專利名稱：一種液晶面板及制作方法和液晶顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種液晶面板及制作方法和應(yīng) 用該液晶面板的液晶顯示器。
背景技術(shù)：
薄膜晶體管液晶顯示器(TFT-LCD)不僅具有輕、薄、小等特點(diǎn)，而且 具有功耗低、無輻射、制造成本相對(duì)較低等優(yōu)點(diǎn)，因此在目前的平板顯示領(lǐng) 域占主導(dǎo)地位。TFT-LCD非常適合應(yīng)用在臺(tái)式計(jì)算機(jī)、掌上型計(jì)算機(jī)、個(gè) 人數(shù)字助理(PDA)、便攜式電話、電視和多種辦公自動(dòng)化和視聽設(shè)備中。液晶面板是TFT-LCD的主要組件，目前應(yīng)用的液晶面板的結(jié)構(gòu)主要可 以分為兩種類型，即由薄膜晶體管陣列基板和彩色濾光片基板構(gòu)成的傳統(tǒng)液 晶面板和采用彩色濾光片整合薄膜晶體管陣列基板(Color Filter On Army, COA)技術(shù)的液晶面板。傳統(tǒng)液晶面板的剖面圖如圖1所示。傳統(tǒng)液晶面板主要由下層玻璃基板 11、上層玻璃基板12以及下層玻璃基板11與上層玻璃基板12之間的液晶 層13構(gòu)成。在下層玻璃基板11靠近液晶層13的一側(cè)有多個(gè)薄膜晶體管(Thin Film Transistor, TFT ) 111,每一 TFT 111之上均對(duì)應(yīng)一個(gè)像素電極112， TFT 111與像素電極112之間具有一層透明絕緣的保護(hù)層113，通常像素電極之 上還有一層透明的鈍化層(未圖示)。在上層玻璃基板12上靠近液晶層13 的一側(cè)有多個(gè)彩色濾光片單元121，每個(gè)彩色濾光片單元121分別對(duì)應(yīng)紅 (R)、綠(G)、藍(lán)(B)中的一種顏色，并且每個(gè)彩色濾光片單元121對(duì)準(zhǔn) 下層玻璃基板11上的一個(gè)像素電極112，并且各個(gè)彩色濾光片單元121之 間均以黑矩陣(Black Matrix, BM) 122隔開，BM122作為遮光層，防止光線泄漏，在彩色濾光片單元121和BM 122靠近液晶層13的一側(cè)有一透明的 共同電極123。 傳統(tǒng)液晶面板的制作過程中，在貼合下層玻璃基板11和上 層玻璃基板12時(shí)，很難做到每個(gè)彩色濾光片單元121與每個(gè)像素電極112 的位置嚴(yán)格對(duì)準(zhǔn)，導(dǎo)致部分光線不能透過彩色濾光片單元121從而使得液晶 面板的亮度較低。目前，在液晶面板量產(chǎn)技術(shù)中還提出了彩色濾光片整合薄膜晶體管陣列 基板(COA)技術(shù)。圖2是現(xiàn)有技術(shù)中采用COA技術(shù)的液晶面板的剖面圖。 如圖2所示，與傳統(tǒng)液晶面板相同，采用COA技術(shù)的液晶面板也由下層玻 璃基板21、上層玻璃基板22以及下層玻璃基板21與上層玻璃基板22之間 的液晶層23構(gòu)成，在下層玻璃基板21靠近液晶層23的一側(cè)有多個(gè)TFT211， 每一TFT211之上均對(duì)應(yīng)一個(gè)像素電極212,通常像素電極212之上還有一 層透明的鈍化層(未圖示)。采用COA技術(shù)的液晶面板與傳統(tǒng)液晶面板的 區(qū)別在于，采用COA技術(shù)的液晶面板中TFT 211與像素電極212之間除了 保護(hù)層215，還含有彩色濾光片單元213，各個(gè)彩色濾光片單元213之間均 以BM214隔開，BM214作為遮光層，防止光線泄漏，通常TFT2U與BM 214之間還設(shè)有絕緣層(未圖示)；而在上層玻璃基板22靠近液晶層13的 一側(cè)，不再設(shè)有傳統(tǒng)液晶面板中的彩色濾光片單元，而僅有一個(gè)透明的共同 電極221。相對(duì)于傳統(tǒng)液晶面板，采用COA技術(shù)不存在彩色濾光片單元與像素電 極未嚴(yán)格對(duì)準(zhǔn)的問題，可以使液晶面板的開口率有所提高，液晶面板的亮度 有所增大。