專利名稱：具有珈瑪修正功能的液晶顯示面板及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種具有珈瑪修正功能的液晶顯示面板與其制作方法，尤其是一種修正紅綠藍(lán)三色珈瑪曲線分離的現(xiàn)象，以改善顯示色彩正確性的液晶顯示面板與其制作方法。
背景技術(shù)：
隨著薄膜晶體管制作技術(shù)快速的進(jìn)步，液晶顯示器由于具備了輕薄、省電、無輻射線等優(yōu)點，而大量的應(yīng)用于個人數(shù)字助理器、筆記型計算機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、攝錄像機(jī)、行動電話等各式電子產(chǎn)品中。此外，由于液晶顯示器為一非自發(fā)光的顯示器，傳統(tǒng)上以一冷陰極燈管作為背光源，同時，透過一液晶驅(qū)動電路輸入顯示信號，控制紅綠藍(lán)各畫素液晶層的透光率，以調(diào)配紅綠藍(lán)亮度比例達(dá)到全彩顯示的目的。
如圖1所示，顯示一典型畫素組件在不同驅(qū)動電場下，相對應(yīng)于紅綠藍(lán)三色光的穿透率(transparency)。圖中橫坐標(biāo)為相對應(yīng)于電場強(qiáng)度，而縱坐標(biāo)相對應(yīng)于光穿透率。由于液晶分子對于不同波長的可見光，具有不同的折射率(refractivity)與不同的位相延遲(retardation)效果，因此，在相同電場強(qiáng)度驅(qū)動下，此畫素組件對于紅綠藍(lán)三色光的穿透率各不相同。
一般而言，為了量化使用者的視覺感受以提供液晶顯示器電路設(shè)計的依據(jù)，通常以珈瑪(Gamma)曲線表達(dá)液晶層的光穿透率相對應(yīng)于人眼感受亮度的關(guān)系，以由液晶層驅(qū)動電場的強(qiáng)度，直接對應(yīng)推得人眼視覺的感受亮度。如圖2所示，顯示一典型液晶顯示器的珈瑪曲線，對應(yīng)至圖1所示電場與穿透率的對應(yīng)關(guān)系。圖中橫坐標(biāo)對應(yīng)于發(fā)光色階數(shù)，而縱坐標(biāo)對應(yīng)于光穿透率?？梢姶砑t綠藍(lán)三色光的珈瑪曲線相互分離，表示即使提供液晶層相同的電場強(qiáng)度，紅綠藍(lán)三色光的亮度比例無法維持一定，而將偏離此液晶顯示器預(yù)設(shè)的白平衡點，導(dǎo)致所見顯示色彩與輸入顯示信號間產(chǎn)生偏差。
用以解決上述問題的方法可區(qū)分為電路與結(jié)構(gòu)兩個范疇。在結(jié)構(gòu)方面，典型的方法為直接調(diào)整液晶顯示器中，對應(yīng)至紅綠藍(lán)三色畫素顯示的液晶層厚度，以改變施加于不同色彩畫素液晶層中的電場強(qiáng)度。如圖3所示，一液晶層200夾合于上下二基板100與300之間，并且，在下基板300上表面，對應(yīng)至不同色彩的畫素，分別制作有不同厚度的透明有機(jī)層312R，312G，312B，而在上基板100的下表面，對應(yīng)至不同色彩的畫素，制作有彩色濾光層110R，110G，110B。此三色畫素的畫素電極310制作于上述透明有機(jī)層312的上表面，而共同電極120制作于彩色濾光層110R，110G，110B的下表面，以在液晶層200中產(chǎn)生驅(qū)動電場E。此外，二配向膜130與320分別制作于共同電極120與畫素電極310的內(nèi)面，以提供液晶層200配向之用。
值得注意的是，不同色彩的畫素其透明有機(jī)層312R，312G，312B的厚度各不相同，導(dǎo)致相對應(yīng)液晶層200的厚度各異，而驅(qū)動電場的強(qiáng)度亦各不相同。由此可知，由調(diào)整上述透明有機(jī)層312的厚度，可以改變驅(qū)動電場的強(qiáng)度，以調(diào)整液晶層200中液晶分子的配向，以改變液晶層200的光穿透率，達(dá)到修正紅綠藍(lán)三色光線的珈瑪曲線分離的目的。
