CN101055353A - 液晶显示器及其支撑结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液晶显示器及其支撑结构，液晶显示器包含第一基板及第二基板，第二基板上设有多个扫描线及多个数据线，以界定出多个显示单元；该支撑结构包含控制模块组件与多个间隔件，间隔件设置于第一基板上且分别设置于各显示单元且对应于扫描线的位置，而其中部分间隔件直接抵靠于第二基板上的控制模块组件，其它间隔件则与控制模块组件保持间隙。

Description

液晶显示器及其支撑结构

技术领域

本发明涉及一种液晶显示器及其支撑结构；特别是垂直配向式液晶显示器中，具有对应设置于扫描线位置的间隔件的支撑结构。

背景技术

由于液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)具有省电、重量轻、低辐射及易携带等优点，已逐渐取代传统的显示器，成为显示器市场的主流。一般而言，液晶显示器由背光模块、液晶面板、彩色滤光片等主要元件所组成，其中，液晶面板包含上下二片基板、并在两个基板之间灌注液晶；通过基板上的控制元件，可控制各像素内液晶的偏转方向，以容许或遮挡背光模块所提供的光线通过，来决定各像素的亮暗。

为了在上基板(通常为彩色滤光片基板)与下基板(通常为薄膜晶体管基板)之间灌注液晶，已知采用球状间隔件(ball spacer)，使上、下基板彼此间形成间隙；然而，已知球状间隔件的大小、位置不易控制，常导致基板间隙的均匀度不佳。而随着工艺技术的演进，目前多采用感光性间隔件(photo-spacer)来取代已知的球状间隔件；由于感光性间隔件采用光学光刻技术(photolithography)所制成，相较于已知的球状间隔件更容易控制其大小及位置，可有效改善基板间隙的均匀度。

然而，在灌注液晶的过程中，若采用液晶滴注工艺(one drop fill，ODF)，为了提升各像素液晶的边界表现，可考虑使用混合式的感光性间隔件，来提供支撑的效果。详言之，感光性间隔件包含主间隔件(main photo-spacer)与辅助间隔件(sub photo-spacer)同时设置于上基板，其摆放在不同的位置且具有不同的形状与分布比例，其中主间隔件直接顶靠于下基板，而辅助间隔件则与下基板保持距离；当基板受到外力按压时，辅助间隔件才与下基板相互抵靠，进而提供额外的支撑力。

然而，已知的间隔件仍具有下列缺点：由于间隔件不同的摆位将会直接影响各像素的开口率；在垂直配向式液晶显示器中，间隔件的不当设置可能会影响液晶的旋转角度；在彩色滤光片工艺中，若考虑间隔件具有不同尺寸及分布，则必须同时监控两种感光性间隔件的大小，造成工艺监控上的困难；此外，已知间隔件分布，乃为间隔一段距离才设置有间隔件，具有支撑力不足的缺点。

有鉴于此，提供一种可提供足够支撑力且避免影响像素开口率的液晶显示器及其支撑结构，乃为此业界亟待解决的问题。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种液晶显示器及其支撑结构，考虑扫描线本身即具有定厚度，本发明所披露的支撑结构中，其间隔件对应设置于扫描线位置，且由于间隔件的设置位置不属显示区域，故不会影响各像素的开口率，亦不会因为间隔件的形状影响液晶的排列旋转。

本发明的另一目的在于提供一种液晶显示器及其支撑结构，其间隔件设计以周期性的排列方式设置于彩色滤光片基板上，其可具有同样的尺寸即可，故工艺可单纯化；而在薄膜晶体管基板的控制模块的工艺中，则刻意将部分区域设计为具有厚度较厚的结构，使与部分间隔件接触；而其它部分则设计为具有厚度较薄的结构，使与间隔件之间保留间隙，待基板受到按压时才提供辅助支撑；换言之，本发明通过控制模块的不同厚度，来决定两种间隔件的分布比例。

