CN1320396C - 液晶显示器及显示器面板制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种显示器面板制造方法，该显示器面板包括一支撑结构层以支撑于两基板延伸区之间以抵抗施于该延伸区的压力；该制造方法包括：提供一彩色滤光基板表面具有一显示区与一延伸区；形成一滤光材料层于该彩色滤光基板上表面；随后图案化该滤光材料层以定义一画素层于该显示区，同时定义一支撑结构层于该延伸区；以及提供一框胶，设置于该画素层以及该支撑结构层之间。当该彩色滤光基板上表面与一薄膜晶体管基板下表面相对而接合两基板时，该支撑结构层支撑于该两基板延伸区之间以抵抗施于该延伸区的压力。

Description

液晶显示器及显示器面板制造方法

技术领域

本发明关于一种显示器面板制造方法，特别是关于一种在液晶显示器制程中，提供支撑结构于集成电路固着区域(IC bonding region)的制造方法。

背景技术

液晶层厚度(cell gap)是影响液晶显示器画面品质的要素之一，制程中常须将液晶层厚度窄化以提高液晶应答速度。在液晶显示器的基板(substrate)越来越大的同时，制程的难度也相对的提高。于液晶显示器壳体(cell)制程中，要窄化大片基板上的液晶层厚度且控制其均匀度良好，必须找出制程稳定性更佳，且制程容许误差(window)更大的设计，才会使产品的良率提升。

在控制大片基板(substrate)上每一个显示器面板(panel)的液晶层厚度时，除了适当的形成框胶(seal)于基板上以作为垫块(dummy)外，尚须控制大片基板对组时所使用的热压压力。因为热压的压力常无法控制的很均匀，而导致液晶层厚度(cell gap)的均匀度(uniformity)不佳，造成显示上的颜色不均(mura)，使良率大幅下降。上述现象在半穿透式、反射式或是高开口率的制程上(因其液晶层厚度原本就不易控制)更为明显。

如图1A所示，为液晶显示器壳体(cell)制程中，两块大片基板重叠对组后的俯视图。图中指出一大片基板1包括多个显示器面板2，每个显示器面板2可分为一显示区21及一延伸区22。于两基板之间，以框胶211形成该显示区21的周围以形成一空腔，该空腔可供填充液晶材料于其内以控制光线的穿透。该延伸区22具有集成电路(未图标)固着(IC bonding)于其中。本文所称的显示器面板2指一薄膜晶体管基板及其上的层状构造，或是一彩色滤光基板及其上的层状构造。

图1B为图1A的侧视剖面图。图标上方的薄膜晶体管基板11的显示区21中具有一薄膜晶体管阵列212及配向膜213；下方的彩色滤光基板12的显示区21中具有黑矩阵214、滤光层215、ITO电极216及配向膜213。因此当两基板接合时，在位置a及b下压框胶，显示区21内的间隙子3(ball spacer)会同时压缩。但在延伸区22中，因为没有滤光层215(color filler)及其它分隔层(isolation layer)垫高间隙子3，间隙子3在此处并没有支撑力。结果导致在左右侧或上下侧的框胶附近，两基板的间隔距离不等而造成如同跷跷板的效应使显示区21内液晶层厚度不均，详细说明请参考图2。

图2是使用量测液晶层厚度的机台所发现的液晶层厚度不均现象。其中同一色块涵盖的区域内，液晶层厚度值误差在0.1μm以下，不同色块所代表的液晶层厚度值相差在0.2μm以上。图中为单一显示器面板2来看，可明显看出位于显示区21周围的框胶(未图标)附近易产生不同色块。其中尤其以液晶注入口217与延伸区22因无间隙子的支撑力，造成不同色块的影响更是深入显示区21内部，降低显示区21全区中液晶层厚度的均匀性。

