CN102540563A - 显示器基板及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
一种显示器基板，兼具彩色滤光与偏光功能或是兼具驱动与偏光功能，以减少液晶面板的厚度。一种制作此显示器基板的方法亦在此揭露。
Description
【技术领域】
本发明是有关于一种液晶显示器，且特别是有关于一种用于液晶显示器的显示器基板与其制作方法。
【背景技术】
液晶显示器(Liquid Crystal Display；LCD)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，故已广泛的应用于可携式电视、移动电话、摄录放影机、笔记型计算机、以及桌上型显示器等消费性电子或计算机产品中，成为显示器的主流。
传统的液晶显示器架构主要包含外框、液晶面板与背光模块，其中液晶面板又包含有下偏光片、薄膜晶体管基板、液晶层、彩色滤光片与上偏光片等结构。由于，现代产品的发展趋势为轻薄，传统的液晶面板中需要上、下偏光片、以及彩色滤光片与薄膜晶体管等四片板材，整体厚度难以降低。
除此之外，由于偏光片需要透过黏胶固定在彩色滤光片或是薄膜晶体管基板上，因此，需要经过一道偏光片黏贴的步骤，并可能会因为黏贴时对位不精准而使得液晶面板的良率降低。
【发明内容】
因此本发明的目的就是在提供一种兼具偏光与彩色滤光或是兼具偏光与驱动功能的显示器基板，以减少液晶面板的厚度。
本发明的一实施例提出了一种显示器基板，包含偏光基体、第一支撑材、第二支撑材与色彩影像控制结构。偏光基体具有将光偏折的特性。第一支撑材设置于偏光基体的表面。第二支撑材设置于偏光基体相对于第一支撑材的另一面。色彩影像控制结构设置于第二支撑材上。
在一实施例中，色彩影像控制结构可以为彩色滤光层。彩色滤光层包含黑色矩阵与多个色阻。偏光基体与彩色滤光层分别直接接触第二支撑材的相对两面。第二支撑材可以为三醋酸纤维素(Triacetate Cellulose；TAC)。
本发明的另一实施例提供一种前述的显示器基板的制作方法，包含提供偏光片，偏光片包含第一支撑材、偏光基体与第二支撑材，接着，形成彩色滤光层于偏光片上。其中形成彩色滤光层的制程温度不大于偏光基体的玻璃转移温度，形成彩色滤光层的制程温度不大于摄氏85度。
本发明的又一实施例提供一种前述的显示器基板的制作方法，包含提供彩色滤光片，彩色滤光片包含彩色滤光层与第二支撑材、提供偏光基体、提供第一支撑材，以及压合彩色滤光片、偏光基体与第一支撑材。其中提供彩色滤光片的步骤包含形成彩色滤光层于第二支撑材上，其中形成彩色滤光层的制程温度不大于第二支撑材的玻璃转移温度。形成彩色滤光层的制程温度不大于摄氏150度。
本发明的再一实施例中，色彩影像控制结构可以为薄膜晶体管数组。偏光基体与薄膜晶体管数组分别直接接触第二支撑材的相对两面。第二支撑材可以为三醋酸纤维素(Triacetate Cellulose；TAC)。
本发明的另一实施例提供了一种前述的显示器基板的制作方法，包含提供偏光片，偏光片包含第一支撑材、偏光基体与第二支撑材，以及形成薄膜晶体管数组于该偏光片。其中形成薄膜晶体管数组的制程温度不大于偏光基体的玻璃转移温度。形成薄膜晶体管数组的制程温度不大于摄氏85度。
本发明的又一态样为一种前述的显示器基板的制作方法，包含提供薄膜晶体管基板，薄膜晶体管基板包含薄膜晶体管层与第二支撑材、提供偏光基体、提供第一支撑材，以及压合薄膜晶体管基板、偏光基体与第一支撑材。其中提供薄膜晶体管基板的步骤包含形成薄膜晶体管层于第二支撑材上，其中形成薄膜晶体管层的制程温度不大于第二支撑材的玻璃转移温度。形成薄膜晶体管层的制程温度不大于摄氏150度。
