專利名稱：液晶顯示面板及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于液晶顯示器面板，尤指一種液晶顯示面板的制作方法。
背景技術(shù)：
目前液晶顯示器的使用大多是垂直方式立于桌面或平臺(tái)上。然而填充于面板內(nèi)的液晶分子受到外界熱源，如背光源的照射，因受熱膨脹與重力作用的影響，易促使液晶分子朝向面板底部流動(dòng)，造成液晶顯示面板下方間隙增大而導(dǎo)致顏色不均的現(xiàn)象。再者，現(xiàn)今的制作技術(shù)仍無法使面板內(nèi)間隙物的高度達(dá)到一致性，且滴入的液晶量不易控制，因此面板底部更易于發(fā)生顏色不均的問題。此外，未來的顯示器需求依然朝向大面積的顯示器發(fā)展，此類的問題將更為嚴(yán)重。
對(duì)于前述缺點(diǎn)，除了降低液晶顯示器的畫質(zhì)之外，長時(shí)間使用時(shí)，易造成面板下半部變形而縮短其使用壽命。因此，公知有將顯示面板的下半部采用相對(duì)于上半部較高的間隙物，即面板下半部的間隙略大于面板上半部，以加強(qiáng)面板下半部可收納因受熱膨脹的液晶。然而此種面板內(nèi)的間隙高度不均，所以會(huì)影響其面板顯示的畫質(zhì)。另有同時(shí)使用感光型間隙物(photo spacer)與散射型間隙物(scattered spacer)的液晶顯示面板，是以散射型間隙物的特性克服顏色不均的問題，但散射型間隙物易造成漏光現(xiàn)象，不僅使對(duì)比下降，還易產(chǎn)生間隙物聚集或配向膜刮傷的問題。此外，還有直接將面板內(nèi)每個(gè)像素獨(dú)立分割，使液晶分子無法整體性貫通，以減小面板上下部位的壓差，卻造成液晶擴(kuò)散性變差以及后續(xù)的加工工藝問題。
發(fā)明人欲解決上述公知所面臨的問題，因此潛心研究出本發(fā)明的液晶顯示面板及其制作方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種液晶顯示面板及其制作方法，主要是利用光固化或熱固化材料的接著特性，以提升面板內(nèi)上基板與下基板的接合度，而維持面板內(nèi)間隙高度的一致，避免了顏色不均所造成的影響。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種液晶顯示面板的制作方法，其包含的步驟有提供一上基板與一下基板；形成多個(gè)間隙物于上基板與下基板之間，且至少部分的間隙物內(nèi)含有一凹槽；注入一接著劑于凹槽中；以及固化接著劑，以結(jié)合上基板與下基板。
其中，本發(fā)明注入液晶材料的步驟順序無限制。于本發(fā)明的一實(shí)施方式中，在固化接著劑之后可更包含封合上基板與下基板的四周，并且注入液晶材料于下基板與上基板之間。于另一實(shí)施方式中，本發(fā)明可于注入接著劑于凹槽中之后且固化接著劑之前，先滴入液晶材料于下基板中，再進(jìn)行固化接著劑以及封合上基板與下基板的步驟。在此，本發(fā)明所提及固化接著劑的步驟與封合上基板與下基板的步驟無限制其先后順序，較佳可先固化接著劑、封合上基板與下基板或同時(shí)進(jìn)行。
再者，本發(fā)明中所使用的間隙物不限制其形成的方式。于本發(fā)明的一實(shí)施方式中，間隙物可直接形成于上基板或下基板。另一實(shí)施方式中，本發(fā)明可利用一間隙物散布裝置(spacer spray system)，而將間隙物散布于上基板或下基板上。又一實(shí)施方式中，本發(fā)明間隙物的形成可同時(shí)包含有間隙物散布方法以及直接形成于基板的方法。
本發(fā)明的一具體例中，在制作光阻型的彩色濾光片時(shí)，本發(fā)明是利用不同色彩的濾光材料，以堆疊方式同時(shí)形成光感型間隙物于基板上。又一具體實(shí)施例中，本發(fā)明是利用一微影工藝(photolithography)直接將光感型間隙物形成于基板上。
于本發(fā)明的方法中，本發(fā)明間隙物內(nèi)含的凹槽其形成的方式無限制，較佳可為一微影工藝，更佳可為一半色調(diào)的曝光工藝(half-tone mask)。一較佳具體例中，本發(fā)明液晶顯示面板中含有凹槽的間隙物，是利用一半色調(diào)的曝光工藝而同時(shí)形成于基板上。
