TWI226500B - In-plane switching mode active matrix liquid crystal display panel having highly resistive layer inserted in gap between black matrix and color filters and process for fabrication thereof - Google Patents

Description

1226500 五、發明說明（1) 【發明領域】 陣上^ t ^ ^關於—種液晶顯示^ ’特別是關於在像辛矩 内主動矩陣液晶顯示板的製造方法。員不板，…面 【相關技術說明】 一主動矩陣液晶顯一 每-像素包含一薄膜電丄像之像素矩 序地接受掃描，以便選擇性地啟動;、戶】=:掃描訊號 =號便到達所選擇之像素電極，並在影像槁帶 曲且改變其透明度，故；覺;;用下扭 主動矩陣液晶顯干柘虻兮 王於像素矩陣上。 ::像素間以高速產生良“比的：：：力=，且能在深 具吸引力，就其作為一可 =動矩陣液晶 早70以及各種電子系統之—小型 〇 ，的一内建顯示 極大的需求量。 4 早元而言，將有 主動矩陣液晶顯示板預期古 視野之要求；達到寬廣視野的方法影像與一寬廣 的液晶扭曲。一可產生横向局部i f橫向局部電場下 日本專利第2986757號之「電子光風豕象素的典型例子為 開關r產生橫向局部電場之像先素千顯示一單元及液晶顯示 常稱為「面内切換型液晶像素' ^ 液晶顯示板，通 1226500

圖1顯示面内切換型主動矩陣液晶顯示板之習用技 術三面内切換型主動矩陣液晶顯示板之習用技術主要包含 一第了基板結構、一第二基板結構、及密封於第一基板結 構與第二基板結構間之液晶丨〇 7。背光源入射於第二基板 結構上且穿過液晶區域，以便在第一基板結 影像。在下列說明巾，「内表面」一辭係表示較一外表： 接近該液晶顯示器的一層表面。 第一基板結構包含一極化板丨0丨、一透明絕緣基板 10 3以及著色層1 〇 5。該極化板1 〇 1附於該透明絕緣基 板103之外表面；該著色層1〇5形成於透明絕緣層ι〇3之内 表面上；一黑色矩陣112及濾色片層113則形成了該著色層 1 0 5。圖1中雖僅顯不一濾色片層J J 3，但綠色濾片層盥轾 色遽片層亦同該黑色矩陣112 —起包含於著色層⑽/;慮皿 片層11 3及黑色矩陣係由合成樹脂所製成。 〜 第二基板結構包含一極化板1〇2、一透明絕緣基板 103、以及-電場產生層1Q6。該極化板m附於 ==;1卜表面；該電場產生層106形成於該透明絕緣 基板104之内表面。薄膜電晶體（未圖示）、像素電極 11 〇、與共通電極111均包含於該電場產生層i 〇6。雖 線未顯示於圖i中，但其係選擇性地與該薄 的:及 :結=連；…描線的—部份作為薄膜電晶體二及電 和像素電極11 〇分別與該溥膜電晶體的汲極結點相連 並與共通電極1 1 1相隔離。各薄膜電晶體、相關像搞 110、共通電極的-相關部份、-相關濾、色片層113、、及其

第6頁 1226500 五、發明說明（3) 間的：ί液晶107，即形成了其中-像素。 向片却心電極110平行排列於透明絕緣層1 〇4的内表面，橫 之間Γ t則選擇性地產生於像素電極110與共通電極111 且液曰j杈ΐ電場的電力線橫向延伸穿越該段液晶10 7， I ^曰曰^分子藉由在虛擬平面上實質地平行於透明絕緣層 綈了夂疋轉方式’以致該段液晶107之透明度降至零，而改 g μ #異向軸或導向體的方向。因此，該液晶分子平行於 、、巴緣基板10 4而旋轉於虛擬平面上，使得習用技術中 内=換型主動矩陣液晶顯示板可具一寬廣視野。 ，4仏向電場係產生於像素電極丨丨〇與共通電極丨丨1之 曰又此兩電極均包含於第二基板結構中；此意謂第一基 ^冓中並不包含任何導電層。如上文中所述，黑色矩陣 々轉;慮色片層11 3係形成於透明絕緣基板1 03之内表面， f第基板結構呈電浮動狀態。面内切換型主動矩陣液晶 颂不板之習用技術經使用一段時間後，在施加於電極與第 一基板結構中導電線的電壓影響下，電荷易累積於著色層 ^ 〇亥電荷將使黑色矩陣1 1 2具有與共通電極不同之某種 電位水平’且電流11 4易如圖示般流經該濾色片層1 1 3。 該著色層105透過液晶丨07而與像素電極110及共通電 極111在容量上相耦合，且該面内切換型主動矩陣液晶顯 示板之習用技術即等同於圖2所舉之一電路。該黑色矩陣 II 2與濾色片層11 3等同於一組電阻器，該組電阻器除與一 累積電荷的電容器相耦合外，更透過電容器與像素電極 110與共通電極111相耦合；而像素電極11〇更透過電容器