但是即使在采用COA技術(shù)的液晶面板中，當(dāng)背光經(jīng)下層玻璃基 板21入射到液晶面板，由于經(jīng)過彩色濾光片單元213時(shí)有大部分光線被損 失掉，液晶面板的亮度仍然不高，這就使得液晶顯示器的亮度降低，因此如 何提高液晶面板的顯示亮度仍然是目前本行業(yè)工作者所面臨的問題。液晶顯示器主要由背光模組和液晶面板構(gòu)成，目前主要采用兩種方法增大 液晶顯示器的亮度，這兩種方法都是對(duì)于背光模組的改進(jìn) 一種方法為增加背 光模組中背光源本身的發(fā)光量，這可以通過增大燈管功率和增加燈管數(shù)量實(shí)現(xiàn)，但是會(huì)導(dǎo)致液晶顯示器功耗增加、發(fā)熱量增加，不利于液晶顯示器品質(zhì)的提升;另一種方法為在背光模組中增加光學(xué)膜，這雖然可以提高液晶顯示器的亮度， 但是會(huì)使液晶顯示器的厚度增大，并且增加了液晶顯示器的制造成本。因此， 需要一種方法提高液晶面板的亮度，進(jìn)而提高液晶顯示器的亮度。發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本發(fā)明提供一種液晶面板，以提高液晶面板的亮度。 本發(fā)明提供一種液晶面板的制作方法，以提高液晶面板的亮度。 本發(fā)明提供一種液晶顯示器，以提高液晶顯示器的亮度。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案具體是這樣實(shí)現(xiàn)的 本發(fā)明公開了一種液晶面板，包括下層玻璃基板、上層玻璃基板和液晶 層，所述下層玻璃基板上制作有薄膜晶體管、保護(hù)層、像素電極、彩色濾光 片單元和黑矩陣，所述上層玻璃基板上形成有透明的公共電極，所述下層玻璃基板上還包括微透鏡陣列；所述微透鏡陣列，位于彩色濾光片單元與保護(hù)層之間，對(duì)入射光線會(huì)聚 并經(jīng)所述保護(hù)層進(jìn)入所述液晶層。所述微透鏡陣列為完全相同的微透鏡規(guī)則排列，所述微透鏡為具有固定 半徑的半球形或球冠，或具有圓錐系數(shù)或具有不同曲率半徑的形狀。所述微透鏡陣列的材料為折射率大于微透鏡入射光線一側(cè)的材料折射 率的透明材料。所述微透鏡陣列的材料為保護(hù)層材料。本發(fā)明還公開了 一種液晶面板的制作方法，包括以下步驟A、 在下層玻璃基板上制作多個(gè)薄膜晶體管、多個(gè)彩色濾光片單元和介 于所述多個(gè)彩色濾光片單元之間的黑矩陣；B、 在彩色濾光片單元上制作微透鏡陣列；C、 在微透鏡陣列上形成保護(hù)層；D、 在保護(hù)層上與彩色濾光片單元相對(duì)應(yīng)的位置制作像素電極；E、將形成有透明共同電極的上層玻璃基板與制作后的下層玻璃基板有 空隙地貼合，空隙間填充液晶層。步驟B所述制作微透鏡陣列為 制作凹坑陣列；將微透鏡材料填入凹坑陣列制成微透鏡陣列，所述微透鏡陣列的材料為 折射率大于微透鏡入射光線 一 側(cè)的材料折射率的透明材料。 所述制作凹坑陣列為采用半透膜光罩工藝，按照微透鏡陣列的排列方式，預(yù)先在光罩上設(shè)計(jì) 對(duì)應(yīng)的半透膜圖形，利用光在光罩材料中的穿透率差異改變不同區(qū)域的曝光 量分布，光線透過該光罩照射感光介質(zhì)，在感光介質(zhì)上曝光刻蝕出凹坑陣列。所述步驟B為在彩色濾光片單元上制作凹坑陣列，所述感光介質(zhì)為彩色濾光片單元； 將微透鏡材料填入凹坑陣列制成微透鏡陣列，所述微透鏡材料為保護(hù)層 材料或折射率大于彩色濾光片單元折射率的透明材料。 所述步驟B為在薄膜晶體管、黑矩陣和彩色濾光片單元上形成一層或多層透明層；在透明層上制作凹坑陣列，所述感光介質(zhì)為透明層；將微透鏡材料填入凹坑陣列制成微透鏡陣列，所述微透鏡材料為保護(hù)層 材料或折射率大于透明層折射率的透明材料。本發(fā)明還公開了 一種液晶顯示器，包括液晶面板、背光模組和驅(qū)動(dòng)電路， 所述液晶面板是如上所述的液晶面板。由上述的技術(shù)方案可見，本發(fā)明通過在現(xiàn)有的采用COA技術(shù)的液晶面 板中加入微透鏡陣列，使得光線透過彩色濾光片單元之后，經(jīng)過微透鏡陣列 會(huì)聚，從而提高了液晶面板的亮度，在不對(duì)背光模組進(jìn)行改進(jìn)的情況下，達(dá) 到了提高液晶顯示器亮度的效果。