CN204331233U - 液晶盒组件、液晶显示面板和显示设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种液晶盒组件、液晶显示面板和显示设备。液晶盒组件包括有效显示区域和非显示区域，并且包括相对设置且由隔垫物分隔开的第一基板和第二基板，以及容置在第一基板和第二基板之间的液晶。该液晶盒组件还包括布置在有效显示区域中的体积变化补偿部件，该体积变化补偿部件包括热膨胀系数与液晶相反的材料，以补偿在温度变化时液晶的体积变化。根据本实用新型，不仅解决高温下重力显示不均匀缺陷和低温下气泡缺陷的问题，扩展了LC Margin，而且拓宽了液晶显示面板的应用环境范围。

Description

液晶盒组件、液晶显示面板和显示设备

技术领域

本实用新型涉及液晶显示技术领域，并且具体而言涉及一种液晶盒组件、液晶显示面板和显示设备。

背景技术

在目前的液晶显示技术中，液晶显示面板通常采用在玻璃基板之间灌入液晶的方法。随着环境温度的升高或者降低，玻璃基板和液晶等材料会膨胀或者收缩。由于液晶的热膨胀系数远大于玻璃基板等液晶盒组件中其它部件的热膨胀系数，这会导致出现问题。一方面，在高温条件下，液晶显示面板中的液晶的热膨胀显著大于其它部件，导致液晶盒组件的盒厚增大，隔垫物不能相应程度地热膨胀，容易导致竖直放置的液晶显示面板中液晶由于重力作用而整体向下流动。这就是所谓的高温下重力显示不均匀(gravity mura)缺陷。另一方面，当液晶显示面板处于低温状态时，液晶的热收缩大于其它部件，即在仍然保持液晶盒的盒厚不变的情况下，液晶将不能充满整个液晶盒组件而出现真空气泡。这就是所谓的低温下气泡(bubble)缺陷。这些缺陷限制了液晶显示设备的应用条件，影响了液晶显示设备的显示效果，进而降低了用户体验感。在制作工艺中，在不发生高温下重力显示不均匀缺陷和低温下气泡缺陷情况下所允许的液晶量控制范围称为LC Margin。

本领域中存在对液晶显示面板中高温下重力显示不均匀缺陷和低温下气泡缺陷进行改进的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于减轻或解决前文所提到的问题。

根据本实用新型，通过在液晶盒组件的有效显示区域中提供一种体积变化补偿部件，该体积变化补偿部件包括热膨胀系数与液晶相反的材料，用于补偿在温度变化时液晶的体积变化，由此解决高温下重力显示不均匀缺陷和低温下气泡缺陷的问题。

根据本实用新型的第一个方面，提供了一种液晶盒组件，其包括有效显示区域和非显示区域，并且包括相对设置且由隔垫物分隔开的第一基板和第二基板，以及容置在第一基板和第二基板之间的液晶，其中该液晶盒组件还包括布置在有效显示区域中的体积变化补偿部件，该体积变化补偿部件包括热膨胀系数与液晶相反的材料，以补偿在温度变化时液晶的体积变化。

根据本实用新型，该液晶盒组件包括布置在有效显示区域中的体积变化补偿部件，该体积变化补偿部件包括热膨胀系数与液晶相反的材料从而补偿在温度变化时液晶的体积变化。藉此，不仅解决高温下重力显示不均匀缺陷和低温下气泡缺陷的问题，扩展了LC Margin，而且拓宽了液晶显示面板的应用环境范围，例如使用温度范围。

应理解，本说明书中提到的两种材料热膨胀系数相反仅仅指这两种材料的热膨胀系数的符号相反，即，其中一种材料具有正热膨胀系数，而另一种材料具有负热膨胀系数。还应理解，具有正热膨胀系数的材料是指具有热胀冷缩的热膨胀行为的材料，而具有负热膨胀系数的材料是指具有热缩冷胀的负热膨胀行为的材料。还应理解，补偿在温度变化时液晶的体积变化是指部分抵消，可选地完全抵消在温度变化时液晶的体积变化。

