一种液晶显示器转让专利
申请号 : CN200710076546.5
文献号 : CN101373290B
文献日 : 2010-06-16
发明人 : 姚绍民 , 李铁 , 李宁
申请人 : 比亚迪股份有限公司
摘要 :
本发明公开了一种液晶显示器，包括上玻璃基板、上透明导电薄膜、TOP绝缘保护层、彩色滤色膜、下玻璃基板；上透明导电薄膜覆设于所述上玻璃基板下表面，TOP绝缘保护层覆设于所述透明导电薄膜上；绝缘保护层覆盖于上玻璃基板下表面；彩色滤色膜覆盖于下玻璃基板上表面，彩色滤色膜包括黑色矩阵和红、绿、蓝子像素，黑色矩阵分布于四周边缘以及各相邻红、绿、蓝子像素之间；位于四周边缘的黑色矩阵与红、绿、蓝子像素的高度差小于0.05微米。由于减小了黑色矩阵与红、绿、蓝子像素的高度差，使得当液晶显示器受热压时的变形减小，使其盒厚不良现象降低，因盒厚品质表现出来的局部显示不良更不易被人眼所察觉。
权利要求 :
1.一种液晶显示器，包括上玻璃基板、上透明导电薄膜、TOP绝缘保护层、彩色滤色膜、下玻璃基板；所述上透明导电薄膜覆设于所述上玻璃基板下表面，所述TOP绝缘保护层覆设于所述透明导电薄膜上；所述彩色滤色膜覆盖于所述下玻璃基板上表面，所述彩色滤色膜包括黑色矩阵和红、绿、蓝子像素，所述黑色矩阵分布于四周边缘以及各相邻红、绿、蓝子像素之间；其特征是：所述位于四周边缘的黑色矩阵与红、绿、蓝子像素的高度差小于0.05微米；所述TOP绝缘保护层覆盖面整体为规则、对称的方形。
2.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征是：所述位于各相邻红、绿、蓝子像素之间黑色矩阵与红、绿、蓝子像素的高度差小于0.05微米。
3.根据权利要求1或2所述的液晶显示器，其特征是：所述TOP绝缘保护层覆盖面整体为规则、对称的方形，该方形的四角为弧形倒角。
说明书 :
技术领域
本发明涉及液晶显示器的结构。
背景技术
随着液晶显示器产品的日益普及，液晶显示器件已成为信息与电子工业中占有重要地位的基础元器件，液晶显示器已发展成为一个庞大的产业，其中，彩色超扭曲向列相(Color Super Twisted Nematic，简称CSTN)是通过超扭曲向列相(Super Twisted Nematic，简称STN)结构加上了彩色滤色膜的结构实现彩色显示。广泛应用于手机、MP3/MP4、无绳电话、游戏机、电子字典、仪器仪表等领域。
目前，在CSTN液晶显示器的制作过程中，容易出现盒厚不均匀的现象，会影响显示器的显示效果。针对盒厚不均的现象，提供了如下检测分析判断方法：采用RETS-1100盒厚/膜厚测试仪，测试LCD面板实盒数据，采用25点法，测试点选在黑框BM内部靠边取点及中间，如图1所示。测试实盒前设定盒厚测试仪参数，如液晶的ne值和no值、PI预倾角、摩擦角度等。
其中，Δn(液晶双折射率)＝ne(平行光)-no(垂直光)，其差值的大小影响着旋光效应的摩根条件；靠近分界面的液晶分子并非完全平行于分界表面，而是形成一定的角度，这个角度就称为预顷角，其影响着LCD的阈值特性敏锐度及视觉等；摩擦角度决定液晶分子在PI层上的角度排列，其影响LCD显示效果。
盒内盒厚判定标准，如下表：
按产品盒厚分类 判定标准 标准偏差δ25 5.0μm STN 4.80±0.10um (实盒) ≤0.018 5.5μm STN 5.40±0.20um (实盒) ≤0.018
30
当产品的盒厚(盒间距极差)值大于0.05um以上时，其出射光的颜色就会有所变化，通常以人眼来初步估计判断产品的盒厚品质情况，如果LCD的盒厚有偏差，例如：0.05um，出射光就会发生颜色变化(波长变化10nm＞人眼敏感度)，人眼就会感受到显示不良现象，如局部发亮、局部的团状发暗等。
