专利名称：液晶显示面板的间隙物结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示面板的间隙物结构，特别是涉及一种能增强光阻间隙物(photo spacer)与基板间的固着力的液晶显示面板的间隙物结构(SPACER STRUCTURE OF A LIQUID CRYSTAL DISPLAY PANEL)。
背景技术：
液晶显示器具有高画质、体积小、重量轻、低电压驱动、低消耗功率及应用范围广等优点，因此，已被广泛的应用于中、小型可携式电视、行动电话、摄录放影机、笔记型计算机、桌上型显示器以及投影电视等消费性电子或计算机产品，并且更逐渐取代阴极射线管(Cathode Ray Tube，，CRT)而成为显示器的主流。
液晶显示器主要是由两玻璃基板组成的，所有的组件皆建立在该两块玻璃基板上。目前的技术是先将两基板黏着在一起，并在两基板间留一空隙，再将液晶分子灌注到两基板中间。为了使上基板不因受重力或外力而产生弯曲，通常都会在两基板间加一光阻间隙物(photo spacer)，做为支撑物。
现今的光阻间隙物与上下两基板的接触面一般都是为完全接触，然而其与基板的接触，并没有固着层，因此，外加的侧向力容易造成光阻间隙物滑动而产生不正常的影像显示。再者，对光阻间隙物来说，由于其与上下基板的接触面积大，故需施较大的力，才能达到所要求的变形量。如此一来，组装制程便不易控制，进而影响精度及生产率。
由此可见，上述现有的液晶显示面板的间隙物结构仍存在有缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。
有鉴于上述现有的液晶显示面板的间隙物结构存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，积极加以研究创新，以期创设一种新型的液晶显示面板的间隙物结构，能够改进现有的液晶显示面板的间隙物结构，使其更具有实用性。经过不断研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有的液晶显示面板的间隙物结构存在的缺陷，而提供一种新的液晶显示面板的间隙物结构，所要解决的技术问题是使其可以增强光阻间隙物与液晶显示器的基板间的固着力，以及降低光阻间隙物所承受的侧向力(剪力)，进而可防止或减少不正常的影像显示，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。
本发明的另一目的在于，提供一种液晶显示面板的间隙物结构，所要解决的技术问题是使其可以降低光阻间隙物的接触阻力，改善组装精度及出产效率，从而更加适于实用，且更具有产业上的利用价值。
本发明的再一目的在于，提供一种液晶显示面板的间隙物结构，所要解决的技术问题是使其可以降低间隙设定时所需的下压力，可使得间隙设定后，光阻间隙物不容易因受外力而产生塑性变形，从而更加适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种液晶显示面板的间隙物结构，用于支撑一第一基板以及一第二基板之间的间隙，该间隙物包括一第一支撑层，配置在该第一基板上，其中该支撑层中具有一第一开口；以及一光阻间隙物，配置在该第一支撑层以及该第二基板之间，且该光阻间隙物的一端是部分的填于该第一开口内。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的液晶显示面板的间隙物结构，其更包括一第二支撑层，配置在该光阻间隙物与该第二基板之间。
前述的液晶显示面板的间隙物结构，其中所述的第二支撑层中具有一第二开口，且该光阻间隙物的另一端是部分的填入该第二开口内。
前述的液晶显示面板的间隙物结构，其中所述的第一开口是为一单一开口图案或是复数个开口图案。
前述的液晶显示面板的间隙物结构，其中所述的该些开口图案之间的间距是为相同或是不相同。
前述的液晶显示面板的间隙物结构，其中所述的第一开口的侧壁是为一斜坡状侧壁。
前述的液晶显示面板的间隙物结构，其中所述的第一基板是为一薄膜晶体管阵列(数组)基板，该第二基板是为一彩色滤光基板。
前述的液晶显示面板的间隙物结构，其中所述的第一基板是为一彩色滤光基板，该第二基板是为一薄膜晶体管阵列基板。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上的技术方案可知，为了达到前述发明目的，本发明提出一种液晶显示面板的间隙物结构，其是用于支撑液晶显示器的两基板间的间隙。该间隙物结构是由具有开口的一支撑层及一光阻间隙物所组成。其中，支撑层的开口可以是沟槽或孔洞。该支撑层是配置于液晶显示面板的基板与光阻间隙物之间，且光阻间隙物与其连接的一端是部分的填入其开口内。