此外，本發(fā)明中所提及注入接著劑的步驟不限制其實(shí)施方法，較佳可利用一噴墨印刷(ink-jet printing)工藝。
本發(fā)明用以固化接著劑的步驟可為公知任一種固化(curing)方式，其適用的固化方法可隨著接著劑的種類而變化。本發(fā)明固化接著劑的一實(shí)施方式中，可利用一輻射固化處理(radiation curing)；另一實(shí)施方式中，可利用一熱固化處理(thermal curing)，其皆用以固化下基板與上基板之間的接著劑。此外，本發(fā)明所使用的接著劑亦無限制其種類，較佳可為光感膠、激光光感聚合物(laser polymer)、熱固膠或其組合。
本發(fā)明一較佳具體例的輻射固化處理中，是利用一紫外光(UV light)照射，而對(duì)于一紫外光感膠進(jìn)行固化作用。另一較佳具體例中，是利用一激光束(laser beam)的輻射源，對(duì)一激光光感聚合物(laser polymer)進(jìn)行固化作用。又一較佳具體例中，是利用一近紅外光(near IR)照射，亦對(duì)一激光光感聚合物(laser polymer)進(jìn)行固化作用。
本發(fā)明還提供一種液晶顯示面板，其包括有一上基板、一下基板、多個(gè)分布于上基板與下基板間的間隙物以及一夾置于上基板與下基板之間的液晶材料層。其中，至少部分的間隙物包含一凹槽，且凹槽內(nèi)含有一黏著劑，以通過固化作用而使上基板與下基板相貼合。
其中，本發(fā)明液晶顯示面板中所含有的間隙物，可依據(jù)液晶顯示面板的使用需求，而選擇性地分布于上下基板之間的不同位置。且本發(fā)明所使用的間隙物可皆為含有凹槽的間隙物；亦可一部分為含有凹槽的間隙物且另一部分為未含有凹槽的間隙物。一較佳實(shí)施方式中，當(dāng)本發(fā)明的液晶顯示面板是為傾斜或垂直置放時(shí)，本發(fā)明液晶顯示面板整體的下半部可包括含有凹槽的間隙物，且其面板整體的上半部可包括未含有凹槽的間隙物。
再者，本發(fā)明中間隙物所適用的材料可為公知任一種間隙物的材料，較佳可為一光感型聚合物材料、一硅玻璃材料、一苯乙烯系列的聚合物材料或其組合。
此外，本發(fā)明間隙物的形狀可不限制，較佳可為一球體、一柱體、一頂部與底部面積不同的柱體、一錐形體或其組合。且本發(fā)明中所提及間隙物內(nèi)含的凹槽亦不限該凹槽的形狀，較佳可為一方形凹槽、一圓形凹槽或其組合。另外，本發(fā)明間隙物的大小可依據(jù)不同大小尺寸的面板而有所調(diào)整，因此并無特別限制其間隙物的大小。
一較佳實(shí)施方式中，本發(fā)明液晶顯示器的上基板可選擇性地更包括有一配向膜以及一透明電極。另一較佳實(shí)施方式中，本發(fā)明液晶顯示器的下基板可選擇性地更包括有一配向膜、一彩色濾光片、一遮光層(black matrix，BM)、一薄膜晶體管以及一透明電極。在此，本發(fā)明液晶顯示面板中前述可更包括的元件種類及其元件間排列方式，非僅限制于前述的實(shí)施方式中。
而發(fā)明液晶顯示面板中所使用的遮光層可位于上基板、或下基板上，其并不影響上下基板間的間隙物進(jìn)行輻射固化的步驟。一具體例中，當(dāng)本發(fā)明液晶顯示面板的遮光層位于上基板時(shí)，本發(fā)明是利用一近紅外光照射，亦對(duì)一激光光感聚合物(laser polymer)進(jìn)行固化作用。
本發(fā)明液晶顯示面板可適用于公知任一類型的液晶顯示器，較佳可適用于一薄膜晶體管的液晶顯示器(TFT LCD)。一實(shí)施方式中，本發(fā)明的液晶顯示面板可適用于一主動(dòng)式矩陣的液晶顯示器(AM LCD)、一平面扭轉(zhuǎn)式的液晶顯示器(IPS LCD)或一光學(xué)補(bǔ)償彎曲式的液晶顯示器(OCB LCD)。一具體例中，本發(fā)明的液晶顯示面板是適用于一種彩色濾光片整合晶體管基板(COA)技術(shù)的液晶顯示器。
本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明的液晶顯示面板主要是將含有凹槽的間隙物注入了接著劑，再進(jìn)行固化作用，以緊密接合上基板與下基板。由此半預(yù)鑄式間隙物，本發(fā)明可視面板使用的需求，針對(duì)負(fù)載較大壓力的面板區(qū)域，采以含有凹槽的間隙物來加強(qiáng)基板間的貼合度，不僅可保持液晶顯示面板內(nèi)顯示區(qū)的間隙的均一性、避免污染液晶分子，而且可避免長期間使用下因顏色不均所造成的面板變形，以增加液晶顯示面板的使用壽命，同時(shí)亦可維持人眼視覺的畫面品質(zhì)。


