CN103792722A - 一种显示装置、显示面板及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种显示装置、显示面板及其制作方法。该显示面板包括：对盒设置的第一基板和第二基板；磁性单元，所述磁性单元包括第一磁性子单元和第二磁性子单元，所述第一磁性子单元设置在第一基板上，所述第二磁性子单元设置在第二基板上，所述第一磁性子单元和第二磁性子单元相对应设置；所述第一磁性子单元中分布有第一磁性粒子，所述第二磁性子单元中分布有第二磁性粒子；所述第一磁性粒子和第二磁性粒子的磁性相反而使得第一磁性子单元和第二磁性子单元吸合。本发明提供的显示面板，采用设置磁性相反的第一磁性单元和第二磁性单元相互磁吸进行形成一个完整的结构层，可避免结构层在外力作用下发生偏移，增强结构层的稳定性，提高产品性能。

Description

一种显示装置、显示面板及其制作方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种显示装置、显示面板及其制作方法。
背景技术
在液晶显示技术中，液晶显示器件的暗态表现能力对于显示性能来说至关重要，它直接影响到对比度和视角性能。参考图1，理想的暗态亮度为零（lux=0），即背光入射光10经过下偏光片10、液晶层30和上偏光片20之后的光强为零。同时该黑矩阵40完全与TFT相对应。但实际的显示器件结构中，由于像素周边区域TFT结构存在不同的段差，使得液晶分子的取向不均匀，或者液晶分子在受栅极电压的影响，使得该区域存在漏光现象。
为了减少漏光，提高显示品质，现有技术中，在彩膜基板对应像素周边产生漏光的位置设置了黑矩阵（BM，black matrix），阻挡所产生的漏光。现有的黑矩阵采用吸光能力较强的黑色树脂材料制成，通过旋涂工艺和光刻工艺制作完成。
现有的这种使黑矩阵结构，在基板位置准确的情况下，能够较好起到减少漏光的作用。但是在实际的使用过程中，显示面板往往会受到外力的作用，该外力会使得：
1、受力区域的黑矩阵在水平方向上产生偏移，外力撤去后也不能恢复，黑矩阵失去阻挡像素周边的漏光的作用。参考图2。
2、受力区域的液晶盒厚发生变化，外力撤去后盒厚不能很快恢复，产生漏光，该现象在大尺寸面板中尤其突出；参考图3。
综上所述，现有的BM结构不能解决面板在发生水平偏移时的mura问题。基于黑矩阵存在的问题，同样也会存在于隔垫物或其他结构层中。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明解决如下技术问题，提供一种显示装置、显示面板及其制作方法，以克服现有技术中的黑矩阵等结构层在外力作用下容易发生偏移，造成漏光现象进而影响产品质量的缺陷。
（二）技术方案
为了解决上述技术问题，本发明一方面提供一种显示面板，包括：对盒设置的第一基板和第二基板；
磁性单元，所述磁性单元包括第一磁性子单元和第二磁性子单元，所述第一磁性子单元设置在第一基板上，所述第二磁性子单元设置在第二基板上，所述第一磁性子单元和第二磁性子单元相对应设置；
所述第一磁性子单元中分布有第一磁性粒子，所述第二磁性子单元中分布有第二磁性粒子；
所述第一磁性粒子和第二磁性粒子的磁性相反而使得第一磁性子单元和第二磁性子单元吸合。
优选地，所述第一磁性子单元和第二磁性子单元分别由树脂材料制成；
所述第一磁性粒子分布在第一磁性子单元的树脂材料中；
所述第二磁性粒子分布在第二磁性子单元的树脂材料中。
优选地，所述磁性单元为黑矩阵和/或隔垫物。
优选地，第一磁性子单元为黑矩阵，第一基板为彩膜基板，第二磁性子单元为隔垫物，第二基板为阵列基板。
优选地，所述第一磁性子单元和第二磁性子单元均具有两层结构，其中一层为纳米硬磁颗粒层，另一层为软磁金属罩层；所述软磁金属罩层的磁导率大于所述纳米硬磁颗粒层的磁导率，且所述软磁金属罩层位于所述纳米硬磁颗粒层和磁性子单元所在基板之间。
优选地，所述第一磁性粒子和第二磁性粒子均为硬磁材料。
优选地，所述第一磁性粒子和第二磁性粒子的粒径为100-2000纳米。
另一方面，本发明还提供一种显示装置，包括上述的阵列基板。
再一方面，本发明还提供一种显示面板的制作方法，包括：
