TWI516836B - 液晶顯示面板及包含其之液晶顯示裝置 - Google Patents

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李永強
張家森
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群創光電股份有限公司
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Description

液晶顯示面板及包含其之液晶顯示裝置
本發明係關於一種液晶顯示面板及包含其之液晶顯示裝置，尤指一種具有高開口率之液晶顯示面板及包含其之液晶顯示裝置。
隨著顯示器技術不斷進步，所有的裝置均朝體積小、厚度薄、重量輕等趨勢發展，故目前市面上主流之顯示器裝置已由以往之陰極射線管發展成液晶顯示裝置。特別是，液晶顯示裝置可應用的領域相當多，舉凡日常生活中使用之手機、筆記型電腦、攝影機、照相機、音樂播放器、行動導航裝置、電視等顯示裝置，其顯示面板多使用液晶顯示面板。
隨著液晶顯示裝置之發展，目前主流或開發中之顯示面板可區分為：扭曲向列型(TN)、垂直配向型(VA)、平面配向型(IPS)等模式。液晶顯示裝置主要均包括一液晶顯示面板及一背光模組，而背光模組主要係設置在液晶顯示面板下方，即薄膜電晶體基板一側(即，TFT側)，以提供一光源至液晶顯示面板；且經由控制液晶顯示面板畫素的 顯示，而可於背光模組之相反側(觀察者所在位置，即彩色濾光片基板側)呈現影像。
然而，於習知常用之液晶顯示面板中，主要係由包括薄膜電晶體之下基板(TFT側)與包括彩色濾光片之上基板(CF側)所對組形成；且其中，上下板均具有圖案。為了達到防止對組誤差所產生之漏光，往往需設計較寬之遮光層(如：黑色矩陣)。然而，此設計卻會犧牲開口率，而導致穿透率下降。
因此，目前亟需發展出一種液晶顯示面板，期能解決前述之對組誤差問題並提高開口率，以適用於中小型顯示器上。
本發明之主要目的係在提供一種液晶顯示面板及包含其之液晶顯示裝置，俾能改善顯示面板之開口率，以應用於中小型顯示器上。
為達成上述目的，本發明之液晶顯示面板，包括：一第一基板，其上方設有一金屬層；一第一保護層，設於金屬層上；一彩色濾光層，設於第一保護層上，且彩色濾光層具有一第一開口；一第一電極層，設於彩色濾光層上；一第二保護層，設於第一電極層上並覆蓋彩色濾光層之第一開口之部分側壁，且第二保護層係具有一第二開口，第二開口係對應第一開口以顯露金屬層；一第二電極層，係設於第二保護層上並覆蓋第二保護層之第二開口之側壁且與金屬層電性連接；一第二基板，相對第一基板設 置；以及一遮光層，設於第一基板及第二基板間且包括一填充部及一支撐部，填充部係設於第二保護層之第二開口中，並覆蓋未受第二保護層及第二電極層覆蓋之該彩色濾光層，支撐部係使第一保護層或第二保護層與第二基板間形成一預定空間以使一液晶單元設於預定空間中。
於本發明之液晶顯示面板中，第一基板係作為一下基板，而第二基板則做為一上基板。相較於以往之彩色濾光層係設於上基板之液晶顯示裝置，於本發明之液晶顯示面板中，彩色濾光層係設於下基板上，且遮光層可用以取代習知之黑色矩陣。據此，本發明可解決習知彩色濾光層設於上基板時容易產生之對位誤差的問題，而無需使用較寬之遮光層即可減少漏光產生的情形，進而提高面板之開口率。此外，於本發明之液晶顯示面板中，遮光層之填充部係填入彩色濾光層與第二保護層所形成之開口中，故可降低因彩色濾光層裸露而導致液晶單元受到汙染之風險。同時，遮光層之填充部更可解決金屬層所造成之反射光的問題，而提升對比度。再者，遮光層更包括一支撐部，其更可將第一基板與第二基板間形成一設置液晶單元之預定空間，而無須另外設置另一支撐部。據此，本發明之遮光層可取代黑色矩陣並同時作為第一基板與第二基板間之支撐元件。
於本發明之一實施態樣中，液晶顯示面板可更包括一主動元件區。其中，主動元件區包括：一閘極層、一絕緣層、一半導體層、及由金屬層所形成之一源極/汲極 層，其中閘極層係設於第一基板上，絕緣層係設於第一基板上並覆蓋閘極層，半導體層係設於絕緣層上，且源極/汲極層係設於半導體層上之相對兩側。更具體而言，本實施態樣之液晶顯示面板，遮光層之填充部係用以解決主動元件區之源極/汲極層區域之彩色濾光層裸露所導致之液晶單元受到汙染的問題。
於此實施態樣中，遮光層之支撐部較佳係對應於主動元件區；且更佳係對應於半導體層。據此，遮光層之支撐部可達到習知黑色矩陣之功效。
