CN101251689B - 液晶显示面板及包含其的装置 - Google Patents

Abstract

一种液晶显示面板，包括第一基板和与该第一基板相对放置的第二基板；还包括位于所述第一基板和第二基板之间的第一间隔结构和第二间隔结构；其中，所述第一间隔结构包括位于所述第一基板的第一凸起和位于所述第二基板且与所述第一凸起位置相对应的第二凸起；所述第二间隔结构包括位于所述第二基板和第一基板中的一基板的第三凸起；所述第三凸起与第二基板和第一基板中的另一基板的与其相对的表面不接触；所述第一凸起嵌入所述第二凸起。本发明还提供一种电子液晶显示装置和电子设备。本发明能够同时改善Push mura和压黑mura。

Description

液晶显示面板及包含其的装置

技术领域

本发明涉及液晶显示技术领域，特别涉及一种液晶显示面板及包含其的装置。

背景技术

液晶显示装置是利用液晶分子的光学各向异性和双折射特性来显示图象的装置。在液晶显示装置的显示面板中，两个透明绝缘基板的表面彼此相对设置，并在所述的两基板相对表面形成有电极，在基板之间具有液晶材料。通过向所述基板表面的电极施加电压，产生电场改变液晶分子的排列方向，从而控制透过液晶材料光的强度，获得期望显示的图象。上述构造的液晶显示装置通常包括薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)作为开关元件，以控制施加于所述电极的电压，因此亦称为薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)。

图1为现有的一种液晶面板的结构的分解图。请参考图1，液晶显示装置液晶面板包括上基板50和下基板70，它们之间通过框胶(图未出)粘结在一起，其间具有预定的空间。在其空间内注入有液晶层60。在下基板70的透明玻璃基板1(或称为第一基板1)上设置有多条扫描线12和多条数据线11。多条扫描线12沿某一个方向以预定距离排列，多条数据线11沿与扫描线12垂直的方向布置，从而限定了像素区(像素)75。在第一基板1表面的像素区75上形成有像素电极74。在第一基板1的各条扫描线12和各条数据线11的交叉处具有薄膜晶体管Q(TFT)。通过扫描线12施加的扫描信号选择性的打开与某像素75相应的TFT，从而向该像素的像素电极74施加数据线11的数据信号。

在上基板50的透明玻璃基板2(或称为第二基板2)上形成有用于阻挡像素区75透光的黑色矩阵层(black matrix layer)25，也叫黑底层。在对应于像素区的区域的上基板50朝向下基板70的表面形成有用于表现颜色的红(R)、绿(G)、蓝色(B)滤色器层53。在滤色器层53上形成有用于驱动液晶显示图象的公共电极层54。

为了形成液晶面板的上下基板之间所需的间隔(cell gap)，故在第二基板上设置支撑物，该支撑物称为间隔物(spacer)，间隔物通常为光敏材料，例如，丙烯酸树脂等，形状可以为球形、柱形或梯形，通过光刻工艺形成。且间隔物通常位于数据线和扫描线上方，不影响显示图象，仅提供空间，以防止上第一、二基板接触。

图2为说明间隔物位置的液晶面板局部(一个像素区域)的俯视图。请参考图2，第二基板2上的黑色矩阵25对应第一基板1上的数据线11和扫描线12，以及包括有源层13、源极14和漏极15的薄膜晶体管。漏极15通过接触孔16连接到像素电极10。间隔物30位于扫描线12上方，图3为图2中沿A-A’方向的剖面结构示意图，如图3所示，扫描线12形成于第一基板1的表面，在第一基板1和扫描线12表面依次形成有栅绝缘层3和钝化层4，第二基板2表面形成有黑色矩阵层25和光滤色器层21以及公共电极层(图未示)，其中，光滤色器层21和黑色矩阵层25边缘部分重叠，间隔物30形成于黑色矩阵层25上面的公共电极层(图未示)表面。像素电极10形成于钝化层4表面并与光滤色器层21的位置对应。上下基板通过框胶粘合后间隔物30的高度刚好使其与钝化层4表面接触。