步骤S1：提供树脂材料、第一磁性粒子及有机溶剂；
步骤S2：将树脂材料溶解在有机溶剂中，将第一磁性粒子散布于溶解有树脂材料的有机溶剂中，形成混合溶液；
步骤S3：将混合溶液涂布在第一基板表面；
步骤S4：将涂布有混合溶液的第一基板进行固化；
步骤S5：形成位于第一基板上的第一磁性子单元的图形；
步骤S6：将第一基板进行磁化处理，使第一磁性子单元中的第一磁性粒子产生统一的第一磁性；
步骤S7：按照步骤S1-S5的处理工艺，在第二基板上制作第二磁性子单元的图形；
步骤S8：将第二基板进行磁化处理，使第二磁性子单元中的第二磁性粒子产生统一的第二磁性，所述第二磁性与第一磁性的方向相反。
步骤S9：将第一基板与第二基板对盒。
优选地，所述步骤S6和S8在完成步骤S9之后进行。
（三）有益效果
本发明提供一种显示装置、显示面板及其制作方法，采用设置磁性相反的第一磁性单元和第二磁性单元相互磁吸进行形成一个完整的结构层，可避免结构层在外力作用下发生偏移，或者即使发生偏移也因为磁吸而回复到原来位置，有效增强结构层的稳定性，进而提高产品性能。
附图说明
图1为理想状态的暗态像素区示意图；
图2为黑矩阵发生水平位移时的mura示意图；
图3为受外力时盒厚变化引起的漏光示意图；
图4为本实施例一的显示面板结构示意图；
图5（a）～图5（c）为黑矩阵结构磁场线示意图；
图6为实施例一的显示面板中的黑矩阵分层结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明提供一种显示面板，包括：对盒设置的第一基板和第二基板；
磁性单元，所述磁性单元包括第一磁性子单元和第二磁性子单元，所述第一磁性子单元设置在第一基板上，所述第二磁性子单元设置在第二基板上，所述第一磁性子单元和第二磁性子单元相对应设置；
所述第一磁性子单元中分布有第一磁性粒子，所述第二磁性子单元中分布有第二磁性粒子；
所述第一磁性粒子和第二磁性粒子的磁性相反；通过具有磁性相反的第一磁性粒子和第二磁性粒子的共同作用下，使得第一磁性子单元和第二磁性子单元吸附在一起。
下面具体描述一下该磁性单元的工作原理：
磁场和电场共存于自然界，但二者的场独立存在，电场和磁场对对方的场分布没有影响，它们之间的相互作用表现为力的作用，在宏观上，该力可表述为磁场和电流的关系，即法拉第电磁感应定律；在微观上，该力可表述为磁场和运动电荷的关系，即洛伦兹力定律。
在宏观上，根据安培定律计算公式F=BIL·sinθ可知，磁场只对与其磁场方向有夹角的电流产生力的作用，而对与其磁场方向平行的电流不产生作用。
在微观上，根据洛伦兹力的计算公式f=Bqv·sinθ，同样可知，磁场只对与其磁场方向有夹角的运动电荷产生力的作用，而对与其磁场方向平行的运动电荷不产生作用。
（1）对电场分布的影响：根据上述观点，在像素充电完成，TFT关闭后的显示时间内，像素区域只有分布于像素电极表面的静电荷，静电荷与磁场无相互作用，即本设计中的磁场不影响电场分布，从而液晶分子仍然在电场的作用下实现显示功能。
（2）对电流传输的影响：在充电过程中，由于有运动的电流，若电流方向与磁场方向有一定的夹角，磁场将会对电荷产生作用力F，该作用力与电流的方向垂直（即霍尔效应，它使电荷趋向导体的一侧分布，但不会影响电流方向的传输效率。若电流方向与磁场平行，则不会有力的作用。在显示结构中，Gate和Data信号总会是一个与部分磁极的磁场垂直，另一个与部分磁极的磁场平行，但不管哪种情况，磁场均不会影响电流的传输，即不影响充电效率。
本发明通过在第一基板和第二基板上设置磁性相反的第一磁性子单元和第二磁性子单元，使得第一磁性子单元和第二磁性子单元可以较好地贴合在一起，避免在外力作用下结构层发生偏移，确保了结构层的稳定性，进而提高产品质量。
实施例一
如图4所示，本实施例中的磁性单元为黑矩阵。
本实施例中的显示面板包括对盒设置的第一基板10和第二基板20；该第一基板和第二基板之间填充液晶30。
黑矩阵包括第一磁性子单元（11、12）和第二磁性子单元（21、22），所述第一磁性子单元（11、12）设置在第一基板10上，所述第二磁性子单元（21、22）设置在第二基板20上，所述第一磁性子单元和第二磁性子单元相对应设置；