然而，此解決方法具有下述缺點一、在制作畫素電極之前，必須增加一制程以制作透明有機(jī)層312，而導(dǎo)致制作成本與時間增加。
二、由于透明有機(jī)層312對應(yīng)于不同色彩畫素的位置，分別具有不同的厚度，因此，此透明有機(jī)層312的上表面崎嶇不平，因而增加后續(xù)液晶配向制程中，制作配向膜320于畫素電極310上表面的困難度。
三、畫素電極310覆蓋此透明有機(jī)層312的崎嶇上表面，由于相鄰不同色彩的透明有機(jī)層312的厚度不同，因而導(dǎo)致相對應(yīng)不同顯示色彩的畫素電極310間產(chǎn)生橫向電場，而影響液晶分子的配向，影響液晶層200的正常運(yùn)作。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提出另一種解決方法，直接從結(jié)構(gòu)與制程的角度進(jìn)行改進(jìn)，以修正傳統(tǒng)液晶顯示器中，紅綠藍(lán)三色光線的珈瑪曲線分離所衍生的問題。
本發(fā)明的目的提供一種具有珈瑪修正功能的液晶顯示面板及其制作方法。
本發(fā)明的方法在液晶顯示面板的下基板上涂布光配向材料，并且曝光此光配向材料，使在相對應(yīng)于紅綠藍(lán)三色畫素的位置，分別承受有不同的曝光量，以產(chǎn)生不同的配向效果。將此下基板組裝至一上基板下方，并且填入一液晶層于上下基板之間。由于配向效果的差異，在液晶層中，對應(yīng)至紅綠藍(lán)三色畫素的液晶分子具有相異的光穿透率，而可用以調(diào)整紅綠藍(lán)三色發(fā)光的珈瑪曲線。
本發(fā)明的技術(shù)方案具體為一種制作液晶顯示面板的方法，可使紅綠藍(lán)三色發(fā)光的珈瑪曲線重合，其特征在于，至少包括下列步驟提供一上基板與一下基板；制作第一光配向膜層于該下基板的上表面；曝光該第一光配向膜層，使該第一光配向膜層在相對應(yīng)于紅綠藍(lán)三色畫素的位置，分別承受有不同的曝光量，以產(chǎn)生不同的配向效果；以及填入一液晶層于該上下基板之間，該液晶層受到該第一光配向膜層影響，導(dǎo)致該液晶層在相對應(yīng)于紅綠藍(lán)三色畫素的位置，具有不同的光穿透率，以修正該液晶顯示面板紅綠藍(lán)三色發(fā)光的珈瑪曲線。
一種具有珈瑪修正功能的液晶顯示面板，該液晶顯示面板包括一下基板；一上基板，制作于該下基板上方；一液晶層，夾合于該上下基板間；以及一第一光配向膜，制作于該下基板的上表面，并且，該第一光配向膜區(qū)分為復(fù)數(shù)個具有不同液晶分子配向效果的區(qū)塊，分別對應(yīng)至不同色彩的畫素。
一種具有珈瑪修正功能的液晶顯示面板，包括復(fù)數(shù)個全彩顯示的畫素組件制作于一下基板上，該每一畫素組件包括三個畫素電極，分別提供紅綠藍(lán)三色顯示所需的操作電壓；一光配向膜，制作于該些畫素電極上，區(qū)分為三個具有不同液晶分子配向效果的區(qū)塊，分別對應(yīng)至該三個畫素電極；一液晶層，涂布于該光配向膜上表面；以及一彩色濾光板，制作于該液晶層上，區(qū)分為紅綠藍(lán)三色濾光區(qū)，分別對應(yīng)至該三個畫素電極。
關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點與精神可以由以下的發(fā)明詳述及所附圖式得到進(jìn)一步的了解。


圖1為一典型畫素組件對應(yīng)于紅綠藍(lán)三色顯示，其驅(qū)動電場與光穿透率的關(guān)系圖。
圖2為一典型畫素組件對應(yīng)于紅綠藍(lán)三色顯示的珈瑪曲線。