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)液晶面板的剖面圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中采用COA技術(shù)的液晶面板的剖面圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例提出的液晶面板剖面圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例提出的液晶面板中微透鏡陣列的俯視圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例提出的液晶面板中微透鏡提高亮度的原理示意圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例提出的液晶面板制作方法流程圖。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉 實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明實(shí)施例在現(xiàn)有的采用COA技術(shù)的液晶面板中加入微透鏡陣列， 通過微透鏡陣列使透過彩色濾光片單元的光線會(huì)聚，從而提高液晶面板的亮度。圖3是本發(fā)明實(shí)施例提出的液晶面板的剖面圖。本發(fā)明實(shí)施例提出的液 晶面板在現(xiàn)有采用COA技術(shù)的液晶面板中加入微透鏡陣列，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改 進(jìn)。如圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例提出的液晶面板與現(xiàn)有技術(shù)中采用COA技 術(shù)的液晶面板相同的是下層玻璃基板31與上層玻璃基板32之間夾有液晶 層33;在下層玻璃基板31靠近液晶層33的一側(cè)有多個(gè)TFT311，每一 TFT 311之上均對(duì)應(yīng)一個(gè)像素電極312, TFT 311與像素電極312之間是保護(hù)層 315和多個(gè)彩色濾光片單元313，每個(gè)彩色濾光片單元313分別為紅(R)、 綠(G)、藍(lán)(B)中的一種顏色，各個(gè)彩色濾光片單元313之間均以BM 314 隔開，BM314作為遮光層，防止光線泄漏，通常TFT 311與BM 314之間 還設(shè)有絕緣層(未圖示)；在上層玻璃基板32靠近液晶層33的一側(cè)，為透 明的共同電極321。 TFT控制像素電極電壓，液晶層中的液晶分子在像素電 極和共同電極的電場作用下發(fā)生扭轉(zhuǎn)，控制光線通過。而本發(fā)明實(shí)施例提出 的液晶面板與現(xiàn)有技術(shù)中采用COA技術(shù)的液晶面板的不同之處在于在每個(gè)彩色濾光片單元313上靠近保護(hù)層315的一側(cè)具有由規(guī)則排列的微透鏡組 成的微透鏡陣列316。本發(fā)明實(shí)施例提出的液晶面板中微透鏡陣列的俯視圖如圖4所示，在每 個(gè)彩色濾光片單元313上均有規(guī)則排列的微透鏡陣列316。微透鏡陣列316 中的各個(gè)微透鏡完全相同，其可以為具有固定半徑的半球形或球冠，也可以 為具有圓錐系數(shù)或具有不同的曲率半徑的形狀。采用本發(fā)明實(shí)施例提出的液晶面板，背光光源發(fā)出的光線從下層玻璃基 板31側(cè)入射到液晶面板，透過下層玻璃基板31和彩色濾光片單元313后， 光線入射到微透鏡陣列316,經(jīng)過微透鏡陣列316后再透過液晶層33，最后 光線從上層玻璃基板32出射到觀察者。微透鏡提高液晶面板亮度的詳細(xì)原理如圖5所示，圖中以微透鏡陣列 316中的任意一個(gè)微透鏡為例，相對(duì)于光線的入射方向，該微透鏡為凸透鏡， 對(duì)光線具有會(huì)聚作用。參見圖5,微透鏡入射光線一側(cè)的材料折射率為n,， 微透鏡材料的折射率為 ， 一條平行于微透鏡主軸的光線入射到微透鏡時(shí)發(fā) 生折射現(xiàn)象，入射光線與法線的夾角為《，折射光線與法線的夾角為《，當(dāng) 02<《時(shí)，光線經(jīng)過透鏡會(huì)發(fā)生會(huì)聚作用，根據(jù)光的折射定律^ sin《="2 sin 02因此，要使《<《，則要求 〉",，因此本發(fā)明實(shí)施例提出的液晶面板對(duì) 微透鏡的材料有特定要求，即要求微透鏡的材料折射率大于微透鏡入射光線一側(cè)的材料的折射率。