专利名称：液晶显示面板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种显示面板，且特别涉及一种组装合格率佳的液晶显示面板。
背景技术：
多媒体社会的迅速进步多半受惠于半导体元件及显示装置的飞跃性进步。就显示器而言，具有高画质、空间利用效率佳、低消耗功率、无辐射等优越特性的液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)已逐渐成为市场的主流。
图1为公知液晶显示面板的剖面示意图。请参照图1，液晶显示面板100由下基板110、液晶层120以及上基板130所构成。其中，液晶层120通过框胶(图中未表示)而密封在下基板110与上基板130之间。另外，由于液晶显示器的各种性能，如响应速度、对比(contrast)度以及可视角等，均与液晶单元间距(cell gap)d有关，因此一般都会依照液晶材料的光学特性严密地控制液晶单元间距d。此外，若液晶单元间距d存在有不同值，则容易造成显示不均匀的现象，图像的视认性亦将显著降低。所以，在下基板110与上基板130之间通常还会设置有间隙支撑物(spacer)102，以使液晶单元间距d保持定值。
以目前的技术来说，由于柱状间隙支撑物可提供显示面板较均匀的液晶单元间距、较佳的透光率以及较高的对比度，因此目前多以柱状间隙支撑物取代旧有的球状间隙支撑物。为了使面板能够承受更大的指压应力及震动，公知的应对方法是增加间隙支撑物的单位面积数量，或是将间隙支撑物设计为块状，以提高其支撑力。然而，此种作法却会导致面板在组装过程中，因间隙支撑物刚性过强而无法对上下基板进行适当的挤压，进而降低液晶滴下式注入(one drop fill，ODF)工艺的合格率，并造成液晶垂流或产生气泡的现象。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的就是在提供一种液晶显示面板，其间隙支撑物除了可提供强支撑力之外，还能够在液晶显示面板组装的过程中承受应力而产生形变，以增加工艺合格率。
本发明提出一种液晶显示面板，主要是由第一基板、第二基板、液晶层以及间隙支撑物所构成。其中，第二基板是设置在第一基板上方，液晶层则是设置在第一基板与第二基板之间。此外，间隙支撑物也是配置在第一基板与第二基板之间，用以保持第一基板与第二基板间的间隙。间隙支撑物是由多个支撑结构所构成，且各支撑结构具有第一部位与第二部位。其中，相邻支撑结构的第一部位是相互连接，而相邻支撑结构的第二部位之间则具有间距。
在本发明的较佳实施例中，各支撑结构的第二部位的高度最小值例如是各支撑结构总高度的1/4。此外，各支撑结构的第二部位的高度最大值例如是各支撑结构总高度的3/4。
在本发明的较佳实施例中，这些支撑结构例如是呈柱状体。举例来说，这些支撑结构例如是圆柱状支撑结构、椭圆柱状支撑结构、十字形柱状支撑结构、L形柱状支撑结构、规则多边形柱状支撑结构以及不规则多边形柱状支撑结构中至少一个。
在本发明的较佳实施例中，这些支撑结构的第二部位间的间距大于这些支撑结构第二部位的最大横向变形量。举例来说，这些支撑结构的第二部位间的间距例如是这些支撑结构第二部位宽度的1/2。
本发明提出一种液晶显示面板，主要是由第一基板、第二基板、液晶层以及间隙支撑物所构成。其中，第二基板是设置在第一基板上方，液晶层则是设置在第一基板与第二基板之间。此外，间隙支撑物也是设置在第一基板与第二基板之间，且此间隙支撑物具有多个凸起图案，而这些凸起图案接触于第一基板或第二基板。
在本发明的较佳实施例中，这些凸起图案的高度最小值例如是间隙支撑物高度的1/4，而这些凸起图案的高度最大值例如是间隙支撑物高度的3/4。
在本发明的较佳实施例中，这些凸起图案例如是呈柱状。举例来说，这些凸起图案例如是圆柱状、椭圆柱状、十字形柱状、L形柱状、规则多边形柱状以及不规则多边形柱状中至少一个。
在本发明的较佳实施例中，这些凸起图案间的间距大于这些凸起图案的最大横向变形量。举例来说，这些凸起图案间的间距例如是这些凸起图案宽度的1/2。
