專利名稱：液晶面板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種液晶(Liquid Crystal)面板結(jié)構(gòu)，特別是涉及一種采用雙間隔墻(dual spacer wall)設(shè)計(jì)的硅基液晶(Liquid Crystal-on-Silicon，LCoS)顯示面板結(jié)構(gòu)，而具有較小單一芯片面積、可減少膠寬尺寸及液晶損失、無(wú)需預(yù)留液晶注入口(配合滴下注入技術(shù))以及無(wú)需在硅基板上噴灑球狀間隔體等諸多優(yōu)點(diǎn)。
背景技術(shù)：
硅基液晶微顯示器是反射式硅基液晶投影機(jī)(reflective LCoS projector)與背投影電視(rear-projection television)的關(guān)鍵技術(shù)。LCoS微顯示器最大的優(yōu)點(diǎn)在于可大幅降低面板生產(chǎn)成本、體積小，并且具有高分辨率以及低功率。其與一般薄膜晶體管-液晶顯示器(thin film transistor-liquid crystal display，TFT-LCD)不同的是，TFT-LCD上下兩面皆是以玻璃作為基底(substrate)，但LCoS僅有上面采用玻璃，底下的基底則是以半導(dǎo)體材料硅為主，因此，LCoS工藝其實(shí)是結(jié)合LCD與半導(dǎo)體互補(bǔ)式金氧半導(dǎo)體(complementarymetal-oxide semiconductor，CMOS)工藝的技術(shù)。
請(qǐng)參考圖1及圖2，其中圖1繪示的是現(xiàn)有硅基液晶顯示面板10的上視圖，圖2則是圖1中的硅基液晶顯示面板10沿著切線I-I的剖面示意圖。如圖1及圖2所示，現(xiàn)有硅基液晶顯示面板10包括一硅背板12，其顯示有源區(qū)域14內(nèi)設(shè)置有多個(gè)呈陣列狀排列的像素電極(圖未示)、一玻璃前板16平行設(shè)置于硅背板12上方，一液晶層18填充于硅背板12與玻璃前板16之間。此外，在硅背板12與玻璃前板16之間另有多個(gè)球型間隔體22。其中，硅背板12包括多個(gè)利用半導(dǎo)體工藝制作的金氧半導(dǎo)體(MOS)元件，用來(lái)驅(qū)動(dòng)各像素電極，而在硅背板12的較長(zhǎng)邊上，通常設(shè)有多個(gè)金屬接合墊(bondingpad)122。
為了要得到穩(wěn)定的顯示質(zhì)量，液晶層18的厚度，或稱間隙(cell gap)，即透明導(dǎo)電基板與半導(dǎo)體基板間的間隔，必得要精準(zhǔn)地控制在一固定值。而現(xiàn)有液晶顯示面板裝置的工藝，為了要維持間隙，通常會(huì)在上、下兩基板間置入塑性珠(plastic bead)或玻璃珠作為球型間隔體22。因此，間隙大小就由球型間隔體的直徑來(lái)決定。在現(xiàn)有工藝中，球型間隔體22以噴灑(spray)的方式均勻分散在硅背板12上，但若噴灑后呈現(xiàn)不均勻分布，在球型間隔體群聚之處，顯示質(zhì)量就會(huì)明顯下降，且也可能導(dǎo)致基板的間隙大小不一致。此外，使用塑性珠或玻璃珠作為間隔體的方式，成本亦較高昂。
此外，現(xiàn)有硅基液晶顯示面板10的作法先在硅背板12的有源區(qū)域14周圍涂上膠框20，其膠框?qū)挾仍O(shè)計(jì)尺寸約為2000微米(μm)左右，形成膠框20時(shí)需預(yù)留液晶注入口(圖未示)，該液晶注入口的寬度約為500微米左右，因此，現(xiàn)有硅基液晶顯示面板10的面積較大。再者，現(xiàn)有硅基液晶顯示面板10的作法在后續(xù)真空吸注液晶時(shí)，通常會(huì)流失掉部分的液晶，這些流失掉的液晶無(wú)法回收使用，此亦是面板成本不能降低的原因之一。且，在注入液晶之后，液晶有可能與接觸到的膠框20反應(yīng)，造成液晶的污染或變質(zhì)。
