液晶显示装置及滤光基板

摘要

本发明公开一种液晶显示装置及滤光基板。滤光基板可包含玻璃基板、遮光矩阵、彩色层、以及一个或多个位于该玻璃基板的同一侧的透明导电膜。其中一个透明导电膜上具有至少一个狭缝结构，狭缝结构分别对应该彩色层。上述一个或多个透明导电膜用以对应液晶显示装置的液晶层形成屏蔽。

权利要求

1.一种滤光基板，包含一玻璃基板、一彩色层、一遮光矩阵以及一透明导电膜，其特征在于，用于一液晶显示装置中：该彩色层采用一高导电率材料；

该遮光矩阵设置于该玻璃基板与该彩色层之间；

该透明导电膜上具有至少一个狭缝结构，该至少一个狭缝结构分别对应该彩色层，于该滤光基板的一边框区域内该透明导电膜电性连接至该彩色层，该彩色层与该透明导电膜共同形成一完整屏蔽面。

2.如权利要求1所述的滤光基板，其特征在于，该彩色层所采用的该高导电率材料的5

一电阻率小于10 欧姆-公分。

3.一种液晶显示装置，包含一滤光基板，该滤光基板包含一玻璃基板、一彩色层、一遮光矩阵以及一透明导电膜，其特征在于，所述液晶显示装置还包含：一下基板；

一液晶层，该液晶层设置于该滤光基板与该下基板之间，该彩色层与该透明导电膜共同形成一完整屏蔽面对应该液晶层；

该滤光基板中：

该彩色层采用一高导电率材料；

该遮光矩阵设置于该玻璃基板与该彩色层之间；

该透明导电膜上具有至少一个狭缝结构，该至少一个狭缝结构分别对应该彩色层，于该滤光基板的一边框区域内该透明导电膜电性连接至该彩色层。

4.如权利要求3所述的液晶显示装置，其特征在于，该彩色层所采用的该高导电率材5

料的一电阻率小于10 欧姆-公分。

说明书

液晶显示装置及滤光基板

[0001] 本申请是作为申请号为201110219537.3，申请日期为2011-08-02，名称为“液晶显示装置及滤光基板”发明申请的分案申请。

技术领域

[0002] 本揭示内容是有关于一种液晶显示装置，且特别是有关一种用于广视角的液晶显示装置。

背景技术

[0003] 目前的市场上，液晶显示屏幕因为成本低、显示效果佳且技术稳定成为主流的数字显示装置。随着液晶显示技术的发展，各种形式的显示技术不断推出，例如扭转式向列场效应式(Twisted Nematic,TN)与多区域垂直配向式(Multi-domain Vertical Alignment,MVA)的液晶显示器。

[0004] 在液晶显示模块中，由于液晶盒(LC Cell)夹在上下的透明导电膜之间，其液晶的运动型态，受到上下透明导电膜之间电场与电力线所控制，配合上下偏光膜片，可使来自背光源的光线具有透过性的变化。

[0005] 但是在高分辨率的广视角液晶显示器，其像素单元非常小，例如，一个具有800x480分辨率的3.5英寸液晶显示器，其单一个像素单元大小仅有34.5umx103.5um，使得光线能透过像素单元的比例(即开口率)很低，以传统的五道光罩制程来说，开口率约仅有
38%。

[0006] 在MVA技术中，透明导电膜上会设置有弯曲波浪状的突起物，然而，上述突起物会造成面板其透过率上的损失。为了提高像素的透过率，目前，广视角显示方式可采用图案垂直配向式(Patterned Vertical Alignment,PVA)，而避免使用具备弯曲波浪状的突起物的MVA技术。主要原因是MVA技术中的突起物会损失透过率，且其外型尺寸受限于光阻与曝光制程而无法微小化(最小宽度约为16um)。相较之下，PVA技术采用具有狭缝或圆洞等狭缝结构(ITOslit)的透明导电膜，其宽度可以达到10um以下。

