TWI383224B

TWI383224B - 液晶顯示面板及其基板之製作方法以及液晶顯示裝置、液晶顯示面板及其基板

Info

Publication number: TWI383224B
Application number: TW96100991A
Authority: TW
Inventors: Cheng Nan Lin
Original assignee: Chimei Innolux Corp
Priority date: 2007-01-10
Filing date: 2007-01-10
Publication date: 2013-01-21
Also published as: TW200830006A

Description

液晶顯示面板及其基板之製作方法以及液晶顯示裝置、液晶顯示面板及其基板

本發明係關於一種平面顯示面板及其基板之製作方法以及平面顯示裝置、平面顯示面板及其基板，特別關於一種液晶顯示面板及其基板之製作方法以及液晶顯示裝置、液晶顯示面板及其基板。

目前而言，液晶顯示裝置已被廣泛地應用於筆記型電腦、數位相機、數位攝影機、個人行動助理及行動電話等裝置上。液晶顯示裝置已經逐漸取代冷陰極射線管(CRT)顯示裝置，而成為平面顯示裝置中主要的顯示裝置之一。其中，液晶顯示裝置主要係由一液晶顯示面板以及一背光模組所組成。

請參閱圖1，係為習知技術之一液晶顯示面板1，具有相對設置之一彩色濾光片基板11與一薄膜電晶體基板12，以及設置於彩色濾光片基板11與薄膜電晶體基板12間之一液晶層13。其中，彩色濾光片基板11具有一基板本體111、設置於基板本體111之一透明電極層112、複數設置於透明電極層112上之圖案化間隔物113，以及設置於該等圖案化間隔物113上之配向層114。其中，該等圖案化間隔物113通常為光阻材料，塗佈於基板上並經過曝光、顯影及熱固化等步驟後而形成特定圖案且完全固化之間隔物於透明電極層112上。如此一來，該等圖案化間隔物113係具有一高度，以保持彩色濾光片基板11與薄膜電晶體基板12間之間距(cell gap)，使得彩色濾光片基板11與薄膜電晶體基板12間係形成一容置空間，以填充液晶材料。

然而，為了確保液晶顯示面板1之光學特性，彩色濾光片基板11與薄膜電晶體基板12間之間距需為均勻且保持一定。因此，影響間距大小之圖案化間隔物113的高度係扮演了相當重要的角色。當熱固化後的圖案化間隔物113受力時，圖案化間隔物113係具有一定之彈性回復力。於組裝彩色濾光片基板11與薄膜電晶體基板12後，兩者間之距離可能因為圖案化間隔物113之彈性回復力不如預期而改變，如此一來，則易造成產品良率下降。雖然，圖案化間隔物113之彈性回復力可能可以藉由對於圖案化間隔物113之高度進行高精度控制來調整，但如此一來，則無法容許較大之製程誤差，易造成產品良率下降。

當該等圖案化間隔物113之高度的精度控制不良，圖案化間隔物113高度太高或彈性回復力過大時，會使得彩色濾光片基板11與薄膜電晶體基板12之間隔過大，而造成液晶材料充填後液晶層13中產生氣泡(bubble)。反之，當該等圖案化間隔物113之高度過小或彈性回復力過小的現象產生時，則會使得彩色濾光片基板11與薄膜電晶體基板12之間隔過小，而造成間隔內的液晶材料充填過多而產生重力缺陷(gravity mura)，亦即過多之液晶下沉且累積於面板底部的現象。

另外，當組裝後之液晶顯示面板1進行一按壓測試時，倘若該等圖案化間隔物113之支撐強度不夠，外力按壓時則容易使得該等圖案化間隔物113產生位移，進而導致液晶顯示面板1產生漏光之現象。

爰因於此，如何提供一種液晶顯示面板及其基板之製作方法、以及液晶顯示裝置、液晶顯示面板及其基板，具有較寬鬆的圖案化間隔物之高度精度範圍及製程容許誤差範圍，以及可改善因圖案化間隔物之彈性回復力過大或過小，或是圖案化間隔物之支撐強度不足所造成液晶顯示面板之缺陷，確實為當前主要課題。