现电测岗位依制定的限度样品sample比对点亮和非点亮状态确认(点亮状态为：电压作用LCD使液晶分子旋转光路打开的状态；非电亮状态为：无电压作用液晶分子无法旋转光路关闭的状态)。测试实际Δn*d的差值为≤10nm为良品，其中，Δn*d值是使LCD盒发生旋光效应的摩根条件，Δn：液晶双折射率，d：盒厚值，CSTN产品盒厚一般都给定为5.5um，或者5.0um.但是因为制程差异，其真实盒厚值有所不同。
当显示器盒厚边框偏薄时，在电压驱动下，由于产品偏薄的地方盒间距偏小，位于该处的液晶分子更容易扭曲旋转，所以显示器的边框较其他地方显示亮度较高。当液晶显示器局部厚度不均匀时，在电源驱动下，会呈现局部较暗的情况。
其中，液晶显示器在热压前的结构如图2所示，热压后的结构如图3所示。热压将两片没有直接关系的玻璃紧紧地贴合在一起形成液晶显示器盒，在热压下除了主要的玻璃变形外，在高温高压下框胶、盒内衬垫料都会发生形变。由图3可知液晶显示器边框附近的变形较大，由于边框区域是很多部件的边缘分布结集地，其盒间距受很多因素制约，比如彩色滤色膜的结构、TOP层覆盖面积、胶框在热压作用下的形变等，如果能改善此区域的平坦度将会使液晶显示器盒在外力的作用下边框附近区域不易形变而达到控制盒厚的目的。如图4、图5所示，TOP层1是一层绝缘保护层，因为其绝缘性，所以现有技术中需要在转印导电点3处掏空设计，而使TOP层1的覆盖面形成向内弯折的缺口11，也因此而导致支撑在TOP层1上的胶框2在此区域的平坦度产生差异。
如图6所示，从CF彩膜玻璃的制作工艺出发，一般情况下彩色滤色膜的黑色矩阵BM的高度都是低于红绿蓝子像素的高度。在工艺上，对于彩色滤色膜中，边缘的黑色矩阵BM与红绿蓝子像素的高度差很难控制，在中间也存在高度不均匀的现象。
表一是对现有的液晶显示器中的彩色滤色膜边缘处多个测试点上黑色矩阵(Black Matrix，简称为BM)与红绿蓝(RGB)子像素高度差和平坦度的测试数据。其中，R-BM边框是R与其周围的BM的高度差，以BM为基准点。G-R和B-R分别是以R为基准点测得的高度差。当高度差超过0.05微米时，其由液晶显示器出射的颜色就会有所变化。从表一可以看出在边缘处黑色矩阵BM与红、绿、蓝子像素的高度差较大，因此对液晶显示器进行热压处理时，容易出现较大的形变。
表一
目前，在CSTN液晶显示器的制作过程中，容易出现盒厚不均匀的现象，会影响显示器的显示效果。针对盒厚不均的现象，提供了如下检测分析判断方法：采用RETS-1100盒厚/膜厚测试仪，测试LCD面板实盒数据，采用25点法，测试点选在黑框BM内部靠边取点及中间，如图1所示。测试实盒前设定盒厚测试仪参数，如液晶的ne值和no值、PI预倾角、摩擦角度等。
其中，Δn(液晶双折射率)＝ne(平行光)-no(垂直光)，其差值的大小影响着旋光效应的摩根条件；靠近分界面的液晶分子并非完全平行于分界表面，而是形成一定的角度，这个角度就称为预顷角，其影响着LCD的阈值特性敏锐度及视觉等；摩擦角度决定液晶分子在PI层上的角度排列，其影响LCD显示效果。
盒内盒厚判定标准，如下表：
按产品盒厚分类 判定标准 标准偏差δ25 5.0μm STN 4.80±0.10um (实盒) ≤0.018 5.5μm STN 5.40±0.20um (实盒) ≤0.018
30
当产品的盒厚(盒间距极差)值大于0.05um以上时，其出射光的颜色就会有所变化，通常以人眼来初步估计判断产品的盒厚品质情况，如果LCD的盒厚有偏差，例如：0.05um，出射光就会发生颜色变化(波长变化10nm＞人眼敏感度)，人眼就会感受到显示不良现象，如局部发亮、局部的团状发暗等。
