CN102981317B - 一种彩膜基板、液晶面板及液晶显示器 - Google Patents

一种彩膜基板、液晶面板及液晶显示器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种彩膜基板、液晶面板及液晶显示器，该彩膜基板包括：玻璃基板、主支撑物和辅支撑物，每个所述主支撑物包括第一底部和第一顶部，其中：所述第一底部设置在所述玻璃基板上，所述第一底部采用的材料的弹性回复率大于等于第一设定值，所述第一底部采用的材料的可承受压强小于第二设定值；所述第一顶部设置在所述第一底部上，所述第一顶部采用的材料的弹性回复率小于等于第三设定值，所述第一顶部采用的材料的可承受压强大于等于所述第二设定值。该方案既可以维持主支撑物较高的弹性，同时可以保证主支撑物与TFT接触的表面不再陷入到TFT沟道中，保证了辅支撑物到TFT基板的距离D，进而保证液晶的工程范围。

Description

一种彩膜基板、液晶面板及液晶显示器
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，尤指一种彩膜基板、液晶面板及液晶显示器。
背景技术
液晶面板的对盒过程为：在薄膜晶体管（Thin Film Transistor，TFT）阵列基板或彩膜基板边缘涂覆密封胶，并滴注适量的液晶后，将二者对盒就可以得到液晶面板，液晶面板的厚度是靠液晶和支撑物共同实现的。
上述支撑物一般设置在彩膜基板上，包括主支撑物和辅支撑物两类，主支撑物和辅支撑物都采用弹性大且硬度低的材料制成，采用的材料的弹性回复率≥70％，弹性回复率为弹性变形量与总变形量的比值，可以衡量材料的弹性；采用的材料的可承受压强为100-185N/mm2，材料的可承受压强可以衡量材料的硬度高低。现有技术中将彩膜基板划分为多个小块，每个小块包含设定个数的像素单元，在每个小块包含的像素单元中选用一个像素单元设置主支撑物，其他像素单元全部或部分设置辅支撑物，如选用90个像素单元为一小块。主支撑物和辅支撑物的具体设置方式有两种：第一种，主支撑物和辅支撑物均与TFT阵列基板上的TFT对应设置，图1所示为液晶面板一个小块的俯视图，图2所示为液晶面板的剖面示意图，该液晶面板中的主支撑物11设置在彩膜基板的玻璃基板10上，并且与TFT20接触设置，辅支撑物12与TFT阵列基板之间有一定的距离D，该距离D实际上为辅支撑物12和TFT20之间的距离；第二种，主支撑物与TFT阵列基板上的TFT对应设置、辅支撑物不与TFT阵列基板上的TFT对应设置，图3所示为液晶面板一个小块的俯视图，图4所示为液晶面板的剖面示意图，该液晶面板中的主支撑物11设置在彩膜基板的玻璃基板10上，并且与TFT20接触设置，辅支撑物12与TFT基板之间有一定的距离D。
对于厚度一定的液晶面板，所需的液晶量也是一定的，但是，由于液晶滴注设备的精度和彩膜基板上的主支撑物高度不均一等客观原因，不能严格控制每滴液晶的量为液晶面板的最适液晶量，这就导致了最终每个液晶面板中实际滴注的液晶量与最适液晶量有一定差距。为了保证液晶面板不会出现因液晶未充满而产生气泡或因液晶过填充导致产品不良等问题，就要求在设计液晶面板时需要考虑合适的液晶滴注范围，能够保证产品安全的液晶滴注范围被称为液晶的工程范围，从设计角度考虑，该值越大越好，液晶面板的良品率越高。从图2和图4中可以看出，液晶的工程范围与距离D有直接关系，D越大，液晶的工程范围越大，D越小，液晶的工程范围越小。
在上述两种方式中，对盒后在大气压作用下，主支撑物与TFT发生挤压，由于主支撑物硬度较低，主支撑物与TFT接触的表面会陷入到TFT的沟道中，主支撑物的有效高度降低，这就导致了辅支撑物与TFT阵列基板距离D减小，进而影响液晶的工程范围。