第一磁性子单元中分布有第一磁性粒子，所述第二磁性子单元中分布有第二磁性粒子；
第一磁性粒子和第二磁性粒子的磁性相反；通过具有磁性相反的第一磁性粒子和第二磁性粒子的共同作用下，使得第一磁性子单元和第二磁性子单元吸合。
图5（a）～图5（c）中的N、S分别表示第一磁性子单元与第二磁性子单元分中磁场的北、南极。黑色虚线箭头表示磁感应方向。
第一磁性子单元和第二磁性子单元均可以由树脂材料或聚合物制成。优选地由聚甲基丙烯酸甲酯材料制成。所述第一磁性粒子分布在树脂材料或聚合物中；第二磁性粒子分布在树脂材料或聚合物中。
第一磁性粒子和第二磁性粒子均可以为硬磁材料。硬磁材料可以使第一磁性子单元及第一磁性子单元具有很强的剩余磁场或保持恒定的磁性，优选地为γ-Fe3O4，且第一磁性粒子和第二磁性粒子的粒径优选地均约为100-2000纳米。
另外，如图6所示，第一磁性子单元和第二磁性子单元也可以均具有两部分结构，以图中示出的一个磁性子单元为例，其中一部分为纳米硬磁颗粒层13，另一部分为软磁金属罩层14，软磁金属罩层14位于第一基板10和纳米硬磁颗粒层13之间；所述软磁金属罩层13的磁导率大于所述纳米硬磁颗粒层14的磁导率。由于软磁金属罩层的磁导率大于所述纳米硬磁颗粒层的磁导率，因此，大部分磁场线从软磁金属罩层的壁内通过，集中于罩壳的开口处，而TFT器件处，磁感线非常少，可以达到磁屏蔽的目的。
其中，第一基板可以为彩膜基板或阵列基板；第二基板相应的可以为阵列基板或彩膜基板。
在具有磁反极性的第一磁性粒子及第二磁性粒子的作用下，使得第一磁性子单元和第二磁性子单元紧紧地磁吸在一起，当有外力作用在第一基板与第二基板上时，第一磁性子单元和第二磁性子单元不会轻易地发生横向移动，能够保持第一基板与第二基板间均一的厚度，因此，不会产生像素区域漏光的问题。即使外力过大致使第一磁性子单元和第二磁性子单元间发生横向移动时，在外力撤去后第一磁性子单元和第二磁性子单元也能很快恢复原来的位置，使发生错位的黑矩阵迅速恢复至初始位置，同样也不会产生像素边缘区域的漏光问题。
实施例二
本实施例与实施一存在的区别在于，本实施例中的磁性单元为隔垫物。隔垫物的设置与黑矩阵的结构相同，在此不再赘述。
实施例三
本实施例与实施一存在的区别在于，该磁性单元包括第一磁性子单元和第二磁性子单元，其中第一磁性子单元为黑矩阵，所述第二磁性子单元为隔垫物，黑矩阵设置在彩膜基板上，所述隔垫物设置在阵列基板上。该黑矩阵中分布有第一磁性粒子，所述隔垫物中分布有第二磁性粒子；设置第一磁性粒子和第二磁性粒子的磁性相反；通过具有磁性相反的第一磁性粒子和第二磁性粒子的共同作用下，使得黑矩阵和隔垫物吸附在一起。
需要注意的是，在上述实施例中描述磁性单元为某部件并不意指所有的某部件都必须为磁性单元。例如实施例一虽然描述磁性单元为黑矩阵，但并不是说明所有的黑矩阵都必须是磁性单元，而可能只是其中一部分黑矩阵形成为磁性单元，而哪些黑矩阵为磁性单元可以由本领域技术人员自行设定，只要在两个基板上的磁性单元呈位置对应排布即可。
下面以磁性单元为黑矩阵为例，来详细说明本发明的显示面板的制作方法，具体包括：
步骤S1：提供树脂材料、磁性粒子及有机溶剂；其中，磁性粒子可由高温分解法、水热法、共沉降法或机械法制成；
步骤S2：将树脂材料溶解在有机溶剂中，通过搅拌的方式将磁性粒子均匀散布于溶解有树脂材料的有机溶剂中，形成混合溶液；
其中，有机溶剂固含量优选地约为总重量的6%，该固含量可根据实际情况进行优化；磁性粒子优选地约为磁性树脂总重量的5-50%，磁性粒子的含量可根据所生产的面板尺寸调整，磁性粒子的含量与制作的面板尺寸成正比例关系。
步骤S3：采用旋涂或转印工艺，将混合溶液涂布在第一基板表面形成第一黑矩阵层；
步骤S4：将进行完步骤3的第一基板放入固化腔体内进行固化；
步骤S5：例如借助光刻工艺对已固化的第一黑矩阵层进行处理，获得位于第一基板上的第一黑矩阵的图形；
步骤S6：将第一基板放入磁化腔体中进行磁化，磁化腔施加有具有一定强度的第一磁场，用于使所述第一黑矩阵层中的磁性粒子产生统一的第一磁性分布；
