專利名稱：顯示面板與其中的彩色濾光基板及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種顯示面板，特別是涉及一種由二片基板所對組而成的顯示面板。本發(fā)明還涉及彩色濾光基板及其制造方法。
背景技術：
請參照圖1A，其為一現有液晶顯示面板側剖面視圖。液晶顯示面板10由第一基板11與第二基板12對組而成，第一基板11與第二基板12之間注入有液晶材料13，其中包含有許多液晶分子。
第一基板11通常為一彩色濾光基板，其中，在基材111下表面形成有彩色濾光層112，包括有多個紅色濾光單元112R、多個綠色濾光單元112G以及多個藍色濾光單元112B，三者是以陣列排列的方式平均地分布在基材111下。
第二基板12通常為一像素電極基板，在紅色濾光單元112R、綠色濾光單元112G和藍色濾光單元112B的正下方，各有一像素電極122形成于基材121上。其中，一個像素電極122與一個濾光單元(112R、112G或112B)所對應的區(qū)域通常被稱為一個“次像素(sub-pixel)”。
在每一次像素中，像素電極122可提供適當的電位，以調控其上方液晶分子的旋轉角度，藉此調控來自第二基板12下方的一背光源14的光線穿透率。如此一來，各個次像素可因不同的光線穿透率而提供一具有灰階的畫面。透過彩色濾光層112的濾光作用，則液晶顯示面板10可提供具有色彩的畫面。
如圖1A所示，第一基板11與第二基板12之間是利用間隔柱體16，來使得二者維持一預定間距，間隔柱體16通常是設置在一遮光圖案層(blackmatrix)113的下方。而圖1B則顯示另一類似的現有技術，其中各元件皆與上述圖1A所示的現有技術相同，僅其中的間隔柱體16的設置位置稍有不同，此種做法中，是將間隔柱體16形成在彩色濾光層112下表面，而非如圖1A現有技術直接將間隔柱體16形成在遮光圖案層113下表面，然而，仍然相同的是圖1B的間隔柱體16仍然位于遮光圖案層113下方的范圍內。另，圖1A及1B所述的現有結構還包括有一共同電極(圖中未示)，其形成于彩色濾光層112與遮光圖案層113下。
遮光圖案層113是用來間隔紅色濾光單元112R、綠色濾光單元112G與藍色濾光單元112B。遮光圖案層113不透光，將各個次像素區(qū)隔開來，因此可使得每一個次像素呈現更精確的色彩，而避免其間漏光現象。若自第一基板11上方正視液晶顯示面板10，則遮光圖案層113所在位置是為無效顯示區(qū)域，而真正的有效顯示區(qū)域則為不具有遮光圖案層113的位置。
正是因為遮光圖案層113所在位置是無效顯示區(qū)，因此，在現有技術中，通常會將間隔柱體16設置在遮光圖案層113的下方，以避免間隔柱體16影響有效顯示區(qū)的光學與影像顯示效果。
然而，如圖1A及1B所示，間隔柱體16可能形成在彩色濾光層112表面或是遮光圖案層113表面，當彩色濾光層112或是遮光圖案層113厚度制作產生高低落差，則造成間隔柱體16產生高度不均勻的現象，影響間隔柱體16的彈性變形。間隔柱體16的主要功用在于維持第一基板11與第二基板12之間的該預定間距，因此其承受的應力主要是來自與第一基板11(或第二基板12)垂直的應力。
如此一來，不但可能使得部分的間隔柱體16失去其原本應有的功能(維持該預定間距)，而且可能會影響到有效顯示區(qū)的光學與影像顯示效果。因此，如何改善現有技術所具有的缺點，是為本發(fā)明的主要發(fā)展方向。

發(fā)明內容
本發(fā)明的主要目的是在于提供間隔柱體更大的高度，使之有更大的彈性力，以減少第一基板與第二基板之間的間距變異。
本發(fā)明的另一目的是使間隔柱體在工藝中更容易控制其厚度及均勻性。
本發(fā)明的另一目的是在于增加間隔柱體抗較大應力的能力與間隔柱體的穩(wěn)固性，并減低對組位移的缺點。