本发明所提供的显示器基板兼具彩色滤光与偏光功能或是兼具驱动与偏光功能，使得液晶面板的厚度从传统的四层板材加液晶层的厚度，缩减为两层板材加液晶层的厚度，约可减少36％到40％的厚度，有助于液晶显示器薄型化，甚至可以实现可挠式液晶显示器。此外，本发明更省略了偏光片黏贴的步骤，有效解决因黏贴对位不精准所造成的重工问题。
【附图说明】
为让本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的详细说明如下：
图1绘示传统的液晶面板的剖面图。
图2绘示本发明的一种显示器基板的一实施例的剖面图。
图3为图2的显示器基板的制作方法一实施例的流程图。
图4为图2的显示器基板的制作方法另一实施例的流程图。
图5绘示本发明的一种显示器基板另一实施例的剖面图。
图6为图5的显示器基板的制作方法一实施例的流程图。
图7为图5的显示器基板的制作方法另一实施例的流程图。
图8绘示应用本发明的显示器基板组合液晶面板的流程图。
【主要组件符号说明】
100：液晶面板 250：偏光片
110：薄膜晶体管基板 260：彩色滤光片
120：彩色滤光片 300：显示器基板
130：液晶层 310：偏光基体
140：偏光片 320：第一支撑材
141：表面保护膜 330：第二支撑材
142：第一保护层 340：薄膜晶体管数组
143：偏光基体 350：偏光片
144：第二保护层 360：薄膜晶体管基板
145：黏着层 400：滚轮
200：显示器基板 410：烤箱
210：偏光基体 450：配向层
220：第一支撑材 460：封装材
230：第二支撑材 470：液晶层
240：彩色滤光层 500：液晶面板
242：黑色矩阵 s10～s58：步骤
244：色阻
【具体实施方式】
以下将以图式及详细说明清楚说明本发明的精神，任何所属技术领域中具有通常知识者在了解本发明的较佳实施例后，当可由本发明所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本发明的精神与范围。
参照图1，其绘示传统的液晶面板的剖面图。传统的液晶面板100包含有薄膜晶体管基板110、彩色滤光片120、夹设于彩色滤光片120与薄膜晶体管基板110之间的液晶层130，以及分别贴附在薄膜晶体管基板110与彩色滤光片120上的两偏光片140。其中偏光片140由外到内依序包含了表面保护膜141、第一保护层142、偏光基体143、第二保护层144与黏着层145。薄膜晶体管基板110则包含基板与其上的薄膜晶体管数组。彩色滤光片120包含基板与其上的彩色滤光层。
传统的液晶面板架构中，是将偏光片黏贴在彩色滤光片与薄膜晶体管基板上，相当于四片板材中间夹有液晶层的结构。本发明所提出的构想便是将偏光片与色彩影像控制结构，如彩色滤光片和薄膜晶体管基板整合，使得彩色滤光片与薄膜晶体管基板兼具有偏光的特性，将板材的数量从四片减少为两片，藉以降低液晶面板的整体厚度。
参照图2，其绘示本发明的一种显示器基板的一实施例的剖面图。显示器基板200包含有偏光基体210、第一支撑材220、第二支撑材230与彩色滤光层240。第一支撑材220设置于偏光基体210一表面。第二支撑材230设置于偏光基体210相对于第一支撑材220的另一面，即第一支撑材220与第二支撑材230分别设置于偏光基体210的相对两面上。彩色滤光层240设置于第二支撑材230，彩色滤光层240包含有黑色矩阵242与设置于黑色矩阵242之间的多个色阻244。
偏光基体210为具有光偏折特性的膜片，偏光基体210的材料举例而言可以是聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol；PVA)。第一支撑材220与第二支撑材230可以提供偏光基体210的支撑保护，并增加其机械性质。彩色滤光层240为直接形成在第二支撑材230上。偏光基体210与彩色滤光层240直接接触第二支撑材230的相对两面，换言之，本发明中在偏光基体210与彩色滤光层240之间不具有黏着层，显示器基板200同时提供了彩色滤光与偏光的功能。
