔250a是位于每一第一间隙物250的中心位置，且通孔250a的宽度w1的尺寸于6～200μm之间，较佳的是，通孔250a的宽度w1的尺寸介于30～120μm之间。如此一来，第一间隙物250可具有较佳的吸附两基板的效果。值得注意的是，如图2A所示，第一间隙物250的固定部252是设置在彩色滤光层230的第一凹槽230a中。如此一来，不但可以增加第一间隙物250的吸附空间(sucking space)而增进其吸附并固定基板的能力，并且当面板遭受横向应力(lateral stress)时，第一间隙物250也比较不会发生脱落的情形。

图2B为本发明的较佳实施例另一种彩色滤光基板的剖面示意图。请参照图2B，此彩色滤光基板202与图2A相类似的构件标示以同样的标号，在此不再重述。值得注意的是，位于第一凹槽230a下方的遮光层220中还包括一第二凹槽220a，且固定部252是同时设置于第一凹槽230a与第二凹槽220a内。因此，如图2B所示的彩色滤光基板202，其第一间隙物250将具有更大的吸附空间，所以其吸附并固定基板的能力将会更好。此外，第一间隙物250是同时附着在彩色滤光层230及遮光层220上，所以其能够承受更大的横向应力，而更不容易发生脱落的情形。

综上所述，彩色滤光基板200、202在其无效区214上设置了具有通孔250a的第一间隙物250，并且第一间隙物250是部分地设置在彩色滤光层230及/或遮光层220上。因此，在大尺寸液晶显示面板的制作中，第一间隙物250除了可以发挥支撑基板的作用外，其更具有吸附并固定基板的能力，所以，基板的边缘不会产生翘曲或是错位的现象。此外，第一间隙物250在遭受横向应力时，也不容易脱落，而可以降低基板产生的错位问题。

图3为本发明较佳实施例中一种液晶显示面板的剖面示意图。请参照图3，此液晶显示面板300包括主动元件阵列基板310、彩色滤光基板320及液晶层330。其中，彩色滤光基板320例如是上述的彩色滤光基板200、202，其类似的构件标示以相同的标号，在此不予以重述。而液晶层330位于彩色滤光基板320与主动元件阵列基板310之间。

主动元件阵列基板310具有多个主动元件(未示出)、多条扫描线(未示出)与多条数据线(未示出)，扫描线与数据线会将主动元件阵列基板划分成多个像素区(未示出)，并且主动元件是分别设置每一个像素区中。此主动元件例如是薄膜晶体管，并主动元件是通过扫描线与数据线而驱动。

值得注意的是，在彩色滤光基板320上设置了具有通孔250a的第一间隙物250，而其可以吸附并固定彩色滤光基板320与主动元件阵列基板310。

在本发明的另一实施例中，第一间隙物250也可以设置在主动元件阵列基板310上，也就是说，此时液晶显示面板300是一COA基板(color filter on array，COA)、一透明基板与一液晶层的组合。更详细而言，COA基板是将如图2A或图2B中的彩色滤光层230、遮光层220、第一间隙物250、第二间隙物260等元件都制作于主动元件阵列基板310上，而另一基板320是具有一共用电极(未示出)的透明基板，并且，在此两基板中再设置液晶层(未示出)。因此，此COA形式的液晶显示面板(未示出)也能利用上述的具有通孔250a的第一间隙物250，而吸附固定COA基板与透明基板，使基板的边缘不会产生翘曲或是错位的现象。同样地，有关第一间隙物250的所有实施例与上述类似，在此不予以重述。

综上所述，在大尺寸液晶显示面板的制作中，若在无效区214设置具有通孔250a的第一间隙物250，那么第一间隙物250除了可以发挥支撑的作用外，其还具有吸附并固定基板的能力。如此一来，使得液晶显示面板300的边缘不会产生翘曲或是错位的现象，进而提升液晶显示面板300的制作良率。