而且，该支撑层上开口的数量、形状与分布方式并无一定的限定，且该支撑层可置于薄膜晶体管阵列(数组)基板或者彩色滤光基板上，或两者皆有。开口与开口间的间距密度亦无一定的格式，以能达到最小内应力为原则，来做适当的调整。
依照本发明较佳实施例，该支撑层上的开口，其侧壁可做成斜坡状，以降低光阻间隙物所承受的剪应力，减低其侧向形变，而可避免造成不正常的影像。
经由上述可知，本发明是关于一种液晶显示面板的间隙物结构，该结构是由一具有开口的支撑层及一光阻间隙物所组成。其中，支撑层是在薄膜晶体管阵列基板或彩色滤光基板的制程中，一并形成于基板上。光阻间隙物则是配置于支撑层与另一基板之间，且与支撑层连接的一端是部分的填入其开口中。该一具有开口的支撑层，可增强光阻间隙物与基板间的固着力，避免光阻间隙物因外力而带动基板产生侧向位移，造成不正常的影像显示。
借由上述技术方案，本发明至少具有下列优点本发明的间隙结构物因有支撑层的作用，因此可以有效地防止光阻间隙物因滑动带动基板造成不正常的影像显示。另外，由于支撑层上的开口可以减少其与光阻间隙物的接触面，故能降低其接触阻力，改善组装制程上的精确度，以及生产的效率。
综上所述，本发明特殊的液晶显示面板的间隙物结构，可以增强光阻间隙物与液晶显示器的基板间的固着力，以及降低光阻间隙物所承受的侧向力(剪力)，进而可防止或减少不正常的影像显示；另可以降低光阻间隙物的接触阻力，改善组装精度及出产效率；再者可以降低间隙设定时所需的下压力，可使得间隙设定后，光阻间隙物不容易因受外力而产生塑性变形。其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类产品中未见有类似的结构设计公开发表或使用而确属创新，其不论在结构上或功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的液晶显示面板的间隙物结构具有增进的多项功效，从而更加适于实用，而具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
图1是本发明较佳实施例的一种液晶显示面板的间隙物结构的剖面图。
图2是本发明较佳实施例的另一种液晶显示面板的间隙物结构的剖面图。
图3是本发明较佳实施例的另一种液晶显示面板的间隙物结构的剖面图。
图4是本发明较佳实施例的另一种液晶显示面板的间隙物结构的剖面图。
图5A、图5B是本发明中支撑层的开口间距、密度的剖面图。
第6A～6K图是本发明中支撑层的开口形状、数量、分布的俯视图。
图7是本发明的较佳实施例的另一种液晶显示面板的间隙物结构的剖面图。
图8是图5中一种液晶显示面板的间隙物结构的受剪力的示意图。
图9是一塑性材料受力时，其应力(σ)与应变(ε)关系图。
100第一基板 102第一支撑层104第一支撑层的第一开 104a具有斜坡状侧壁的开口106光阻间隙物 108第二支撑层110第二支撑层的第二开口 112第二基板114第一开口的侧壁 600光阻间隙物的压印范围602a矩形孔洞602b沟槽602c椭圆形孔洞 602d环状沟槽800a剪应力 800b剪应力具体实施方式
以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的液晶显示面板的间隙物结构其具体实施方式
、结构、特征及其功效，详细说明如后。
请参阅图1所示，是依照本发明一较佳实施例的一种液晶显示面板的间隙物结构的剖面图。本发明较佳实施例的液晶显示面板的间隙物结构，主要包括一支撑层102以及一光阻间隙物(photo spacer)106。图中所示的基板100与基板110，例如分别是一薄膜晶体管阵列(数组)基板及一彩色滤光基板。支撑层102是位于基板100之上，且支撑层102的形成可以是在基板100的制程中，一并形成于基板100上，且其至少由一层薄膜构成。较详细的说明是，支撑层102可以是在薄膜晶体管的各制程步骤中，一并形成在基板100上，因此支撑层102至少由一膜层(闸介电层、保护层等等膜层)所构成。特别是，支撑层102中具有一开口104，而且该开口104可以是沟槽或孔洞。
另外，光阻间隙物106则位于支撑层102及基板110之间，且其与支撑层102相连的一端是部分的填入开口104内。藉由支撑层102对光阻间隙物106的支撑力，可以增强光阻间隙物106与基板100间的固着力，使其不易因受外力而变形，产生不正常的影像显示。