但是，上述方法布置的间隔物，当在液晶面板表面施加相对于液晶面板表面横向或斜向外力时，如图4所示，会导致间隔物30偏移，甚至无法回到其原来位置。尤其是在间隔物30的密度偏大时，更难使所有间隔物30回到其原来位置，导致上下基板错位，出现虚线A1所示位置的漏光区域，影响图象的正常显示，产生所谓的擦试残影现象(Push Mura)。

另一方面，当有压力垂直施加于面板时，会导致按压液晶面板表面时发生单元间隙的变化，而且当压力过大时，会损坏所述的柱形间隔物，使得面板不能回复原状，出现“压力导致的间隙不均匀性”现象(以下称之为“压黑mura”)。

发明内容

本发明提供一种液晶显示面板及包含其的装置，本发明能够同时改善Push mura和压黑mura。

本发明提供的一种液晶显示面板，包括第一基板和与该第一基板相对放置的第二基板；还包括位于所述第一基板和第二基板之间的第一间隔结构和第二间隔结构；其中，所述第一间隔结构包括位于所述第一基板的第一凸起和位于所述第二基板且与所述第一凸起位置相对应的第二凸起；所述第二间隔结构包括位于所述第二基板和第一基板中的一基板的第三凸起；所述第三凸起与第二基板和第一基板中的另一基板的与其相对的表面不接触；所述第一凸起嵌入所述第二凸起。

可选的，所述第一间隔结构的数密度小于所述第二间隔结构的数密度。

可选的，在所述第一基板上具有扫描线和数据线，所述第一间隔结构位于所述扫描线上方或数据线上方，第二间隔结构位于所述扫描线或数据线上方。

可选的，所述第二凸起和第三凸起为光敏材料。

可选的，所述第一凸起部分或全部嵌入所述第二凸起之中。

可选的，所述第一凸起包括位于所述第一基板上第一衬垫层以及该第一衬垫层上的第二金属层。

可选的，所述第一衬垫层为非晶硅或单晶硅或多晶硅。

可选的，在所述第二金属层上还覆盖有钝化层。

可选的，在所述第一衬垫层和第一基板之间还具有绝缘层和第一金属层，其中，所述绝缘层隔离所述第一金属层和第一衬垫层。

可选的，第一凸起具有强化固定结构。

可选的，所述强化固定结构全部或部分嵌入第二凸起中。

可选的，所述强化固定结构由像素电极层形成。

本发明还提供一种液晶显示装置，包括上述的任一技术方案中所述的液晶显示面板。

本发明还提供一种电子设备，包括上述技术方案中所述的液晶显示装置。

与现有技术相比，上述技术方案中的一个具有以下优点：

由于所述第一间隔结构的第一凸起完全的嵌入所述第二凸起中，使得第一凸起和第二凸起形成的间隔结构牢固程度增大，在沿所述液晶显示面板表面施加与该表面平行或具有一定角度的外力时，所述的第二凸起不会相对于第一凸起移动；也即由于所述第一凸起嵌入到所述第二凸起中，使得该间隔结构能够阻止所述第一基板和第二基板在水平方向的相对移动，可避免由于移动导致非像素区域漏光，有效的减少或消除擦拭mura现象的出现，提高液晶显示面板的强度和液晶显示面板显示图像的质量，减少杂散光；

由于在所述第二间隔结构的第三凸起与所述第一基板的上表面之间具有间隙，在受到垂直于液晶面板的外力按压时，由于所述间隙的存在，第三凸起的下表面与所述第一基板的上表面弹性接触；压力消失后，第一、第二基板可以很好地恢复变形，该结构可有效消除压黑mura；