此外，於此實施態樣中，第一電極層係作為一共電極層，而第二電極層係作為一畫素電極層。在此，共電極層可為本技術領域常用之平板電極層，且畫素電極層可為本技術領域常用之圖案化電極層，如米字電極或鋸齒狀電極；然而，本發明並不僅限於此。
於本發明之另一實施態樣中，液晶顯示面板可更包括：一絕緣層，其中絕緣層係設於第一基板上並覆蓋金屬層，金屬層係作為一共用電極，絕緣層係具有一第三開口以顯露共用電極，且第二電極層係作為一共電極層。更具體而言，本實施態樣之液晶顯示面板，遮光層之填充部係用以解決與共電極層電性連接之共用電極區域之彩色濾光層裸露所導致之液晶單元受到汙染的問題。
於此實施態樣中，液晶顯示面板亦可更包括一主動元件區。其中，主動元件區包括：一閘極層、一半導體層、及一源極/汲極層，其中閘極層係設於第一基板上， 絕緣層係覆蓋閘極層，半導體層係設於絕緣層上，源極/汲極層係設於半導體層上。
此外，於此實施態樣中，第一電極層可作為一畫素電極層並與源極/汲極層電性連接。在此，畫素電極層可為本技術領域常用之平板電極層，而共電極層可為本技術領域常用之圖案化電極層，如米字電極或鋸齒狀電極；然而，本發明並不僅限於此。
再者，於此實施態樣中，遮光層之支撐部較佳係對應於主動元件區；且更佳係對應於半導體層。據此，遮光層之支撐部可達到習知黑色矩陣之功效。
前述之所有實施態樣之液晶顯示面板，可選擇性的更包括：一平坦層，係設於彩色濾光層與第一電極層間。其中，平坦層可選擇性的覆蓋彩色濾光層之第一開口之側壁。當平坦層覆蓋彩色濾光層之第一開口之側壁時，使得平坦層具有一開口時，第二保護層亦可選擇性的覆蓋平坦層之開口之側壁。於其他實施態樣中，主動元件區可未設置有彩色濾光層及平坦層；或主動元件區中未設置有彩色濾光層而僅設置有平坦層於第一保護層與第一電極層間；或主動元件區中之第一保護層上係設置有彩色濾光層且平坦層係設於彩色濾光層與第一電極層間。
此外，於前述之所有實施態樣之液晶顯示面板中，遮光層之材料可為任一可吸收背光之材料，如黑色聚苯乙烯(Black PS)樹脂。
此外，本發明更提供一種液晶顯示裝置，包括 前述之液晶顯示面板；且可更包括一背光模組，係設置於液晶顯示面板下方，即第一基板側；且可更包括一驅動單元。其中，背光模組及驅動單元可為本技術領域已知之背光模組及驅動單元，故在此不再贅述。
11‧‧‧第一基板
12‧‧‧第一金屬層
121‧‧‧閘極
122‧‧‧共用電極
13‧‧‧絕緣層
131‧‧‧絕緣層開口
14‧‧‧第二金屬層
141‧‧‧氮化鉬層
142‧‧‧鋁層
143‧‧‧氮化鉬層
1431‧‧‧開口
144‧‧‧通道區
15‧‧‧半導體層
16‧‧‧第一保護層
161a‧‧‧第一保護層第一開口
161b‧‧‧第一保護層第二開口
17‧‧‧彩色濾光層
171a‧‧‧彩色濾光層第一開口
171b‧‧‧彩色濾光層第二開口
181‧‧‧第一電極層
182‧‧‧第二電極層
19‧‧‧第二保護層
191a‧‧‧第二保護層第一開口
191b‧‧‧第二保護層第二開口
21‧‧‧第二基板
22‧‧‧遮蔽電極
31‧‧‧預定空間
41‧‧‧遮光層
411‧‧‧填充部
412‧‧‧支撐部
413‧‧‧連接部
5‧‧‧平坦層
7‧‧‧液晶顯示裝置
8a‧‧‧手機
8b‧‧‧電視
8c‧‧‧平板電腦
C‧‧‧可視區
T‧‧‧主動元件區
圖1係本發明實施例1之液晶顯示面板之剖面示意圖。
圖2係本發明實施例1之液晶顯示面板之剖面示意圖。
圖3係本發明實施例2之液晶顯示面板之剖面示意圖。
圖4係本發明實施例3之液晶顯示面板之剖面示意圖。
圖5係本發明實施例4之液晶顯示面板之剖面示意圖。
圖6係本發明實施例5之液晶顯示面板之剖面示意圖。
圖7係本發明實施例6之液晶顯示裝置之示意圖。
圖8係本發明之手機之示意圖。
圖9係本發明之電視之示意圖。
圖10係本發明之平板電腦之示意圖。
以下係藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，熟習此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地了解本發明之其他優點與功效。本發明亦可藉由其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節亦可針對不同觀點與應用，在不悖離本創作之精神下進行各種修飾與變更。
實施例1