當(dāng)保護(hù)層315的材料折射率大于微透鏡陣列316相鄰 的靠近光源一側(cè)的材料的折射率時(shí)，微透鏡陣列316可以采用與保護(hù)層315 相同的材料，并且，微透鏡陣列316還可以采用其它材料，只要是滿足上述 要求的透明材料即可，具體可以采用高折射率的透明環(huán)氧樹脂材料、聚酰亞 胺、聚氨酯、聚碳酸酯或聚苯乙烯等。制作本發(fā)明實(shí)施例提出的液晶面板的方法流程如圖6所示，具體包括如 下步驟步驟601:采用與現(xiàn)有技術(shù)相同的方法，在下層玻璃基板31上制作多 個(gè)TFT 311、多個(gè)彩色濾光片單元313和介于多個(gè)彩色濾光片單元313之間 的BM 314;步驟602:在彩色濾光片單元上制作微透鏡陣列316。制作微透鏡陣列316的方法是制作凹坑陣列，將微透鏡材料填入凹坑 陣列制成微透鏡陣列316。在制作凹坑陣列時(shí)，可以采用半透膜光罩工藝，即按照微透鏡陣列的排 列方式，預(yù)先在光罩上設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的半透膜圖形，利用光在光罩材料中的穿透 率差異改變不同區(qū)域的曝光量分布，光線透過該光罩照射感光介質(zhì)，在感光 介質(zhì)上曝光刻蝕出凹坑陣列。步驟603:在微透鏡陣列上形成保護(hù)層315。步驟604:采用與現(xiàn)有技術(shù)相同的方法，在保護(hù)層315上與彩色濾光片 單元313相對(duì)應(yīng)的位置制作像素電極312，即完成下層玻璃基板31上的工 藝制作；步驟605:采用與現(xiàn)有技術(shù)相同的方法，將形成有透明的共同電極321 的上層玻璃基板32與制作后的下層玻璃基板31相貼合，貼合時(shí)中間留下3 至4應(yīng)的均勻空隙，空隙間填充液晶層33。 其中，步驟602可以采用如下兩種方法。 方法一此方法中的感光介質(zhì)為彩色濾光片單元313。 步驟1:采用半透膜光罩工藝在彩色濾光片單元313上制作凹坑陣列； 步驟2:在具有凹坑陣列的彩色濾光片單元313上形成透明的保護(hù)層材 料，保護(hù)層材料將凹坑陣列填滿則制成微透鏡陣列316，并且在凹坑陣列填 滿后再制作一層表面水平的保護(hù)層315。此步驟中也可以采用折射率大于彩 色濾光片單元折射率的透明材料將凹坑陣列填滿， 一次形成微透鏡陣列316 及其上的保護(hù)層315。方法二此方法中的感光介質(zhì)為透明層。步驟1:在TFT311、 BM314和彩色濾光片單元313上形成一層或多層透明層；步驟2:采用半透膜光罩工藝在透明層上對(duì)應(yīng)彩色濾光片單元313的位 置制作凹坑陣列；步驟3:在具有凹坑陣列的透明層上形成透明的保護(hù)層材料，保護(hù)層材 料將凹坑陣列填滿則制成微透鏡陣列316，并且在凹坑陣列填滿后接著形成 表面水平的保護(hù)層315。此步驟中也可以采用折射率大于透明層折射率的透 明材料將凹坑陣列填滿形成微透鏡陣列316及其上的保護(hù)層315。目前的液晶顯示器主要包括液晶面板、背光模組和驅(qū)動(dòng)電路，采用本發(fā) 明實(shí)施例提出的液晶面板制造液晶顯示器，不需要對(duì)液晶顯示器的背光模 組、驅(qū)動(dòng)電路等其它部件進(jìn)行改動(dòng)，即可提高液晶顯示器的顯示亮度。由以上實(shí)施例可見，本發(fā)明通過在現(xiàn)有的采用COA技術(shù)的液晶面板中 加入微透鏡陣列，使得光線透過彩色濾光片單元之后，經(jīng)過微透鏡陣列會(huì)聚， 從而提高了液晶面板的亮度，在不增加背光源發(fā)光量和光學(xué)膜的情況下，達(dá) 到了提高液晶顯示器亮度的效果?？傊陨纤鰞H為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保 護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等， 均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種液晶面板，包括下層玻璃基板、上層玻璃基板和液晶層，所述下層玻璃基板上制作有薄膜晶體管、保護(hù)層、像素電極、彩色濾光片單元和黑矩陣，所述上層玻璃基板上形成有透明的公共電極，其特征在于，所述下層玻璃基板上還包括微透鏡陣列；所述微透鏡陣列，位于彩色濾光片單元與保護(hù)層之間，對(duì)入射光線會(huì)聚并經(jīng)所述保護(hù)層進(jìn)入所述液晶層。