由上可知，現(xiàn)有硅基液晶顯示面板10的結(jié)構(gòu)與作法皆未臻完善，而仍有進(jìn)一步改善進(jìn)步的空間，本實(shí)用新型的目的即在將LCoS顯示器工藝進(jìn)一步整合，有效提高產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本。
實(shí)用新型內(nèi)容因此，本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種硅基液晶顯示面板的新穎結(jié)構(gòu)，以解決上述現(xiàn)有技藝的問(wèn)題。
根據(jù)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，本實(shí)用新型披露一種液晶面板，包括一第一基板，其上具有一顯示有源區(qū)域；一內(nèi)間隔墻，設(shè)于該第一基板的該顯示有源區(qū)域的周圍；一外間隔墻，設(shè)于該第一基板上的該內(nèi)間隔墻的一外側(cè)，且與該內(nèi)間隔墻之間形成一封膠溝槽，其中該內(nèi)間隔墻與該外間隔墻的高度約略相等；一封膠，涂布于該封膠溝槽內(nèi)；一第二基板，由該內(nèi)間隔墻與該外間隔墻所支撐，并與該封膠接觸，使該第一基板與該第二基板封合固接，其中該第一基板、該第二基板與該內(nèi)間隔墻定義一腔室；以及一液晶層，利用滴入注入技術(shù)充填于該腔室中。
本實(shí)用新型還提供一種液晶面板，包括第一基板，其上具有顯示有源區(qū)域；至少一間隔墻，設(shè)于該第一基板的該顯示有源區(qū)域的周圍，該間隔墻具有上表面；封膠，涂布于該間隔墻的該上表面；第二基板，由該間隔墻所支撐，并與該封膠接觸，使該第一基板與該第二基板封合固接，其中該第一基板、該第二基板與該間隔墻共同定義出腔室；以及液晶層，充填于該腔室中。
為了進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的特征及技術(shù)內(nèi)容，請(qǐng)參閱以下有關(guān)本實(shí)用新型的詳細(xì)說(shuō)明與附圖。然而附圖僅供參考與說(shuō)明用，并非用來(lái)對(duì)本實(shí)用新型加以限制。


圖1繪示的是現(xiàn)有硅基液晶顯示面板的上視圖。
圖2是圖1中硅基液晶顯示面板沿著切線I-I的剖面示意圖。
圖3繪示的是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的硅基液晶顯示面板上視圖。
圖4是圖3中硅基液晶顯示面板沿著切線I-I的剖面示意圖。
圖5至圖9繪示的是本實(shí)用新型實(shí)施例硅基液晶面板的制作方法剖面示意圖。
簡(jiǎn)單符號(hào)說(shuō)明10硅基液晶顯示面板12硅背板14顯示有源區(qū)域16玻璃前板18液晶層 20膠框22球型間隔體122金屬接合墊50硅基液晶顯示面板58液晶層52硅背板 54顯示有源區(qū)域56玻璃前板62內(nèi)間隔壁62a上表面 64外間隔壁64a上表面 66溝槽70封膠522金屬接合墊112介電層 114光致抗蝕劑屏蔽圖案152硅基板 154顯示有源區(qū)域156玻璃基板 158液晶160雙間隔墻 162內(nèi)間隔墻164外間隔墻 166溝槽
