CN1632666A - 液晶显示面板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种液晶显示面板，包括一阵列基板、一介电层设置于阵列基板上、一彩色滤光片基板，以及一液晶分子层。彩色滤光片基板具有多个蓝色象素区、绿色象素区与红色象素区。介电层于蓝色象素区、绿色象素区与红色象素区具有不同厚度，由此使液晶分子层于蓝色象素区具有一第一厚度，于绿色象素区具有一第二厚度，于红色象素区具有一第三厚度，且第一厚度小于第二厚度，第二厚度小于第三厚度。

Description

液晶显示面板及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种液晶显示面板及其制造方法，尤其涉及一种于不同象素区具有不同液晶间隙的液晶显示面板及其制造方法。

背景技术

液晶显示器由于具有轻薄短小、低辐射与低耗电等特性，已取代传统阴极射线管显示器成为显示器市场的主流产品。一般说来，液晶显示面板主要包括一阵列基板、一彩色滤光片基板，以及填充于阵列基板与彩色滤光片基板之间的液晶分子层。阵列基板包括多个呈阵列排列的象素，且每一象素是利用多条平行的扫描线以及多条与扫描线垂直的平行数据线定义而成，并以薄膜晶体管作为开关元件，利用一象素电极驱动各象素上方的液晶分子作不同程度的旋转以调整各象素的亮度，同时通过彩色滤光片基板上与各象素对应设置的红色、绿色与蓝色滤光片使各象素产生不同亮度的红色、绿色与蓝色光线，进而输出高画质的彩色影像。另外，由于液晶显示面板本身无法主动发光，因此依照其光源的不同主要可区分为穿透式液晶显示面板、反射式液晶显示面板与半穿透半反射式液晶显示面板。

请参考图1，图1为现有一液晶显示面板10的示意图，其中为方便说明，图1中仅显示出一红色象素区、一绿色象素区与一蓝色象素区。如图1所示，液晶显示面板10主要包括一阵列基板12、一彩色滤光片基板14与一液晶分子层16，其填充于阵列基板12与彩色滤光片基板14之间。彩色滤光片基板14可区分为多个红色象素区18、多个绿色象素区20与多个蓝色象素区22，且阵列基板12在各红色象素区18、各绿色象素区20与各蓝色象素区22均分别包括一薄膜晶体管24，以及一透明导电层26，其与薄膜晶体管24的漏极28电连接，作为象素电极之用。另一方面，彩色滤光片基板14则包括多个红色滤光片30、多个绿色滤光片32与多个蓝色滤光片34，分别设置于相对应的红色象素区18、绿色象素区20与蓝色象素区22，用以提供彩色的显示画面。除此之外，阵列基板12的背面还包括一背光模块(未示出)，用以提供液晶显示面板10所需的光源。

由于不同波长的光线(红光、绿光与蓝光)穿越液晶分子层16的液晶分子时会产生不同的相位差，因此会造成颜色偏差的问题。而针对红光、绿光与蓝光的相位差不同的问题，现有液晶显示面板10是利用改变红色滤光片30、绿色滤光片32与蓝光滤光片34的厚度方式来改变液晶间隙，进而调整相位差。如图1所示，红色滤光片30的厚度最薄、绿色滤光片32的厚度次之，而蓝色滤光片34的厚度最厚，由此解决液晶显示面板10的色偏问题。然而，利用调整彩色滤光片厚度的作法会增加液晶显示面板的制造成本，同时会造成彩色滤光片本身良率与均匀性下降。

有鉴于此，申请人根据此缺点及多年从事制造液晶显示面板的相关经验，悉心观察且研究而提出改良的本发明，以解决液晶显示面板的色偏问题。

发明内容

因此，本发明的主要目的在于提供一种液晶显示面板及其制造方法，以改良现有技术的缺点。

根据本发明的权利要求，提供了一种液晶显示面板。上述液晶显示面板包括一阵列基板、一介电层设置于阵列基板上、一彩色滤光片基板平行设置于阵列基板上方，以及一液晶分子层设置于阵列基板与彩色滤光片基板之间。彩色滤光片基板包括多个红色象素区、多个绿色象素区与多个蓝色象素区，介电层对应于蓝色象素区、绿色象素区与红色象素区具有不同厚度，由此使液晶分子层于蓝色象素区具有一第一厚度，于绿色象素区具有一第二厚度，于红色象素区具有一第三厚度，且第一厚度小于第二厚度，第二厚度小于第三厚度。

