CN1584691A - 液晶显示面板及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
一种液晶显示面板及其制作方法，包括一薄膜晶体管下面板与一彩色滤光上面板，一液晶层是夹于上下面板之间，其中彩色滤光上面板包括一上玻璃基板、一彩色滤光层、一金属传导层与一透明电极层；彩色滤光层是制作于上玻璃基板下表面，包括一黑色矩阵，包围液晶显示面板的每一像素，并定义出各像素间的不透光区；金属传导层是制作于彩色滤光层下表面，且位于上述不透光区的正下方；透明电极层是制作于金属传导层下表面，并经由金属传导层传导透明电极层所需的共同电压。
Description
技术领域
本发明涉及一种液晶显示面板及其制作方法。
背景技术
液晶显示器(liquid crystal display，LCD)是利用薄膜晶体管(thin filmtransistor)产生电压，藉以控制液晶层中的液晶分子转向。
为了驱动液晶分子，在液晶层的上下分别有一电极层，以形成一三明治(sandwich)结构。在此种结构中，下电极层是一具低功函数(Low Work Function)的金属导电电极，当作电子发射层；该下电极层可为锂、镁、钙、铝、金、铟等，或上述金属的合金，厚度约100～400nm。上电极层是一透明电极层，作为空穴发射层。
由于液晶显示器是非自发光型显示器，为了提供良好的亮度，上述由液晶层与上下电极层所构成的三明治结构必须提供良好的透光率。因此，在上电极层材质的选择上，必须兼顾导电率与透光度的考虑；一般是采用铟锡氧化物(ITO)，而在使用上，ITO导电层的厚度约30～400nm，电阻约40Ω/cm2。
图1是习知液晶显示面板1的示意图。液晶显示面板1包括一薄膜晶体管下面板10与一彩色滤光上面板30，一液晶层20夹于该上下面板10与30之间。
薄膜晶体管下面板10包括一下玻璃基板11，多个阵列分布的薄膜晶体管12是制作于下玻璃基板11的上方，藉以控制液晶层20中的液晶分子转向。下电极层13覆盖于上述薄膜晶体管12上方，用以提供一像素电压Vp。
彩色滤光上面板30包括一上玻璃基板31、一彩色滤光层33与一透明电极层35，该彩色滤光层33与该透明电极层35是由上而下依序制作于该上玻璃基板31的下表面。其中，彩色滤光层33是用以形成红色、绿色、蓝色等不同颜色的像素。透明电极层35是用以提供一共同电压Vcom。
因此，藉由像素电压Vp与共同电压Vcom的电位差，可以驱动液晶层20中的液晶分子。
图2是图1中彩色滤光层33的剖面示意图。
彩色滤光层33包括一黑色矩阵(Black Matrix，BM)331，制作于上述上玻璃基板31的下表面，定义该液晶显示面板1的每一像素，并形成各像素间的不透光区。同时，一像素层333(Color Layer)填入上述黑色矩阵331的矩阵开口331a中，以形成液晶显示面板1不同颜色的像素。保护层335是制作于上述上玻璃基板31、黑色矩阵331与像素层333的下表面。同时，提供一平坦表面335a，以作为后续制作该透明电极层35于该保护层335下表面所需的一基准面。
如图3所示，多个银胶点40是位于该透明电极层35的周围，同时一电压供应端(未图标)是通过上述银胶点40输入共同电压Vcom至透明电极层35，并传递至透明电极层35表面不同位置。由于银胶点40是位于透明电极层35的周围，可以避免遮蔽光线，并维持液晶显示面板1的透光率。
虽然透明电极层35可用于传导电讯号，但相较于金属层，透明电极层35的阻抗偏高(如ITO的阻抗为40Ω/cm2，而金属的阻抗仅有0.2Ω/cm2)。因此，虽然在银胶点40邻近位置共同电压Vcom变异不大，但位于画面中心处，由于距离银胶点40的距离较长，将造成该位置共同电压Vcom有明显降低。
习知液晶显示面板1是利用交流电源驱动，其共同电压Vcom与像素电压Vp均随上述交流电源变换极性，在理想情况下，共同电压Vcom与像素电压Vp的电位差固定。