圖1為本發(fā)明一較佳實(shí)施例液晶顯示面板的立體分解的示意圖。
圖2為本發(fā)明一較佳實(shí)施例液晶顯示面板的剖面示意圖。
圖3為本發(fā)明一較佳實(shí)施例液晶顯示面板的示意圖。
圖4為圖3液晶顯示面板部分放大的剖面示意圖。
主要元件符號(hào)說明100、200 液晶顯示面板 126、226 薄膜晶體管110、210 上基板130、230、250 間隙物111、127、211、227 玻璃基板131、234 凹槽112、122、212、222 透明電極132、235 接著劑113、121、213、221 配向膜 140、240 液晶材料層120、220 下基板201、202 間隙物123、2232、2231 彩色濾光片 231 紅色濾光材料124、224 遮光層232 藍(lán)色濾光材料125、225 平坦層233 綠色濾光材料具體實(shí)施方式
實(shí)施例一請(qǐng)參閱圖1，圖1為本發(fā)明一較佳實(shí)施例液晶顯示面板100的立體分解的示意圖，如圖所示其包含有一上基板110、一下基板120以及多個(gè)分布于上基板110與下基板120之間的圓柱狀間隙物130。其中，本實(shí)施例光感型聚合物的間隙物130具有一圓柱中空狀的凹槽131，且該凹槽131的內(nèi)部填充有一紫外光感膠的接著劑(圖未示)，以通過固化作用而使上基板110與下基板120互相貼合。
于本實(shí)施例中，上基板110更包含有一聚亞酰胺(Polyimide)的配向膜、一ITO層的透明電極；而下基板120更包含有一配向膜、一彩色濾光片、一遮光層、一薄膜晶體管、一透明電極以及一平坦層(請(qǐng)參閱圖2)。
本發(fā)明液晶顯示面板100中諸多元件的排列，可依據(jù)不同類型液晶顯示面板的需求而有所調(diào)整，于本實(shí)施例中的各項(xiàng)元件的形成位置請(qǐng)參閱圖2所示。
圖2為本發(fā)明一較佳實(shí)施例液晶顯示面板100的剖面示意圖。圖中所示，本實(shí)施例的液晶顯示面板100包含有一上基板110、一下基板120、多個(gè)內(nèi)注入有紫外光感膠接著劑132于凹槽131內(nèi)的圓柱狀間隙物130以及一夾置于上基板110與下基板120之間的液晶材料層140。其中，本例的上基板110更包括一玻璃基板111、一ITO層的透明電極112以及一聚亞酰胺(Polyimide)的配向膜113。而本例的下基板120更包括一PI配向膜121、一透明電極122、一彩色濾光片123、一遮光層124、一平坦層125、一薄膜晶體管126(請(qǐng)參閱圖2)以及一玻璃基板127。
上述本實(shí)施例液晶顯示面板100其制作方法的實(shí)施，是依照下列步驟而進(jìn)行首先，提供一上基板110以及一下基板120；利用一半色調(diào)(half-tonemask)的曝光工藝，于下基板120上直接形成具有凹槽131的間隙物130；接著，利用一噴墨工藝(ink-jet printing)注入一紫外光感膠的接著劑(binder)132于凹槽131中；且再以紫外光照射該凹槽131處，以固化接著劑132而貼合上基板110與下基板120。其中，本例中所形成的圓柱狀間隙物，其圓直徑約為20～30um，且高度約4～5um，且本例中所形成的圓柱狀凹槽，其圓直徑約為6～12um，深度約1～2um。
最后，利用一封裝材料以封合上基板110與下基板120的四周，并且注入一液晶材料于兩基板110、120之間，再進(jìn)行面板的封裝步驟，即完成本實(shí)施例的液晶顯示面板100。其中，本實(shí)施例所注入接著劑132的用量是略小于凹槽131的體積。請(qǐng)注意，本例制作液晶顯示面板的方法并非僅限于此方式，應(yīng)以本發(fā)明的專利申請(qǐng)范圍為準(zhǔn)。
實(shí)施例二本發(fā)明實(shí)施例二的液晶顯示面板大致相同于實(shí)施例一所示，除了使用不同接著劑并采用不同固化方法之外，其余的工藝條件可參考實(shí)施例一的內(nèi)容。本例中所使用的接著劑為一熱固膠，并利用一加熱固化方法處理該接著劑。其中，本例中所使用的熱固膠接著劑為一環(huán)氧樹脂材料。
