CN1825179A - 液晶显示面板及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液晶显示面板及其制作方法，该制作方法包含的步骤有：形成多个间隙物于上基板与下基板之间，且部分的间隙物内含有一凹槽、注入接着剂于凹槽中以及固化接着剂，使上下两基板相结合。由此半预铸式间隙物，本发明的液晶显示面板可提升上基板与下基板之间的贴合强度，不仅可保持液晶显示面板内显示区的间隙的均一性、避免污染液晶分子，且改善了液晶分子受重力影响而造成颜色不均的现象，而增长其使用寿命。

Description

液晶显示面板及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种适用于液晶显示器面板，尤指一种液晶显示面板的制作方法。

背景技术

目前液晶显示器的使用大多是垂直方式立于桌面或平台上。然而填充于面板内的液晶分子受到外界热源，如：背光源的照射，因受热膨胀与重力作用的影响，易促使液晶分子朝向面板底部流动，造成液晶显示面板下方间隙增大而导致颜色不均的现象。再者，现今的制作技术仍无法使面板内间隙物的高度达到一致性，且滴入的液晶量不易控制，因此面板底部更易于发生颜色不均的问题。此外，未来的显示器需求依然朝向大面积的显示器发展，此类的问题将更为严重。

对于前述缺点，除了降低液晶显示器的画质之外，长时间使用时，易造成面板下半部变形而缩短其使用寿命。因此，公知有将显示面板的下半部采用相对于上半部较高的间隙物，即面板下半部的间隙略大于面板上半部，以加强面板下半部可收纳因受热膨胀的液晶。然而此种面板内的间隙高度不均，所以会影响其面板显示的画质。另有同时使用感光型间隙物(photo spacer)与散射型间隙物(scattered spacer)的液晶显示面板，是以散射型间隙物的特性克服颜色不均的问题，但散射型间隙物易造成漏光现象，不仅使对比下降，还易产生间隙物聚集或配向膜刮伤的问题。此外，还有直接将面板内每个像素独立分割，使液晶分子无法整体性贯通，以减小面板上下部位的压差，却造成液晶扩散性变差以及后续的加工工艺问题。

发明人欲解决上述公知所面临的问题，因此潜心研究出本发明的液晶显示面板及其制作方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种液晶显示面板及其制作方法，主要是利用光固化或热固化材料的接着特性，以提升面板内上基板与下基板的接合度，而维持面板内间隙高度的一致，避免了颜色不均所造成的影响。

本发明的技术解决方案是：一种液晶显示面板的制作方法，其包含的步骤有：提供一上基板与一下基板；形成多个间隙物于上基板与下基板之间，且至少部分的间隙物内含有一凹槽；注入一接着剂于凹槽中；以及固化接着剂，以结合上基板与下基板。

其中，本发明注入液晶材料的步骤顺序无限制。于本发明的一实施方式中，在固化接着剂之后可更包含封合上基板与下基板的四周，并且注入液晶材料于下基板与上基板之间。于另一实施方式中，本发明可于注入接着剂于凹槽中之后且固化接着剂之前，先滴入液晶材料于下基板中，再进行固化接着剂以及封合上基板与下基板的步骤。在此，本发明所提及固化接着剂的步骤与封合上基板与下基板的步骤无限制其先后顺序，较佳可先固化接着剂、封合上基板与下基板或同时进行。

再者，本发明中所使用的间隙物不限制其形成的方式。于本发明的一实施方式中，间隙物可直接形成于上基板或下基板。另一实施方式中，本发明可利用一间隙物散布装置(spacer spray system)，而将间隙物散布于上基板或下基板上。又一实施方式中，本发明间隙物的形成可同时包含有间隙物散布方法以及直接形成于基板的方法。

本发明的一具体例中，在制作光阻型的彩色滤光片时，本发明是利用不同色彩的滤光材料，以堆叠方式同时形成光感型间隙物于基板上。又一具体实施例中，本发明是利用一微影工艺(photolithography)直接将光感型间隙物形成于基板上。

于本发明的方法中，本发明间隙物内含的凹槽其形成的方式无限制，较佳可为一微影工艺，更佳可为一半色调的曝光工艺(half-tone mask)。一较佳具体例中，本发明液晶显示面板中含有凹槽的间隙物，是利用一半色调的曝光工艺而同时形成于基板上。

此外，本发明中所提及注入接着剂的步骤不限制其实施方法，较佳可利用一喷墨印刷(ink-jet printing)工艺。

本发明用以固化接着剂的步骤可为公知任一种固化(curing)方式，其适用的固化方法可随着接着剂的种类而变化。本发明固化接着剂的一实施方式中，可利用一辐射固化处理(radiation curing)；另一实施方式中，可利用一热固化处理(thermal curing)，其皆用以固化下基板与上基板之间的接着剂。此外，本发明所使用的接着剂亦无限制其种类，较佳可为光感胶、激光光感聚合物(laser polymer)、热固胶或其组合。