根据本实用新型，该体积变化补偿部件可以为均匀散布在液晶内的填充物。

根据本实用新型，该填充物可以为纳米球、纳米线或纳米管。

根据本实用新型，该隔垫物可以为球状隔垫物。

根据本实用新型，该隔垫物可以为柱状隔垫物。

根据本实用新型，该隔垫物可以包括主隔垫物和高度低于主隔垫物的副隔垫物，该体积变化补偿部件可以形成为副隔垫物。

根据本实用新型，该体积变化补偿部件还可以布置在非显示区域中以形成缓冲带。

根据本实用新型，该缓冲带可以布置在第一基板和/或第二基板上。

根据本实用新型，该体积变化补偿部件可以包括负热膨胀系数材料。

应理解，如本说明书中使用的术语“包括”是开放性的。例如，体积变化补偿部件包括负热膨胀系数材料不仅涉及体积变化补偿部件完全由负热膨胀系数材料制成的情形，而且还涉及体积变化补偿部件含有负热膨胀系数材料以外的材料的情形。

根据本实用新型，该负热膨胀系数材料可以具有各向同性的热膨胀系数。

根据本实用新型，该负热膨胀系数材料可以选自由下述组成的群组：ZrW₂O₈、HfW₂O₈、ZrV₂O₇和ThP₂O₇。

根据本实用新型，该第一基板可以为彩膜基板，并且该第二基板可以为阵列基板。

根据本实用新型的第二个方面，提供了一种液晶显示面板，其可以包括上文所述的液晶盒组件。

根据本实用新型的第三个方面，提供了一种显示设备，其可以包括上文所述的液晶显示面板。

根据本实用新型的液晶显示面板和显示设备具有与前文所述液晶盒组件相同或相似的益处，此处不再赘述。

附图说明

在下文中，结合附图参照实施例通过实例的方式对本实用新型进行详细的解释说明，在附图中：

图1A和1B分别为在第一应用场景中本实用新型的液晶盒组件的剖面图；

图2A和2B分别为在第二应用场景中本实用新型的液晶盒组件的剖面图；

图3A和3B分别为在第三应用场景中本实用新型的液晶盒组件的剖面图；

图4A、4B、4C和4D分别为在第四应用场景中本实用新型的液晶盒组件的剖面图；

图5A和5B分别为图4B所示液晶盒组件在高温状态和低温状态时的示意图；以及

图6为图示本实用新型的液晶盒组件的制作方法的示意图。

附图不一定按比例绘制。相同或者相差100的整数倍的附图标记在附图中始终用于相同或相似的部件。

具体实施方式

下述描述被给出以使得任何本领域技术人员能够达成和利用本实用新型，并且该描述是在具体应用及其要求的上下文中被提供。本领域技术人员将容易想到对所公开实施例的各种调整，并且此处定义的一般原理可以应用于其它实施例和应用而不背离本实用新型的精神和范围。因而，本实用新型不限于所示出的各实施例，而应被给予与权利要求一致的最宽范围。

本实用新型所有实施例的附图均示意性地绘示出与发明点有关的结构和/或部分，而没有绘示或者仅仅部分地绘示与发明点无关的结构和/或部分。

在附图中使用了下述附图标记。有效显示区域(Active Area)：AA；非显示区域(Dummy Area)：DA；液晶盒组件：100、200、300、400、500；彩膜基板：101、201、301、401、501；阵列基板：102、202、302、402、502；封框胶：103、203、303、403、503；液晶：104、204、304、404、504；球状隔垫物：105；柱状隔垫物：206；主隔垫物：307、407、507；副隔垫物：308、408、508；填充物：110、210、310、410、510；以及缓冲带：120、220、320、420。

图1A和1B的剖面图分别图示本实用新型的液晶盒组件100，其中该液晶盒组件100包括球状隔垫物。

如图1A所示，液晶盒组件100被划分为有效显示区域AA以及非显示区域DA。在本实施例中，液晶盒组件100包括彩膜基板101、阵列基板102、封框胶103、容置在彩膜基板101和阵列基板102之间的液晶104、以及夹置在保持彩膜基板101和阵列基板102之间用于维持液晶盒厚度的隔垫物105。如所示，隔垫物105可以为球状隔垫物。根据本实用新型，液晶盒组件100还可以包括布置在有效显示区域AA中的体积变化补偿部件。该体积变化补偿部件包括热膨胀系数与液晶104相反的材料，以补偿在温度变化时液晶104的体积变化。

如图所示，该体积变化补偿部件可以实施为散布在液晶104内的填充物110。可选地，填充物110可以为纳米球、纳米线、纳米管或者纳米颗粒的形式，从而不影响液晶盒组件100的有效显示区域AA的透光性。填充物110的形状可以是规则的，也可以是不规则的。可选地，填充物110可以均匀地散布在液晶104内。

