TWI281047B - Color filter substrate and liquid c crystal display thereof - Google Patents

Description

I281Q47twfd〇〇/g 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種彩色濾光基板（C〇l〇r Filter Substrate，CF substrate)與液晶顯示面板（Liquid Qystal Display Panel，LCD panel)，且特別是有關於一種能夠提 昇組裝精禮度以及承受橫向應力（laterai stress)之彩色濾 光基板與液晶顯示面板。 【先前技術】 隨著光電與半導體技術的發展，平面顯示器亦隨之成 熟。在諸多平面顯示裔中，具有鬲晝質、高空間利用效率、 低消耗功率、無輻射等優越特性之液晶顯示器已逐漸成為 市場之主流。一般而言，液晶顯示器包括一液晶顯示面板 以及一背光模組，其中，液晶顯示面板是由彩色濾光基板 (Color Filter Substrate)、主動元件陣列基板（Active Device Array Substrate )以及液晶層（liquid crystal 咏以） 所構成。 由於液aa顯示器之各種性能，如應答速度、輝度 (brightness )、對比值（contrast)及可視角（viewing 如扯又) 等，均與上述的液晶層之膜厚有關，所以，必須依照液晶 的光學性質而嚴密地控制液晶層的厚度。因此，通常會在 彩色濾光基板以及主動元件陣列基板之間加入間隙物，以 使兩基板之間相隔-間隙。其中，_物可分為球狀間隙 物（ball-type spacer)與柱狀間隙物（邱丨糾聊啊⑽）。 近年來，由於可以利用微影製程製作柱狀間隙物，並且柱 5 I281Q7467wf.d〇c/g 狀間隙物能夠維持較均句之間隙，所以才主狀間隙物逐漸取 代了球狀間隙物。 ☆圖1繪示為習知-種液晶顯示面板的剖面示意圖。請 參照圖1，此液晶顯示面板100包括彩色渡光基板ιι〇、主 動元件陣列基板m以及液晶層130。其中彩色遽光基板 110是由一基板112、一遮光層11心一彩色濾光層116與 -共用電極118所組成，而主動元件陣列基板12〇是由另 • 一基板122、多個薄膜電晶體124以及掃瞄線與資料線（未 ~不）等元件所組成。特別是，此液晶顯示面板1〇〇是利 用柱狀間_1伽轉持彩色濾絲板11()以及主動元件 陣列基板120之間的間隙d，而使液晶層13〇能夠位於彩 色濾光基板110與主動元件陣列基板120之間。 然而，隨著液晶顯示面板1〇〇需承受更高的指壓應力 (finger pressing stress)的趨勢，單位面積内之柱狀間隙 物140a的數量即需要增加。所以，當使用者在擦拭液晶顯 示面板100時’柱狀間隙物14〇a將更容易遭受到橫向應力 擊 （lateral stress)之作用，而使得柱狀間隙物14〇a脫落， 並且使得彩色濾光基板110與主動元件陣列基板12〇之間 發生錯位（displacement)。最後，更會造成液晶顯示面板 100漏光或中心偏暗等不良之結果。 為解決上述問題，習知技術提出另一種柱狀間隙物 140b的設計，如圖2所繪示。此液晶顯示面板2〇〇與圖j 中相同或類似的構件以相同的標號表示。此液晶顯示面板 200在主動元件陣列基板12〇上覆蓋了平坦層126,且在平 6 mirn twf.doc/g 坦層126中形成了一接觸窗開口 126a，以使得畫素電極128 可以與薄膜電晶體124電性連接。值得注意的是，柱狀間 隙2 140b是設置在接觸窗開口 126a中，所以相較於圖！ 中繪示之液晶顯示面板100，此液晶顯示面板2〇〇將具有 較佳之橫向應力的承受能力。 〃 但是，由於接觸窗開口 126a之孔徑較小，所以如圖2 所不之液晶顯示面板200，其組裝之精確度將會較低。另 外’當使用者擦拭面板時，由於柱狀間隙物14〇b本身的直 :=二二斤:…旦橫向應力較大’柱狀間隙物_ 題了曰產生剝洛之現象，而使面板產生錯位以及漏光等問 【發明内容】 有鑑於此，本發明的目的就是在提供 ;，適於提昇其與主動元件陣列基板:二= 善使用者因擦拭面板表面所引起伊 又亚改 、、本;明的再-目的是提供-種rl晶顯示=等用 所引起之錯位以及漏光等現象。文。使用者因擦拭面板表面 基於上述目的或其他目的，本發明提出 基板，其適於與主動元件陣列基板組裝，此主動 基板包含乡數絲元件、乡數掃崎與 ^ •舰重疊區域形成多數突起物，此;4 包括基板、遮光層、彩色濾光層、導二色:慮先基士 層。又置於基板上且疋我出多數次晝素區。彩色濾光層設置 於該些次畫素區内部，且該彩色濾光層覆蓋遮光層。導電 層設置於絲上且覆蓋戟層鄉⑸絲層。間隙物設置 於基板上，而每一間隙物分別具有一夾覆開口（dipping opening)，且主動元件及突起物至少其中之——^置於其對 應之夾覆開口中。 '〃 一基於上述目的或其他目的，本發明再提出一種液晶顯 不面板，其包括彩色濾光基板、主動元件陣列基板以及液 晶層。此彩色濾光基板例如是上述之彩色濾光基板。主動 疋件陣列基板具有多數主動元件、多數掃瞄線與多數資料 線，且掃瞄線與資料線重疊區域形成多數突起物。液晶層 位於彩色濾光基板與主動元件陣列基板之間。其中，主動 轉及突起物至少其中之-卡置於其對應之夾覆開口中。 在本發明之一實施例中，上述之遮光層為黑矩陣。 在本發明之一實施例中，上述之間隙物為柱狀間隙 物。 一 μ在本發明之一實施例中，上述之彩色濾光基板更包括 —第一凹槽，其設置於對應每一間隙物位置之彩色濾光層 中’而每一間隙物是部分地設置於第一凹槽内。 一〜在本發明之一實施例中，上述之彩色濾光基板更包括 々第二凹槽，設置於對應每一間隙物位置之遮光層中，而 每一間隙物是部分地設置於第一凹槽與第二凹槽内。 在本發明之一實施例中，上述之失覆開口之上半部寬 度較主動元件及突起物之寬度寬2〜3μηι。 在本發明之一實施例中，上述之每一間隙物之高度介 1281 〇'f|79twf.d〇c/g 於0·2〜5·0μιη之間。 在本發明之一實施例中 〇·3μηι〜〇·6μπι 之間。 在本發明之一實施例中 0·3μιη〜〇·6μιη 之間。 在本發明之一實施例中， 光阻材料。 ，上述之主動元件之高度在 ，上述之突起物之高度在 上述之間隙物之材質可以是