请参阅图2所示，是依照本发明另一较佳实施例的一种液晶显示面板的间隙物结构的剖面图。与图1相较之下，本实施例是把支撑层置于基板112与光阻间隙物106之间。请参阅图2所示，该支撑层即为支撑层108。支撑层108的形成可在基板112的制程中，一并配置于基板112上，且其至少由一层薄膜构成。较详细的说明是，支撑层108可以是在彩色滤光层的制程步骤中，一并形成在基板112上，因此支撑层108至少由一膜层(黑矩阵层或是彩色光阻层)所构成。特别是，支撑层108中具有开口110，而且该开口110可以是沟槽或孔洞。
另外，光阻间隙物106则位于支撑层108及基板100之间，且其与支撑层108相连的一端是部分的填入开口110内。藉由支撑层108对光阻间隙物106的支撑力，可以增强光阻间隙物106与基板110间的固着力，使其不容易因受外力而变形，产生不正常的影像显示。
请参阅图3所示，是依照本发明另一较佳实施例的一种液晶显示面板的间隙物结构的剖面图。与图1相较之下，本实施例是分别在基板100及基板112上，配置支撑层102及支撑层108。
请参阅图3所示，支撑层102是位于基板100之上，支撑层102的形成可在基板100的制程中，一并形成于基板100上，并且其至少由一层薄膜构成。且支撑层102具有一开口104，该开口104可以是沟槽或孔洞。另外，支撑层108则位于基板112上，支撑层108的形成可在基板112的制程中，一并形成于基板112上，且其至少由一层薄膜构成。支撑层108具有开口110，该开口110可以是沟槽或孔洞。
再者，光阻间隙物106位于支撑层102及支撑层108之间，且其与支撑层102相连的一端是部分的填入开口104内，而其与支撑层108相连的一端则是部分的填入开口110内。
在上述说明中，是以支撑层中具有单一开口来作说明，但本发明中支撑层的开口个数并无限定。故举另一实施例加以说明。请参阅图4所示，与图1的支撑层102相较之下，本实施例的支撑层102有多个开口104，且其分布位置并无限定需等距分布，主要能将其内应力降至最小即可。故可将支撑层102中的多个开口104作等距分布，如图4所示。除此之外，亦可将支撑层102的开口作内疏外密，或者内密外疏的分布，请参阅图5A、图5B所示，上述的图示中仅就单一支撑层102来作说明，事实上，另一基板上的支撑层108同样可作同上述的结构变化，而且不限定两基板上的支撑层需有相同的开口分布。
此外，本发明中支撑层的开口形状亦可视情况来做调整，下面以下述实施例来做说明。请参阅图6A～图6K所示，其为本发明中支撑层的开口的形状、数量及分布方式的俯视图。请参阅图6A所示，图中是将开口设计为单一矩形孔洞602a，并置于光阻间隙物的压印范围600之中。请再参阅6B所示，图中是将开口设计为单一的沟槽602b，横越整个光阻间隙物压印范围600。请参阅图6C所示，图中是将开口设计为单一椭圆形孔洞602c，并置于光阻间隙物压印范围600之中。请参阅图6D所示，图中是将开口设计为多个矩形孔洞602a，并置于光阻间隙物压印范围600之中。请再参阅图6E所示，图中是将开口设计为环状沟槽602d与矩形孔洞602a的搭配，并置于光阻间隙物压印范围600之中。请参阅图6F所示，图中是将开口设计为多个沟槽602b，平行横越于光阻间隙物压印范围600。如图6G所示，图中是将开口设计为多个椭圆形孔洞602c，并置于光阻间隙物压印范围600之中。请参阅图6H所示，图中是将开口设计为多个矩形孔洞602a，并排于光阻间隙物压印范围600之中。请参阅图6I所示，图中是将开口设计为多个环状沟槽602d与矩形孔洞602a的搭配，并置于光阻间隙物压印范围600之中。请参阅图6J所示，图中是将开口设计为多方向延伸的沟槽602d，置于光阻间隙物压印范围600之中。请参阅图6K所示，图中是将开口设计为多个椭圆形孔洞602c，并排于光阻间隙物600压印范围之中。上述以例举数种开口的形状与布置方式来作说明，但并非用来限定本发明的开口的形成以及布置方式。
特别值得一提的是，支撑层中若具有多个开口则能使光阻间隙物在两基板更加稳固，较不容易受外力影响而产生变形或位移。但是若单一支撑层上的开口若过多，则会造成其结构脆弱。故需斟酌实际制程的需要而采取较为适合的设计方式。
本发明中支撑层的开口侧壁除了如上述实施例与图示中所说明的垂直侧壁之外，还可以将开口的侧壁做成斜坡状。请参阅图7所示，与图1的第一支撑层102相较之下，本实施例的第一支撑层102的侧壁114为一斜坡状设计。请参阅图7及图8所示，此种斜坡状的结构设计可将基板所受的侧向力，例如800a及800b所造成的剪应力改变方向，降低侧向位移。且斜面的导角设计亦可减少应力集中的情形，避免结构上的局部破坏。在本实施例中仅是就单一支撑层102来作说明。但事实上，另一基板上的支撑层108亦可作相同的变化，且不限定两支撑层需有相同的开口侧壁的形式。