如圖1所示，本實施例之液晶顯示面板包括：一第一基板11，其上方設有一做為源極/汲極之圖案化第二金屬層14；一第一保護層16，設於第二金屬層14上，且第一保護層16具有一第一保護層第一開口161a以露出部分之第二金屬層14作為電性連接處；一彩色濾光層17，設於第一保護層16上，且彩色濾光層17具有一彩色濾光層第一開口171a對應該第一保護層第一開口161a；一圖案化之第一電極層181，設於彩色濾光層17上，第一電極層181與第二金屬層14並無電性連接；一第二保護層19，設於第一電極層181上並覆蓋彩色濾光層第一開口171a之部分側壁，且第二保護層19係具有一第二保護層第一開口191a，對應第一保護層第一開口161a及彩色濾光層第一開口171a以顯露部分之第二金屬層14；一圖案化之第二電極層182，係設於第二保護層19上並覆蓋第二保護層第一開口191a及第一保護層第一開口161a的部分側壁，並且與該第二金屬層14電性連接，該第二電極層182與第一電極層181為電性隔離；一第二基板21，相對第一基板11設置；一遮光層41，設於第一基板11及第二基板21間且包括一填充部411及一支撐部412，填充部411係設於第二保護層19之第二開口191中，填充部411之面積係大於第二保護層第一開口191a之面積並可完全覆蓋第二保護層第一開口191a及其下方之裸露之層別，例如彩色濾光層17、第一保護層16或第二電極層182裸露之部分，換言之，填充部411可填滿第一保護層第一開口161a、彩色濾光層17第一開口171a及第二保 護層第一開口191a。支撐部412係使第二保護層19與第二基板21間形成一預定空間31以使一液晶單元設於此預定空間31中，其高度係液晶間隙(cell gap)。填充部411及支撐部412之間可選擇具有一連接部413(未繪示)，連接相鄰之填充部411及支撐部412，並可覆蓋電極走線部份。
接下來，將詳細描述本實施例之液晶面板結構。請參照圖1，本實施例之液晶顯示面板更包括一主動元件區T，其中主動元件區T包括：一圖案化第一金屬層12包括一閘極121、一絕緣層13(亦可稱之為閘極絕緣層)、一圖案化半導體層15、及作為源極/汲極之一圖案化第二金屬層14，其中第一金屬層12係設於第一基板11上，絕緣層13係設於第一基板11上並覆蓋第一金屬層12之閘極121，半導體層15係設於絕緣層13上，且第二金屬層14係設於半導體層15上。其中，第二金屬層14之源極與汲極間更相距有一段距離(位於半導體層15之相對兩側)，以定義出通道區144，至此完成一薄膜電晶體主動元件之主要結構。在此，主動元件區之各元件製作方法可採用習知之薄膜電晶體製程，故在此不再贅述。
此外，如圖1所示，第一金屬層12更可包括於一可視區C形成之一共用電極122，此共用電極122提供共用電壓訊號予該第一電極層181。再者，於形成主動元件區T之絕緣層13的同時，更使絕緣層13覆蓋共用電極122。
於本實施例中，第一基板11係做為一下基板，其可為一玻璃基板、塑膠基板、矽基板、陶瓷基板、或其 他本技術領域常用之下基板材料。此外，第一金屬層12及第二金屬層14之材料可使用本技術領域常用之導電材料，如金屬、合金、金屬氧化物、金屬氮氧化物、或其他本技術領域常用之電極材料；且較佳為金屬材料。特別是，第二金屬層14可為一由氮化鉬(MoN)層141、鋁(Al)層142及氮化鉬(MoN)層143所形成之三層結構，如圖2所示；然而，於本發明之其他實施例中，第一金屬層12及第二金屬層14亦可由單一金屬材料(例如：Cu)所形成。再者，絕緣層13之材料，則可採用本技術領域常用之閘極絕緣層材料，如氮化矽(SiNx)或氧化矽(SiOx)。
於形成主動元件區T之主動元件後，第二金屬14上方更覆蓋有第一保護層16。其中，第一保護層16更同時覆蓋可視區C及其共用電極122上之絕緣層13，且經過本技術領域常用之圖案化製程後，於第一保護層16形成一第一保護層第一開口161a及一第一保護層第二開口161b，並於絕緣層13形成一絕緣層開口131。第一保護層第一開口161a位於主動元件區T，對應第二金屬14之源極/汲極部分。第一保護層第二開口161b及絕緣層開口131位於可視區C，且對應共用電極122。較佳地，第一保護層第二開口161b之底部面積(直徑)大於或等於絕緣層開口131之頂部面積(直徑)，第一保護層第二開口161b與絕緣層開口131之中心軸線實質上重疊。絕緣層開口131可於第一保護層第二開口161b蝕刻時同步完成。