综上所述，现有技术仍有以下的缺点：

1.于两片基板对组时，易造成显示区内液晶层厚度不均。

2.现有的间隙子于显示区外无法发挥其支撑效果。

3.无法因应基板愈来愈大片，液晶层厚度愈来愈窄的趋势。

究其原因，在于延伸区中无有效支撑，易受大片基板对组时所使用的热压压力不均的影响。本案发明人提供一种在液晶显示器制程中，提供支撑结构于延伸区(IC bonding region)的面板制造方法以求在不增加制程步骤的情况下改善上述缺点。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种在液晶显示器制程中，提供支撑结构于集成电路固着区域(IC bonding region)的显示器面板制造方法。

本发明的另一目的在于提供一种利用滤光材料堆栈形成集成电路固着区域的支撑结构的显示器面板制造方法。

本发明的另一目的在于提供一种利用反射材料形成集成电路固着区域的支撑结构，于基板对组时维持液晶层厚度均匀。

本发明的另一目的在于提供一种于制程中增加一支撑结构于面板的集成电路固着区域以提升液晶层厚度的均匀度而改善画质的显示器结构。

本发明提供一种显示器面板制造方法及依据本发明的方法所制成的液晶显示器。其中上述方法包括：提供一薄膜晶体管基板，其表面具有一第一显示区与一第一延伸区，其中该第一显示区具有一薄膜晶体管阵列形成于其中；形成一有机材料层于该薄膜晶体管基板之上；图案化该有机材料层以定义一有机层覆盖于该薄膜晶体管阵列，同时定义一支撑结构层于该第一延伸区。提供一彩色滤光基板，其表面具有一第二显示区与一第二延伸区；形成一第一滤光材料层于彩色滤光基板上表面；图案化该第一滤光材料层以定义一第一画素层于该第二显示区，同时定义一第一支撑结构层于该第二延伸区；以及提供一框胶，设置于该画素层以及该支撑结构层之间。视显示器的规格需求，重复该第一支撑结构层的形成步骤以定义出其它支撑结构层覆盖于该第一支撑结构层之上以形成一堆栈层。

将薄膜晶体管基板上表面与彩色滤光基板下表面相对，以该第一显示区对准第二显示区且该第一延伸区对准第二延伸区接合两基板，由间隙子支撑于该两画素层与该薄膜晶体管阵列之间，并且以该堆栈层与有机材料构成的支撑结构层支撑于该两基板延伸区之间以制作本发明所述的液晶显示器。

本发明所提供的显示器面板制造方法，与现有技术相互比较时，更具备下列特性及优点：

1.形成支撑结构于显示器面板的延伸区时，不需增加其它制程步骤，仅需于定义滤光层或有机层的同时，定义支撑结构于延伸区即可。

2.明显改善液晶显示器壳体(cell)制程中基板加压对组时所造成的液晶层厚度不均的现象，进而能改善画质。

3.于大片基板及窄化液晶层厚度的制程中，运用本发明维持液晶层厚度的均匀更有显著功效。

4.无论显示区所使用的间隙子为柱状或球形，均不影响本发明的方法使用于制程中。

附图说明

图1A为现有液晶显示器壳体(cell)制程中，两块大片基板重叠对组后的俯视图；

图1B为图1A的侧视剖面图；

图2为使用量测机台所发现的液晶层厚度不均现象示意图；

图3A为根据本发明的方法于基板上形成滤光材料层；

图3B为根据本发明的方法所制造的显示器面板；

图4A为根据本发明的方法所制造的具有柱状间隙子的显示器面板；

图4B为根据图4A以另一型式画素层排列的显示器面板；

图5为包含图3所示面板结构的显示器壳体结构；

图6为根据本发明的方法所制造的另一型式显示器面板；

图7为包含图6所示面板结构的显示器壳体结构，其使用球形间隙子支撑于显示区；以及

图8为根据本发明方法所制造的液晶显示器，其使用球形间隙子支撑于显示区，并具有堆栈层及支撑结构层共同支撑于延伸区。

符号说明

1        大片基板             215b  第二支撑结构层

11，11a  薄膜晶体管基板       215C  蓝色画素层

12，12a  彩色滤光基板         216   透明电极(ITO电极)