在本發明之一實施例中，上述之主動元件可 電晶體。 以是薄膜 广在本發明之一實施例中，上述之導電層之材質可以β 氧化銦錫（ΐτο)及氧化銦鋅（ιζο)其中之一。 疋

本發明因採用具有夾覆開口之間隙物，而使彩色淚 基板與主動元件陣列基板之組裝的精禮度可藉以曰思〃 外用將間隙物製作於彩色濾、光層及/或遮光層中升： =提昇面板之橫向應力的承受能力，並進而防止使用者^ 擦拭面板表面所引起之錯位以及漏光等現象。 為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明辱 易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細ς 明如下。 < 【實施方式】 、圖3繪示為本發明較佳實施例之一種彩色濾光基板的 俯視不意圖。圖3Α繪示為圖3中沿Α_Α，線之剖面示意圖。 請共同參照圖3與圖3Α，此彩色濾光基板3⑻適於與主動 元件陣列基板4〇〇組裝（繪示於圖4中），而此主動元件 9 麗 Q47— 陣列基板400具有多數主動元件、多數掃目苗線42〇盘 多數資料線430，且掃目苗線420與資料、線43〇重疊區域形 成多數突起物440。另外，主動元件41〇會和晝素電極45〇 電性連接。 請繼續參照圖3與圖3A，此彩色濾光基板3〇〇包括 基板310、遮光層320、彩色濾光層33〇、導電層34〇及間 隙物350。遮光層320配置於基板31〇上且定義出 •晝素區312。彩色滤光層330配置於次晝素 且彩色濾光層330覆盖遮光層320。導電層340配置於美 板310上並覆蓋遮光層320與彩色濾光層33〇。間隙物35〇 設置於基板上310，而間隙物350分別具有夾覆開口 35〇a (clipping opening)，且主動元件41〇及突起物44〇至少 其中之^置於其對應之夾覆開口 350a中（緣示於圖4A 與圖4B中）。 請繼續共同參照圖3與圖3A，在本發明之一實施例 中，t光層可以疋黑矩陣320。若遮光層320的組成材料 為遮光樹脂時，則可使用微影製程形成此遮光層32〇。另 外，若遮光層320的組成材料為鉻金屬時，則可使用微影 製程加上蝕刻製程而形成此遮光層320。 圖3中僅繪示在一個次晝素區312中的彩色濾光層 330,然而，在基板310上的彩色濾光層33〇例如是由多個 紅色光阻區塊、綠色光阻區塊以及藍色光阻區塊所組成。 如圖3所繪示之位於次晝素區312中的彩色濾光層33〇例 如是選自於紅色光阻區塊、綠色光阻區塊以及藍色光阻區