於形成第一保護層16及其相關開口之後，再 形成一彩色濾光層17覆蓋於第一保護層16之上。同樣地，經過本技術領域常用之圖案化製程後，形成一彩色濾光層第一開口171a及一彩色濾光層第二開口171b。彩色濾光層第一開口171a係對應於第一保護層第一開口161a，使對應之第二金屬層14之源極/汲極部分裸露；而彩色濾光層第二開口171b則對應於第一保護層第二開口161b及絕緣層開口131，使對應之共用電極122裸露。彩色濾光層第二開口171b亦可以與第一保護層第二開口161b及絕緣層開口131同步或非同步蝕刻完成。較佳地，彩色濾光層第一開口171a之底部面積(直徑)大於或等於第一保護層第一開口161a之頂部面積(直徑)，彩色濾光層第二開口171b之底部面積(直徑)大於或等於第一保護層第二開口161b161b之頂部面積(直徑)，彩色濾光層第一開口171a與第一保護層第二開口161b及絕緣層開口131之中心軸線實質上重疊。在此，彩色濾光層17之製程可採用本技術領域常用之圖案化製程，而形成具有紅色、綠色與藍色畫素之彩色濾光層17。然而，於其他實施例中，彩色濾光層17之顏色並不僅限於此。
接著，形成圖案化之第一電極層181，其中第一電極層181係位於彩色濾光層17上，且於可視區C之第一電極層181更向彩色濾光層第二開口171b、第一保護層第二開口161b及絕緣層開口131延伸而與共用電極122電性連接。
而後，形成第二保護層19，使第二保護層19覆蓋第一電極層181與彩色濾光層17表面；再利用習知製 程(如：黃光微影製程)蝕刻第二保護層19，形成主動元件區T中第二保護層19之第二保護層第一開口191a，第二保護層第一開口191a對應第一保護層第一開口161a及彩色濾光層第一開口171a，以顯露第二金屬層14之源極/汲極部分。需注意的是，為了縮小開口面積以及確保蝕刻斜面連續性(與電極連接良率有關)，第二保護層第一開口191a使用側向偏軸設計，也就是第二保護層第一開口191a之中心軸線與下方之彩色濾光層第一開口171a的中心軸線非重疊(非共軸)。由圖1，第二保護層第一開口191a之中心軸約略偏向彩色濾光層第一開口171a的中心軸線之左側，使得開口區右側斜面連續且無底切(undercut)情況，上方電極得以順利地與下方電極電性連接。而開口區左側斜面則由於第二保護層19及第一保護層16與彩色濾光層17之蝕刻速率不同(於保護層蝕刻環境下，彩色濾光層17的蝕刻速率較慢)，導致第一保護層第一開口161a會有側蝕的現象產生(第一保護層第一開口161a之左側邊界超越彩色濾光層第一開口171a之左側邊界)，使得部分彩色濾光層17未受第二保護層19包覆而裸露在外。較佳地，第二保護層第一開口191a之底部面積(直徑)小於或等於彩色濾光層第一開口171a之頂部面積(直徑)。
另一製程為省略第一保護層第一開口161a之製程。第一保護層16初始僅有第一保護層第二開口161b，而後於第二保護層19之第二保護層第一開口191a蝕刻時一併完成第一保護層第一開口161a，換句話說第二保護層第 一開口191a對應彩色濾光層第一開口171a(偏軸)同步除去第二保護層19及第一保護層16，裸露對應之第二金屬層14。此省略第一保護層第一開口161a之製程仍有底切及彩色濾光層17未受第二保護層19包覆而裸露在外的情況。
在此，第一保護層16、第二保護層19與絕緣層13之材料可為本技術領域常用之如氧化矽或氮化矽之鈍化層材料以單層或多層形式構成，且第一保護層16、第二保護層19與絕緣層13之材料可相同或不相同。於本實施例中，第一保護層16、第二保護層19與絕緣層13選用相同之氮化矽材料；然而，於其他實施例中，則可選用不同的材料。
接著，如圖1所示，形成一第二電極層182。於主動元件區T及可視區C中。主動元件區T中，第二電極層182由第二保護層19上表面向第二保護層第一開口191a開口延伸並電性連接至第二金屬層14。其中，當第二金屬層14係為由氮化鉬層141、鋁層142及氮化鉬層143所形成之三層結構之電極層時，為了形成較佳的第二電極層182與第二金屬層14之電性連接結構，於形成第二電極層182前，係先於第一保護層第一開口161a或第二保護層第一開口191a蝕刻製程時將最上層之氮化鉬層143蝕刻形成一開口1431以顯露鋁層142後，再形成前述之第二電極層182，以使第二電極層182與鋁層142電性連接，如圖2所示。
本實施例之第二電極層182係與第二金屬層14 電性連接，故第二電極層182即做為畫素電極層，而第一電極層181則做為共電極層，兩電極之間的電壓形成水平邊緣電場(fringe field)以引導預定空間31中之液晶單元2的方向，顯示灰階影像。在此，共電極層(即第一電極層181)可為本技術領域常用之平板圖案或指狀圖案，而畫素電極層(即第二電極層182)可為本技術領域常用之指狀圖案、ㄑ字圖案、米字圖案或鋸齒狀圖案；然而，本發明並不僅限於此。此外，第一電極層181與第二電極層182之材料可為本技術領域常用之透明導電材料，如ITO、IZO等金屬氧化物之透明電極材料。
