CN1687827A - 显示面板与其中的彩色滤光基板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种显示面板包括一第一基板、一第二基板与多个间隔柱体。第一基板的下表面具有一遮光图案层，且遮光图案层具有多个预设槽孔。第二基板设置于第一基板下方并相距一预定间距。多个间隔柱体的第一端分别埋设于该些预设槽孔中，而多个间隔柱体的第二端向下延伸，顶触第二基板，以维持该预定间距。

Description

显示面板与其中的彩色滤光基板及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种显示面板，特别是涉及一种由二片基板所对组而成的显示面板。本发明还涉及彩色滤光基板及其制造方法。

背景技术

请参照图1A，其为一现有液晶显示面板侧剖面视图。液晶显示面板10由第一基板11与第二基板12对组而成，第一基板11与第二基板12之间注入有液晶材料13，其中包含有许多液晶分子。

第一基板11通常为一彩色滤光基板，其中，在基材111下表面形成有彩色滤光层112，包括有多个红色滤光单元112R、多个绿色滤光单元112G以及多个蓝色滤光单元112B，三者是以阵列排列的方式平均地分布在基材111下。

第二基板12通常为一像素电极基板，在红色滤光单元112R、绿色滤光单元112G和蓝色滤光单元112B的正下方，各有一像素电极122形成于基材121上。其中，一个像素电极122与一个滤光单元(112R、112G或112B)所对应的区域通常被称为一个“次像素(sub-pixel)”。

在每一次像素中，像素电极122可提供适当的电位，以调控其上方液晶分子的旋转角度，藉此调控来自第二基板12下方的一背光源14的光线穿透率。如此一来，各个次像素可因不同的光线穿透率而提供一具有灰阶的画面。透过彩色滤光层112的滤光作用，则液晶显示面板10可提供具有色彩的画面。

如图1A所示，第一基板11与第二基板12之间是利用间隔柱体16，来使得二者维持一预定间距，间隔柱体16通常是设置在一遮光图案层(blackmatrix)113的下方。而图1B则显示另一类似的现有技术，其中各元件皆与上述图1A所示的现有技术相同，仅其中的间隔柱体16的设置位置稍有不同，此种做法中，是将间隔柱体16形成在彩色滤光层112下表面，而非如图1A现有技术直接将间隔柱体16形成在遮光图案层113下表面，然而，仍然相同的是图1B的间隔柱体16仍然位于遮光图案层113下方的范围内。另，图1A及1B所述的现有结构还包括有一共同电极(图中未示)，其形成于彩色滤光层112与遮光图案层113下。

遮光图案层113是用来间隔红色滤光单元112R、绿色滤光单元112G与蓝色滤光单元112B。遮光图案层113不透光，将各个次像素区隔开来，因此可使得每一个次像素呈现更精确的色彩，而避免其间漏光现象。若自第一基板11上方正视液晶显示面板10，则遮光图案层113所在位置是为无效显示区域，而真正的有效显示区域则为不具有遮光图案层113的位置。

正是因为遮光图案层113所在位置是无效显示区，因此，在现有技术中，通常会将间隔柱体16设置在遮光图案层113的下方，以避免间隔柱体16影响有效显示区的光学与影像显示效果。

然而，如图1A及1B所示，间隔柱体16可能形成在彩色滤光层112表面或是遮光图案层113表面，当彩色滤光层112或是遮光图案层113厚度制作产生高低落差，则造成间隔柱体16产生高度不均匀的现象，影响间隔柱体16的弹性变形。间隔柱体16的主要功用在于维持第一基板11与第二基板12之间的该预定间距，因此其承受的应力主要是来自与第一基板11(或第二基板12)垂直的应力。

如此一来，不但可能使得部分的间隔柱体16失去其原本应有的功能(维持该预定间距)，而且可能会影响到有效显示区的光学与影像显示效果。因此，如何改善现有技术所具有的缺点，是为本发明的主要发展方向。