1226500 五、發明說明（4) :寺，便；ΐ相耦合。當像素電極110上的電位水平改變 1 Λ黑色矩陣112中之電荷流出，而進入渡色片層 降低即為起後像並降低對比。因此，後像與對比 晶顯二示之習用技術面内切換型主動矩陣液 中之圖3德為/一習用技術面内切換型主動矩陣液晶顯示板 +& π ί f結構。該習用技術面内切換型主動矩陣液晶顯 =及一包Λ第二基板結構、第二基板結構及液晶。 ^ …、色矩陣7形成於一透明絕緣基板之内表面上·另 二『面，將一共通電極23及一掃描線（未圖示）鑄於丄 曰 '、、邑緣層之内表面上，並以一閘絕緣層25覆蓋之。、該掃描 \的部份作為一閘電極，一像素電極24與資料線27D則 緣層25上。該掃描線與資料線27])與該黑色矩陣7 合，且因資料線㈣上的影像攜帶訊號及掃 描線上之知描訊號之故，電荷於黑色矩陣7中誘導產生。 示，該電荷自黑色矩陣7流出後進入該渡色片層8， 在濾色片8中的電荷將導致後像產生，且降低 上所產生之視覺影像的對比。 陣 w二及Λ2::之面内切換型主動矩陣液晶顯示板為-原型，並無法產生任何對付逆電荷之反制手段。 反制手段揭露於曰本公開專利第10_0738 1 〇號，第— 反制手段包含於一面内切換型主動矩陣液晶顯示1，以 稱為「第—習用&術面内切換型主動矩陣液晶顯示板」。 第-反制手段係使該黑色矩陣具有高電阻’其電阻係數大 第8頁 1226500 五、發明說明（5) 小等於或大於1 08歐姆-公分；具高電阻之黑色矩陣壓制流 出進入濾色片層之電流，因此町避免像素陣列上的圖像發 生顏色不規則現象。 另一反制手段揭露於日本公開專利第09-2 69504號。 该反制手段亦應用於面内切換蜇主動矩陣液晶顯示板，以 下稱為「第二習用技術面内切換型主動矩陣液晶顯示 板」。該第二反制手段係用以連接導電黑色矩陣與共通電 極’使導電黑色矩陣維持與共通電極相同之電位水平，且 避免在像素陣列產生後像。 動矩陣 利第1 0 内切換 射時即 號，該 所形成 外緣、 之黑色 疊之黑 外框區 由不同 利中所 黑色矩 在 然該電流產生機制不同於第一及第二面内切換型主 液晶顯示板者，但一反制手段已可見於日本公開專 - 1 70 9 58號。該反制手段係應用於一逆光漏電流面 型主動矩陣液晶顯示板；當薄膜電晶體上存在光輻 έ產生光漏電流。根據日本公開專利第1 〇 _ 1 7 〇 9 5 8 黑色矩陣係部份由色素分散絕緣塗料、而部份由鋁 丄影像產生區域則分為一外框區，即影像產生區之 頒示區，即其餘產生影像的區域。與顯示區重疊 ^陣係由該色素分散絕緣塗料所形成；與外框區重 t陣貝】由鋁所形成，鋁黑色矩陣可杜絕洩漏光自 電晶體陣列。然而，銘黑色矩陣僅於經 :制電流方能奏效，此意謂該曰本公開專 陳肉从士 ， 電極電位變化所料產生之 陣内的電何並無效用可言。 低光吸收比時’第一習用技術面内切換型主動矩陣

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五、發明說明（6) 液晶顯示板將面臨一問題， 材料無法吸收入射光至達到 用技術面内切換型主動矩陣 顏色不規則性及像素陣列上 當電產生層的電壓起局部變 %以便能產生電何，然而， 阻黑色矩陣内，此將導致高 的電位水平。該局部升高的 像素陣列上產生後像之成因 平衡電位水平的方法，即可 方法將使著色層變得複雜且 第二習用技術面内切換 一問題為製造程序複雜。導 結構周圍之外，同時須製成 共通電極；當兩基板結構裝 色矩陣及共通電極排成一列 周密的排列工作更抬高了生 【發明概述】 此乃因高電阻黑色矩陣所用之 ^良對比的程度所致；第一習 液晶顯示板固有的另一問題為 所，生之-後像。言羊細而言， 化日:’该黑色矩陣亦受局部影 電何卻幾乎無法遍佈於該高電 電阻黑色矩陣内存在局部升高 電位水平即為顏色不規則性及 。若高電阻黑色矩陣能伴隨一 消弭圖像之不規則性；但此種 成本不貲。 型主動矩陣液晶顯示板固有的 電黑色矩陣係暴露於沿著基板 導電柱以連接導電黑色矩陣與 配在一起時，該導電柱將與黑 。導電柱本身極為昂貴，加上 產成本。 囚此本發明一重要目標為摇 — :晶顯示板，其對比佳，無後像：粗劣對：：^動矩陣 專問題，且生產成本低廉。 、 顏色不規則 為達此目標，本發明提議在一黑色矩陵盘、、♦念u 插入一塊高電阻材料。 、、、 人/思色片層間 根據本發明之—實施態樣，產生視覺影像之-主動矩

第10頁 1226500 五、發明說明（7) -- 陣液晶顯示板，係包含一第一基板結構，其乃包括—黑色 矩陣定義開口與濾、色片層，分別暴露於該開口與插入黑色 f f與濾色片I間之-材料片内，且第-基板結構的電阻 =大於黑色矩陣與濾'色U ;―第：基板結構，包括在 濾^片層相關區域選擇性地產生局部電場的電極，及 ，第一基板結構與第二基板結構間之間隙的一液晶層，、與 5亥區域内依據局部電場而改變透明度值的液晶片。 根據本發明之另—實施態樣，製造一面内切換型主動 ::液晶顯示板的程序，包含步驟：a) t備一第一基板 二構，其係包括一定義開口之黑色矩陣與濾色片層，兩者 署f該開口、及插入於該黑色矩陣⑺與該據色片 層(8)間的一材料片±，且第一基板結構之電阻係數大於 色矩陣（7)、該濾色片層（8)與一包括產生局部電場之 第虽=第二基板結構’ b)㈤時裝配該第一基板結構盥該 (9)—於^反結構，以便在兩者間形成—間隙，C)注入液晶 ;~間隙中，與d)完成主動矩陣液晶顯示板。 L較佳實施例說明】 9 〇、及填充 晶9。該第- 晶顯參：圖4，本發明具體化之-面内切換型主動矩陣液 二頁不板，主…-第一基板結構80、一第二基板結構 卜弟一基板結構與第二基板結構間之間隙的液 基板結構9 0令液晶9有部份透明、部 月，而第一基板結構80使視覺影像彩色化。 第一基板結構80包含一第一極化板j、一透明玻璃基