有鑑於上述課題，本發明之目的為提供一種液晶顯示面板及其基板之製作方法、以及液晶顯示裝置、液晶顯示面板及其基板，其圖案化間隔物之精度可具有較大的範圍，而且可改善因圖案化間隔物之彈性回復力過大或過小，或是圖案化間隔物之支撐強度不足所造成液晶顯示面板之缺陷。

緣是，為達上述目的，依本發明之液晶顯示面板之基板製作方法，包含下列步驟：形成一配向層於一基板本體之上；形成一間隔物層於配向層上；以及圖案化間隔物層以形成複數個部分固化之間隔物。

為達上述目的，依本發明之液晶顯示面板之製作方法，包含下列步驟：形成一配向層於一基板本體之上；形成一間隔物層於配向層上；圖案化並部分固化間隔物層而形成複數個部分固化之間隔物以形成一第一基板；形成一液晶層於第一基板上；將一第二基板與第一基板相對組裝，第二基板係設置於液晶層上且與部分固化之間隔物接觸；以及再固化該等部分固化之間隔物使其最終實質上完全固化以形成複數圖案化間隔物。

為達上述目的，依本發明之液晶顯示面板之基板，包含一基板本體、一配向層及複數個圖案化間隔物。其中，配向層係設置於基板本體之上，複數個圖案化間隔物係分別設置於配向層上。

為達上述目的，依本發明之液晶顯示面板，包含一第一基板、一液晶層及一第二基板。其中，第一基板具有一基板本體、一配向層及複數個圖案化間隔物，配向層係設置基板本體之上，圖案化間隔物係分別設置於配向層上。液晶層係設置於第一基板上，第二基板係設置於液晶層上且與該等圖案化間隔物接觸。

為達上述目的，依本發明之液晶顯示裝置，包含一液晶顯示面板與一背光模組。其中，液晶顯示面板具有一第一基板、一液晶層以及一第二基板，第一基板具有一基板本體、一配向層及複數個圖案化間隔物，配向層係設置基板本體之上，圖案化間隔物係分別設置於配向層上，液晶層係設置於第一基板上，第二基板係設置於液晶層上且與圖案化間隔物接觸。背光模組係鄰設於液晶顯示面板之一側。

承上所述，依本發明之液晶顯示面板及其基板之製作方法、以及液晶顯示裝置、液晶顯示面板及其基板，係將複數部分固化之間隔物設置於配向層上，於組裝第一基板與第二基板後，再固化上述部分固化之間隔物以形成複數圖案化間隔物。相較習知技術而言，於組裝第一基板與第二基板之過程中，部分固化之間隔物係呈有軟性而形變空間大，組裝時可輕易控制液晶顯示面板之兩基板間的間距後才進行完全固化。故該等部分固化之間隔物的高度不需要高精度的控制，故確實可提高液晶顯示面板之製作良率。此外，各部分固化之間隔物受擠壓後更可具有一膨大部，可加大圖案化間隔物與基板接觸之表面積，或膨大部與第二基板之一段差結構，如凸出部或凹下部，相互嵌合，使得圖案化間隔物具有較佳之摩擦力與支撐強度。故相較於習知結構而言，液晶顯示面板中之圖案化間隔物較不易因受到按壓而位移，故可避免液晶顯示面板產生漏光之現象。

以下將參照相關圖式，說明依本發明較佳實施例之液晶顯示面板及其基板之製作方法、以及液晶顯示裝置、液晶顯示面板及其基板。

首先，請參閱圖2至圖8，以說明本發明第一實施例之液晶顯示面板2之製作方法。

請參閱圖2，係為第一實施例之液晶顯示面板2之製作方法之一流程圖，其中，步驟S1至步驟S7係為本實施例之液晶顯示面板2之製作方法之步驟。

請配合圖3，於步驟S1中，形成一配向層21於一基板本體22之上。於本實施例中，基板本體22係以彩色濾光片基板之一玻璃基板為例，當然，基板本體22也可為薄膜電晶體基板之一玻璃基板。基板本體22具有一彩色濾光層221，以及圍設於彩色濾光層221周緣之一黑色矩陣層222，而可利用一印刷裝置(圖中未示)將配向層21印刷於基板本體22之上。