170封膠具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖3以及圖4，其中圖3繪示的是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的硅基液晶顯示面板50上視圖，圖4則是圖3中本實(shí)用新型硅基液晶顯示面板50沿著切線II-II的剖面示意圖。本實(shí)用新型硅基液晶顯示面板50包括一硅背板52，其顯示有源區(qū)域(display active region)54內(nèi)設(shè)置有多個(gè)呈陣列狀排列的像素電極(圖未示)、一玻璃前板56平行設(shè)置于硅背板52上方，一液晶層58填充于硅背板52與玻璃前板56之間。其中，硅背板52包括多個(gè)利用標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體工藝制作的金氧半導(dǎo)體(MOS)元件，用來(lái)驅(qū)動(dòng)各像素電極。
本實(shí)用新型的主要技術(shù)特征在于硅背板52的有源區(qū)域54周圍作雙間隔墻(dual spacer wall)設(shè)計(jì)，其中內(nèi)間隔墻(inner spacer wall)62與外間隔墻(outerspacer wall)64的高度約略相等，且內(nèi)間隔墻62與外間隔墻64之間為一溝槽(groove)66，可用來(lái)容納封膠70，并增加硅背板52與封膠70的接觸面積。內(nèi)間隔墻62與外間隔墻64分別具有一平坦的上表面62a與64a。此外，用來(lái)連結(jié)板內(nèi)部集成電路與外部載板線路的多個(gè)金屬接合墊522，則不再設(shè)置于硅背板52的較長(zhǎng)邊上，而改設(shè)置在在硅背板52的較短邊上。
根據(jù)本實(shí)用新型，內(nèi)間隔墻62與外間隔墻64在硅背板52的制造流程的最后再利用半導(dǎo)體工藝，如化學(xué)氣相沉積(chemical vapor deposition，CVD)工藝、化學(xué)機(jī)械研磨(chemical mechanical polish，CMP)工藝、光刻(lithography)以及蝕刻(etching)等技術(shù)，在顯示有源區(qū)域54周圍定義而成。根據(jù)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，內(nèi)間隔墻62與外間隔墻64皆為二氧化硅(SiO2)等介電材料構(gòu)成，但并不限于此。
本實(shí)用新型以內(nèi)間隔墻62與外間隔墻64所組成的雙間隔墻結(jié)構(gòu)作為硅背板52與玻璃前板56之間的支撐，由于內(nèi)間隔墻62與外間隔墻64以半導(dǎo)體工藝所制作而成的，因此其高度誤差范圍非常小，能精準(zhǔn)地控制與定義硅背板52與玻璃前板56之間的間隙，因此，不需要再使用現(xiàn)有技藝中的塑性珠或玻璃珠作為間隔體，也可避免現(xiàn)有技藝中的間隔體不均勻分布，所導(dǎo)致在間隔體群聚處，顯示質(zhì)量明顯下降現(xiàn)象，且基板的間隙大小也不會(huì)不一致。
且，本實(shí)用新型可節(jié)省下以塑性珠或玻璃珠作為間隔體的成本。而利用本實(shí)用新型雙間隔墻結(jié)構(gòu)的另一優(yōu)點(diǎn)在于封膠70的寬度可以由原先的設(shè)計(jì)尺寸約為2000微米(μm)，縮小至約500微米左右，如此一來(lái)，即可以縮小單一面板的面積，而使得每一片硅晶片的面板產(chǎn)出數(shù)量增加。
請(qǐng)參考圖5至圖9，其繪示的是本實(shí)用新型實(shí)施例硅基液晶面板的制作方法剖面示意圖。如圖5所示，一硅基板152表面具有一顯示有源區(qū)域154，其中，顯示有源區(qū)域154內(nèi)包括控制電路、與該控制電路相電連的多個(gè)電極以及金屬反射鏡(圖未示)。其中該控制電路包括多個(gè)陣列式排列的晶體管，例如MOS晶體管，用來(lái)控制并驅(qū)動(dòng)該多個(gè)電極。
