TWI359298B - Liquid crystal display device and method for fabri - Google Patents

Description

!359298 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明關於一種液晶顯示裝置（LCD)，尤其是一種可提高亮 度的液晶顯示裝置及其製造方法。 【先前技術】 近來，各種便攜式電子裝置如行動電話、個人數位助理（pDA) 和筆§己型電腦由於其體積小、重量輕和節能操作已經被廣泛發 •展。因此，已經開發出平面顯示裝置如液晶顯示裝置（LCD)、電 漿顯示面板（PDP)、場發射顯示器（FED)和真空螢光顯示器 (VFD)。在這些平面顯示裝置中，液晶顯示裝置由於簡單的驅動 方式和優良的晝質近來已經被大規模生產。 「第1圖」所示為習知技術液晶顯示裝置之單元晝素的示意 圖。 如圖所示’液晶顯示裝置包含下基板5、上基板3和位於下基 |板5與上基板3之間的液晶層7。 下基板5為鷄元件陣列基板，其上形成有複數個晝素。開 關元件9如薄膜電晶體（TFT)形成在每個畫素上。 ’ 上基板3為彩色遽光基板，其上形成有黑矩陣8和彩色遽光 層2以貫現』示真實色彩。畫素電極石和共同電極4分別形成在 下基板5和上基板3上。用於配向液晶層7的液晶分子的配向層 沉積在下基板5上。 下基板5和上基板3透過封裝劑（圖未示）彼此接合，封裝 ⑧ 5 1359298 ' 劑係形成在兩塊基板的每個外圍處，並且下基板5和上基板3透 - 過形成在其間的間隔粒（圖未示）保持單元間隔。此外，形成在 下基板5和上基板3之間的液晶層7透過形成在下基板5的開關 、 元件開關每個畫素以驅動液晶分子並控制穿透液晶層的光線的 量，進而顯示資訊。 液晶顯示裝置由下述製程製造。首先，進行在下基板5上形 成驅動元件的驅動元件陣列基板製程和在上基板3上形成彩色濾 •光片的彩色濾光基板製程。然後，進行間隔粒形成製程和封裝劑 形成製程以完成液晶顯示裝置的製造。 驅動元件_基板製程如τ，首先制於定義每個畫素區域 的複數條閘極線和資料線排佈在下基板5上。然後，連接間極線 和資料線的薄職晶體9形成在每織素區_。接著，形成連 接薄膜電晶體的畫素電極6以藉由薄膜電晶體接收訊號駆動液晶 層。 耗就紐製程如下，首先在上基板3上職黑矩陣8。接 著形成彩色縣層2以實現顯示紅、綠、藍色色彩。紐在彩色 濾、光層2上形成共同電極4。 在習知技術的液晶顯示裝置中，光線由位於底部的背光源提 供·。並且，液晶分子由形成在下基板上的驅動元件驅動，以控制 穿透液晶層的光線的量並顯示資訊。 I去技術的液晶顯示裝置中，照射到用於防止漏光的 丄⑽298 黑矩陣8上的光線被被黑矩陣8遮蔽。因此損失了照射到黑矩陣8 上的光線，而無法提高整體亮度。 【發明内容】 於上述問題，本發明的主要目的在於提供一種可提高照射 到黑矩陣上的光線亮度的液晶顯示裝置及其製造方法。 因此，為達上述目的’本發明所揭露之—種液晶顯示裝置， 包含有：第一基板和第二基板；複數條閘極線，於第-方向形成 •在第-基板上；減條資料線’形成在第一基板上並位於與間極 線垂直之方向以定義複數畫素區域；形成在閘極線與資料線之每 個交叉處的開關元件；形成在第二基板上的黑矩陣，為三角形肋 狀且表面具妓縣；縣在黑轉上的彩㈣以；及形成在 第一基板和第二基板之間的液晶層。 