於本實施例中，液晶顯示面板2係以一多區域垂直配向式(multi-domain vertically aligned,MVA)液晶顯示面板為例，且第一基板20係為一彩色濾光片基板。於步驟S1之前，可先形成一透明電極層23，使得透明電極層23係位於基板本體22與配向層21之間。當然，液晶顯示面板2亦可為一橫向電場切換式(in-plate switch,IPS)液晶顯示面板2，此時，第一基板20係可不具有透明電極層23之設置。

請配合圖4，於步驟S2中，形成一間隔物層24於配向層21上。間隔物層24之材質可為光阻，於本實施例中，間隔物層24之材質係為一負光阻材料為例。

請配合圖5，於步驟S3，曝光顯影以圖案化並部分固化間隔物層24而形成複數部分固化之間隔物25，以形成第一基板20。於本實施例中，該等部分固化之間隔物25係分別為一光間隔物，而第一基板20係以一彩色濾光片基板為例。於本實施例中，係利用一光罩(圖中未示)曝光顯影間隔物層24，使得該等部分固化之間隔物25可對應於黑色矩陣層222設置。在曝光的過程中，此間隔物層24被部分固化(partially cured)，固化率小於95%。另外，該等部分固化之間隔物25係分別具有一第一高度H1，且由於尚未完全固化，所以該等部分固化之間隔物25係為軟性。

於本實施例中，液晶顯示面板之製作方法更包含表面處理配向層21(步驟S4)。配向層21之表面係可利用臭氧(O₃)或電漿(plasma)來進行表面處理，如此一來，係可將配向層21表面上之殘留之間隔物層材料去除，以免不具配向效果之間隔物層材料污染並影響液晶配向。

請配合圖6，於步驟S5中，形成一液晶層30於該第一基板20上。於本實施例中，係可先設置一框膠層40於第一基板20上，而液晶材料可以滴入充填(one drop filling,ODF)之方式設置於第一基板20上，而框膠層40係圍設於液晶層30之周緣。

請配合圖7，於步驟S6中，將第二基板50與第一基板20相對組裝，第二基板50係設置於液晶層30之上且與該等部分固化之間隔物25接觸。於本實施例中，第二基板50係以一薄膜電晶體基板為例。當第一基板20與第二基板50組裝時，框膠層40係位於第一基板20第二基板50之間，且第二基板50係可稍微壓迫到該等部分固化之間隔物25，使得該等部分固化之間隔物25有些許變形，於是，該等部分固化之間隔物25係分別具有小於第一高度H1之第二高度H2。此外，該等部分固化之間隔物25由於遭受壓迫，故於鄰近第二基板50之一端可具有一膨大部251。而膨大部251係可包覆或嵌合至少一部分之第二基板50之段差結構，此段差結構可為凸出部或一凹下部，例如凸起之一薄膜電晶體52或是利用接觸面積增加而增加與第二基板50之間的摩擦力，故再固化後，該等部分固化之間隔物25不易因按壓而產生位移，較易通過液晶顯示面板2之按壓測試。

需要補充說明的是，於本實施例中，間隔物層24係形成於第一基板20(彩色濾光片基板)之配向層21上，使得第一基板20具有該等部分固化之間隔物25，再進行後續第一基板20與第二基板50之組裝。當然，亦可將該等部分固化之間隔物25形成於第二基板50(薄膜電晶體基板)之一配向層51上，再進行後續第一基板20與第二基板50之組裝。

請再參閱圖7，於步驟S7中，再固化該等部分固化之間隔物25使其實質上完全固化以形成複數圖案化間隔物25’，使該等圖案化間隔物25’之最終固化率達到95%以上，以形成液晶顯示面板2。於本實施例中，係可以利用紫外光固化或是熱固化之方式來固化該等部分固化之間隔物25。固化後，該等圖案化間隔物25’即變硬無法再改變高度。