在完成前述的顯示有源區(qū)域154的制作之后，利用化學(xué)氣相沉積工藝在硅基板152表面上沉積一層二氧化硅層112，并隨后在二氧化硅層112上形成光致抗蝕劑屏蔽圖案114，其定義出即將形成在二氧化硅層112中的雙間隔墻的形狀與位置。在沉積二氧化硅層112之前，硅基板152表面上可預(yù)先沉積一保護(hù)層或配向膜(圖未示)。
如圖6所示，接著利用一蝕刻工藝，以光致抗蝕劑屏蔽114作為蝕刻硬屏蔽，去除未被光致抗蝕劑屏蔽114覆蓋的二氧化硅層112，直到暴露出硅基板152表面，如此即形成圍繞在顯示有源區(qū)域154周圍的雙間隔墻結(jié)構(gòu)160，包括內(nèi)間隔墻162與外間隔墻164。然后，再去除光致抗蝕劑屏蔽圖案114。根據(jù)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，內(nèi)間隔墻162與外間隔墻164皆為連續(xù)的長(zhǎng)條型突起結(jié)構(gòu)，環(huán)繞在顯示有源區(qū)域154外圍，而且無(wú)斷口或切口。如此一來(lái)，可以通過(guò)內(nèi)間隔墻162將封膠與液晶的接觸面積減至最小，甚至完全阻隔，避免了液晶的污染或變質(zhì)的可能。
且，如前所述，由于內(nèi)間隔墻162與外間隔墻164以半導(dǎo)體工藝所制作而成的，因此其高度誤差范圍非常小，能精準(zhǔn)地控制與定義硅基板152與玻璃前板之間的間隙。而內(nèi)間隔墻162與外間隔墻164之間為一溝槽166，可用來(lái)容納封膠，并增加硅背板110與封膠的接觸面積。
隨后，如圖7所示，進(jìn)行一滴下注入(one drop fill，ODF)工藝。所謂ODF工藝為于灌晶過(guò)程中，先形成一內(nèi)間隔墻162邊框內(nèi)的硅基底110上，滴入數(shù)滴液晶158，藉以取代現(xiàn)有技藝中以真空吸注(vacuum suction)方式進(jìn)行液晶充填。滴下注入(ODF)工藝的優(yōu)點(diǎn)在于可以節(jié)省液晶用量，而避免現(xiàn)有硅基液晶顯示面板作法在后續(xù)真空吸注液晶時(shí)，流失掉的液晶無(wú)法回收使用的問(wèn)題。
請(qǐng)參考圖8，接著再于真空環(huán)境中或者低壓下，于間隔墻162與外間隔墻164之間的溝槽166內(nèi)涂布封膠170，其中封膠170的體積略大于溝槽166的體積。根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例，封膠170可以采用光硬化封膠或者是熱硬化封膠材料。
最后，將一玻璃前板156平行設(shè)置于硅背板152上方，并通過(guò)封膠170使玻璃前板156與硅基板152粘合在一起，如圖9所示。接著，進(jìn)行一固化(curing)工藝，以紫外光加以照射，或者以加熱方式，使封膠170硬化。附帶一提的是，本實(shí)用新型硅基液晶面板的制作在晶片尺寸等級(jí)(wafer scale)下進(jìn)行，在晶片尚未切割之前即將液晶利用滴下注入(ODF)技術(shù)點(diǎn)在硅基板表面上，然后以封膠將玻璃前板與硅基板結(jié)合起來(lái)，然后才進(jìn)行切割工藝，形成各個(gè)面板。
相較于先前技術(shù)中，每片八英寸晶片僅能產(chǎn)出約89個(gè)面板芯片，本實(shí)用新型采用雙間隔墻設(shè)計(jì)，同時(shí)將接合墊設(shè)置于面板的較短邊之后，可使每片八英寸晶片的產(chǎn)能明顯提升(每片八英寸晶片僅能產(chǎn)出約150個(gè)面板芯片)，再加上利用滴下注入(ODF)工藝，更能節(jié)省許多制造成本。
