CN101697044B - 液晶显示装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高图像品质的液晶显示装置及其制造方法。液晶显示装置包括第一基板、第二基板、液晶层、框胶以及感光高分子层。在液晶层中掺杂感光高分子，或者在框胶中掺杂感光高分子。然后，使用紫外光照射的方式将感光高分子进行硬化。感光材料硬化后会在框胶与液晶层之间形成感光高分子层。感光高分子可以为苯乙酮衍生物、二苯甲酮衍生物、硫苯蒽酮衍生物及苯并咪唑衍生物等。感光高分子层可以有效地阻止框胶中离子污染液晶层以减少影像残留的发生，提高画面的品质。

Description

液晶显示装置及其制造方法

【技术领域】

本发明是有关于一种能够防止液晶显示装置影像残留的装置，且特别是有关于一种用于制造液晶显示装置的制造方法。

【背景技术】

液晶显示装置中，扭转向列(twist nematic，TN)模式的液晶分子所形成的有源元件阵列液晶显示装置具有视角狭窄与易产生影像残留的缺点。其中，影像残留是影响画面品质的一个重要的因素。产生影像残留的主要原因就是液晶层或者框胶中混杂了带电离子，致使在液晶显示装置的驱动电压进行极性转换时，会在液晶层中产生寄生电场。这样的寄生电场使液晶分子发生不必要的偏转，致使之前的图像会残留在显示装置上。因此，这就大大影响了液晶显示装置的画面品质，使液晶显示装置达不到出货的标准。

图1与图2为现有的液晶显示装置的示意图。请参照图1，液晶显示装置10包括第一基板111、第二基板112。第一基板111与第二基板112基板之间夹有液晶层115。框胶113将第一基板111与第二基板112进行粘合，以达到密封液晶层115的效果。第一基板111为彩色滤光片基板，而第二基板112为阵列基板。在框胶113中往往夹杂有带电离子100，且带电离子100会通过框胶113进入液晶层115，而使液晶层115受到污染。

液晶显示装置10进行显示时第一基板111与第二基板112会被施加电压，使液晶层115中的液晶产生偏转，以显示出所需要的图像。此时，带电离子100会因为异性电荷相吸引的电学原理，吸附在第一基板111与第二基板112的表面上(如图2所示)。但是，所施加的电压发生极性转换时，贴附在第一基板111与第二基板112上的带电离子100会在液晶层115中形成寄生电场，而影响液晶分子的偏转。如此一来，之前的图像将会残留，亦即发生影像残留的现象。影像残留现象的发生将大幅度的降低画面显示效果，使液晶显示装置10的画面品质明显降低。

为了解决这个问题，美国待审查的专利申请公开号为US2006/0055858的发明中，提出在液晶层中掺杂可聚合化合物材料。可聚合化合物材料与液晶分子一起设置在具有电极的一对基板之间，其中可聚合化合物材料可通过加热或者射线照射的方式进行聚合。另外，具有电极的两基板用于将电压施加于液晶层或用于使液晶分子垂直排列于控制薄膜上。通过射线照射或者加热的方式聚合可聚合化合物，同时在两基板的电极之间施加电压，可使液晶分子具有预倾斜角度。如此一来，液晶分子的排列不规则的情形可被防止，以提高对影像残留的显示缺陷的抵抗能力。

但是，采用这种设置仍不能有效防止影像残留的产生。因为可聚合化合物的设计，虽使液晶分子产生一预倾斜角度，仍不能有效防止液晶层中的带电离子所产生的寄生电场影响液晶分子的倾斜角度。换言之，影像残留的现象依然得不到很好的防止。

因此，还需要更好的解决方案来完善、解决带电离子产生电场而影响液晶分子的偏转，产生影像残留现象，使液晶显示装置画面品质降低的问题。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题是提供一种提高显示性能的液晶显示装置，其可防止框胶中的带电离子进入液晶层而污染液晶层。

本发明所要解决的另一技术问题是提供一种提高液晶显示装置的画面显示能力的显示装置制作方法，以防止因为带电离子在两基板之间形成一寄生电场，而使液晶分子发生不必要的偏转。

本发明提供一种液晶显示装置，其包括第一基板、第二基板、液晶层、框胶以及感光高分子层。液晶层置于第一基板与第二基板两者之间。框胶设置在第一基板与第二基板的周边区域上并使第一基板、第二基板以及液晶层组立。感光高分子层至少设置于框胶接近液晶层的内侧，以阻隔框胶和液晶层间的直接接触。

在本发明的一个实施方式中，上述的第一基板为彩色滤光片基板，而第二基板为阵列基板。

在本发明的一个实施方式中，上述的第一基板上设置有遮光层，且感光高分子层设置于遮光层与框胶之间。举例而言，遮光层为黑矩阵。

在本发明的一个实施方式中，在对液晶层照射紫外(UV)光之前，液晶层的材质包括感光高分子与液晶分子，对液晶层照射紫外光硬化感光高分子形成感光高分子层之后，液晶层中未被紫外光照射到的感光高分子则在静置6小时之后，感光高分子的感光活性将被消除。