2        显示器面板           217   液晶注入口

21       显示区               218   堆栈层

21a      显示区               22    延伸区

21b      显示区               22a   延伸区

211      框胶                 22b   延伸区

212      薄膜晶体管阵列       3     球形间隙子

213      配向膜               31    柱状间隙子

214      黑矩阵               4     薄膜晶体管阵列

215      滤光层               5A    有机层

215A     第一画素层(红色)     5a    支撑结构层

215a     第一支撑结构层       51    铝金属层

215B     第二画素层(绿色)

具体实施方式

兹配合图标详述本发明所述的液晶显示器及显示器面板制造方法，并列举较佳实施例说明如下：

请参考图3A，为根据本发明的方法于基板上形成滤光材料层。首先提供一彩色滤光基板12，其表面具有一显示区21a与一延伸区22a。形成黑矩阵214于该基板12上以防止漏光，随后形成一第一滤光材料层219于该基板12及黑矩阵214的裸露表面。请参考图3B，为根据本发明的方法所制造的显示器面板。图标彩色滤光基板12上方黑矩阵214之间形成一第一画素层215A同时形成一第一支撑结构层215a，随后形成一第二画素层215B与一第二支撑结构层215b。上述画素层与支撑结构层的形成方法，为图案化后，移除部分图3A的第一滤光材料层以定义该第一画素层215A于该显示区21a内，同时定义该第一支撑结构层215a于该延伸区22a内。再形成一第二滤光材料层(未图标)于该基板12、黑矩阵214、该第一画素层215A及该第一支撑结构层215a的所有裸露表面上。经图案化后，移除部分该第二滤光材料层以定义该第二画素层215B于该显示区21表面上且该第一画素层215A的侧边，同时定义该第二支撑结构层215b覆盖于该第一支撑结构层215a之上以形成一堆栈层218。后续制程中，当该彩色滤光基板12上表面与一薄膜晶体管基板(未图标)下表面相对进行接合时，该堆栈层218于该两相对基板延伸区22a之间提供支撑并抵抗施于该两基板延伸区的压力。该显示区21a的周围形成框胶后，可形成一填充液晶材料的区域。于形成该第一及第二支撑结构层时，可视显示器规格不同予以定义不同支撑结构层厚度。滤光材料以红、绿、蓝色者最为常用，其为颜料分散于光阻液中所制成，可利用黄光制程或是其它技术(如颜料分散或转印方法)于基板上形成红、绿、蓝三原色的长条形阵列。

请参考图4A，若图3B所述的该第一画素层215A为红色，该第二画素层215B为绿色，则于该红色画素层215A及绿色画素层215B形成之后，以相同制程形成一蓝色画素层215C以构成显示上所需要的三原色画素层。在延伸区中与上述三原色画素层同时形成三层支撑结构层。之后更可形成一透明电极216(例如ITO电极)及一透明光阻层(未图标)于该基板12上，并图案化该透明光阻层以定义一柱状间隙子31于该显示区21a内的ITO电极216之上，亦可同时定义第四个支撑结构层31a于该三层支撑结构层之上。同理增加或减少支撑结构层数目以符合制程的实际需求。图4B所示为画素层的另一排列型式，该些画素层彼此之间具有小部分重叠区域，其制程与图4A相同，随着RGB三画素层及柱状间隙子的依序形成，亦可依序定义出四层支撑结构层。

请参考图5，于包含图3B所示面板结构的彩色滤光基板12上形成多个球形间隙子3于该彩色滤光基板12上表面；或是利用包含图4A或图4B所示具有柱状间隙子31面板结构，增加下列步骤以形成一显示器壳体结构。提供一薄膜晶体管基板11，其表面亦具有一显示区21b与一延伸区22b；于基板11下表面或基板12上表面的显示区周围形成框胶211后，将薄膜晶体管基板11下表面与基板12上表面相对，且该显示区21a对准该显示区21b而该延伸区22b对准该延伸区22a加压进行接合。接合过程中，该些球形间隙子3或柱状间隙子31提供支撑于该显示区21a与显示区21b之间。此时，于该延伸区22a与延伸区22b之间由堆栈层218与该些球形间隙子3共同提供支撑以维持制程的稳定及液晶层厚度23的均匀。