在本发明的较佳实施例中，上述的第一基板例如是主动元件阵列基板，且其例如是薄膜晶体管阵列基板。此外，第二基板例如是彩色滤光片。在一实例中，上述支撑结构的第一部位例如是设置在彩色滤光片上，且彩色滤光片例如是包括黑矩阵(black matrix)，而间隙支撑物即是设置在此黑矩阵上。
在本发明的较佳实施例中，上述的液晶显示面板还包括框胶，其设置在第一基板与第二基板之间，而将液晶层密封于第一基板、框胶与第二基板之间。此外，在一实施例中，间隙支撑物例如是设置在框胶与液晶层之间。
本发明之间隙支撑物不但能够提高ODF的工艺合格率，还可以在液晶显示面板的组装过程中或是组装之后的承压度检测过程中，均匀分散其所承受的外加压力，以避免两基板上的元件因受压而损坏。
为让本发明之上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。
图1为公知液晶显示面板的剖面示意图。
图2为本发明一较佳实施例中液晶显示面板的剖面示意图。
图3为本发明另一较佳实施例中液晶显示面板的剖面示意图。
图4为本发明一较佳实施例中间隙支撑物的侧视图。
图5至图7分别为本发明的较佳实施例中间隙支撑物的俯视示意图。
图8及图9分别为本发明的不同实施例中间隙支撑物与公知间隙支撑物的支撑面积与压缩率的关系曲线图。
图10为本发明一实施例中彩色滤光片的局部俯视图。
图11为本发明一较佳实施例中液晶显示面板的组装剖面示意图。
图12A至图12C分别为图11间隙支撑物的仰视示意图。主要元件标记说明100、200液晶显示面板102、240、422、902间隙支撑物110下基板120、230、430液晶层130上基板210、410第一基板212、222基板214主动元件216像素电极220、420第二基板224、904黑矩阵226、906彩色滤光层228共享电极240a凸起图案
242支撑结构242a第一部位242b第二部位412框胶d1间距d2宽度h总高度h1高度具体实施方式
图2为本发明一较佳实施例中液晶显示面板的剖面示意图。请参照图2，液晶显示面板200主要是由第一基板210、第二基板220、液晶层230以及间隙支撑物240所构成。其中，第二基板220是设置在第一基板210上方。在本实施例中，第一基板210例如是由透明基板212及设置在其上的多个主动元件214与像素电极216所构成的主动元件阵列基板。而且，由于薄膜晶体管(thin film transistor，TFT)响应速度佳，因此本实施例例如是使用薄膜晶体管作为驱动液晶显示面板200的主动元件214。换言之，本实施例的第一基板210最好是薄膜晶体管阵列基板。
此外，第二基板220例如是彩色滤光片(color filter)，其主要是由透明基板222及设置在其上的黑矩阵224、彩色滤光层226与共享电极228所构成。所属技术领域的技术人员可以知道，将彩色滤光层制造在薄膜晶体管阵列上(Color Filter on Array，COA)的技术已广泛的应用在许多液晶显示器上，所以本发明也不将第一基板210与第二基板220限定为上述型式，如图3所示，第一基板210也可以是主动元件阵列上设置有彩色滤光层的基板，而第二基板220则是由透明基板222与共享电极228所构成。
请继续参照图2，液晶层230是设置在第一基板210与第二基板220之间，而间隙支撑物240也是设置在第一基板210与第二基板220之间，用以保持第一基板210与第二基板220间的间隙(也就是液晶显示面板200的液晶单元间距)。其中，间隙支撑物240具有多个凸起图案240a，且这些凸起图案240a之间的间距d1例如是大于凸起图案240a的横向变形量。举例来说，间距d1例如是大于凸起图案240a宽度d2的1/2。在此，凸起图案240a的宽度d2例如是1.2微米。
另外，由于本实施例的间隙支撑物240是形成在彩色滤光片上，也就是所谓的SOC(spacer on color filter)技术，所以间隙支撑物240的凸起图案240a例如是接触于第一基板210。当然，所属技术领域的技术人员也可以将间隙支撑物240形成在主动元件阵列基板上，而使间隙支撑物240的凸起图案240a与第二基板220接触(图中未表示)，本发明并未对其加以限定。
