TWI271575B - Liquid crystal display panel and method of making the same - Google Patents

Description

1271575 九、發明說明： ^ 【發明所屬之技術領域】 、 本發明係關於一種液晶顯示面板與其製作方法，尤指一 - 種於不同晝素區具有不同液晶間隙之液晶顯示面板與其製 - 作方法。 【先前技術】 Φ 液晶顯示器由於具有輕薄短小、低韓射與低耗電等特 性，已取代傳統陰極射線管顯示器成為顯示器市場之主流 產品。一般說來，液晶顯示面板主要包含一陣列基板、一 ~ 彩色濾光片基板，以及填充於陣列基板與彩色濾光片基板 ， 之間的液晶分子層。陣列基板包含複數個呈陣列排列之晝 素，且每一晝素係利用複數條平行之掃描線與複數條與掃 描線垂直之平行貧料線定義而成，並以溥膜電晶體作為開 ⑩ 關元件，利用一畫素電極驅動各晝素上方之液晶分子作不 同程度之旋轉以調整各晝素之亮度，同時藉由彩色濾光片 基板上與各晝素對應設置之紅色、綠色與藍色濾光片使各 ^ 晝素產生不同亮度之紅色、綠色與藍色光線，進而輸出高 0 晝質之彩色影像。另外，由於液晶顯示面板本身無法主動 ' 發光，因此依照其光源之不同主要可區分為穿透式液晶顯 示面板、反射式液晶顯示面板與半穿透半反射式液晶顯示 1271575 面板。 ， 請參考第1圖，第1圖為習知一液晶顯示面板10之示 - 意圖，其中為方便說明，第1圖中僅顯示出一紅色晝素區、 1 一綠色畫素區與一藍色畫素區。如第1圖所示，液晶顯示 面板10主要包含一陣列基板12、一彩色濾光片基板14與 一液晶分子層16填充於陣列基板12與彩色濾光片基板14 • 之間。彩色濾光片基板14可區分為複數個紅色晝素區18、 複數個綠色畫素區20與複數個藍色晝素區22，且陣列基 板12在各紅色晝素區18、各綠色晝素區20與各藍色晝素 ， 區22均分別包含一薄膜電晶體24，以及一透明導電層26 . 與薄膜電晶體24之汲極28電連接，作為晝素電極之用。 另一方面，彩色濾光片基板14則包含複數個紅色濾光片 30、複數個綠色濾光片32與複數個藍色濾光片34,分別 • 設置於相對應之紅色晝素區18、綠色晝素區20與藍色晝 素區22，用以提供彩色之顯示晝面。除此之外，陣列基板 12之背面另包含一背光模組（圖未示），用以提供液晶顯示 ’ 面板10所需對光源。 ’ 由於不同波長之光線（紅光、綠光與藍光）穿越液晶分子 層16之液晶分子時會產生不同之相位差，因此會造成顏色 1271575 偏差之問題。而針對紅光、綠光與藍光之相位差不同的問 題，習知液晶顯示面板10係利用改變紅色濾光片30、綠 色濾光片32與藍光濾光片34之厚度方式來改變液晶間 - 隙，進而調整相位差。如第1圖所示，紅色濾光片30之厚 - 度最薄、綠色濾光片32之厚度次之，而藍色濾光片34之 厚度最厚，藉此解決液晶顯示面板10的色偏問題。然而， 利用調整彩色濾光片厚度之作法會增加液晶顯示面板之製 • 作成本，同時會造成彩色濾光片本身良率與均勻性下降。 有鑑於此，申請人乃根據此缺點及多年從事製作液晶顯 • 示面板之相關經驗，悉心觀察且研究而提出改良之本發 ，明，以解決液晶顯示面板之色偏問題。 【發明内容】 • 因此，本發明之主要目的在於提供一種液晶顯示面板及 其製作方法，以改良習知技術之缺點。 ' 根據本發明之申請專利範圍，係提供一種液晶顯示面 ^ 板。上述液晶顯示面板包含一陣列基板、一介電層設置於 陣列基板上、一彩色濾光片基板平行設置於陣列基板上 方，以及一液晶分子層設置於陣列基板與彩色濾光片基板 1271575 之間。