圖3為一典型解決珈瑪曲線分離方法的示意圖，此方法由調(diào)整液晶層相對應(yīng)于紅綠藍(lán)各色顯示的厚度，以調(diào)整珈瑪曲線。
圖4顯示光配向膜曝光能量與液晶層穿透率的關(guān)系圖。
圖5A至C為本發(fā)明具有珈瑪修正功能的液晶顯示面板，其制作方法第一實施例的示意圖。
圖6A與B為本發(fā)明具有珈瑪修正功能的液晶顯示面板，其制作方法第二實施例的示意圖。
圖7為本發(fā)明具有珈瑪修正功能的液晶顯示面板，其制作方法第三實施例的示意圖。
圖號說明上基板 100，400下基板 300，600液晶分子層 200，500共同電極 120彩色濾光層 110 畫素電極 310透明有機(jī)層 312 半透光罩 700光罩710，720曝光光源 800配向膜層130，320，410，610具體實施方式
光配向(Photo-alignment)的方法為利用具特定偏振方向的紫外光(Ultra-Violet，UV)，照射感光高分子材料。此感光高分子材料利用特定的官能基吸收此紫外光能量，產(chǎn)生分子再排列的效果，而形成類似傳統(tǒng)磨刷(rubbing)制程的配向結(jié)果。如上所述，由于此感光高分子材料透過紫外光曝光反應(yīng)，才具備有光配向的特性，因此，相關(guān)的曝光參數(shù)如曝光時間的長短、曝光光源的強(qiáng)度與曝光光源的入射角度，均會對光配向的結(jié)果產(chǎn)生影響。
如圖4所示，顯示典型光配向膜曝光能量與液晶層光穿透率的關(guān)系。圖中橫坐標(biāo)對應(yīng)于液晶層驅(qū)動電壓，縱坐標(biāo)對應(yīng)于液晶層光穿透率，而不同的曲線對應(yīng)至不同曝光能量。如圖中所示，可見隨著曝光能量增加，對應(yīng)曲線逐漸向右偏移。換言之，隨著曝光能量增加，驅(qū)動液晶層達(dá)到相同光穿透率所需的驅(qū)動電場亦相對降低。
如圖5A至C所示，顯示本發(fā)明具有珈瑪修正功能的液晶顯示面板，其制作方法的第一實施例。如圖5A所示，首先在下基板600上表面涂布光配向材料于下基板600上，并且，烘烤此光配向材料，去除其中的溶劑，固化形成一配向膜層610。隨后，如圖5B所示，透過一半透(half-tone)光罩700，曝光此配向膜層610。此半透光罩700在相對應(yīng)于紅綠藍(lán)三色畫素的位置700a，700b，700c，分別設(shè)計有不同的光穿透率。以圖中所示的半透光罩700為例，在對應(yīng)至紅色畫素的位置700a，光穿透率為100％，在對應(yīng)至綠色畫素的位置700b，光穿透率為50％，在對應(yīng)至藍(lán)色畫素的位置700c，光穿透率為0％。
舉例說明，若是此配向膜層610對應(yīng)于紅色畫素、綠色畫素與藍(lán)色畫素的位置610a，610b，610c，其所需要的曝光量比為10∶9∶8。首先，不透過光罩，直接對此配向膜層610進(jìn)行全面曝光(blank-exposure)，使此配向膜層610對應(yīng)于藍(lán)色畫素610c的位置達(dá)到預(yù)設(shè)的曝光量。換言之，此時，光配向膜層610對應(yīng)于綠色畫素610b的位置，所具有的曝光量為所需要曝光量的8/9，而光配向膜層610對應(yīng)于紅色畫素610b的位置，所具有的曝光量為所需要曝光量的8/10。
隨后，使用半透光罩700，在相對應(yīng)至紅色畫素位置610a補(bǔ)足其余所需的曝光量(相當(dāng)于上述全面曝光制程，配向膜層所接受曝光量的2/8)。由于半透光罩相對應(yīng)至綠色畫素位置700b的光穿透率為50％，因此，此配向膜層610相對應(yīng)至綠色畫素的位置610b所接受的曝光量，相當(dāng)于前述全面曝光制程，配向膜層610所接受曝光量的1/8。而在對應(yīng)至藍(lán)色畫素的位置610c則不受到任何曝光反應(yīng)。如上所述，可見配向膜層610在對應(yīng)于紅色畫素、綠色畫素與藍(lán)色畫素的位置610a，610b，610c，其所承受曝光量與前述全面曝光制程曝光量之比，分別為10/8、9/8與1，因此，此配向膜層610在對應(yīng)于紅色畫素、綠色畫素與藍(lán)色畫素的位置，其曝光量之比為10∶9∶8，可達(dá)到預(yù)定的曝光量。