本發(fā)明的再一目的是在于改善現有技術中第一基板與第二基板之間的間距不均的缺點。
本發(fā)明的再一目的是在遮光區(qū)域中制作間隔柱體，以提高開口率。
本發(fā)明提供了一種顯示面板及其中的像素電極基板與彩色濾光基板的制作方法。其中，顯示面板至少包括一第一基板、一第二基板以及多個間隔柱體；第一基板可為彩色濾光基板。第一基板下表面具有一遮光圖案層(blackmatrix)，且遮光圖案層具有多個預設槽孔。第二基板設置于第一基板下方并相距一預定間距。間隔柱體的第一端是埋設于預設槽孔中，而間隔柱體的第二端是向下延伸，以頂觸第二基板，藉此可維持該預定間距。
在第一基板中，遮光圖案層將基材區(qū)分為多個透光區(qū)域和多個預設槽孔。當遮光圖案層形成后，一彩色濾光層形成在基材下表面，其至少形成于該些透光區(qū)域中。
第一基板還具有一共同電極層，形成于彩色濾光層與遮光圖案層下。當共同電極層形成后，則形成間隔柱體于預設槽孔中。
本發(fā)明所提供的各種實施例之中，對所提供的顯示面板、第一基板與第二基板各自的細部元件的功能與制作方法說明，并針對用以維持該預定間距的間隔柱體的設置方式與位置，提供了多種不同的實施方式。


下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
圖1A為一現有液晶顯示面板側剖面視圖；圖1B為另一現有液晶顯示面板側剖面視圖；圖2A為本發(fā)明顯示面板側剖面視圖；圖2B為本發(fā)明另一實施例側剖面視圖；圖2C為本發(fā)明另一實施例側剖面視圖；圖3為圖2A的第二基板上視圖；圖4為本發(fā)明一實施例顯示面板上視圖；圖5為本發(fā)明另一實施例顯示面板上視圖；圖6為本發(fā)明另一實施例顯示面板上視圖；圖7為本發(fā)明另一實施例顯示面板上視圖；圖8為本發(fā)明另一實施例顯示面板上視圖；以及圖9為本發(fā)明另一實施例顯示面板上視圖。
簡單符號說明液晶顯示面板10 第一基板11、21基材111、121、211、221 彩色濾光層112、212
紅色濾光單元112R、212R綠色濾光單元112G、212G藍色濾光單元112B、212B遮光圖案層113、213第二基板12、22像素電極122、222液晶材料13、213 背光源14、24間隔柱體16、26、26a、26b 顯示面板20槽壁216 透光區(qū)域217預設槽孔218 共同電極層219信號線224 掃描線226薄膜晶體管227 液晶材料23柵極G 源極S漏極D具體實施方式
請參照圖2A，圖2A為本發(fā)明顯示面板側剖面視圖。顯示面板20至少包括一第一基板21、一第二基板22以及多個間隔柱體26。第一基板21下表面具有一遮光圖案層213，且遮光圖案層213具有多個預設槽孔218。第二基板22設置于第一基板21下方并相距一預定間距。每一間隔柱體26的第一端埋設于預設槽孔218中，而間隔柱體26的第二端向下延伸，頂觸第二基板22，以維持該預定間距。實施上，間隔柱體26可為光致抗蝕劑材料。第一基板21與第二基板22之間注入有液晶材料23，其中包含有許多液晶分子。
第一基板21可為一彩色濾光基板。其中，遮光圖案層213將基材211區(qū)分為多個透光區(qū)域217和多個預設槽孔218。當遮光圖案層213形成后，一彩色濾光層212形成在基材211下表面，其至少形成于該些透光區(qū)域217中。
彩色濾光層212包括有多個紅色濾光單元212R、多個綠色濾光單元212G以及多個藍色濾光單元212B，三者是以陣列排列的方式平均地分布在基材211下。
第一基板21更具有一共同電極層219，形成于彩色濾光層212與露出部分的遮光圖案層213表面，如圖2A所示，共同電極層219覆蓋彩色濾光層212與部分遮光圖案層213的表面。共同電極層219以透光且可導電的材料制作，例如銦錫氧化物(ITO)，其用以提供一共同電位。