而後，再形成一遮光層41，其包括一填充部411及一支撐部412。其中，填充部411係可選擇設於主動元件區T的第二保護層第一開口191a中或可視區C之彩色濾光層第二開口171b中。特別是，於主動元件區T中，如前所述之部分彩色濾光層17未受第二保護層19或第二電極層182包覆而裸露在外，彩色濾光層17成分或雜質將逐漸滲入液晶單元，長期將造成影像烙印(image sticking)的問題，藉由將填充部411填充於第二保護層第一開口191a及覆蓋共用電極122之相關中，得以防止液晶單元受到裸露之彩色濾光層17的汙染，同時可解決第二金屬層14或第一金屬層12之金屬反射光造成對比下降的問題。較佳地，位於主動元件區T之填充部411底部面積大於第二保護層第一開口191a頂部面積，並且其體積可完全覆蓋第二保護層第一開口191a頂部面積以下全部裸露層別，尤其必須覆蓋 裸露之彩色濾光層17以隔絕其污染液晶之路徑。較佳地，位於可視區C之填充部411底部面積大於共用電極底部面積並可覆蓋之。於本實施例中，填充部411同時填入可視區C之開口中；然而，於其他實施例中，可視區C之開口並不一定需設置此填充部411。
此外，遮光層41之支撐部412係使第二保護層19(更具體而言，係第二電極層182)與第二基板21間形成一預定空間31以使一液晶單元設於此預定空間31中，並形成固定之液晶單元厚度(cell gap)。此外，支撐部412更可達到習知黑色矩陣之功效。因此，支撐部412需對應於主動元件區T，特別是主動元件區T之半導體層15，以防止光漏電流產生影響薄膜電晶體主動元件的開關特性。
再者，於本實施例中，遮光層41之材料可為任一可吸收背光且污染液晶程度低之材料，如黑色聚苯乙烯(Black PS)樹脂之黑色樹脂或加入碳(carbon)的壓克力(polymer+monomer)，然而，本發明並不僅限於此。此外，遮光層41之製程，可採用兩道光罩製程或半調式光罩製程。當使用兩道光罩製程時，則可先以第一道光罩形成填充部411，再以第二道光罩形成支撐部412；而當使用半調式光罩製程時，則可同時形成填充部411及支撐部412。此外，填充部411及支撐部412之間可選擇具有連接部413，作為連接、遮光、填平之作用。
於本實施例中，第二基板21係與第一基板11相對設置，且其材料可為本技術領域常用之上基板材料， 如玻璃基板、石英基板、塑膠基板等可透光基板。此外，於第二基板21更可設置一遮蔽電極22，其材料可選用與前述之第一電極層181與第二電極層182相似之材料，遮蔽電極22可遮蔽靜電以避免液晶單元或電極層短路毀損。
此外，本實施例所提供之液晶顯示面板，可用於作為平面配向型(IPS)顯示面板、超級平面配向型(super IPS)顯示面板、或超先進平面配向型(advanced super IPS)；且特別適用於作為中小型前述種類之顯示面板上。
實施例2
如圖3所示，本實施例之液晶顯示面板包括：一第一基板11，其上方一共用電極122；共用電極122上覆蓋一絕緣層13，具有一絕緣層開口131；絕緣層13上設置一第一保護層16，覆蓋於共用電極122上，並具有第一保護層第二開口161b對應該絕緣層開口131；一彩色濾光層17，設於第一保護層16上，且彩色濾光層17具有一彩色濾光層第二開口171b對應該第一保護層第二開口161b及絕緣層開口131；一第一電極層181，設於彩色濾光層17上；一第二保護層19，設於第一電極層181上並覆蓋彩色濾光層第二開口171b之部分側壁，且第二保護層19係具有一第二保護層第二開口191b，第二保護層第二開口191b係對應彩色濾光層第二開口171b、第一保護層第二開口161b及絕緣層開口131以顯露共用電極122；一第二電極層182，係設於第二保護層19上並覆蓋第二保護層19之第二保護層第二開口191b之側壁且與共用電極122電性連接，第二電極層 182與第一電極層181電性隔離；一第二基板21，相對第一基板11設置；一遮光層41，設於第一基板11及第二基板21間且包括一填充部411及一支撐部412，填充部411係設於第二保護層19之第二開口191b中，並完全包覆彩色濾光層17之裸露部分，支撐部412係使第二保護層19與第二基板21間形成一預定空間31以使一液晶單元設於此預定空間31中。
接下來，將詳細描述本實施例之液晶面板結構。請參照圖3，本實施例之液晶顯示面板更包括一主動元件區T，其中主動元件區T包括：一閘極層121、一絕緣層13、一半導體層15、及一第二金屬層14，其中閘極層121係設於第一基板11上，絕緣層13係設於第一基板11上並覆蓋閘極層121，半導體層15係設於絕緣層13上，且作為源極/汲極之第二金屬層14係設於半導體層15上之相對兩側邊。其中，第二金屬層14之源極與汲極間更相距有一段距離，以定義出通道區144。在此，主動元件區T之各元件製作方法可採用習知之薄膜電晶體製程，故在此不再贅述。