第11頁 1226500 五、發明說明（8) 板3、一著色層5、一上覆層10、及一第一定位層η。第一 極化板1呈薄板狀覆蓋於透明玻璃基板3之外表面；著色層 5形成於透明玻璃基板3之内表面上。著色層5以上覆層1〇 覆蓋之’且第一定位層1以薄板狀覆蓋於上覆層10之内表 面〇 一黑色矩陣7及濾色片層8包含於著色層5中。該黑色 =陣7由複數個開口26 (見圖5 )所形成，該複數個開口26 刀，於各像素。「黑色」一詞表示不透明，光可穿透開口 舁開口 26中之一段液晶9，但光卻無法穿透黑色矩陣γ ; 黑色矩陣7定義諸像素，並提供光遮蔽。 王要 層，且濾 片層，在 別以（R)、 26 ’因此 關之一綠 群，該像 黑色 面上；濾 有間隙。 間留有間 内表面亦 面間留下 疊。因此 藍係選擇性地給定於濾色片 綠 顏色一紅 色片層8經分類成紅濾片層、綠濾片層、及藍渡 圖中，紅濾片層8、綠濾片層8、及藍濾片層8分 (G )、及（Β )標示之。濾色片層8分屬於各開口 亦刀別形成像素各部份，每一紅色濾片8與相 :片層8及相關之一藍濾片層8共同形成一像素 素群即作為一所生圖像上的單一點。 ^陣7及濾色片層8形成於透明玻璃基板3之内表 二層8與定義開口 26之黑色矩陣7内部周圍間留 隙，Λ某一橫向方向顯示與兩濾色片層側表面 以=矩陣7之兩内表面，該黑色矩陣7之另一 =的方向而與兩遽色片之另-側表 ，上 思明濾色片層8絕不會與黑色矩陣7重 ι曰1 〇穿入黑色矩陣7與濾色片層8間之間隙

1226500 五、發明說明（9) 且介於黑色矩陣7與濾色片層8間，上覆層丨〇之絕緣材 電阻係數較濾色片層8之絕緣材料者為大，因此，電清的 乎無法自黑色矩陣7流入濾色片層8 ;黑色矩陣7與濾、 層8間之間隙小於背泡漏光出時之一 g# ^彳畜。 第二基板結細包含-第二極化板t值一透明玻璃義 板4、-電場產生層6、及一第二定位川。第二極土 呈溥板狀覆蓋於透明玻璃基板4之外表面；電場產 成於透明玻璃基板4之内表面。電場產生層6產生局部0 乂 場，各局部電場均有其延伸穿越液晶9之22區段 透明玻璃基板4内表面的電力線。第二基 二二 Ϊ =分子亦各有其幾乎平行於透明玻璃基板4内表二 之¥向體，電場產生層6以第二定位層。覆蓋之。 …參照圖4及圖5詳細說明電場產生層6。雖 :電：”諸像素所共享，但兩圖中僅顯示出_像 似’：：亦僅針對一像素；既然各像素 似，以下說明亦適用於其他像素。 』位馮相 辛電Li產生16包含一掃描線27G、-薄膜電晶體、-像 =體;有共部份、，及-鈍化㈣。ί 16/Π、一源極電極Γ、緣^8 極19、一通道層 掃描線27G的一部份，閘二：==;閘電極Π為 享。 閣、、、巴緣層1 8為各薄膜電晶體間所共 掃J，2:G於是與閘電極19形成 表面，掃描線27G盥異嘮认双’ 土攸4之内 暴路於各掃描線間之内表面均為閘絕 第13頁 1226500 五、發明說明（10) 緣層1 8所覆蓋’一經高濃液處理之η型非結晶性矽層i 6及 一 η型非結晶性矽層1 7共同形成通道層，且通道層1 7透過 閘絕緣層1 8而與閘電極丨9相對；通道層丨6 /丨7與源極電極 1 4 一部份及没極電極1 5 —部份相重疊，且源極電極1 4與沒 極電極1 5間留有間隙。 像素電極24、部份共通電極24、薄膜電晶體 19/18/17/16/15/14、液晶區塊22、以及濾色片層8共同形 成像素。 圖5中可較清楚觀察到，有一矩形中空間隙形成於像 素電極24内，因此，像素電極具有一如羅馬數字丨丨般的平 面圖。另一方面，兩矩形中空間隙形成於共通電極23和像 素電極24的部份，像素電極24係由共通電極23分出，且像 素電極24的電極部份延伸至共通電極23的中空空間上方。 * :像素電極24與共通電極23的該部份間存在一電位差 :平局部電場，⑯晶22區塊的電力線以幾 :平=幾乎平行於透明玻璃基板4内表面方向的虛 i : d二極化板1/2以及;夜晶9容許背光通過面内切換型 織’遽、色片層8因而產生了三 内刀換t 面電力線之局部電4;巧=:具幾乎平行該内表 盥妓ϋ雷炻Μ 66 # Μ、％為k向電％」。當像素電極24 過；—第一】=9間之電位差消失時，背光便無法通 弟、弟一極化板1/2以及液晶9之光學結構。 源極電極1 4的其餘部份在閑絕緣層j 8延伸開來，且與

