CN102375271A - 液晶显示面板、液晶显示器及液晶显示面板的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种液晶显示面板、包括所述液晶显示面板的液晶显示器、液晶显示面板的制造方法。所述液晶显示面板包括阵列基板、彩膜基板、位于阵列基板和彩膜基板之间的液晶层、位于阵列基板和彩膜基板之间的间隙物，所述间隙物包括球状间隙物和光间隙物，所述球状间隙物散布于阵列基板和彩膜基板之间，所述光间隙物位于彩膜基板上，所述球状间隙物的粒径R和光间隙物的高度H满足以下关系：H≥R×(1-X％)，其中，X％为球状间隙物的最大形变率。本发明的液晶显示面板或者液晶显示器具有较强的抗压能力。本发明液晶显示面板的制造方法可同时形成色阻和光间隙物，不增加制成的工序成本。

Description

液晶显示面板、液晶显示器及液晶显示面板的制造方法

技术领域

本发明涉及液晶显示领域，特别涉及一种液晶显示面板、液晶显示器及液晶显示面板的制造方法。

背景技术

液晶显示器以体积小，重量轻，低辐射等优点广泛应用于各种领域。

液晶显示面板是液晶显示器中最主要的组成部分。所述液晶显示面板包括阵列基板(TFT基板)、与所述阵列基板相对的彩膜基板(CF基板)、填充于阵列基板和彩膜基板之间的液晶，其中，所述阵列基板上的开关通过控制液晶分子的旋转，以调节外界光，同时，与彩膜基板相配合达到彩色显示的目的，所述液晶显示面板还包括用于粘合阵列基板和彩膜基板的封框胶。在制作液晶显示面板的过程中，采用封框胶密封位于阵列基板和彩膜基板之间液晶，形成液晶盒。

对于液晶显示面板而言，液晶盒厚度的均匀性会影响到响应速度、对比度和视角等显示特性，因此，所述液晶显示面板通常还包括位于阵列基板和彩膜基板之间的间隙物(Spacer)，用于维持液晶盒盒厚的均匀性。

在现有技术中，最常用的间隙物(Spacer)是球状间隙物(Ball Spacer)，参考图1，示出了现有技术液晶显示面板一实施例的示意图。所述液晶显示面板包括阵列基板101、彩膜基板102、液晶103和间隙物104，所述阵列基板101主要包括：多个TFT开关105，所述TFT开关105通过成膜、光刻、蚀刻等半导体工艺形成于第一玻璃106上；所述彩膜基板102主要包括：第二玻璃107以及形成于所述第二玻璃107上的彩色滤光层108，液晶103位于阵列基板101和彩膜基板102之间，所述间隙物104包括多个粒径相同的球状间隙物，所述球状间隙物由硅球外面包裹树脂制成，且均匀散布于液晶内，用于控制液晶盒的厚度。

然而，球状间隙物在应用中存在缺点，参考图3，示出了图1所示液晶显示面板不同状态的示意图。液晶显示面板在F1状态时，没有受到任何压力，球状间隙物可以很好的维持液晶盒盒厚；在F2状态时，由于液晶显示面板受到压力，球状间隙物被压缩；在F3状态时，施加于液晶显示面板上的压力增大，球状间隙物进一步被压缩，并超出了球状间隙物的形变范围；在F4状态时，液晶显示面板不再受力，但是球状间隙物已无法恢复到原来的粒径，液晶显示面板盒厚减小，从而严重影响液晶显示面板的显示特性。图3所示的液晶显示面板具有较差的抗压能力。

现有技术为了增强液晶显示面板的抗压能力，会增加球状间隙物的散布密度，但是球状间隙物的散布密度增加后，会导致液晶显示面板对比度下降、液晶滴下空间的减小、低温气泡等问题。

现有技术中还发展了光间隙物(Photo Spacer)的技术，参考图2，示出了现有技术液晶显示面板另一实施例的示意图。所述液晶显示面板包括阵列基板202、彩膜基板201、液晶203，所述液晶显示面板还包括位于彩膜基板201上、朝向液晶的光间隙物204，所述光间隙物204通常采用曝光、蚀刻的方法形成于彩膜基板201上，用于支撑液晶盒的盒厚。

然而，相比于球状间隙物，光间隙物的制造过程增加了一次或两次的曝光制程，导致产品成本的上升。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种液晶显示面板，以增强面板的抗压能力；同时不增加制成的工序成本。