經由上述步驟可知，本發明之液晶顯示面板2之製作方法，係將該等部分固化之間隔物25設置於配向層21上，於組裝第一基板20與第二基板50時，該等部分固化之間隔物25係呈軟性且不具有彈性回復力，故較易調整第一基板20與第二基板50之間距。實際製程時，可先將該等部分固化之間隔物25之高度作得比較高一些，由於該等部分固化之間隔物25僅部分固化，較為軟性可輕易調整高度，因此於組裝時，再將該等部分固化之間隔物25壓扁至預定的高度，故該等部分固化之間隔物25的初始高度不需要高精度的控制。相較習用技術而言，該等部分固化之間隔物25係不會產生因彈性回復力過大或過小而改變第一基板20與第二基板50間之距離，確實有助於提高液晶顯示面板2之製作品質。此外，各部分固化之間隔物25於鄰近第二基板50之一端可具有一膨大部251，於是，該等圖案化間隔物25’與第二基板50間具有較大之摩擦力，相較習用結構而言，圖案化間隔物25’用於液晶顯示面板2時較不易受到按壓而產生位移，而可避免液晶顯示面板2產生漏光現象。

接著，請參閱圖2至圖5，以說明本發明第二實施例之液晶顯示面板2之基板20製作方法。

於本實施例中，係利用第一實施例之步驟S1至步驟S4之方法來製作液晶顯示面板2之基板20，在此係不再贅述。

請參閱圖8，以說明本發明第三實施例之液晶顯示裝置7。

於本實施例中，液晶顯示裝置7具有一液晶顯示面板2與一背光模組6。其中，背光模組6係鄰設於液晶顯示面板2之一側，且背光模組6可為一直下式背光模組或一側光式背光模組。此外，液晶顯示面板2係與第一實施例之液晶顯示面板2之製作方法所製成且具有相同之技術特徵，在此係給予相同標號。

如圖8所示，液晶顯示面板2具有一第一基板20、一液晶層30及一第二基板50。

於本實施例中，第一基板20具有一配向層21、一基板本體22及複數圖案化間隔物25’，本實施例中該等圖案化間隔物25’為感光型間隔物，或稱光間隔物。其中，配向層21係設置於基板本體22之上，而複數圖案化間隔物25’係分別設置於配向層21上。另外，第一基板20更可具有一透明電極層23，係設置於基板本體22與配向層21之間。

如圖8所示，液晶層30係設置於第一基板20上。此外，液晶顯示面板2更具有一框膠層40，係亦設置於第一基板20與第二基板50之間，且框膠層40係圍設於液晶層30之周緣。

如圖8所示，第二基板50係設置於液晶層30上且與該等圖案化間隔物25’接觸。於本實施例中，各圖案化間隔物25’鄰近第二基板50之一端係可分別具有一膨大部251，而膨大部251係可包覆或嵌合至少一部分之第二基板50之段差結構，此段差結構可為凸出部或一凹下部，例如凸起之一薄膜電晶體52或是利用接觸面積增加而增加與第二基板50之間的摩擦力。

經由上述結構，於製作液晶顯示面板2之過程中，圖案化間隔物25’係可具有較大之精度範圍，易可避免圖案化間隔物25’之彈性回復力影響第一基板20與第二基板50間之距離之缺陷，而提高液晶顯示裝置之製作良率。此外，各圖案化間隔物25’於鄰近第二基板50之一端可具有一膨大部251，使得圖案化間隔物25’具有較佳之摩擦力與支撐強度，使得液晶顯示裝置7之液晶顯示面板2較不易受到按壓而產生漏光之現象。

請再參閱圖7，以說明本發明第四實施例之液晶顯示面板2。

於本實施例中，液晶顯示面板2具有一第一基板20、一液晶層30及一第二基板50，而且，第一基板20具有一基板本體22、一配向層21及複數圖案化間隔物25’。由於，液晶顯示面板2之第一基板20、液晶層30、第二基板50，以及第一基板20之基板本體22、配向層21及圖案化間隔物25’之設置方式係與第三實施例之液晶顯示面板2相同，在此給予相同標號且容不贅述。

