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CN103984153B - 液晶盒及其制造方法 - Google Patents

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CN103984153B
CN103984153B CN201310259702.7A CN201310259702A CN103984153B CN 103984153 B CN103984153 B CN 103984153B CN 201310259702 A CN201310259702 A CN 201310259702A CN 103984153 B CN103984153 B CN 103984153B
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Abstract

本发明公开了一种具有间隔物的基板及包含该基板的液晶盒，包括：基板；多个间隔物，保持预设距离设置在所述基板一侧，其中，所述间隔物具有一平行所述基板的截面，所述间隔物截面的长度方向尺寸大于宽度方向尺寸，所述间隔物截面的长度方向与所述基板X方向的夹角大于0°且小于90°或者大于90°且小于180°。由于仅使用一张掩模板完成全部透明基板上的间隔物的制造，减少了制造成本，也简化了基板的制造工艺，降低工艺复杂性。

Description

液晶盒及其制造方法
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，特别涉及一种液晶盒及其制造方法。
背景技术
液晶盒具有轻薄、功耗低、低辐射等特点，被广泛的应用在各种领域。液晶盒通常包括两个相对设置的基板，以及夹持在两个基板之间的液晶层，通过对两个基板上的电极施加电压，使用电场控制液晶层中液晶分子旋转来控制光的透过，进而显示图像。在两个基板之间设置有间隔物，用于保持两基板之间的液晶盒厚。通常有球状间隔物，均匀散布到两基板之间；柱状间隔物，直接形成在基板上。
如图1和图2a、图2b所示的现有技术的液晶盒，包括第一基板1和与第一基板1相对设置的第二基板2，液晶层3形成在第一基板1和第二基板2之间。在第一基板1上形成有整面电极11，在第二基板2上形成有相互平行设置的条状电极21。在第一基板1面向液晶层的一侧设置有第一间隔物41，第二基板2面向液晶层的一侧设置有第二间隔物42，第一间隔物41和第二间隔物42平行于第一基板1或第二基板2的截面呈长方形，其中，第一间隔物41截面的长度方向与第一基板1的X方向平行(即第一间隔物41截面的长度方向与第一基板1的X方向成0°或180°)，第二间隔物42截面的长度方向与第二基板2的Y方向平行(即第二间隔物42截面的长度方向与第二基板2的X方向成90°)。另结合图2c所示，第一基板1和第二基板2贴合时，第一间隔物41与第二间隔物42彼此垂直交叉用于支撑第一基板1和第二基板2保持一定的间隔。
由于上述现有技术的液晶盒的第一基板1和第二基板2上间隔物的方向不同，因此需要使用两张掩模板分别对两张基板进行显影曝光形成第一间隔物41和第二间隔物42，工艺复杂性增加，且制造成本高。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种液晶盒及其制造方法，它能降低工艺复杂性，并降低制造成本。
为实现上述目的，本发明提供了一种液晶盒，包括：相对设置的第一基板和第二基板；液晶层，形成在所述第一基板和第二基板之间；第一基板和第二基板使用同一张掩模板分别制成位于第一基板上的第一间隔物以及位于第二基板上的第二间隔物；第一间隔物保持预设距离设置在所述第一基板靠所述液晶层的一侧，第二间隔物保持预设距离设置在所述第二基板靠所述液晶层的一侧，其中，所述第一和第二间隔物分别具有一平行所述第一基板和第二基板的截面，所述第一和第二间隔物截面的长度方向尺寸大于宽度方向尺寸，所述第一和第二间隔物截面的长度方向与基板X方向的夹角大于0°且小于90°或者大于90°且小于180°；相对设置的所述第一和第二间隔物彼此交叉抵接以保持所述第一基板和第二基板之间的间隔。