参照图3，其为图2的显示器基板200的制作方法一实施例的流程图。步骤s10为提供一偏光片250，偏光片250包含有偏光基体210、第一支撑材220与第二支撑材230。第一支撑材220与第二支撑材230的材料可以为三醋酸纤维素薄膜(Triacetate Cellulose Film；TAC film)。第一支撑材220与第二支撑材230经过三醋酸纤维素薄膜碱化制程，以提升与偏光基体210之间的附着力后，将偏光基体210延伸产生方向性，再将第一支撑材220、偏光基体210与第二支撑材230贴合干燥后，得到偏光片250。
接着，步骤s12为形成彩色滤光层240在第二支撑材230上。彩色滤光层240可以透过蚀刻或是印刷等制程形成在第二支撑材230上，以得到显示器基板200。换言之，显示器基板200利用偏光片250作为彩色滤光层240的基板，彩色滤光层240直接做在偏光片250的第二支撑材230上。为了避免形成彩色滤光层240的制程中，因温度过高使得偏光片250挠曲或是破坏偏光片250的偏光特性，故形成彩色滤光层240的制程温度较佳地为不大于偏光基体210的玻璃转移温度。玻璃转移温度是指塑料微观高分子链开始具有大链节(segment)运动的温度，或是塑料发生玻璃态-橡胶态相转移的温度。更具体地说，以聚乙烯醇材料的偏光基体210为例，彩色滤光层240的制程温度不大于摄氏85度。
本实施例中利用偏光片250作为彩色滤光层240的基板，彩色滤光层240直接做在偏光片250的第二支撑材230上，以得到同时具有偏光与彩色滤光功能的显示器基板200。
参照图4，其为图2的显示器基板200的制作方法另一实施例的流程图。步骤s20为提供彩色滤光片260，彩色滤光片260包含第二支撑材230，以及形成于第二支撑材230表面的彩色滤光层240。彩色滤光层240可以透过蚀刻或是印刷等方式形成在第二支撑材230表面。由于彩色滤光层240是形成在第二支撑材230上，因此，制程温度的限制是由第二支撑材230的材料决定。形成彩色滤光层240的制程温度不大于第二支撑材230的玻璃转移温度。当第二支撑材230的材料为三醋酸纤维素(Triacetate Cellulose；TAC)时，形成彩色滤光层240的制程温度不大于摄氏150度。相较于上一实施例，此种制法可以容许较高的制程温度
第二支撑材230可以为，但不限于，三醋酸纤维素(Triacetate Cellulose；TAC)、聚亚酰胺(Polyimide；PI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(Poly(ethylene-2，6-naphthalate)；PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate；PET)、聚碳酸酯(Poly Carbonate；PC)、环烯烃共聚物(Cycloolefin Copolymer；COC)、环烯烃聚合物(Cyclo OlefinPolymer；COP)、聚苯醚砜(Polyethersulfone；PES)、玻璃纤维强化塑料(Fiberglass Reinforced Plastics；FRP)、聚芳基酸酯(Polyarylate；PAR)等。
接着，步骤s22为提供偏光基体210与第一支撑材220，偏光基体210可以先经过延伸产生方向性。第一支撑材220可以先经过碱化，以提升与偏光基体210之间的附着力。步骤s22更包含压合彩色滤光片260、偏光基体210与第一支撑材220。其中偏光基体210被夹在第一支撑材220与彩色滤光片260之间。