图4A～4F为本发明较佳实施例中一种液晶显示面板的制作方法的步骤流程剖面示意图。首先，请参照图4A，提供一第一基板410，且该第一基板410上已形成一元件层412。此第一基板410例如是薄膜晶体管阵列基板，且此元件层412中具有多条扫描线(未示出)、多条数据线(未示出)与多个薄膜晶体管(未示出)，而薄膜晶体管是借助扫描线与数据线而驱动。

接着，请参照图4B，提供一第二基板420，其例如是如图2A或图2B所示出的彩色滤光基板200、202，其类似的构件标示以相同的标号。第二基板420具有一显示区422与一无效区424，并在无效区424内设置了多个第一间隙物250，及在显示区422内设置了多个第二间隙物260(示于图4C中)。

再来，请同时参照图4C与图4D，于第二基板420上形成一胶框430，且使胶框430围绕显示区422。形成胶框430的方法例如是涂布法，而胶框430的材料例如是紫外线固化胶或是热固化胶。并且，于胶框430所围出的空间内填入一液晶层440，如图4D所示。此填入液晶层440的制程例如是液晶滴下制程(one drop fill，ODF)。值得注意的是，上述的胶框430也可制作于第一基板410上，并围绕元件层412，此时，液晶层440即填入第一基板410上的胶框430所围出的空间之中(未示出)。

之后，请参照图4E，结合第一基板410与第二基板420。此时，第一间隙物250可支撑第一基板410与第二基板420，而防止胶框430产生形变，并且可防止第一基板410与第二基板420之间产生错位。

特别是，由于上述图4A～4E的步骤，是在真空环境中实施的，为了使胶框430进一步固化而黏着第一基板410与第二基板420，则必须将液晶显示面板400从真空环境中取出，并进行对胶框430固化的步骤。

接着，请再继续参照图4E，进行固化胶框430的步骤。在一实施例中，固化胶框430的方法可以是紫外线照射法或是加热法。值得注意的是，由于此时液晶显示面板400并未处在真空环境中，所以具有通孔250a的第一间隙物250的位置会产生一吸附力，而吸附并固定第一基板410与第二基板420。所以，本发明的液晶显示面板400就不会产生现有技术中的基板边缘翘曲的问题。并且，第一间隙物250可以辅助胶框430支撑第一基板410与第二基板420，因此，本发明的液晶显示面板400可以防止胶框430未固化前的支撑力不足而引起的基板错位的现象。

之后，请参照图4F，移除第一间隙物250与对应其位置部分的第一基板410与第二基板420。由于胶框430固化后，液晶显示面板400即具有足够的支撑力，所以，即可以切除无效区424中的第一基板410、第二基板420与第一间隙物250。所以，本发明的液晶显示面板的制作方法，利用第一间隙物250而防止基板边缘翘曲及基板错位的问题，进而可以提升大尺寸的液晶显示面板400的制作良率。

综上所述，本发明的彩色滤光基板、液晶显示面板及液晶显示面板的制作方法具有下列优点：

(1)彩色滤光基板在无效区中设置多个第一间隙物，此第一间隙物具有通孔，因此利用其进行大尺寸液晶显示面板的制作时，除了可以发挥支撑的作用外，其还具有吸附并固定两基板的能力。

(2)本发明的液晶显示面板的基板边缘不会产生翘曲，且彩色滤光基板与主动元件阵列基板之间不会产生错位现象。

(3)本发明的液晶显示面板的制作方法，可防止面板边缘产生翘曲，并且改善彩色滤光基板与主动元件阵列基板之间的错位问题。所以，可提升大尺寸液晶显示面板的制作良率。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许更动与润饰，因此本发明的保护范围当以权利要求所界定的为准。

Claims (20)

1.一种彩色滤光基板，包括：

一基板，具有一显示区与一无效区；

一遮光层，设置于该基板上；

一彩色滤光层，配置于该基板上并覆盖该遮光层，其中位于该无效区的该彩色滤光层具有至少一第一凹槽；

一导电层，配置于该基板上，并覆盖该彩色滤光层与该遮光层；

多个第一间隙物，设置于该导电层上且位于该无效区内，每一第一间隙物具有一固定部及位于该固定部上的一支撑部，且在每一第一间隙物中有一通孔，而该固定部是设置于该第一凹槽内；以及