请参考图6，为根据本发明的方法所制造的另一型式显示器面板。该方法提供一薄膜晶体管基板11a，其表面具有一显示区21b与一延伸区22b。该薄膜晶体管基板上表面的显示区21b具有一薄膜晶体管阵列4形成于其中，而延伸区22b则具有集成电路(未图标)固着于其上。随后形成一有机材料层(未图标)于该基板11a上；经图案化改变部分有机材料层的化学性质后，再以显影液或蚀刻等方式移除改变化性的有机材料层或未改变化性的有机材料层以定义一有机层5A覆盖于该薄膜晶体管阵列4之上，该有机层5A可为绝缘材料，同时定义一支撑结构层5a于该延伸区22b内。后续制程中，当该薄膜晶体管基板11a上表面与彩色滤光基板(未图标)下表面相对接合时，由该支撑结构层5a提供该延伸区22b支撑效果。上述有机层5A表面具有波浪状构造以获得适合人眼角度的反射效果，该波浪状构造是由曝光所造成。随后于该有机层5A之上依其波浪状表面形成一铝金属层51，则该铝金属层51与该有机层5A共同达成反射的目的。于形成该支撑结构层5a时，可视显示器规格、液晶层厚度、间隙子大小不同予以调整不同厚度。

请参考图7，于包含图6所示面板结构，增加以下步骤以形成一液晶显示器。另提供一彩色滤光基板12a，具有一显示区21a与一延伸区22a，其具有黑矩阵214、滤光层215、ITO电极216依序形成于该基板12a的显示区21a下表面。形成多个球形间隙子3于该有机层5A之上或ITO电极216下表面。于任一基板的显示区周围形成框胶211后，将该薄膜晶体管基板11a上表面与彩色滤光基板12a下表面相对，且该显示区21b对准该显示区21a而该延伸区22b对准该延伸区22a接合，以该多个球形间隙子3支撑于该显示区21b与该显示区21a之间。上述支撑结构层5a可作为该些球形间隙子3的垫块，两者相叠合共同提供支撑于该延伸区22b与该延伸区22a之间。当两基板接合过程中施加于框胶的压力不均时，该支撑结构层5a与该些球形间隙子3提供支撑力以防止显示区与延伸区的基板间距产生变化而影响显示区中液晶层厚度。图标的球形间隙子3以柱状间隙子取代亦可获得相同的效果。

请参考图8，根据本发明方法所制造的液晶显示器。该液晶显示器包括：一薄膜晶体管基板11a，其表面分为一第一显示区21b与一第一延伸区22b。该第一显示区21b内具有一薄膜晶体管阵列4。一彩色滤光基板12a位于薄膜晶体管基板11a上方，其表面分为一第二显示区21a与一第二延伸区22a。于该第二显示区21a之内定义一第一画素层215A，由一第一滤光材料所构成。于该第二显示区21a之内，该第一画素层215A的侧边定义一第二画素层215B，为一第二滤光材料所构成。另于该第二延伸区22a内具有一堆栈层218，由该第二滤光材料堆栈于该第一滤光材料之下所构成。于两基板之间具有多个球形间隙子3或柱状间隙子(未图标)。当薄膜晶体管基板11a上表面与彩色滤光基板12a下表面相对，以该第一显示区21b对准第二显示区21a且该第一延伸区22b对准第二延伸区22a进行接合时，该多个间隙子3介于该两画素层215A，215B与该薄膜晶体管阵列4之间，并且以该堆栈层218支撑于该第一延伸区22b与第二延伸区22a之间。