I281Q74Xf.d〇c/g 塊等其中之一，並且，紅、綠與藍色光阻區塊的排列方式， 可以是馬賽克排列(Mosaic type)、條狀排列(stripe type)、 四晝素排列（four pixels type)以及三角形排列(triangle type) 等型態。此外’彩色濾光層330之材料例如是光阻材料。 導電層340之材質可以是氧化銦錫（indium Tin Oxide ’ ITO )或氧化姻辞（Indium Zinc Oxide，IZO)。且 ^黾層340之形成方法例如是濺鍍法（SpUttering)。此處 之$笔層340例如疋作為共用電極（c〇mm〇n咖你〇如）使 用0 值得注意的是，在本發明之一實施例中，間隙物35〇 可以是柱狀間隙物。另外，間隙物35〇之材質可以是光阻 材料，而形成間隙物350之方法例如是使用微影製程。在 本發明之一實施例中，每一間隙物35〇之高度是介於〇2 〜5·0μιη之間，而主動元件41〇之高度在〇·3μιη〜〇·6μηι 之間，且突起物440之高度在〇·3μιη〜〇·6μπχ之間。另外， 爽覆開口 350a之上半部寬度W1較主動元件及突起物 440之寬度W2寬2〜3μιη (繪示於圖4八中），因此，使 彩色濾光基板300與主動元件陣列基板4〇〇可容 位並進行組裝。 尽福另η, 隙物350嵌入於彩色滤光 層330及/或遮光層32〇之方式，進而提昇液 於橫向應力的承受能力。 Tam# f 3B朗3C繪示為本發明之較佳實施例中兩種彩色 遽光基板的剖面示意圖，此剖面也是沿著圖3中之A_A， I281Q4Z twf.doc/g 線而得，且其與目3A巾相同或類似之構件是以相同之標 號表示。請參照® 3B，此彩色濾光基板3〇2可以更包括一 第-凹槽330a’其設置於對應每一間隙物35〇位置之彩色 濾光層330中，而每-間隙物35()是部分地設置於第一凹 槽330a内。另外，請再參照圖3e，在本發明之另一實施 例中，彩色濾光基板304可以更包括一第二凹槽32〇a，設 置於對應母一間隙物350位置之遮光層320中，而每一間 隙物350是部分地設置於第一凹槽33〇a與第二凹槽32〇a 内。藉由上述之設計，將可以提昇間隙物35〇對於橫向應 力的承受能力，而減少使用者在擦拭面板時所產生之錯位 以及漏光等現象。 综上所述，本發明之彩色濾光基板300，是利用具有 夾覆開口 350a的間隙物350,而夾持主動元件陣列基板4〇〇 上突出表面的主動元件410,或是掃瞄線420與資料線430 重疊而形成之突起物440。此夾覆開口 350a可容易地與主 動元件410及/或突起物440嵌合，而提昇面板組裝的精確 度。另外，將部分的間隙物350設置在彩色濾光層33〇的 第一凹槽330a及/或遮光層320的第二凹槽320a中，將可 以提昇間隙物350承受橫向應力的能力，進而減少使用者 在擦拭面板時，其造成之間隙物350剝落、面板錯位或是 漏光等之現象。 利用上述之彩色濾光基板300，可以製造出下述之液 晶顯示面板，其可以改善使用者因擦拭面板表面所引起之 錯位及漏光等現象。 12 1281047, 9twf.doc/g 圖情不為本發明之較佳實施例中一種液晶顯示面板 的立體不意圖。圖4A纷示為圖4中沿B_B，線之剖面示意 圖。圖4B繪示為圖4中沿α，線之剖面示意圖。請共^ 蒼照圖4、1 4A與圖4B，此液晶顯示面板_包括彩色 濾光基板300、主動7〇件陣列基板4〇〇以及液晶層。其 中，彩色濾絲板3GG例如是上述之彩色濾、光基板，在^ 將不予以重述。主動元件陣列基板4〇〇具有多數主動元件 、多數掃瞎線420與多數資料線43〇，且掃目苗線與 貧料線㈣重疊區域形成多數突起物44〇，另外，晝素電 極450與主動元件440電性連接。液晶層5〇〇位於彩色遽 光基板3〇0與主動元件陣列基板4〇〇之間。當組装彩色^ 光基板300與主動元件陣列基板400時，主動元件4㈣ 440至少其中之_卡置於其對應之夾覆開口通 中（、％示於圖4A與圖4B中）。 