專利名稱：具有均勻化共用電壓的液晶顯示器及其制作方法
技術領域：
本發明提供一種液晶顯示器，特別是一種具有均勻化共用電壓(commonvoltage)的液晶顯示器及其制作方法。
背景技術：
由于液晶顯示器具有外型輕、薄、耗電量少以及無輻射污染等特性，故被廣泛地應用在筆記型電腦(notebook)、個人數字助理(PDA)以及攝影機(video camera)等攜帶式信息產品上，甚至已經有逐漸取代CRT監視器或電視的趨勢。
現有薄膜晶體管(thin film transistor，TFT)液晶顯示器大多是利用任意噴射(spray)方式置入塑料珠(plastic bead)、玻璃珠或是玻璃纖維，用來支撐玻璃基板間的液晶層的間隙(cell gap)，相對地并控制間隙大小，以得到穩定的顯示品質。然而這些置入的塑料珠等可能會位于光穿透區，或呈現不均勻分布，造成聚集的情形發生，而使得光線經塑料珠等散射，降低TFT-LCD光的對比強度，或產生白點(white point)缺陷，嚴重影響顯示品質和產品合格率。因此目前已發展出利用顯影工藝所形成的光致抗蝕劑間隙物(photospacer)來取代現有的塑料珠等，以精確控制間隙物的大小和位置，并維持良好的間隙大小，提高畫面品質。
請參考圖1和圖2，圖1是現有一液晶顯示面板10的基本架構圖，圖2是圖1液晶顯示面板10的剖面結構示意圖。如圖1所示，液晶顯示面板10可被區分成一顯示區12和一環繞在顯示區12周圍的非顯示區14兩區域。顯示區12中包含有由多行信號線(data line)16與多列掃描線(scan line)18交錯形成的一象素矩陣(包含有多個象素20)，以及由多個薄膜晶體管(thinfilm transistor，TFT)、電容等電子元件(未顯示在圖1中)所構成的象素驅動電路，其被設置在每一行信號線16與每一列掃描線18的交會處。非顯示區14用來設置封裝測試材料和信號傳輸線路，包括周邊電路元件、修補線、卷帶式封裝體26等結構，以及均勻分布在非顯示區14的多個銀膠點。從結構而言，液晶顯示面板10包含一下基板22、一上基板24及填充在下基板22與上基板24之間的多個液晶分子(未顯示)。下基板22的上側表面包含有信號線16、掃描線18、多個位于非顯示區14的卷帶式封裝體26以及多個薄膜晶體管(未顯示)。其中，信號線16和掃描線18分別電連接于其相對應的該卷帶式封裝體26，以用來輸出信號至下基板22上，從而使液晶顯示面板10顯示畫面，而薄膜晶體管分別被設在每條信號線16與每條掃描線18的交會處，作為象素的開關元件。下基板22另含有由一透明導電材料層所形成的多個象素電極(pixel electrode)28，電連接于各薄膜晶體管，以及一層配向膜30，覆蓋在薄膜晶體管和象素電極28表面，用來控制液晶分子的排列方向。
如圖2所示，上基板24的下側表面設有多個黑色矩陣層(blackmatrix)32、彩色濾光片(color filter)34、一作為液晶顯示面板10的相對電極(counter electrode)36的透明導電材料層，以及多個光致抗蝕劑間隙物38。彩色濾光片34包含紅色濾光片34a、綠色濾光片34b以及藍色濾光片34c三種，每三種顏色的彩色濾光片34為一組，構成一象素20。黑色矩陣層32被設在各彩色濾光片34之間與上基板24的交界處。相對電極36完整覆蓋在彩色濾光片34表面，以提供顯示器工作時所需的電壓。