磁化过程可以在一个具有一定强度磁场的固化腔体中一次完成固化第一黑矩阵层，并使第一黑矩阵层中的磁性粒子产生统一的第一磁性分布；也可以先在第一预固化腔体中对第一黑矩阵层进行预固化，第一预固化腔体存在一定强度的磁场，该磁场使第一黑矩阵层中的磁性粒子产生统一的第一磁性分布，然后将上述基板放在主固化腔体中进一步地加温固化。
步骤S7：重复步骤S1-S5的工艺，在第二基板制作第二黑矩阵的图形；
步骤S8、将第二基板放入磁化腔体中进行磁化，使第二黑矩阵中的磁性粒子具备统一的第二磁性分布，所述第二磁性与第一磁性的方向相反。
步骤S9、使预定对应的第一黑矩阵和第二黑矩阵位置对应，将第一基板与第二基板对盒。
在该方法中，也可以先不执行步骤S6和S8，待完成步骤S9之后，再对第一黑矩阵和第二黑矩阵进行磁化。
上述实施例提供的黑矩阵的制造方法中，固化过程中的固化温度最好不高于磁性粒子的居里温度。以防止磁性粒子的磁性消失。另外，在固化前磁性粒子不应当呈现磁性，以免影响磁性粒子在黑矩阵中的分布。
采用上述方法，就能制作之前实施例描述的显示面板产品。
制作磁性单元为其他结构的显示面板的工艺方法与上述制作方法基本类似，在此不再赘述。
另外，本发明还提供一种显示装置，包括之前实施例描述的显示面板。
该显示装置可以为：液晶面板、电子纸、OLED面板、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种显示面板，其特征在于，包括：
对盒设置的第一基板和第二基板；
磁性单元，所述磁性单元包括第一磁性子单元和第二磁性子单元，所述第一磁性子单元设置在第一基板上，所述第二磁性子单元设置在第二基板上，所述第一磁性子单元和第二磁性子单元相对应设置；
所述第一磁性子单元中分布有第一磁性粒子，所述第二磁性子单元中分布有第二磁性粒子；
所述第一磁性粒子和第二磁性粒子的磁性相反而使得第一磁性子单元和第二磁性子单元吸合。
2.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述第一磁性子单元和第二磁性子单元分别由树脂材料制成；
所述第一磁性粒子分布在第一磁性子单元的树脂材料中；
所述第二磁性粒子分布在第二磁性子单元的树脂材料中。
3.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述磁性单元为黑矩阵和/或隔垫物。
4.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，第一磁性子单元为黑矩阵，第一基板为彩膜基板，第二磁性子单元为隔垫物，第二基板为阵列基板。
5.如权利要求1-4任一项所述的显示面板，其特征在于，所述第一磁性子单元和第二磁性子单元均具有两层结构，其中一层为纳米硬磁颗粒层，另一层为软磁金属罩层；所述软磁金属罩层的磁导率大于所述纳米硬磁颗粒层的磁导率，且所述软磁金属罩层位于所述纳米硬磁颗粒层和磁性子单元所在基板之间。
6.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述第一磁性粒子和第二磁性粒子均为硬磁材料。
7.如权利要求6所述的显示面板，其特征在于，所述第一磁性粒子和第二磁性粒子的粒径为100-2000纳米。
8.一种显示装置，包括权利要求1-7任一项所述的显示面板。
9.一种制作显示面板的方法，其特征在于，包括：
步骤S1：提供树脂材料、第一磁性粒子及有机溶剂；
步骤S2：将树脂材料溶解在有机溶剂中，将第一磁性粒子散布于溶解有树脂材料的有机溶剂中，形成混合溶液；
步骤S3：将混合溶液涂布在第一基板表面；
步骤S4：将涂布有混合溶液的第一基板进行固化；
步骤S5：形成位于第一基板上的第一磁性子单元的图形；
步骤S6：将第一基板进行磁化处理，使第一磁性子单元中的第一磁性粒子产生统一的第一磁性；
步骤S7：按照步骤S1-S5的处理工艺，在第二基板上制作第二磁性子单元的图形；
步骤S8：将第二基板进行磁化处理，使第二磁性子单元中的第二磁性粒子产生统一的第二磁性，所述第二磁性与第一磁性的方向相反。
步骤S9：将第一基板与第二基板对盒。
10.如权利要求9所述的制作显示面板的方法，其特征在于，所述步骤S6和S8在完成步骤S9之后进行。
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