TW201606387A

TW201606387A - 主動陣列基板、顯示面板及其製造方法

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Publication number: TW201606387A
Application number: TW103127778A
Authority: TW
Inventors: 吳宏昱; 連詹田
Original assignee: 中華映管股份有限公司
Priority date: 2014-08-13
Filing date: 2014-08-13
Publication date: 2016-02-16
Also published as: CN105676552A; CN105676552B

Abstract

一種顯示面板，其包括基板、主動陣列、配向層、保護層、對向基板以及顯示介質層。主動陣列設置在基板上。配向層覆蓋主動陣列以及基板。保護層設置在配向層上，其中保護層全面覆蓋配向層。對向基板設置在基板的對向。顯示介質層設置在基板與對向基板之間，且保護層位於顯示介質層與配向層之間。本發明另提供一種顯示面板的製造方法以及主動元件基板。

Description

主動陣列基板、顯示面板及其製造方法

本發明是有關於一種主動陣列基板、顯示面板及其製造方法。

由光配向製程所形成的配向層是以線性偏極化光照射光配向材料以進行配向。然而，光配向材料在配向時若未反應完全，其很有可能在後續製程中受到製程環境的影響而改變配向方向或降低配向能力，導致應用此配向層的顯示面板的顯示品質下降。為了改善上述問題，現有技術在液晶層中加入光反應型單體，並在顯示面板的主動陣列基板與對向基板組立之後，藉由紫外光照射，使光反應型單體與配向層的表層產生鏈結，並使配向層反應完全。然而，在配向層反應完全之前，其他紫外光製程可能會影響配向層的配向能力。例如是在主動陣列基板與對向基板的組立製程時，需藉由高能量的紫外光照射用以接合主動陣列基板與對向基板的框膠以使其固化。在照射時，需設置遮罩(mask)曝露出框膠並遮蔽液晶層，以避免高能量的紫外光影響到光反應型單體與配向層後續的配向效果。然而，當遮罩偏移或遮蔽不完全時，位於周邊的光反應型單體以及配向層的其中至少一者的反應波段若與上述高能量的紫外光的波段重疊都會影響到配向方向，而造成周邊缺陷(mura)。雖然可藉由改變光反應型單體的反應波段，以避免光反應型單體受到高能量的紫外光的影響，但還是難以避免配向層中未反應完全的側鏈對高能量的紫外光產生反應。即便使用上述用以配向的線性偏極化光來固化框膠，由於線性偏極化光經過液晶層後會改變其偏極化方向，因此接觸到線性偏極化光的側鏈亦無法沿預定的配向方向排列。有鑑於上述，如何降低配向層受製程環境的干擾，而具有良好的配向能力，實為目前研發人員亟欲解決的問題之一。

本發明的一種顯示面板的製造方法，其包括以下步驟：於基板上形成主動陣列；於基板上形成配向層，其中配向層覆蓋主動陣列以及基板；於配向層上形成保護層，其中保護層全面覆蓋配向層；以及使基板與對向基板接合，其中基板與對向基板之間形成有顯示介質層，且保護層位於顯示介質層與配向層之間。

本發明的一種顯示面板，其包括基板、主動陣列、配向層、保護層、對向基板以及顯示介質層。主動陣列設置在基板上。配向層覆蓋主動陣列以及基板。保護層設置在配向層上，其中保護層全面覆蓋配向層。對向基板設置在基板的對向。顯示介質層設置在基板與對向基板之間，且保護層位於顯示介質層與配向層之間。

本發明的一種主動陣列基板，其包括基板、主動陣列、配向層以及保護層。主動陣列設置在基板上。配向層覆蓋主動陣列以及基板。保護層設置在配向層上，其中保護層全面覆蓋配向層。

基於上述，本發明在配向層上設置可與配向層的表層產生鏈結的保護層，以進一步穩固配向層的配向方向，並可避免配向層在配向後受到後續製程環境的干擾。因此，本發明的配向層可具有良好的配向能力，而應用此配向層的顯示面板可具有良好的顯示品質。

100‧‧‧顯示面板

110‧‧‧基板

120‧‧‧主動陣列

130‧‧‧周邊線路結構

140‧‧‧配向層

150‧‧‧保護層

160‧‧‧對向基板

170‧‧‧顯示介質層

180‧‧‧框膠

A1‧‧‧主動區

A2‧‧‧周邊區

AR‧‧‧主動陣列基板

圖1A至圖1D是依照本發明的一實施例的一種顯示面板的製造流程的剖面示意圖。

圖1A至圖1D是依照本發明的一實施例的一種顯示面板的製造流程的剖面示意圖。請參照圖1A，於基板110上形成主動陣列120。基板110的材料可以是玻璃、石英、聚酯類、聚碳酸酯類或其它適合的材料。基板110可劃分有主動區A1以及周邊區 A2。周邊區A2位於主動區A1的至少一側，且例如環繞主動區A1，但不限於此。

