CN204331232U - 显示面板 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种显示面板，其包含第一基板、第二基板及位于两基板之间的显示介质，至少一间隙物位于第一基板的顶面上且位于第一基板与第二基板之间，配向膜形成于第一基板上且覆盖间隙物，间隙物在垂直第一基板的顶面的法向量方向具有第一宽度和第二宽度，第二宽度的高度位置比第一宽度的高度位置靠近第一基板，且第二宽度小于第一宽度，配向膜在间隙物的第一宽度处具有第一厚度，配向膜在间隙物的第二宽度处具有第二厚度，且第二厚度大于第一厚度。

Description

显示面板

技术领域

本实用新型涉及显示面板，特别是涉及显示面板的间隙物。

背景技术

目前平面显示器最主要的元件是液晶显示面板，液晶显示面板通常包含两片玻璃基板和液晶层，这两片玻璃基板分别为彩色滤光片(color filter；CF)基板和薄膜晶体管(thin-film transistor；TFT)基板，彩色滤光片基板与薄膜晶体管基板互相隔开一定距离，液晶层注入于这两片基板之间的空间内。

为了让两片基板之间的空间保持一定的距离，通常使用粒径均一的珠状间隔物(bead spacer)散布在两片基板之间，但是珠状间隔物可能会在液晶显示面板的制作工艺中造成微粒污染源，而且珠状间隔物的喷洒分布密度难以控制，导致珠状间隔物的散布密度不均匀，使得液晶显示面板的画面品质不佳且良率下降。

因应珠状间隔物的上述问题，发展出感光型间隙物(photo spacer)，以曝光和显影制作工艺形成的感光型间隙物具有较佳的分散均匀性，可以提高液晶显示面板的画面品质。

实用新型内容

感光型间隙物的形状一般为锥形或圆柱形，以支撑彩色滤光片基板与薄膜晶体管基板之间的间隙，然而，锥形及圆柱形感光型间隙物的弹性回复力较差，因此需要增加感光型间隙物的使用数量，而感光型间隙物的数量增加会降低显示面板的开口率，对于高分辨率的显示面板产生不利的影响。

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种显示面板，通过该显示面板的间隙物的结构改良，此间隙物具有底切结构，在靠近间隙物的底部处具有内缩的结构设计，由此可增加间隙物的弹性回复力。因此，当本实用新型的实施例的间隙物应用在高分辨率的显示面板时，可以减少间隙物的使用数量，增加显示面板的开口率。此外，本实用新型的实施例还提供覆盖在间隙 物上的配向膜的厚度设计，经由配向膜的厚度设计可以增加间隙物与基板之间的附着力，并且配向膜的厚度设计有利于显示面板中液晶分子的配向排列。

为达到上述目的，本实用新型提供的显示面板，其包含：第一基板，具有顶面；第二基板；显示介质位于第一基板与第二基板之间；至少一间隙物位于第一基板的顶面上，且此间隙物位于第一基板与第二基板之间，间隙物在垂直第一基板的顶面的法向量方向具有第一宽度和第二宽度，第二宽度的高度位置比第一宽度的高度位置靠近第一基板，且第二宽度小于第一宽度；以及配向膜形成于第一基板上且覆盖间隙物，配向膜在间隙物的第一宽度处具有第一厚度，配向膜在间隙物的第二宽度处具有第二厚度，且第二厚度大于第一厚度。

