CN103901670A - 显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种显示装置。显示装置具有一液晶显示面板，液晶显示面板包括第一基板、第二基板、液晶层、多个间隙子及多个支撑元件。第一基板设有间隙子。液晶层配置于第一基板及第二基板之间。多个支撑元件设置于第二基板的表面，每一个支撑元件包含基底层及设于基底层与间隙子端面之间的支撑层，基底层的面积大于间隙子的端面面积。支撑层具有中央部及至少三条延伸部，这些延伸部以中央部为中心，向基底层的边缘放射状延伸。

Description

显示装置

技术领域

本发明涉及一种显示装置，特别是针对一种液晶显示面板。

背景技术

液晶显示面板主要包括一主动元件阵列基板（active component arraysubstrate）、一彩色滤光基板（color filter substrate）以及一液晶层（liquidcrystal layer）。在主动元件阵列基板与彩色滤光基板之间，以多个间隙子支撑，从而形成单元间隙（cell gap），提高液晶显示面板的机械强度以及抗变形性。含有多个液晶分子的液晶层即填充于单元间隙之间。

主动元件阵列基板与彩色滤光基板之间会产生电场，而此电场能改变液晶分子的排列，促使液晶显示面板显示出预期的影像。因此，主动元件阵列基板与彩色滤光基板之间的单元间隙（cell gap）以及液晶层厚度必须均匀，否则将影响液晶显示器的显示速度、视角与明亮对比等特性。

然而，主动元件阵列基板及彩色滤光基板对压组装，或拍打面板时，间隙子位置可能因受力而滑动或位移，造成单元间隙不均匀，而影响液晶层厚度的均匀度。如何避免液晶显示面板受外力的压迫而改变单元间隙与液晶层厚度，减少气泡或面板间隙不均的缺陷（Mura），并强化液晶显示面板的结构，增加液晶显示面板的抗压能力，是许多液晶显示面板的制造商努力研究的课题。

发明内容

为了降低面板发生低温气泡及间隙不均缺陷的风险，本发明在于提供一种液晶显示面板以及使用此液晶显示面板的显示装置。

为此，本发明实施例提出一种显示装置，显示装置包含液晶显示面板。液晶显示面板包括第一基板、第二基板、液晶层、多个间隙子及多个支撑元件。第一基板具有第一表面。第二基板具有相对于所述的第一表面的第二表面。液晶层配置在第一基板与第二基板之间。多个间隙子设置于第一表面上，且每一间隙子的顶部具有一端面。多个支撑元件设置于第二表面，且每一支撑元件对应一间隙子设置。其中至少一个支撑元件包含基底层及凸出于基底层上平面的支撑层，基底层的上平面面积大于所述间隙子的端面面积。所述支撑层具有中央部及至少三条延伸部，这些延伸部以中央部为中心，向基底层边缘放射状延伸。

本发明另一实施例的显示装置，除了前述液晶显示面板还包括电路板组件及组装壳体。电路板组件与液晶显示面板电性连接，并且，电路板组件与液晶显示面板配置于该组装壳体内。

综上所述，本发明所提供的液晶显示面板，采用包含基底层及支撑层的支撑元件后，具有下列优点：首先，当液晶显示面板压合时，可使间隙子较容易被压缩，确保压合后的彩色滤光基板与主动元件阵列基板之间，维持预设的间距，同时兼顾面板的静压强度，可降低产生气泡的风险并避免面板受力产生间隙不均缺陷（Mura）。支撑层对间隙子结构边缘产生破坏，间隙子有较佳的再压缩性，可降低面板在低温下产生气泡的风险。支撑元件基底层面积大于间隙子的端面面积，支撑层连接的延伸部大于间隙子的端面直径，可提供较大的位移容许范围（shift margin）。避免因为外力拍打时，间隙子移位，侧向摩擦力导致间隙子无法复归，降低偏移漏光发生的风险。相较于现有技术，本发明支撑元件的设计可以较为准确地估算间隙子的压缩程度，促使单元间隙较为均匀。

为使本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1显示本发明实施例的液晶显示面板未压合前局部剖面示意图；