然而，如上所述，当交流电源提供正电压时，位于画面中心处的Vcom向下偏移，将导致像素电压Vp与共同电压Vcom的电位差值加大；反之，当交流电压提供负电压时，位于画面中心处的Vcom向上偏移，却导致共同电压Vcom与像素电压Vp的电位差值缩小。
因此，随着交流电源的极性转变，位于画面中心处共同电压Vcom与像素电压Vp的电位差值亦随之改变，而造成画面显示亮度的变动，使人眼感受到面板在闪烁(Flicker)。
有鉴于此，本发明提出一种以提供液晶层均匀电压，藉以改善面板闪烁现象的液晶显示面板。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的上述不足，提供一种使液晶层电压均匀，以改善面板闪烁现象的液晶显示面板。
实现本发明的液晶显示面板的技术方案如下：
一种液晶显示面板，包括：
一薄膜晶体管下面板；以及
一彩色滤光上面板，是制作于该薄膜晶体管下面板上，该彩色滤光上面板包括：
一上玻璃基板；
一彩色滤光层，是制作于该上玻璃基板下表面，且该彩色滤光层包括一黑色矩阵，包围于该液晶显示面板的每一像素，并定义出各像素间的不透光区；以及
一透明电极层；其特征是：
一金属传导层，是制作于该彩色滤光层下表面，且该金属传导层的图案是位于该不透光区的正下方；以及
该透明电极层，是制作于该金属传导层下表面，并经由该金属传导层传导该透明电极层所需的共同电压。
所述的液晶显示面板，其特征是：该金属传导层的图案是完全被该黑色矩阵所遮蔽，以避免影响该液晶显示面板的透光率。
所述的液晶显示面板，其特征是：另包括一保护层形成于该彩色滤光层与该金属传导层之间，该保护层有一平坦下表面，藉以提供形成该金属传导层所需的一平坦表面。
所述的液晶显示面板，其特征是：该透明电极层是一氧化铟锡层。
所述的液晶显示面板，其特征是：该黑色矩阵是一铬层或是一有机层。
本发明还提供一种液晶显示面板的制作方法，其特征是包括以下步骤：
提供一薄膜晶体管下面板；
提供一上玻璃基板；
沉积一不透光层于该上玻璃基板下表面，并对该不透光层施以微影及蚀刻技术，藉以形成一黑色矩阵；
沉积像素层于该黑色矩阵的开口中；
沉积一保护层于该上玻璃基板、该黑色矩阵与该像素层的下表面；
沉积一金属层于该保护层的下表面，并对该金属层施以微影及蚀刻技术，藉以形成一金属传导层，且该金属传导层的图案是分布于该黑色矩阵的正下方；
沉积一透明导电层于该保护层与该金属传导层的下表面；以及
将该薄膜晶体管下面板组装于该透明导电层的下方，并注入液晶层于其中。
所述的液晶显示面板的制作方法，其特征是：该金属传导层与该黑色矩阵是使用同一道光罩分别定义，且在微影定义该金属传导层时，施以过度曝光，以使该金属传导层的线宽小于该黑色矩阵。
所述的液晶显示面板的制作方法，其特征是：该金属传导层与该黑色矩阵是使用同一道光罩分别定义，且在微影定义该金属传导层后，施以过度蚀刻，以使该金属传导层的线宽小于该黑色矩阵。
所述的液晶显示面板的制作方法，其特征是：沉积该保护层于该上玻璃基板、该黑色矩阵与该像素层的下表面后，施以一平坦化处理，以提供后续沉积该金属层所需的一平坦表面。
本发明的液晶显示面板包括一薄膜晶体管下面板与一彩色滤光上面板，一液晶层是夹于上下面板之间。其中，彩色滤光上面板包括一上玻璃基板、一彩色滤光层、一金属传导层与一透明电极层。
彩色滤光层是制作于上玻璃基板下表面，且包括一黑色矩阵，包围液晶显示面板的每一像素，藉以定义出各像素间的不透光区。
金属传导层是制作于彩色滤光层下表面，且金属传导层分布的图案是位于上述不透光区的正下方，以避免影响液晶显示面板的透光率。
透明电极层是制作于金属传导层下方，并经由金属传导层传导所需的共同电压。
上述金属传导层与黑色矩阵可以使用同一道光罩定义其位置。在形成金属传导层时，可以藉由适度的过度曝光，或是藉由适度的过度蚀刻，使金属传导层的线宽小于黑色矩阵。值得注意的是，在形成金属传导层的微影制程中，光罩必须确实对准黑色矩阵，以确保金属传导层完全位于不透光区之内。
本发明的优点在于：
本发明的液晶显示面板可以避免透明电极层不同位置的共同电压Vcom有明显的变异，藉以防止产生面板闪烁的现象。
关于本发明的优点与精神可以藉由以下的具体实施例并结合附图得到进一步的了解。
附图说明