本发明又提供了一种液晶盒的制造方法，包括：提供第一基板和第二基板；分别在所述第一基板和第二基板上形成一层透明材料层；使用同一张掩模通过图案化所述透明材料层分别在第一基板上形成第一间隔和在第二基板上形成第二间隔，将所述第一基板翻转贴合到所述第二基板，使第一间隔物与第二间隔物彼此交叉抵接，其中，所述间隔物具有一平行所述第一基板和第二基板的截面，所述间隔物截面的长度方向尺寸大于宽度方向尺寸，所述间隔物截面的长度方向与基板X方向的夹角大于0°且小于90°或者大于90°且小于180°；在所述第二基板上滴注液晶；形成液晶盒。
附图说明
图1为现有技术液晶盒的剖面图；
图2a、2b、2c为现有技术液晶盒的俯视图；
图3为本发明实施例一的基板的俯视图；
图4为本发明实施例二的液晶盒的剖面图；
图5a、5b、5c为本发明实施例二的液晶盒的俯视图；
图6为本发明实施例三的液晶盒的剖面图；
图7a、7b、7c为本发明实施例三的液晶盒的俯视图。
具体实施方式
为了使本发明的目的，技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
图3为本发明实施例一的基板的俯视图，如图3所示，一透明基板5，例如：玻璃基板，在透明基板5上形成有多个间隔物51，间隔物51之间保持预设距离设置在透明基板5的一侧，通常可以每平方毫米内设置两个间隔物51。当然，间隔物的尺寸需要根据基板的尺寸及特定的抗压要求进行设计。尺寸较大的基板(例如：大于10寸基板)，由于其对于抗压性要求较高，对应设计的间隔物尺寸一般较大。间隔物51平行于该透明基板5的截面的长度方向尺寸L大于宽度方向尺寸W，即L＞W。其中，本实施中间隔物截面的长度方向与透明基板5的X方向之间的夹角α为45°。当有两块相同的透明基板5翻转贴合时，分别设置在两块透明基板5一侧的间隔物51可以一一对应，并彼此交叉抵接，以支撑两块透明基板5保持一定的间隔。由于两块透明基板5上的间隔物形状与方向一致，仅使用一张掩模板即可以完成全部透明基板5上的间隔物51的制造，相较现有技术，避免使用多张掩模板制造透明基板上不同图形的间隔物51，减少了制造成本，同时，简化了基板的制造工艺，降低工艺复杂性。
上述方案仅为实施例的一种，间隔物截面的长度方向与透明基板5的X方向之间的夹角α还可以是135°。甚至于间隔物截面的长度方向与透明基板5的X方向之间的夹角α可以是大于0°且小于90°或者大于90°且小于180°范围内的一任意角度，只要满足当两块透明基板翻转贴合时，一一对应的间隔物能够互相交叉抵接以支撑两块透明基板即可。考虑到透明基板之间贴合时的旋转误差和贴合误差，间隔物截面的长度方向与所述基板X方向的夹角大于10°且小于80°或者大于100°且小于170°为优选方案，尤其是当间隔物截面的长度方向与透明基板5的X方向之间的夹角α为45°或135°时为最优选的方案。本实施例中间隔物51截面形状呈长方形，除此之外，间隔物51截面的长度方向的长边还可以是波浪形或折线形。间隔物51可以采用光反应型高分子透明材料。
实施例二
图4为本发明实施例二的液晶盒的剖面图，图5a、5b为本发明实施例二的液晶盒的俯视图。如图4所示，液晶盒包括相对设置的第一基板5和第二基板6，形成在第一基板5和第二基板6之间的液晶层7。第一电极51为一整面透明电极，形成在第一基板5靠近液晶层7的一侧。第一电极51的材料可选择氧化铟锡。结合图5a所示，第二电极61为梳齿状透明电极，包括一端部611以及多条梳齿部612，形成在第二基板6靠近液晶层7的一侧。第一电极51与第二电极61相对设置，若对第一电极51的相邻梳齿部612之间施加不同电压，在相邻梳齿部612之间形成电压差，进而产生电场，液晶层7内的液晶分子在电场作用下排列方向发生偏转，不同区域的液晶分子偏转角度不同，使液晶分子的折射率呈现抛物线形变化，进而在第二电极61的相邻梳齿部612之间形成液晶透镜。