通过在液晶显示面板的第一基板和第二基板之间形成第一间隔结构和第二间隔结构，可以同时消除Push mura和压黑mura，并提高形成的液晶显示面板的强度。

附图说明

图1为现有的一种液晶面板的结构的分解图；

图2为说明间隔物位置的显示面板局部的俯视图；

图3为图2中沿A-A’方向的剖面结构示意图；

图4为图3所示的间隔物因外力发生偏移后的剖面示意图；

图5为本发明实施例的液晶显示面板的局部结构分解图；

图6为本发明的液晶显示面板的第一实施例的局部俯视图；

图7为本发明的液晶显示面板的第一实施例的第一间隔结构的剖面示意图；

图8为本发明的液晶显示面板的第一实施例的第二间隔结构的剖面示意图；

图9为本发明的液晶显示面板的第二实施例的第一间隔结构的剖面示意图；

图10为本发明的液晶显示面板的第二实施例的第二间隔结构的剖面示意图；

图11为本发明的液晶显示面板的第三实施例的局部俯视图；

图12为本发明的液晶显示面板的第五实施例的局部俯视图；

图13为本发明的液晶显示面板的第六实施例的局部俯视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

本发明各实施例中的所有间隔结构都设置在第二基板的公共电极层下面，该公共电极层透明且存在于所述第二基板朝向所述第一基板的最外层(即黑色矩阵层和光滤色器层的外面)，为方便表述，图中不画出公共电极层。

请参考图5，液晶显示面板包括两个相对放置的透明基板：第一基板1和第二基板2，所述第一基板1和第二基板2之间的距离为H，在所述第一基板1和第二基板2之间具有预定的空间，该预定空间包括像素区域10和用于摆放扫描线12和数据线11的区域，所述扫描线12和数据线11相互垂直。

在所述第一基板1和第二基板2之间还具有用于支撑所述两个基板使二者之间形成预定空间的第一间隔结构和第二间隔结构(该图中未示出)，其中，所述第一间隔结构和第二间隔结构位于扫描线12或数据线11上方。

下面对所述第一间隔结构和第二间隔结构在不同位置分布的情形分别进行描述。

实施例一

图6为本发明的液晶显示面板的第一实施例的局部俯视图。图7为本发明的第一实施例的液晶显示面板沿DD’的剖面示意图。图8为本发明的第一实施例的液晶显示面板沿EE’的剖面示意图。

需要说明的是，对于液晶显示面板来讲，可以每一个像素对应一个该第一实施例的第一间隔结构和第二间隔结构，也可以数个像素对应一个该第一实施例的第一间隔结构和第二间隔，根据形成的液晶显示面板而定。本实施例中仅以每一个像素对应一个所述的第一间隔结构和第二间隔结构的情形为例进行说明。

请参考图5和6，液晶显示面板包括相对放置的两个基板：第一基板1和第二基板2，其中，第一基板1和第二基板2均为透明绝缘材料。在所述第二基板2与所述第一基板1的扫描线12和数据线11相对的表面的区域上具有黑色距阵层25，用于覆盖除像素区域10以外的区域，防止漏光。

其中，所述扫描线12和数据线11均为复数条，且扫描线12和数据线11各自按照预定的距离排布，(图6中仅示出一条扫描线12和一条数据线11的部分)，数据线和扫描线12相互垂直(本申请文件中的垂直也包含由于制造工艺误差引起的扫描线12和数据线11偏离90℃的情形)排布；像素区域10位于所述扫描线12和数据线11之间的区域。在所述扫描线12和数据线11相互交叉的区域的附近具有薄膜晶体管Q。

薄膜晶体管开关Q由有源层13、源极14、漏极15和扫描线12上该区域对应部分的栅极(图中未示出)构成。扫描线12的扫描信号控制薄膜晶体管开关Q的打开或关断，薄膜晶体管开关Q打开时，数据线11传输来的数据信号能够通过连接孔16传输到象素区域10的像素电极(其位于所述第一基板1上)，从而显示图象信号。