本发明还提供了一种制造液晶显示面板的方法。首先，提供一阵列基板，接着提供一彩色滤光片基板，该彩色滤光片基板包括多个红色象素区、多个绿色象素区与多个蓝色象素区，阵列基板上对应各红色象素区、各绿色象素区与各蓝色象素区均分别包括一反射区与一穿透区。随后于该阵列基板之上形成一光感应介电层，再图案化该光感应介电层使得该反射区内的光感应介电层具有一凹凸结构，并使位于各红色象素区、各绿色象素区与各蓝色象素区的该穿透区的该光感应介电层的厚度不同。接着接合该阵列基板与该彩色滤光片基板。最后提供一液晶分子层于该阵列基板以及该彩色滤光片之间，且该液晶分子层于该些蓝色象素区具有一第一厚度，于该些绿色象素区具有一第二厚度，于该些红色象素区具有一第三厚度，且该第一厚度小于该第二厚度，该第二厚度小于该第三厚度。此外，提供液晶分子层的步骤可在接合该阵列基板与该彩色滤光片基板之前，即为ODF技术。

本发明是利用调整介电层的厚度的作法，使液晶分子层于红色象素区、绿色象素区与蓝色象素区的穿透区具有不同的厚度，藉以达成调整相位差的功用。

为使本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一优选实施例，并配合附图，作详细说明如下。然而如下的优选实施例与附图仅供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1为现有液晶显示面板的示意图；

图2为本发明一优选实施例的半穿透半反射式液晶显示面板的示意图；

图3至图8为本发明制造半穿透半反射式液晶显示面板的示意图。

具体实施方式

请参考图2，图2为本发明一优选实施例的半穿透半反射式液晶显示面板50的示意图，其中为方便说明，图2中仅显示出一红色象素区、一绿色象素区与一蓝色象素区。如图2所示，半穿透半反射式液晶显示面板50主要包括一阵列基板52、一彩色滤光片基板54与一液晶分子层56，其填充于阵列基板52与彩色滤光片基板54之间。彩色滤光片基板54可区分为多个红色象素区58、多个绿色象素区60与多个蓝色象素区62，且阵列基板52对应各红色象素区58又可进一步区分为一反射区581与一穿透区582、各绿色象素区60又可进一步区分为一反射区601与一穿透区602，而各蓝色象素区62又可进一步区分为一反射区621与一穿透区622。此外，阵列基板52包括多个薄膜晶体管64，分别设置于各红色象素区58的反射区581、各绿色象素区60的反射区601与各蓝色象素区62的反射区621内。另外，彩色滤光片基板54相对于阵列基板52的表面则包括多个红色滤光片66、多个绿色滤光片68与多个蓝色滤光片70，分别设置于各红色象素区58、各绿色象素区60与各蓝色象素区62，红色滤光片66、绿色滤光片68与蓝色滤光片70的厚度相同，同时是利用一黑色矩阵72加以隔离，以减少漏光现象。

除此之外，半穿透半反射式液晶显示面板50包括一介电层74，覆盖于阵列基板52的表面，且位于反射区581、601与621中的介电层74具有一凹凸结构76，用以散射外界光源，而位于穿透区582、602与622中的介电层74则分别具有不同的厚度。如此一来，位于各红色象素区58的穿透区582中的液晶分子层56具有一第三厚度、位于各绿色象素区60的穿透区602的液晶分子层56具有一第二厚度，而位于各蓝色象素区62的穿透区622的液晶分子层56则具有一第一厚度，且第一厚度小于第二厚度，第二厚度小于第三厚度。另外，半穿透半反射式液晶显示面板50还包括一透明导电层78，位于介电层74的表面，且透明导电层78是利用多个接触孔80，分别与各薄膜晶体管64的漏极82电连接，以发挥象素电极的功用。此外，位于反射区581、601与621的透明导电层78的表面设置有一反射层84，作为反射电极之用。另外，于本实施例中薄膜晶体管64为一底栅结构(bottomgate)薄膜晶体管，然而本发明的应用并不限于此，因此薄膜晶体管64可视需要使用各种结构的薄膜晶体管，例如顶栅结构(top gate)的薄膜晶体管，作为开关元件之用。