可选地，填充物110可以提前与液晶混合然后被滴灌到阵列基板102上。可替换地，填充物110可以直接在滴灌液晶之前，在滴灌液晶的同时，或者紧接着在滴灌液晶之后散布在阵列基板102上，从而与液晶104混合。

图1B所示的液晶盒组件100与图1A所示不同之处在于，该液晶盒组件100还可以包括布置在非显示区域DA中的缓冲带120。缓冲带120可以包括热膨胀系数与液晶104相反的材料，以补偿在温度变化时液晶104的体积变化。如所示，缓冲带120可以布置在彩膜基板101上。可替换地，缓冲带120可以布置在阵列基板102上，或者可以布置在彩膜基板101和阵列基板102二者上。可选地，缓冲带120可以通过粘合剂设置在彩膜基板101和/或阵列基板102上。可替换地，缓冲带120可以通过涂布、沉积、印刷等方式设置在彩膜基板101和/或阵列基板102上。应指出，缓冲带120可以是连续的，也可以是不连续的，并且缓冲带120可以具有任意截面形状。

图2A和2B的剖面图分别图示本实用新型的液晶盒组件200，其中该液晶盒组件200包括柱状隔垫物。

如图2A所示，液晶盒组件200可以包括彩膜基板201、阵列基板202、封框胶203、容置在彩膜基板201和阵列基板202之间的液晶204、以及夹置在保持彩膜基板201和阵列基板202之间用于维持液晶盒厚度的隔垫物206。如图所示，隔垫物205可以为柱状隔垫物。隔垫物205被示为布置在彩膜基板201上，然而可选地，隔垫物205可以布置在阵列基板202上。此处不打算对柱状隔垫物205的截面形状进行任何限定。与图1A所示类似，此处体积变化补偿部件可以实施为散布在液晶204内的填充物210。填充物210的细节与结合图1A所描述的填充物110的细节相似，在此不再赘述。

图2B所示的液晶盒组件200与图2A所示不同之处在于，该液晶盒组件200还可以包括布置在非显示区域DA中的缓冲带220。缓冲带220可以包括热膨胀系数与液晶204相反的材料，以补偿在温度变化时液晶204的体积变化。缓冲带220的细节与结合图1B所描述的缓冲带120的细节相似，在此不再赘述。

图3A和3B的剖面图分别图示本实用新型的液晶盒组件300，其中该液晶盒组件300包括柱状的主隔垫物307和副隔垫物308。

如图3A所示，液晶盒组件300可以包括彩膜基板301、阵列基板302、封框胶303、容置在彩膜基板301和阵列基板302之间的液晶304、以及夹置在保持彩膜基板301和阵列基板303之间用于维持液晶盒厚度的隔垫物307、308。如图所示，该隔垫物可以为柱状隔垫物，并且可以包括主隔垫物307和高度比主隔垫物307低的副隔垫物308。在液晶盒组件300中提供主隔垫物307和副隔垫物308是有益的。在彩膜基板301和阵列基板302对盒后，主隔垫物307与阵列基板302接触，提供支撑力，维持彩膜基板301和阵列基板302之间的盒厚，即液晶盒组件300的盒厚。在液晶盒组件300受到挤压情况下，副隔垫物308将与阵列基板302接触，提高耐压性能，使得由于挤压而产生的凹陷尽快恢复。此处，隔垫物307、308被示为布置在彩膜基板301上，然而可选地，隔垫物307、308可以布置在阵列基板302上。此处不打算对隔垫物307、308的截面形状进行任何限定。与图1A的实施例类似，此处体积变化补偿部件可以实施为散布在液晶304内的填充物310。填充物310的细节与结合图1A所描述的填充物110的细节相似，在此不再赘述。

图3B所示的液晶盒组件300与图3A所示不同之处在于，该液晶盒组件300还包括布置在非显示区域DA中的缓冲带320。缓冲带320可以包括热膨胀系数与液晶304相反的材料，以补偿在温度变化时液晶304的体积变化。缓冲带320的细节与结合图1B所描述的缓冲带120的细节相似，在此不再赘述。

图4A、4B、4C和4D的剖面图分别图示本实用新型的液晶盒组件400，其中该液晶盒组件400中的副隔垫物408包括负热膨胀系数材料。

如图4A所示，液晶盒组件400可以包括彩膜基板401、阵列基板402、封框胶403、容置在彩膜基板401和阵列基板402之间的液晶404、以及夹置在保持彩膜基板401和阵列基板403之间用于维持液晶盒厚度的隔垫物407、408。与图3A所示实施例相比，图4A所示实施例不同之处在于，副隔垫物408可以包括负热膨胀系数材料。换言之，此处体积变化补偿部件可以实施为负热膨胀系数材料的副隔垫物408。