[0007] 举实例来说，采用圆形突起物的MVA技术与采用狭缝或圆洞的PVA技术，在4英寸具有800x480分辨率的液晶显示器上的透过率的差异可能超过10%。

[0008] 但是在PVA制程中，对彩色滤光片基板的透明导电膜进行图案化(开设狭缝或圆洞)制程后，这些圆洞或狭缝会让外界的电场或电力线，进入液晶层内，干扰液晶层当中的液晶行为。尤其是平面切换式(In-Plane Switching,IPS)或边界电场切换(Fringe Field Switching,FFS)等水平电场广视角液晶显示器，其彩色滤光片上并没有透明导电膜，液晶盒非常容易受到外界的电场、电力线的干扰。例如手指触摸该液晶显示器时，手指上的静电荷会残留在液晶显示器表面，而这些静电荷会持续性干扰液晶显示器的正常显示，使该区面板偏白或不均。

[0009] 也就是说，在滤光基板的透明导电膜上开设有狭缝或圆洞(ITO slit)的各种显示面板，虽然可能具有较高透过率且厚度较薄的优点，但液晶层的显示效果容易因为外部进入的电场或表面上静电荷累积而受到影响。

[0010] 为了解决上述问题，部份厂商提出在彩色滤光片基板的外部表面增加一透明导电膜并连接至一电位，上述方法虽然可以具有导散静电与电场屏蔽的效果，但是此背面制程方式，往往无法由现有设备机台完成，需要另外进行设备投资与改造。此外，在彩色滤光片基板的外部表面上设置透明导电膜(例如铟锡氧化物ITO导电膜)很可能在制造过程中或使用者操作时发生刮伤或损坏，影响产品的良率与使用寿命。

发明内容

[0011] 为解决上述问题，本揭示文件所提出的一种滤光基板及其制造方法，其在滤光基板的内侧进行屏蔽设计，可对应多种具有狭缝或圆洞等狭缝结构(ITO slit)设计的显示面板，例如图案垂直配向式(Patterned VerticalAlignment,PVA)、平面切换式(In-Plane Switching,IPS)或边界电场切换(Fringe Field Switching,FFS)等，用以解决显示面板上的静电荷干扰显示问题，且不需采用滤光基板的背面制程，故不需额外进行设备投资与改造，可节省成本。

[0012] 本揭示内容的一态样是在提供一种滤光基板，其用于液晶显示装置中。该滤光基板包含玻璃基板、遮光矩阵、彩色层、第一透明导电膜以及第二透明导电膜。其中，遮光矩阵设置于该玻璃基板与该彩色层之间。第一透明导电膜上具有至少一个狭缝结构，狭缝结构分别对应该彩色层。第二透明导电膜与第一透明导电膜皆位于该玻璃基板的同一侧。

[0013] 根据本揭示内容的一实施例，液晶显示装置还包含下基板以及液晶层，液晶层设置于滤光基板与下基板之间，该第二透明导电膜用以对应该液晶层形成完整屏蔽面。于此实施例中，其中该第二透明导电膜设置于该彩色层与该液晶层之间。

[0014] 根据本揭示内容的一实施例，其中该第二透明导电膜设置于该玻璃基板与该遮光矩阵之间。

[0015] 根据本揭示内容的一实施例，其中该第二透明导电膜设置于该遮光矩阵与该彩色层之间。

[0016] 本揭示内容的另一态样是在提供一种滤光基板制造方法，其包含下列步骤：于一玻璃基板上沉积一第二透明导电膜；于该第二透明导电膜上沉积一遮光矩阵；制作一彩色层于该第二透明导电膜与该遮光矩阵上；制作一平坦层以覆盖该彩色层与该遮光矩阵；以及，制作图案化的一第一透明导电膜于该平坦层上，该第一透明导电膜上具有至少一个狭缝结构，该至少一个狭缝结构分别对应该彩色层。

[0017] 本揭示内容的另一态样是在提供一种滤光基板制造方法，其包含下列步骤：于一玻璃基板上沉积一遮光矩阵；于该玻璃基板与该遮光矩阵上沉积一第二透明导电膜；制作一彩色层于该第二透明导电膜与该遮光矩阵上；制作一平坦层以覆盖该彩色层与该第二透明导电膜；以及，制作图案化的一第一透明导电膜于该平坦层上，该第一透明导电膜上具有至少一个狭缝结构，该至少一个狭缝结构分别对应该彩色层。