发明内容

本发明的主要目的是在于提供间隔柱体更大的高度，使之有更大的弹性力，以减少第一基板与第二基板之间的间距变异。

本发明的另一目的是使间隔柱体在工艺中更容易控制其厚度及均匀性。

本发明的另一目的是在于增加间隔柱体抗较大应力的能力与间隔柱体的稳固性，并减低对组位移的缺点。

本发明的再一目的是在于改善现有技术中第一基板与第二基板之间的间距不均的缺点。

本发明的再一目的是在遮光区域中制作间隔柱体，以提高开口率。

本发明提供了一种显示面板及其中的像素电极基板与彩色滤光基板的制作方法。其中，显示面板至少包括一第一基板、一第二基板以及多个间隔柱体；第一基板可为彩色滤光基板。第一基板下表面具有一遮光图案层(blackmatrix)，且遮光图案层具有多个预设槽孔。第二基板设置于第一基板下方并相距一预定间距。间隔柱体的第一端是埋设于预设槽孔中，而间隔柱体的第二端是向下延伸，以顶触第二基板，藉此可维持该预定间距。

在第一基板中，遮光图案层将基材区分为多个透光区域和多个预设槽孔。当遮光图案层形成后，一彩色滤光层形成在基材下表面，其至少形成于该些透光区域中。

第一基板还具有一共同电极层，形成于彩色滤光层与遮光图案层下。当共同电极层形成后，则形成间隔柱体于预设槽孔中。

本发明所提供的各种实施例之中，对所提供的显示面板、第一基板与第二基板各自的细部元件的功能与制作方法说明，并针对用以维持该预定间距的间隔柱体的设置方式与位置，提供了多种不同的实施方式。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1A为一现有液晶显示面板侧剖面视图；

图1B为另一现有液晶显示面板侧剖面视图；

图2A为本发明显示面板侧剖面视图；

图2B为本发明另一实施例侧剖面视图；

图2C为本发明另一实施例侧剖面视图；

图3为图2A的第二基板上视图；

图4为本发明一实施例显示面板上视图；

图5为本发明另一实施例显示面板上视图；

图6为本发明另一实施例显示面板上视图；

图7为本发明另一实施例显示面板上视图；

图8为本发明另一实施例显示面板上视图；以及

图9为本发明另一实施例显示面板上视图。

简单符号说明

液晶显示面板10              第一基板11、21

基材111、121、211、221      彩色滤光层112、212

红色滤光单元112R、212R        绿色滤光单元112G、212G

蓝色滤光单元112B、212B        遮光图案层113、213

第二基板12、22                像素电极122、222

液晶材料13、213               背光源14、24

间隔柱体16、26、26a、26b      显示面板20

槽壁216                       透光区域217

预设槽孔218                   共同电极层219

信号线224                     扫描线226

薄膜晶体管227                 液晶材料23

栅极G                         源极S

漏极D

具体实施方式

请参照图2A，图2A为本发明显示面板侧剖面视图。显示面板20至少包括一第一基板21、一第二基板22以及多个间隔柱体26。第一基板21下表面具有一遮光图案层213，且遮光图案层213具有多个预设槽孔218。第二基板22设置于第一基板21下方并相距一预定间距。每一间隔柱体26的第一端埋设于预设槽孔218中，而间隔柱体26的第二端向下延伸，顶触第二基板22，以维持该预定间距。实施上，间隔柱体26可为光致抗蚀剂材料。第一基板21与第二基板22之间注入有液晶材料23，其中包含有许多液晶分子。

第一基板21可为一彩色滤光基板。其中，遮光图案层213将基材211区分为多个透光区域217和多个预设槽孔218。当遮光图案层213形成后，一彩色滤光层212形成在基材211下表面，其至少形成于该些透光区域217中。

彩色滤光层212包括有多个红色滤光单元212R、多个绿色滤光单元212G以及多个蓝色滤光单元212B，三者是以阵列排列的方式平均地分布在基材211下。

第一基板21更具有一共同电极层219，形成于彩色滤光层212与露出部分的遮光图案层213表面，如图2A所示，共同电极层219覆盖彩色滤光层212与部分遮光图案层213的表面。共同电极层219以透光且可导电的材料制作，例如铟锡氧化物(ITO)，其用以提供一共同电位。