图2A显示本发明实施例的主支撑元件的俯视图；

图2B显示图2A中沿线2B-2B剖面所绘制的剖面示意图；

图3A至3E显示本发明其他实施例的主支撑元件俯视图；

图4A显示本发明实施例的第二基板结构的局部上视图；

图4B显示图4A中沿线4B-4B剖面所绘制的局部放大剖面示意图；

图4C显示本发明另一实施例的主支撑元件的剖面图；

图5A显示本发明一实施例的显示器的立体示意图；及

图5B显示图5A中的显示器的分解示意图。

【主要元件符号说明】

1   液晶显示面板

10  第一基板

101 第一表面

20  第二基板

200    透明板

201    第二表面

30     液晶层

11     间隙子

11a    主间隙子

11b    辅助间隙子

110    端面

21     支撑元件

21a    主支撑元件

21b    辅助支撑元件

210    基底层

2100   上平面

211    支撑层

211a   支撑层顶面

211b   侧表面

2111   中央部

2112   延伸部

212     垫层

213     图案层

214     保护层

215     覆盖层

22      像素阵列

22s     扫描线

22d     数据线

220     像素单元

221     晶体管

221g    栅极

221d    漏极

221s    源极

222     像素电极

203     绝缘层

500     显示器

510     组装壳体

520     液晶显示面板

530       电路板组件

512、514  壳体组件

532       硬式线路板

534       可挠式线路板

具体实施方式

请参照图1，其简单示出本发明液晶显示面板未压合前的剖面示意图。该液晶显示面板1包括第一基板10、第二基板20、液晶层30、多个间隙子11及多个支撑元件21。

在本发明实施例中，第一基板10即为彩色滤光基板，具有一第一表面101。第二基板20即为主动元件阵列基板，具有一第二表面201。第二基板20以第二表面201面向第一表面101，与第一基板10相结合。液晶层30填充于第一基板10及第二基板20之间所形成的间隙中。

多个间隙子11，设置于第一基板10的第一表面101上，每一间隙子11顶部具有一端面110。而多个支撑元件21对应于间隙子11的位置，配置于第二表面201上。当第一基板10压合于第二基板20时，间隙子11提供第一基板10及第二基板20之间的支撑力，而支撑元件21则分别压触所对应间隙子11的端面110。

本发明实施例中，间隙子11区分为主间隙子11a及辅助间隙子11b。本实施例中，主间隙子11a及辅助间隙子11b具有相同的形状。在一实施例中，支撑元件21包含至少两种态样：主支撑元件21a及辅助支撑元件21b。主支撑元件21a及辅助支撑元件21b设置于第二基板20上不同的位置，具有不同的分布密度。并且，主支撑元件21a的顶部高于辅助支撑元件21b的顶部，也就是说，以第二表面为基准，主支撑元件21a的高度高于辅助支撑元件21b的高度。可解决在液晶滴入制程时，因为液晶填充量的变异，以及在制作间隙子11制程中，间隙子11高度的变异，造成液晶层厚度或间隙不均匀的问题。在另一实施例中，第二表面201上则未设置辅助支撑元件21b。

第一基板10与第二基板20对组，但尚未压合前，主间隙子11a会接触到主支撑元件21a，而辅助间隙子11b对准辅助支撑元件21b，但间隙子11b和辅助支撑元件21b之间仍相隔一距离。当第二表面201上未设置辅助支撑元件21b时，则辅助间隙子11b是和第二基板20之间相隔一距离。

当液晶显示面板1被压合时，辅助间隙子11b与辅助支撑元件21b（或与第二基板20）之间的距离，可提供间隙子11高度变异及液晶填充量变异的容许范围，降低面板间隙不均瑕疵（Mura）或气泡产生的机率。

另外，在现有液晶面板的组装过程中，当主动元件阵列基板与彩色滤光基板对组时，难免会产生相对位移，造成间隙子并未和支撑元件准确对位。再者，若间隙子的端面面积大于间隙子实际和支撑元件接触的面积，则在压缩间隙子时，间隙子的实际压缩量会与预估压缩量之间会产生一定的落差。当间隙子的预估压缩量小于实际的压缩量时，主动元件阵列基板与彩色滤光基板之间的间隙大于原本的默认值。但是，液晶填充量又是一定的量，因此液晶材料无法填满上述间隙，导致气泡产生。