发明内容
本发明实施例提供一种彩膜基板、液晶面板及液晶显示器，用以解决现有技术中存在的主支撑物与TFT接触的表面陷入到TFT沟道中，导致的辅支撑物与TFT阵列基板距离D减小，进而影响液晶的工程范围的问题。
一种彩膜基板，包括玻璃基板、主支撑物和辅支撑物，每个所述主支撑物包括第一底部和第一顶部，其中：
所述第一底部设置在所述玻璃基板上，所述第一底部采用的材料的弹性回复率大于等于第一设定值，所述第一底部采用的材料的可承受压强小于第二设定值；
所述第一顶部设置在所述第一底部上，所述第一顶部采用的材料的弹性回复率小于等于第三设定值，所述第一顶部采用的材料的可承受压强大于等于所述第二设定值。
一种液晶面板，包括薄膜晶体管TFT阵列基板和上述的彩膜基板。
一种液晶显示器，包括上述液晶面板。
本发明有益效果如下：
本发明实施例提供的彩膜基板、液晶面板及液晶显示器，该彩膜基板包括玻璃基板、主支撑物和辅支撑物，每个所述主支撑物包括第一底部和第一顶部，其中：所述第一底部设置在所述玻璃基板上，所述第一底部采用的材料的弹性回复率大于等于第一设定值，所述第一底部采用的材料的可承受压强小于第二设定值；所述第一顶部设置在所述第一底部上，所述第一顶部采用的材料的弹性回复率小于等于第三设定值，所述第一顶部采用的材料的可承受压强大于等于所述第二设定值。该方案中的主支撑物包括第一底部和第一顶部两部分，第一底部采用的材料的弹性回复率大于等于第一设定值且可承受压强小于第二设定值，这样可以维持主支撑物较高的弹性；第一顶部采用的材料的可承受压强大于等于第二设定值且弹性回复率小于等于第三设定值，这就可以保证主支撑物与TFT接触的表面不再陷入到TFT沟道中，保证了辅支撑物到TFT基板的距离D，进而保证液晶的工程范围。
附图说明
图1为现有技术中第一种设置主支撑物和辅支撑物的方式俯视图；
图2为现有技术中第一种设置主支撑物和辅支撑物的剖面示意图；
图3为现有技术中第二种设置主支撑物和辅支撑物的方式俯视图；
图4为现有技术中第二种设置主支撑物和辅支撑物的剖面示意图；
图5为本发明实施例中对应于现有技术中的第一种设置主支撑物和辅支撑物的方式的彩膜基板的结构示意图；
图6为本发明实施例中对应于现有技术中的第二种设置主支撑物和辅支撑物的方式的彩膜基板的结构示意图；
图7为本发明实施例中在图5的基础上设置辅支撑物的彩膜基板的结构示意图；
图8为本发明实施例中在图6的基础上设置辅支撑物的彩膜基板的结构示意图；
图9为本发明实施例中包含如图5所示的彩膜基板的液晶面板的结构示意图；
图10为本发明实施例中包含如图6所示的彩膜基板的液晶面板的结构示意图；
图11为本发明实施例中包含如图7所示的彩膜基板的液晶面板的结构示意图；
图12为本发明实施例中包含如图8所示的彩膜基板的液晶面板的结构示意图。
具体实施方式
针对现有技术中存在的主支撑物与TFT接触的表面陷入到TFT沟道中，导致的辅支撑物与TFT阵列基板距离D减小，进而影响液晶的工程范围的问题，本发明实施例提供一种彩膜基板，与现有技术中辅支撑物有两种设置方式相对应，本发明实施例中彩膜基板的结构也可以有两种，分别如图5和图6所示，这两种彩膜基板的结构与现有技术中的彩膜基板的结构相同，都包括玻璃基板10、主支撑物11和辅支撑物12，只是主支撑物的结构与现有技术中不同，每个主支撑物11包括第一底部110和第一顶部111，其中：第一底部110设置在玻璃基板10上，第一底部110采用的材料的弹性回复率大于等于第一设定值，第一底部110采用的材料的可承受压强小于第二设定值，弹性回复率为衡量材料弹性的物理量；第一顶部111设置在第一底部110上，第一顶部111采用的材料的弹性回复率小于等于第三设定值，第一顶部111采用的材料的可承受压强大于等于第二设定值，可承受压强为衡量材料硬度的物理量。