当共同电极层219已形成后，则形成间隔柱体26于预设槽孔218中，间隔柱体26的一第一端埋设于预设槽孔218中。因此在预设槽孔218中，共同电极层219是介于遮光图案层213与间隔柱体26之间。

第二基板22可为一像素电极基板，在红色滤光单元212R、绿色滤光单元212G和蓝色滤光单元212B的正下方，各有一像素电极222形成于基材221上。以下则将一个像素电极222与一个滤光单元(212R、212G或212B)所对应的区域定义为一“次像素”。

请参照图3，图3为图2A的第二基板上视图。在基材221之上，形成有多条信号线224与多条扫描线226，其相互交织出多个方格，每一方格中具有一薄膜晶体管227。每一薄膜晶体管227的栅极G电连接于其中一扫描线226，而源极S电连接于其中一信号线224。一保护层223形成于基材221之上，用以将上述该些薄膜晶体管227覆盖，图三所示的多个像素电极222形成于保护层223之上。每一像素电极222经由每一漏极D上方的通孔(通孔是贯穿保护层223)，与相对应的漏极D电连接。通过信号线224与扫描线226所输入的电性信号的配合，则可控制像素电极222在适当时机产生合适的电位。

回到图2A，通过第一基板21的共同电极219所提供的共同电位，与第二基板22的每一像素电极222个别的电位，则可在每一次像素中产生所需的电位差，藉此可调控液晶分子的旋转角度，来自第二基板22下方的一背光源24的光线穿透率因此得以控制。如此一来，各个次像素可因不同的光线穿透率而提供一具有灰阶的画面。透过彩色滤光层212的滤光作用，则显示面板20可提供具有色彩的画面。

如图2A所示，第一基板21与第二基板22之间是利用间隔柱体26，来使得二者维持一预定间距。该预定间距大体上是介于2.5微米至4.5微米。本发明中，间隔柱体26是设置在对应于遮光图案层213的下方位置。遮光图案层213是将个别的红色滤光单元212R、绿色滤光单元212G与蓝色滤光单元212B间隔开来，使得每一个次像素呈现更精确的色彩，避免次像素之间的漏光现象。

再配合图3，每一次像素中有效显示区的形状大体上是等同于一像素电极222，因此，图2A所示第一基板21的遮光图案层213可设置在无效显示区的信号线224、扫描线226与部分的薄膜晶体管227的正上方。

在遮光图案层213中，多个预设槽孔218是预先被设置，预设槽孔218是在定义遮光图案层213时，即与该些透光区域217一同被定义出来。本发明将间隔柱体26设置于预设槽孔218之中，在本发明的各种实施例之中，预设槽孔218的深度大体上是介于0.1微米至2微米。此与遮光图案层213的材料选用有关，在一实施例中，遮光图案层213选用光致抗蚀剂材料，如树脂(Resin)，则预设槽孔218深度约介于1微米至2微米。若遮光图案层213选用较传统的金属材料，则预设槽孔218的深度约介于0.1微米至0.2微米。

在此，可将本发明与图1所示的现有技术进行比较，在图1现有技术的显示面板10与图2本发明显示面板20具有相同的间隙(第一基板11或21与第二基板12或22的间距)的情况下，本发明通过预设槽孔218的设置，使得本发明的间隔柱体26可具有比现有间隔柱体16有着更高的高度，因此，本发明的间隔柱体26可提供更佳的弹性。

除此之外，本发明将间隔柱体26的第一端埋设于预设槽孔218之中，改善了现有技术的间隔柱体16所具有的高低落差问题；第一基板11与第二基板12间的间距差异缺点，亦已在本发明中得到改善。如图2A所示，间隔柱体26的该第一端是埋设于预设槽孔218之中，预设槽孔218具有至少二槽壁216，间隔柱体26的第一端是至少受槽壁216挟持。如此一来，第一基板21与间隔柱体26之间是可以承受较现有技术更大的应力(特别是平行于第一基板21平面的应力)。