结合图4、5a和5b所示，第二间隔物62保持预设距离设置在第二基板6靠近液晶层7的一侧，具体地，第二间隔物62设置在第二电极61的梳齿部612形成的液晶透镜的交界处位置。第二间隔物62具有一平行第二基板6的截面，第二间隔物62截面的长度方向尺寸L大于宽度方向尺寸W，即L＞W。同时，第二间隔物62截面的长度方向与第二基板6的X方向之间的夹角α为45°。第一基板5上第一间隔物52同样设置在靠近液晶层7的一侧，间隔物52与间隔物62位置一一对应，也设置在液晶透镜的交界处位置。第一间隔物52具有一平行第一基板5的截面，第一间隔物52截面的长度方向尺寸L大于宽度方向尺寸W，即L＞W。同样的，第一间隔物52截面的长度方向与第一基板5的X方向之间的夹角α也为45°。第一间隔物52和第二间隔物62沿平行于第一基板5和第二基板6平行的截面形状为长方形，当然，第一间隔物52和第二间隔物62截面的长度方向的长边还可以是波浪形或折线形。进一步的，为避免第一间隔物52和第二间隔物62与液晶层7的折射率差异造成的散射问题，第一间隔物52和第二间隔物62可以与第二电极61的梳齿部612重叠设置。第一间隔物52和第二间隔物62可以采用光反应型高分子透明材料。
再结合图5c和图4，在第一基板5和第二基板6上相对设置的第一间隔物52和第二间隔物62彼此交叉抵接，以保持第一基板5和第二基板6之间的间隔。第一间隔物52和第二间隔物62的高度为1/2d，d为第一基板5与第二基板6之间的间隔距离，考虑到第一间隔物52和第二间隔物62的制造精度，至少保证第一间隔物52和第二间隔物62的高度和不小于d。通常，间隔物的尺寸需要根据基板的尺寸及特定的抗压要求进行设计。尺寸较大的基板(例如：大于10寸基板)，由于其对于抗压性要求较高，一般设计的间隔物尺寸较大。另外，对于PPI(每英寸子像素个数)较高的基板，由于其子像素排布密集，相对的间隔物的尺寸要相应的减小。在第一基板5和第二基板6最靠近液晶层7的内表面，形成一层取向层8，用于使液晶分子在初始状态具有统一取向，取向层8可以采用聚酰亚胺材料。由于第一基板5和第二基板6的第一间隔物52和第二间隔物62形状、方向、位置一致，仅使用一张掩模板即可以完成第一基板5和第二基板6的全部第一间隔物52和第二间隔物62的制造，相较现有技术，避免使用多张掩模板制造透明基板上不同图形的间隔物，减少了制造成本，同时，简化了基板的制造工艺，降低工艺复杂性。
上述第一间隔物52或第二间隔物62截面的长度方向与第一基板5或第二基板6的X方向之间的夹角α仅为实施例的一种，第一间隔物52或第二间隔物62截面的长度方向与第一基板5第二基板6的X方向之间的夹角α还可以为135°。甚至于第一间隔物52或第二间隔物62截面的长度方向与第一基板5或第二基板6的X方向之间的夹角α可以是大于0°且小于90°或者大于90°且小于180°范围内的一任意角度，只要满足当第一基板5与第二基板6翻转贴合时，一一对应的第一间隔物52和第二间隔物62能够互相交叉抵接以支撑两块透明基板即可。考虑到透明基板之间贴合时的旋转误差和贴合误差，间隔物截面的长度方向与所述基板X方向的夹角大于10°且小于80°或者大于100°且小于170°为优选方案，尤其是当第一间隔物52或第二间隔物62截面的长度方向与第一基板5或第二基板6的X方向之间的夹角α为45°或135°时为最优选的方案。
上述第一电极形状仅为实施例的一种，第一电极51还可以是梳齿状透明电极，与上述第二电极61对应设置。
本实施例所述的液晶盒的制造方法，包括：分别在第一基板和第二基板上形成一层透明导电层，材料可选自例如：氧化铟锡，图案化所述透明导电层形成第一电极和第二电极。分别在第一电极和第二电极上形成一层透明材料层，图案化透明材料层分别在第一基板和第二基板上形成第一间隔物和第二间隔物。透明材料层可以采用光反应型高分子透明材料。第一间隔物或第二间隔物具有一平行第一基板或第二基板的截面，该截面的长度方向尺寸L大于宽度方向尺寸W，即L＞W。该截面可以为长方形，或该截面长度方向的长边呈折线形或波浪形。并且，该截面长度方向与第一基板或第二基板X方向的夹角大于0°且小于90°或者大于90°且小于180°，考虑到第一基板和第二基板贴合时的旋转误差和贴合误差，间隔物截面的长度方向与所述基板X方向的夹角大于10°且小于80°或者大于100°且小于170°为优选方案，尤其是夹角为45°或者135°为最优选方案。
之后，在第一基板和第二基板上，形成一层取向层，用于使液晶分子在初始状态具有统一取向，取向层可以采用聚酰亚胺材料。