图4为本发明一较佳实施例中间隙支撑物的侧视示意图。请参照图4，值得一提的是，间隙支撑物240可以是由多个支撑结构242所组成。其中，这些支撑结构242分别具有第一部位242a与第二部位242b，且这些支撑结构242的第一部位242a连接彼此，而第二部位242b则相距一个间距d1。由此可知，图2及图3的间隙支撑物240的凸起图案240a即是由这些支撑结构242的第二部位242b所构成。换言之，在SOC技术中，这些支撑结构242的第一部位242a设置在彩色滤光片上。
特别的是，支撑结构242例如是呈柱状，且其第一部位242a及/或第二部位242b可以是圆柱状(如图5所示)、椭圆柱状(如图6所示)、梯形柱状(如图7所示)或是其它规则多边形柱状与不规则多边形柱状(图中未表示)等，本发明并不限定其形状。另外，间隙支撑物240的材质例如是感光材料，且其例如是利用曝光及显影的方式而形成，而支撑结构242的第二部位242b(也就是间隙支撑物240的凸起图案240a)的高度h1即是取决于间隙支撑物240的材质、显影工艺中所使用的显影剂以及显影时间等。
值得注意的是，支撑结构242的第二部位242b高度h1是大于或等于支撑结构242总高度h的1/4(例如是0.3微米)。换言之，凸起图案240a的高度h1是大于或等于间隙支撑物240的总高度h，以使间隙支撑物240具有挠性(flexibility)，而在第一基板210与第二基板220承受外加压力时，容易应对此外力而产生形变。如此一来，在液晶显示面板200的组装过程中，相关人员就能够轻易地挤压液晶显示面板200，以使其具有适当的液晶单元间距。另一方面，凸起图案240a的高度h1小于等于间隙支撑物总高度h的3/4，以避免液晶显示面板200承受较大的压应力时，间隙支撑物240发生侧向倾倒或断裂。
由上述可知，本发明的间隙支撑物可以是由多个部分重叠的支撑结构所构成，因此本发明可以通过控制这些支撑结构的重叠率来增加间隙支撑物的下底面积，或是缩小间隙支撑物的上底面积，进而得到较佳的支撑力与工艺合格率。以下将以仿真数据说明之。
图8为本发明的间隙支撑物与公知间隙支撑物的支撑面积与压缩率的关系曲线图。值得一提的是，此模拟过程是以公知的下底面积1000平方微米，上底面积400平方微米的梯形间隙支撑物作为对照组，并以截面积不同的本发明的间隙支撑物A、B与其做比较。其中，间隙支撑物A为上底面积均为100平方微米的四个支撑结构，通过下底相连而成，且这四个支撑结构的下底重叠率例如是80％。换言之，间隙支撑物A是具有与公知相同的上底面积，而其下底面积则例如是1120平方微米。间隙支撑物B也是由上述四个支撑结构所构成，且其下底重叠率为70％，而间隙支撑物B的下底面积例如是1180平方微米。
请参照图8，在相同的压缩率下，间隙支撑物B的支撑面积最大，公知的间隙支撑物的支撑面积最小，而间隙支撑物A的支撑面积则是介于两者之间。由此可知，即使在不适合改变间隙支撑物上底面积的工艺中，本发明仍可通过增加间隙支撑物的下底面积，来增加其支撑面积，进而提高间隙支撑物的支撑力，以使液晶显示面板保持一定的液晶单元间距。而且，由于本发明的间隙支撑物可以由多个支撑结构所构成，且各个支撑结构的第二部位(上底)并不相连，因此与具有相同上底面积的公知梯形间隙支撑物相较比，本发明的间隙支撑物具有较佳的挠性，所以能够在承受小应力时产生形变，而不会断裂或倾倒。
除此之外，本发明还可以通过控制支撑结构的重叠率来减少间隙支撑物的上底面积，进而提高间隙支撑物的挠性。图9为本发明的另一实施例的间隙支撑物与公知间隙支撑物的支撑面积与压缩率的关系曲线图。其中，间隙支撑物A’的上底面积例如是习知间隙支撑物上底面积的81％，而间隙支撑物B’的上底面积例如是公知间隙支撑物上底面积的89％。此外，这三个间隙支撑物的下底面积均相同。
由图9可知，在相同的压缩率之下，间隙支撑物A’具有最小的上底面积，其次是间隙支撑物B’，而公知的间隙支撑物则具有最大的上底面积。因此，在这三种间隙支撑物中，间隙支撑物A’具有最佳的挠性，其次则是间隙支撑物B’。由此可知，本发明的间隙支撑物A’与间隙支撑物B’在承受压应力时，其下底可提供与公知间隙支撑物相同的支撑力，而其上底则因具有较佳的挠性，因此能够避免其发生断裂或侧向倾倒的问题。