根据上述的实施例可明显得知，本发明对于现有习知技术在光阻间隙物与基板间的固着力不足之处，有很大的改善。若以材料受力的计算式来说明，亦可证明本发明对现有技术的缺点有所改善。以传统的间隙物构造来说，光阻间隙物是与基板面完全接触，故在做组装校准时，将光阻间隙物下压至一定高度d0所需的力为(A×E×d0)/L。假设光阻间隙物的底面积为A，高度为L，杨氏系数为E。在本发明中，光阻间隙物与基板间有一具有开口的支撑层，故光阻间隙物与支撑层并非完全接触，假设其接触比率为r(r＜1)，则将光阻间隙物下压至一定高度d0所需的力为(r×A×E×d0)/L，因此，本发明的结构较现有习知结构所需的力小。由此可知，本发明中的支撑层的开口结构有利于组装制程。
请参阅图9所示，是为一塑性材料受力时，其应力(σ)与应变(ε)关系示意图。现有习知的间隙物构造，其材料进入塑性区时的总变形为δ＝L×ε＝(L×σ)/E------------(1)材料进入塑性区时的总施力为F＝A×σ＝(A×E×δ)/L ------------(2)间隙设定后(间隙物高度下压d0)，若要使材料进入塑性区，需再施力ΔF＝A×E×(δ-d0)/L------------(3)而本发明中的间隙物构造，其材料进入塑性区的总施力可分为三阶段计算a阶段为光阻间隙物面积r×A，下压高度为d0；b阶段为a阶段后经光阻间隙物所有面积A皆接触到对应的接触层，至面积r×A进入塑性区为止；c阶段为b阶段后，至面积(1-r)×A亦进入塑性区为止。
a阶段所需施力为 Fa＝(r×A×E×d0)/L -------(4)b阶段所需施力为 Fb＝A×E×(δ-d0)/L -------(5)c阶段所需施力为 Fc＝(1-r)×A×E×d0/L-------(6)材料进入塑性区所需的总施力为F＝Fa+Fb+Fc＝A×σ＝(A×E×δ)/L -------(7)间隙设定后(间隙物下压d0)，若要使材料进入塑性区，需再施力ΔF＝A×E×[(δ-d0)+(1-r)×d0]/L --------(8)虽然本发明的结构进入塑性区所需的总施力与相应习知结构所需的总施力相同((2)式与(7)式相同)，但在间隙设定后(间隙物下压d0)，本发明支撑层具有开口的设计对外力的承受力较佳((8)式大于(3)式)。
综上所述，本发明是利用一液晶显示面板间隙物结构中，具有开口的支撑层，增强光阻间隙物与基板间的结构，可以减少因侧向力造成的面板侧向位移，避免不正常的影像显示。其更可降低接触阻力，改善组装制程中的精度，增加生产效率。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种液晶显示面板的间隙物结构，是用于支撑一第一基板以及一第二基板之间的间隙，其特征在于该间隙物包括一第一支撑层，配置在该第一基板上，其中该支撑层中具有一第一开口；以及一光阻间隙物，配置在该第一支撑层以及该第二基板之间，且该光阻间隙物的一端是部分的填于该第一开口内。
2.根据权利要求1所述的液晶显示面板的间隙物结构，其特征在于其更包括一第二支撑层，配置在该光阻间隙物与该第二基板之间。
3.根据权利要求2所述的液晶显示面板的间隙物结构，其特征在于其中所述的第二支撑层中具有一第二开口，且该光阻间隙物的另一端是部分的填入该第二开口内。
4.根据权利要求1所述的液晶显示面板的间隙物结构，其特征在于其中所述的第一开口是为一单一开口图案或是复数个开口图案。
5.根据权利要求4所述的液晶显示面板的间隙物结构，其特征在于其中所述的该些开口图案之间的间距是为相同或是不相同。
6.根据权利要求1所述的液晶显示面板的间隙物结构，其特征在于其中所述的第一开口的侧壁是为一斜坡状侧壁。
7.根据权利要求1所述的液晶显示面板的间隙物结构，其特征在于其中所述的第一基板是为一薄膜晶体管阵列基板，该第二基板是为一彩色滤光基板。
8.根据权利要求1所述的液晶显示面板的间隙物结构，其特征在于其中所述的第一基板是为一彩色滤光基板，该第二基板是为一薄膜晶体管阵列基板。
全文摘要
本发明是关于一种液晶显示面板的间隙物结构，该结构是由一具有开口的支撑层及一光阻间隙物所组成。其中，支撑层是在薄膜晶体管阵列基板或彩色滤光基板的制程中，一并形成于基板上。光阻间隙物则是配置于支撑层与另一基板之间，且与支撑层连接的一端是部分的填入其开口中。该一具有开口的支撑层，可增强光阻间隙物与基板间的固着力，避免光阻间隙物因外力而带动基板产生侧向位移，造成不正常的影像显示。
文档编号G02F1/13GK1558269SQ200410001100
公开日2004年12月29日 申请日期2004年2月3日 优先权日2004年2月3日
发明者董人郎, 陈威倩, 李淑玲 申请人:友达光电股份有限公司