图1是一习知液晶显示面板的示意图。
图2是一习知彩色滤光层的示意图。
图3是一习知透明电极层的示意图。
图4A与图4B是本发明液晶显示面板的示意图。
图5是以电路符号说明本发明透明电极层边缘位置的共同电压与中央位置共同电压的示意图。
具体实施方式
图4A与图4B是本发明液晶显示面板1的较佳实施例的示意图。图4A显示液晶显示面板1的剖面图，图4B则显示液晶显示面板1的底视图。
如图4A所示，液晶显示面板1包括一薄膜晶体管下面板10与一彩色滤光上面板30，一液晶层20是夹于上下面板10与30之间。
薄膜晶体管下面板10包括一下玻璃基板11，多个薄膜晶体管12是以阵列分布制作于下玻璃基板11的上表面，藉以控制液晶层20中的液晶分子转向。下电极层13覆盖于上述薄膜晶体管12上方，用以提供一像素电压Vp。
彩色滤光上面板30包括一上玻璃基板31、一彩色滤光层33、一金属传导层34与一透明电极层35，且彩色滤光层33、金属传导层34与透明电极层35是由上而下依序制作于上玻璃基板31的下表面。
彩色滤光层33包括一黑色矩阵331，制作于上述上玻璃基板31的下表面，定义该液晶显示面板1的每一像素，并形成各像素间的不透光区。同时，一像素层333填入上述黑色矩阵331的矩阵开口331a中，以形成液晶显示面板1不同颜色的像素。一保护层335是制作于上述上玻璃基板31、黑色矩阵3 31与像素层333的下表面。同时，提供一平坦表面335a，以作为后续制作金属传导层34与透明电极层35于上述保护层335下表面所需的一基准面。
如图4B所示的金属传导层34是制作于该彩色滤光层33下表面，且该金属传导层34是位于上述各像素间不透光区的下方，藉以避免对该液晶显示面板1的透光率产生不利的影响。
透明电极层35是制作于该金属传导层34的下表面，并经由该金属传导层34传导该透明电极层35所需的共同电压Vcom，同时，藉由像素电压Vp与共同电压Vcom的电位差，可以驱动液晶层20中的液晶分子。
由于透明电极层35的阻抗是远高于金属的阻抗(氧化铟锡是一常用的透明电极层材料，其阻抗约为40Ω/cm2。相较之下，金属的阻抗不到氧化铟锡的百分之一)，使得经由该金属传导层34传导该透明电极层35所需的共同电压Vcom可以减少电能的耗损，从而提供透明电极层35不同位置相同的共同电压值Vcom。
如图3所示，在习知技术中，共同电压Vcom是通过银胶点40输入透明电极层35，因此，在透明导电层35的中央位置，由于距离银胶点40的距离最长、阻抗过大，而导致该位置共同电压Vcom的降低最为明显。
在本发明中，共同电压Vcom亦是通过银胶点40输入透明电极层35，但，如图4A所示，金属传导层34是制作于透明导电层35上表面，而金属传导层34的阻抗是远小于透明导电层35的阻抗。因此，共同电压Vcom可以由透明导电层35的边缘位置，经由金属传导层34传递至透明导电层35的中央位置，藉以降低能量传递的耗损。
图5是以电路符号说明本发明透明电极层35边缘位置的共同电压V0与中央位置共同电压V1的关系。共同电压V0可视为与银胶点40处的共同电压Vcom相等。而在透明电极层35的边缘位置与中央位置间，可视为并联有一金属传导层34电阻Rm与一透明电极层35电阻Rito，因此，共同电压Vcom由透明电极层35的边缘位置传递至中央位置，所受到的阻抗为1/(1/Rm+1/Rito)，其中金属传导层34电阻Rm远小于透明电极层35电阻Rito。藉此，可以推知，透明电极层35中央位置的共同电压V1近似于银胶点37处的共同电压Vcom。
为了避免上述金属传导层34对液晶显示面板1的透光率产生不利的影响，如下所述，是液晶显示面板1制造方法一较佳实施例。
首先，提供一薄膜晶体管下面板10。
于一上玻璃基板31的下表面全面形成一不透光层，并对上述不透光层施以微影及蚀刻技术，以形成一黑色矩阵331。随后，于黑色矩阵331的开口331a中，形成像素层333，并形成一保护层335于上述上玻璃基板31、黑色矩阵331与像素层333的下表面，并施以一平坦化处理，以提供后续沉积金属层所需的一平坦面。