在本發明之一實施例中，間隙物350可以是柱狀間隙 =另:卜’間隙物35G之材質可以是光阻材料，且間隙物 350之南度例如是介於〇 2〜5鄭m之間。此外，夾覆開口 半部寬度W1較主動元件410及突起物440之寬 2 見2〜3μηι，所以，相較於習知的接觸窗開口 126a， 、，，明之夾覆開π 35〇a的孔徑較大，進而可以提昇彩色滤 ^板3GG與主動兀件陣列基板·在組裝時之對位的 承上述，如圖4A中所繪示之主動元件410，其可以 卡置在夾覆開口 350a中，此主動元件410例如是薄膜電晶 13 I281Q467twf.d〇c/g 體，而主動元件4U)之高度例如是在〇.3μιη〜〇 _之間。 並且，如圖4Β所繪示之掃瞄線42〇與資料線43〇重疊所 形成之突起物440 ’其也可以卡置於夾覆開口 35〇&中，並 且，突起物440之高度例如是在〇.5μπι〜〇.6μιη之間。 同樣地，為了增加液晶顯示面板6〇〇對 承受能力’在本發明之一實施例中，可使用如== 圖3C所繪示之彩色濾光基板302、3〇4，使其與主動元件 • 陣列基板400結合，而形成如圖5Α與圖5Β所繪示之液晶 顯示面板602'604。在此僅繪示間隙物35〇之夾覆開口 35加 與主動元件410之結合的示意圖。而掃瞄線42〇與資料線 430重疊所形成之突起物得其卡置於間隙物35()的夹覆 開口 350a的結合情形與圖5A以及圖5B類似此 予以贅述。 &上所述，本發明之彩色濾光基板與液晶顯示面板呈 有下列優點： a _ (1)本發明之間隙物具有夹覆開口，其可以使主動 元件陣列基板上之突出駐動元件及/或_線與資料線 重疊所形紅聽物卡置於其巾，麟喊昇彩色濾光基 板與主動元件陣列基板在組裝時之對位的精破度。 ⑵利用微影製程即可以將部分的間隙物製作於彩 色濾光層的第一凹槽中及/或遮光層的第二凹槽中，所以， 間隙物將具有較佳之橫向應力的承受能力，進a而可改盖使 用者，擦拭面板時，其造成之間隙物剝落、面板錯㈣是 漏光寺之現象。 14 128順 wf.doc/g 物ra t卜i用微影製程即可製造具有夾覆開口之間隙 物’口=本發明不需額外增加光罩數量，」 增加之疑慮。 “、、衣作成本 雖然本發明已以較佳實 限定本發明，任何孰習此姑蓺I ； ，亚非用以 .^ …白此技蟄者，在不脫離本發明之精神 ^ §可作麵之更動，因此本發 範圍當概附之申請專利範_界定者為準。狀保。又 【圖式簡單說明】 圖1、:示為習知一種液晶顯示面板的剖面示意圖。 圖2為習知另—種液晶顯示面板的剖面示意圖。 圖3 1冒不為本發明較佳實施例之-種彩色滤光基板的 俯視示意圖。 圖3A繪示為圖3中沿A-A，線之剖面示意圖。 圖3B與圖3C緣示為本發明之較佳實施例中另外兩種 彩色濾、光基板的剖面示意圖。 圖4繪不為本發明之較佳實施例中一種液晶顯示面板 的立體示意圖。 圖4A繪示為圖4中沿B-B，線之剖面示意圖。 圖4B繪示為圖4中沿c_c，線之剖面示意圖。 圖5A與圖5B繪示為本發明較佳實施例中兩種液晶顯 示面板的剖面示意圖。 【主要元件符號說明】 100、200、600、602、604 :液晶顯示面板 110、300、3〇2、304:彩色濾光基板 15 128職 Twf.doc/g 112、122、310 :基板 114 :遮光層 116、330 :彩色濾光層 118 ·共用電極 120、4⑻：主動元件陣列基板 124、410 :主動元件 126 ··平坦層 126a ··接觸窗開口 ® 128、450 :畫素電極 130、500 :液晶層 140a、140b :柱狀間隙物 312 ··次晝素區 320 :遮光層 320a :第二凹槽 330a :第一凹槽 340 :導電層 • 350:間隙物 350a :夾覆開口 420 :掃瞄線 ‘ 430:資料線 440 ··突起物 A-A’、B-B，、C-C’ ：剖面線 d :間隙