彩色濾光片基板包含複數個紅色晝素區、複數個綠 色晝素區與複數個藍色晝素區，介電層對應於藍色晝素 區、綠色畫素區與紅色晝素區具有不同厚度，藉此液晶分 子層於藍色晝素區具有一第一厚度，於綠色晝素區具有一 第二厚度，於紅色晝素區具有一第三厚度，且第一厚度小 於第二厚度，第二厚度小於第三厚度。 本發明另提供一種製作液晶顯示面板之方法。首先，提 供一陣列基板，接著提供一彩色濾光片基板，該彩色濾光 片基板包含複數個紅色晝素區、複數個綠色晝素區與複數 個藍色晝素區，陣列基板上對應各該紅色畫素區、各該綠 色晝素區與各該藍色晝素區均分別包含一反射區與一穿透 區。隨後於該陣列基板之上形成一光感應介電層，再圖案 化該光感應介電層使得該反射區内之光感應介電層具有一 凹凸結構，並使位於各該紅色晝素區、各該綠色晝素區與 各該藍色晝素區之該穿透區之該光感應介電層之厚度不 同。接著接合與該陣列基板與該彩色濾光片基板。最後提 供一液晶分子層於該陣列基板以及該彩色濾光片之間，且 該液晶分子層於該等藍色晝素區具有一第一厚度，於該等 綠色晝素區具有一第二厚度，於該等紅色晝素區具有一第 三厚度，且該第一厚度小於該第二厚度，該第二厚度小於 “575 “575 驟係可在接合與 ’印為ODF技術。 該苐二厚度。此外，提供液晶分子層 該陣列基板與該彩色濾光片基板之前 本發明係利用調整介電層之厚度的 於^去，使液晶分子層 、、、、色旦素區、綠色畫素區與藍多查 同之^ &之穿透區具有不 度，猎以達成調整相位差的功用。 為使本發明之上述目的、牲 下特徵、和優點能更明顯易懂， 文特舉-触實施方式，並配合賴_式，作詳細說明 =下1而如下之較佳實施方式與圖式僅供參考與說明 ’並非用來對本發明加以限制者。 【實施方式】、 請參考第2圖，第2圖為本發明之—較佳實施例半穿透 半反射式液晶顯示面板5〇之示意圖，其中為方便說明，第 2圖中僅顯示出-紅色晝素區、—綠色晝素區與一藍色晝 素區。如第2圖所示，半穿透半反射式液晶顯示面板5〇主 要包含-陣列基板52、-彩色濾、光片基板54與一液晶分 子層56填充於陣列基板52與彩色濾光片基板54之間。彩 色滤光片基板54可區分為複數個紅色晝素區58、複數個 綠色晝素區60與複數個藍色晝素區62，且陣列基板52對 1271575 應各紅色晝素區58又可進一步區分為一反射區581與一穿 . 透區582、各綠色晝素區60又可進一步區分為一反射區601 與一穿透區602，而各藍色晝素區62又可進一步區分為一 - 反射區621與一穿透區622。此外，陣列基板52包含複數 ” 個薄膜電晶體64，分別設置於各紅色畫素區58之反射區 581、各綠色晝素區60之反射區601與各藍色晝素區62之 反射區621内。另外，彩色濾光片基板54相對於陣列基板 _ 52之表面則包含複數個紅色濾光片66、複數個綠色濾光片 68與複數個藍色濾光片70,分別設置於各紅色晝素區58、 各綠色晝素區60與各藍色晝素區62，紅色濾光片66、綠 •色濾光片68與藍色濾光片70之厚度相同，同時係利用一 - 黑色矩陣72加以隔離，以減少漏光現象。 除此之外，半穿透半反射式液晶顯示面板50包含一介 ® 電層74，覆蓋於陣列基板52之表面，且位於反射區581、 601與621中之介電層74具有一凹凸結構76,用以散射外 界光源’而位於穿透區582、602與622中之介電層74則 分別具有不同之厚度。