如前所述，由于不同波长的光线穿越液晶分子时会产生不同的相位差，因此必须利用调整液晶间隙来调整不同波长的光线的相位差，而本发明半穿透半反射式液晶显示面板50是利用调整介电层74的厚度的作法，使液晶分子层56于红色象素区58、绿色象素区60与蓝色象素区62的穿透区582、602与622分别具有不同的第三厚度、第二厚度与第一厚度，藉以达到调整相位差的功用，其中于本实施例中，第一厚度约为2.7微米(μm)至4.7微米，且第一厚度以3.7微米为较佳，第二厚度约为3.2微米至5.2微米，且第二厚度以4.2微米为较佳，第三厚度约为3.5微米至5.5微米，且第三厚度以4.5微米为较佳。另外值得注意的是，介电层74于红色象素区58、绿色象素区60与蓝色象素区62的厚度可根据背光源的种类与彩色滤光片的种类作最适当的调整。另外，本发明的优点在于利用调整红色象素区58、绿色象素区60与蓝色象素区62的介电层74厚度的作法不需要增加额外的曝光及显影工艺，而是整合于形成红色象素区58、绿色象素区60与蓝色象素区62的反射区581、601与621的凹凸结构76的工艺中，因此不致造成制造成本增加。

请参考图3至图8，图3至图8为本发明制造半穿透半反射式液晶显示面板50的示意图，其中为显示本发明的特点图中仅示出一红色象素区、一绿色象素区与一蓝色象素区，且图3至图8与图2中相同的元件使用相同的附图标记。如图3所示，提供一阵列基板52，以及一彩色滤光片基板54，如图8所示，彩色滤光片基板54具有多个红色象素区、绿色象素区与蓝色象素区。阵列基板52包括多个薄膜晶体管64，分别设置于各红色象素区58、各绿色象素区60与各蓝色象素区62的反射区581、601与621，且各红色象素区58、各绿色象素区60与各蓝色象素区62分别包括一穿透区582、602与622。如图4所示，接着于阵列基板52的表面形成一介电层74，其中介电层74为一光感应介电层，因此可直接利用曝光及显影工艺形成所需的图案。随后进行一第一曝光及显影工艺，在位于反射区581、601与621的介电层74的表面形成凹凸图案75，并同时缩减位于穿透区582、602与622的介电层74的厚度。

如图5所示，随后进行一第二曝光及显影工艺，进一步于反射区581、601与621的介电层74的表面形成凹凸结构76，同时缩减位于穿透区582与602的介电层74的厚度。如图6所示，进行一第三曝光及显影工艺，于各薄膜晶体管64上方的介电层74中形成多个对应于漏极82的接触孔80，并再缩减位于穿透区582的介电层74的厚度。如此一来，介电层74于红色象素区58的穿透区582、绿色象素区60的穿透区602与蓝色象素区62与穿透区622即具有不同的厚度。接着再进行一烘烤工艺，以确保凹凸结构76的回流效果(reflow)。其中反射区581、601与621的介电层74表面的凹凸结构76的作用在于增加对于外界光源的散射效果，而本实施例是先利用第一曝光及显影工艺先于介电层74的表面形成凹凸图案75，再利用第二曝光及显影工艺形成凹凸结构76，由此后续堆叠于凹凸结构76上的反射层(未示出)可达到较佳的散射效果。

如图7所示，接着于介电层74的表面形成一透明导电层78，例如氧化铟锡层。透明导电层78利用接触孔80与各薄膜晶体管64的漏极82电连接，以作为象素电极之用。随后，再在位于各反射区581、601与621的透明导电层78的表面形成一反射层84，例如一铝金属层。反射层84透过透明导电层78与各薄膜晶体管64的漏极82电连接，以作为反射电极之用，同时由于位于反射区581、601与621的介电层74的表面具有凹凸结构76，因此堆叠于介电层74上的反射层84也具有凹凸表面，故可发挥散射效果。

最后如图8所示，提供彩色滤光片基板54，其包括多个红色滤光片66、多个绿光滤光片68与多个蓝色滤光片70，分别设置于对应于红色象素区58、绿色象素区60与蓝色象素区62的位置。红色滤光片66、绿色滤光片68与蓝色滤光片70的厚度相等，且是利用黑色矩阵72加以隔离。最后将彩色滤光片基板54与阵列基板52接合，并于彩色滤光片基板54与阵列基板52之间填入液晶分子层56，如此一来，通过介电层74的不同厚度，液晶分子层56于红色象素区58、绿色象素区60与蓝色象素区62即分别具有第三厚度、第二厚度与第一厚度。值得注意的是液晶分子层56的制造并不限于采取上述液晶填充方式，而亦可利用液晶滴下方式(one drop fill，ODF)形成。换言之，若利用液晶滴下方式制造，则液晶分子层56是于彩色滤光片基板54与阵列基板52接合之前即形成于阵列基板56上。