仍请参考图8，于薄膜晶体管阵列上4覆盖一有机层5A。同时于第二延伸区22b中定义一支撑结构层5a，其材料与该有机层5A相同，当该两基板11a，12a接合时，以该支撑结构层5a与该堆栈层218共同为延伸区内球形间隙子30的垫块，三者相叠合支撑于两延伸区22a、22b之间。其中上述两基板11a、12a接合后，更包括一去除该第二延伸区22a的制程步骤，以便后续将集成电路固定于该第一延伸区22b内。

Claims (9)

1.一种显示器面板制造方法，其特征在于，该方法至少包括：

提供一彩色滤光基板，其表面具有一第一显示区与一第一延伸区；

形成至少一滤光材料层于该彩色滤光基板的该第一显示区与该第一延伸区的上表面；

图案化该至少一滤光材料层以形成至少一画素层于该第一显示区内及至少一支撑结构层于该第一延伸区内；以及

提供一框胶，设置于该画素层以及该支撑结构层之间。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，更包括：

形成一透明电极于该画素层上；

形成一透明光阻层于该透明电极上；以及

图案化该透明光阻层以形成至少一柱状间隙子于该第一显示区内。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，形成至少一滤光材料层于该彩色滤光基板的该第一显示区与该第一延伸区的上表面的步骤包含：

形成一第一滤光材料层于该彩色滤光基板的该第一显示区与该第一延伸区的上表面；

图案化该第一滤光材料层以形成一第一画素层于该第一显示区内及一第一支撑结构层于该第一延伸区内；以及

形成一第二滤光材料层于该第一画素层、该第一支撑结构层及该彩色滤光基板裸露表面之上。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，形成至少一滤光材料层于该彩色滤光基板的该第一显示区与该第一延伸区的上表面的步骤更包含图案化该第二滤光材料层以形成一第二画素层于该第一画素层上且位于该第一显示区内，以及形成一第二支撑结构层于该第一支撑结构层上且位于该第一延伸区内。

5.一种显示器面板制造方法，其特征在于，该方法至少包括：

提供一薄膜晶体管基板，其表面具有一第一显示区与一第一延伸区；

形成一薄膜晶体管阵列于该第一显示区；

形成一有机材料层于该薄膜晶体管基板的该第一显示区与该第一延伸区上且覆盖该薄膜晶体管阵列；

图案化该有机材料层以定义一有机层，覆盖于该薄膜晶体管阵列及定义一支撑结构层于该第一延伸区；以及

于位于该第一显示区内的该有机层表面上形成一波浪状结构。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，更包括：

形成多个间隙子于该薄膜晶体管基板之上；

提供一彩色滤光基板，其表面具有一第二显示区与一第二延伸区；以及

接合该两基板，其中该薄膜晶体管基板上表面相对于该彩色滤光基板下表面，该第一显示区相对该第二显示区而该第一延伸区相对该第二延伸区，且该支撑结构层支撑于该两基板延伸区之间而该多个间隙子支撑于该两基板之间。

7.一种液晶显示器，其特征在于，至少包含：

一薄膜晶体管基板，其表面定义为一第一显示区与一第一延伸区；

一薄膜晶体管阵列，位于该薄膜晶体管基板上表面的第一显示区内；

一彩色滤光基板，位于该薄膜晶体管基板上方，该彩色滤光基板表面分为一第二显示区与一第二延伸区；

至少一画素层，定义于该彩色滤光基板下表面的该第二显示区之内；

一堆栈层，位于该第二延伸区内且支撑于该第一延伸区与第二延伸区之间；以及

多个间隙子，分布于该薄膜晶体管基板之上且支撑于该第一画素层与该薄膜晶体管阵列之间。

8.如权利要求7所述的液晶显示器，其特征在于，该彩色滤光基板下表面的该第二显示区内具有多个画素层，每种画素层由一种滤光材料层形成。

9.如权利要求7所述的液晶显示器，其特征在于，更包括一支撑结构层位于上述第一延伸区内且与该堆栈层相叠合。

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