[0018] 本揭示内容的另一态样是在提供一种滤光基板制造方法，其包含下列步骤：于一玻璃基板上沉积一遮光矩阵；制作一彩色层于该玻璃基板与该遮光矩阵上；于该遮光矩阵与该彩色层上沉积一第二透明导电膜；制作一平坦层以覆盖该第二透明导电膜；以及，制作图案化的一第一透明导电膜于该平坦层上，该第一透明导电膜上具有至少一个狭缝结构，该至少一个狭缝结构分别对应该彩色层。

[0019] 本揭示内容的另一态样是在提供一种滤光基板，其用于一液晶显示装置中，该滤光基板包含玻璃基板、遮光矩阵、彩色层以及透明导电膜。遮光矩阵设置于该玻璃基板与该彩色层之间，该彩色层采用一高导电率材料。透明导电膜上具有至少一个狭缝结构，该至少一个狭缝结构分别对应该彩色层，于该滤光基板的一边框区域内该透明导电膜电性连接至该彩色层，该彩色层与该透明导电膜共同形成一完整屏蔽面。

[0020] 根据本揭示内容的一实施例，其中该彩色层所采用的该高导电率材料的电阻率小5
于10 奥姆-公分。

[0021] 本揭示内容的另一态样是在提供一种液晶显示装置，其包含下基板、滤光基板以及液晶层。其中，滤光基板包含玻璃基板、彩色层、遮光矩阵、第一透明导电膜以及第二透明导电膜。遮光矩阵设置于该玻璃基板与该彩色层之间。第一透明导电膜上具有至少一个狭缝结构，该至少一个狭缝结构分别对应该彩色层。第二透明导电膜与该第一透明导电膜皆位于该玻璃基板的同一侧。液晶层设置于该滤光基板与该下基板之间，该第二透明导电膜用以对应该液晶层形成一完整屏蔽面。

[0022] 根据本揭示内容的一实施例，其中该第二透明导电膜设置于该彩色层与该液晶层之间。

[0023] 根据本揭示内容的一实施例，其中该第二透明导电膜设置于该玻璃基板与该遮光矩阵之间。

[0024] 根据本揭示内容的一实施例，其中该第二透明导电膜设置于该遮光矩阵与该彩色层之间。

[0025] 本揭示内容的另一态样是在提供一种液晶显示装置，其包含下基板、滤光基板以及液晶层。滤光基板包含玻璃基板、彩色层、遮光矩阵以及透明导电膜。彩色层采用一高导电率材料。遮光矩阵设置于该玻璃基板与该彩色层之间。透明导电膜上具有至少一个狭缝结构，该至少一个狭缝结构分别对应该彩色层，于该滤光基板的一边框区域内该透明导电膜电性连接至该彩色层。液晶层设置于该滤光基板与该下基板之间，该彩色层与该透明导电膜共同形成一完整屏蔽面对应该液晶层。

[0026] 根据本揭示内容的一实施例，其中该彩色层所采用的该高导电率材料的一电阻率5
小于10 奥姆-公分。

附图说明

[0027] 为让本揭示内容的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的说明如下：

[0028] 图1绘示根据本揭示文件的第一实施例中一种液晶显示装置及其滤光基板的剖面示意图；

[0029] 图2绘示根据本揭示文件的一实施例中一种滤光基板制造方法的方法流程图；

[0030] 图3绘示根据本揭示文件的第二实施例中一种滤光基板设置于液晶显示装置中的剖面示意图；

[0031] 图4绘示根据本揭示文件的一实施例中一种滤光基板制造方法的方法流程图；

[0032] 图5绘示根据本揭示文件的第三实施例中一种滤光基板设置于液晶显示装置中的剖面示意图；

[0033] 图6绘示根据本揭示文件的一实施例中一种滤光基板制造方法的方法流程图；

[0034] 图7绘示根据本揭示文件的第四实施例中一种液晶显示装置及其滤光基板的剖面示意图；以及

[0035] 图8绘示根据本揭示文件的第四实施例中一种滤光基板设置于液晶显示装置中的于另一方向的剖面示意图。

具体实施方式

[0036] 请参阅图1，其绘示根据本揭示文件的第一实施例中一种液晶显示装置200及其滤光基板100的剖面示意图。于此实施例中，液晶显示装置200包含滤光基板100、液晶层220以及下基板240。