隨后，請參照圖5C，填入一液晶層500于上下基板400與600之間。就一較佳實施例而言，此液晶層500可以為一向列型液晶層，并且，液晶分子在此配向膜層610上方產(chǎn)生水平配向的效果。同時，受到配向膜層610配向效果差異的影響，相對至紅綠藍(lán)三色畫素的液晶層500具有相異的光穿透率，可用以調(diào)整紅綠藍(lán)三色發(fā)光的珈瑪曲線。
以下所述，為本發(fā)明具有珈瑪修正功能的液晶顯示面板10，其制作方法的第二實施例。相對應(yīng)于圖5B中，使用半透光罩700對配向膜層610進(jìn)行曝光，在本實施例之中，使用兩道光罩710與720分別定義紅色畫素與綠色畫素的位置。首先，如圖6A所示，透過第一道光罩710曝光此配向膜層610相對應(yīng)于紅色畫素的位置610a。隨后，如圖6B所示，透過第二道光罩720曝光此配向膜層610相對應(yīng)于綠色畫素的位置610b。
舉例說明，若是此配向膜層610對應(yīng)于紅色畫素、綠色畫素與藍(lán)色畫素的位置610a，610b，610c，其所需要的曝光量比為10∶9∶8。首先，不使用光罩，直接對此配向膜層610進(jìn)行全面曝光，使此配向膜層610在對應(yīng)于藍(lán)色畫素610c位置達(dá)到預(yù)設(shè)的曝光量。在此同時，此光配向膜層610對應(yīng)于綠色畫素610b的位置，所具有的曝光量為所需要曝光量的8/9。而光配向膜層610在對應(yīng)于紅色畫素610b的位置，所具有的曝光量為所需要曝光量的8/10。
隨后，透過第一道光罩710，在相對應(yīng)至紅色畫素位置610a補(bǔ)足其余所需的曝光量(相當(dāng)于上述全面曝光制程，配向膜層所接受曝光量的2/8)。接著透過第二道光罩720，在相對應(yīng)至綠色畫素位置700b補(bǔ)足其余所需的曝光量(相當(dāng)于前述全面曝光制程，配向膜層610所接受曝光量的1/8)。因此，配向膜層610在對應(yīng)于紅色畫素、綠色畫素與藍(lán)色畫素的位置610a，610b，610c，其所承受的曝光量可達(dá)到預(yù)定的比例關(guān)系。值得注意的是，上述搭配第一道光罩710與第二道光罩720所實施的曝光制程，其曝光量的差異，可由控制曝光時間的長短與曝光光源的強(qiáng)弱達(dá)到。
此外，就一較佳實施例而言，亦可以使用三道光罩，分別對應(yīng)至紅色、綠色與藍(lán)色畫素的位置610a，610b，610c。此三道光罩可以搭配三道微影制程分別對配向膜層610中，對應(yīng)于紅色畫素、綠色畫素與藍(lán)色畫素的位置610a，610b，610c進(jìn)行曝光。
除了上述利用調(diào)整曝光強(qiáng)度與曝光時間的方法，請參照圖7所示，顯示本發(fā)明具有珈瑪修正功能的液晶顯示面板10，其制作方法的第三實施例。本實施例利用不同入射角度a1與a2的曝光光源800a與800b，對配向膜層610進(jìn)行曝光。一般而言，在相同光源強(qiáng)度的條件下，入射角度越大，配向膜層610表面，單位面積接收到的曝光量越小。因此，就一較佳實施例而言，可使用三道微影制程對應(yīng)至紅綠藍(lán)三色畫素的位置，分別搭配有不同入射角度的曝光光源，對配向膜層610進(jìn)行曝光。