多个第二间隙物，设置于该导电层上且位于该显示区内。

2.如权利要求1所述的彩色滤光基板，其特征在于，位于该第一凹槽下方的该遮光层中还包括一第二凹槽，且该固定部是同时设置于该第一凹槽与该第二凹槽内

3.如权利要求1所述的彩色滤光基板，其特征在于，该导电层的材质包括铟锡氧化物或铟锌氧化物。

4.如权利要求1所述的彩色滤光基板，其特征在于，该些第一间隙物与该些第二间隙物的材质包括光阻材料。

5.如权利要求1所述的彩色滤光基板，其特征在于，还包括一胶框，设置于该基板的该显示区的周围。

6.如权利要求1所述的彩色滤光基板，其特征在于，该通孔是位于每一第一间隙物的中心位置。

7.如权利要求1所述的彩色滤光基板，其特征在于，该通孔的宽度的尺寸于6～200μm之间。

8.如权利要求1所述的彩色滤光基板，其特征在于，每一第一间隙物的该支撑部的厚度与每一第二间隙物的厚度相同。

9.如权利要求1所述的彩色滤光基板，其特征在于，该些第一间隙物的形状包括空心圆柱状或空心方柱状。

10.一种液晶显示面板的制作万法，包括：

提供一第一基板，且该第一基板上已形成一元件层；

提供一第二基板，其是如权利要求1所述；

于该第二基板上形成一胶框或于该第一基板上形成该胶框，且使该胶框围绕该显示区；

于该胶框所围出的空间内填入一液晶层；

结合该第一基板与该第二基板；

固化该胶框，同时该些第一间隙物会吸附固定该第一基板与该第二基板；以及

移除该些第一间隙物与对应其位置部分的该第一基板与该第二基板。

11.如权利要求10所述的液晶显示面板的制作方法，其特征在于，固化该胶框的方法包括紫外线照射法或加热法。

12.一种液晶显示面板，包括：

一主动元件阵列基板，具有一显示区与一无效区，该主动元件阵列基板包括：

一遮光层，设置于该主动元件阵列基板上；

一彩色滤光层，配置于该主动元件阵列基板上并覆盖该遮光层，其中位于该无效区的该彩色滤光层具有至少一第一凹槽；

多个第一间隙物，设置于该彩色滤光层上且位于该无效区内，每一第一间隙物具有一固定部及位于该固定部上的一支撑部，且在每一第一间隙物中有一通孔，而该固定部是设置于该第一凹槽内；

多个第二间隙物，设置于该彩色滤光层上且位于该显示区内；

一透明基板，位于该主动元件阵列基板的上方；以及

一液晶层，配置于该主动元件阵列基板与该透明基板之间。

13.如权利要求12所述的液晶显示面板，其特征在于，还包括一共用电极，配置于该透明基板上。

14.如权利要求12所述的液晶显示面板，其特征在于，位于该第一凹槽下方的该遮光层中还包括一第二凹槽，且该固定部是同时设置于该第一凹槽与该第二凹槽内。

15.如权利要求12所述的液晶显示面板，其特征在于，该些第一间隙物与该些第二间隙物的材质包括光阻材料。

16.如权利要求12所述的液晶显示面板，其特征在于，还包括一胶框，设置于该基板的该显示区的周围。

17.如权利要求12所述的液晶显示面板，其特征在于，该通孔是位于每一第一间隙物的中心位置。

18.如权利要求12所述的液晶显示面板，其特征在于，该通孔的宽度的尺寸介于6～200μm之间。

19.如权利要求12所述的液晶显示面板，其特征在于，每一第一间隙物的该支撑部的厚度与每一第二间隙物的厚度相同。

20.如权利要求12所述的液晶显示面板，其特征在于，该些第一间隙物的形状包括空心圆柱状或空心方柱状。

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