接下来，在第二基板上滴注液晶，将第一基板翻转贴合到第二基板，形成液晶盒，其中，第一间隔物与第二间隔物一一对应设置，互相交叉抵接以支撑两块透明基板。
实施例三
图6为本发明实施例三的液晶盒的剖面图，如图6所示，液晶盒包括相对设置的第一基板5和第二基板6，形成在第一基板5和第二基板6之间的液晶层7。第一基板5为阵列基板，在第一基板5靠近液晶层7的一侧上形成有多个薄膜晶体管511和像素电极512，第一间隔物52保持预设距离设置在第一基板5上。第二基板6为彩膜基板，在第二基板6靠近液晶层7的一侧上形成有黑矩阵611和色阻612，其中，黑色矩阵611对应第一基板5上的薄膜晶体管511，起到遮挡作用，第二间隔物62设置在第二基板6的黑色矩阵611所在区域。
图7a、7b为本发明实施例三的液晶盒的俯视图，结合图7a、7b所示，第一间隔物52与第二间隔物62一一相对设置，且彼此交叉抵接以保持第一基板5和第二基板6之间的间隔。其中，第一间隔物52具有一平行第一基板5的截面，第一间隔物52截面的长度方向尺寸L大于宽度方向尺寸W，即L＞W。同时，第一间隔物52截面的长度方向与第一基板5的X方向之间的夹角α为45°。第二间隔物62具有一平行第二基板5的截面，第二间隔物62截面的长度方向尺寸L大于宽度方向尺寸W，即L＞W。同样的，第二间隔物62截面的长度方向与第二基板6的X方向之间的夹角α也为45°。本实施例中第一间隔物52和第二间隔物62沿平行于第一基板5和第二基板6平行的截面形状为长方形，当然，第一间隔物52和第二间隔物62截面的长度方向的长边还可以是波浪形或折线形。进一步的，为避免第一间隔物52和第二间隔物62与液晶层7的折射率差异造成的散射问题，第一间隔物52和第二间隔物62可以设置在黑色矩阵611所在的对应位置。第一间隔物52和第二间隔物62可以采用光反射型高分子透明材料。
再结合图7c和图6所示，在第一基板5和第二基板6上相对设置的第一间隔物52和第二间隔物62彼此交叉抵接，以保持第一基板5和第二基板6之间的间隔。第一间隔物52和第二间隔物62的高度为1/2d，d为第一基板5与第二基板6之间的间隔距离，考虑到第一间隔物52和第二间隔物62的制造精度，至少保证第一间隔物52和第二间隔物62的高度和不小于d。通常，间隔物的尺寸需要根据基板的尺寸及特定的抗压要求进行设计。尺寸较大的基板(例如：大于10寸基板)，由于其对于抗压性要求较高，一般设计的间隔物尺寸较大。另外，对于PPI(每英寸子像素个数)较高的基板，由于其子像素排布密集，相对的间隔物的尺寸要相应的减小。在第一基板5和第二基板6最靠近液晶层7的内表面，分别形成一层取向层8，用于使液晶分子在初始状态具有统一取向，取向层8可以采用聚酰亚胺材料。由于第一基板5和第二基板6的第一间隔物52和第二间隔物62形状、方向、位置一致，仅使用一张掩模板即可以完成第一基板5和第二基板6的全部第一间隔物52和第二间隔物62的制造，相较现有技术，避免使用多张掩模板制造透明基板上不同图形的间隔物，减少了制造成本，同时，简化了基板的制造工艺，降低工艺复杂性。
上述第一间隔物52或第二间隔物62截面的长度方向与第一基板5或第二基板6的X方向之间的夹角α仅为实施例的一种，第一间隔物52或第二间隔物62截面的长度方向与第一基板5第二基板6的X方向之间的夹角α还可以为135°。甚至于第一间隔物52或第二间隔物62截面的长度方向与第一基板5或第二基板6的X方向之间的夹角α可以是大于0°且小于90°或者大于90°且小于180°范围内的一任意角度，只要满足当第一基板5与第二基板6翻转贴合时，一一对应的第一间隔物52和第二间隔物62能够互相交叉抵接以支撑两块透明基板即可。考虑到透明基板之间贴合时的旋转误差和贴合误差，间隔物截面的长度方向与所述基板X方向的夹角大于10°且小于80°或者大于100°且小于170°为优选方案，尤其是当第一间隔物52或第二间隔物62截面的长度方向与第一基板5或第二基板6的X方向之间的夹角α为45°或135°时为最优选的方案。