本发明一较佳具体例的辐射固化处理中，是利用一紫外光(UV light)照射，而对于一紫外光感胶进行固化作用。另一较佳具体例中，是利用一激光束(laser beam)的辐射源，对一激光光感聚合物(laser polymer)进行固化作用。又一较佳具体例中，是利用一近红外光(near IR)照射，亦对一激光光感聚合物(laser polymer)进行固化作用。

本发明还提供一种液晶显示面板，其包括有一上基板、一下基板、多个分布于上基板与下基板间的间隙物以及一夹置于上基板与下基板之间的液晶材料层。其中，至少部分的间隙物包含一凹槽，且凹槽内含有一黏着剂，以通过固化作用而使上基板与下基板相贴合。

其中，本发明液晶显示面板中所含有的间隙物，可依据液晶显示面板的使用需求，而选择性地分布于上下基板之间的不同位置。且本发明所使用的间隙物可皆为含有凹槽的间隙物；亦可一部分为含有凹槽的间隙物且另一部分为未含有凹槽的间隙物。一较佳实施方式中，当本发明的液晶显示面板是为倾斜或垂直置放时，本发明液晶显示面板整体的下半部可包括含有凹槽的间隙物，且其面板整体的上半部可包括未含有凹槽的间隙物。

再者，本发明中间隙物所适用的材料可为公知任一种间隙物的材料，较佳可为一光感型聚合物材料、一硅玻璃材料、一苯乙烯系列的聚合物材料或其组合。

此外，本发明间隙物的形状可不限制，较佳可为一球体、一柱体、一顶部与底部面积不同的柱体、一锥形体或其组合。且本发明中所提及间隙物内含的凹槽亦不限该凹槽的形状，较佳可为一方形凹槽、一圆形凹槽或其组合。另外，本发明间隙物的大小可依据不同大小尺寸的面板而有所调整，因此并无特别限制其间隙物的大小。

一较佳实施方式中，本发明液晶显示器的上基板可选择性地更包括有一配向膜以及一透明电极。另一较佳实施方式中，本发明液晶显示器的下基板可选择性地更包括有一配向膜、一彩色滤光片、一遮光层(black matrix，BM)、一薄膜晶体管以及一透明电极。在此，本发明液晶显示面板中前述可更包括的元件种类及其元件间排列方式，非仅限制于前述的实施方式中。

而发明液晶显示面板中所使用的遮光层可位于上基板、或下基板上，其并不影响上下基板间的间隙物进行辐射固化的步骤。一具体例中，当本发明液晶显示面板的遮光层位于上基板时，本发明是利用一近红外光照射，亦对一激光光感聚合物(laser polymer)进行固化作用。

本发明液晶显示面板可适用于公知任一类型的液晶显示器，较佳可适用于一薄膜晶体管的液晶显示器(TFT LCD)。一实施方式中，本发明的液晶显示面板可适用于一主动式矩阵的液晶显示器(AM LCD)、一平面扭转式的液晶显示器(IPS LCD)或一光学补偿弯曲式的液晶显示器(OCB LCD)。一具体例中，本发明的液晶显示面板是适用于一种彩色滤光片整合晶体管基板(COA)技术的液晶显示器。

本发明的特点和优点是：本发明的液晶显示面板主要是将含有凹槽的间隙物注入了接着剂，再进行固化作用，以紧密接合上基板与下基板。由此半预铸式间隙物，本发明可视面板使用的需求，针对负载较大压力的面板区域，采以含有凹槽的间隙物来加强基板间的贴合度，不仅可保持液晶显示面板内显示区的间隙的均一性、避免污染液晶分子，而且可避免长期间使用下因颜色不均所造成的面板变形，以增加液晶显示面板的使用寿命，同时亦可维持人眼视觉的画面品质。

附图说明

图1为本发明一较佳实施例液晶显示面板的立体分解的示意图。

图2为本发明一较佳实施例液晶显示面板的剖面示意图。

图3为本发明一较佳实施例液晶显示面板的示意图。

图4为图3液晶显示面板部分放大的剖面示意图。

主要元件符号说明：

100、200 液晶显示面板              126、226 薄膜晶体管

110、210 上基板                    130、230、250 间隙物

111、127、211、227 玻璃基板        131、234 凹槽

112、122、212、222 透明电极        132、235 接着剂

113、121、213、221 配向膜          140、240 液晶材料层

120、220 下基板                    201、202 间隙物

123、2232、2231 彩色滤光片         231 红色滤光材料

124、224 遮光层                    232 蓝色滤光材料

125、225 平坦层                    233 绿色滤光材料

具体实施方式

实施例一

请参阅图1，图1为本发明一较佳实施例液晶显示面板100的立体分解的示意图，如图所示其包含有一上基板110、一下基板120以及多个分布于上基板110与下基板120之间的圆柱状间隙物130。其中，本实施例光感型聚合物的间隙物130具有一圆柱中空状的凹槽131，且该凹槽131的内部填充有一紫外光感胶的接着剂(图未示)，以通过固化作用而使上基板110与下基板120互相贴合。