[0037] 如图1所示，滤光基板100可配合用于液晶显示装置200的画素结构设计中，实际应用中，下基板240可用来设置显示驱动电路所需要的薄膜晶体管电路，但本发明并不以此为限。液晶层220设置于滤光基板100与下基板240之间。

[0038] 于此实施例中，如图1所示，滤光基板100在液晶显示装置200的显示区域202内包含玻璃基板120、遮光矩阵122、彩色层124R,124G,124B、第一透明导电膜140以及第二透明导电膜160。

[0039] 此外，滤光基板100在液晶显示装置200的边框区域204内可透过特定的封装结构206与下基板240连接，其为公知技艺的人所熟知，在此不另赘述，本实施例中主要针对滤光基板100于显示区域202的部份进行设计。

[0040] 实际应用中，滤光基板100通常为液晶显示装置200中的上基板，也就是说，滤光基板100经常位为显示器的外部表面上。于图1中，滤光基板100的上方即为液晶显示装置200的外部表面，使用者可能以手指或其它物体碰触滤光基板100的玻璃基板120的外侧(于此图式中为上方)表面。

[0041] 其中，遮光矩阵122设置于玻璃基板120的内侧(于此图式中为下方)，遮光矩阵122用以区隔不同像素之间或不同颜色的显示区间，并可防止非预期的光线泄露。彩色层124R,124G,124B设置于玻璃基板120的内侧(于此图式中为下方)，并且彩色层124R,124G,124B的一部份系分别介于两遮光矩阵122之间，藉此形成红色、绿份、蓝色等不同颜色显示区域，配合不同的灰阶亮度，以组成像素显示。

[0042] 于此实施例中，第一透明导电膜140上具有至少一个狭缝结构142，狭缝结构142分别对应彩色层124R,124G,124B，于此实施例中，狭缝结构142可为长形狭缝或圆洞形状，本发明并不以特定形状为限。

[0043] 举例来说，实际应用中，图案垂直配向式(Patterned Vertical Alignment,PVA)的液晶显示装置200中的透明导电膜即具有上述狭缝结构142，藉此，以形成较快速的画素反应效果及高对比，关于PVA显示技术的细节为公知技艺的人所熟知，在此不另赘述。

[0044] 然而，手指触摸该液晶显示装置200(即玻璃基板120的外侧表面)时，手指上的静电荷可能会残留在玻璃基板120上，而在传统的设计中，这些静电荷产生的电场可能会通过第一透明导电膜140上的狭缝结构142，进而持续性干扰液晶显示装置200的正常显示，使该区面板偏白或不均。

[0045] 于本揭示文件中，滤光基板100中包含第二透明导电膜160，第二透明导电膜160设置于玻璃基板120的内侧(于此图式中为下方)以及遮光矩阵122与彩色层124R,124G,124B的外侧(于此图式中为上方)。

[0046] 第二透明导电膜160本身具有导电特性，可用以对应液晶层220形成完整屏蔽面，藉此，屏蔽外界的电场对液晶显示装置200的液晶层220发生干扰。

[0047] 须补充的是，于本揭示文件中，第二透明导电膜160与第一透明导电膜140皆位于玻璃基板120的内侧。因此，本揭示文件的作法不需采用滤光基板100的背面制程，故不需额外进行设备投资与改造，可节省成本。

[0048] 此外，在实际应用的制程中，滤光基板100可更包含平坦层126，于此实施例中，平坦层126设置于遮光矩阵122与彩色层124R,124G,124B的内侧，且位于第一透明导电膜140的外侧。

[0049] 请一并参阅图2，其绘示根据本揭示文件的一实施例中一种滤光基板制造方法的方法流程图，此滤光基板制造方法可用以制造先前第一实施例中滤光基板100(如图1所示)。

[0050] 如图2所示(请同时参照图1)，本揭示文件的滤光基板制造方法首先执行步骤S102，于玻璃基板上沉积第二透明导电膜。接着，执行步骤S104，于第二透明导电膜上沉积遮光矩阵，藉以隔开不同像素或不同颜色的显示区间。接着，执行步骤S106，制作彩色层于该第二透明导电膜与该遮光矩阵上，例如，以黄光制程分别制作红色、绿色、蓝色等彩色层。