Wl、W2 :寬度 16

Claims (1)

1281047, 9twf.doc/g 十、申請專利範圍： 1· 一種彩色濾、光基板，其適於與一主動元件陣列基板 組裝，該主動元件陣列基板包含多數主動元件、多數掃目苗 線與多數資料線，且該些掃瞄線與該些資料線重疊區域形 成多數突起物，該彩色濾光基板包括： 一基板； 一遮光層，設置於該基板上且定義出多數次書素區；

一彩色濾光層，設置於該些次晝素區内部，且該彩色 濾光層覆蓋該遮光層； ~ / 層與該彩色 ‘笔層’没置於該基板上且覆蓋該遮光 濾光層；以及 多數間隙物，設置於該基板上，而該些間隙物分別呈 有一夾覆開口，且該些主動元件及該些突起物至少其中^ 一卡置於其對應之該夾覆開口中。 2·如申請專利範圍第1項所述之彩色濾絲板，其中 該遮光層為一黑矩陣。

3·如申請專利範圍第丨項所述之彩色濾絲板，其中 該些間隙物為一柱狀間隙物。 ^如申請專利範圍第丨項所述之彩色濾光基板，更包 括一第一凹槽，設置於對應每一間隙物位置之該彩色濾光 層中，而每一間隙物是部分地設置於該第一凹槽内。 5·如申請專利範圍第4項所述之彩色濾光基板，更包 括一第二凹槽’設置於對應每一間隙物位置之該遮光層 中，而母一間隙物是部分地設置於該第一凹槽與該第二凹 17 ⑽ 1Q41 f.doc/g 槽内。 該失第^所述之彩色滤光基板，其中 寬度寬2〜3_ : 見度以些主動元件及該些突起物之 每-it 1料利範圍第1項所述之彩色濾光基板，其中 間隙物之尚度介於0.2〜5.0μιη之間。 該此請圍第1項所述之彩色濾光基板，其中 一門隙物之材質包括光阻材料。 該主範圍第1項所述之彩色濾光基板，其中 動70件包括薄膜電晶體。 該導職㈣1項所敎彩㈣紐板，其中 層之㈣包含氧化轉及氧化銦鋅其中之一。 11·一種液晶顯示面板，包括： 色渡光基板，其為巾請專利範圍第丨項所述； 目苗線基板，其具有多數絲元件、多數掃 形成多i突二線以:Γ些掃目線與該些資料線重疊區域 板之間液晶層’位於轉色濾光基板與該主動元件陣列基 於之動元件及該些突起物至少其中之-卡置 /、對應之該夾覆開口中。 12·如申請專利範圍第u 晶 中該遮光層為一黑矩陣。 κ夜曰曰頌不面板其 13.如申請專利範圍第η項所述之液㈣示面板，其 18 128聰 twf.doc/g 中該些間隙物為一柱狀間隙物。 14. 如申請專利範圍第11項所述之液晶顯示面板，更 包括一第一凹槽，設置於對應每一間隙物位置之該彩色濾 光層中，而每一間隙物是部分地設置於該第一凹槽内。 15. 如申請專利範圍第14項所述之液晶顯示面板，更 包括一第二凹槽，設置於對應每一間隙物位置之該遮光層 中，而每一間隙物是部分地設置於該第一凹槽與該第二凹 槽内。 16. 如申請專利範圍第11項所述之液晶顯示面板，其 中該夾覆開口之上半部寬度較該些主動元件及該些突起物 之寬度寬2〜3μηι。 17. 如申請專利範圍第11項所述之液晶顯示面板，其 中每一間隙物之高度介於0.2〜5·0μιη之間。 18. 如申請專利範圍第11項所述之液晶顯示面板，其 中該主動元件之高度在0·3μιη〜0·6μιη之間。 19. 如申請專利範圍第11項所述之液晶顯示面板，其 中該突起物之高度在〇·3μιη〜0·6μιη之間。 20. 如申請專利範圍第11項所述之液晶顯示面板，其 中該主動元件包括薄膜電晶體。 21. 如申請專利範圍第11項所述之液晶顯示面板，其 中該導電層之材質包含氧化銦錫及氧化銦鋅其中之一。 19