本发明实施例的主支撑元件21a具有特殊设计，可解决上述问题，同时兼顾液晶显示面板1的静压强度。本实施例中，主支撑元件21a包含一基底层210及一支撑层211。请参照图2A及2B，分别显示本发明实施例的一主支撑元件21a的俯视图，及图2A中沿线2B-2B剖面所绘制的剖面示意图。基底层210设置于第二表面201，且基底层210的上平面2100面积大于主间隙子11a的端面110面积，以使间隙子11a的端面110与基底层210的上平面2100完全接触。另外，主间隙子11a的端面110在本实施例中为圆形，而相较于现有技术而言，端面110的面积比已知间隙子端面的面积小，因此在间隙子数量固定的前提下，本实施例中的主间隙子11a密度较低，从而减少低温气泡产生的机率。但也可依据需求选择其他几何形状，比如:椭圆形。不过，基底层210的外形可依据实际需求，设计为任意几何形状，在一实施例中，基底层210上平面2100的形状为对称的几何形状。在本实施例中，基底层210上平面2100为一四边形，可以是一正方形或一矩形。另外，在一实施例中，间隙子11的端面110为圆形，而基底层210上平面2100其中一边的边长与间隙子11端面110的直径总和，大于或等于34um。

所述的支撑层211凸出于基底层210的上平面2100。在一实施例中，支撑层211具有一中央部2111及至少三条延伸部2112。这些延伸部2112以所述中央部2111为中心，向基底层210边缘呈放射状延伸。

支撑层211的延伸部2112提供主间隙子11a偏移容许范围（shiftmargin）。并且，上述支撑元件21的结构使得液晶显示面板压合后，主间隙子11a的端面110先接触支撑层211。此时，主间隙子11a柱体的结构边缘被支撑层211所破坏，可提升主间隙子11a的压缩特性。由于支撑层211与间隙子端面110接触面积较小，主间隙子11a结构边缘被破坏具有较佳的再压缩性，从而降低面板在低温下产生气泡的风险。

而再继续施力时，主间隙子11a与辅助间隙子11b的端面110会分别接触到基底层210的上平面2100及辅助支撑元件21b（或第二基板20）。在被施加和前阶段相同应力的情况下，主间隙子11a可以对面板产生较大的静压强度，而主间隙子11a接触到基底层210的上平面2100后，被压缩的程度较小，可降低间隙不均（Mura）发生机率。另外，在辅助间隙子11b接触到辅助支撑元件21b（或第二基板20）时，也可分担受力。

在一实施例中，间隙子11的端面110为圆形，并且，延伸部2112的宽度W小于或等于间隙子11的端面110半径。

请参照图2B，支撑层211的侧表面211b，连接支撑层顶面211a及基底层210上平面2100。由于面板受到推力或在面板对组过程中，间隙子11可能会位移，而使间隙子11的端面110位于基底层210上平面2100时，并未接触到支撑层211。本发明一实施例中，支撑层侧表面211b与基底层210上平面2100的夹角θ小于60度且大于零度，换句话说，支撑层211具有一底角θ与一侧表面，而底角θ为上平面2100与侧表面211b之间所夹的锐角。底角θ小于60度并且大于零度。可使发生位移之间隙子11易归位。

请参照图3A至3E，显示本发明其他实施例的主支撑元件21a的俯视图。由第一基板10俯视，支撑层211顶面211a外形对称较佳，可以是点对称图形，有些支撑层211顶面211a外形甚至可以具有点对称性及线对称性。详细而言，支撑层211的对称点位于基底层210上平面2100的中心位置，或者支撑层211的对称轴经过上平面2100的中心位置，如图3A至3E所示。

在图3A的实施例中，基底层210上平面2100外形为正四边形，由俯视图观之，中央部2111为四边形。支撑层211具有至少四条延伸部2112，分别向基底层210上平面2100四边延伸，由俯视图观之，支撑层211的顶面211a形状呈十字形。在另一实施例中，这些延伸部2112的宽度由中央部2111朝向基底层210的上平面2100边缘而递减，而类似一星形，如图3B所示。

另一实施例如图3C所示，支撑层211具有至少四个延伸部2112，分别向基底层210四个角落延伸。在另一实施例中，支撑层211具有四个延伸部2112向基底层210的上平面2100四边延伸，而有另外四个延伸部2112向基底层210的上平面2100四角延伸。也就是说，由俯视图观之，支撑层顶面211a形状呈一米字形，如图3D所示。除此之外，另一实施例中，中央部2111外形为一环状体，如图3E所示。