现电测岗位依制定的限度样品sample比对点亮和非点亮状态确认(点亮状态为：电压作用LCD使液晶分子旋转光路打开的状态；非电亮状态为：无电压作用液晶分子无法旋转光路关闭的状态)。测试实际Δn*d的差值为≤10nm为良品，其中，Δn*d值是使LCD盒发生旋光效应的摩根条件，Δn：液晶双折射率，d：盒厚值，CSTN产品盒厚一般都给定为5.5um，或者5.0um.但是因为制程差异，其真实盒厚值有所不同。
当显示器盒厚边框偏薄时，在电压驱动下，由于产品偏薄的地方盒间距偏小，位于该处的液晶分子更容易扭曲旋转，所以显示器的边框较其他地方显示亮度较高。当液晶显示器局部厚度不均匀时，在电源驱动下，会呈现局部较暗的情况。
其中，液晶显示器在热压前的结构如图2所示，热压后的结构如图3所示。热压将两片没有直接关系的玻璃紧紧地贴合在一起形成液晶显示器盒，在热压下除了主要的玻璃变形外，在高温高压下框胶、盒内衬垫料都会发生形变。由图3可知液晶显示器边框附近的变形较大，由于边框区域是很多部件的边缘分布结集地，其盒间距受很多因素制约，比如彩色滤色膜的结构、TOP层覆盖面积、胶框在热压作用下的形变等，如果能改善此区域的平坦度将会使液晶显示器盒在外力的作用下边框附近区域不易形变而达到控制盒厚的目的。如图4、图5所示，TOP层1是一层绝缘保护层，因为其绝缘性，所以现有技术中需要在转印导电点3处掏空设计，而使TOP层1的覆盖面形成向内弯折的缺口11，也因此而导致支撑在TOP层1上的胶框2在此区域的平坦度产生差异。
如图6所示，从CF彩膜玻璃的制作工艺出发，一般情况下彩色滤色膜的黑色矩阵BM的高度都是低于红绿蓝子像素的高度。在工艺上，对于彩色滤色膜中，边缘的黑色矩阵BM与红绿蓝子像素的高度差很难控制，在中间也存在高度不均匀的现象。
表一是对现有的液晶显示器中的彩色滤色膜边缘处多个测试点上黑色矩阵(Black Matrix，简称为BM)与红绿蓝(RGB)子像素高度差和平坦度的测试数据。其中，R-BM边框是R与其周围的BM的高度差，以BM为基准点。G-R和B-R分别是以R为基准点测得的高度差。当高度差超过0.05微米时，其由液晶显示器出射的颜色就会有所变化。从表一可以看出在边缘处黑色矩阵BM与红、绿、蓝子像素的高度差较大，因此对液晶显示器进行热压处理时，容易出现较大的形变。
表一
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺点，提供一种盒厚均匀的液晶显示器。
为了解决此技术问题，本发明提出了一种液晶显示器，包括上玻璃基板、上透明导电薄膜、TOP绝缘保护层、彩色滤色膜、下玻璃基板；所述上透明导电薄膜覆设于所述上玻璃基板下表面，所述TOP绝缘保护层覆设于所述透明导电薄膜上；所述彩色滤色膜覆盖于所述下玻璃基板上表面，所述彩色滤色膜包括黑色矩阵和红、绿、蓝子像素，所述黑色矩阵分布于四周边缘以及各相邻红、绿、蓝子像素之间；所述位于四周边缘的黑色矩阵与红、绿、蓝子像素的高度差小于0.05微米；所述TOP绝缘保护层覆盖面整体为规则、对称的方形。
上述的液晶显示器，所述位于各相邻红、绿、蓝子像素之间黑色矩阵与红、绿、蓝子像素的高度差小于0.05微米。
上述的液晶显示器，所述TOP绝缘保护层也可以为覆盖面整体为规则、对称的方形，该方形的四角为弧形倒角。
采用本发明所述的液晶显示器，由于减小了黑色矩阵与红、绿、蓝子像素的高度差，使得当液晶显示器受热压时的变形减小。