其十，液晶顯示裝置更包含形成在第一基板之畫素區域的畫 素電極騎成在第二基板之彩色遽光片的整個表面的共同電極。 共同電極和晝素電極可—同形成在第—基板上。 其中，液晶顯示裝置更包含分別形成在第一基板和第二基板 後表面的第-偏光片和第二偏光片。第m與第二基板的接 '觸表面可反射光線。 本發明所揭露之一種彩色濾光基板，包含有：透明基板；以 垂直和水平方向位於透明基板上的黑矩陣，以定義複數個畫素區 域，黑矩陣具有三角形肋狀結構，並且表面具有反射層；及形成 ㈣298 在黑矩陣上的彩色it光片。 本發明所揭露之一種液晶顯示裝置之製造方法，包含有：提 供包含薄膜電晶料列的第-基板；提供第二基板，第二基板上 形成有黑矩陣和彩色濾光片，黑矩陣以垂直和水平方向位於第二 基板上，以定義複數個4素區域，黑鱗具有三角形肋狀結構並 且表面具有反射層；及形成液晶層於第-基板與第二基板之間。 提供第二基板的步驟包含：提供透板；在透縣板的左右方 向形成對稱的肋狀圖案；形成反射層於肋狀圖案之表面；及形成 彩色濾光層於透明基板上。 其中’液晶顯7F裝置之製造方法更包含於彩色絲層上形成 共同電極。 本發明所揭露之一種液晶顯示裝置之製造方法，包含有：提 供透明基板；在透明基板的左右方向形成對稱的肋狀圖案；形成 反射層於肋狀圓案之表面；及形成彩色濾光層於_基板上。 在本發明中’黑矩陣形成有左右方向對稱的肋狀，並且反射 層形成在黑糾的表面。gj此’照射到黑矩陣上的光線被反射層 反射以進入畫素區域。因此，在習知技術的黑矩陣中損失的光線 可在本發明中被利用以提高整體亮度。 有關本發_概與實作，舰合圖式作最佳實施例詳細說 明如下。 【貫施方式】 明9298 以下將依照附圖詳細描述本發明之較佳實施例。 以下將依照附圖詳細描述本發明液晶顯示裝置及其製造方法 「第2A圖」和「第2B圖」所示為本發明液晶顯示裝置的示 、 思圖，其中「第2A圖」為平面圖，「第2B圖」為沿「第2A圖」 ί—Ι線的剖面圖。 如圖所示，本發明的液晶顯示裝置100包含第一基板11〇、第 一基板120和位於第一基板110與第二基板120之間的液晶層 署130。第-偏光片141和第二偏光片⑷分別貼附在第-基板ι10 和第二基板120的後表面。第一偏光片141與第一基板11〇的後 表面接觸的表面可反射光線。 複數條閘極線101位於第一基板11〇上且位於第一方向，第 一方向的複數條資料線1〇3與閘極線1〇1垂直以定義每個晝素區 域Ρ。晝素電極117形成在晝素區域Ρ處。與晝素電極117電性連 接的薄膜電晶體（TFT)做為開關元件以開啟每個畫素，其位於閘 '•極線101與資料線1〇3的每個交叉處。 開關元件可為薄膜電晶體1〇2，其包含形成自閘極線ιοί的閘 極102、形成在閘極上的主動層1〇8、形成在主動層上的源極1〇5& 和沒極105b。 沒極105b電性連接晝素電極117，閘極絕緣層113位於問極 102和主動層108之間。閘極絕緣層113沉積在第一基板11()的整 個表面上。鈍化層115形成在薄膜電晶體上。 1359298 用於防止漏光的黑矩陣128、彩色濾光片129和共同電極127 形成在第二基板12〇上。黑矩陣128包含具有三角形肋狀結構的 有機圖案123和形成在有機圖案123表面的反射層125。