支撑层211的设计可有多种不同的态样，在此不一一说明，本领域的普通技术人员可依照本发明的精神加以变化，均不脱离本发明的范围。

请同时参照图4A至4B。图4A显示第二基板20结构的局部上视图。图4B为图4A中沿线4B-4B剖面所绘制的局部放大剖面示意图。第二基板20包括一像素阵列22、一绝缘层203、一保护层214与一透明板200。图4A显示，像素阵列22包括多条扫描线22s，多条数据线22d以及多条共用线（未图式）。其中，这些扫描线22s与这些数据线22d交错定义出像素单元220。各个像素单元220包括一晶体管221及一像素电极222，其中晶体管221电性连接扫描线22s与数据线22d，而像素电极222电性连接晶体管221。

晶体管221可为一种场效应晶体管（Field-Effect Transistor,FET），因此各个晶体管221可以具有一栅极221g、一漏极221d以及一源极221s，其中源极221s电性连接数据线22d，漏极221d连接像素电极222，而栅极221g电性连接扫描线22s，在本实施例中，扫描线22s的一部分直接用来作为栅极221g。

本发明实施例中，前述像素阵列22与绝缘层203配置在透明板200上方，且绝缘层203会覆盖扫描线22s及数据线22d。请参照图4B，绝缘层203覆盖扫描线22s，且主支撑元件21a是配置在绝缘层203上。本实施例中主支撑元件21a包含一垫层212及一图案层213。在一实施例中，垫层212形成前述主支撑元件21a基底层210，而图案层213则形成支撑层211。

在一实施例中，垫层212可为一半导体层，并且是在形成通道层的制程中，同时形成于绝缘层203上。在其他实施例中，垫层212也可以是由金属或绝缘层组成的多层结构。

图案层213位于垫层212上，在一实施例中，图案层213为一金属层。制程上，是在源极和漏极金属层形成同时，也形成图案层213。但图案层213也可选择绝缘层，或者是由金属层及绝缘层组成的多层结构。优选实施例中，图案层213的图案具有点对称性或线对称性，比如：上述的十字形、米字形或星形等。

藉此，在面板压合过程中，间隙子11的端面110一开始与图案层213接触，接触面积较小，所以压缩间隙子11相对较容易，随着间隙子端面110接触到垫层212，接触面积增加，间隙子11也越不容易被压缩，但是，提供给面板的静压强度及支撑力却越大。

在一优选实施例中，所述的保护层214共形地覆盖绝缘层203与支撑元件21，并接触间隙子11的端面110。保护层214位于图案层213上，并顺形地覆盖垫层212及图案层213，使主支撑元件11a凸起的顶面与底面之间的连接面具有较平缓的坡度。因此，间隙子11即便错位，仍可通过连接面的缓坡移回原位。

本发明另一实施例请参照图4C，为本发明主支撑元件21a另一实施例的剖面图。主支撑元件21a包含一覆盖层215及一图案层213。覆盖层215位于图案层213上，并顺形地完全覆盖图案层213，而使支撑元件21的外形形成前述的基底层210及支撑层211。图案层213可为一半导体层，是在形成通道层的制程中，同时形成于绝缘层203上。而覆盖层215可为一金属层，和源极及漏极金属层同时形成。本实施例中，前述的保护层214同样顺形地覆盖支撑元件21及绝缘层203上，并接触间隙子11的端面110。

图5A是本发明一实施例的显示器的立体示意图，而图5B是图5A中的显示器的分解示意图。请参阅图5A与图5B，显示器500包括组装壳体510、液晶显示面板520以及电路板组件530，其中电路板组件530与液晶显示面板520皆配置于组装壳体510内。液晶显示面板520即具有前述实施例中液晶显示面板的技术特征。

组装壳体510可以包括两个壳体组件512、514，且壳体组件512与壳体组件514可以通过卡合或螺丝锁固的方式来结合。通过壳体组件512与514结合，显示装置520与电路板组件530得以配置在组装壳体510内。然而，在其他未示出的实施例中，依装配的设计需求，组装壳体510也可以分成三个或三个以上的组件，而电路板组件530与液晶显示面板520也可以采用其他方式来配置于组装壳体510内。因此，本发明并不以此为限。

显示装置520电性连接电路板530，且电路板组件530包括电源供应器、驱动元件、多个被动元件以及多个主动元件等电子元件。电路板组件530可以是一种软硬电路板（flex-rigid circuit board）。详细而言，电路板组件530包括硬式线路板（rigid circuit board）532以及可挠式线路板534（flexible circuit board）。