實(shí)施例三本發(fā)明實(shí)施例三的液晶顯示面板大致相同于實(shí)施例一所示，除了使用不同接著劑并采用不同固化方法之外，其余的工藝條件可參考實(shí)施例一的內(nèi)容。本例中所使用的接著劑為一激光光感聚合物(laser polymer)，并利用一激光照射的固化方法以固化該接著劑。其中，本例中所使用的激光光感聚合物的主要成分為環(huán)氧樹脂與壓克力材料。
實(shí)施例四本發(fā)明實(shí)施例四的液晶顯示面板大致相同于實(shí)施例一所示，除了使用不同接著劑并采用不同固化方法之外，其余的工藝條件可參考實(shí)施例一的內(nèi)容。本例中所使用的接著劑為一激光光感聚合物(laser polymer)，并利用一近紅外光照射方法處理該接著劑。此外，本例中遮光層的形成位置不同于實(shí)施例一所示，該遮光層(BM)是形成于上基板中，且本例中所使用的近紅外光仍能穿透過上基板的遮光層，而固化接著劑。
實(shí)施例五請(qǐng)參閱圖3，圖3為本發(fā)明一較佳實(shí)施例液晶顯示面板200的示意圖，如圖所示其包含有多個(gè)未含有凹槽的間隙物250以及多個(gè)含有凹槽的間隙物230。其中，本例中未含有凹槽的間隙物250是位于液晶顯示面板200的上半部，且含有凹槽的間隙物230是位于下半部的面板。
本發(fā)明中所使用未含有凹槽的間隙物可利用公知方式而制得。于本例中，未含有凹槽的間隙物250是采用一傳統(tǒng)工藝的間隙物散布裝置(spacerspray system)，直接將苯乙烯材料的圓球形間隙物分布于下基板。
另于本例中，含有凹槽的光感型聚合物材料的間隙物230是在制作光阻型的彩色濾光片時(shí)，以堆疊方式同時(shí)形成于基板上，且其凹槽的形成也是使用一微影工藝而得的(請(qǐng)參閱圖4所示)。
圖4為圖3液晶顯示面板200部分放大的剖面示意圖，本圖中所示的液晶顯示面板200為本實(shí)施例液晶顯示面板中含有凹槽的間隙物230的面板區(qū)域。如圖4所示，本例部分區(qū)域的液晶顯示面板200包含有一上基板210、一下基板220、多個(gè)內(nèi)注入有接著劑235于凹槽234內(nèi)的圓柱狀間隙物230以及一夾置于上基板210與下基板220之間的液晶材料層240。
其中，本例的接著劑235為一激光光感聚合物(laser polymer)，以采用激光照射而固化。本例的上基板210更包括一玻璃基板211、一ITO層的透明電極212以及一聚亞酰胺(Polyimide)的配向膜213。而本例的下基板220更包括一PI配向膜221、一透明電極222、一彩色濾光片2232、2231、一遮光層224、一平坦層225、一薄膜晶體管226以及一玻璃基板227。本發(fā)明液晶顯示面板的制作方法大致上可采用傳統(tǒng)一般制作液晶顯示面板的工藝。然而，本例液晶顯示面板200中含有凹槽234的間隙物230，是在制作不同色彩的光阻型彩色濾光片2231、2232時(shí)，以堆疊方式同時(shí)形成于下基板220。其中，本例中含有凹槽234的間隙物230，是當(dāng)下基板220形成紅色濾光材料231、藍(lán)色濾光材料232、綠色濾光材料233時(shí)，依序定義出一間隙物；接著，再以一微影工藝將間隙物230的上方處刻蝕出一方形體的凹槽234，如此，即制得本例中含有凹槽234的間隙物230。
于本實(shí)施例的液晶顯示面板200中，其余元件的形成方式，大致相同于實(shí)施例一所示的方法。除了在下基板220上形成間隙物230、250后，先封合下基板220的四周，并利用一滴下式液晶注入(ODF)工藝，以滴入一液晶材料240于下基板220之外，其余液晶顯示面板的封合步驟大致相同于實(shí)施例一所示。請(qǐng)注意，本例中接著劑的固化步驟，是同時(shí)與上下基板210、220的封合步驟，一并進(jìn)行照光固化處理。
由于本發(fā)明液晶顯示面板中的間隙物可含有凹槽，以便注入接著劑，而使得上下基板更緊密貼合，所以本發(fā)明的液晶顯示面板可克服面板承受壓力不均的問題，而不易造成面板的變形。由此，本發(fā)明的液晶顯示面板不僅可延長其使用壽命，亦可維持其畫面品質(zhì)。
