用于液晶显示面板的间隔柱、使用该间隔柱的彩色滤光基板以及液晶显示面板的制作方法

专利名称：用于液晶显示面板的间隔柱、使用该间隔柱的彩色滤光基板以及液晶显示面板的制作方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示面板领域，尤其涉及液晶显示面板中的间隔柱，以及配置这 种间隔柱的彩色滤光基板及其液晶显示面板。
背景技术：
近年来，液晶显示不仅在信息通讯装置，甚至一般的电器中也迅速得到了普及。液 晶显示的主要部件是液晶显示面板，其结构一般包括第一透明基板和第二透明基板，在第 一透明基板上设置有矩阵状的多个像素电极阵列，在第二透明基板上设置有与各个像素电 极相对的彩色滤光层以及遮光图案层，在第一透明基板与第二透明基板之间注入液晶，构 成液晶显示面板。通常，也把第一透明基板称为像素电极基板或TFT基板，把第二透明基板 称为彩色滤光基板。为了在TFT基板与彩色滤光基板之间形成一个滴注液晶的空间，两块基板之间通 过间隔柱来形成间隔。将这些间隔柱在指定的位置上均勻分布且高度一致，从而实现单元 间隔在整个像素区域里保持均一的显示效果。但是，液晶面板的液晶注入量难以被控制得 非常精确，因此，往往需要间隔柱的高度分布有少许的不均，以吸收因液晶注入量不同产生 的间隔差异，这种有益的高度不均被称之为液晶滴注余度(MARGIN)，它能够抑制显示色不 均(MURA)现象。在日本特开2007-232839号公报中公开了一种为了防止产生此类的显示Mura的 液晶显示装置。在其公开的装置中，提供了 2种形状的间隔柱，其中一种间隔柱高度较高， 另一种间隔柱高度较低，高度不同的2种间隔柱并列设置，当相对的基板间增加外力负荷 时，为了避免单元间隔下降到规定的间隔以下，高度较低的间隔柱能起到支撑作用使得单 元间隔得到保持，而且，这种变形不会影响到其他部位的间隔柱。可以确保整个像素区域均 一的单元间隔。从而得到不易产生显示Mura且显示品质优异的液晶显示装置。在这个发明中，高度较高的间隔柱形变量较大，所以使用弹性恢复率大的材料，高 度低的间隔柱型变量小，因此使用弹性恢复率小的材料，可以得到更显著的效果。然而，将高低不同的2种间隔柱配置在彩色滤光基板上，或者使用弹性恢复率不 同的2种材料在彩色滤光基板上配置间隔柱时，需要进行两次配置间隔柱的工序，不利于 带间隔柱的彩色滤光基板的制造成本的控制。

发明内容
基于背景技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种液晶显示面板的间 隔柱，通过改变形间隔柱的形状，使之即能增加液晶滴注余度，又能控制间隔柱、彩色滤光 基板以及液晶显示面板的制造成本。为了达成上述目的，本发明提供一种用于液晶显示面板的间隔柱，其下端连接到 液晶显示面板的彩色滤光基板的公共电极层上，所述间隔柱上端的形状呈现高低差，且最高部的位置与上端面中央不一致。在上述的间隔柱中，间隔柱上端最高部与上端面中心之间的距离大于间隔柱上端 面直径的30%。在上述的间隔柱中，所述间隔柱上端面呈倾斜状。在上述的间隔柱中，所述间隔柱上端周围隆起中央凹陷。在上述的间隔柱中，所述间隔柱上端最高部与最低部之间的高低差在 0. 03 μ m-1 μ m 内。在上述的间隔柱中，所述间隔柱上端最高部与最低部之间的高低差为液晶显示面 板单元间隔的1%。本发明还提供一种使用如上所述的间隔柱的彩色滤光基板，所述彩色滤光基板包 括公共电极层，所述间隔柱的下端连接到所述公共电极层上，所述间隔柱上端的形状呈现 高低差，且最高部的位置与中央不一致。在上述的彩色滤光基板中，所述间隔柱上端周围隆起中央凹陷。在上述的彩色滤光基板中，所述间隔柱上端最高部与最低部之间的高低差在 0. 03 μ m-1 μ m 内。本发明还提供了一种液晶显示面板，包括TFT基板和彩色滤光基板，彩色滤光基 板包括公共电极层，所述间隔柱的下端连接到所述公共电极层上，所述间隔柱具有如上所 述的特征。