黑矩陣 128遮蔽照射到其上的光線以防止漏光，同時將照射到其上的光線 被反射至畫素區域（附圖中箭頭所示方向）。 當位於第一基板110底部的背光源（圖未示）將光線提供至 液晶顯示裝置時，液晶層藉由共同電極127和畫素電極117之間 •的電場控制规傳輸。並且黑矩陣128形成在晝素區域的分界處， 也就疋第二基板120上對應閘極線1(n、資料線1〇3和薄膜電晶體 的區域，以防止在顯示正常黑模式時出現漏光。 黑矩陣128不僅用於遮蔽背光源的提供的光線，還將照射到 其上的光線反射到晝素區域入射到晝素區域p上光線被貼覆 在第一基板110下表面的第一偏光片141再次反射，以提高整體 7C度。為了使黑矩陣128將照射到其上的光線有效地反射至畫素 鲁區域’黑矩陣m的反射表面形成為傾斜的表面。傾斜表面最好 有三角形肋狀結構。 從附圖中箭頭所示方向可以看出，照射到黑矩陣128上光線 被反射層125入射到畫素區域p上。接著，照射到畫素區域卩上 的光線被形成在第-基板11G下表面的第—偏光片141再次反 射，以提高整體亮度。 具有肋狀結構的有機圖案123可透過使用負光阻形成。更確 丄 pjyzyes 且地說，將負細沉積在基板上，絲形颜細形成具有寬度 小於l「〇#m的祕，進而具有三肖_狀結構。 第3八圖」、「第3B圖」、「第3C圖」和「第3D圖」所示分 別為本發明耗縣基婦程的剖面圖。 如第3A圖」所不，置備透明基板220，並在透明基板22〇 上’儿積負光阻層223、接著’利用具有透光開口的光罩藉由紫外 線…、射負光阻層223 ’其中光罩的透光開口與負光阻層223 /上 將形成圖案的區域對應。 然後’對已經進行紫外線選擇性照射的負光阻層223、影， 以在經過紫外線照射的區域形成具有三角形肋狀結構的有機圖案 223有機圖案223具有肋狀結構而非平板結構的原因係有機圖案 223的寬度小於1〇難。通常，透過光罩形成的光阻圖案具有椎形 邊界。此處’當光阻圖案寬度小於10/m時，光阻圖案的兩侧均 具有椎形肋狀結構。 接著，將具有較佳反射性的鋁（A1)或鋁钕（A1Nd)合金形 成的金屬層沉積在包含有機圖案223的透明基板22〇的整個表面 上，然後形成圖案。如「第3C圖」所示，反射層225僅形成在有 機圖案223的表面’以形成包含有機圖案223和反射層225的黑 矩陣228。 如「第3D圖」所示，每個紅、綠、藍色彩色濾光層229均形 成在形成有黑矩陣228的透明基板220上。接著，在彩色濾光層 1359298 229上沉積透明導電材料如氧化銦錫（ιτ〇)和氧化鋅錫（⑽）， 以形成共同電極227，進而製成彩色就基板。 據上所述，本剌提供的液晶顯示裝置及其製造方法可透過 將照射到黑_上的光線反射到畫素區域以提高亮度。在本發明 中，黑矩陣形成有肋狀結構，反射層形成在黑矩陣的表面。因此， …、射到黑轉壯的光線被反射到晝素區域，紐照射到畫素區 域的光線被偏光片再次反射，因此可提高亮度。本發明不僅限於 扭轉向列結構。就是說’本發明還可應祕共同電極和畫素電極 形成在同-塊基板上的平面切換式液晶顯示裝置㈣lcd)。此 外’如果本發明應用的黑矩陣可將照射到其上的光線反射至晝素 區域，那麼可採用任何驅動模式。 據上所述，在本發明中，照射到黑矩陣上的光線被反射到畫 素區域’騎到畫倾域的光線被再:欠反射讀高整體亮度。由