此外，如圖3所示，主動元件區T之閘極層121與可視區C之共用電極122使用同一製程。再者，於形成主動元件區T之絕緣層13的同時，更使絕緣層13同時覆蓋閘極層121及共用電極122。
於形成主動元件區T之主動元件後，第二金屬層14上方更覆蓋有第一保護層16。其中，第一保護層16更同時覆蓋可視區C及其共用電極122上之絕緣層13，且 經過本技術領域常用之圖案化製程後，使可視區C中絕緣層13具有一絕緣層開口131並使第一保護層16具有一第一保護層第二開口161b以顯露出共用電極122，絕緣層開口131及第一保護層第二開口161b可同步蝕刻完成，第一保護層第二開口161b之底部面積大於或等於絕緣層開口131頂部面積。絕緣層開口131及第一保護層第二開口161b亦可非同步完成，由另一於絕緣層13完成後之圖案化製程先完成絕緣層開口131，之後再於其上位置完成第一保護層第二開口161b。絕緣層開口131及第一保護層第二開口161b之中心軸線實質上重疊。圖案化製程後，主動元件區T中之第一保護層16具有一第一保護層第一開口161a以顯露出作為源極/汲極的第二金屬層14。
於形成第一保護層16及其開口後，再形成圖案化之彩色濾光層17。彩色濾光層17之其中一彩色濾光層第一開口171a係對應於第二金屬層14；而另一彩色濾光層第二開口171b則對應於共用電極122，特別是與第一保護層第二開口161b及絕緣層開口131對應以顯露共用電極122。彩色濾光層第二開口171b可與第一保護層第二開口161b及絕緣層開口131同步或非同步蝕刻程序完成。較佳地，彩色濾光層第二開口171b底部面積大於或等於第一保護層第二開口161b頂部面積。接著，形成第一電極層181，其中第一電極層181係覆蓋彩色濾光層17，且於主動元件T之第一電極層181更向彩色濾光層第一開口171a及第一保護層第一開口161a延伸而與第二金屬層14電性連接。
而後，形成第二保護層19，使第二保護層19覆蓋第一電極層181與彩色濾光層17表面；再利用習知製程(如：黃光微影製程)蝕刻第二保護層19，以使可視區C中之一第二保護層第二開口191b得以顯露共用電極122。需注意的是，為了縮小開口區面積，第二保護層第二開口191b使用與彩色濾光層第二開口171b非共軸的佈局方法，即彩色濾光層第二開口171b與第一保護層第二開口161b、絕緣層開口131及第二保護層第二開口191b的中心軸線不重疊，而第一保護層第二開口161b、絕緣層開口131及第二保護層第二開口191b可使用同一蝕刻製程，三者之中心軸線重疊，此設計使後續形成之第二電極層與共用電極122進行側向電性連接，於可視區C中，由於第二保護層19與彩色濾光層17之蝕刻速率不同，導致第一保護層第二開口161b及絕緣層開口131會有側蝕(底切)的現象產生(圖2第四開口161b之左側部份)，使得部分彩色濾光層17未受第二保護層19包覆而裸露在外。
接著，如圖3所示，形成一第二電極層182。於可視區C中，第二電極層182由第二保護層19上表面向第二保護層第二開口191b延伸並電性連接至共用電極122。
本實施例之第二電極層182係與共用電極122電性連接，故第二電極層182即做為共電極層，而第一電極層181則做為畫素電極層。在此，共電極層(即第二電極層182)可為本技術領域常用之圖案化電極層，而畫素電極層(即第一電極層181)可為本技術領域常用之平板電極層 (未圖案化電極層)；然而，本發明並不僅限於此。
而後，再形成一遮光層41，其包括一填充部411及一支撐部412。其中，填充部411係設於主動元件區T及可視區C之第二保護層第二開口191b中。特別是，於可視區C中，如前所述之部分彩色濾光層17未受第二保護層19包覆而裸露在外的問題，藉由將填充部411填充於第二保護層第二開口191b中並覆蓋裸露之彩色濾光層17，得以防止液晶單元受到裸露之彩色濾光層17的汙染，同時於主動元件區T可解決金屬層所造成之反射光的問題及半導體層15之通道區144光漏電流問題。於本實施例中，填充部411同時也填入主動元件區T之開口中；然而，於其他實施例中，主動元件區T之開口191並不一定需設置此填充部411。
此外，遮光層41之支撐部412係使第二保護層19(更具體而言，係第二電極層182)與相對設置之第二基板21間形成一預定空間以使一液晶單元31設於此預定空間中。此外，支撐部412更可達到習知黑色矩陣之功效。因此，支撐部412需對應於主動元件區T，特別是主動元件區T之半導體層15。
