CN102636899B - 液晶显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液晶显示装置，包括相对设置的阵列基板和彩膜基板，在所述阵列基板或彩膜基板上涂有封框胶，在封框胶区域内有一显示区，在所述显示区的四周边缘到封框胶内侧的区域内设有负性热膨胀材料。本发明解决在低温时，液晶面板显示区内产生低温气泡；在高温时，产生高温垂流的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种显示装置，特别涉及一种液晶显示装置。
背景技术
传统的CRT显示器依靠阴极射线管发射电子撞击屏幕上的荧光粉来显示图像，但液晶显示的原理则完全不同。液晶显示器（Liquid Crystal Display，LCD）是平板显示器（FPD，Flat Panel Display）中最早被开发出来，并被商品化的产品。图1给出了显示屏中某一局部的上下横截面结构，从上到下依次为上层偏光板、彩膜基板、电极、液晶层、阵列基板和下偏光板。彩膜基板和阵列基板彼此有一定间隔，两个基板上的多个电极相互正对。液晶夹在两个基板之间，电压通过基板上的电极施加到液晶上，然后根据所作用的电压改变液晶分子的排列从而显示图像。因为如上所述液晶显示装置不发射光，它需要光源来显示图像，因此，液晶显示装置具有位于液晶面板后面的背光源。背光源发出的光线经过下偏光片，成为具有一定偏振方向的偏振光，经过液晶分子的扭转作用，可以控制显示屏的光线亮度，从而控制TFT-LCD画面的亮暗程度。控制液晶扭转的是加在液晶上的像素电压，电场强度不同，液晶分子的偏转角度也不同，透过的光强不一样，显示的亮度也不同，通过彩膜基板的RGB三原色的不同光强的组合可以得到所需的彩色显示。
液晶面板制作流程：制作彩膜基板及阵列基板，在彩膜基板和阵列基板上涂一层配向膜，赋予液晶方向性；在彩膜基板或是阵列基板上涂布一圈封框胶，使用液晶滴下装置在封框胶围成的区域内滴下适量的液晶，在真空环境中将另一枚基板与之贴合；使用紫外光照射和热硬化使封框胶硬化固定（封框胶成型），防止彩膜基板和阵列基板因受外力而发生偏移错位，而引起对位精度的下降，影响显示。图2是液晶显示面板的平面示意图。
如图3所示，当外界温度变低时，液晶面板框胶内的液晶密度随温度变化增大，液晶体积减少，由于PS（柱状支撑物，Photo Spacer）的支撑，盒厚基本无变化，导致液晶面板显示区内产生低温气泡。如图4所示，当外界温度变高时，液晶面板框胶内的液晶密度随温度变化变小，液晶体积变大，液晶面板垂直放置时，由于重力作用液晶就会向下聚集，导致高温垂流。
发明内容
发明目的：针对上述现有技术存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种液晶显示装置，解决在低温时，液晶面板显示区内产生低温气泡；在高温时，产生高温垂流的问题。
技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为一种液晶显示装置，包括相对设置的阵列基板和彩膜基板，在所述阵列基板或彩膜基板上涂有封框胶，在封框胶区域内有一显示区，在所述显示区的四周边缘到封框胶内侧的区域内设有负性热膨胀材料。
进一步地，所述负性热膨胀材料的体膨胀系数β满足条件：β≤-27β液晶，式中，β液晶为液晶的体膨胀系数。
进一步地，所述负性热膨胀材料使用涂布的方式设置在显示区的四周边缘到封框胶内侧的区域内，所述负性热膨胀材料的形状为条状或块状。
进一步地，所述负性热膨胀材料的厚度为0.5um至3.0um。
进一步地，所述负性热膨胀材料为负热膨胀合金或负热膨胀无机材料。
进一步地，所述负性热膨胀合金为NiTi基或FeNiCo系；所述负性热膨胀无机材料为Zr2W2O8基、Zn(CN)2或Cd(CN)2。
有益效果：本发明通过在显示区的四周边缘到封框胶内侧的区域内设置一定面积的具有负的热膨胀系数的材料，当外界温度变低时，该材料体积膨胀，可以修复由于液晶盒内液晶量偏少而产生的低温气泡等不良；当外界温度升高时，该材料体积收缩，可以修复由于液晶盒内液晶量偏多而引起高温垂流等不良，提高液晶显示器件的盒厚均匀性并且扩大液晶显示器的使用温度范围。该负性热膨胀填料可以是具备负膨胀性能的多种材料，如NiTi基及FeNiCo系列负热膨胀合金，Zr2W2O8基、Zn(CN)2和Cd(CN)2基负热膨胀无机材料等，该材料不与所用液晶盒内其它材料发生反应且该材料的体膨胀系数满足条件：β≤-27β液晶。
附图说明
图1为传统液晶显示屏的截面示意图；
图2为传统液晶显示面板的平面示意图；
图3为外界温度较低时在显示区内产生的低温气泡示意图；
图4为外界温度较高时在显示区产生的高温垂流示意图；
图5为在显示区的四周边缘到封框胶内侧的区域设置有一定间隔的条状或块状图形的负性热膨胀材料示意图；
图6为图5中断面处的断面示意图；