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像素電 1 8延伸 電極14 露表面 望 及薄膜 該光遮 其餘光 膜電晶 第 摩擦， 斜於某 電極15的其餘部份亦在閘絕緣層 開來，並與貧料線27D相連接。像 、汲極電極15、資料線27D、以Θ 、電和 ，原極 均為第二定位層二=及鬧絕緣層18之暴 色矩陣7有排列如一晶格的光遮蔽 屬7/16/15/14與以—特定方=伸？ ^卩伤重豐，而資料線27D則與以垂直方向延伸之 =部？重疊。如此，掃描線27G、資料線、及薄 體均可猎黑色矩陣7以達光遮蔽之效。

一及第一定位層11 /1 2易受到傾斜於某特定方向的 =第一及第二定位層11/12附近的液晶分子便朝傾 特定方向的方向排列。

^面内切換型主動矩陣液晶顯示板以如下方式作用。假 ，圖4、5、6所示之像素預期可發綠光。首先，掃描線27g ，一^動水平，並使薄膜電晶體18/17/16/15/14啟動；接 著，貧料線27D透過該薄膜電晶體19/18/17/16/15/14而盥 像素電極24通電相連，一影像攜帶訊號經資料線27D傳遞、 至汲極電極15，並到達像素電極24 ;然後，像素電極以與 部份共通電極23間產生電位差，便生成橫向電場，並引發 f晶分子旋轉；像素容許背光通過，濾色片層8(G)使背光 變成綠色，故像素呈綠色。當掃描線27G回復至非主動水 平，橫向電場則自液晶區塊22移除，液晶分子便以反方向 旋轉，背光既無法通過像素.，綠光即告消失。 掃描線27G與資料線27D的電位水平會因掃描訊號及影

第15頁 1226500 五、發明說明（12) 像攜帶訊號而變，因此，閘電極丨g及像素電極24的電位水 f亦會改變。電位水平的變化將使黑色矩陣7中的產生誘 導電荷。然而’具高電阻的上覆層丨〇插入於黑色矩陣7與 /慮^片層8之間’其可避免濾色片層8產生電荷，且不會有 電$流過濾色片層8，像素母質上決不會產生後像，故在 f見影像上可達絕佳對比；此外，在視覺影像上亦不致發 生顏色不規則性。 型主目標轉移至圖7 ’其為本發明具體化之另一面内切換 一第動矩陣液晶顯示板，亦主要包含一第一基板結構8 1、 純j —基板結構9 1、及充填於第一基板結構8 1與第二基板 、、、。構91間之間隙的液晶9。 一 $於圖7中未顯示，但一第一極化板呈薄板狀覆蓋於 覆莫:透明玻璃基板之外表面、與一第二極化板呈薄板狀 广於一第二透明玻璃基板之外表面等， %例中所# κ —# 又置之面内切換型主動矩陣液晶顯示板者相似。 產=色層形成於第一透明玻璃基板之内表面，且有一電場 著層呈薄板狀覆蓋於該第二透明玻璃基板之内表面。該 你a層以一上覆層10覆蓋之，上覆層10又依序為一第一定 位層11所覆蓋。 8(b)著色層包含一黑色矩陣7與濾色片層8(R)、8(G)及 接’又該黑色矩陣7與濾色片層8(R)、8(G)及8(B)係直 _ :案化於第一透明基板之内表面；黑色矩陣7上有複數 J15J 仁J 、办 ’濾、色片層8(R)、8(G)及8(B)即分別置於開口内；

1226500 五、發明說明（13) 濾色片層8 ( R )、8 (G )及8 (B )與黑色矩陣7之内表面間留有 間隙，且上覆層10穿入濾色片層8(R)、8(G)及8(B)與黑色 矩陣間的間隙中。複數個槽溝形成於上覆層1 〇上，濾色片 層8(R)、8(G)及8(B)各以複數個槽溝其中之一圍繞之，第 一透明基板之内表面作為複數個槽溝之底表面；因此，液 晶9將穿入複數個槽溝内，故液晶9與上覆層丨〇係插入黑色 矩陣7與濾色片層8(R)、8(G)及8(B)之間；然而，洩漏光 情形並不嚴重。 該電場產生層在結構上相似於電場產生層6，其中所 包含之電極與各層均以相對應於電場產生層6之參考號碼 ‘示之。禮電％產生層將產生與第一實施例相似之橫向局 部電場，且以第二定位層1 2覆蓋之。 該上覆層1 0之電阻係數大於濾色片層8 (R)、8 (G)及 8 (B)者’液晶9之電阻係數亦大於濾色片層8 (R )、8 ( G )及 8(B)者；濾色片層8(R)、8(G)及8(B)與黑色矩陣7之間留 有間隙，上覆層10與液晶9對自黑色矩陣7流出之電流而言 則提供一大電阻，然而，仍有少量電荷會流入黑色矩陣7 與槽溝間之上覆層10。於是，黑色基質上之電位水平不备 局部地升冑，任何後像、帛色不規貝"生、及劣質對比亦由 於此大電阻而不致觀察到；對抗電荷的電阻亦會降至適當 範圍内。 第三實施例 目標轉？至圖8 ’其仍為本發明具體化之另一面内切 換型主動矩陣液晶顯示板，主要包含一第一基板結構82、