于保护层335的下表面形成一金属层，并对该金属层施以微影及蚀刻技术，以形成一金属传导层34，且金属传导层34的图案是分布于该黑色矩阵331的正下方。随后，全面形成一透明导电层35于保护层335与金属传导层34的下表面。
最后，将薄膜晶体管下面板10组装于上述透明导电层35的下方，并注入液晶层20于其中。
值得注意的是，在较佳实施例中，金属传导层34与黑色矩阵331可以使用同一道光罩定义其位置，以形成一矩阵分布的金属传导层34。而在微影定义该金属传导层34时，可以藉由控制曝光能量与时间，提供适度的过度曝光，以使该金属传导层34的线宽小于该黑色矩阵331。此外，亦可以藉由控制蚀刻时间、电浆能量等蚀刻参数，施以适度的过度蚀刻，使该金属传导层34的线宽小于该黑色矩阵331。值得注意的是，在形成该金属传导层34的制程中，该光罩必须确实对准该黑色矩阵331，以确保该金属传导层34完全位于不透光区之内。
然而，为了避免过度曝光与过度蚀刻的控制所遭遇的困难，可以使用一额外的光罩，用以定义该金属传导层34。且该光罩上的图案可以根据定义黑色矩阵331的光罩图案，进行适度的调整，以确保该金属传导层34是完全位于不透光区之内。
上述透明电极层35一较佳的选择是利用氧化铟锡(ITO)作为镀层材料，而黑色矩阵331可以利用铬或是有机材料作为镀层的材料。
以上所述是利用较佳实施例详细说明本发明，而非限制本发明的范围，而且熟知此类技艺人士皆能明了，适当而作些微的改变及调整，仍将不失本发明的要义所在，亦不脱离本发明的精神和范围。
Claims (9)
1、一种液晶显示面板，包括：
一薄膜晶体管下面板；以及
一彩色滤光上面板，是制作于该薄膜晶体管下面板上，该彩色滤光上面板包括：
一上玻璃基板；
一彩色滤光层，是制作于该上玻璃基板下表面，且该彩色滤光层包括一黑色矩阵，包围于该液晶显示面板的每一像素，并定义出各像素间的不透光区；以及
一透明电极层；其特征是：
一金属传导层，是制作于该彩色滤光层下表面，且该金属传导层的图案是位于该不透光区的正下方；以及
该透明电极层，是制作于该金属传导层下表面，并经由该金属传导层传导该透明电极层所需的共同电压。
2、根据权利要求1所述的液晶显示面板，其特征是：该金属传导层的图案是完全被该黑色矩阵所遮蔽，以避免影响该液晶显示面板的透光率。
3、根据权利要求1所述的液晶显示面板，其特征是：另包括一保护层形成于该彩色滤光层与该金属传导层之间，该保护层有一平坦下表面，藉以提供形成该金属传导层所需的一平坦表面。
4、根据权利要求1所述的液晶显示面板，其特征是：该透明电极层是一氧化铟锡层。
5、根据权利要求1所述的液晶显示面板，其特征是：该黑色矩阵是一铬层或是一有机层。
6、一种液晶显示面板的制作方法，其特征是包括以下步骤：
提供一薄膜晶体管下面板；
提供一上玻璃基板；
沉积一不透光层于该上玻璃基板下表面，并对该不透光层施以微影及蚀刻技术，藉以形成一黑色矩阵；
沉积像素层于该黑色矩阵的开口中；
沉积一保护层于该上玻璃基板、该黑色矩阵与该像素层的下表面；
沉积一金属层于该保护层的下表面，并对该金属层施以微影及蚀刻技术，藉以形成一金属传导层，且该金属传导层的图案是分布于该黑色矩阵的正下方；
沉积一透明导电层于该保护层与该金属传导层的下表面；以及
将该薄膜晶体管下面板组装于该透明导电层的下方，并注入液晶层于其中。
7、根据权利要求6所述的液晶显示面板的制作方法，其特征是：该金属传导层与该黑色矩阵是使用同一道光罩分别定义，且在微影定义该金属传导层时，施以过度曝光，以使该金属传导层的线宽小于该黑色矩阵。
8、根据权利要求6所述的液晶显示面板的制作方法，其特征是：该金属传导层与该黑色矩阵是使用同一道光罩分别定义，且在微影定义该金属传导层后，施以过度蚀刻，以使该金属传导层的线宽小于该黑色矩阵。
9、根据权利要求6所述的液晶显示面板的制作方法，其特征是：沉积该保护层于该上玻璃基板、该黑色矩阵与该像素层的下表面后，施以一平坦化处理，以提供后续沉积该金属层所需的一平坦表面。
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