该方案中的主支撑物包括第一底部和第一顶部两部分，第一底部采用的材料的弹性回复率大于等于第一设定值且可承受压强小于第二设定值，这样可以维持主支撑物较高的弹性；第一顶部采用的材料的可承受压强大于等于第二设定值且弹性回复率小于等于第三设定值，这就可以保证主支撑物与TFT接触的表面不再陷入到TFT沟道中，保证了辅支撑物到TFT基板的距离D，进而保证液晶的工程范围。
具体的，第一顶部和第一底部材料的选用有两种方式：
第一种，当第一顶部采用的材料和第一底部采用的材料不同时，第一顶部采用的材料密度均匀，第一底部采用的材料密度均匀。
当第一顶部采用的材料和第一底部采用的材料不同时，第一顶部采用的材料和第一底部采用的材料的密度可以是均匀的。在制备主支撑物时，由于第一底部和第一顶部采用的材料不同，可以首先在玻璃基板上涂覆第一底部的材料，掩膜曝光、显影得到第一底部，然后再涂覆第一顶部的材料，掩膜曝光、显影后得到第一顶部。
第二种，当第一顶部采用的材料和第一底部采用的材料相同时，第一顶部采用的材料密度不均匀，第一底部采用的材料密度不均匀。
当第一顶部采用的材料和第一底部采用的材料相同时，第一顶部采用的材料和第一底部采用的材料的密度是不均匀的。在制备主支撑物时，可以通过控制材料的沉积速率得到密度不均匀的材料。
具体的，上述第一顶部和/或第一底部为圆柱体。当然也可以起其它的形状，例如圆台体等等。
具体的，为了防止辅支撑物与TFT接触时陷入到TFT沟道中，也可以将辅支撑物设置为两部分，对应图5、图6两种方式，分别设置辅支撑物的两种方式如图7、图8所示，每个辅支撑物12包括第二底部120和第二顶部121，其中：第二底部120设置在玻璃基板10上，第二底部120采用的材料的弹性回复率大于等于第一设定值，第二底部120采用的材料的可承受压强小于第二设定值；第二顶部121设置在第二底部上，第二顶部121采用的材料的弹性回复率小于等于第三设定值，第二顶部121采用的材料的可承受压强大于等于第二设定值。
具体的，第二顶部和第二底部材料的选用有两种方式：
第一种，当第二顶部采用的材料和第二底部采用的材料不同时，第二顶部采用的材料密度均匀，第二底部采用的材料密度均匀。
当第二顶部采用的材料和第二底部采用的材料不同时，第二顶部采用的材料和第二底部采用的材料的密度可以是均匀的。在制备主支撑物时，由于第二底部和第二顶部采用的材料不同，可以首先在玻璃基板上涂覆第二底部的材料，掩膜曝光、显影得到第二底部，然后在涂覆第二顶部的材料，掩膜曝光、显影后得到第二顶部。
第二种，当第二顶部采用的材料和第二底部采用的材料相同时，第二顶部采用的材料密度不均匀，第二底部采用的材料密度不均匀。
当第二顶部采用的材料和第二底部采用的材料相同时，第二顶部采用的材料和第二底部采用的材料的密度是不均匀的。在制备主支撑物时，可以通过控制材料的沉积速率得到密度不均匀的材料。
具体的，上述第二顶部和/或第二底部为圆柱体。当然也可以起其它的形状，例如圆台体等等。
具体的，上述第一设定值为70％，第一底部采用的材料和第二底部采用的材料为弹性材料，弹性回复率大于等于70％。
具体可采用的材料为芳香族聚合物、脂肪族等树脂类聚合物，这些材料的弹性回复率大于70%，可承受压强在100-185N/mm2，材质较软。
具体的，上述第二设定值为185N/mm2，第三设定值为5％。较优的，第一顶部采用的材料和第二顶部采用的材料为塑性高硬度材料，弹性回复率小于5％，而可承受压强为185-562N/mm2。
具体可采用的材料为二氧化硅（SiO2）、金属类材料等等，这些材料的可承受压强在185-562N/mm2，几乎无弹性变形特性。