第二基板2上的公共电极层(图未示)和第一基板1的扫描线12之间具有第一间隔结构50’，请参考图6和图7，用于支撑第一基板1和第二基板2，从而使第一、二基板之间形成预定空间。由于所述第一间隔结构50’布置在第一基板1和第二基板2的扫描线12和公共电极层之间，因而不影响图象的显示。在所述第二基板2的公共电极层和所述第一基板1的数据线11之间具有第二间隔结构50”，请参考图6和图8。

请继续参考图7，所述的第一间隔结构50’包括位于所述第一基板1上的第一衬垫层130和第一衬垫层130上的第二金属层40，该第一衬垫层130和第二金属层40形成第一凸起。

其中，所述第一衬垫层130与图6中所示的薄膜晶体管Q的有源层13材质相同，且所述第一衬垫层130和有源层13在同一道工序中制造。所述第一衬垫层130可以是非晶硅或单晶硅或多晶硅。需要说明的是，所述第一衬垫层130和有源层13采用相同的材质、在同一道工序中完成仅仅是为了制造工艺的方便；所述第一衬垫层130和有源层13也可以具有不同的材质，在不同的制造工序中完成。

所述第二金属层40的材质与图6中所示的数据线11的材质相同，且在同一工艺中形成。该第二金属层40的材质可以是钼或铝或其组合，也可以是其它金属材质。需要说明的是，所述第二金属层40与所述数据线11的材质相同、在同一道工序中完成仅仅是为了制造工艺的方便，所述第二金属层130和数据线11也可以具有不同的材质，在不同的制造工序中完成。

在所述第一衬垫层130和第一基板1之间还具有绝缘层120和第一金属层12。其中，所述绝缘层120隔离所述第一衬垫层130和第一金属层12。所述绝缘层120可以为氮化硅，也可以为其它绝缘材料。所述第一金属层12与图6中的扫描线12为同种材质，并在同一道工序中形成。需要说明的是，所述第一金属层12与所述扫描线12的材质相同、在同一道工序中完成仅仅是为了制造工艺的方便，所述第一金属层12与所述扫描线12也可以具有不同的材质，在不同的制造工序中完成。

在所述第一衬垫层130和第二金属层40形成的第一凸起上还可以形成有钝化层121，其中，所述钝化层121可以是氮化硅，也可以是其它材料。

在所述第一衬垫层130和第二金属层40的侧壁也可以形成有钝化层121，即钝化层121覆盖所述第一衬垫层130和第二金属层40形成的第一凸起(即图7所示的情形)，该钝化层121可以保护所述第一衬垫层130和第二金属层40。

在所述钝化层121上还可以形成有具有强化固定结构100，所述强化固定结构100全部或部分嵌入第二凸起中。

其中，所述强化固定结构100可以由像素电极层形成，所述像素电极层与图6中的像素区的像素电极层材质相同，厚度相同，并在同一道工序中形成。在其中的一个实施例中，所述像素电极层可以由氧化铟锡形成。

所述强化固定结构100覆盖于所述第一凸起表面的钝化层121上，一方面用于增大所述第一凸起的高度，使得形成的包含该第一凸起的间隔结构尺寸增大，从而可增大所述第一基板1和第二基板2之间的距离；另一方面，所述强化固定结构100可以增强所述第一凸起表面的强度，在第一凸起嵌入所述第二基板2的第二凸起的过程中，保护所述第一凸起。

在所述第二基板2与所述第一基板1相对的表面具有黑色矩阵层25和光滤色器层21，在黑色矩阵层25和光滤色器层21的下表面具有透明的公共电极层(图中未示出)。

所述的第一间隔结构50’还包括在所述第二基板2的公共电极层下表面形成的第二凸起30’，其中，所述第二凸起30’与所述第一基板1上的第一凸起相对应。

所述第二凸起30’为光敏材料，具体的，可以为负性光敏材料，所述的负性光敏材料可以是丙烯酸树脂。所述第二凸起30’可以通过光刻工艺形成，其中所述第二凸起30’的线宽大于所述第一凸起的线宽。