为了解决上述问题，本发明提供一种液晶显示面板，包括阵列基板、彩膜基板、位于阵列基板和彩膜基板之间的液晶、位于阵列基板和彩膜基板之间的间隙物，所述间隙物包括球状间隙物和光间隙物，所述球状间隙物散布于阵列基板和彩膜基板之间，所述光间隙物位于彩膜基板上，所述球状间隙物的粒径R和光间隙物的高度H满足以下关系：H≥R×(1-x％)，其中，x％为球状间隙物的最大形变率。

所述光间隙物的高度小于液晶显示面板的盒厚。

所述光间隙物为第一色阻、第二色阻、第三色阻中的任意两种所构成的叠加结构。

所述光间隙物包括第一光间隙物、第二光间隙物、第三光间隙物中的任意一种、任意两种或三种，其中所述第一光间隙物包括红色色阻凸起、位于所述红色色阻凸起上的蓝色色阻凸起，第二光间隙物包括红色色阻凸起、位于红色色阻凸起上的绿色色阻凸起，第三光间隙物包括绿色色阻凸起、位于所述绿色色阻凸起上的蓝色色阻凸起。

所述光间隙物为第一色阻、第二色阻、第三色阻的叠加结构。

所述光间隙物包括红色色阻凸起、依次位于红色色阻凸起上的绿色色阻凸起、蓝色色阻凸起。

所述光间隙物为红色色阻凸起、蓝色色阻凸起、绿色色阻凸起和黑矩阵之中的任意两种或任意三种所构成的叠加结构。

所述彩膜基板包括玻璃以及位于玻璃上的黑矩阵，所述光间隙物位于所述黑矩阵上。

所述光间隙物为柱状体。

所述光间隙物为梯形凸台。

相应地，本发明还提供一种包括所述任意一种液晶显示面板的液晶显示器。

与现有技术相比，本发明的技术方案中，在液晶显示面板在承受压力时候，球状间隙物受力后压缩，所以球状间隙物可压缩至R×(1-X％)的高度，由于光间隙物的高度H≥R×(1-X％)，即在球状间隙物到达最小高度R×(1-X％)时(或之前)，光间隙物用于支撑液晶盒厚，从而避免了球状间隙物受较大压力后超过最大形变率，而无法恢复到原状态，从而提升了液晶显示面板的抗压能力。

本发明还提供一种液晶显示面板的制造方法，包括：提供第一玻璃基板；

在所述第一玻璃基板上沉积并刻蚀出黑矩阵，

形成第一色阻、第二色阻和第三色阻，同时形成由第一色阻、第二色阻和第三色阻中的任意两种或三种叠加而成的光间隙物，所述光间隙物的高度为H，

提供第二玻璃基板并形成阵列基板，

在第一玻璃基板和第二玻璃基板之间设置球状间隙物，所述球状间隙物的粒径为R，最大形变率为X％，并且所述光间隙物的高度H和球状间隙物粒径R之间的关系为：H≥R×(1-X％)，

在第一玻璃基板和第二玻璃基板之间形成液晶层，并贴合所述第一玻璃基板、第二玻璃基板。

本发明所提供的液晶显示面板的制造方法可以在不增加工序和成本的基础上制成具有上述具有抗压能力的液晶显示面板。

附图说明

图1是现有技术液晶显示面板一实施例的示意图；

图2是现有技术液晶显示面板另一实施例的示意图

图3是图1所示液晶显示面板不同状态的示意图；

图4是本发明液晶显示面板一实施例的示意图；

图5是对图4所示液晶显示面板施加压力时的液晶面板示意图；

图6是本发明液晶显示面板另一实施例的示意图；

图7至图9是本发明液晶显示面板制造方法实施例的示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

如背景技术所描述的，现有技术中的液晶显示面板通常只包括球状间隙物，造成液晶显示面板的抗压能力较差，其他的改进方案存在工艺复杂、成本上升、信赖性差等的问题。

针对上述问题，本发明提供一种液晶显示面板，所述液晶显示面板包括阵列基板、彩膜基板、位于阵列基板和彩膜基板之间的液晶、位于阵列基板和彩膜基板之间的间隙物，所述间隙物包括球状间隙物和光间隙物，所述球状间隙物散布于阵列基板和彩膜基板之间，所述光间隙物位于彩膜基板上，所述球状间隙物的粒径R和光间隙物的高度H满足以下关系：H≥R×(1-X％)，其中，X％为球状间隙物的最大形变率，X％是球状间隙物形变的临界值，如果球状间隙物的形变率超出X％，则球状间隙物无法恢复到原状态。