再参照图2B，图2B显示本发明另一实施例侧剖面视图。相较于图2A的实施例，图2B实施例中是使得部分的间隔柱体26超出预设槽孔218的范围，而跨设在遮光图案层213上，此实施例中，间隔柱体26的第一端仍然埋设于预设槽孔218中。另可再参照图2C，图2C亦为本发明另一实施例侧剖面视图。相较于图2A与图2B，图2C实施例中是绘示另外二种可能的间隔柱体形式，间隔柱体26a为一柱体宽度较该预设槽孔218小的间隔柱，而间隔柱体26b则为一制作时因位移误差而造成轻微位移的间隔柱。同样的，此实施例中的二种间隔柱体26a，26b的第一端仍然埋设于预设槽孔218中。

请参照图4，图4是为本发明一实施例显示面板上视图。其中，遮光图案层213是大体上(需要去掉吗？)设置于信号线224与薄膜晶体管227的正上方。预设槽孔218由上视图来看是为一长条状，而间隔柱体26的第一端是设置于其中，其第二端是向下延伸，而顶触第二基板22。此实施例中，间隔柱体26的第一端是受二槽壁216所挟持。间隔柱体26是以三个结合面以结合于第一基板21中。

请参照图5，图5是为本发明另一实施例显示面板上视图。其中，遮光图案层213是大体上设置于信号线224、扫描线226与薄膜晶体管227的正上方。预设槽孔218由上视图是为一长条状，位于信号线224正上方，而间隔柱体26的第一端是设置于其中，其第二端是向下延伸，而顶触第二基板22。此实施例中，间隔柱体26的第一端是受二槽壁216所挟持。间隔柱体26是以三个结合面以结合于第一基板21中。

请参照图6，图6是为本发明另一实施例显示面板上视图。其中，遮光图案层213是大体上设置于信号线224、扫描线226与薄膜晶体管227的正上方。此实施例中，预设槽孔218是设置在每一次像素周围的二相对的信号线224的正上方。预设槽孔218的形状大体上与间隔柱体26的第一端相符合，换句话说，间隔柱体26的第一端是被槽壁216所包覆。间隔柱体26是以五个结合面以结合于第一基板21中。

请参照图7，图7为本发明另一实施例显示面板上视图。其中，遮光图案层213是大体上设置于扫描线226与薄膜晶体管227的正上方。预设槽孔218由上视图是为一长条状，位于扫描线226正上方的范围内；而间隔柱体26的第一端设置于其中，其第二端向下延伸，而顶触第二基板22。此实施例中，间隔柱体26的第一端受二槽壁216所挟持。间隔柱体26是以三个结合面以结合于第一基板21中。

请参照图8，图8为本发明另一实施例显示面板上视图。其中，遮光图案层213是大体上设置于信号线224、扫描线226与薄膜晶体管227的正上方。预设槽孔218由上视图来看为一长条状，位于扫描线226正上方的范围内，而间隔柱体26的第一端是设置于其中，其第二端是向下延伸，而顶触第二基板22。此实施例中，间隔柱体26的第一端是受二槽壁216所挟持。间隔柱体26是以三个结合面以结合于第一基板21中。

请参照图9，图9为本发明另一实施例显示面板上视图。其中，遮光图案层213是大体上设置于信号线224、扫描线226与薄膜晶体管227的正上方。此实施例中，预设槽孔218是设置在每一次像素周围的两相对的扫描线226的正上方。预设槽孔218的形状大体上与间隔柱体26的第一端相符合，换句话说，间隔柱体26的第一端是被槽壁216所包覆。间隔柱体26是以五个结合面以结合于第一基板21中。