當共同電極層219已形成后，則形成間隔柱體26于預設槽孔218中，間隔柱體26的一第一端埋設于預設槽孔218中。因此在預設槽孔218中，共同電極層219是介于遮光圖案層213與間隔柱體26之間。
第二基板22可為一像素電極基板，在紅色濾光單元212R、綠色濾光單元212G和藍色濾光單元212B的正下方，各有一像素電極222形成于基材221上。以下則將一個像素電極222與一個濾光單元(212R、212G或212B)所對應的區(qū)域定義為一“次像素”。
請參照圖3，圖3為圖2A的第二基板上視圖。在基材221之上，形成有多條信號線224與多條掃描線226，其相互交織出多個方格，每一方格中具有一薄膜晶體管227。每一薄膜晶體管227的柵極G電連接于其中一掃描線226，而源極S電連接于其中一信號線224。一保護層223形成于基材221之上，用以將上述該些薄膜晶體管227覆蓋，圖三所示的多個像素電極222形成于保護層223之上。每一像素電極222經由每一漏極D上方的通孔(通孔是貫穿保護層223)，與相對應的漏極D電連接。通過信號線224與掃描線226所輸入的電性信號的配合，則可控制像素電極222在適當時機產生合適的電位。
回到圖2A，通過第一基板21的共同電極219所提供的共同電位，與第二基板22的每一像素電極222個別的電位，則可在每一次像素中產生所需的電位差，藉此可調控液晶分子的旋轉角度，來自第二基板22下方的一背光源24的光線穿透率因此得以控制。如此一來，各個次像素可因不同的光線穿透率而提供一具有灰階的畫面。透過彩色濾光層212的濾光作用，則顯示面板20可提供具有色彩的畫面。
如圖2A所示，第一基板21與第二基板22之間是利用間隔柱體26，來使得二者維持一預定間距。該預定間距大體上是介于2.5微米至4.5微米。本發(fā)明中，間隔柱體26是設置在對應于遮光圖案層213的下方位置。遮光圖案層213是將個別的紅色濾光單元212R、綠色濾光單元212G與藍色濾光單元212B間隔開來，使得每一個次像素呈現更精確的色彩，避免次像素之間的漏光現象。
再配合圖3，每一次像素中有效顯示區(qū)的形狀大體上是等同于一像素電極222，因此，圖2A所示第一基板21的遮光圖案層213可設置在無效顯示區(qū)的信號線224、掃描線226與部分的薄膜晶體管227的正上方。
在遮光圖案層213中，多個預設槽孔218是預先被設置，預設槽孔218是在定義遮光圖案層213時，即與該些透光區(qū)域217一同被定義出來。本發(fā)明將間隔柱體26設置于預設槽孔218之中，在本發(fā)明的各種實施例之中，預設槽孔218的深度大體上是介于0.1微米至2微米。此與遮光圖案層213的材料選用有關，在一實施例中，遮光圖案層213選用光致抗蝕劑材料，如樹脂(Resin)，則預設槽孔218深度約介于1微米至2微米。若遮光圖案層213選用較傳統(tǒng)的金屬材料，則預設槽孔218的深度約介于0.1微米至0.2微米。
在此，可將本發(fā)明與圖1所示的現有技術進行比較，在圖1現有技術的顯示面板10與圖2本發(fā)明顯示面板20具有相同的間隙(第一基板11或21與第二基板12或22的間距)的情況下，本發(fā)明通過預設槽孔218的設置，使得本發(fā)明的間隔柱體26可具有比現有間隔柱體16有著更高的高度，因此，本發(fā)明的間隔柱體26可提供更佳的彈性。
除此之外，本發(fā)明將間隔柱體26的第一端埋設于預設槽孔218之中，改善了現有技術的間隔柱體16所具有的高低落差問題；第一基板11與第二基板12間的間距差異缺點，亦已在本發(fā)明中得到改善。如圖2A所示，間隔柱體26的該第一端是埋設于預設槽孔218之中，預設槽孔218具有至少二槽壁216，間隔柱體26的第一端是至少受槽壁216挾持。如此一來，第一基板21與間隔柱體26之間是可以承受較現有技術更大的應力(特別是平行于第一基板21平面的應力)。