本发明的液晶显示面板在承受压力时候，球状间隙物受力后压缩，压缩的形变率为X，那么对于粒径为R的球状间隙物压缩后的高度为R×(1-X％)，由于球状间隙物具有最大形变率X％，所以球状间隙物可压缩至R×(1-X％)的高度，由于光间隙物的高度H≥R×(1-X％)，即在球状间隙物到达最小高度R×(1-X％)时(或之前)，光间隙物用于支撑液晶盒厚，从而避免了球状间隙物受较大压力后超过最大形变率，而无法恢复到原状态，从而提升了液晶显示面板的抗压能力。

此外，由于在外界压力较大时，光间隙物用于支撑液晶盒厚，那么光间隙物的散布密度可以适当降低，从而提升液晶滴下量空间。

较佳地，所述光间隙物的高度H小于液晶显示面板的盒厚，那么在液晶显示面板不受外界压力时，用于维持盒厚的只是球状间隙物，光间隙物高度较小，可以避免液晶滴下量难以控制、盒厚均匀性及稳定性差的问题，进而避免了常温气泡、颜色异常、周边不均或低温气泡等问题的发生，提高了液晶显示面板的信赖性。

下面结合具体实施例对本发明的技术方案进行进一步描述。参考图4，示出了本发明液晶显示面板一实施例的示意图，所述液晶显示面板包括：阵列基板301、彩膜基板302、位于阵列基板301和彩膜基板302之间的液晶(图未示)以及位于阵列基板301和彩膜基板302之间的球状间隙物303和光间隙物304，其中，

阵列基板301，包括位于第一玻璃310上的多个TFT开关(图未示)，用于控制液晶分子的偏转方向。

彩膜基板302，包括位于第二玻璃309上多个第一色阻306、第二色阻307和第三色阻308以及位于各色阻之间黑矩阵305，用于产生彩色的光。

球状间隙物303，用于维持液晶显示面板的盒厚，所述球状间隙物均匀分散布置于阵列基板301和彩膜基板302之间，球状间隙物的粒径为R，最大形变量为X％。

光间隙物304，位于彩膜基板302上，为第一色阻306、第二色阻307、第三色阻308中的任意两种材料所构成的叠加结构，所述光间隙物304的高度为H，H≥R×(1-X％)，例如，球状间隙物303的粒径R为6μm、最大形变量X％为50％；光间隙物304的高度H为3.5μm。

实际应用中，通常按照依次形成红色色阻、绿色色阻、蓝色色阻的顺序形成彩膜基板，光间隙物304包括第一光间隙物3041、第二光间隙物3042、第三光间隙物3043，所述第一光间隙物3041包括红色色阻凸起、位于所述红色色阻凸起上的蓝色色阻凸起，第二光间隙物3042包括红色色阻凸起、位于红色色阻凸起上的绿色色阻凸起，第三光间隙物3043包括绿色色阻凸起、位于所述绿色色阻凸起上的蓝色色阻凸起。

具体地，所述光间隙物304为柱状体，由柱状体的色阻叠加而成。

需要说明的是，在其他实施例中，所述光间隙物304可以包括第一光间隙物3041、第二光间隙物3042、第三光间隙物3043中的任意一项或任意两项。

较佳地，所述光间隙物304位于彩膜基板302的黑矩阵305上方，避免光间隙物304影响彩色图像的显示。

参考图5，示出了对图4所示液晶显示面板施加压力时的示意图。液晶显示面板在M1状态时，没有受到任何压力，球状间隙物可以很好的维持液晶盒厚，例如盒厚为5.5μm；在M2状态时，由于液晶显示面板受到较小压力，球状间隙物被压缩，此时由于压力较小，球状间隙物形变较小，还用于维持液晶盒厚，例如，液晶盒的厚度为4.55μm；在M3状态时，由于施加于液晶显示面板上的压力增大，液晶盒厚减小至3.5μm，此时由光间隙物起到支撑作用，由于球状间隙物的最小高度为3μm，所以未超出球状间隙物的形变范围；在M4状态时，移除液晶显示面板上的力，球状间隙物恢复到原来状态，液晶显示面板盒厚恢复到5.5μm，从而避免了液晶盒厚变化对显示特性的影响，提升了液晶显示面板的抗压能力。