图7为图5中断面处的负性热膨胀材料低温膨胀后的示意图；
图8为图5中断面处的负性热膨胀材料高温收缩后的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
本发明具体是在显示区的四周边缘到封框胶内侧的区域内设置一定面积的具有负的热膨胀系数的材料，该材料的体膨胀系数满足条件：β≤-27β液晶。当外界温度变低时，该材料体积膨胀，可以修复由于液晶盒内液晶量偏少而产生的低温气泡等不良；当外界温度升高时，该材料体积收缩，可以修复由于液晶盒内液晶量偏多而引起高温垂流等不良，提高液晶显示器件的：盒厚均匀性并且扩大液晶显示器的使用温度范围。下面推导β≤-27β液晶：
已知条件：体膨胀系数β：β=ΔV/(V×ΔT)，式中，ΔV为体积的变化量，V为体积，ΔT为温度的变化量；
液晶密度ρ：ρ=-0.00078t+1.05，式中，t为温度；
体积守恒；ΔV液晶=-ΔV添加，即液晶体积的变化量与添加物体积的变化量的相反数相等。
以21.5英寸液晶面板的设计为例，设添加物的添加区域为整个非显示区（可添加的最大区域）：
常温下t=25℃时，
∵V总=446.2ml，盒厚=3.2μm，S添加/S框胶内=4.53%，式中，V总表示液晶盒的总体积，S添加表示添加物占液晶盒中的底面积，S框胶内表示封框胶内（即液晶盒）的底面积；
∴S框胶内=446.2/0.003.2=139437.5mm2，S添加=6316.51875mm2
设添加物的高度h添加=2.5μm
∴添加物的体积V添加=15.7913mm3，液晶的体积V液晶=430.4087mm3
∵液晶在25℃时的密度ρ液晶,25℃=-0.00078×25+1.05=1.0354mg/ml
∴液晶的质量m液晶=445.645mg
当外界温度在25℃到-10℃之间变化时，ΔT1=-35℃
ΔV液晶1=V液晶,-10℃-V液晶,25℃=m液晶/ρ液晶,-10℃-430.4087=-11.05688631
∴β液晶1=ΔV液晶1/(V液晶,25℃×ΔT1)=0.0007339792
∵ΔV添加1=-ΔV液晶1
∴β添加1=ΔV添加1/(V添加,25℃×ΔT1)=-ΔV液晶1/(15.7913×ΔT1)=-0.02000538508
∴β添加1/β液晶1=-27.256
当外界温度在25℃到50℃之间变化时，ΔT2=25℃
ΔV液晶2=V液晶,50℃-V液晶,25℃=m液晶/ρ液晶,50℃-430.4087=8.261606936
∴β液晶2=ΔV液晶2/(V液晶,25℃×ΔT2)=0.00076779181
∵ΔV添加2=-ΔV液晶2
∴β添加2=ΔV添加2/(V添加,25℃×ΔT2)=-ΔV液晶2/(15.7913×ΔT2)=0.02092698368
∴β添加2/β液晶2=-27.256
综上所述，得到添加物的体膨胀系数与液晶的体膨胀系数的关系式为：β添加≤-27β液晶。
如图5所示，通过在液晶显示器件的显示区的四周边缘到封框胶内侧的区域内设置一定面积的负性热膨胀材料。该材料可以使用涂布的方式设置在指定区域内，厚度在0.5um到3.0um，涂布的图形可以是有一定间隔的条状或块状图形。该负性热膨胀填料可以是具备负膨胀性能的多种材料，如NiTi基及FeNiCo系负热膨胀合金，Zr2W2O8基、Zn(CN)2和Cd(CN)2负热膨胀无机材料等，该材料不与所用液晶盒内其它材料发生反应。图6为图5断面处示意图。当外界温度变低时，液晶密度变大，体积变小，会产生低温气泡等不良，该材料则体积膨胀且ΔV添加=-ΔV液晶，将液晶气泡的体积补充，液晶气泡不良得以修复，如图7所示。当外界温度升高时，液晶密度变小，体积变大，液晶盒内液晶量偏多而引起高温垂流等不良，此时该材料体积收缩且ΔV添加=-ΔV液晶，将空间释放给液晶，液晶盒厚回复正常，区域偏白偏黄显示不均的不良现象将消失，不良得以修复，如图8所示。综上所述，该负性热膨胀材料可以解决外界环境温度变化导致的低温气泡和高温垂流等不良，提高液晶显示器件的盒厚均匀性并且扩大液晶显示器的使用温度范围。
Claims (1)
1.一种液晶显示装置，包括相对设置的阵列基板和彩膜基板，在所述阵列基板或彩膜基板上涂有封框胶，在封框胶区域内有一显示区，其特征在于：在所述显示区的四周边缘到封框胶内侧的区域内设有负性热膨胀材料，所述负性热膨胀材料的体膨胀系数β满足条件：β≤ -27 β液晶，式中，β液晶为液晶的体膨胀系数，在温度为25℃时，β/β液晶=-27.256；所述负性热膨胀材料的厚度为0.5 um至3.0 um；所述负性热膨胀材料为负热膨胀合金或负热膨胀无机材料；其中，所述负性热膨胀合金为NiTi基、或FeNiCo系；负性热膨胀无机材料为Zr2W2O8基、或Zn(CN)2或Cd(CN)2，所述负性热膨胀材料的形状为条状或块状。
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