于本实施例中，上基板110更包含有一聚亚酰胺(Polyimide)的配向膜、一ITO层的透明电极；而下基板120更包含有一配向膜、一彩色滤光片、一遮光层、一薄膜晶体管、一透明电极以及一平坦层(请参阅图2)。

本发明液晶显示面板100中诸多元件的排列，可依据不同类型液晶显示面板的需求而有所调整，于本实施例中的各项元件的形成位置请参阅图2所示。

图2为本发明一较佳实施例液晶显示面板100的剖面示意图。图中所示，本实施例的液晶显示面板100包含有一上基板110、一下基板120、多个内注入有紫外光感胶接着剂132于凹槽131内的圆柱状间隙物130以及一夹置于上基板110与下基板120之间的液晶材料层140。其中，本例的上基板110更包括一玻璃基板111、一ITO层的透明电极112以及一聚亚酰胺(Polyimide)的配向膜113。而本例的下基板120更包括一PI配向膜121、一透明电极122、一彩色滤光片123、一遮光层124、一平坦层125、一薄膜晶体管126(请参阅图2)以及一玻璃基板127。

上述本实施例液晶显示面板100其制作方法的实施，是依照下列步骤而进行：首先，提供一上基板110以及一下基板120；利用一半色调(half-tonemask)的曝光工艺，于下基板120上直接形成具有凹槽131的间隙物130；接着，利用一喷墨工艺(ink-jet printing)注入一紫外光感胶的接着剂(binder)132于凹槽131中；且再以紫外光照射该凹槽131处，以固化接着剂132而贴合上基板110与下基板120。其中，本例中所形成的圆柱状间隙物，其圆直径约为20～30um，且高度约4～5um，且本例中所形成的圆柱状凹槽，其圆直径约为6～12um，深度约1～2um。

最后，利用一封装材料以封合上基板110与下基板120的四周，并且注入一液晶材料于两基板110、120之间，再进行面板的封装步骤，即完成本实施例的液晶显示面板100。其中，本实施例所注入接着剂132的用量是略小于凹槽131的体积。请注意，本例制作液晶显示面板的方法并非仅限于此方式，应以本发明的专利申请范围为准。

实施例二

本发明实施例二的液晶显示面板大致相同于实施例一所示，除了使用不同接着剂并采用不同固化方法之外，其余的工艺条件可参考实施例一的内容。本例中所使用的接着剂为一热固胶，并利用一加热固化方法处理该接着剂。其中，本例中所使用的热固胶接着剂为一环氧树脂材料。

实施例三

本发明实施例三的液晶显示面板大致相同于实施例一所示，除了使用不同接着剂并采用不同固化方法之外，其余的工艺条件可参考实施例一的内容。本例中所使用的接着剂为一激光光感聚合物(laser polymer)，并利用一激光照射的固化方法以固化该接着剂。其中，本例中所使用的激光光感聚合物的主要成分为环氧树脂与压克力材料。

实施例四

本发明实施例四的液晶显示面板大致相同于实施例一所示，除了使用不同接着剂并采用不同固化方法之外，其余的工艺条件可参考实施例一的内容。本例中所使用的接着剂为一激光光感聚合物(laser polymer)，并利用一近红外光照射方法处理该接着剂。此外，本例中遮光层的形成位置不同于实施例一所示，该遮光层(BM)是形成于上基板中，且本例中所使用的近红外光仍能穿透过上基板的遮光层，而固化接着剂。

实施例五

请参阅图3，图3为本发明一较佳实施例液晶显示面板200的示意图，如图所示其包含有多个未含有凹槽的间隙物250以及多个含有凹槽的间隙物230。其中，本例中未含有凹槽的间隙物250是位于液晶显示面板200的上半部，且含有凹槽的间隙物230是位于下半部的面板。

本发明中所使用未含有凹槽的间隙物可利用公知方式而制得。于本例中，未含有凹槽的间隙物250是采用一传统工艺的间隙物散布装置(spacerspray system)，直接将苯乙烯材料的圆球形间隙物分布于下基板。

另于本例中，含有凹槽的光感型聚合物材料的间隙物230是在制作光阻型的彩色滤光片时，以堆叠方式同时形成于基板上，且其凹槽的形成也是使用一微影工艺而得的(请参阅图4所示)。