该间隙物在垂直该第一基板的一剖面还具有平行该第一基板的一最大宽度和一最小宽度，该最大宽度与该最小宽度的比值大于1且小于等于1.5。

该最大宽度与该最小宽度的比值范围为1.02至1.05。

该间隙物具有该最大宽度的高度位置在该间隙物总高度的60％至90％处。

该间隙物具有该最小宽度的高度位置在该间隙物总高度的0％至30％处。

该间隙物的最大宽度范围为5μm至20μm。

该间隙物的剖面形状为底部内缩的柱状。

该显示面板还包括一平坦层形成于该第一基板上，该平坦层位于该间隙物与该第一基板之间，并且该平坦层位于该配向膜与该第一基板之间。

覆盖于该间隙物顶部表面上的该配向膜具有一第三厚度，覆盖于该平坦层上的该配向膜具有一第四厚度，且该第三厚度小于该第四厚度。

覆盖于该平坦层上的该配向膜在靠近该间隙物处具有一第五厚度，该配向膜在远离该间隙物处具有一第六厚度，且该第五厚度大于该第六厚度。

该第一基板为彩色滤光片基板，且该第二基板为薄膜晶体管基板。

该第一基板为薄膜晶体管基板，且该第二基板为彩色滤光片基板。

该间隙物靠近该第一基板处具有一第一截面面积，该间隙物靠近该第二基板处具有一第二截面面积，且该第一截面面积小于该第二截面面积。

本实用新型的优点在于，可增加间隙物的弹性回复力，减少间隙物的使 用数量，增加显示面板的开口率，还可以增加间隙物与基板之间的附着力，并且通过配向膜的厚度设计，有利于显示面板中液晶分子的配向排列。

附图说明

为了让本实用新型的目的、特征、及优点能更明显易懂，以下配合所附的附图作详细说明如下：

图1为本实用新型一实施例的显示面板的剖面示意图；

图2为本实用新型另一实施例的显示面板的剖面示意图；

图3为本实用新型再一实施例的显示面板的剖面示意图；

图4为本实用新型又一实施例的显示面板的剖面示意图。

符号说明

100～显示面板； 

101～第一基板； 

101T～第一基板的顶面；

102～第二基板； 

103～透明基板； 

104～第一基板的顶面的法向量；

105～显示介质； 

107～间隙物； 

109～配向膜； 

111～彩色滤光层；

113～平坦层； 

W1～第一宽度； 

W2～第二宽度； 

Wmax～最大宽度； 

Wmin～最小宽度； 

T1～第一厚度； 

T2～第二厚度； 

T3～第三厚度； 

T4～第四厚度； 

T5～第五厚度； 

T6～第六厚度； 

H_T～间隙物总高度。

具体实施方式

以下详述本实用新型的显示面板的一些实施例，然而，可以理解的是，本实用新型提供的发明概念可以在各种广泛的背景中实施，在此所讨论的特定实施例仅用于说明本实用新型的一些实施例的制造与使用的特定方式，并非用于限定本实用新型的范围。

此外，为了让本实用新型的实施例的特征能够清楚地在附图中呈现和方便说明，附图中各元件的尺寸可能不按规格比例绘制，而采用放大或缩小的方式绘制。再者，在本实用新型的说明书的描述和附图中，各元件的上下方位关系并不表示显示面板的实际使用方向，在显示面板的实际使用上是以彩色滤光层面向使用者的方向为准。

参阅图1，其显示依据本实用新型的一些实施例，显示面板100的剖面示意图。显示面板100包含第一基板101和第二基板102，显示介质105位于第一基板101与第二基板102之间。为了让第一基板101与第二基板102之间的空间保持一定距离，在第一基板101与第二基板102之间还设置有间隙物107，且间隙物107形成于第一基板101的顶面101T上，间隙物107可以是形成在第一基板101上的感光型柱状间隙物，间隙物107的详细结构特征将说明如后。虽然图1中仅绘出一个间隙物107，实际上显示面板100具有多个间隙物107在第一基板101与第二基板102之间。

在一些实施例中，第一基板101可以是彩色滤光片(CF)基板，第二基板102可以是薄膜晶体管(TFT)基板。第一基板101(彩色滤光片(CF)基板)包含彩色滤光层111形成在透明基板103上，彩色滤光层111包含多个彩色滤光区块，这些彩色滤光区块的颜色包含红色、绿色和蓝色，并且在这些彩色滤光区块之间还形成有黑色矩阵(black matrix；BM)，黑色矩阵所围绕的单元区域可称为一个次像素区(sub-pixel area)，三个不同颜色的彩色滤光区块，例如红色、绿色和蓝色的彩色滤光区块所组成的区域可称为一个像素区(pixel area)。