上述實施例針對下基板600表面的配向膜層610，施以不同程度的曝光量，以調(diào)整液晶層500的配向效果，然而，并不限于此。制作于上基板400下表面的配向膜層410亦可以使用光配向材料制作，經(jīng)過施以不同程度的曝光量，也可用以調(diào)整液晶層500的配向效果。又，為了獲致較佳的液晶分子配向效果，可以在此二配向膜層410與610，對應(yīng)至不同色彩的畫素的位置，均施以不同程度的曝光量。
請參照圖3所示，相較于傳統(tǒng)制作透明有機(jī)層312，以調(diào)整液晶層200內(nèi)電場強(qiáng)度，本發(fā)明所提出的結(jié)構(gòu)具有下列優(yōu)點一、本發(fā)明不需要制作透明有機(jī)層312，僅就現(xiàn)有配向膜層進(jìn)行改進(jìn)，因此，可節(jié)省制作成本與時間。
二、相較于現(xiàn)有技術(shù)制作透明有機(jī)層312，造成后續(xù)液晶配向制程的困難。本發(fā)明由于不需制作此透明有機(jī)層312，同時，采用光配向方法以制作此配向膜層，因此，可以降低液晶配向制程的困難。
三、相較于現(xiàn)有技術(shù)中，由于相鄰不同色彩的透明有機(jī)層312的厚度不同，導(dǎo)致相對應(yīng)不同顯示色彩的畫素電極310間產(chǎn)生橫向電場。本發(fā)明由于不需要制作透明有機(jī)層312，因而可以避免此橫向電場產(chǎn)生。
以上所述為利用較佳實施例詳細(xì)說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明的范圍，而且熟知此類技藝人士皆能明了，適當(dāng)而作些微的改變及調(diào)整，仍將不失本發(fā)明的要義所在，亦不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種制作液晶顯示面板的方法，可使紅綠藍(lán)三色發(fā)光的珈瑪曲線重合，其特征在于，至少包括下列步驟提供一上基板與一下基板；制作第一光配向膜層于該下基板的上表面；曝光該第一光配向膜層，使該第一光配向膜層在相對應(yīng)于紅綠藍(lán)三色畫素的位置，分別承受有不同的曝光量，以產(chǎn)生不同的配向效果；以及填入一液晶層于該上下基板之間，該液晶層受到該第一光配向膜層影響，導(dǎo)致該液晶層在相對應(yīng)于紅綠藍(lán)三色畫素的位置，具有不同的光穿透率，以修正該液晶顯示面板紅綠藍(lán)三色發(fā)光的珈瑪曲線。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在曝光該第一光配向膜層的步驟中，利用一半穿透光罩調(diào)整該第一光配向膜層相對應(yīng)于該紅綠藍(lán)三色畫素位置的曝光量。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，該半穿透光罩包括全穿透區(qū)、半穿透區(qū)與不透光區(qū)，分別對應(yīng)至該紅綠藍(lán)三色畫素中，高中低三個不同等級的曝光量。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在曝光該第一光配向膜層的步驟中，以該第一光配向膜層對應(yīng)于該紅綠藍(lán)三色畫素中，承受最低曝光量者為基準(zhǔn)，并且，分別對該第一光配向膜層對應(yīng)于其它二色畫素的位置，施以二道微影制程進(jìn)行曝光。