光致抗蝕劑間隙物38是一透明或不透明的微小柱狀物，用來取代塑料珠，按照不同廠商的設計，光致抗蝕劑間隙物38的分布密度會有所不同，一般是以能夠支撐液晶層的間隙并控制間隙的大小作為主要考慮因素，使光致抗蝕劑間隙物38均勻分布在整個液晶顯示面板10之中。現有液晶顯示器10的工藝是在上基板24的下側表面沉積相對電極36后，再在相對電極36的表面以曝光顯影的方式制作光致抗蝕劑間隙物38。此外，上基板24的下側表面還可包含有一配向膜(未顯示)，覆蓋在相對電極36的表面。
現有液晶顯示器10的驅動方式是藉由相對電極36提供一穩定的共用電壓值，同時利用在非顯示區14上的卷帶式封裝體26傳遞數據信號給信號線16，并通過各象素20中的TFT 28，再按照該數據信號分別提供一象素電壓給各象素電極28，最后利用該共用電壓與該象素電壓所形成的電場來使其象素內的液晶分子轉向，而使光線能穿透液晶材料層。液晶分子按照各象素不同電場強度而有不同程度的轉向，并影響每一象素中光穿透的總量，從而決定液晶顯示器10的顯示品質。因此一穩定的象素電壓或共用電壓值是液晶顯示器10能有效呈現完整畫面的關鍵之一。
在現有技術中，提供共用電壓的方法是先藉由電路連接到下基板22，再經由銀膠點傳遞至上基板24的相對電極36上，使整個液晶顯示器10具有一相同的共用電壓值。然而在現有液晶顯示器10中所使用的相對電極36的構成材料一般是氧化銦錫(indium tin oxide，ITO)，其阻抗很大，約為90Ω/口，而用于傳導電壓值的銀膠點只分布在液晶顯示器10的四周，因此當共用電壓經由銀膠點傳導到相對電極36上，然后再經由相對電極36的邊緣部分傳導到液晶顯示器10的中間部分時，會因為構成相對電極36的材料氧化銦錫等的電阻值較大而產生壓降，尤其當液晶顯示器10是大面積顯示器時，壓降的問題會更加嚴重，導致上基板24的共用電壓值不均勻，無法正確控制液晶分子的轉向，致使無法達到畫面的最佳化。因此提供一種具有均勻化共用電壓的液晶顯示器及其制作方法，以提供優良的畫面品質，是當前業界仍待解決的問題。
發明內容
因此本發明的主要目的在于提供一種具有均勻化共用電壓的液晶顯示器及其制作方法，以解決上述現有液晶顯示器因共用電壓不均勻而影響顯示品質的問題。
本發明提供一種使液晶顯示器具有均勻化共用電壓的方法。首先提供一下基板，在該下基板的上側表面形成多條掃描線和多條信號線，使各掃描線與信號線互相交錯形成一象素矩陣，該象素矩陣包含多個象素，然后形成多條用于傳遞共用電壓的共用電極導線(common electrode)和多個共用電極墊(pad)在該下基板上，使該共用電極墊與各該共用電極導線電連接，同時提供一上基板，在該上基板的下側表面形成多個光致抗蝕劑間隙物，使每個光致抗蝕劑間隙物分別對應于下基板上的各共用電極墊，然后形成一導電材料層在該上基板的下表面，并覆蓋在該等光致抗蝕劑間隙物的表面，然后組合上基板和下基板，使兩者平行相對，用上基板表面的光致抗蝕劑間隙物支撐該兩基板的間隙，并使覆蓋在各光致抗蝕劑間隙物上的導電材料層分別與各光致抗蝕劑間隙物所對應的每一共用電極墊電連接，最后在兩基板間填充液晶分子，并在兩基板開口處加上封口。