此外，在彩色滤光层111上方还形成有平坦层(over coat)113，平坦层113的材质为透明光致抗蚀剂材料，平坦层113可以保护彩色滤光层，并且还具 有平坦化的效果，通过平坦层113的设置可以减少红色、绿色和蓝色的彩色滤光区块的断差值，提高第一基板101(彩色滤光片(CF)基板)表面的平整性。另外，在一些实施例中，在平坦层113上方还可形成共用电极(common electrode)，共用电极的材料为透明导电材料，例如铟锡氧化物(indium tinoxide：ITO)。

第二基板102(薄膜晶体管(TFT)基板)上形成有多个薄膜晶体管(TFTs)，这些薄膜晶体管排列成阵列(Array)形式，每一个薄膜晶体管可作为一个次像素区的开关元件。此外，第二基板102(薄膜晶体管基板)上还形成有多条扫描线(scan lines)和多条数据线(data lines)，扫描线的方向与数据线的方向互相垂直，并且薄膜晶体管设置在扫描线与数据线的交叉处附近，扫描线与数据线电连接至薄膜晶体管，这些薄膜晶体管、扫描线和数据线可采用显示面板常见的制造方法及材料形成。

另外，在第二基板102(薄膜晶体管基板)上方通常还会形成另一平坦层(未绘出)，此平坦层全面性覆盖薄膜晶体管、扫描线和数据线，以保护第二基板102(薄膜晶体管基板)上的各元件，并提高第二基板102(薄膜晶体管基板)表面的平整性。此外，于此平坦层上方还可形成像素电极(pixel electrode)，像素电极的材料为透明导电材料，例如铟锡氧化物(ITO)，像素电极可经由形成在此平坦层内的贯穿孔与薄膜晶体管产生电连接。

在一些实施例中，显示介质105可以是液晶层，为了让显示介质105中的液晶分子以一定的方向排列，在第一基板101上形成配向膜109并且覆盖间隙物107，配向膜109的材料可以是聚亚酰胺(polyimide；PI)，经由涂布制作工艺将配向膜材料覆盖在间隙物107和第一基板101上，待配向膜材料成膜之后，对配向膜材料进行定向摩擦处理(rubbing treatment)刷出沟槽，使得液晶分子依照配向膜109上的沟槽方向配向排列。虽然图1中未绘出，在第二基板102之上也会形成另一配向膜，使得显示介质105中的液晶分子依照第一基板101上的配向膜109和第二基板102上的配向膜的沟槽方向排列。

依据本实用新型的实施例，如图1所示，间隙物107具有底切结构(undercut structure)，使得间隙物107靠近第一基板101的底部处产生内缩，间隙物107的剖面形状为底部内缩的柱状。间隙物107的底切结构可以增加间隙物107的弹性回复力，由此可减少显示面板100内间隙物107的使用数量，进而增加显示面板100的开口率，因此，本实用新型的实施例的间隙物 可以应用在高分辨率的显示面板，例如可应用在分辨率大于300ppi(pixel per inch，每一英寸的像素量)的显示面板中，以减少间隙物的使用颗数，增加高分辨率的显示面板的开口率。

在本实用新型的一些实施例中，间隙物107为感光型柱状间隙物。首先，在第一基板101上方涂布形成间隙物107的感光材料，接着再经由曝光和显影制作工艺形成间隙物107。在曝光步骤中通过控制曝光的焦距和曝光的能量，可以让靠近第一基板101的感光材料被曝光的区域与远离第一基板101的感光材料被曝光的区域不同，因此经由显影步骤可以除去更多靠近第一基板101的感光材料，使得间隙物107产生底切结构。

本实用新型的实施例的间隙物107具有随着不同高度位置变化的宽度，如图1所示，间隙物107在垂直于第一基板101的顶面101T的法向量方向104上具有第一宽度W1和第二宽度W2，第二宽度W2的高度位置比第一宽度W1的高度位置更靠近第一基板101，并且第二宽度W2小于第一宽度W1。

此外，依据本实用新型的一些实施例，配向膜109在间隙物107的第一宽度W1处具有第一厚度T1，配向膜109在间隙物107的第二宽度W2处具有第二厚度T2，并且第二厚度T2大于第一厚度T1。