再參照圖2B，圖2B顯示本發(fā)明另一實施例側剖面視圖。相較于圖2A的實施例，圖2B實施例中是使得部分的間隔柱體26超出預設槽孔218的范圍，而跨設在遮光圖案層213上，此實施例中，間隔柱體26的第一端仍然埋設于預設槽孔218中。另可再參照圖2C，圖2C亦為本發(fā)明另一實施例側剖面視圖。相較于圖2A與圖2B，圖2C實施例中是繪示另外二種可能的間隔柱體形式，間隔柱體26a為一柱體寬度較該預設槽孔218小的間隔柱，而間隔柱體26b則為一制作時因位移誤差而造成輕微位移的間隔柱。同樣的，此實施例中的二種間隔柱體26a，26b的第一端仍然埋設于預設槽孔218中。
請參照圖4，圖4是為本發(fā)明一實施例顯示面板上視圖。其中，遮光圖案層213是大體上(需要去掉嗎？)設置于信號線224與薄膜晶體管227的正上方。預設槽孔218由上視圖來看是為一長條狀，而間隔柱體26的第一端是設置于其中，其第二端是向下延伸，而頂觸第二基板22。此實施例中，間隔柱體26的第一端是受二槽壁216所挾持。間隔柱體26是以三個結合面以結合于第一基板21中。
請參照圖5，圖5是為本發(fā)明另一實施例顯示面板上視圖。其中，遮光圖案層213是大體上設置于信號線224、掃描線226與薄膜晶體管227的正上方。預設槽孔218由上視圖是為一長條狀，位于信號線224正上方，而間隔柱體26的第一端是設置于其中，其第二端是向下延伸，而頂觸第二基板22。此實施例中，間隔柱體26的第一端是受二槽壁216所挾持。間隔柱體26是以三個結合面以結合于第一基板21中。
請參照圖6，圖6是為本發(fā)明另一實施例顯示面板上視圖。其中，遮光圖案層213是大體上設置于信號線224、掃描線226與薄膜晶體管227的正上方。此實施例中，預設槽孔218是設置在每一次像素周圍的二相對的信號線224的正上方。預設槽孔218的形狀大體上與間隔柱體26的第一端相符合，換句話說，間隔柱體26的第一端是被槽壁216所包覆。間隔柱體26是以五個結合面以結合于第一基板21中。
請參照圖7，圖7為本發(fā)明另一實施例顯示面板上視圖。其中，遮光圖案層213是大體上設置于掃描線226與薄膜晶體管227的正上方。預設槽孔218由上視圖是為一長條狀，位于掃描線226正上方的范圍內；而間隔柱體26的第一端設置于其中，其第二端向下延伸，而頂觸第二基板22。此實施例中，間隔柱體26的第一端受二槽壁216所挾持。間隔柱體26是以三個結合面以結合于第一基板21中。
請參照圖8，圖8為本發(fā)明另一實施例顯示面板上視圖。其中，遮光圖案層213是大體上設置于信號線224、掃描線226與薄膜晶體管227的正上方。預設槽孔218由上視圖來看為一長條狀，位于掃描線226正上方的范圍內，而間隔柱體26的第一端是設置于其中，其第二端是向下延伸，而頂觸第二基板22。此實施例中，間隔柱體26的第一端是受二槽壁216所挾持。間隔柱體26是以三個結合面以結合于第一基板21中。
請參照圖9，圖9為本發(fā)明另一實施例顯示面板上視圖。其中，遮光圖案層213是大體上設置于信號線224、掃描線226與薄膜晶體管227的正上方。此實施例中，預設槽孔218是設置在每一次像素周圍的兩相對的掃描線226的正上方。預設槽孔218的形狀大體上與間隔柱體26的第一端相符合，換句話說，間隔柱體26的第一端是被槽壁216所包覆。間隔柱體26是以五個結合面以結合于第一基板21中。
綜合以上所述，本發(fā)明是提供了一種顯示面板及其中像素電極基板與彩色濾光基板的制作方法。本發(fā)明可更可靠地使得顯示面板的各個位置皆具有相同的間隙，換句話說，第一基板與第二基板的間距大體上皆可等于該預定間距，因此可確實改善現有技術中間距不均的缺點，本發(fā)明更可使得顯示面板較現有技術具有更好的彈性，且其中的間隔柱體大體上皆能頂觸至第二基板而發(fā)揮應有的功能，而使得第一基板與第二基板之間的支撐效果更為穩(wěn)固。