以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，凡依本實(shí)用新型權(quán)利要求所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本實(shí)用新型的涵蓋范圍。
權(quán)利要求1.一種液晶面板，其特征在于包括第一基板，其上具有顯示有源區(qū)域；內(nèi)間隔墻，設(shè)于該第一基板的該顯示有源區(qū)域的周圍；外間隔墻，設(shè)于該第一基板上的該內(nèi)間隔墻的外側(cè)，且與該內(nèi)間隔墻之間形成封膠溝槽，其中該內(nèi)間隔墻與該外間隔墻的高度相等；封膠，涂布于該封膠溝槽內(nèi)；第二基板，由該內(nèi)間隔墻與該外間隔墻所支撐，并與該封膠接觸，使該第一基板與該第二基板封合固接，其中該第一基板、該第二基板與該內(nèi)間隔墻共同定義出腔室；以及液晶層，充填于該腔室中。
2.如權(quán)利要求1所述的液晶面板，其特征在于該第一基板為硅基板，而該第二基板為玻璃基板。
3.如權(quán)利要求1所述的液晶面板，其特征在于該第一基板與該第二基板之間并無(wú)設(shè)置任何的球型間隔體。
4.如權(quán)利要求1所述的液晶面板，其特征在于該內(nèi)間隔墻與該外間隔墻由化學(xué)氣相沉積介電材料所構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求4所述的液晶面板，其特征在于該化學(xué)氣相沉積介電材料包括二氧化硅。
6.如權(quán)利要求1所述的液晶面板，其特征在于該封膠為熱硬化封膠。
7.如權(quán)利要求1所述的液晶面板，其特征在于該封膠為光硬化封膠。
8.如權(quán)利要求1所述的液晶面板，其特征在于該內(nèi)間隔墻與該外間隔墻的高度即等于該第一基板與該第二基板的間隙。
9.一種液晶面板，其特征在于包括第一基板，其上具有顯示有源區(qū)域；至少一間隔墻，設(shè)于該第一基板的該顯示有源區(qū)域的周圍，該間隔墻具有上表面；封膠，涂布于該間隔墻的該上表面；第二基板，由該間隔墻所支撐，并與該封膠接觸，使該第一基板與該第二基板封合固接，其中該第一基板、該第二基板與該間隔墻共同定義出腔室；以及液晶層，充填于該腔室中。
10.如權(quán)利要求9所述的液晶面板，其特征在于該第一基板為硅基板，而該第二基板為玻璃基板。
11.如權(quán)利要求9所述的液晶面板，其特征在于該第一基板與該第二基板之間并無(wú)設(shè)置任何的球型間隔體。
12.如權(quán)利要求9所述的液晶面板，其特征在于該間隔墻由化學(xué)氣相沉積介電材料所構(gòu)成。
13.如權(quán)利要求12所述的液晶面板，其特征在于該化學(xué)氣相沉積介電材料包括二氧化硅。
專利摘要本實(shí)用新型披露一種液晶面板，包括一第一基板，其上具有一顯示有源區(qū)域；一內(nèi)間隔墻，設(shè)于該第一基板的該顯示有源區(qū)域的周圍；一外間隔墻，設(shè)于該第一基板上的該內(nèi)間隔墻的一外側(cè)，且與該內(nèi)間隔墻之間形成一封膠溝槽，其中該內(nèi)間隔墻與該外間隔墻的高度約略相等；一封膠，涂布于該封膠溝槽內(nèi)；一第二基板，由該內(nèi)間隔墻與該外間隔墻所支撐，并與該封膠接觸，使該第一基板與該第二基板封合固接，其中該第一基板、該第二基板與該內(nèi)間隔墻定義一腔室；以及一液晶層，利用滴入注入技術(shù)充填于該腔室中。
文檔編號(hào)G02F1/13GK2906677SQ20062000305
公開(kāi)日2007年5月30日 申請(qǐng)日期2006年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月20日
發(fā)明者白東尼, 官大雙, 孟啟泰 申請(qǐng)人:聯(lián)誠(chéng)光電股份有限公司