现有技术中绝缘保护层存在内缩的缺口，导致胶框支撑位置的平坦度出现差异，从而使受力后盒厚在此位置产生不良；本发明通过改变绝缘保护层TOP层的形状，使其依据胶框围合成规则的方形，由于TOP层不再存在缺口，故胶框与TOP层的面接触是均匀的，整个胶框支撑位置的平坦度不会由此产生差异，避免了造成局部的盒厚不良；进一步改善了液晶显示器的平整度，从而提高了液晶显示器的性能。
为了解决此技术问题，本发明提出了一种液晶显示器，包括上玻璃基板、上透明导电薄膜、TOP绝缘保护层、彩色滤色膜、下玻璃基板；所述上透明导电薄膜覆设于所述上玻璃基板下表面，所述TOP绝缘保护层覆设于所述透明导电薄膜上；所述彩色滤色膜覆盖于所述下玻璃基板上表面，所述彩色滤色膜包括黑色矩阵和红、绿、蓝子像素，所述黑色矩阵分布于四周边缘以及各相邻红、绿、蓝子像素之间；所述位于四周边缘的黑色矩阵与红、绿、蓝子像素的高度差小于0.05微米；所述TOP绝缘保护层覆盖面整体为规则、对称的方形。
上述的液晶显示器，所述位于各相邻红、绿、蓝子像素之间黑色矩阵与红、绿、蓝子像素的高度差小于0.05微米。
上述的液晶显示器，所述TOP绝缘保护层也可以为覆盖面整体为规则、对称的方形，该方形的四角为弧形倒角。
采用本发明所述的液晶显示器，由于减小了黑色矩阵与红、绿、蓝子像素的高度差，使得当液晶显示器受热压时的变形减小。
现有技术中绝缘保护层存在内缩的缺口，导致胶框支撑位置的平坦度出现差异，从而使受力后盒厚在此位置产生不良；本发明通过改变绝缘保护层TOP层的形状，使其依据胶框围合成规则的方形，由于TOP层不再存在缺口，故胶框与TOP层的面接触是均匀的，整个胶框支撑位置的平坦度不会由此产生差异，避免了造成局部的盒厚不良；进一步改善了液晶显示器的平整度，从而提高了液晶显示器的性能。
附图说明
图1液晶面板的实盒测试示意图
图2是液晶显示器热压前的结构示意图；
图3是液晶显示器热压后的结构示意图；
图4是现有技术TOP绝缘保护层印刷后覆盖产品示意图；
图5是现有技术TOP绝缘保护层印刷版的设计示意图；
图6是现有技术彩色滤色膜的结构示意图；
图7是本发明实施例的CSTN液晶显示器的结构示意图；
图8是本发明实施例的TOP绝缘保护层印刷版的设计示意图；
图9是本发明实施例的彩色滤色膜的结构示意图；
图10是现有技术的盒厚测量推移图；
图11是本发明实施例的盒厚测量推移图；
图12是现有技术与本发明实施例的盒厚均匀度示意图。
图2是液晶显示器热压前的结构示意图；
图3是液晶显示器热压后的结构示意图；
图4是现有技术TOP绝缘保护层印刷后覆盖产品示意图；
图5是现有技术TOP绝缘保护层印刷版的设计示意图；
图6是现有技术彩色滤色膜的结构示意图；
图7是本发明实施例的CSTN液晶显示器的结构示意图；
图8是本发明实施例的TOP绝缘保护层印刷版的设计示意图；
图9是本发明实施例的彩色滤色膜的结构示意图；
图10是现有技术的盒厚测量推移图；
图11是本发明实施例的盒厚测量推移图；
图12是现有技术与本发明实施例的盒厚均匀度示意图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明作进一步的说明。
图7是本例的CSTN液晶显示器的结构示意图，包括上玻璃基板10、上透明导电薄膜20、TOP绝缘保护层30、PI取向层40、液晶层50、下透明导电薄膜60、绝缘层70、彩色滤色膜80、下玻璃基板90。液晶50四周用胶框100密封，彩色滤色膜80包括红色子像素801、绿色子像素802、蓝色子像素803和黑色矩阵804，黑色矩阵804位于彩色滤色膜的四周及红色子像素801、蓝色子像素802、绿色子像素803之间。