本發(fā)明雖以優(yōu)選實例闡明如上，然而其并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領域的普通技術人員，當可輕易了解并利用其它元件或方式來產生相同的功效。所以，在不脫離本發(fā)明的精神與范圍內所作的修改，均應包含在本發(fā)明要求保護的權利范圍內。所以，本發(fā)明的權利保護范圍應以權利要求書界定的為準。
權利要求
1.一種顯示面板，其包括一第一基板，該第一基板的下表面具有一遮光圖案層，且該遮光圖案層具有多個預設槽孔；一第二基板，設置于該第一基板下方并相距一預定間距；以及多個間隔柱體，該些間隔柱體的一第一端埋設于該些預設槽孔中，而該些間隔柱體的一第二端是向下延伸，頂觸該第二基板，以維持該預定間距。
2.按照權利要求1所述的顯示面板，其中該第一基板為一彩色濾光基板。
3.按照權利要求1所述的顯示面板，其中該第二基板為一像素電極基板。
4.按照權利要求1所述的顯示面板，其中該遮光圖案層將該第一基板區(qū)分為多個透光區(qū)域，而該第一基板更具有一彩色濾光層至少形成于該些透光區(qū)域中。
5.按照權利要求4所述的顯示面板，其中該第一基板還具有一共同電極層，該共同電極層覆蓋該彩色濾光層與部分該遮光圖案層表面。
6.按照權利要求5所述的顯示面板，其中在該些預設槽孔中，該共同電極層是介于該遮光圖案層與該間隔柱體之間。
7.按照權利要求1所述的顯示面板，其中該些預設槽孔的深度介于0.1微米至2微米。
8.按照權利要求1所述的顯示面板，其中該預定間距介于2.5微米至4.5微米。
9.按照權利要求1所述的顯示面板，其中該遮光圖案層的材料選自光致抗蝕劑材料或金屬材料。
10.按照權利要求1所述的顯示面板，其中每一該些預設槽孔具有至少二槽壁，該些間隔柱體的該第一端是設置于槽孔中。
11.按照權利要求10所述的顯示面板，其中該間隔柱體的該第一端是被該些槽壁包覆。
12.一種彩色濾光基板，用于一顯示面板中，該顯示面板還具有一像素電極基板，設置于該彩色濾光基板之下，該彩色濾光基板包括一基材，該基材與該像素電極基板相距一預定間距；一遮光圖案層，形成于該基材下表面，以將該基材區(qū)分為多個透光區(qū)域，且該遮光圖案層中具有多個預設槽孔；一彩色濾光層，形成于該基材下，至少部分該彩色濾光層是位于該些透光區(qū)域中；以及多個間隔柱體，該些間隔柱體的一第一端埋設于該些預設槽孔中，而該些間隔柱體的一第二端是向下延伸，頂觸該像素電極基板，以維持該預定間距。
13.按照權利要求12所述的彩色濾光基板，該彩色濾光基板還包括一共同電極層，覆蓋該彩色濾光層與部分該遮光圖案層表面，且在該些預設槽孔中，該共同電極層是介于該遮光圖案層與該間隔柱體之間。
14.一種彩色濾光基板的制造方法，至少依序包含下列步驟提供一基材；形成一遮光圖案層于該基板表面，以該遮光圖案層將該基材區(qū)分為多個透光區(qū)域，且該遮光圖案層中是具有多個預設槽孔；形成一彩色濾光層至少于該些透光區(qū)域中；以及形成多個間隔柱體于該些預設槽孔中，該些間隔柱體的一第一端是埋設于該些預設槽孔中。
15.按照權利要求14所述的方法，其中在形成該些間隔柱體之前，還包括形成一共同電極層，該共同電極層覆蓋該彩色濾光層與部分該遮光圖案層表面。
全文摘要
一種顯示面板包括一第一基板、一第二基板與多個間隔柱體。第一基板的下表面具有一遮光圖案層，且遮光圖案層具有多個預設槽孔。第二基板設置于第一基板下方并相距一預定間距。多個間隔柱體的第一端分別埋設于該些預設槽孔中，而多個間隔柱體的第二端向下延伸，頂觸第二基板，以維持該預定間距。
文檔編號G02F1/13GK1687827SQ200510074760
公開日2005年10月26日 申請日期2005年6月2日 優(yōu)先權日2005年6月2日
發(fā)明者陳婉蓉, 黃雪瑛, 鄭國興 申請人:友達光電股份有限公司