由于本發明主要是先在液晶顯示器的上基板形成多個光致抗蝕劑間隙物，然后再在上基板表面形成一導電材料層，并使覆蓋在光致抗蝕劑間隙物上的導電材料層直接與下基板的共用電極墊電連接，以藉由共用電極墊再與共用電極導線電連接，因此，共用電壓便可以通過下基板上的共用電極導線直接傳導至覆蓋在光致抗蝕劑間隙物上的導電材料層，又由于光致抗蝕劑間隙物是均勻分布在整個顯示面板表面，故整個導電材料層可以具有一均勻化的共用電壓，避免現有技術中，在非顯示區用銀膠點傳遞共用電壓至上基板導電材料層外圍部分，卻因為導電材料層的電阻值較大而導致顯示面板中間部分的共用電壓較小、共用電壓不均的情形。
圖1是現有一液晶顯示面板的基本架構圖。
圖2是圖1液晶顯示面板的剖面結構示意圖。
圖3是本發明液晶顯示面板的基本架構圖。
圖4是圖3所示的液晶顯示器的剖面結構示意圖。
圖5是本發明使液晶顯示器具有均勻化共用電壓方法的流程示意圖。
附圖標記說明10液晶顯示面板12顯示區14非顯示區16信號線18掃描線 20象素22下基板 24上基板26卷帶式封裝體28象素電極30配向膜 32黑色矩陣層34彩色濾光片 36相對電極38光致抗蝕劑柱狀物50液晶顯示面板52下基板 54上基板56顯示區 58非顯示區60掃描線 62信號線64象素66共用電極導線68共用電極墊 70光致抗蝕劑柱狀物72導電材料層 74彩色濾光片
76黑色矩陣層 80配向膜82卷帶式封裝體具體實施方式
請參考圖3和圖4，圖3是本發明液晶顯示面板50的基本架構圖，圖4是圖3所示液晶顯示器50的剖面結構示意圖。本發明的具有均勻化共用電壓的液晶顯示器50包含有一下基板52，一上基板54，其被平行設置在下基板52之上，以及多個液晶分子(未顯示)，其被填充在下基板52與上基板54之間。本發明液晶顯示面板50的下基板52表面定義有一顯示區56和一非顯示區58，而且下基板52的表面還包含有多條掃描線60、多條信號線62、多個由掃描線60與信號線62在顯示區56內相交形成的象素64、分別位于每一象素64內的多個薄膜晶體管(未顯示)、多條共用電極導線66、多個共用電極墊68以及一配向膜(未顯示)。其中，共用電極導線66和共用電極墊68的材質可以是鋁等導電性高的金屬材質。
如圖4所示，上基板54的下側表面包含有多個光致抗蝕劑間隙物70和一覆蓋在光致抗蝕劑間隙物70上的導電材料層72。光致抗蝕劑間隙物70用來支撐上基板54與下基板52的間隙，且均勻分布在上基板54表面，例如每一象素20中均可設有一光致抗蝕劑間隙物70，而導電材料層72用來作為顯示器的相對電極，如同在現有技術中的作用一樣，用來在整個上基板表面提供一穩定的共用電壓值，加強液晶分子旋轉的效果。其中，上基板54還包含有多個彩色濾光片74、多個黑色矩陣層76以及一配向膜(未顯示)，且彩色濾光片74有紅色濾光片74a、綠色濾光片74b及藍色濾光片74c三種，每三種顏色的彩色濾光片74為一組，構成一象素64，而黑色矩陣層76位于各彩色濾光片74與上基板54的交界處，以防止紅、藍、綠三種顏色混色并提高顯色對比。此外，本發明還包含有兩偏光板(未顯示)，被分別貼在上基板54和下基板52的外側表面。
由于各共用電極墊68均勻分布在顯示區56內，且各共用電極墊68均與一共用電極導線66電連接，而每一共用電極墊68都有其相對應的光致抗蝕劑間隙物70，故覆蓋在光致抗蝕劑間隙物70上的導電材料層72便可直接與各光致抗蝕劑間隙物70所對應的共用電極墊68電連接，并與共用電極導線66形成導通。此外，藉由電路布局的設計，共用電極導線66的某些部分也可直接當作共用電極墊68，以使覆蓋在光致抗蝕劑間隙物70表面的導電材料層72與各共用電極導線66直接電連接。