如此一來，位於各紅色畫素區58之 穿透區582中之液晶分子層56具有一第三厚度、位於各綠 色晝素區60之穿透區602之液晶分子層56具有一第二厚 度’而位於各藍色晝素區62之穿透區622之液晶分子層 1271575 56則具有一第一厚度，且第一厚度小於第二厚度，第二厚 度小於第二厚度。另外，半穿透半反射式液晶顯示面板5〇 另包含-透明導電層78，位於介電層74之表面，且透明 導電層78係利用複數個接觸洞80，分別與各薄膜電晶體 64之汲極82電連接，以發揮畫素電極之功用。此外，位 於反射區581、601與621之透明導電層78之表面則設置 有一反射層84，作為反射電極之用。另外，於本實施例中 薄膜氧曰曰體64係為一底閘極結構（bottom gate)薄膜電晶 體’然而本發明之應用並不限於此，因此薄膜電晶體64可 視需要使用各種結構之薄膜電晶體，例如頂閘極結構 gate)之溥膜電晶體’作為開關元件之用。 如前所述，由於不同波長之光線穿越液晶分子時會產生 不同的相位差，因此必須利用調整液晶間隙來調整不同波 長之光線的相位差，而本發明半穿透半反射式液晶顯示面 板50係利用調整介電層74之厚度的作法，使液晶分子屑 56於紅色晝素區58、綠色晝素區6〇與藍色晝素區62之穿 透區582、602與622分別具有不同之第三厚度、第二厚度 與第一厚度，藉以達到調整相位差的功用，其中於本實施 例中’第一厚度約為2· 7微米（um)至4· 7微米，且第—厚 度以3· 7微米為較佳，第二厚度約為3· 2微米至5· 2微米， 12 1271575 . 本發明半穿透半反射式液晶顯示面板係利用調整介電 層之厚度的作法，使液晶分子層於紅色晝素區、綠色晝素 區與藍色晝素區之穿透區具有不同之間隙，而達到調整紅 • 光、綠光與藍光相位差的功用。另外，由於半穿透半反射 式液晶顯不面板之反射區設置有凹凸結構’因此本發明在 不增加額外製程的前提下即可調整液晶間隙。然而值得注 • 意的是本發明之特點在於利用改變陣列基板之介電層厚度 達到調整液晶間隙的作用，因此並不僅偈於製作半穿透半 反射式液晶顯示面板，而亦可應甩於反射式液晶顯示面板 • 與穿透式液晶顯示面板等。 相對於習知技術，本發明係利用改變陣列基板之介電層 厚度的作法，達到調整液晶間隙的作用，有別於習知技術 • 利用改變彩色濾光片厚度之作法。同時由於改變紅色晝素 區、綠色晝素區與藍色晝素區之介電層厚度的步驟可與形 成凹凸結構與接觸洞之製程整合，因此不需增加額外製 程，可有效降低製作成本並確保良率。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專 利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。 17 1271575 【圖式簡單說明】 - 弟1圖為習知^一液晶顯不面板之不意圖。 , 第2圖為本發明之一較佳實施例半穿透半反射式液晶顯示 面板之不意圖。 - 第3圖至第8圖為本發明製作半穿透半反射式液晶顯示面 板之不意圖。 【主要元件符號說明】 10 液晶顯不面板 12 陣列基板 14 彩色濾光片基板 16 液晶分子層 18 紅色晝素區 20 綠色晝素區 22 藍色晝素區 24 薄膜電晶體 26 透明導電層 28 没極 30 紅色滤光片 32 綠色濾光片 34 監色滤、光片 50 半穿透半反射式 液晶顯不面板 52 陣列基板 54 彩色濾光片基板 56 液晶分子層 58 紅色晝素區 60 綠色晝素區 62 藍色晝素區 581， 601， 反射區 582，602, 穿透區 621 622 18 1271575 64 薄膜電晶體 66 紅色濾光片 68 綠色濾光片 70 藍色濾光片 72 黑色矩陣 74 介電層 75 凹凸圖案 76 凹凸結構 78 透明導電層 80 接觸洞 82 没極 84 反射層