综合以上所述，本发明是提供了一种显示面板及其中像素电极基板与彩色滤光基板的制作方法。本发明可更可靠地使得显示面板的各个位置皆具有相同的间隙，换句话说，第一基板与第二基板的间距大体上皆可等于该预定间距，因此可确实改善现有技术中间距不均的缺点，本发明更可使得显示面板较现有技术具有更好的弹性，且其中的间隔柱体大体上皆能顶触至第二基板而发挥应有的功能，而使得第一基板与第二基板之间的支撑效果更为稳固。

本发明虽以优选实例阐明如上，然而其并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的普通技术人员，当可轻易了解并利用其它元件或方式来产生相同的功效。所以，在不脱离本发明的精神与范围内所作的修改，均应包含在本发明要求保护的权利范围内。所以，本发明的权利保护范围应以权利要求书界定的为准。

Claims (15)

1、一种显示面板，其包括：

一第一基板，该第一基板的下表面具有一遮光图案层，且该遮光图案层具有多个预设槽孔；

一第二基板，设置于该第一基板下方并相距一预定间距；以及

多个间隔柱体，该些间隔柱体的一第一端埋设于该些预设槽孔中，而该些间隔柱体的一第二端是向下延伸，顶触该第二基板，以维持该预定间距。

2、按照权利要求1所述的显示面板，其中该第一基板为一彩色滤光基板。

3、按照权利要求1所述的显示面板，其中该第二基板为一像素电极基板。

4、按照权利要求1所述的显示面板，其中该遮光图案层将该第一基板区分为多个透光区域，而该第一基板更具有一彩色滤光层至少形成于该些透光区域中。

5、按照权利要求4所述的显示面板，其中该第一基板还具有一共同电极层，该共同电极层覆盖该彩色滤光层与部分该遮光图案层表面。

6、按照权利要求5所述的显示面板，其中在该些预设槽孔中，该共同电极层是介于该遮光图案层与该间隔柱体之间。

7、按照权利要求1所述的显示面板，其中该些预设槽孔的深度介于0.1微米至2微米。

8、按照权利要求1所述的显示面板，其中该预定间距介于2.5微米至4.5微米。

9、按照权利要求1所述的显示面板，其中该遮光图案层的材料选自光致抗蚀剂材料或金属材料。

10、按照权利要求1所述的显示面板，其中每一该些预设槽孔具有至少二槽壁，该些间隔柱体的该第一端是设置于槽孔中。

11、按照权利要求10所述的显示面板，其中该间隔柱体的该第一端是被该些槽壁包覆。

12、一种彩色滤光基板，用于一显示面板中，该显示面板还具有一像素电极基板，设置于该彩色滤光基板之下，该彩色滤光基板包括：

一基材，该基材与该像素电极基板相距一预定间距；

一遮光图案层，形成于该基材下表面，以将该基材区分为多个透光区域，且该遮光图案层中具有多个预设槽孔；

一彩色滤光层，形成于该基材下，至少部分该彩色滤光层是位于该些透光区域中；以及

多个间隔柱体，该些间隔柱体的一第一端埋设于该些预设槽孔中，而该些间隔柱体的一第二端是向下延伸，顶触该像素电极基板，以维持该预定间距。

13、按照权利要求12所述的彩色滤光基板，该彩色滤光基板还包括一共同电极层，覆盖该彩色滤光层与部分该遮光图案层表面，且在该些预设槽孔中，该共同电极层是介于该遮光图案层与该间隔柱体之间。

14、一种彩色滤光基板的制造方法，至少依序包含下列步骤：

提供一基材；

形成一遮光图案层于该基板表面，以该遮光图案层将该基材区分为多个透光区域，且该遮光图案层中是具有多个预设槽孔；

形成一彩色滤光层至少于该些透光区域中；以及

形成多个间隔柱体于该些预设槽孔中，该些间隔柱体的一第一端是埋设于该些预设槽孔中。

15、按照权利要求14所述的方法，其中在形成该些间隔柱体之前，还包括：

形成一共同电极层，该共同电极层覆盖该彩色滤光层与部分该遮光图案层表面。

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