值得注意的是，本發明的方法也可應用于將彩色濾光片結構直接制作在玻璃基板或薄膜晶體管上(color filter on TFT， COT)的技術，或其他液晶顯示面板的產品中。
請參考圖5，圖5是本發明使液晶顯示器具有均勻化共用電壓的方法的流程示意圖。首先提供一下基板，接著在該下基板的上側表面形成多條掃描線、多條用來傳遞共用電壓的共用電極導線以及多個共用電極墊，并使該共用電極墊與各該共用電極導線電連接，然后形成多條信號線、象素電極導線以及薄膜晶體管等液晶顯示面板必要的電子元件，并使各信號線與掃描線互相交錯形成多個象素。然后，提供一上基板，先在該上基板的下側表面形成多個光致抗蝕劑間隙物，并使各光致抗蝕劑間隙物分別對應于下基板上的各共用電極墊，接著再形成一導電材料層在該上基板表面，并覆蓋各光致抗蝕劑間隙物。然后使上基板與下基板平行相對并加以組合，接著利用上基板表面的光致抗蝕劑間隙物支撐該兩基板的間隙，并使覆蓋在各光致抗蝕劑間隙物上的導電材料層分別與各光致抗蝕劑間隙物所對應的每一共用電極墊電連接，最后在兩基板間填充液晶分子，并在兩基板開口處加上封口。其中，多個彩色濾光片可形成在上基板表面或下基板表面，此外，如同現有技術一般，本發明的液晶顯示器還包含有配向膜以及將偏極方向相差九十度的兩偏光板分別貼在該上基板的上側表面和該下基板的下側表面等工藝，此均為本領域內技術人員所熟知，故在此不多加贅述。
相比較于現有液晶顯示器，本發明的具有均勻化共用電壓的液晶顯示器利用下基板上的共用電極導線來傳遞共用電壓。由于形成在下基板表面的共用電極導線可由阻抗較小的材質制成(在本發明實施例中，使用阻抗是3-4Ω/□的鋁來制作共用電極導線)，例如和掃描線同一道黃光蝕刻工藝(photo-etching-process，PEP)，故可將共用電壓有效傳遞至每一光致抗蝕劑間隙物表面的導電材料層，使上基板表面的共用電極具有一均勻的共用電壓，如此便可大幅改善顯示器的顯示品質，不但不需大幅修改現有制作液晶顯示器的工藝，還可將該技術應用于大尺寸面板的制作上，提高產品的合格率。
以上所述僅是本發明的優選實施例，凡根據本發明權利要求書所作的均等變化與修飾，均應屬于本發明專利的涵蓋范圍。
權利要求
1.一種使液晶顯示器具有均勻化共用電壓的方法，該方法包括提供一下基板，且該下基板表面定義一顯示區和一非顯示區；在該下基板的上側表面形成多條掃描線、多條共用電極導線以及多個共用電極墊，且該共用電極導線用來傳遞一共用電壓，而該共用電極墊與各該共用電極導線電連接；在該下基板的上側表面形成多條信號線，該等信號線與該等掃描線在該顯示區內互相交錯形成一象素矩陣，且該象素矩陣包含多個象素；提供一上基板；在該上基板的下側表面形成多個光致抗蝕劑間隙物，且各該光致抗蝕劑間隙物的分布位置分別對應于該下基板的各該共用電極墊；形成一導電材料層在該上基板的下側表面，并覆蓋在該等光致抗蝕劑間隙物的表面；利用該等光致抗蝕劑間隙物來支撐該上基板與該下基板的間隙，以平行相對地組合該上基板和該下基板，并使覆蓋在各該光致抗蝕劑間隙物的該導電材料層分別與各該光致抗蝕劑間隙物所對應的該等共用電極墊電連接；以及在該上基板與該下基板間填充多個液晶分子，并完成該上基板和下基板的封口。
2.如權利要求1的方法還包括形成多個薄膜晶體管在該下基板的上側表面的步驟，而各該薄膜晶體管分別被設在各該掃描線與各該信號線的交會處，用來作為各該象素的開關元件。