在上述本发明的优选实施例中，蓝色象素区62的介电层74的厚度是于第一曝光及显影工艺后形成，绿色象素区60的介电层74的厚度是于第二曝光及显影工艺后形成，而红色象素区52的介电层74的厚度是于第三曝光及显影工艺后形成，然而本发明的方法并不限于此。举例来说，蓝色象素区62的介电层74的厚度可为介电层74的初始厚度，绿色象素区60的介电层74的厚度可于第一曝光及显影工艺后形成，而红色象素区52的介电层74的厚度可于第二曝光及显影工艺后形成。此外，若凹凸结构76仅需利用一次曝光及显影工艺即可达到所需的散射效果，调整介电层74的厚度的步骤亦可仅利用二次曝光及显影工艺即可达成。

本发明的半穿透半反射式液晶显示面板是利用调整介电层的厚度的作法，使液晶分子层于红色象素区、绿色象素区与蓝色象素区的穿透区具有不同的间隙，而达到调整红光、绿光与蓝光相位差的功用。另外，由于半穿透半反射式液晶显示面板的反射区设置有凹凸结构，因此本发明在不增加额外工艺的前提下即可调整液晶间隙。然而值得注意的是本发明的特点在于利用改变阵列基板的介电层厚度达到调整液晶间隙的作用，因此并不仅局限于制造半穿透半反射式液晶显示面板，而也可应用于反射式液晶显示面板与穿透式液晶显示面板等。

相对于现有技术，本发明是利用改变阵列基板的介电层厚度的作法，达到调整液晶间隙的作用，有别于现有技术利用改变彩色滤光片厚度的作法。同时由于改变红色象素区、绿色象素区与蓝色象素区的介电层厚度的步骤可与形成凹凸结构以及接触孔的工艺整合，因此不需增加额外工艺，可有效降低制造成本并确保良率。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种液晶显示面板，包括：

一阵列基板；

一彩色滤光片基板，其包括多个红色象素区、多个绿色象素区与多个蓝色象素区，平行设置于该阵列基板上；

一介电层，设置于该阵列基板上，该介电层对应该蓝色象素区、该绿色象素区与该红色象素区具有不同的厚度；以及

一液晶分子层，设置于该阵列基板以及该彩色滤光片基板之间。

2.如权利要求1所述的液晶显示面板，其中该液晶分子层于该些蓝色象素区具有一第一厚度，于该些绿色象素区具有一第二厚度，于该些红色象素区具有一第三厚度，且该第一厚度小于该第二厚度，该第二厚度小于该第三厚度。

3.如权利要求2所述的液晶显示面板，其中该第一厚度约为2.7微米至4.7微米。

4.如权利要求3所述的液晶显示面板，其中该第一厚度约为3.7微米。

5.如权利要求2所述的液晶显示面板，其中该第二厚度约为3.2微米至5.2微米。

6.如权利要求5所述的液晶显示面板，其中该第二厚度约为4.2微米。

7.如权利要求2所述的液晶显示面板，其中该第三厚度约为3.5微米至5.5微米。

8.如权利要求7所述的液晶显示面板，其中该第三厚度约为4.5微米。

9.如权利要求2所述的液晶显示面板，其中各该红色象素区、各该绿色象素区与各该蓝色象素区均包括一穿透区与一反射区，且位于各该蓝色象素区的该穿透区的该液晶分子层的厚度为该第一厚度，位于各该绿色象素区的该穿透区的该液晶分子层的厚度为该第二厚度，且位于各该红色象素区的该穿透区的该液晶分子层的厚度为该第三厚度。

10.如权利要求1所述的液晶显示面板，还包括一透明导电层与一反射层，该透明导电层设置于各该红色象素区、各该绿色象素区与各该蓝色象素区内的该介电层上，并利用多个接触孔分别与一薄膜晶体管的漏极电连接，该反射层设置于各该红色象素区、各该绿色象素区与各该蓝色象素区的该反射区内的该透明导电层上。

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