[0051] 接着，执行步骤S108，制作平坦层以覆盖彩色层与遮光矩阵。最后，执行步骤S110，制作图案化的第一透明导电膜于平坦层上，图案化的第一透明导电膜上具有至少一个狭缝结构，上述狭缝结构分别对应彩色层。

[0052] 如本揭示文件所提出的第一实施例中的一种滤光基板及其制造方法，其在滤光基板的内侧设置第二透明导电膜以进行屏蔽设计，可对应多种具有狭缝或圆洞等狭缝结构(ITO slit)设计的显示面板，例如PVA、平面切换式(In-Plane Switching,IPS)或边界电场切换(Fringe Field Switching,FFS)等，用以解决显示面板上的静电荷干扰显示问题，且不需采用滤光基板的背面制程，故不需额外进行设备投资与改造，可节省成本。

[0053] 于上述第一实施例中，第二透明导电膜160系设置于玻璃基板120的内侧以及遮光矩阵122与彩色层124R,124G,124B的外侧，但本发明并不以此为限。

[0054] 请参阅图3与图4，图3绘示根据本揭示文件的第二实施例中一种滤光基板102设置于液晶显示装置200中的剖面示意图。图4绘示根据本揭示文件的一实施例中一种滤光基板制造方法的方法流程图，此滤光基板制造方法可用以制造第二实施例中滤光基板102(如图3所示)。

[0055] 如图3所示，滤光基板102在液晶显示装置200的显示区域202内包含玻璃基板120、遮光矩阵122、彩色层124R,124G,124B、第一透明导电膜140以及第二透明导电膜160。

[0056] 须特别说明的是，在第二实施例中滤光基板102的第二透明导电膜160设置于玻璃基板120与遮光矩阵122的内侧以及彩色层124R,124G,124B的外侧，如图3所示。第二透明导电膜160本身具有导电特性，可用以对应液晶层220形成完整屏蔽面，藉此，屏蔽外界的电场对液晶显示装置200的液晶层220发生干扰。

[0057] 关于第二实施例中滤光基板102的其它结构上的设计与用途，大致与第一实施例相同，可参考第一实施例，在此不另赘述。

[0058] 如图4所示(请同时参照图3)，本揭示文件的滤光基板制造方法首先执行步骤S202，于玻璃基板上沉积遮光矩阵，藉以隔开不同像素或不同颜色的显示区间。接着，执行步骤S204，于玻璃基板与遮光矩阵上沉积第二透明导电膜。接着，执行步骤S206，制作彩色层于第二透明导电膜与遮光矩阵上，例如，以黄光制程分别制作红色、绿色、蓝色等彩色层。接着，执行步骤S208，制作平坦层以覆盖该彩色层与该第二透明导电膜。最后，执行步骤S210，制作图案化的第一透明导电膜于该平坦层上，该第一透明导电膜上具有至少一个狭缝结构，该至少一个狭缝结构分别对应该彩色层。

[0059] 此外，请参阅图5与图6，图5绘示根据本揭示文件的第三实施例中一种滤光基板104设置于液晶显示装置200中的剖面示意图。图6绘示根据本揭示文件的一实施例中一种滤光基板制造方法的方法流程图，此滤光基板制造方法可用以制造第三实施例中滤光基板104(如图5所示)。

[0060] 如图5所示，滤光基板104在液晶显示装置200的显示区域202内包含玻璃基板120、遮光矩阵122、彩色层124R,124G,124B、第一透明导电膜140以及第二透明导电膜160。

[0061] 须特别说明的是，在第二实施例中滤光基板104的第二透明导电膜160设置于玻璃基板120、遮光矩阵122以及彩色层124R,124G,124B的内侧，如图5所示。第二透明导电膜160本身具有导电特性，可用以对应液晶层220形成完整屏蔽面，藉此，屏蔽外界的电场对液晶显示装置200的液晶层220发生干扰。