依据本实用新型的实施例，设置于不同位置的配向膜109具有不同的厚度，在一些实施例中，覆盖于间隙物107顶部表面上的配向膜109具有第三厚度T3，而覆盖于平坦层113上的配向膜109则具有第四厚度T4，并且第三厚度T3远小于第四厚度T4。在一些实施例中，第三厚度T3非常薄(特别是在主要间隙物顶部的配向层厚度即使使用扫描式电子显微镜(SEM)亦不容易观察到)，而配向膜109的第四厚度T4的范围则可约为20nm至70nm。

另外，覆盖于平坦层113上的配向膜109在不同位置也具有不同的厚度，在一些实施例中，覆盖于平坦层113上的配向膜109在靠近间隙物107处具有第五厚度T5，而配向膜109在远离间隙物107处则具有第六厚度T6，并且第五厚度T5大于第六厚度T6。在一些实施例中，配向膜109的第五厚度T5的范围可约为30nm至100nm，而配向膜109的第六厚度T6的范围可约为20nm至70nm。

配向膜109的不同膜厚可以经由调整配向膜材料的黏度和涂布配向膜材料的厚度达成，在一些实施例中，配向膜材料的黏度低，具有良好的流动性， 并且配向膜材料的涂布厚度大，如此可以在靠近间隙物107的底部处形成厚度较大的配向膜109。

依据本实用新型的实施例的配向膜的膜厚设计，配向膜109在靠近间隙物107的底部处具有较大的厚度，由此可以补偿间隙物107与第一基板101的接触面积变小所引发的附着力变差的问题，本实用新型的实施例的配向膜109可以保护间隙物107，让间隙物107不容易从第一基板101上剥离。

此外，依据本实用新型的实施例的配向膜的膜厚设计，配向膜109在靠近间隙物107的底部处具有平滑的轮廓，因此配向膜109的定向摩擦(rubbing)制作工艺不会因为间隙物107的底切结构而不容易施加，由于配向膜109在靠近间隙物107的底部处仍可以被刷出沟槽，因此液晶分子在靠近间隙物107的底部处也能够得到良好的配向，使得显示介质105中的液晶分子的配向排列容易控制，减少定向摩擦花纹(rubbing mura)的产生，进而提升了显示面板的画面品质。

依据本实用新型的实施例，间隙物107在垂直于第一基板101的一剖面还具有最大宽度Wmax和最小宽度Wmin，在一些实施例中，最大宽度Wmax与最小宽度Wmin的比值是大于1且小于或等于1.5，在一些实施例中，间隙物107的最大宽度Wmax与最小宽度Wmin的比值范围可以是在约1.02至约1.05。此外，依据本实用新型的一些实施例，间隙物107的最大宽度Wmax的高度位置是在间隙物107的总高度H_T的60％至90％处；而间隙物107的最小宽度Wmin的高度位置则是在间隙物107的总高度H_T的0％至30％处。另外，在一些实施例中，间隙物107的最大宽度Wmax的范围可以是约5μm至20μm。

参阅图2，其显示依据本实用新型的一些其他实施例，显示面板100的剖面示意图。如图2所示，间隙物107的最大宽度Wmax的高度位置是在间隙物107的总高度H_T的约90％处，而间隙物107的最小宽度Wmin的高度位置则是在间隙物107的总高度H_T的0％处。

参阅图3，其显示依据本实用新型的一些其他实施例，显示面板100的剖面示意图。如图3所示，在一些实施例中，间隙物107可以是长型的间隙物，间隙物107的最大宽度Wmax和最小宽度Wmin都大于间隙物107的总高度H_T，且间隙物107的最大宽度Wmax的高度位置是在间隙物107的总高度H_T的约60％处，并且间隙物107的最大宽度Wmax的范围可以是约5 μm至20μm。

参阅图4，其显示依据本实用新型的一些其他实施例，显示面板100的剖面示意图。如图4所示，间隙物107的最大宽度Wmax的高度位置是在间隙物107的总高度H_T的约80％处，而间隙物107的最小宽度Wmin的高度位置则是在间隙物107的总高度H_T的15％处。