本实施例所述的液晶盒的制造方法，包括：在第一基板上形成薄膜晶体管和像素电极，其中所述像素电极采用透明导电材料，例如：氧化铟锡，在薄膜晶体管和像素电极上形成一层透明材料层，图案化透明材料层，在第一基板上形成第一间隔物。在第二基板上形成黑色矩阵和色阻，在黑色矩阵和色阻上形成一层透明材料层，图案化透明材料层，在第二基板上形成第二间隔物，其中第二间隔物设置在黑色矩阵区域。透明材料层可以采用光反应型高分子透明材料。第一间隔物或第二间隔物具有一平行第一基板或第二基板的截面，该截面的长度方向尺寸L大于宽度方向尺寸W，即L＞W。该截面可以为长方形，或该截面长度方向的长边呈折线形或波浪形。并且，该截面长度方向与第一基板或第二基板X方向的夹角大于0°且小于90°或者大于90°且小于180°，考虑到第一基板和第二基板贴合时的旋转误差和贴合误差，间隔物截面的长度方向与所述基板X方向的夹角大于10°且小于80°或者大于100°且小于170°为优选方案，尤其是夹角为45°或者135°为最优选方案。
之后，在第一基板和第二基板上，形成一层取向层，用于使液晶分子在初始状态具有统一取向，取向层可以采用聚酰亚胺材料，
接下来，在第二基板上滴注液晶，将第一基板翻转贴合到第二基板，形成液晶盒，其中，第一间隔物与第二间隔物一一对应设置，互相交叉抵接以支撑两块透明基板。
以上对本发明实施例所提供的具有间隔物的基板及包含该基板的液晶盒，以及其制造方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种液晶盒，包括：
相对设置的第一基板和第二基板；
液晶层，形成在所述第一基板和第二基板之间；
第一基板和第二基板使用同一张掩模板分别制成位于第一基板上的第一间隔物以及位于第二基板上的第二间隔物；第一间隔物保持预设距离设置在所述第一基板靠所述液晶层的一侧，第二间隔物保持预设距离设置在所述第二基板靠所述液晶层的一侧，其中，所述第一和第二间隔物分别具有一平行所述第一基板和第二基板的截面，所述第一和第二间隔物截面的长度方向尺寸大于宽度方向尺寸，所述第一和第二间隔物截面的长度方向与基板X方向的夹角大于0°且小于90°或者大于90°且小于180°；
相对设置的所述第一和第二间隔物彼此交叉抵接以保持所述第一基板和第二基板之间的间隔。
2.如权利要求1所述的液晶盒，其特征在于，所述间隔物截面的长度方向与基板X方向的夹角呈45°或135°。
3.如权利要求1所述的液晶盒，其特征在于，所述间隔物截面呈长方形。
4.如权利要求1所述的液晶盒，其特征在于：所述第一基板包括设置在靠近所述液晶层一侧的第一电极；所述第二基板包括设置在靠近所述液晶层一侧的第二电极；所述第一电极和第二电极之间的电场使液晶层产生多个液晶透镜。
5.如权利要求2所述的液晶盒，其特征在于：所述第一基板或第二基板包括设置在靠近所述液晶层一侧的第一电极和第二电极，所述第一电极和第二电极之间的电场使液晶层产生多个液晶透镜。
6.如权利要求4或5所述的液晶盒，其特征在于：所述间隔物设置在所述液晶透镜之间的交界处。
7.如权利要求4或5所述的液晶盒，其特征在于：所述第一电极和第二电极均为梳齿结构透明电极或者所述第一电极为整面透明电极且所述第二电极为梳齿结构透明电极。
8.如权利要求2所述的液晶盒，其特征在于：所述第一基板包括设置在靠近所述液晶层一侧的黑色矩阵和色阻；所述第二基板包括设置在靠近所述液晶层一侧的薄膜晶体管和像素电极；所述间隔物设置在所述黑色矩阵的区域内。
9.一种液晶盒的制造方法，包括：
提供第一基板和第二基板；
分别在所述第一基板和第二基板上形成一层透明材料层；
使用同一张掩模通过图案化所述透明材料层分别在第一基板上形成第一间隔和在第二基板上形成第二间隔；
将所述第一基板翻转贴合到所述第二基板，使第一间隔物与第二间隔物彼此交叉抵接，其中，所述第一和第二间隔物分别具有一平行所述第一基板和第二基板的截面，所述第一和第二间隔物截面的长度方向尺寸大于宽度方向尺寸，所述第一和第二间隔物截面的长度方向与基板X方向的夹角大于0°且小于90°或者大于90°且小于180°；
在所述第二基板上滴注液晶；
形成液晶盒。
10.如权利要求9所述的液晶盒的制造方法，其特征在于，所述间隔物截面的长度方向与基板X方向的夹角呈45°或135°。
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