於整體亮度提S，_度制提高，因此可提供—種具有高畫質 的液晶顯示裝置。 I 雖本發日肋前狀實_揭露如上，财並翻錄定本發 明。在不脫離本發明之精神和範_，所為之更動制飾，均屬 本發明之專護翻。_本發崎界定之保護朗請參考所 附之申請專利範圍。 【圖式簡單說明】 第1圖為習知技術液晶顯示装置之剖面圖。 1359298 第2A圖為本發明液晶顯示裝置之平面圖。 第2B圖為沿第2A圖中I —I '線的剖面圖。 第3A圖至第3D圖為本發明彩色濾光基板的製程的剖面圖。 【主要元件符號說明】 2、229 彩色濾光層 3 上基板 4、 127、 227 共同電極 5 下基板 6、117 晝素電極 7、130 液晶層 8、 128、 228 黑矩陣 9 開關元件 100 液晶顯不裝置 101 閘極線 102 薄膜電晶體 103 資料線 105a 源極 105b 汲極 108 主動層 110 第一基板 113 閘極絕緣層 13 ㉚. 13 1359298

115 純化層 120 第二基板 123 有機圖案 125、 225 反射層 129 彩色濾光片 141 第一偏光片 143 第二偏光片 220 透明基板 221 光罩 223 有機圖案 223 ^ 負光阻層 P 晝素區域 TFT 薄膜電晶體

14

Claims (1)

100年6月29日替換頁 、申請專利範圍· 一種液晶顯示裝置，包含有： 一第一基板和一第二基板； 一第一偏光片’形成在該第一基板的後表面； 複數條閘極線，於一第一方向形成在該第一基板上； 複數條資料線，形成在該第一基板上並位於與該閘極線垂 直之一方向以定義複數畫素區域； 一開關元件，形成在該閘極線與該資料線之每個交叉處； 一黑矩陣，形成在該第二基板上，該黑矩陣為三角形肋狀 且該黑矩陣之一表面具有一反射層； 一彩色濾光片，形成在該黑矩陣上；及 一液晶層，形成在該第一基板和該第二基板之間； 其中射到該黑矩陣上之光線被該反射到該等畫素區域 上，接著，入射到该畫素區域上的該光線被該第一偏光片再次 反射。 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示装置’其中更包含： 一晝素電極’形成在該第一基板之一畫素區域；及 一共同電極，形成在該第二基板之該彩色濾光片的整個表 面。 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中更包含形成 在該第一基板的該畫素區域處的一共同電極和一晝素電極。 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中更包含一第 丄359298 ~'—--:- 1(J0年6月29日替換頁. 二偏光片，該第二偏光片形成在該第二基板的後表面。 5·如申請專利範圍第4項所述之液晶顯示裝置，其中該第一偏光 片與該第一基板的一接觸表面反射光線。 6.—種液晶顯示裝置之製造方法，包含有： h供一第一基板，該第一基板包含一薄膜電晶體陣列； 於該第一基板之後表面上貼附一第一偏光片； k供一第二基板’該第二基板上形成有一黑矩陣和一彩色 遽光片’該黑矩陣以垂直和水平方向位於該第二基板上，以定 義複數個畫素區域，該黑矩陣具有一三角形肋狀結構，並且該 黑矩陣之一表面具有一反射層；及 形成一液晶層於該第一基板與該第二基板之間； 其中射到該黑矩陣上之光線被該反射到該等晝素區域 上，接著，入射到該畫素區域上的該光線被該第一偏光片再次 反射。 7·如申凊專利範圍第6項所述之液晶顯示裝置之製造方法，其中 提供一第二基板的步驟包含： 提供一透明基板； 形成具有一三角形結構之一有機圖案於該透明基板上； 形成一反射層於該有機圖案之一表面；及 ' 形成一彩色遽光層於該透明基板上。 · 8.如申清專利範圍第7項所述之液晶顯示裝置之製造方法，其中 16 1359298 l - 100年6月29日替換頁 ‘ _ 更包含於該彩色濾光層上形成一共同電極。 17