1226500 五、ίΐΐ兒明（1—4) " ' 一第二基板結構92、及充填於第一基板結構82與第二基板 結構9 2間之間隙的液晶9。為簡化故，第一透明玻璃基 板、第二透明玻璃基板、第一極化板、以及第二極化板則 於圖8中省略之。 第二基板結構9 2在結構上與第一及第二實施例中所述 者相似’但第一基板結構82則與第一基板結構8〇不同，因 有一絕緣層5 0插入於黑色矩陣7與濾色片層8 (R)、8 (G )及 8 (B)間之間隙。濾色片層8 (R )、8 ( G )及8 (B )的周圍區域以 及黑色矩陣7的周圍區域最好能與該絕緣層5 〇重疊。絕緣 層5 0為不透明，且其電阻係數較黑色矩陣及濾色片層 8(R)、8(G)、8(B)為大，故黑色矩陣7與濾色片層8(R)、 8 (G)及8 (B)間的電阻即可落至範圍内，由於絕緣層5 〇的大 電阻’並不會觀察到後像、顏色不規則性、及劣質對比等 現象。 第四實施_^1 目標轉移至圖9，其仍為本發明具體化之另一面内切 換型主動矩陣液晶顯示板，主要包含一第一基板結構8 3、 一第二基板結構93、及充填於第一基板結構83與第二基板 結構9 3間之間隙的液晶9。為簡化故，第一透明玻璃基 板、第二透明玻璃基板、第一極化板、以及第二極化板則 於圖9中省略之。 第二基板結構9 3在結構上與第一、第二及第三實施例 中所述者相似，但第一基板結構8 3則與第一基板結構8 〇不 同’因有一絕緣層51插入於黑色矩陣7與濾色片層8(R)、

第18頁 1226500 五、發明說明（15) 8 (G )及8 (B )間之間隙；該絕緣層5丨為不透明且具高電阻， 其係形成於開口上，且黑色矩陣7的周圍區域與絕緣層5 j 重疊。濾色片層8(R)、8(G)及8(B)係形成於透明玻璃基板 的内表面’且絕緣層51與濾色片層8(R)、8(G)及8(B)的周 圍區域重疊。絕緣層5 1之電阻係數較黑色矩陣7與濾色片 層8 (R)、8 (G)、8 (B)者為大；絕緣層5 1係提供一大電阻以 抵抗黑色矩陣7中所誘導產生之電荷，故於此面内切換型 主動矩陣液晶顯示板上決不會觀察到後像及劣質對比的現 象0 第 遠較第 之面内 與濾色 内表面 第四實 黑色矩 鑄上介 若所鑄 第三實 濾色片 時，於 板中， 8(R)、 廣闊毛 四^施例所設置之面内切換型主動矩陣液晶顯示板 二貫施例所設置者為佳。在製造設置於第三實施例 切換型主動矩陣液晶顯示板的程序中，黑色矩陣7 片層8(R)、8(G)及8(B)係鑄於第一透明玻璃基板之 ，其後再每上絕緣層5 0。另一方面，在製造設置於 施例之面内切換型主動矩陣液晶顯示板的程序中，、 陣7首先鑄於第一透明玻璃基板之内表面；其後再 電層51 ;最後則鑄上濾色片層8(R)、8(g)及8(8)。 之濾色片層8(R)、8(G)及8(B)偏離目標位置，則於 施例所設置之面内切換型主動矩陣液晶顯示板中， 、8((〇及8(趵須與黑色矩陣7保持接觸；同 弟四貫施例所設置之面内切換型主動矩 須隨時將絕緣層51插入於黑色矩陣7盥 / θθ ”員不 8(G)及8(B)之間。如此，絕緣層51可提供生產曰者一 利。 〆、

第19頁 1226500 五、發明說明（16) 第五實施例 一設置於第五實施例之面内切換型主動矩陣液晶 板，與設置於第四實施例者相似，除了相鄰 緣層51’⑻之外’如圖1G所示。該絕 r 為不透明且具高電F且，其係提供一大電 7中所誘導產生之電荷，故將不會颧疚釗/ -机’，、、巴矩丨旱 對比的情形。 m到任何後像及劣質 抗泡漏光之反制手段 在上述諸實施例中，濾色層8與黑色矩陣7 隙。為避免視覺影像發生光線漏經濾色層 矩有間 顯示板中。 主王勁矩陣液晶 第一反制手段為在第二基板結構上形 =:資料_掃描線27G可以此方式：寬 發生洩漏光。 」避免像素陣列 的電施:列中的液晶均具有等於或大於1013歐姆-公分 率異向性Δη之垂/ / 晶厚度d與折射 至0.36汽Ϊ的/; /相位旋轉角之差值AM介於〇.2微米 不透明ϋΪ φ 士即"，〈⑽後36㈣。當設計 ”曰於其中日守，此類液晶性質即須列入考慮。 之共乃2止像素陣列產生沒漏光而；部份加寬 7間留有 =，nV61^層如8⑴及8⑹均與黑色矩陣 隙間隙6 1即產生於此；參考符號D表垂直於透