2、 如權(quán)利要求1所述的液晶面板，其特征在于，所述微透鏡陣列為完全相 同的微透鏡規(guī)則排列，所述微透鏡為具有固定半徑的半球形或球冠，或具有圓 錐系數(shù)或具有不同曲率半徑的形狀。
3、 如權(quán)利要求1所述的液晶面板，其特征在于，所述微透鏡陣列的材料為 折射率大于微透鏡入射光線 一 側(cè)的材料折射率的透明材料。
4、 如權(quán)利要求3所述的液晶面板，其特征在于，所述微透鏡陣列的材料為 保護(hù)層材料。
5、 一種液晶面板的制作方法，其特征在于，包括以下步驟A、 在下層玻璃基板上制作多個(gè)薄膜晶體管、多個(gè)彩色濾光片單元和介 于所述多個(gè)彩色濾光片單元之間的黑矩陣；B、 在彩色濾光片單元上制作微透鏡陣列；C、 在微透鏡陣列上形成保護(hù)層；D、 在保護(hù)層上與彩色濾光片單元相對(duì)應(yīng)的位置制作像素電極；空隙地貼合，空隙間填充液晶層。
6、 如權(quán)利要求5所述的制作方法，其特征在于，步驟B所述制作微透鏡 陣列為制作凹坑陣列；將微透鏡材料填入凹坑陣列制成微透鏡陣列，所述微透鏡陣列的材料為折射率大于微透鏡入射光線一側(cè)的材料折射率的透明材料。
7、 如權(quán)利要求6所述的制作方法，其特征在于，所述制作凹坑陣列為 采用半透膜光罩工藝，按照微透鏡陣列的排列方式，預(yù)先在光罩上設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的半透膜圖形，利用光在光罩材料中的穿透率差異改變不同區(qū)域的曝光 量分布，光線透過該光罩照射感光介質(zhì)，在感光介質(zhì)上曝光刻蝕出凹坑陣列。
8、 如權(quán)利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述步驟B為 在彩色濾光片單元上制作凹坑陣列，所述感光介質(zhì)為彩色濾光片單元； 將微透鏡材料填入凹坑陣列制成微透鏡陣列，所述微透鏡材料為保護(hù)層材料或折射率大于彩色濾光片單元折射率的透明材料。
9、 如權(quán)利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述步驟B為 在薄膜晶體管、黑矩陣和彩色濾光片單元上形成一層或多層透明層； 在透明層上制作凹坑陣列，所述感光介質(zhì)為透明層； 將微透鏡材料填入凹坑陣列制成微透鏡陣列，所述微透鏡材料為保護(hù)層材料或折射率大于透明層折射率的透明材料。
10、 一種液晶顯示器，包括液晶面板、背光模組和驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于， 所述液晶面板是如權(quán)利要求1所述的液晶面板。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種液晶面板，通過在現(xiàn)有的采用COA技術(shù)的液晶面板中加入微透鏡陣列，使得光線透過彩色濾光片單元之后，經(jīng)過微透鏡陣列會(huì)聚，從而提高了液晶面板的亮度。本發(fā)明還提供了一種液晶面板的制作方法和一種液晶顯示器，采用本發(fā)明的液晶面板及其制作方法和液晶顯示器，可以在不增加背光源發(fā)光量和光學(xué)膜的情況下提高液晶面板的亮度，進(jìn)而提高液晶顯示器的亮度。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK101566751SQ20091020346
公開日2009年10月28日 申請(qǐng)日期2009年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月21日
發(fā)明者慧 姚, 毛聯(lián)波 申請(qǐng)人:昆山龍騰光電有限公司