压合彩色滤光片260、偏光基体210与第一支撑材220的步骤可以透过滚轮400压合完成。滚轮400的压力约为5至10公斤。压合过程中不需要特别加温。彩色滤光片260、偏光基体210与第一支撑材220压合之后，再进入烤箱410中，以烘干成为显示器基板200。
本实施例中利用彩色滤光片260作为偏光基体210的基板，彩色滤光片260、偏光基体210与第一支撑材220透过滚轮400压合，经过烤箱410烘干后便得到同时具有偏光与彩色滤光功能的显示器基板200。
参照图5，其绘示本发明的一种显示器基板另一实施例的剖面图。显示器基板300包含有偏光基体310、第一支撑材320、第二支撑材330与薄膜晶体管数组340。第一支撑材320设置于偏光基体310一表面。第二支撑材330设置于偏光基体310相对于第一支撑材320的另一面，即第一支撑材320与第二支撑材330分别设置于偏光基体310的相对两面上。薄膜晶体管数组340设置于第二支撑材330。
偏光基体310为具有光偏折特性的薄膜，偏光基体310的材料举例而言可以是聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol；PVA)。第一支撑材320与第二支撑材330可以提供偏光基体310的支撑保护，并增加其机械性质。薄膜晶体管数组340为用以驱动液晶面板。薄膜晶体管数组340直接形成在第二支撑材330上。偏光基体310与薄膜晶体管数组340直接接触第二支撑材330的相对两面，换言之，本发明中在偏光基体310与薄膜晶体管数组340之间不具有黏着层，显示器基板300同时提供了驱动与偏光的功能。
参照图6，其为图5的显示器基板300的制作方法一实施例的流程图。步骤s30为提供一偏光片350，偏光片350包含有偏光基体310、第一支撑材320与第二支撑材330。第一支撑材320与第二支撑材330的材料可以为三醋酸纤维素薄膜(Triacetate Cellulose Film；TAC film)。第一支撑材320与第二支撑材330经过三醋酸纤维素薄膜碱化制程，以提升与偏光基体310之间的附着力后，将偏光基体310延伸产生方向性，再将第一支撑材320、偏光基体310与第二支撑材330贴合干糙后，得到偏光片350。
接着，步骤s32为形成薄膜晶体管数组340在第二支撑材330上。换言之，显示器基板300利用偏光片350作为薄膜晶体管数组340的基板，薄膜晶体管数组340直接做在偏光片350的第二支撑材330上。为了避免形成薄膜晶体管数组340的制程中，因温度过高使得偏光片350挠曲，形成薄膜晶体管数组340的制程温度较佳地为不大于偏光基体310的玻璃转移温度，更具体地说，以聚乙烯醇材料的偏光基体310为例，薄膜晶体管数组340的制程温度不大于摄氏85度。具体地说，在此条件范围之内，可以选用但不限于非晶硅薄膜晶体管制程(a-Si TFT)、低温多晶硅薄膜晶体管制程(Low Temperature Ploy SiliconTFT；LPTS TFT)、金氧薄膜晶体管制程(metal oxide TFT)、有机薄膜晶体管制程(Organic TFT)、微米硅薄膜晶体管制程(u-Si TFT)、碳纳米管薄膜晶体管制程(carbon nanotube TFT；CNT TFT)、石墨烯薄膜晶体管(graphene TFT)、纳米线薄膜晶体管(nanowire TFT)等。
本实施例中利用偏光片350作为薄膜晶体管数组340的基板，薄膜晶体管数组340直接做在偏光片350的第二支撑材330上，以得到同时具有偏光与驱动功能的显示器基板300。
参照图7，其为图5的显示器基板300的制作方法另一实施例的流程图。步骤s40为提供薄膜晶体管基板360，薄膜晶体管基板360包含第二支撑材330，以及形成于第二支撑材330表面的薄膜晶体管数组340。由于薄膜晶体管数组340是形成在第二支撑材330上，因此，制程温度的限制是由第二支撑材330的材料决定。形成薄膜晶体管数组340的制程温度不大于第二支撑材330的玻璃转移温度。当第二支撑材330的材料为三醋酸纤维素(Triacetate Cellulose；TAC)时，形成薄膜晶体管数组340的制程温度不大于摄氏150度。相较于上一实施例，此种制法可以容许较高的制程温度