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Claims (1)

1. 年月日修(更)正本 1271575 十、申請專利範圍： 1 · 一種液晶顯不面板’包含· 一陣列基板； 一彩色濾光片基板，其包含複數個紅色畫素區、複數個 綠色畫素區與複數個藍色畫素區，平行設置於該陣列 基板上； 一介電層，設置於該陣列基板上，該介電層對應該藍色 晝素區、該綠色晝素區與該紅色晝素區具有不同之厚 度；以及 一液晶分子層，設置於該陣列基板以及該彩色濾光片基 板之間。 2. 請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板，其中該液晶分 子層於該等藍色晝素區具有一第一厚度，於該等綠色畫 素區具有一第二厚度，於該等紅色晝素區具有一第三厚 度，且該第一厚度小於該第二厚度，該第二厚度小於該 第三厚度。 3. 請專利範圍第2項所述之液晶顯示面板，其中該第一厚 度約為2. 7微米至4. 7微米。 20 1271575 4·睛專利範圍第3項所述之液晶_示面板，其中該第一厚 度約為3. 7微米。 予 5 ·明專利範圍弟2項所述之液晶顯示面板，其中該第二， 度約為3· 2微米至5. 2微米。 6·請專利範圍第5項所述之液晶顯示面板，其中該第二， 度約為4. 2微米。 ?·請專利範圍第2項所述之液晶顯示面板，其中該第三广 度約為3. 5微米至5. 5微米。 8·請專利範圍第7項所述之液晶顯示面板，其中該第三厚 度約為4. 5微米。 9·請專利範圍第2項所述之液晶顯示面板，其中各該、红色 晝素區、各該綠色畫素區與各該藍色畫素區均包含_$ 透區與一反射區。 i〇·專利範圍第9項所述之液晶顯示面板，其中位於各該藍 色晝素區之該穿透區之該液晶分子層的厚度係為該第一 21 1271575 厚度，位於各該綠色畫素區之該穿透區之該液晶分子層 - 的厚度係為該第二厚度，且位於各該紅色晝素區之該穿 - 透區之該液晶分子層的厚度係為該第三厚度。 ' 11.專利範圍第9項所述之液晶顯示面板，其中各該反射區 内之該介電層之表面係為凹凸。 • 12.專利範圍第9項所述之液晶顯示面板，另包含複數個薄 膜電晶體，分別設置於該陣列基板之各該紅色晝素區、 各該綠色晝素區與各該藍色畫素區内。 • 13.專利範圍第12項所述之液晶顯示面板，其中該介電層 另包含複數個接觸洞。 爾 14.專利範圍第13項所述之液晶顯示面板，另包含一透明 導電層，設置於各該紅色晝素區、各該綠色晝素區與各 該藍色晝素區内之該介電層上，並利用該等接觸洞與各 該薄膜電晶體之〉及極電連接。 15.專利範圍第14項所述之液晶顯示面板，另包含一反射 、 層，設置於各該紅色晝素區、各該綠色晝素區與各該藍 22 1271575 色畫素區之該反射區内之該透明導電層上。 16. 專利範圍第1項所述之液晶顯示面板，其中該介電層係 為一光感應介電層。 17. 專利範圍第1項所述之液晶顯示面板，其中該彩色濾光 片基板包含複數個紅色濾光片、複數個綠色濾光片與複 數個藍色濾光片，分別對應於該複數紅色畫素區、該複 數綠色晝素區與該複數藍色畫素區。 