所述第一基板1的第一凸起部分嵌入所述第二凸起30’中，图7中所示的A2区域清楚地显示了上述第一凸起部分嵌入到第二凸起30’内的情形。

由于所述第一凸起部分的嵌入所述第二凸起30’中，使得第一凸起和第二凸起30’形成的间隔结构牢固程度增大，在沿所述液晶显示面板表面施加与该表面平行或具有一定角度的外力时，所述的第二凸起30’不会相对于第一凸起移动；也即由于所述第一凸起嵌入到所述第二凸起30’中，使得该间隔结构能够阻止所述第一基板和第二基板在之间发生相对移动，可避免由于移动导致非像素区域漏光，有效的减少或消除了擦拭mura现象的出现，提高液晶显示面板的强度和液晶显示面板显示图像的质量，减少杂散光。

请参考图6和图8，在所述第一基板1上的数据线11上依次覆盖有绝缘层120和钝化层121，该绝缘层120和钝化层121与所述第一间隔结构50’中的绝缘层和钝化层材质相同，并在同一道工序中完成。所述绝缘层120可以为氮化硅，也可以为其它绝缘材料。所述钝化层121可以是氮化硅，也可以是其它材料。

所述的第二间隔结构50”包括位于所述第二基板2的公共电极层下表面的第三凸起30”。

所述第三凸起30”为光敏材料，具体的，可以为负性光敏材料，所述的负性光敏材料可以是丙烯酸树脂。所述第三凸起30’可以通过光刻工艺形成，具体的，通过半色调光掩膜技术形成。

在所述第三凸起30”与所述第一基板1的上表面之间具有间隙150，如图8的A3区域所示。

在受到垂直于液晶面板的外力按压时，由于足够间隙的存在，即使第二凸起因受压过大不能恢复形变，而第三凸起30”的下表面与所述第一基板1的上表面只是弹性接触。压力消失后，通过第三凸起30”的弹性恢复，第一、第二基板可以很好地恢复变形，也即所述的第二间隔结构50”可有效消除压黑mura。

通过液晶显示面板的扫描线12上方形成第一间隔结构50’，在数据线12上形成第二间隔结构50”，可以同时消除Push mura和压黑mura，可提高形成的液晶显示面板的强度。

实施例二

本发明的液晶显示面板的第二实施例中，所述第一间隔结构50’位于扫描线12上方，第二间隔结构50”位于数据线11上方。

其中，所述第一间隔结构如图9所示，所述第一基板1的第一凸起完全嵌入所述第二凸起30’中，A2区域清楚地显示了上述第一凸起完全嵌入到第二凸起30’内的情形。其它方面与所述第一实施例的第一间隔结构50’相同，这里不再赘述。

由于所述第一间隔结构中，第一凸起完全嵌入所述第二凸起30’中，因而所述第二间隔结构中的第三凸起30”与所述第一基板1的上表面的间隙150减小，如图10的A3区域所示。其它方面与所述第一实施例的第二间隔结构50”相同，这里不再赘述。

由于所述第一凸起完全的嵌入所述第二凸起30’中，使得第一凸起和第二凸起30’形成的间隔结构牢固程度增大，在沿所述液晶显示面板表面施加与该表面平行或具有一定角度的外力时，所述的第二凸起30’不会相对于第一凸起移动；有效的减少或消除了擦拭mura现象的出现，提高液晶显示面板的强度和液晶显示面板显示图像的质量，减少杂散光。

通过在液晶显示面板的扫描线12上方形成第一间隔结构50’，在数据线12上形成第二间隔结构50”，可以同时消除Push mura和压黑mura，可提高形成的液晶显示面板的强度。

实施例三

在本发明的第三实施例中，所述第一间隔结构50’位于数据线11上方，所述第二间隔结构50”位于扫描线12上方，请参考图11，其它方面与第一实施例相同，这里不再赘述。