雖然本發(fā)明已以具體實(shí)施例揭示，但其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和范圍的前提下所作出的等同組件的置換，或依本發(fā)明專利保護(hù)范圍所作的等同變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本專利涵蓋的范疇。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示面板的制作方法，包括以下步驟提供一上基板以及一下基板；形成多個(gè)間隙物于該上基板與該下基板之間，其中至少部分的間隙物中含有一凹槽；注入一接著劑于該凹槽中；以及固化該接著劑，以結(jié)合該上基板與該下基板。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該固化接著劑步驟之后更包含步驟封合該上基板與該下基板的四周；以及注入一液晶材料于該下基板與該上基板之間。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該間隙物形成于該下基板。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該形成凹槽的步驟包含一微影工藝。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，該微影工藝是利用一半色調(diào)的曝光工藝。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該注入接著劑的步驟包含一噴墨印刷。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該固化接著劑的步驟是利用一輻射固化處理，以固化該下基板與上基板之間的接著劑。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該固化接著劑的步驟是利用一熱固化處理。
9.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，該輻射固化處理是使用一紫外光照射、一激光照射或一近紅外光照射。
10.一種液晶顯示面板，其特征在于，包括一上基板；一下基板；多個(gè)間隙物，分布于該上基板與下基板之間；以及一液晶材料層，夾置于該上基板與該下基板之間；其中，至少部分的間隙物包含一凹槽，且該凹槽內(nèi)含有一黏著劑，以通過固化作用而結(jié)合該上基板與該下基板。
11.如權(quán)利要求10所述的面板，其特征在于，該液晶顯示面板是傾斜或垂直置放時(shí)，該液晶顯示面板整體的下半部包括所述含有凹槽的間隙物，且該液晶顯示面板整體的上半部包括所述未含有凹槽的間隙物。
12.如權(quán)利要求10所述的面板，其特征在于，該黏著劑的種類為光感膠、激光光感聚合物、熱固膠或其組合。
13.如權(quán)利要求12所述的面板，其特征在于，該光感膠為一紫外光感膠。
14.如權(quán)利要求10所述的面板，其特征在于，該間隙物的材料為一光感型聚合物材料、一硅玻璃材料、一苯乙烯系列的聚合物材料或其組合。
15.如權(quán)利要求10所述的面板，其特征在于，該間隙物為一球體、一柱體、一頂部與底部面積不同的柱體、一錐形體或其組合。
16.如權(quán)利要求10所述的面板，其特征在于，該凹槽為一方形凹槽、一圓形凹槽或其組合。
17.如權(quán)利要求10所述的面板，其特征在于，該上基板更包含一配向膜以及一透明電極。
18.如權(quán)利要求10所述的面板，其特征在于，該下基板更包含一配向膜、一彩色濾光片、一遮光層、一薄膜晶體管以及一透明電極。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種液晶顯示面板及其制作方法，該制作方法包含的步驟有形成多個(gè)間隙物于上基板與下基板之間，且部分的間隙物內(nèi)含有一凹槽、注入接著劑于凹槽中以及固化接著劑，使上下兩基板相結(jié)合。由此半預(yù)鑄式間隙物，本發(fā)明的液晶顯示面板可提升上基板與下基板之間的貼合強(qiáng)度，不僅可保持液晶顯示面板內(nèi)顯示區(qū)的間隙的均一性、避免污染液晶分子，且改善了液晶分子受重力影響而造成顏色不均的現(xiàn)象，而增長其使用壽命。
文檔編號(hào)G02F1/1337GK1825179SQ20061007201
公開日2006年8月30日 申請(qǐng)日期2006年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月4日
發(fā)明者黃泰棋, 王涌鋒 申請(qǐng)人:廣輝電子股份有限公司