本发明的再一目的在于提供一种液晶显示器及其支撑结构，本发明的结构在工艺整合上较为容易，例如可在沉积数据线的同时，在扫描线的部分区域形成仅用以增加厚度、但不具导电功能的金属层，来增加此区域的厚度，由于此不导电金属层的设置，使得控制模块对应于间隔件具有不同的间隙，经过液晶滴注工艺后，可达到较佳液晶边界与面板抗压性。

为达上述目的，本发明披露一种液晶显示器及其支撑结构，液晶显示器包含第一基板、第二基板、垂直配向液晶层、多个扫描线、多个数据线及多显示控制元件，该扫描线与数据线形成于第二基板上，适可界定出多个显示单元，各显示控制元件分别对应于各显示单元、且连接其中一个扫描线与其中一个数据线；该支撑结构包含控制模块组件及间隔件组件，间隔件组件设置于该第一基板上且朝向设于第二基板上的控制模块组件，间隔件组件包含多第一间隔件以及多第二间隔件，而控制模块组件可对应区分为多第一控制模块与第二控制模块；其中，第一间隔件与第一控制模块至少局部接触，而第二间隔件则与第二控制模块间具有间隙，该第一间隔件及第二间隔件个别对应于各显示单元设置，且皆对应设置于第二基板的扫描线上。

为让本发明的上述目的、技术特征、和优点能更明显易懂，下文以优选实施例配合附图进行详细说明。

附图说明

图1为液晶显示器的示意图；

图2为本发明液晶显示器结构的局部上视图；

图3为本发明部分间隔件直接接触于控制模块的侧视图；以及

图4为本发明其它间隔件与控制模块间形成间隙的侧视图。

附图标记说明

10    液晶显示器             11    密封结构

12    液晶层                 20    第一基板

21    黑色矩阵结构           23    滤光层

30    第二基板               40    控制模块组件

41    扫描线                 41a   第一金属层

43    数据线                 50    显示单元

51    显示控制元件           60    间隔件组件

61    第一间隔件             63    第二间隔件

70a   第一控制模块           70b   第二控制模块

71    介电层                 73    第二金属层

75    保护层                 77    透明电极

t1    第一厚度               t2    第二厚度

d1    间隙

具体实施方式

图1所示为液晶显示器的示意图，液晶显示器10包含第一基板20、第二基板30及控制模块组件40所组成；其中，控制模块组件40设置于第二基板30上，用以协助控制各个显示像素的亮暗；另通过设于基板周缘的密封结构11，将液晶层12例如是垂直配向(Vertical Alignment，VA)液晶层，封装于第一基板20与第二基板30之间。一般而言，第一基板20为彩色滤光片基板，而第二基板30为薄膜晶体管基板。

请进一步参阅图2，所示为液晶显示器10的局部上视图，可更清楚地显示其细部结构。第二基板30上形成有多个扫描线41、多个数据线43、及控制模块组件40，其中，该扫描线41与数据线43适可界定出多个显示单元50；此外，还包含多显示控制元件51设置于第二基板30上，例如薄膜晶体管(thin-film transistor，TFT)，例如是具有下栅极结构的薄膜晶体管，各显示控制元件51分别对应于各显示单元50、且分别连接扫描线41及数据线43。通过显示控制元件51以及扫描线41与数据线43所传送的信号，来控制显示单元50的液晶扭曲，以决定是否容许光线通过。

相较于第二基板30上设置有控制模块组件40，在第一基板20上且朝向控制模块组件40则设置有对应于各显示单元50的间隔件组件60，其包含多个间隔件。详言之，间隔件组件60包含多第一间隔件61及多第二间隔件63，而本发明的特征在于，第一间隔件61及第二间隔件63皆对应设置于扫描线41上，避免影响显示单元50的开口率。请一并参阅图3及图4，其中图3为图2中沿3-3’的剖面图，而图4为图2中沿4-4’的剖面图。可以看出，第一间隔件61与控制模块组件40至少局部接触，而第二间隔件63与控制模块组件40之间则具有间隙d1。