如图8所示。TOP弯折设计引起框胶厚度分布不均，因此，本例中，对TOP层30覆盖面设计为规则的方形，边缘301不再存在向内弯折的缺口，在工艺上，用于形成胶框100的网版框线设计值0.26mm～0.30mm为宜。在热压后，胶框100形变与TOP层30有面接触，由于TOP层30不再存在缺口，故胶框100与TOP层30的面接触是均匀的，不会造成局部的盒厚不良。
如图9所示，本例中对于彩色滤色膜中BM设计，对四周边缘的BM进行加高，使BM与RGB的段差小于0.05um。进一步对位于各红色子像素801、蓝色子像素802、绿色子像素803之间的BM进行加高，使BM与RGB的段差小于0.05um。
根据下表的测试条件，分别以采用本发明技术方案前后的二LCD产品进行了可靠性试验。
试验项目 试验条件 高温蒸煮 120℃、1.2～2.0ATM、100％RH、8H 恒温恒湿 60℃、90％RH、8H 低温保存 温度：-40℃；保存24H
请结合图10、图11、图12所示及下表的改善前后盒厚测试数据，可知本发明的技术方案使CSTN液晶显示器的盒厚得到很好的控制。其中，图10、图11为改善前后盒厚测量推移图(S1→S10，即从玻璃引脚端→封口端)，从图10可以明显的看出产品盒厚值跨度很大，极差R达到22nm；对比图11，盒厚过渡平缓，极差控制在8nm以内(人眼的敏感度大约为10nm)，盒厚得到了良好的改善控制。图12为箱体图，表明改善前后盒厚平整度对比，箱体越扁平表明产品越平整。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
图7是本例的CSTN液晶显示器的结构示意图，包括上玻璃基板10、上透明导电薄膜20、TOP绝缘保护层30、PI取向层40、液晶层50、下透明导电薄膜60、绝缘层70、彩色滤色膜80、下玻璃基板90。液晶50四周用胶框100密封，彩色滤色膜80包括红色子像素801、绿色子像素802、蓝色子像素803和黑色矩阵804，黑色矩阵804位于彩色滤色膜的四周及红色子像素801、蓝色子像素802、绿色子像素803之间。
如图8所示。TOP弯折设计引起框胶厚度分布不均，因此，本例中，对TOP层30覆盖面设计为规则的方形，边缘301不再存在向内弯折的缺口，在工艺上，用于形成胶框100的网版框线设计值0.26mm～0.30mm为宜。在热压后，胶框100形变与TOP层30有面接触，由于TOP层30不再存在缺口，故胶框100与TOP层30的面接触是均匀的，不会造成局部的盒厚不良。
如图9所示，本例中对于彩色滤色膜中BM设计，对四周边缘的BM进行加高，使BM与RGB的段差小于0.05um。进一步对位于各红色子像素801、蓝色子像素802、绿色子像素803之间的BM进行加高，使BM与RGB的段差小于0.05um。
根据下表的测试条件，分别以采用本发明技术方案前后的二LCD产品进行了可靠性试验。
试验项目 试验条件 高温蒸煮 120℃、1.2～2.0ATM、100％RH、8H 恒温恒湿 60℃、90％RH、8H 低温保存 温度：-40℃；保存24H
请结合图10、图11、图12所示及下表的改善前后盒厚测试数据，可知本发明的技术方案使CSTN液晶显示器的盒厚得到很好的控制。其中，图10、图11为改善前后盒厚测量推移图(S1→S10，即从玻璃引脚端→封口端)，从图10可以明显的看出产品盒厚值跨度很大，极差R达到22nm；对比图11，盒厚过渡平缓，极差控制在8nm以内(人眼的敏感度大约为10nm)，盒厚得到了良好的改善控制。图12为箱体图，表明改善前后盒厚平整度对比，箱体越扁平表明产品越平整。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。