請再參閱圖5，以說明本發明第五實施例之液晶顯示面板2之基板20。

於本實施例中，基板20具有一基板本體22、一配向層21及複數圖案化間隔物25’。由於，基板20之基板本體22、配向層21及圖案化間隔物25’之設置方式係與第三實施例之第一基板20相同，在此給予相同標號且容不贅述。

承上所述，依本發明之液晶顯示面板及其基板之製作方法、以及液晶顯示裝置、液晶顯示面板及其基板，係將該等固化率小於95%之部分固化之間隔物設置於配向層上，再於組裝第一基板與第二基板後，再固化該等僅部分固化之間隔物，以形成該等圖案化間隔物且該等圖案化間隔物之固化率達95%以上。相較習知技術而言，於組裝第一基板與第二基板之過程中，部分固化之圖案化間隔物係呈有軟性，組裝時可輕易控制液晶顯示面板之兩基板間的間距後才進行固化，故部分固化之間隔物的高度不需要高精度的控制，故確實可提高液晶顯示面板之製作良率。此外，各部分固化之間隔物受擠壓後更可具有一膨大部，可包覆或嵌合基板上之段差結構或加大圖案化間隔物與基板接觸之表面積，使得圖案化間隔物具有較佳之摩擦力與支撐強度。故相較於習知結構而言，液晶顯示面板中的圖案化間隔物較不易受到按壓而位移，故可避免液晶顯示面板產生漏光之現象。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

1‧‧‧液晶顯示面板

11‧‧‧彩色濾光片基板

111‧‧‧基板本體

112‧‧‧透明電極層

113‧‧‧圖案化間隔物

114‧‧‧配向層

12‧‧‧薄膜電晶體基板

13‧‧‧液晶層

2‧‧‧液晶顯示面板

20‧‧‧第一基板

21‧‧‧配向層

22‧‧‧基板本體

221‧‧‧彩色濾光層

222‧‧‧黑色矩陣層

23‧‧‧透明電極層

24‧‧‧間隔物層

25‧‧‧部分固化之間隔物

25’‧‧‧圖案化間隔物

251‧‧‧膨大部

30‧‧‧液晶層

40‧‧‧框膠層

50‧‧‧第二基板

51‧‧‧配向層

52‧‧‧薄膜電晶體

6‧‧‧背光模組

7‧‧‧液晶顯示裝置

H1‧‧‧第一高度

H2‧‧‧第二高度

S1~S7‧‧‧液晶顯示面板之製作方法的步驟

圖1係為習知之一液晶顯示裝置之一示意圖；圖2係為本發明第一實施例之液晶顯示面板之製作方法之一流程圖；圖3係為本發明第一實施例之液晶顯示面板之製作方法之一示意圖，係顯示配向層設置於基板本體上之態樣；圖4係為本發明第一實施例之液晶顯示面板之製作方法之一示意圖，係顯示間隔物層設置於配向層上之態樣；圖5係為本發明第一實施例之液晶顯示面板之製作方法之一示意圖，係顯示第一基板之態樣；圖6係為本發明第一實施例之液晶顯示面板之製作方法之一示意圖，係顯示設置液晶層之態樣；圖7係為本發明第一實施例之液晶顯示面板之製作方法之一示意圖，係顯示液晶顯示面板之態樣；以及圖8係為本發明第三實施例之液晶顯示裝置之一示意圖。