在图4所示的实施例中，所述光间隙物为第一色阻、第二色阻、第三色阻中的任意两种所构成的叠加结构，本发明并不限制于此，还可以有其他的变形。

参考图6，示出了本发明液晶显示面板另一实施例的示意图，本实施例与前述实施例相同的部分不再赘述，本实施例与上述实施例的区别在于，所述光间隙物505是第一色阻506、第二色阻507、第三色阻508构成的叠加结构。所述光间隙物505的高度为H，光间隙物505与球状间隙物503的粒径满足以下条件：H≥R×(1-X％)，其中，X％为球状间隙物503的最大形变量，例如，球状间隙物503的粒径R为6μm、最大形变量X％为50％；光间隙物505的高度H为4.5μm。

实际应用中，通常按照依次形成红色色阻、绿色色阻、蓝色色阻的顺序形成彩膜基板，所述光间隙物505包括红色色阻凸起、依次位于红色色阻凸起上的绿色色阻凸起、蓝色色阻凸起。

具体地，所述光间隙物505为梯形凸台，由梯形凸台的色阻叠加而成。较佳地，所述光间隙物505位于彩膜基板509的黑矩阵504上。

实际应用中，设计人员可以根据色阻的厚度、球状间隙物的粒径R，灵活选择图4或图6所示的实施例，具体地说，色阻较薄时可采用图6所示的实施例，以使光间隙物的高度H满足条件H≥R×(1-X％)，当色阻较厚时可采用图4所示的实施例，防止光间隙物的高度较高而大于或等于液晶显示面板的盒厚。

需要说明的是，在上述实施例中光间隙物以色阻叠加结构为例，但是本发明并不限制于此，所述实施例有其他变形，例如光间隙物为色阻和黑矩阵的叠加结构，具体地说，所述光间隙物为红色色阻凸起、蓝色色阻凸起、绿色色阻凸起和黑矩阵之中的任意两种或任意三种所构成的叠加结构，述本领域技术人员可以根据上述实施例对本发明进行变形、替换和更新。

相应地，本发明还提供一种包括上述液晶显示面板的液晶显示器。

本发明还提供一种液晶显示面板的制造方法，所述方法包括以下步骤：

提供第一玻璃基板；

在所述第一玻璃基板上沉积并刻蚀出黑矩阵，

形成第一色阻、第二色阻和第三色阻，同时形成由第一色阻、第二色阻和第三色阻中的任意两种或三种叠加而成的光间隙物，所述光间隙物的高度为H，

提供第二玻璃基板并形成阵列基板，

在第一玻璃基板和第二玻璃基板之间设置球状间隙物，所述球状间隙物的粒径为R，最大形变率为X％，并且所述光间隙物的高度H和球状间隙物粒径R之间的关系为：H≥R×(1-X％)，

在第一玻璃基板和第二玻璃基板之间形成液晶层，并贴和所述第一、第二基板。

本发明液晶显示面板的制造方法中，同时形成色阻和光间隙物，不增加制成的工序成本。

下面结合具体实施例，进一步描述本发明液晶显示面板的制造方法。

首先，设计人员根据球状间隙物的粒径R及其最大形变率为X％、色阻的厚度得出具有两层色阻的叠加结构符合要求。

参考图7至图9，示出了本发明液晶显示面板制造方法一实施例的示意图。

如图7所示，在第一玻璃基板604上形成黑矩阵605之后，在黑矩阵605上、以及露出的第一玻璃基板604上沉积第一色阻材料602，之后通过只对第一区域透光的第一光罩601进行光刻；然后通过刻蚀的方法在黑矩阵605之间的第一区域形成第一色阻603。

参考图8，在形成第一光阻603之后，在黑矩阵605上、第一光阻603上、以及露出的第一玻璃基板604上沉积第二色阻材料606，之后通过采用对第二区域、第一光阻603左侧区域透光的第二光罩614进行光刻，然后通过刻蚀的方法在黑矩阵605之间的第二区域形成第二色阻607，同时在第一光阻左侧的黑矩阵605上形成第二光阻凸起608。