更特别的是，由于间隙支撑物A’与间隙支撑物B’的挠性佳，因此在组装液晶显示面板的过程中，工作人员能够适当地挤压面板，使其具有适当的液晶单元间距。换言之，本发明能够提高液晶显示面板的液晶滴下式注入的工艺合格率，进而避免造成液晶垂流或产生气泡的现象。
另外值得一提的是，本发明的液晶显示面板可以依据两基板上的膜层厚度，而设置不同高度的间隙支撑物，以增加工艺合格率，并且使液晶显示面板受到外力压迫时，仍可保持一定的液晶单元间距。
图10为本发明一实施例中彩色滤光片的局部俯视图。请参照图10，在SOC技术中通常会将间隙支撑物902对应彩色滤光片900的黑矩阵904而设置。而且，下底面积较大的间隙支撑物902还可以沿矩形彩色滤光层906的转角而配置，以避免降低彩色滤光片900的孔径比。在此实施例中，间隙支撑物902例如是十字形或L形的柱状支撑物。
图11为本发明一较佳实施例中液晶显示面板的组装剖面示意图。请参照图11，以ODF工艺来说，液晶显示面板400的制造过程通常是先分别完成第一基板410与第二基板420的制造。其中，间隙支撑物422例如是在第二基板420的工艺中一并形成。之后，在第一基板410上涂布框胶412。
接着，在第一基板410上框胶412所包围的区域内以滴下式注入法形成液晶层430。然后，将第二基板420设置在第一基板410上方，并压合第二基板420与第一基板410，以使液晶层430密封于第一基板410、框胶412以及第二基板420之间。最后，例如是使用紫外光照射框胶412，以固化框胶412。
然而，在注入液晶层430之后，若因液晶分子流动速度过快而与未固化的框胶412接触时，将对液晶层430造成污染，进而降低工艺合格率。因此，本实施例特将间隙支撑物422设置在框胶与液晶层430之间，且其排列方法与形状如图12A至图12C所示，以便于减缓液晶分子的流动速度，使液晶分子在框胶412固化前不会与其接触，进而提高工艺合格率。
本发明是以多个底部相连的支撑结构作为液晶显示面板的间隙支撑物，以通过其相连的底部来增强间隙支撑物的支撑力，并将其所承受的外加压力均匀分散，避免因压力过度集中而导致元件损坏。由此可知，本发明毋须增加间隙支撑物的密度即可提供液晶显示面板足够的支撑力。
此外，这些支撑结构均具有足够的挠性，以在间隙支撑物承受外加压力时产生适当的形变。特别是在ODF工艺中，这些具有挠性的支撑结构将可使面板压合至适当间距，并且提高工艺合格率，以避免造成液晶垂流或产生气泡的现象。
综上所述，本发明的间隙支撑物不但能够提高ODF的工艺合格率，还可以在液晶显示面板的组装过程中或是组装之后的承压度检测过程中，均匀分散其所承受的外加压力，以避免两基板上的元件因受压而损坏。另外，若将本发明的间隙支撑物设置在框胶与液晶层之间，还可以避免液晶分子在框胶尚未固化前即与其接触，以防止液晶层遭受污染而影响其光学特性。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明之精神和范围内，当可作些许之更动与改进，因此本发明之保护范围当视权利要求所界定者为准。
权利要求
1.一种液晶显示面板，其特征在于包括第一基板；第二基板，设置在该第一基板上方；液晶层，设置在该第一基板与该第二基板之间；以及至少一个间隙支撑物，设置在该第一基板与该第二基板之间，用以保持该第一基板与该第二基板间的间隙，该间隙支撑物包括多个支撑结构，且各该支撑结构具有第一部位与第二部位，而相邻的上述支撑结构的第一部位相互连接，相邻的上述支撑结构的第二部位之间则具有间距。
2.根据权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于各该支撑结构的该第二部位的高度最小值为各上述支撑结构总高度的1/4。
3.根据权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于各该支撑结构的该第二部位的高度最大值为各上述支撑结构总高度的3/4。
4.根据权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于上述支撑结构为柱状支撑结构。