为清楚且明确披露本发明的技术，可将控制模块组件40区分包含多第一控制模块70a与第二控制模块70b，其中第一控制模块70a对应于第一间隔件61，而第二控制模块70b对应于第二间隔件63。更明确而言，本发明的第一控制模块70a具有第一厚度t1，而第二控制模块70b具有第二厚度t2，而第二厚度t2小于第一厚度t1；由此，第一控制模块70a可与第一间隔件61接触，而第二控制模块70b与第二间隔件63之间则具有间隙d1。

通过第一间隔件61与第一控制模块70a直接接触，使第一基板20与第二基板30之间至少保持距离，以供液晶容置；当面板受到按压时，第二间隔件63便进一步抵掣第二控制模块70b，以提供辅助的支撑力。

请再次参阅图3，第一控制模块70a包含第一金属层41a、介电层71、第二金属层73、保护层75及透明电极77所组成，以顺序叠置而形成该第一厚度t1。其中，第二金属层73可于形成数据线43的工艺中一并成型，但与数据线43之间呈现绝缘状态，亦即第二金属层73并不具备导电功能，仅用来增加第一控制模块70a的第一厚度t1，此优点在于，本发明所披露的技术可不需为了增加第一厚度t1而另外增加其它工艺。需要说明的是，第一金属层41a与扫描线41电学连接，实际上，第一间隔件61与第二间隔件63可直接形成于扫描线41上，不仅不会降低开口率，由于第一间隔件61与第二间隔件63位在像素之间的扫描线41上，因此不会影响到像素中液晶的转动，避免影响像素的表现，而且可与现有的工艺整合，降低花费成本。此外，为增加第一控制模块70a的第一厚度t1，其任何一层结构皆可以设计于工艺中将其厚度增加，来可达到本发明的目的，在此不作限制。如已知地，第一基板20上亦设有黑色矩阵结构21及滤光层23，此为所属领域普通技术人员皆可了解的必要结构，在此不另赘述。

请再次参阅图4，第二控制模块70b包含第一金属层41a、介电层71、保护层75及透明电极77，以顺序叠置而形成第二厚度t2，由于第二控制模块70b并未增加其厚度，故第二控制模块70b的第二厚度t2将会小于第一控制模块70a的第一厚度t1，便可与第二间隔件63之间形成间隙d1。

上述的第一间隔件61及第二间隔件63优选地由感光材料所制成，更优选地，第一间隔件61与第二间隔件63的数量比例，基本上介于1∶1至1∶20之间；而本发明的技术尤其适用于垂直配向式的液晶显示器。

通过本发所披露的技术，将液晶显示器的间隔件皆设置于扫描线位置，由扫描线上的厚度不同，来决定部分间隔件直接抵掣控制模块、其它部分间隔件则与控制模块保持间隙的形式混合设置，可在不增加工艺、不影响显示像素的开口率之前提下，提供足够的支撑力。

上述的实施例仅用来例举本发明的实施态样，以及阐释本发明的技术特征，并非用来限制本发明的保护范畴。本领域技术人员可轻易完成的改变或均等性的安排均属于本发明所主张的范围，本发明的权利保护范围应以权利要求为准。

Claims (23)

1.一种用于液晶显示器的支撑结构，其中该液晶显示器包含第一基板、第二基板、多个扫描线及多个数据线，该扫描线与数据线设置于该第二基板上，适可界定出多个显示单元，该支撑结构至少包含：