可承受压强的计算方法：在液晶面板内，单个主支撑物可承受压力F一般为2.5gf-4.5gf，第一顶部与TFT接近的表面的直径d一般为10-13um，根据公式可承受压强P=4F/πd2，就可以得出第一顶部采用的材料的可承受压强。当第一顶部采用的材料可承受压强在185~562N/mm2之间且弹性回复率小于5％时，即使第一顶部与TFT接触，也不会因TFT沟道引起表面形貌的损坏或变形，这样就不会嵌入到TFT沟道中。
基于同一发明构思，本发明实施例提供一种液晶面板，液晶面板可以设置在液晶显示器中，该液晶面板的结构如图9、图10所示。图9所示的液晶面板包含如图5所示的彩膜基板，图10所示的液晶面板包括如图6所示的彩膜基板。该液晶面板包括TFT阵列基板和彩膜基板。TFT阵列基板和彩膜基板通过密封胶3粘连，TFT阵列基板的每个像素单元设有TFT20。
具体的，为了防止辅支撑物与TFT接触式陷入到TFT沟道中，也可以将辅支撑物设置为两部分，如图11、图12所示，其中图11所示的液晶面板包含如图7所示的彩膜基板，图12所示的液晶面板包含如图8所示的彩膜基板。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种彩膜基板，包括玻璃基板、主支撑物和辅支撑物，其特征在于，每个所述主支撑物包括第一底部和第一顶部，其中：
所述第一底部设置在所述玻璃基板上，所述第一底部采用的材料的弹性回复率大于等于第一设定值，所述第一底部采用的材料的可承受压强小于第二设定值；
所述第一顶部设置在所述第一底部上，所述第一顶部采用的材料的弹性回复率小于等于第三设定值，所述第一顶部采用的材料的可承受压强大于等于所述第二设定值；
其中，所述第一设定值为70％，所述第二设定值为185N/mm2，所述第三设定值为5％。
2.如权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述第一顶部采用的材料密度均匀，所述第一底部采用的材料密度均匀，所述第一顶部采用的材料和第一底部采用的材料不同；或者
所述第一顶部采用的材料密度不均匀，所述第一底部采用的材料密度不均匀，所述第一顶部采用的材料和第一底部采用的材料相同。
3.如权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述第一顶部和/或第一底部为圆柱体。
4.如权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，每个所述辅支撑物包括第二底部和第二顶部，其中：
所述第二底部设置在所述玻璃基板上，所述第二底部采用的材料的弹性回复率大于等于所述第一设定值，所述第二底部采用的材料的可承受压强小于所述第二设定值；
所述第二顶部设置在所述第二底部上，所述第二顶部采用的材料的弹性回复率小于等于所述第三设定值，所述第二顶部采用的材料的可承受压强大于等于所述第二设定值。
5.如权利要求4所述的彩膜基板，其特征在于，所述第二顶部采用的材料密度均匀，所述第二底部采用的材料密度均匀，所述第二顶部采用的材料和第二底部采用的材料不同；或者
所述第二顶部采用的材料密度不均匀，所述第二底部采用的材料密度不均匀，所述第二顶部采用的材料和第二底部采用的材料相同。
6.如权利要求4所述的彩膜基板，其特征在于，所述第二顶部和/或第二底部为圆柱体。
7.如权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述第一顶部采用的材料和/或所述第二顶部采用的材料的可承受压强为185-562N/mm2。
8.一种液晶面板，其特征在于，包括薄膜晶体管TFT阵列基板和如权利要求1-7任一所述的彩膜基板。
9.一种液晶显示器，其特征在于，包括如权利要求8所述的液晶面板。
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