18. —種製作液晶顯示面板之方法，包含： 提供一彩色濾光片基板，該彩色濾光片基板包含複數個 紅色畫素區、複數個綠色晝素區與複數個藍色晝素區； 提供一陣列基板，該陣列基板對應各該紅色畫素區、各 該綠色晝素區與各該藍色晝素區均分別包含一反射區 與一穿透區； 形成一介電層於該陣列基板之上，其中該介電層位於各 該紅色畫素區、各該綠色晝素區與各該藍色畫素區之該 穿透區之厚度不同， 接合該彩色濾光片基板與該陣列基板；以及 提供一液晶分子層，設於該陣列基板以及該彩色濾光片 23 4 1271575 基板之間。 19. 專利範圍第18項所述之方法，其中該液晶分子層於該 等藍色晝素區具有一第一厚度，於該等綠色畫素區具有 一第二厚度，於該等紅色晝素區具有一第三厚度，且該 第一厚度小於該第二厚度，該第二厚度小於該第三厚 度。 20. 專利範圍第18項所述之方法，其中形成該介電層於該 陣列基板之上，其中該介電層位於各該紅色畫素區、各 ' 該綠色晝素區與各該藍色畫素區之該穿透區之厚度不 ' 同之步驟包含： 形成該介電層於該陣列基板之上；以及 圖案化該介電層使得該介電層位於各該紅色畫素區、各 — 該綠色晝素區與各該藍色晝素區之該穿透區之厚度不 同0 21.專利範圍第20項所述之方法，其中圖案化該介電層使 得該介電層位於各該紅色晝素區、各該綠色晝素區與各 該藍色畫素區之該穿透區之厚度不同之步驟包含： 進行一第一曝光顯影製程，去除部分位於各該紅色晝素 24 1271575 區、各該綠色畫素區與各該藍色畫素區之介電層，以於 • 各該反射區内之該介電層形成一凹凸圖案（bumpy - pattern)，並同時縮減位於各該紅色畫素區、各該綠色 畫素區與各該藍色畫素區之該穿透區之該介電層之厚 度； 進行一第二曝光暨顯影製程，去除部分位於各該紅色晝 素區、各該綠色晝素區與各該藍色晝素區之該反射區之 •該介電層，以使各該反射區之該凹凸圖案進一步形成一 凹凸結構，並同時縮減位於各該紅色晝素區與各該綠色 晝素區之該穿透區之該介電層之厚度；以及 • 進行一第三曝光暨顯影製程，去除部分位於各該紅色晝 ' 素區、各該綠色畫素區與各該藍色晝素區之該反射區之 該介電層，以於各該反射區形成一接觸洞，並同時縮減 位於各該紅色晝素區之該穿透區之該介電層之厚度。 馨 22. 專利範圍第18項所述之方法，其中接合該彩色濾光片 基板與該陣列基板之步驟係在提供該液晶分子層於該 陣列基板以及該彩色濾光片基板之間之步驟後。 23. 專利範圍第21項所述之方法，更包含對該等凹凸結構 進行一烘烤製程。 25 1271575 24. 專利範圍第21項所述之方法，於形成該介電層之前， 更包含形成一薄膜電晶體於該陣列基板之各該反射區 内。 25. 專利範圍第24項所述之方法，更包含： 於該介電層上形成一透明導電層，且該透明導電層利用 各該接觸洞分別與各該薄膜電晶體之汲極電連接；以及 於位於各該反射區内之該透明導電層上形成一反射層。 26. 專利範圍第19項所述之方法，其中該第一厚度約為2.7 微米至4. 7微米。 27. 專利範圍第26項所述之方法，其中該第一厚度約為3.7 微米。 28. 專利範圍第19項所述之方法，其中該第二厚度約為3.2 微米至5. 2微米。 29. 專利範圍第28項所述之方法，其中該第二厚度約為4. 2 微米。 26 1271575 :、 30.利範圍第19項所述之方法，其中該第三厚度約為3.5 - 微米至5. 5微米。 — 31.專利範圍第30項所述之方法，其中該第三厚度約為4. 5 微米。 φ 十一、圖式：

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