S1~S7‧‧‧液晶顯示面板之製作方法的步驟

Claims

一種液晶顯示面板之製作方法，包含：形成一配向層於一基板本體之上；形成一間隔物層於該配向層上；圖案化並部分固化該間隔物層而形成複數個單體程度上部分固化之間隔物以形成一彩色濾光片基板；形成一液晶層於該彩色濾光片基板上；將一薄膜電晶體基板與該彩色濾光片基板相對組裝，該薄膜電晶體基板係設置於該液晶層之上且與該等部分固化之間隔物接觸；以及再固化該等部分固化之間隔物使其最終實質上完全固化以形成複數圖案化間隔物。
如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板之製作方法，該等部分固化之間隔物的固化率小於95%。
如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板之製作方法，該等圖案化間隔物之一最終固化率大於95%。
如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板之製作方法，更包含：形成一透明電極層於該基板本體與該配向層之間。
如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板之製作方法，更包含：表面處理該配向層。
如申請專利範圍第5項所述之液晶顯示面板之製作方法，其中係以臭氧或電漿之方式表面處理該配向層。
如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板之製作方法，更包含：設置一框膠層於該彩色濾光片基板與該薄膜電晶體基板之間，且該框膠層係圍設該液晶層之周緣。
如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板之製作方法，其中該彩色濾光片基板與該薄膜電晶體基板組裝時，該薄膜電晶體基板係壓迫該等部分固化之間隔物，各該部分固化之間隔物鄰近該薄膜電晶體基板之一端，係分別具有一膨大部。
如申請專利範圍第8項所述之液晶顯示面板之製作方法，其中該薄膜電晶體基板上具有一段差結構，而該段差結構與該膨大部互相嵌合。
如申請專利範圍第9項所述之液晶顯示面板之製作方法，其中該段差結構為一凸出部。
如申請專利範圍第9項所述之液晶顯示面板之製作方法，其中該段差結構為一凹下部。
一種液晶顯示面板，包含：一彩色濾光片基板，具有一基板本體、一配向層及複數個圖案化間隔物，其中該配向層係設置該基板本體之上，該等圖案化間隔物係分別設置於該配向層上；一液晶層，係設置於該彩色濾光片基板上；以及一薄膜電晶體基板，係設置於該液晶層上且與該等圖案化間隔物接觸，其中各該圖案化間隔物鄰近該薄膜電晶體基板之一端，係分別具有一膨大部，且該薄膜電晶體基板上具有一段差結構，而該段差結構與該膨大部互相嵌合。
如申請專利範圍第12項所述之液晶顯示面板，其中該彩色濾光片基板更包含：一透明電極層，係設置於該基板本體與該配向層之間。
如申請專利範圍第12項所述之液晶顯示面板，更包含：一框膠層，係設置於該彩色濾光片基板與該薄膜電晶體基板之間，且該框膠層係圍設於該液晶層之周緣。
如申請專利範圍第12項所述之液晶顯示面板，其中該段差結構為一凸出部。
如申請專利範圍第12項所述之液晶顯示面板，其中該段差結構為一凹下部。
一種液晶顯示裝置，包含：一液晶顯示面板，包含一彩色濾光片基板、一液晶層以及一薄膜電晶體基板，其中該彩色濾光片基板具有一基板本體、一配向層及複數個圖案化間隔物，該配向層係設置該基板本體之上，該等圖案化間隔物係分別設置於該配向層上，該液晶層係設置於該彩色濾光片基板上，該第二基板係設置於該液晶層上且與該等圖案化間隔物接觸，其中各該圖案化間隔物鄰近該薄膜電晶體基板之一端，係分別具有一膨大部，且該薄膜電晶體基板上具有一段差結構，而該段差結構與該膨大部互相嵌合；以及一背光模組，係鄰設於該液晶顯示面板之一側。
如申請專利範圍第17項所述之液晶顯示裝置，其中該彩色濾光片基板更包含：一透明電極層，係設置於該基板本體與該配向層之間。
如申請專利範圍第17項所述之液晶顯示裝置，其中該液晶顯示面板更包含：一框膠層，係設置於該彩色濾光片基板與該薄膜電晶體基板之間，且該框膠層係圍設於該液晶層之周緣。
如申請專利範圍第17項所述之液晶顯示裝置，其中該段差結構為一凸出部。
如申請專利範圍第17項所述之液晶顯示裝置，其中該段差結構為一凹下部。
如申請專利範圍第17項所述之液晶顯示裝置，其中該背光模組係為一直下式背光模組或一側光式背光模組。