第20頁 1226500 五、發明說明（17) 明玻璃基板内表面之方向’位於第一基板結構與第二基板 結構間之間隙（亦即液晶厚度）則標示為d ;在共通電極 2 3下方之間隙6 1為不透明且已加寬。共通電極2 3的加寬區 域有部份與黑色矩陣7重疊、部份與濾色層8(R)/8(G)重 疊。雖然共通電極2 3的加寬區域將使穿越間隙6丨之洩漏光 無法透過，其亦可阻止穿越濾色層8 (R) / 8 (G)之光線透 過。右距離Y過寬，共通電極2 3的加寬區域將引起一低縫 隙比；然而，若厚度d對距離γ之比值大於丨且小於7，即 1 jd/Y<7則共通電極23的加見區域便可忽略。特別地， 當液晶9的厚度為5微米大小、而距離γ為2微米時，共通 f 23的加見區域可在明亮度不減下同時避免 洩漏光。 卞h玍 實例 卷明者製造该面内切換型主動矩陣 :大估。樣品中所用液… 陣液置=二：換佈， 心1。6歐姆-公分；上覆層1〇的電二】於 姆-公分。 而电阻係數#於或大於1〇14區次 換型主動矩：^=:比：：°】色用技術之面内切 第-及第二樣品中*二1 色矩陣112的材料同於 -及第二樣品中者。’ >、濾色層113的材料亦同於第

第21頁 1226500 五、發明說明（18) 本發明者於第一、第二樣品、及比較樣品中均生成視 覺影像，以觀察是否有後像形成；此外，本發明者並觀察 視覺影像之對比。第一及第二樣品中並未見後像，且對比 亦佳，另外，顏色不規則性並未出現於視覺影像中；然 而，卻在比較樣品中觀察到後像、劣質對比與顏色不規則 性。因此，本發明者確認依據本發明之反制手段具有優 勢。

Mjk程序 依據本發明之面内切換型主動矩陣液晶顯示板係如下 述製造。製造程序一開始為製備透明玻璃基板3/4，第一 基板結構與弟一基板結構則分別製作於透明玻璃基板3 / 4 上；兩基板結構可平行製作，否則，即令第一基板結構製 作於第二基板結構完成後，或反之亦可。 黑色矩陣7~於透明玻璃基質3之内表面上，内表面暴 露於開口，濾色層8(R)、8(G)及8(B)其中一類即鑄於一 ^ 口’濾色層8(R)、8(G)及8(B)中另一類鑄於其他開口，至 於濾色層8(R)、8(G)及8(B)中其餘者即鑄於其餘開口。渡 色層8(R)、8(G)、8(B)與黑色矩陣7間留有間隙，故間隙 位於濾色層8(R)、8(G)、8(B)與黑色矩陣7之間。 其次，絕緣層遍佈於該結構整個表面，並形成上覆層 10，該絕緣材料穿入濾色層8(R)、8(G)、8(B)與黑色矩^ 7間之間隙，且黑色矩陣7與濾色層8(R)、8(G)、8(B)均為 上覆層10所覆蓋；最後，上覆層10再覆蓋上定位層Η。 另一方面，掃描線27G、共通電極23、閘絕緣層18、

第22頁 1226500 五、發明說明（19) 【结=層16/17、資料線27D、以及汲極電 f、=電極14/15/24等均形成且鑄於透明玻璃基板4 似· ^ ^ ^技術之面内切換型主動矩陣液晶顯示板中相 再覆蓋上鈍化層13，鈍化層13又為定位層 ::反，U，一密封層沿基板結構周圍塗佈開來， 二IΓ -己弟基板結構與第二基板結構，將液晶注入於第 :二f結構與第二基板結構間之間隙；極化板則附於透明 土板3 / 4之外表面。如此，依據本發明之面内切換型 主動矩陣液晶顯示板即製作完成。 ，二基板結構可如下製造之。當上覆層1〇為定位層11 所/盍時，製備一蝕刻光罩於定位層丨丨上，將定位層丨1與 上覆層1 0選擇性地進行蝕刻以使透明玻璃基材内表面暴露 於1溝、。當液晶注入第一基板結構與第二基板結構間之間 隙叶，液晶將填滿槽溝，如此即可得圖7所示之面内切換 型主動矩陣液晶顯示板。 *再者於另一程序中，當黑色矩陣7及濾色層8鑄於透明 玻$基板3之内表面時，將介電材料沉積遍於此合成結構 的t個f面。介電材料填充於黑色矩陣7與濾色層8間之間 隙’並％脹進入黑色矩陣7與濾色層8上方之一介電層。製 備一餘刻光罩於該介電材料層上，並選擇性地對該介電材 料層進行餘刻’結果便可形成如圖8所示之介電層5 0。 再於另一程序中，黑色矩陣7、濾色片層8、以及介電 層5 1可如下圖案化之。當黑色矩陣7鑄於透明玻璃基材3之 第23頁 1226500 五、發明說明（20) 内表面時，將介 以形成一介電材 上’並選擇性地 5 1内形成介電材 連續製造而成。 由前述較佳 矩陣液晶顯示板 阻材料片。該片 色矩陣中因相對 產生的電荷。此 良對比；視覺影 一些濾色片 用於一面内切換 當液晶的電阻係 一特定值；然而 於因液晶電阻係 手段能有效抵抗 雖然本發明 技術者應清楚了 作不同的變化或 例如：上覆 電材料沉積遍於此合成結構的整個表面， 料層。製備一蝕刻光罩於該介電材料層 對該介電材料層進行蝕刻，以便於介電層 料層。其後，將三種濾色片層如圖9所示 之情況 ，而於 高電阻 基板結 將使得 像上亦 層即為 型主動 數改變 ，因誘 數變化 因誘導 之特殊 解：在 修正。 層10可 ，係依據 黑色矩陣 材料可提 構所包含 後像不致 不會出現 顏色不規 矩陣液晶 時，亮度 導電荷所 所導致的 電荷所引 實施例已 不脫離本 本發明之面 與濾色片層 供一適當電 之電極的電 產生、且視 顏色不規則 則性之成因 顯示板。在 亦可在一短 引起之顏色 現象。根據 起之顏色不 顯示敘述於 發明之精神 内切換 間插入 阻，以 位變化 覺影像 性。 。濾色 本例中 時間内 不規則 本發明 規則性 前，但 及範疇 型主動 一高電 抵抗黑 所誘導 呈現優 片可應 ，即使 回復至 性不同 之反制 〇 習於此 下，可 自第一基板結構82中省略之