图4为图3液晶显示面板200部分放大的剖面示意图，本图中所示的液晶显示面板200为本实施例液晶显示面板中含有凹槽的间隙物230的面板区域。如图4所示，本例部分区域的液晶显示面板200包含有一上基板210、一下基板220、多个内注入有接着剂235于凹槽234内的圆柱状间隙物230以及一夹置于上基板210与下基板220之间的液晶材料层240。

其中，本例的接着剂235为一激光光感聚合物(laser polymer)，以采用激光照射而固化。本例的上基板210更包括一玻璃基板211、一ITO层的透明电极212以及一聚亚酰胺(Polyimide)的配向膜213。而本例的下基板220更包括一PI配向膜221、一透明电极222、一彩色滤光片2232、2231、一遮光层224、一平坦层225、一薄膜晶体管226以及一玻璃基板227。本发明液晶显示面板的制作方法大致上可采用传统一般制作液晶显示面板的工艺。然而，本例液晶显示面板200中含有凹槽234的间隙物230，是在制作不同色彩的光阻型彩色滤光片2231、2232时，以堆叠方式同时形成于下基板220。其中，本例中含有凹槽234的间隙物230，是当下基板220形成红色滤光材料231、蓝色滤光材料232、绿色滤光材料233时，依序定义出一间隙物；接着，再以一微影工艺将间隙物230的上方处刻蚀出一方形体的凹槽234，如此，即制得本例中含有凹槽234的间隙物230。

于本实施例的液晶显示面板200中，其余元件的形成方式，大致相同于实施例一所示的方法。除了在下基板220上形成间隙物230、250后，先封合下基板220的四周，并利用一滴下式液晶注入(ODF)工艺，以滴入一液晶材料240于下基板220之外，其余液晶显示面板的封合步骤大致相同于实施例一所示。请注意，本例中接着剂的固化步骤，是同时与上下基板210、220的封合步骤，一并进行照光固化处理。

由于本发明液晶显示面板中的间隙物可含有凹槽，以便注入接着剂，而使得上下基板更紧密贴合，所以本发明的液晶显示面板可克服面板承受压力不均的问题，而不易造成面板的变形。由此，本发明的液晶显示面板不仅可延长其使用寿命，亦可维持其画面品质。

虽然本发明已以具体实施例揭示，但其并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围的前提下所作出的等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，皆应仍属本专利涵盖的范畴。

Claims (18)

1.一种液晶显示面板的制作方法，包括以下步骤：

提供一上基板以及一下基板；

形成多个间隙物于该上基板与该下基板之间，其中至少部分的间隙物中含有一凹槽；

注入一接着剂于该凹槽中；以及

固化该接着剂，以结合该上基板与该下基板。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该固化接着剂步骤之后更包含步骤：封合该上基板与该下基板的四周；以及注入一液晶材料于该下基板与该上基板之间。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该间隙物形成于该下基板。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该形成凹槽的步骤包含一微影工艺。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，该微影工艺是利用一半色调的曝光工艺。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该注入接着剂的步骤包含一喷墨印刷。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该固化接着剂的步骤是利用一辐射固化处理，以固化该下基板与上基板之间的接着剂。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该固化接着剂的步骤是利用一热固化处理。

9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，该辐射固化处理是使用一紫外光照射、一激光照射或一近红外光照射。

10.一种液晶显示面板，其特征在于，包括：

一上基板；

一下基板；

多个间隙物，分布于该上基板与下基板之间；以及

一液晶材料层，夹置于该上基板与该下基板之间；

其中，至少部分的间隙物包含一凹槽，且该凹槽内含有一黏着剂，以通过固化作用而结合该上基板与该下基板。

11.如权利要求10所述的面板，其特征在于，该液晶显示面板是倾斜或垂直置放时，该液晶显示面板整体的下半部包括所述含有凹槽的间隙物，且该液晶显示面板整体的上半部包括所述未含有凹槽的间隙物。

12.如权利要求10所述的面板，其特征在于，该黏着剂的种类为光感胶、激光光感聚合物、热固胶或其组合。

13.如权利要求12所述的面板，其特征在于，该光感胶为一紫外光感胶。

14.如权利要求10所述的面板，其特征在于，该间隙物的材料为一光感型聚合物材料、一硅玻璃材料、一苯乙烯系列的聚合物材料或其组合。

15.如权利要求10所述的面板，其特征在于，该间隙物为一球体、一柱体、一顶部与底部面积不同的柱体、一锥形体或其组合。

16.如权利要求10所述的面板，其特征在于，该凹槽为一方形凹槽、一圆形凹槽或其组合。

17.如权利要求10所述的面板，其特征在于，该上基板更包含一配向膜以及一透明电极。

18.如权利要求10所述的面板，其特征在于，该下基板更包含一配向膜、一彩色滤光片、一遮光层、一薄膜晶体管以及一透明电极。

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