於本實施例中，各元件之材料及其製程均與實施例1相同，故在此不再贅述。
實施例3
如圖4所示，本實施例之液晶顯示面板之結構係與實施例1相同，其不同之處如下。本實施例之液晶顯 示面板更包括一圖案化之平坦層5。於可視區C，平坦層5係設於彩色濾光層17與第一電極層181間。此外，於主動元件區T，第一保護層16上未形成有彩色濾光層17，而係於第一保護層16上直接形成平坦層5。在此，平坦層5可為本技術領域常用之材料，如聚萘二曱酸乙二醇酯(PEN)、亞克力(PMMA)、聚酰亞胺(PI)、氧化鋁、氧化矽之氧化物，或如氮化矽之氮化物等。
實施例4
如圖5所示，本實施例之液晶顯示面板之結構係與實施例1相同，其不同之處在於：本實施例之液晶顯示面板更包括一平坦層5；且無論於可視區C及主動元件區T，平坦層5均設於彩色濾光層17與第一電極層181間。在此，平坦層5之材料係與實施例3所述相同，故在此不再贅述。
實施例5
如圖6所示，本實施例之液晶顯示面板之結構係與實施例1相同，其不同之處如下。本實施例之液晶顯示面板於主動元件區T並無彩色濾光層17及第二電極層182，遮光層41直接覆蓋裸露之彩色濾光層17、部份第一電極層181及半導體層15之通道區144。在此，遮光層41之材料係與實施例3所述相同，故在此不再贅述。
於圖6中，僅為一本實施例之液晶顯示面板之其中一剖面線之剖面圖，係用以強調彩色濾光層17與第一保護層16間之側蝕(底切)現象。然而，於本實施例之液晶 顯示面板中，於其他方向觀之時，第二電極層182仍向由第二保護層19上表面向第二保護層第一開口191a開口延伸並電性連接至第二金屬層14。
實施例6
圖7為本實施例之之液晶顯示裝置示意圖，其中本實施例之之液晶顯示裝置7係包括前述實施例1-5之液晶顯示面板，以及相關之外部容置結構、驅動單元、背光單元等元件形成顯示裝置系統。
此外，前述實施例1-5之液晶顯示面板亦可用於除了液晶顯示裝置之其他電子產品上，如圖8所示之手機8a、圖9所示之電視8b及圖10所示之平板電腦8c等。
上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。
11‧‧‧第一基板
12‧‧‧第一金屬層
121‧‧‧閘極層
122‧‧‧共用電極
13‧‧‧絕緣層
131‧‧‧絕緣層開口
14‧‧‧第二金屬層
144‧‧‧通道區
15‧‧‧半導體層
16‧‧‧第一保護層
161a‧‧‧第一保護層第一開口
161b‧‧‧第一保護層第二開口
17‧‧‧彩色濾光層
171a‧‧‧彩色濾光層第一開口
171b‧‧‧彩色濾光層第二開口
181‧‧‧第一電極層
182‧‧‧第二電極層
19‧‧‧第二保護層
191a‧‧‧第二保護層第一開口
191b‧‧‧第二保護層第二開口
21‧‧‧第二基板
22‧‧‧遮蔽電極
31‧‧‧預定空間
41‧‧‧遮光層
411‧‧‧填充部
412‧‧‧支撐部
413‧‧‧連接部
C‧‧‧可視區
T‧‧‧主動元件區

Claims (18)

  1. 一種液晶顯示面板，包括：一第一基板，其上方設有一金屬層；一第一保護層，設於該金屬層上；一彩色濾光層，設於該第一保護層上，且該彩色濾光層具有一第一開口；一第一電極層，設於該彩色濾光層上；一第二保護層，設於該第一電極層上並覆蓋該彩色濾光層之該第一開口之部分側壁，且該第二保護層係具有一第二開口，該第二開口係對應該第一開口以顯露該金屬層；一第二電極層，係設於該第二保護層上並覆蓋該第二保護層之該第二開口之側壁且與該金屬層電性連接；一第二基板，相對該第一基板設置；以及一遮光層，設於該第一基板及該第二基板間且包括一填充部及一支撐部，該填充部係設於該第二保護層之該第二開口中，並覆蓋未受該第二保護層及該第二電極層覆蓋之該彩色濾光層，該支撐部係使該第一保護層或該第二保護層與該第二基板間形成一預定空間以使一液晶單元設於該預定空間中。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板，更包括一主動元件區，其中該主動元件區包括：一閘極層、一絕緣層、一半導體層、及由該金屬層所形成之一源極/汲極層，其中該閘極層係設於該第一基板上，該絕緣層係設於該第一基 板上並覆蓋該閘極層，該半導體層係設於該絕緣層上，且該源極/汲極層係設於該半導體層上之相對兩側。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之液晶顯示面板，其中該遮光層之該支撐部係對應於該半導體層，且該遮光層中相鄰的該支撐部和該填充部為連接。