主動陣列120設置在基板110上，且位於主動區A1中。主動陣列120例如包括未繪示的多條掃描線、多條資料線、多個主動元件以及多個畫素電極。掃描線與資料線交錯設置而劃分出陣列排列的多個畫素單元。各畫素單元中設置有至少一與相應的掃描線以及資料線電性連接的主動元件以及與主動元件電性連接的畫素電極。

各主動元件可包括一閘極、一閘絕緣層、一通道層、一源極以及一汲極。此外，主動陣列120還可包括覆蓋這些主動元件的絕緣層。絕緣層具有多個開口，這些開口分別曝露出其中一汲極的部分區域，使得這些畫素電極可分別透過其中一開口與對應的汲極電性連接。

依據顯示面板種類的不同，畫素電極的一側可進一步設置至少一共用電極，且當畫素電極與共用電極皆設置在基板110上時，畫素電極與共用電極可透過一介電層而分隔開來。舉例而言，當顯示面板為邊緣電場切換(Fringe Field Switching，FFS)式顯示面板時，畫素電極與共用電極例如呈上下配置的關係，且位於上方的電極曝露出至少部分位於下方的電極，以在平行於基板110的方向上形成水平電場。另一方面，當顯示面板為共平面切換(In-Plane Switching，IPS)式顯示面板時，畫素電極與共用電極例如呈左右配置的關係，且兩者在平行於基板110的方向上呈交替排列。

如圖1A所示，可進一步於基板110上形成周邊線路結構130。周邊線路結構130位於周邊區A2中，且例如包括未繪示的訊號線、接地線或其他線路等。

請參照圖1B，於基板110上形成配向層140，其中配向層140覆蓋主動陣列120以及基板110。在本實施例中，配向層140進一步覆蓋周邊線路結構130。配向層140例如為連續撞薄膜，且其材料為聚醯亞胺(polyimide，PI)。

形成配向層140的方法例如包括以下步驟。首先，將聚醯亞胺材料整面地塗佈在主動陣列120、周邊線路結構130以及基板110上。接著，烘烤聚醯亞胺材料，以使其固化，其中配向層140的烘烤溫度例如介於攝氏150度至攝氏250度之間，但不限於此。然後，以一線性偏極化紫外光照射烘烤後的聚醯亞胺材料，以進行配向並形成配向層140。配向層140的配向方向平行於線性偏極化紫外光的偏極化方向。在本實施例中，線性偏極化紫外光例如是正向入射基板110，且線性偏極化紫外光的偏極化方向平行於通電後畫素電極與共用電極之間所產生的水平電場。

請參照圖1C，於配向層140上形成保護層150。如此，即初步完成主動陣列基板AR。主動陣列基板AR包括基板110、主動陣列120、周邊線路結構130、配向層140以及保護層150，其中主動陣列120設置在基板110上，周邊線路結構130設置在基板110上主動陣列120以外的區域(即周邊區A2)，配向層140 覆蓋主動陣列120、周邊線路結構130以及基板110。保護層150設置在配向層140上，其中保護層150全面覆蓋配向層140。如圖1C所示地，保護層150直接設置在配向層140上，且保護層150的側壁與配向層140的側壁例如是相互切齊，但不限於此。在另一實施例中，保護層150的面積也可能略大於或略小於配向層140的面積。

保護層150的材料可包括光反應型材料或熱反應型材料。所述光反應型材料可以是光反應型異向性液晶或光反應型均向性高分子材料。舉例而言，光反應型材料選自式(1)至式(6)所組成的群組：

其中l、m及n分別為大於或等於1的整數，且X為選自式(7)以及式(8)所組成的群組，而Y為選自式(9)至式(11)所組成的群組：

其中A為碳數大於0的烷基、鹵烷基或氧烷基，且A為直鏈型或支鏈型，R1至R11各自選自由氫、鹵素、甲基、氰基以及壓克力基所組成的群組。

當保護層150的材料為光反應型材料時，形成保護層150的方法例如包括以下步驟。首先，將光反應型材料整面地塗佈在配向層140上。接著，烘烤光反應型材料，其中保護層150的烘烤溫度例如介於攝氏50度至攝氏150度之間，但不限於此。然後，進行紫外光固化製程。以一紫外光照射烘烤後的光反應型材料，以形成保護層150。此處的紫外光可以不是線性偏極化光，且其波長例如介於254nm至400nm之間。此外，形成保護層150的紫外光的波長可不同於用以形成配向層140的線性偏極化紫外光的波長。