[0062] 关于第三实施例中滤光基板104的其它结构上的设计与用途，大致与第一实施例相同，可参考第一实施例，在此不另赘述。

[0063] 如图6所示(请同时参照图5)，本揭示文件的滤光基板制造方法首先执行步骤S302，于玻璃基板上沉积遮光矩阵，藉以隔开不同像素或不同颜色的显示区间。接着，执行步骤S304，制作一彩色层于该玻璃基板与该遮光矩阵上，例如，以黄光制程分别制作红色、绿色、蓝色等彩色层。接着，执行步骤S306，于该遮光矩阵与该彩色层上沉积一第二透明导电膜。接着，执行步骤S308，制作一平坦层以覆盖该第二透明导电膜。最后，执行步骤S310，制作图案化的第一透明导电膜于该平坦层上，该第一透明导电膜上具有至少一个狭缝结构，该至少一个狭缝结构分别对应该彩色层。

[0064] 如上述的第一、第二与第三实施例中的一种滤光基板及其制造方法，其在滤光基板的内侧设置第二透明导电膜以进行屏蔽设计，可对应多种具有狭缝或圆洞等狭缝结构(ITO slit)设计的显示面板，例如PVA、平面切换式(In-Plane Switching,IPS)或边界电场切换(Fringe Field Switching,FFS)等，用以解决显示面板上的静电荷干扰显示问题，且不需采用滤光基板的背面制程。然而，本揭示文件并不以设置第二透明导电膜为限。

[0065] 请参照图7，图7绘示根据本揭示文件的第四实施例中一种液晶显示装置200及其滤光基板106的剖面示意图。图8绘示根据本揭示文件的第四实施例中一种滤光基板106设置于液晶显示装置200中的于另一方向的剖面示意图。于此实施例中，图7与图8可分别为水平方向与垂直方向的剖面图。

[0066] 如图7所示，第四实施例中滤光基板106可用于液晶显示装置200中，滤光基板106包含玻璃基板120、遮光矩阵122、彩色层124R,124G,124B以及透明导电膜140。遮光矩阵122设置于玻璃基板120的内侧。彩色层124R,124G,124B设置于该玻璃基板120的内侧且部份设置于遮光矩阵122之间，彩色层124R,124G,124B采用高导电率材料。透明导电膜140上具有至少一个狭缝结构142，狭缝结构142分别对应彩色层124R,124G,124B。

[0067] 须注意的是，第四实施例中并未设置两层透明导电膜，而是利用透明导电膜140与彩色层124R,124G,124B配合共同形成完整屏蔽面，以避免外界对液晶层220发生干扰。

[0068] 于第四实施例中，彩色层124R,124G,124B采用高导电率材料，即低电阻率的材料，于一较佳的实施例中，彩色层124R,124G,124B所采用的该高导电率材料的一电5 4 3
阻率小于10 奥姆-公分，甚至更进一步小于10 或10 奥姆-公分。举例来说，彩色层
124R,124G,124B采用高导电率材料可为有机高导电材料(如五环素材料)或掺杂导电元素(如铬或钨)的半导体材料等。

[0069] 此外，举例来说，图8可为垂直方向的剖面图，而图8中左侧的边框区域204可示意为液晶显示装置200上方的边框区域204。如图8所示，于第四实施例中，在滤光基板106于边框区域204内不设置平坦层126，藉此使透明导电膜140可以直接接触具有高导电率的彩色层124R,124G,124B，如此一来，如此一来，透明导电膜140可与高导电率的彩色层
124R,124G,124B电性连接，彩色层124R,124G,124B与透明导电膜140共同形成完整屏蔽面。

[0070] 如此一来，第四实施例中的一种滤光基板其内侧利用原有的透明导电膜与彩色层配合以进行屏蔽设计，可对应多种具有狭缝或圆洞等狭缝结构(ITOslit)设计的显示面板，例如PVA、平面切换式(In-Plane Switching,IPS)或边界电场切换(Fringe Field Switching,FFS)等，用以解决显示面板上的静电荷干扰显示问题，且不需采用滤光基板的背面制程。

[0071] 虽然本揭示内容已以实施方式公开如上，然其并非用以限定本揭示内容，任何熟习此技艺者，在不脱离本揭示内容的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本揭示内容的保护范围当视前述的权利要求范围所界定者为准。