第二支撑材330可以为，但不限于，三醋酸纤维素(Triacetate Cellulose；TAC)、聚酰亚胺(P0lyimide；PI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(Poly(ethylene-2，6-naphthalate)；PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate；PET)、聚碳酸酯(Poly Carbonate；PC)、环烯烃共聚物(Cycloolefin Copolymer；COC)、环烯烃聚合物(Cyclo OlefinPolymer；COP)、聚苯醚砜(Polyethersulfone；PES)、玻璃纤维强化塑料(Fiberglass Reinforced Plastics；FRP)、聚芳基酸酯(Polyarylate；PAR)等。
接着，步骤s42为提供偏光基体310与第一支撑材320，偏光基体310可以先经过延伸产生方向性。第一支撑材320可以先经过碱化，以提升与偏光基体310之间的附着力。步骤s42更包含压合薄膜晶体管基板360、偏光基体310与第一支撑材320。其中偏光基体310被夹在第一支撑材320与薄膜晶体管基板360之间。
压合薄膜晶体管基板360、偏光基体310与第一支撑材320的步骤可以透过滚轮400压合完成。滚轮400的压力约为5至10公斤。压合过程中不需要特别加温。薄膜晶体管基板360、偏光基体310与第一支撑材320压合之后，再进入烤箱410中，以烘干成为显示器基板300。
本实施例中利用薄膜晶体管基板360作为偏光基体310的基板，薄膜晶体管基板360、偏光基体310与第一支撑材320透过滚轮400压合，经过烤箱410烘干后便得到同时具有偏光与彩色滤光功能的显示器基板300。
参照图8，其绘示应用本发明的显示器基板200、300组合液晶面板的流程图。步骤s50为提供前述的具有彩色滤光与偏光功能的显示器基板200(为简化说明，下称第一显示器基板200)，以及具有驱动与偏光功能的显示器基板300(为简化说明，下称第二显示器基板300)。
步骤s52为涂布配向层450在第一显示器基板200与第二显示器基板300上。具体地说，配向层450是分别涂布在第一显示器基板200的彩色滤光层240以及第二显示器基板300的薄膜晶体管数组340上。配向层450的材料可以为聚酰亚胺(Polyimide；PI)。
步骤s54为固化(curing)配向层450，此步骤可以透过光照或是加热进行。并透过绒布滚轮摩刷(rubbing)配向层450使其配向。
步骤s56为在第一显示器基板200或是第二显示器基板300上设置封装材460，并在封装材460内注入液晶层470。
步骤s58则是胶合第一显示器基板200与第二显示器基板300，以将液晶层470封装在其间，以得到液晶面板500。由于第一显示器基板200整合了偏光片与彩色滤光片的功能，第二显示器基板300整合了偏光片与薄膜晶体管基板的功能，因此，封装完成的液晶面板500的厚度从传统的四层板材加上液晶层470的厚度，减少为第一显示器基板200、第二显示器基板300与液晶层470的厚度。
由上述本发明较佳实施例可知，应用本发明具有下列优点。本发明所提供的显示器基板兼具彩色滤光与偏光功能或是兼具驱动与偏光功能，使得液晶面板的厚度从传统的四层板材加液晶层的厚度，缩减为两层板材加液晶层的厚度，约可减少36％到40％的厚度，有助于液晶显示器薄型化，甚至可以实现可挠式液晶显示器。此外，本发明更省略了偏光片黏贴的步骤，有效解决因黏贴时对位不精准所造成的问题。
虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
Claims (19)
1.一种显示器基板，包含：
一偏光基体，具有将光偏折的特性；
一第一支撑材，设置于该偏光基体的表面；
一第二支撑材，设置于该偏光基体相对于该第一支撑材的另一面；以及
一色彩影像控制结构，设置于该第二支撑材。
2.根据权利要求1所述的显示器基板，其特征在于，该色彩影像控制结构为一彩色滤光层，该彩色滤光层包含一黑色矩阵与多个色阻。
3.根据权利要求2所述的显示器基板，其特征在于，该偏光基体与该彩色滤光层分别直接接触该第二支撑材的相对两面。
4.根据权利要求3所述的显示器基板，其特征在于，该第二支撑材为三醋酸纤维素薄膜(Triacetate Cellulose；TAC)。
5.一种根据权利要求2、3或4所述的显示器基板的制作方法，包含：
提供该偏光基体、该第一支撑材与该第二支撑材；
压合该偏光基体、该第一支撑材与该第二支撑材，形成一偏光片；以及
形成该彩色滤光层于该第二支撑材上。
6.根据权利要求5所述的显示器基板的制作方法，其特征在于，形成该彩色滤光层的制程温度不大于该偏光基体的玻璃转移温度。
7.根据权利要求6所述的显示器基板的制作方法，其特征在于，形成该彩色滤光层的制程温度不大于摄氏85度。
8.一种根据权利要求2、3或4所述的显示器基板的制作方法，包含：
提供一彩色滤光片，该彩色滤光片包含该彩色滤光层与该第二支撑材；
提供该偏光基体；
提供该第一支撑材；以及
压合该彩色滤光片、该偏光基体与该第一支撑材。
9.根据权利要求8所述的显示器基板的制作方法，其特征在于，提供该彩色滤光片的步骤包含形成该彩色滤光层于该第二支撑材上，其中形成该彩色滤光层的制程温度不大于该第二支撑材的玻璃转移温度。
10.根据权利要求8所述的显示器基板的制作方法，其特征在于，提供该彩色滤光片的步骤包含形成该彩色滤光层于该第二支撑材上，其中形成该彩色滤光层的制程温度不大于摄氏150度。
11.根据权利要求1所述的显示器基板，其特征在于，该色彩影像控制结构为一薄膜晶体管数组。
12.根据权利要求11所述的显示器基板，其特征在于，该偏光基体与该薄膜晶体管数组分别直接接触该第二支撑材的相对两面。
13.根据权利要求11所述的显示器基板，其特征在于，该第二支撑材为三醋酸纤维素薄膜(Triacetate Cellulose；TAC)。
14.一种根据权利要求11、12或13所述的显示器基板的制作方法，其特征在于，包含：
提供一偏光片，该偏光片包含该第一支撑材、该偏光基体与该第二支撑材；以及
形成该薄膜晶体管数组于该偏光片。
15.根据权利要求14所述的显示器基板的制作方法，其特征在于，形成该薄膜晶体管数组的制程温度不大于该偏光基体的玻璃转移温度。
16.根据权利要求15所述的显示器基板的制作方法，其特征在于，形成该薄膜晶体管数组的制程温度不大于摄氏85度。
17.一种根据权利要求11、12或13所述的显示器基板的制作方法，其特征在于，包含：
提供一薄膜晶体管基板，该薄膜晶体管基板包含该薄膜晶体管层与该第二支撑材；
提供该偏光基体；
提供该第一支撑材；以及
压合该薄膜晶体管基板、该偏光基体与该第一支撑材。
18.根据权利要求17所述的制作方法，其特征在于，提供该薄膜晶体管基板的步骤包含形成该薄膜晶体管层于该第二支撑材上，其中形成该薄膜晶体管层的制程温度不大于该第二支撑材的玻璃转移温度。
19.根据权利要求17所述的制作方法，其特征在于，提供该薄膜晶体管基板的步骤包含形成该薄膜晶体管层于该第二支撑材上，其中形成该薄膜晶体管层的制程温度不大于摄氏150度。
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