1226500 圖式簡單說明 Θ1 ^g用技術面内切換型液晶 意圖； 顯示板 :2為習用技術面内切換型主動矩陣液晶 之橫剖面示 效電路圖； ，％晶顯示板之等 圖3顯不另一習用技術面内切換型主 板之橫剖面示意圖； 動起 陣液 晶 顯示 一囷4〜、員示根據本發明之一面内切換 不板結構之橫剖面圖； 動矩陣液晶顯 圖5為顯不包含於該面内切換型主 中之電極排列、訊及 陣液晶顯示板 層的平面圖； 之部份的一濾色片 係沿圖5中之ηι_ηι連線所截 構的橫剖面圖； 颂示該像素会士 圖7係顯示根據本發明之另一面内 晶顯不板結構之橫剖面圖； 、孓主動矩陣液 圖8一係顯示根據本發明之又另一面 液s曰顯示板結構之橫剖面圖； 、垔主動矩陣 顯不板 圖9為根據本發明之再另一面内 之橫剖面圖； 矩陣i晶!：：據本發明，包含於另-面内切換型主動 橫剖面圖板中之-完整覆蓋-黑色矩陣的一介電層： 示板發明之一面内切換型主動矩陣液晶顯 板結構之措者丨 · 、 動矩陣液晶

第25頁 1226500 圖式簡單說明 【符號說明】 1 極化板 1 第一定位層 10 上覆層 101 極化板 102 極化板 103 透明絕緣基板 104 透明絕緣基板 105 著色層 106 電場產生層 107 液晶 11 定位層 110 像素電極 111 共通電極 112 黑色矩陣 113 濾色片層 114 電流 12 定位層 13 鈍化層 14 源極電極 15 >及極電極 16/17 通道層 18 閘絕緣層

第26頁

1226500 圖式簡單說明 19 閘電極 2 第二極化板 2 2 液晶區塊 23 共通電極 2 4 像素電極 25 閘絕緣層 26 開口 27D 資料線 2 7 G 掃描線

3 透明玻璃基板 4 透明玻璃基板 5 著色層 5 0、5 1、5 1 ’ 絕緣層 6 電場產生層 61 間隙 7 黑色矩陣 8 濾色片層 80 第一基板結構

81 第一基板結構 82 第一基板結構 83 第一基板結構 9 液晶 90 第二基板結構 91 第二基板結構

第27頁 1226500 圖式簡單說明 92 第二基板結構 93 第二基板結構

IliHi

Claims (1)

1226500

申請專利範圍 以產生視覺影像， (2 6 )之黑色矩陣 ^ ^ 一種主動矩陣液晶顯示板，用 5亥主液晶顯示板包含·· ^構’其包括一定義開口（26)之黑色 (26)内' ^ ( 8 (R)7 8 (G)/ 8(B))分別暴露於該開口 係在盥第一基板結構’包括電極（ 2 3/24/27G/27D/19) ’其 及/、3 /慮色層（8 )相關的區域選擇性地產生局部電場； 板妹拔5日日層（9 )’其填充於該第一基板結構與該第二基 月立 0之一間隙’且其在該區域具有液晶塊（2 2 )，以依 局邰電場而改變透明度值， 赢又 色屛/亥第基板結構更包括插入於該黑色矩陣（7)與該濾 曰(8)間的一材料片（1〇; 5〇; 51; 51，），且其電阻係數 孕乂该黑色矩陣（7)與該濾色層（8)為大。 板2发如申睛專利範圍第1項所述之主動矩陣液晶顯示 ^ ’、其中該第一基板結構更包括一上覆層（丨〇 )，其部份覆 二於4黑色矩陣（7)與該濾色層（8 )上，並部份作為該材料 片之用。 3·如申請專利範圍第2項所述之主動矩陣液晶顯示 板’其中該濾色片層（8)之電阻係數大於該黑色矩陣（7)之 電阻係數，且小於該上覆層（丨〇 )之電阻係數。 4.如申請專利範圍第3項所述之主動矩陣液晶顯示 板’其中該黑色矩陣（7)之電阻係數位於1〇3歐姆—公分至