图1示出了本发明的间隔柱第一实施例的结构示意图；图2示出了已有技术的间隔柱的结构示意图；图3示出了本发明的间隔柱第二实施例的结构示意图；图4A、B、C示出了本发明的第一实施例、第二实施例与已有技术的间隔柱的比较 图；图5至图8示出了本发明的间隔柱增加液晶滴柱余度的原理以及效果。
具体实施例方式以下将结合附图，详细描述本发明的实施例。但是，应当理解，以下所示的实施例 是为使本发明的技术思路具体化而进行的举例说明，并非特指本发明。没有脱离本发明专 利申请的范围所示的技术思路，均可同等地应用在各种变形例子上。已有技术中的间隔柱如图2所示。彩色滤光基板包括基板50、基板50上的彩色滤 光层40、遮光图案层30 (BM)、以及最上方的公共电极层20。间隔柱10的下端连接到遮光图 案层30上方的公共电极层20上。70为TFT基板，也称为像素电极基板。间隔柱10的上端 与TFT基板70上的TFT柱相对应，间隔柱10的上端面中央略隆起，顶部与TFT柱80重叠， 从而形成可以控制液晶显示面板单元间隔的柱形构造。本发明的间隔柱的第一个实施例如图1所示，其所处的位置与已有技术中的间隔 柱的位置相同，但本发明间隔柱的形状与已有技术的不同。本发明的间隔柱100的上端面 的形状呈高低差，且最高部的位置与上端面中央位置是不一致的。也就是说，上端面中央不
4是上端的最高部，或者说，上端的最高部不在上端面的中央。从图1中可以看出，在该实施 例中，间隔柱100上端面呈现倾斜状，一侧较高，向另一侧高度逐渐降低。因此TFT基板70 上相对的TFT柱80主要与间隔柱100上端的倾斜部分接触。图3示出了本发明的第二实施例，间隔柱200的上端周围隆起而中央凹陷，最高部 在上端面的外围，而非中央位置。在上述实施例中，较佳地，间隔柱上端最高部与上端面中心之间的距离大于间隔 柱上端面直径的30%。或者，间隔柱上端最高部与最低部之间的高低差在0. 03 μ m-1 μ m范 围内。或者间隔柱上端最高部与最低部之间的高低差为液晶显示面板单元间隔的1%。本发明的间隔柱的形成方法并无特别指定，可以使用传统的制作工艺。为了说明 起见，下面简单介绍一种较佳的制作工艺，但应当理解，以下的描述不应成为对本发明的任 何限制。<彩色滤光基板的制作>彩色滤光基板的制作过程分为遮光图案层的形成过程、彩色滤光层(Color Resist)形成过程、公共电极层形成过程，以及间隔柱的形成过程。遮光图案层的形成过程，即用遮光感光性组成物涂布液在清洗后的玻璃基板上进 行涂布，通过控制吐出量和涂布速度控制膜厚；热盘预热处理后，使用装有高压水银灯的近 接式曝光机及带有指定图形的石英曝光光罩进行曝光；并用搬送型显影设备，在氢氧化钾 系显影液中实施了显影，最后在特定温度下烘烤处理后得到了遮光图案层。彩色滤光层形成过程，用红色(R)感光性着色组成物涂布液取代了遮光感光性组 成物涂布液在上述带有遮光图案层的基板上涂布，同样经过预热，曝光，显影及烘烤后得到 了红色像素。以绿色(G)感光性着色组成物涂布液代替红色感光性着色组成物涂布液，其 余不变的条件下形成了绿色像素。然后，用蓝色(B)感光性着色组成物涂布液代替红色感 光性着色组成物涂布液，其余不变的条件下形成了蓝色像素，最终得到了彩色滤光片。公共电极层形成过程，即在上述得到的彩色滤光片的R像素、G像素、和B像素以 及遮光图案层上面用溅镀方式形成了氧化铟锡(Indium Tin Oxide，简称IT0)透明公共电 极层。间隔柱的形成过程，即将间隔柱用感光性转印膜表面保护膜剥离后，将露出的感 光性树脂层表面，重合在上述制作的彩色滤光片基板溅镀形成的ITO膜上，使用转印设备， 以线压100N/Cm、130°c加压·加热条件下，实施了贴合工序。