5.根据权利要求4所述的液晶显示面板，其特征在于上述柱状支撑结构包括圆柱状支撑结构、椭圆柱状支撑结构、十字形柱状支撑结构、L形柱状支撑结构、规则多边形柱状支撑结构以及不规则多边形柱状支撑结构中至少一个。
6.根据权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于上述间距是大于上述支撑结构的第二部位的最大横向变形量。
7.根据权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于上述支撑结构间的间距大于上述支撑结构的第二部位宽度的1/2。
8.根据权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于该第一基板为主动元件阵列基板，而该第二基板为彩色滤光片。
9.根据权利要求8所述的液晶显示面板，其特征在于上述支撑结构的上述第一部位是设置在该彩色滤光片上。
10.根据权利要求9所述的液晶显示面板，其特征在于该彩色滤光片包括黑矩阵，且上述支撑结构对应该黑矩阵而设置。
11.根据权利要求8所述的液晶显示面板，其特征在于该主动元件阵列基板为薄膜晶体管阵列基板。
12.根据权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于还包括框胶，设置在该第一基板与该第二基板之间，而将该液晶层密封于该第一基板、该框胶以及该第二基板之间。
13.根据权利要求12所述的液晶显示面板，其特征在于该间隙支撑物更设置在该框胶与该液晶层之间。
14.一种液晶显示面板，其特征在于包括第一基板；第二基板，设置在该第一基板上方；液晶层，设置在该第一基板与该第二基板之间；以及至少一个间隙支撑物，设置在该第一基板与该第二基板之间，且该间隙支撑物具有多数凸起图案，其中上述凸起图案是接触于该第一基板或该第二基板。
15.根据权利要求14所述的液晶显示面板，其特征在于上述凸起图案为柱状。
16.根据权利要求15所述的液晶显示面板，其特征在于上述凸起图案包括圆柱状、椭圆柱状、十字形柱状、L形柱状、规则多边形柱状以及不规则多边形柱状中至少一个。
17.根据权利要求14所述的液晶显示面板，其特征在于相邻之上述凸起图案的间距大于上述凸起图案的最大横向变形量。
18.根据权利要求14所述的液晶显示面板，其特征在于相邻之上述凸起图案的间距大于上述凸起图案宽度的1/2。
19.根据权利要求14所述的液晶显示面板，其特征在于各上述凸起图案的高度最小值为该间隙支撑物高度的1/4。
20.根据权利要求14所述的液晶显示面板，其特征在于各上述凸起图案的高度最大值为该间隙支撑物高度的3/4。
21.根据权利要求14所述的液晶显示面板，其特征在于该第一基板为主动元件阵列基板，而该第二基板为一彩色滤光片。
22.根据权利要求21所述的液晶显示面板，其特征在于该间隙支撑物设置在该彩色滤光片上。
23.根据权利要求22所述的液晶显示面板，其特征在于该彩色滤光片包括黑矩阵，且该间隙支撑物是对应该黑矩阵而设置。
24.根据权利要求21所述的液晶显示面板，其特征在于该主动元件阵列基板为薄膜晶体管阵列基板。
25.根据权利要求14所述的液晶显示面板，其特征在于还包括框胶，设置在该第一基板与该第二基板之间，而将该液晶层密封于该第一基板、该框胶以及该第二基板之间。
26.根据权利要求25所述的液晶显示面板，其特征在于该间隙支撑物还设置在该框胶与该液晶层之间。
全文摘要
一种液晶显示面板，包括第一基板、第二基板、液晶层及间隙支撑物。其中，第二基板是设置在第一基板上方，液晶层则是设置在第一基板与第二基板之间。此外，间隙支撑物也是设置在第一基板与第二基板之间，用以保持第一基板与第二基板间的间隙。此间隙支撑物是由多个支撑结构所构成，且各支撑结构具有一第一部位与一第二部位。其中，相邻支撑结构的第一部位是相互连接，而相邻支撑结构的第二部位之间则具有间距。此间隙支撑物能够分散其所承受的压力，以改善液晶显示面板的组装合格率。
文档编号G02F1/1341GK1928671SQ20051010242
公开日2007年3月14日 申请日期2005年9月9日 优先权日2005年9月9日
发明者李得俊, 吴德峻 申请人:中华映管股份有限公司