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之液晶顯示面板，其中該第一電極層係作為一共電極層，且該第二電極層係作為一畫素電極層。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板，更包括：一絕緣層，其中該絕緣層係設於該第一基板上並覆蓋該金屬層，該金屬層係作為一共用電極，該絕緣層係具有一第三開口以顯露該共用電極，且該第二電極層係作為一共電極層。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之液晶顯示面板，更包括一主動元件區，其中該主動元件區包括：一閘極層、一半導體層、及一源極/汲極層，其中該閘極層係設於該第一基板上，該絕緣層係覆蓋該閘極層，該半導體層係設於該絕緣層上，該源極/汲極層係設於該半導體層上。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之液晶顯示面板，其中該第一電極層係作為一畫素電極層並與該源極/汲極層電性連接。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之液晶顯示面板，其中該遮光層之該支撐部係對應於該半導體層，且該遮光層中相鄰的該支撐部和該填充部為連接。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板，其中該遮光層之材料係為一黑色樹脂。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板，更包括：一平坦層，係設於該彩色濾光層與該第一電極層間。
  11. 如申請專利範圍第2項所述之液晶顯示面板，其中該主動元件區未設置有該彩色濾光層。
  12. 一種液晶顯示裝置，包括：一驅動單元：一背光單元；以及一液晶顯示面板，包括：一第一基板，其上方設有一金屬層；一第一保護層，設於該金屬層上；一彩色濾光層，設於該第一保護層上，且該彩色濾光層具有一第一開口；一第一電極層，設於該彩色濾光層上；一第二保護層，設於該第一電極層上並覆蓋該彩色濾光層之該第一開口之部分側壁，且該第二保護層係具有一第二開口，該第二開口係對應該第一開口以顯露該金屬層；一第二電極層，係設於該第二保護層上並覆蓋該第二保護層之該第二開口之側壁且與該金屬層電性連接；一第二基板，相對該第一基板設置；一遮光層，設於該第一基板及該第二基板間且包括一填充部及一支撐部，該填充部係設於該第二保護層之該第二開口中，並覆蓋未受該第二保護層及該第二電極層覆蓋之該 彩色濾光層，該支撐部係使該第二保護層與該第二基板間形成一預定空間以使一液晶單元設於該預定空間中。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之液晶顯示裝置，更包括一主動元件區，其中該主動元件區包括：一閘極層、一絕緣層、一半導體層、及由該金屬層所形成之一源極/汲極層，其中該閘極層係設於該第一基板上，該絕緣層係設於該第一基板上並覆蓋該閘極層，該半導體層係設於該絕緣層上，且該源極/汲極層係設於該半導體層上。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之液晶顯示裝置，其中該遮光層之該支撐部係對應於該半導體層，且該遮光層中相鄰的該支撐部和該填充部為連接。
  15. 如申請專利範圍第12項所述之液晶顯示裝置，更包括：一絕緣層，其中該絕緣層係設於該第一基板上並覆蓋該金屬層，該金屬層係作為一共用電極，該絕緣層係具有一第三開口以顯露該共用電極，且該第二電極層係作為一共電極層。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之液晶顯示裝置，更包括一主動元件區，其中該主動元件區包括：一閘極層、一半導體層、及一源極/汲極層，其中該閘極層係設於該第一基板上，該絕緣層係覆蓋該閘極層，該半導體層係設於該絕緣層上，該源極/汲極層係設於該半導體層上。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之液晶顯示裝置，其中該遮光層之該支撐部係對應於該半導體層，且該遮光層中相鄰的該支撐部和該填充部為連接。
  18. 如申請專利範圍第12項所述之液晶顯示裝置，更包括：一平坦層，係設於該彩色濾光層與該第一電極層間。
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