接着，在PET临时支持体从贴 合的感光性树脂层背面剥离后，使用近接式曝光机和具有画像图形的石英曝光光罩，将光 罩表面和感光性树脂层表面间距设置为150 μ m、用曝光量100mJ/cm2实施了曝光。并用倾 斜搬送式显影设备，按顺序通过含有三乙醇胺的显影液I、含有碳酸钠系列显影液II，及含 清洗剂的显影液III，实施了显影，烘烤后最终得到了理想的间隔柱图形。得到的间隔柱图形，是形成在遮光图案层上，与左右邻接的彩色光阻像素的距离 为左侧8 μ m,右侧4 μ m，间隔柱上底部的形状如图4中本发明第一实施例所示形状，上底部 的高低差为0. 05 μ m。下面结合图4-图8来说明本发明的效果。如前所述，已有技术的间隔柱的上端面 形状如图4A所示，中央部位呈现最高的半圆形状，它的最高部A与TFT柱80接触并形成柱 子。而本发明的两个实施例所示的间隔柱如图4B和图4C所示，间隔柱上端的倾斜部与TFT柱接触的构造。间隔柱与TFT柱的接触部位通常在TFT侧与CF侧上会产生重叠偏差，因此 本发明中的间隔柱如图5所示令其产生本质性的高低差。传统的构造如图6所示并不发生 高低变化。图7示了间隔柱上端面最高部与最低部的高低差为0. 05 μ m时，因重叠偏差引 起的与间隔柱高低差的关系。因此，由于此高低差可以带来令液晶滴注余量(MARGIN)增加 的效果。 液晶盒在高温下体积增大生成多余液晶而造成GAP MURA (高温MURA)或在低温 下体积收缩产生气泡(低温气泡)。因此，用不同液晶滴入量的单元(CELL)在高温状态 (60°C)低温状态(-20°C)下，进行了观察。评价结果如图8所示。本发明中的间隔柱用液 晶注入量换算得到6滴的液晶滴注余量，比以往技术有了提高。
权利要求
一种用于液晶显示面板的间隔柱，其下端连接到液晶显示面板的彩色滤光基板的公共电极层上，其特征在于，所述间隔柱上端的形状呈现高低差，且最高部的位置与上端面中央不一致。
2.如权利要求1所述的间隔柱，其特征在于，间隔柱上端最高部与上端面中心之间的 距离大于间隔柱上端面直径的30%。
3.如权利要求1所述的间隔柱，其特征在于，所述间隔柱上端面呈倾斜状。
4.如权利要求1所述的间隔柱，其特征在于，所述间隔柱上端周围隆起中央凹陷。
5.如权利要求1至4之一所述的间隔柱，其特征在于，所述间隔柱上端最高部与最低部 之间的高低差在0. 03 μ m-Ι μ m范围内。
6.如权利要求1至4之一所述的间隔柱，其特征在于，所述间隔柱上端最高部与最低部 之间的高低差为液晶显示面板单元间隔的1%。
7.一种使用如权利要求1-6之一所述的间隔柱的彩色滤光基板，所述彩色滤光基板包 括公共电极层，所述间隔柱的下端连接到所述公共电极层上，其特征在于，所述间隔柱上端 的形状呈现高低差，且最高部的位置与中央不一致。
8.如权利要求7所述的彩色滤光基板，其特征在于，所述间隔柱上端周围隆起中央凹陷。
9.如权利要求7所述的彩色滤光基板，其特征在于，所述间隔柱上端最高部与最低部 之间的高低差在0. 03 μ m-Ι μ m范围内。
10.一种液晶显示面板，包括TFT基板和彩色滤光基板，彩色滤光基板包括公共电极 层，所述间隔柱的下端连接到所述公共电极层上，其特征在于，所述间隔柱具有如权利要求 1-6之一所述的特征。
全文摘要
本发明提供了用于液晶显示面板的间隔柱、使用该间隔柱的彩色滤光基板以及液晶显示面板。已有技术中为增加液晶滴注余度的技术手段不利于制造成本的控制。本发明提供一种用于液晶显示面板的间隔柱，其下端连接到液晶显示面板的彩色滤光基板的公共电极层上，所述间隔柱上端的形状呈现高低差，且最高部的位置与上端面中央不一致。本发明还相应地提供了使用该间隔柱的彩色滤光基板以及液晶显示面板。
文档编号G02F1/133GK101900910SQ20091005230
公开日2010年12月1日 申请日期2009年6月1日 优先权日2009年6月1日
发明者张丹, 张兴旺, 范刚洪, 金子若彦 申请人:上海广电富士光电材料有限公司