实施例四

在本发明的第四实施例中，所述第一间隔结构50’位于数据线11上方，所述第二间隔结构50”位于扫描线12上方，其它方面与第二实施例相同，这里不再赘述。

实施例五

在本发明的第四实施例中，所述第一间隔结构50’和第二间隔结构50”均位于扫描线12上方，请参考图12，其它方面与第一或第二实施例相同，这里不再赘述。

实施例六

在本发明的第四实施例中，所述第一间隔结构50’和第二间隔结构50”均位于数据线11上方，请参考图13，其它方面与第一或第二实施例相同，这里不再赘述。

在上述的实施中，所述第一间隔结构的数密度(其中，所述的数密度指单位面积上的第一间隔结构的数量)可以小于所述第二间隔结构的数密度(其中，所述的数密度指单位面积上的第二间隔结构的数量)。按压液晶显示面板表面时，第一间隔物和第二间隔物都受到压缩，当所述第二间隔结构的数密度大于所述第一间隔结构的数密度时，可保证在压力较大的情况下，液晶显示面板受损程度减小，在压力撤消后，能够自行恢复，提高液晶显示面板的抗按压能力。

此外，为提高所述液晶显示面板的机械强度，在上述实施例中，可以在与每一像素区域相邻的扫描线或数据线上方，至少有一第一间隔结构和/或一第二间隔结构，所述第一间隔结构和第二间隔结构可以与上述实施例相同，这里不再赘述。

此外，所述的第一间隔结构和第二间隔结构也可以位于液晶显示面板的外围电路区域，这里不再赘述。

上述的实施例中，所述第三凸起也可以位于第一基板上，该第三凸起与所述的第二基板的下表面具有间隙，其材质可以是光敏材料或其它介质材料或金属材料，这里不再赘述。

上述的实施例中，对本发明的液晶显示面板进行了描述，所述的液晶显示面板可适用于各种液晶显示装置或具有液晶显示装置的电子设备中。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims (14)

1.一种液晶显示面板，包括第一基板和与该第一基板相对放置的第二基板；其特征在于：

还包括位于所述第一基板和第二基板之间的第一间隔结构和第二间隔结构；其中，所述第一间隔结构包括位于所述第一基板的第一凸起和位于所述第二基板且与所述第一凸起位置相对应的第二凸起；

所述第二间隔结构包括位于所述第二基板和第一基板中的一基板的第三凸起；

所述第三凸起与第二基板和第一基板中的另一基板的与其相对的表面不接触；

所述第一凸起嵌入所述第二凸起。

2.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于：所述第一间隔结构的数密度小于所述第二间隔结构的数密度。

3.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于：在所述第一基板上具有扫描线和数据线，所述第一间隔结构位于所述扫描线上方或数据线上方，第二间隔结构位于所述扫描线或数据线上方。

4.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于：所述第二凸起和第三凸起为光敏材料。

5.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于：所述第一凸起部分或全部嵌入所述第二凸起之中。

6.如权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于：所述第一凸起包括位于所述第一基板上第一衬垫层以及该第一衬垫层上的第二金属层。

7.如权利要求6所述的液晶显示面板，其特征在于：所述第一衬垫层为非晶硅或单晶硅或多晶硅。

8.如权利要求6所述的液晶显示面板，其特征在于：在所述第二金属层上还覆盖有钝化层。

9.如权利要求6所述的液晶显示面板，其特征在于：在所述第一衬垫层和第一基板之间还具有绝缘层和第一金属层，其中，所述绝缘层隔离所述第一金属层和第一衬垫层。

10.如权利要求2所述的液晶显示面板，其特征在于：所述第一间隔结构的第一凸起具有强化固定结构。

11.如权利要求10所述的液晶显示面板，其特征在于：所述强化固定结构全部或部分嵌入第二凸起中。

12.如权利要求10所述的液晶显示面板，其特征在于：所述强化固定结构由像素电极层形成。

13.一种液晶显示装置，其特征在于包括权利要求1至12任一权利要求所述的液晶显示面板。

14.一种电子设备，其特征在于包括权利要求13所述的液晶显示装置。

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