藉由紫外光固化製程，可確保光反應型材料的感光官能基能夠反應完全。此外，由於保護層150與配向層140的表層會產生鏈結，因此可進一步穩固配向層140中未反應完全或未穩定的側鏈，使其配向方向固定而不再受到後續製程環境的干擾。

另一提的是，聚醯亞胺是藉由光化學反應達到配向效果，其在反應完成後會產生許多不必要的離子，而這些離子會造成嚴重的影像殘留(image sticking)問題。有鑑於上述，本實施例可藉由選定適當的材料(具有適當的官能基)，以降低上述不必要的離子的生成，從而改善影像殘留問題。

另外，所述熱反應型材料可以是熱反應型異向性液晶或熱反應型均向性高分子材料。舉例而言，熱反應型材料選自式(12)至式(14)所組成的群組：

其中α為選自苯環、雙酚以及式(15)所組成的群組，β為選自苯環、雙酚、式(15)以及式(16)所組成的群組，而γ為選自苯環、雙酚以及式(17)所組成的群組：

其中Q以及W各自選自氫、鹵素、甲基、氰基或為碳數大於或等於0的烷基、鹵烷基或氧烷基，且Q以及W各自為直鏈型或支鏈型，R12及R13各自選自由氫、鹵素、甲基以及氰基所組成的群組。

當保護層150的材料為熱反應型材料時，形成保護層150的方法例如包括以下步驟。首先，將熱反應型材料整面地塗佈在配向層140上。接著，烘烤熱反應型材料，其中保護層150的烘烤溫度例如介於攝氏50度至攝氏150度之間，但不限於此。藉由使保護層150受熱固化，可確保熱反應型材料的官能基能夠反應完全。此外，由於保護層150與配向層140的表層會產生鏈結，因此可進一步穩固配向層140中未反應完全或未穩定的側鏈，使其配向方向固定而不再受到後續製程環境的干擾。

請參照圖1D，使基板110與對向基板160接合，其中基板110與對向基板160之間形成有顯示介質層170，且保護層150位於顯示介質層170與配向層140之間。接合基板110與對向基板160的方法包括於基板110與對向基板160之間形成一框膠180。框膠180環繞顯示介質層170且設置在保護層150與對向基板160之間。如圖1D所示，顯示介質層170至少覆蓋主動區A1，而框膠180對應周邊區A2設置。如此，則初步完成顯示面板100的製作。

在本實施例中，顯示面板100可進一步包括未繪示的彩色濾光層，以實現全彩化顯示。彩色濾光層可以設置在對向基板160與顯示介質層170之間。或者，彩色濾光層也可設置在基板110上，且例如位於配向層140與主動陣列120之間，以形成整合有彩色濾光層的主動陣列基板(Color Filter on Array substrate，COA substrate)。

對向基板160的材料可以是玻璃、石英、聚酯類、聚碳酸酯類或其它適合的材料。顯示介質層170的可以是液晶層，且液晶層可以不添加現有技術用以與配向層的表層產生鏈結的光反應型單體。具體地，本實施例透過保護層150的設置即可穩固配向層140中未反應完全或未穩定的側鏈，使其配向方向固定而不再受到後續製程環境的干擾，因此，本實施例可以不在液晶層中添加光反應型單體。

現有技術在液晶層中添加光反應型單體亦藉由紫外光照射達到穩固配向方向的效果。然而，在固化光反應型單體之前，必須先固化框膠，而用以固化框膠的紫外光照射製程很容易因遮罩遮蔽不完全而造成周邊缺陷。相較之下，本實施例在固化框膠180之前，即藉由保護層150的設置穩固配向層140中未反應完全或未穩定的側鏈，使配向層140的配向方向固定而不再受到後續製程環境(如固化框膠180的紫外光照射製程)的干擾，而可具有良好的配向能力。因此，應用配向層140的顯示面板100可具有良好的顯示品質。

綜上所述，本發明在配向層上設置可與配向層的表層產生鏈結的保護層，以進一步穩固配向層的配向方向，並可避免配向層在配向後受到後續製程環境的干擾。因此，本發明的配向層可具有良好的配向能力，而應用此配向層的顯示面板可具有良好的顯示品質。