控制模块组件，设置于该第二基板上且对应于该扫描线的位置；以及

间隔件组件，包含多个第一间隔件与多个第二间隔件，其设置于该第一基板上且朝向该控制模块组件；

其中，该第一间隔件与该控制模块组件至少局部接触，而该第二间隔件与该控制模块组件间具有间隙，且该第一间隔件及第二间隔件与该扫描线对应设置。

2.如权利要求1所述的支撑结构，其中该液晶显示器为垂直配向式液晶显示器。

3.如权利要求2所述的支撑结构，其中该液晶显示器还包含多薄膜晶体管，分别设置于各该显示单元，各该薄膜晶体管具有栅极结构。

4.如权利要求2所述的支撑结构，其中该控制模块组件具有第一厚度，且其位置对应于各该第一间隔件，使与该第一间隔件接触。

5.如权利要求4所述的支撑结构，其中该控制模块组件包含第一金属层、介电层、第二金属层、保护层及透明电极，以顺序叠置而形成该第一厚度。

6.如权利要求5所述的支撑结构，其中该第一金属层与该扫描线电学连接。

7.如权利要求6所述的支撑结构，其中该第二金属层与该数据线形成于同一互相绝缘的结构层。

8.如权利要求4所述的支撑结构，其中该控制模块组件对应于各该第二间隔件具有第二厚度，该第二厚度小于该第一厚度。

9.如权利要求8所述的支撑结构，其中该控制模块组件包含第一金属层、介电层、保护层及透明电极，以顺序叠置而形成该第二厚度。

10.如权利要求1所述的支撑结构，其中该第二间隔件与该第一间隔件的数量比例，基本上介于1至20之间。

11.如权利要求1所述的支撑结构，其中各该第一间隔件及第二间隔件由感光材料所制成。

12.一种液晶显示器，包含：

第一基板；

第二基板；

多个扫描线，设置于该第二基板上；

多个数据线，设置于该第二基板上，且与该扫描线共同界定出多个显示单元；

多显示控制元件，设置于该第二基板上，各该显示控制元件分别对应于各该显示单元，且分别连接对应的该扫描线与该数据线；

多个间隔件，各该间隔件分别对应于各该显示单元，设置于该第一基板上，且对应于该第二基板上的扫描线；以及

多第一控制模块与第二控制模块，设置于该第二基板上，且分别对应于该间隔件，其中，各该第一控制模块与对应的该间隔件接触，且各该第二控制模块与对应的该间隔件之间具有间隙。

13.如权利要求12所述的液晶显示器，其中该液晶显示器为垂直配向式液晶显示器。

14.如权利要求13所述的液晶显示器，其中该显示控制元件为薄膜晶体管，且该薄膜晶体管具有栅极结构。

15.如权利要求13所述的液晶显示器，其中该第一控制模块具有第一厚度，使与对应的该间隔件接触。

16.如权利要求15所述的液晶显示器，其中该第一控制模块包含第一金属层、介电层、第二金属层、保护层及透明电极，以顺序叠置而形成该第一厚度。

17.如权利要求16所述的液晶显示器，其中该第一金属层与该扫描线电学连接。

18.如权利要求17所述的液晶显示器，其中该第二金属层与该数据线形成于同一互相绝缘的结构层。

19.如权利要求15所述的液晶显示器，其中该第二控制模块对应于各该间隔件具有第二厚度，该第二厚度小于该第一厚度。

20.如权利要求19所述的液晶显示器，其中该第二控制模块包含第一金属层、介电层、保护层及透明电极，以顺序叠置而形成该第二厚度。

21.如权利要求12所述的液晶显示器，其中该第二控制模块与该第一控制模块的数量比例，基本上介于1至20之间。

22.如权利要求12所述的液晶显示器，其中该间隔件由感光材料所制成。

23.一种液晶显示器，包含：

第一基板；

第二基板；

多个扫描线，设置于该第二基板上；

多个数据线，设置于该第二基板上，且与该扫描线共同界定出多个显示单元；

垂直配向液晶层，设置于该第一基板与该第二基板之间；

多显示控制元件，设置于该第二基板上，各该显示控制元件分别对应于各该显示单元，且分别连接对应的该扫描线与该数据线；

多个间隔件，各该间隔件分别对应于各该显示单元，设置于该第一基板上，且对应于该第二基板上的扫描线；以及

多第一控制模块与第二控制模块，设置于该第二基板上，且分别对应于该间隔件，其中，各该第一控制模块与对应的该间隔件接触，且各该第二控制模块与对应的该间隔件之间具有间隙。

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