3.如權利要求2的方法還包括形成多條象素電極導線在該下基板的上側表面，以分別電連接于各該薄膜晶體管的步驟。
4.如權利要求1的方法還包括在該上基板的下側表面形成多個彩色濾光片的步驟，且各該彩色濾光片均包含有紅色、綠色及藍色三種濾光片。
5.如權利要求1的方法還包括在該下基板的上側表面形成多個彩色濾光片的步驟，且各該彩色濾光片均包含有紅色、綠色及藍色三種濾光片。
6.如權利要求1的方法還包括在該下基板的下側表面以及該上基板的上側表面分別各形成一偏光板的步驟。
7.如權利要求1的方法，其中該等光致抗蝕劑間隙物分別被設在各該象素內。
8.如權利要求1的方法，其中該導電材料層是一透明的氧化銦錫層。
9.一種具有均勻化共用電壓的液晶顯示器，其包含有一下基板，該下基板的上側表面定義一顯示區和一非顯示區，且該下基板包含有多條掃描線和多條信號線，且該等掃描線以及該等信號線在該顯示區內互相交錯形成一象素矩陣，而該象素矩陣包含多個象素；多條共用電極導線，用來傳遞一共用電壓；多個共用電極墊，電連接于各該共用電極導線；一上基板，平行設置于該下基板之上，且該上基板包含有多個光致抗蝕劑間隙物，被設在該上基板的下側表面，用來支撐該上基板與該下基板的間隙，且各該光致抗蝕劑間隙物的相對位置分別對應于該下基板的各該共用電極墊；一導電材料層，被設在該上基板的下側表面并覆蓋于各該光致抗蝕劑間隙物之上，而且覆蓋在各該光致抗蝕劑間隙物的該導電材料層分別與各該光致抗蝕劑間隙物所對應的每一共用電極墊電連接；以及多個液晶分子，填充在該上基板與下基板之間。
10.如權利要求9的液晶顯示器，其中該下基板還包含有多個薄膜晶體管，位于各該掃描線與各該信號線交會處，用來作為各該象素的開關元件。
11.如權利要求9的液晶顯示器，其中該液晶顯示器還包含有多條象素電極導線，被分別設在各該象素內并與各該薄膜晶體管電連接。
12.如權利要求9的液晶顯示器，其中該液晶顯示器還包含有多個彩色濾光片設在該上基板表面，且各該彩色濾光片均包含有紅色、綠色及藍色三種濾光片。
13.如權利要求9的液晶顯示器，其中該液晶顯示器還包含有多個彩色濾光片設在該下基板表面，且各該彩色濾光片均包含有紅色、綠色及藍色三種濾光片。
14.如權利要求9的液晶顯示器，其中該顯示器還包含有兩偏光板，被分別設在該上基板的上側表面和該下基板的下側表面。
15.如權利要求9的液晶顯示器，其中各該光致抗蝕劑間隙物被分別設在各該象素內。
16.如權利要求9的液晶顯示器，其中該導電材料層是一透明的氧化銦錫層。
全文摘要
本發明提供一種具有均勻化共用電壓的液晶顯示器及其制作方法，以提供優良的畫面品質。該制作方法包括先在一下基板表面制作多條掃描線、信號線、共用電極導線以及多個共用電極墊，并使各共用電極墊與各共用電極導線電連接，然后在一上基板的下表面形成多個光致抗蝕劑間隙物，并使每個光致抗蝕劑間隙物分別對應于下基板的各共用電極墊，隨后再在該上基板的下表面形成一導電材料層，以覆蓋各該光致抗蝕劑間隙物，接著組合上下基板，并使覆蓋在各光致抗蝕劑間隙物上的導電材料層分別與各光致抗蝕劑間隙物所對應的每一共用電極墊電連接，最后在兩基板間填充液晶分子并加以密封。
文檔編號H01L21/3205GK1549035SQ0313126
公開日2004年11月24日 申請日期2003年5月12日 優先權日2003年5月12日
發明者吳仰恩 申請人:友達光電股份有限公司