与图4A所示实施例相比，图4B所示的液晶盒组件400还可以包括散布在液晶404内的填充物410。填充物410的细节与结合图1A所描述的填充物110的细节相似，在此不再赘述。

与图4A所示实施例相比，图4C所示的液晶盒组件400还可以包括布置在非显示区域DA中的缓冲带420。缓冲带420可以包括热膨胀系数与液晶404相反的材料，以补偿在温度变化时液晶404的体积变化。缓冲带420的细节与结合图1B所描述的缓冲带120的细节相似，在此不再赘述。

与图4A所示实施例相比，图4D所示的液晶盒组件400还可以包括散布在液晶404内的填充物410以及布置在非显示区域DA中的缓冲带420。填充物410的细节与结合图1A所描述的填充物110的细节相似，缓冲带420的细节与结合图1B所描述的缓冲带120的细节相似，在此不再赘述。

图5A和5B分别图示本实用新型的液晶盒组件500在高温状态和低温状态时的状态，从而解释体积变化补偿部件起作用的机制。注意，图5A和5B所示的液晶盒组件500对应于图4B所示的液晶盒组件400。

如图5A所示，当液晶盒组件500处于高温条件下时，液晶510通常具有正热膨胀系数而体积变大(未图示)，但是副隔垫物508和填充物510由于包括负热膨胀系数材料而体积收缩。因此，副隔垫物508和填充物510将液晶盒组件500的内部空间释放给液晶504，从而解决了高温下重力显示不均匀缺陷。

如图5B所示，当液晶盒组件500处于低温条件下时，液晶510体积变小(未图示)，但是包括负热膨胀系数材料的副隔垫物508和填充物510体积变大。因此，副隔垫物508和填充物510弥补液晶盒组件500的由于液晶504缩小而可能产生的真空气泡，从而解决了低温下气泡缺陷。

从图5A和5B可以看出，通过在液晶盒组件的有效显示区域中提供体积变化补偿部件，该体积变化补偿部件包括热膨胀系数与液晶相反的材料，由此可以补偿在温度变化时液晶的体积变化。藉此，不仅解决高温下重力显示不均匀缺陷和低温下气泡缺陷的问题，扩展了LC Margin，而且拓宽了液晶显示面板的应用环境范围，例如使用温度范围。此外，根据本实用新型的技术方案，液晶盒组件的光学性能，诸如有效显示区域的透光性，不受任何影响。通过适当地选择体积变化补偿部件的材料(即负热膨胀系数材料)及其含量，本实用新型的技术方案可以完全抵消在温度变化时液晶的体积变化。

此处提到的负热膨胀系数材料可以是任何负热膨胀系数材料，例如表1所示的各向异性负热膨胀材料。

可选地，此处公开的液晶盒组件100、200、300、400、500中涉及到的负热膨胀系数材料可以是各向同性的。例如，此处提到的负热膨胀系数材料可以是表2列出的各向同性负热膨胀材料。

下文对此处所公开的体积变化补偿部件起作用的机制进行半定量分析。应指出，下述分析旨在阐述和解释本实用新型的原理，而不是对本实用新型进行任何限制。

假设主柱状隔垫物的高度为H_M，副柱状隔垫物的高度为H_S，液晶盒厚度为d，液晶的平均线热膨胀系数为α，液晶盒内的有效面积为S，液晶的体积为V_LC，体积变化补偿部件的体积为V_VC，液晶盒的体积为V_C，体积变化补偿部件的线膨胀系数为β，体积变化补偿部件的体积与液晶的体积比例为γ，并且温度变化为ΔT。

通常，判断低温气泡的标准是液晶盒厚度d应该大于副柱状隔垫物的高度H_S，即液晶盒厚度变化Δd应该小于或等于主柱状隔垫物和副柱状隔垫物的高度差│H_M-H_S│。另外，判断重力显示不均匀的标准是液晶盒厚度d应该小于或等于主柱状隔垫物的高度H_M。则有如下计算。