1226500 穴、甲請專利範圍

1〇6歐姆-公分範圍内；該滤色片層（8)之電阻係數位於1〇8 歐姆-公分至1012歐姆—公分範圍内；該上覆層（1〇)之電阻 係數等於或大於1〇14歐姆—公分。 5 ·如申請專利範圍第2項所述之主動矩陣液晶顯示 板’其中槽溝以填充入該液晶（9 )之方式，形成於部份該 上覆層（10)上。 6 ·如申請專利範圍第5項所述之主動矩陣液晶顯示 板’其中該濾色片層（8 )之電阻係數大於該黑色矩陣（7 )之 電阻係數，且小於該上覆層（丨〇 )之電阻係數；該液晶（9 ) 之電阻係數又大於該上覆層（丨〇 )之電阻係數。 7 ·如申請專利範圍第丨項所述之主動矩陣液晶顯示 板’其中該第一基板結構更包含一上覆層（1 〇 )，其係覆蓋 該黑色矩陣（7 )、該濾色片層（8 )、該材料片（5 〇 ; 5 j ·， 5 Γ );但該材料片不同於該上覆層〇 〇 )。 8 ·如申請專利範圍第7項所述之主動矩陣液晶顯示 板’其中該濾色片層（8 )之電阻係數大於該黑色矩陣（7 )之 電阻係數’且小於該材料片（5 〇 ; 5丨；5丨，）及該上覆層 (1 〇 )兩者之電阻係數。 9 ·如申請專利範圍第8項所述之主動矩陣液晶顯示 板’其中該黑色矩陣（7 )之電阻係數位於1 〇3歐姆-公分至 1〇6歐姆-公分範圍内；該濾色片層（8)之電阻係數位於1〇8 歐姆-公分至1 〇12歐姆—公分範圍内；該材料片（5 〇 )之電阻 係數等於或大於1〇14歐姆-公分；且該上覆層（10)之電阻係 數等於或大於1〇m歐姆—公分。

第30頁 1226500 六 申請專利範圍 _ 10·如申請專利範圍第7項所述之主動矩陣 板，其中該材料片（50)具有第一部份 /曰曰頌不 ^ ^ (8) ,, f, ^ 周圍：份上申第三部份在該濾色片層⑻的周丨的 11.如申請專利範圍第7項所述之主動矩陣 。 板’其中該材料片(⑴具有第一部份在該黑色車= 該慮色片層(8)間之間隙中；第二部份在該 公二 】圍部份上；第三部份被該遽色片層⑻的周圍部：(所7)覆的 1 2·如申請專利範圍第7項所述之主動矩陣液晶 板，其中該黑色矩陣（7 )的暴露表面係為該材 \ ’、 覆蓋。 了十>U51 )所 杯1甘3:請專利範圍第1項所述之主動矩陣液晶顯示 板，其中該弟二基板結構更包括一不透明層（23)，其鱼， 色矩陣（7)及該濾色片層（8)間之間隙相對，以便二2， 該間隙之洩漏光。 @牙越 14·如申請專利範圍第1 3項所述之主動矩陣液晶顯八 板’其中a亥不透明層（2 3 )為一共通電極（2 3 )的選擇部份 係作為該電極與像素電極共同之選擇部份。 77 15· 一種主動矩陣液晶顯示板的製造方法，包 步驟： 卜列 a)製備一第一基板結構，其係包括一定義開口之專 色矩陣（7)、分別佈署在該開口的濾色片層（8)、及一材、、'料 片（10; 50; 51; 51，），該材料片插入於該黑色矩陣（7/與

第31頁 1226500 六、申請專利範圍 該濾色片層（8 )間，且其電阻係數大於該黑色矩陣（7 )、該 渡色片層（8);與製備一第二基板結構，其包括產生局部 電場之電極（19/ 27D/ 27G/ 23/ 2 4 ); b)同時裝配該第一基板結構與該第二基板結構，以 便在兩者間形成一間隙； c )注入液晶（9 )於該間隙中；並 d)完成該主動矩陣液晶顯示板。 1 ^如申請專利範圍第1 5項所述之主動矩陣液晶顯示 反的製造方法，其中該步驟a)包括下列次步驟： a —1)圖案化一第一材料層於該黑色矩陣（7 )中， 之一 a 2 )以使該黑色矩陣（7)與該濾色層（8 )間留有間隙 方法’圖案化一第二材料層於該濾色片層（8)中，及 層（8^3) 上覆層（ίο)覆蓋該黑色矩陣（υ與該濾色片 片屑部份該上覆層（1〇)穿入該黑色矩陣（7)與該濾色 q 1 ^ θ之間隙，作為該材料片之用。 板的穿造如申請專利範圍第15項所述之主動矩陣液晶顯示 該邱二t方法’其中該步驟a)更包括次步驟a—4)，用以於 =该上覆層（10)内形成槽溝。 、 板的制·、告甲請專利範圍第1 5項所述之主動矩陣液晶顯示 衣&方法，其中該步驟a)包括下列次步驟： a 1)圖案化一第一材料層於該黑色矩陣（7 )中， 之—、以使該黑色矩陣（7 )與該濾色層（8 )間留有間隙 方法’圖案化一第二材料層於該濾色片層（8)中， 囷案化一弟三材料層於填充该黑色矩陣（7 )與言亥

第32頁 1226500 六、申請專利範圍 及 濾色片層（8 )間之間隙的該材料片（5 〇 ; 5 1 ; 5 1，）中，八 a-4 )以一上覆層（丨〇 )塗佈於該黑色矩陣（7 )、該濾色 片層（8 )、及該材料片（5 〇 ; 5 1 ; 5 1，）上。 19·如申請專利範圍第1 5項所述之該主動矩陣液晶顯 示板的製造方法，其中該步驟a)包括下列次步驟： a- 1 )圖案化一第一材料層於具開口之該黑色 7 ) 中， 的周:一 黑色矩陣(7)的周圍區域且部份在該開口 °圍^域乂形成該材料片（5 1 )， 份的+以在4周圍區域内之該材料片部份具有周圍部 式，形成一第二材料層於該濾色片層（8)中，及 片層Γ8)、覆層(1〇)覆蓋於該黑色矩陣⑺、該遽色 汉该材料片（5 i)上。