可挠式线路板534连接于硬式线路板532与显示装置520之间。据此，通过可挠式线路板534，电路板组件530得以电性连接显示装置520。此外，于实施例中，电路板组件530也可以通过多条导线来电性连接显示装置520。不过，本发明并不对电路板组件530的种类以及电性连接方式加以限定。

显示器500可以是桌上型电脑所使用的液晶屏幕（如图5A与图5B所示）、笔记型电脑的屏幕、液晶电视以及手持电子装置的屏幕，其中上述手持电子装置例如是手机、数码相机、数码摄影机、掌上型游乐器或个人数字助理器（Personal Digital Assistant，PDA）等。

综上所述，本发明所提供的液晶显示面板，采用包含基底层及支撑层的支撑元件后，具有下列优点：

当液晶显示面板压合时，间隙子柱体顶部的边缘结构被支撑层破坏，可使间隙子较容易被压缩，确保压合后的彩色滤光基板与主动元件阵列基板之间，维持预设的间距。并且，即便面板经压合后，间隙子仍有较佳的再压缩性，可降低产生气泡的风险。另外，由于基底层的上平面大于间隙子端面面积，可完整接触间隙子端面。因此，可使液晶显示面板的静压强度仍维持一定值，避免面板受力产生间隙不均缺陷（Mura）。

支撑层具有对称性且有多个呈放射状向外延伸的延伸部，可提供间隙子较大的位移容许范围（shift margin）。可避免因为外力拍打与基板对组位移时，间隙子移位，侧向摩擦力导致间隙子无法复归，有效降低偏移漏光与低温气泡的风险。另外，间隙子的端面可因此而更改设计为圆形，故可减少间隙子的分布密度，并统一设计规格，应用于各样产品。

间隙子压缩程度的预测可大幅提升，有利于进一步改良间隙子及支撑元件的设计。已知的间隙子端面仅有一部分与支撑元件接触，因此在预测间隙子的压缩行为时，会产生一定的误差。本发明的基底层的上平面可完整接触间隙子端面，因此，间隙子和基底层接触所产生的压缩行为，和以微小硬度计测试的结果相近，减少设计与实际误差。

虽然本发明以优选实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，所作更动与润饰的等效替换，仍为本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包含液晶显示面板，所述液晶显示面板包括：

第一基板，具有第一表面;

第二基板，具有与所述第一表面相对设置的第二表面;

液晶层，配置在所述第一表面与所述第二表面之间;

多个间隙子，设置于所述第一表面上，每一个所述间隙子具有一端面；

多个支撑元件，设置于所述第二表面上，且每一个所述支撑元件对应于一个所述间隙子设置，其中至少一个所述支撑元件包含：

基底层，设置于所述第二表面上，所述基底层的面积大于所述端面的面积；及

支撑层，设置于所述基底层与所述端面之间，所述支撑层包括中央部及至少三条延伸部，所述延伸部连接所述中央部，并且所述延伸部以所述中央部为中心朝所述基底层的边缘呈放射状延伸。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述基底层具有上平面，所述支撑层具有底角与侧表面，而所述底角为所述上平面与所述侧表面之间所夹的锐角，且所述底角小于60度且大于零度。

3.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述上平面的外形为四边形，所述支撑层具有四条所述延伸部，所述延伸部分别沿所述上平面朝所述基底层的四边延伸。

4.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述支撑层具有支撑层顶面，当从所述第一基板俯视所述支撑层的顶面时，所述支撑层的顶面的外形具有点对称性或线对称性。

5.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述延伸部的宽度由所述中央部朝向所述基底层的边缘递减。

6.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述端面为圆形，并且所述延伸部的宽度小于或等于所述端面的半径。

7.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述支撑层为图案层，而所述基底层为垫层，且所述图案层配置在所述垫层上。

8.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，至少一个所述支撑元件由覆盖层与图案层形成，所述覆盖层覆盖所述图案层。

9.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括保护层，所述保护层覆盖所述第二表面与所述支撑元件，并与所述端面相接触。

10.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于，所述第二基板包括像素阵列，所述像素阵列由多条扫描线与多条数据线交错设置而形成，而所述扫描线与所述数据线被一绝缘层所覆盖，所述保护层覆盖所述绝缘层，所述支撑元件配置在所述绝缘层上。

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