5.如權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，更包括一道曝光步驟，對該第一光配向膜層全面曝光，并且，該曝光步驟的曝光量相當(dāng)于該最低曝光量。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在曝光該第一光配向膜層的步驟中，以三道微影制程，分別對該第一光配向膜層對應(yīng)至該紅綠藍(lán)三色畫素的位置進(jìn)行曝光。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，該三道微影制程搭配有不同入射角度的曝光光源，以調(diào)節(jié)該第一光配向膜層相對應(yīng)于該紅綠藍(lán)三色畫素位置的曝光重。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，該三道微影制程搭配有不同的曝光時間，以調(diào)節(jié)該第一光配向膜層相對應(yīng)于該紅綠藍(lán)三色畫素位置的曝光量。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，更包括制作一第二光配向膜層于該上基板的下表面。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，更包括曝光該第二光配向膜層，使在相對應(yīng)于紅綠藍(lán)三色畫素的位置，分別承受有不同的曝光量，以產(chǎn)生不同的配向效果。
11.一種具有珈瑪修正功能的液晶顯示面板，其特征在于，該液晶顯示面板包括一下基板；一上基板，制作于該下基板上方；一液晶層，夾合于該上下基板間；以及一第一光配向膜，制作于該下基板的上表面，并且，該第一光配向膜區(qū)分為復(fù)數(shù)個具有不同液晶分子配向效果的區(qū)塊，分別對應(yīng)至不同色彩的畫素。
12.如權(quán)利要求11所述的液晶顯示面板，其特征在于，該第一光配向膜提供液晶分子水平配向的效果。
13.如權(quán)利要求11所述的液晶顯示面板，其特征在于，更包括一第二光配向膜制作于該上基板的下表面，并且，該第二光配向膜區(qū)分為復(fù)數(shù)個具有不同液晶分子配向效果的區(qū)塊，分別對應(yīng)至不同色彩的畫素。
14.如權(quán)利要求13所述的液晶顯示面板，其特征在于，該第二光配向膜提供液晶分子水平配向的效果。
15.如權(quán)利要求11所述的液晶顯示面板，其特征在于，該液晶層的液晶分子呈向列型排列。
16.一種具有珈瑪修正功能的液晶顯示面板，包括復(fù)數(shù)個全彩顯示的畫素組件制作于一下基板上，該每一畫素組件包括三個畫素電極，分別提供紅綠藍(lán)三色顯示所需的操作電壓；一光配向膜，制作于該些畫素電極上，區(qū)分為三個具有不同液晶分子配向效果的區(qū)塊，分別對應(yīng)至該三個畫素電極；一液晶層，涂布于該光配向膜上表面；以及一彩色濾光板，制作于該液晶層上，區(qū)分為紅綠藍(lán)三色濾光區(qū)，分別對應(yīng)至該三個畫素電極。
17.如權(quán)利要求16所述的液晶顯示面板，其特征在于，該光配向膜提供液晶分子水平配向的效果。
18.如權(quán)利要求16所述的液晶顯示面板，其特征在于，該液晶層的液晶分子呈向列型排列。
全文摘要
一種具有珈瑪修正功能的液晶顯示面板及其制作方法，首先，在下基板上涂布光配向材料，并且曝光此光配向材料，使在相對應(yīng)于紅綠藍(lán)三色畫素的位置，分別有不同的曝光量，以產(chǎn)生不同的光配向效果。將此下基板組裝至一上基板下方，并且填入一液晶層于上下基板之間。由于配向效果的差異，在液晶層中，對應(yīng)至紅綠藍(lán)三色畫素的液晶分子具有相異的光穿透率，而可用以調(diào)整紅綠藍(lán)三色發(fā)光的珈瑪曲線。
文檔編號G02F1/1333GK1544983SQ20031011546
公開日2004年11月10日 申請日期2003年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月26日
發(fā)明者董人郎, 張豪裕 申請人:友達(dá)光電股份有限公司