液晶体积变化：

ΔV_LC=(αΔT)³V_LC     [1]；

体积变化补偿部件体积变化：

ΔV_B=(βΔT)³γV_LC     [2]；

液晶盒体积变化：

ΔV_C=ΔV_LC+ΔV_B=(αΔT)³V_LC+(βΔT)³γV_LC     [3]；以及

液晶盒厚度变化：

Δd=ΔV_C/S=(αΔT)³V_LC/S+(βΔT)³γV_LC/S=V_LC(ΔT)³(α³+γβ³)/S     [4]。

降温时液晶盒收缩，在│Δd│>│H_M-H_S│时出现低温气泡。升温时液晶盒扩张，在d+│Δd│>H_M时出现重力显示不均匀。而在其它情况下，不会出现低温气泡和重力显示不均匀。由于液晶材料为通常正热膨胀材料，此处添加的体积变化补偿部件为负热膨胀材料，因此α和β的符号相反，在低温时可以有效降低低温气泡发生，并且在高温时可以有效缓解重力显示不均匀的发生。此外，从上述方程[4]可以看出，通过适当选择体积补偿部件的体积百分比γ和线膨胀系数β，即可部分消除，或者甚至完全消除在温度变化时液晶体积变化的影响。

图6的流程图示出了本实用新型的液晶盒组件的制作方法。如图6所示，在一实施例中，一种制作液晶盒组件的方法包括下述步骤：提供彩膜基板和阵列基板；在有效显示区域中形成体积变化补偿部件，其包括热膨胀系数与液晶相反的材料，以补偿在温度变化时液晶的体积变化；以及对彩膜基板和阵列基板进行对盒处理，固化封框胶以形成液晶盒组件。

可选地，该方法可以包括：在阵列基板上滴灌液晶之前，将填充物均匀散布在液晶内。可替换地，填充物可以直接在滴灌液晶之前，在滴灌液晶的同时，或者接着在滴灌液晶之后散布在阵列基板上，从而与液晶混合。

可选地，该方法可以包括：在彩膜基板上形成主隔垫物和高度低于主隔垫物的副隔垫物，其中该体积变化补偿部件形成副隔垫物。

可选地，该方法还可以包括：在非显示区域中，在彩膜基板和/或阵列基板上形成缓冲带。

仅仅是出于图示和说明的目的而给出对本实用新型实施例的前述描述。它们不是旨在穷举或者限制本公开内容。因此，本领域技术人员将容易想到许多调整和变型。本实用新型的范围将由所附权利要求定义。

Claims (14)

1.一种液晶盒组件，包括有效显示区域和非显示区域，并且包括相对设置且由隔垫物分隔开的第一基板和第二基板，以及容置在所述第一基板和第二基板之间的液晶，

其中所述液晶盒组件还包括布置在所述有效显示区域中的体积变化补偿部件，所述体积变化补偿部件包括热膨胀系数与液晶相反的材料，以补偿在温度变化时液晶的体积变化。

2.如权利要求1所述的液晶盒组件，其中所述体积变化补偿部件为均匀散布在所述液晶内的填充物。

3.如权利要求2所述的液晶盒组件，其中所述填充物为纳米球、纳米线或纳米管。

4.如权利要求1所述的液晶盒组件，其中所述隔垫物为球状隔垫物。

5.如权利要求1所述的液晶盒组件，其中所述隔垫物为柱状隔垫物。

6.如权利要求5所述的液晶盒组件，其中所述隔垫物包括主隔垫物和高度低于所述主隔垫物的副隔垫物，所述体积变化补偿部件形成所述副隔垫物。

7.如权利要求1所述的液晶盒组件，其中所述体积变化补偿部件还布置在所述非显示区域中以形成缓冲带。

8.如权利要求7所述的液晶盒组件，其中所述缓冲带布置在所述第一基板和/或第二基板上。

9.如权利要求1-8中任意一项所述的液晶盒组件，其中所述体积变化补偿部件包括负热膨胀系数材料。

10.如权利要求9所述的液晶盒组件，其中所述负热膨胀系数材料具有各向同性的热膨胀系数。

11.如权利要求10所述的液晶盒组件，其中所述负热膨胀系数材料选自由下述组成的群组：ZrW₂O₈、HfW₂O₈、ZrV₂O₇和ThP₂O₇。

12.如权利要求1所述的液晶盒组件，其中所述第一基板为彩膜基板，并且所述第二基板为阵列基板。

13.一种液晶显示面板，包括权利要求1至12中任意一项所述的液晶盒组件。

14.一种显示设备，包括权利要求13所述的液晶显示面板。