参考图9，在形成第二光阻607和第二光阻凸起608之后，在黑矩阵605上、第一光阻603上、第二光阻607上、第二光阻凸起608上以及露出的第一玻璃基板604上沉积第三色阻材料609，之后通过采用对第三区域、第一光阻603左侧区域、第二光阻左侧区域透光的第三光罩610进行光刻，然后通过刻蚀的方法在黑矩阵605之间的第三区域形成第三色阻611，同时在第一光阻左侧形成位于第二光阻凸起608上的第三光阻凸起612，在第二光阻左侧形成第三光阻凸起612，其中第二光凸起608以及位于第二光凸起608上的第三光阻凸起612构成光间隙物。第二光凸起608和第三光阻凸起612叠加在一起的高度为H。

然后还包括：提供第二玻璃基板并形成阵列基板的步骤。在第一玻璃基板和第二玻璃基板之间设置球状间隙物，球状间隙物的粒径为R，最大形变率为X％，并且光间隙物的高度H和球状间隙物粒径R之间的关系为：H≥R×(1-X％)。然后在第一玻璃基板和第二玻璃基板之间形成液晶层，并贴和所述第一玻璃基板、第二玻璃基板形成液晶显示面板。

本发明所提的液晶显示面板的制造方法，其中光间隙物的形成根据球状间隙物的粒径R和液晶显示面板的光阻层的厚度不同可以使用二层或者三层光阻叠加形成，只要光间隙物的高度H和球状间隙物的粒径R之间的关系满足H≥R×(1-X％)即可。

本发明还提供了一种液晶显示面板的制造方法，可同时形成色阻和光间隙物，不增加制成的工序成本。

综上，本发明提供了一种液晶显示面板以及包括所述液晶显示面板的液晶显示器，本发明液晶显示面板具有较强的抗压能力。本发明还提供了一种液晶显示面板的制造方法，可以在不增加工序和成本的基础上制成具有抗压能力的液晶显示面板。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (12)

1.一种液晶显示面板，包括阵列基板、彩膜基板、位于阵列基板和彩膜基板之间的液晶层、位于阵列基板和彩膜基板之间的间隙物，其特征在于，所述间隙物包括球状间隙物和光间隙物，所述球状间隙物散布于阵列基板和彩膜基板之间，所述光间隙物位于彩膜基板上，所述球状间隙物的粒径R和光间隙物的高度H满足以下关系：H≥R×(1-X％)，其中，X％为球状间隙物的最大形变率。

2.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，所述光间隙物的高度小于液晶显示面板的盒厚。

3.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，所述光间隙物为第一色阻、第二色阻、第三色阻中的任意两种所构成的叠加结构。

4.如权利要求3所述的液晶显示面板，其特征在于，所述光间隙物包括第一光间隙物、第二光间隙物、第三光间隙物中的任意一种、任意两种或三种，其中所述第一光间隙物包括红色色阻凸起、位于所述红色色阻凸起上的蓝色色阻凸起，第二光间隙物包括红色色阻凸起、位于红色色阻凸起上的绿色色阻凸起，第三光间隙物包括绿色色阻凸起、位于所述绿色色阻凸起上的蓝色色阻凸起。

5.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，所述光间隙物为第一色阻、第二色阻、第三色阻的叠加结构。

6.如权利要求5所述的液晶显示面板，其特征在于，所述光间隙物包括红色色阻凸起、依次位于红色色阻凸起上的绿色色阻凸起、蓝色色阻凸起。

7.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，光间隙物为红色色阻凸起、蓝色色阻凸起、绿色色阻凸起和黑矩阵之中的任意两种或任意三种所构成的叠加结构。

8.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，所述彩膜基板包括玻璃以及位于玻璃上的黑矩阵，所述光间隙物位于所述黑矩阵上。

9.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，所述光间隙物为柱状体。

10.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，所述光间隙物为梯形凸台。

11.一种包括权利要求1～10所述任意一种液晶显示面板的液晶显示器。

12.一种液晶显示面板的制造方法，其特征在于，包括：

提供第一玻璃基板；

在所述第一玻璃基板上沉积并刻蚀出黑矩阵，

形成第一色阻、第二色阻和第三色阻，同时形成由第一色阻、第二色阻和第三色阻中的任意两种或三种叠加而成的光间隙物，所述光间隙物的高度为H，

提供第二玻璃基板并形成阵列基板，

在第一玻璃基板和第二玻璃基板之间设置球状间隙物，所述球状间隙物的粒径为R，最大形变率为X％，并且所述光间隙物的高度H和球状间隙物粒径R之间的关系为：H≥R×(1-X％)，

在第一玻璃基板和第二玻璃基板之间形成液晶层，并贴合所述第一玻璃基板、第二玻璃基板。

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