此外，依据本实用新型的一些实施例，间隙物107靠近第一基板101处具有第一截面积，间隙物107靠近第二基板102处具有第二截面积，并且第一截面积小于第二截面积，间隙物107的这些截面定义为平行于第一基板101和第二基板102的表面。在一些实施例中，间隙物107的截面形状可以是圆形、椭圆形或其他合适的形状。

在本实用新型的一些其他实施例中，图1的显示面板100的第一基板101可以是薄膜晶体管基板，而第二基板102则可以是彩色滤光片基板，在此实施例中，具有底切结构的间隙物107是形成在薄膜晶体管基板上，间隙物107靠近薄膜晶体管基板的底部内缩，并且在间隙物107和薄膜晶体管基板上形成配向膜109，在此实施例中，间隙物107和配向膜109的特征如上述说明，在此不再重述。

依据本实用新型的实施例，设置在显示面板的第一基板和第二基板之间的间隙物具有底切结构，此底切结构可以增加间隙物的弹性回复力，因此可减少显示面板中的间隙物颗数，增加显示面板的开口率，适用于高分辨率的显示面板。

此外，依据本实用新型的实施例，覆盖在间隙物和第一基板上的配向膜在靠近间隙物的底切结构处具有较大的厚度，此配向膜的厚度设计可以让间隙物不会从第一基板上剥落，而且此配向膜的平滑轮廓有助于在靠近间隙物的底切结构处的配向膜的定向摩擦制作工艺的施加，让液晶分子的配向排列容易控制，由此提升了显示面板的画面品质。

Claims (13)

1.一种显示面板，其特征在于，该显示面板包括：

第一基板，具有顶面；

第二基板；

显示介质，位于该第一基板与该第二基板之间；

至少一间隙物，位于该第一基板的该顶面上，且该间隙物位于该第一基板与该第二基板之间，该间隙物在垂直该第一基板的该顶面的法向量方向具有第一宽度和第二宽度，该第二宽度的高度位置比该第一宽度的高度位置靠近该第一基板，且该第二宽度小于该第一宽度；以及

配向膜，形成于该第一基板上且覆盖该间隙物，该配向膜在该间隙物的该第一宽度处具有第一厚度，该配向膜在该间隙物的该第二宽度处具有第二厚度，且该第二厚度大于该第一厚度。

2.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，该间隙物在垂直该第一基板的一剖面还具有平行该第一基板的一最大宽度和一最小宽度，该最大宽度与该最小宽度的比值大于1且小于等于1.5。

3.如权利要求2所述的显示面板，其特征在于，该最大宽度与该最小宽度的比值范围为1.02至1.05。

4.如权利要求2所述的显示面板，其特征在于，该间隙物具有该最大宽度的高度位置在该间隙物总高度的60％至90％处。

5.如权利要求2所述的显示面板，其特征在于，该间隙物具有该最小宽度的高度位置在该间隙物总高度的0％至30％处。

6.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，该间隙物的最大宽度范围为5μm至20μm。

7.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，该间隙物的剖面形状为底部内缩的柱状。

8.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，该显示面板还包括平坦层，形成于该第一基板上，该平坦层位于该间隙物与该第一基板之间，并且该平坦层位于该配向膜与该第一基板之间。

9.如权利要求8所述的显示面板，其特征在于，覆盖于该间隙物顶部表面上的该配向膜具有第三厚度，覆盖于该平坦层上的该配向膜具有第四厚 度，且该第三厚度小于该第四厚度。

10.如权利要求8所述的显示面板，其特征在于，覆盖于该平坦层上的该配向膜在靠近该间隙物处具有第五厚度，该配向膜在远离该间隙物处具有第六厚度，且该第五厚度大于该第六厚度。

11.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，该第一基板为彩色滤光片基板，且该第二基板为薄膜晶体管基板。

12.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，该第一基板为薄膜晶体管基板，且该第二基板为彩色滤光片基板。

13.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，该间隙物靠近该第一基板处具有第一截面面积，该间隙物靠近该第二基板处具有第二截面面积，且该第一截面面积小于该第二截面面积。