在本发明的一个实施方式中，上述的第二基板上设置有金属布线，且感光高分子层设置于金属布线与框胶之间，其中金属布线为共通电极布线或栅极布线。

在本发明的一个实施方式中，上述的感光高分子层与框胶相接触。

在本发明的一个实施方式中，上述的感光高分子层的材质包括苯乙酮衍生物、二苯甲酮衍生物、硫苯蒽酮衍生物、苯并咪唑衍生物或上述衍生物的组合。

本发明提供一种液晶显示装置的制造方法，包括以下步骤。提供第一基板、第二基板。在第一基板与第二基板的周边区域形成框胶。在第一基板与第二基板至少一个的周边区域形成框胶。设置混合有感光高分子的液晶于形成框胶的基板其中之一上以形成液晶层，贴合第一基板和第二基板，硬化框胶。用紫外光对所述液晶层进行照射，硬化液晶层中的感光高分子使其在液晶层和框胶之间形成感光高分子层，以阻隔框胶和液晶层间的直接接触。

在本发明的一个实施方式中，在第一基板上形成有遮光层，其例如为黑矩阵。在第二基板上形成有金属布线，金属布线可以为共通电极布线，也可以为栅极布线。

在本发明的一个实施方式中，紫外光照射的方式可以有以下几种：1.通过在金属布线与框胶之间，从第二基板往第一基板照射紫外光，将感光高分子进行硬化，使其在金属布线与框胶之间形成感光高分子层。2.通过在第一基板的遮光层与框胶之间，从第一基板往第二基板照射紫外光，将感光高分子进行硬化，使其在遮光层与框胶之间形成感光高分子层。3.通过从框胶远离液晶层的外侧向框胶内照射紫外光，将感光高分子进行硬化，使其在框胶与液晶层之间形成感光高分子层。

在本发明的一个实施方式中，上述的硬化感光高分子时所使用的紫外光的波长为340nm～～370nm之间。此外，框胶的硬化也是通过使用紫外光照射的方式进行的，且硬化框胶所使用的紫外光的波长例如小于340nm。感光高分子层的材料包括苯乙酮衍生物、二苯甲酮衍生物、硫苯蒽酮衍生物及苯并咪唑衍生物等。

本发明的感光高分子层可以阻止框胶中的带电离子进入液晶层而使液晶层遭到污染。由于，带电离子进入液晶层后会吸附在两基板之间，产生寄生电场，而影响液晶分子的偏转，从而产生影像残留的现象。影像残留的现象产生将大大影响液晶显示装置的画质，使液晶显示装置的品质降低，从而影响出货的规格，造成不必要的损失。因此，本发明可以提供一种高品质的液晶显示装置及其制造方法。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施方式，并配合所附图式作详细说明如下。

【附图说明】

图1与图2为现有的液晶显示装置的示意图。

图3为本发明的一实施方式的液晶显示装置的制作方法的流程示意图。

图4为本发明的第一实施方式的液晶显示装置。

图5～图9为本发明的第一实施方式的液晶显示装置的制作剖面示意图。

【具体实施方式】

图3为本发明的一个实施方式的液晶显示装置的制作流程示意图。请参照图3，液晶显示装置的制造方法，包括如下步骤：步骤S10，提供第一基板、第二基板，其中第一基板例如形成有遮光层，而第二基板上例如形成有金属布线。当然，本发明不限于此。步骤12，在第一基板与第二基板至少一个的周边区域形成框胶。步骤S14，混合感光高分子于液晶中，并设置该混合有感光高分子的液晶于形成框胶的基板其中之一上以形成液晶层，贴合第一基板和第二基板，硬化框胶。步骤S16，用紫外光(UV)对所述液晶层进行照射，硬化液晶层中的感光高分子使其在液晶层和框胶之间形成感光高分子层，以阻隔框胶和液晶层间的直接接触。

本发明在液晶层与框胶之间形成感光高分子层以提供阻挡作用，而可有效的避免因为框胶中的导电离子对液晶显示装置的显示质量的不良影响；并且由于感光高分子混合于液晶中，不需要单独设置感光高分子于框胶和液晶层之间形成感光高分子层，能够简化制造流程，提高生产效率。值得一提的是，上述的步骤10～步骤16中，步骤12与步骤14的框胶与液晶层的形成步骤彼此间有一定的影响，所以并无一定的顺序。换言之，液晶显示装置的工艺中有许多的中间步骤都同时与步骤12、步骤14有关。以下将举例来进行说明。第一实施方式

图4为本发明的第一实施方式的液晶显示装置的示意图。图5～图7为本发明的第一实施方式的液晶显示装置的制作方法的剖面示意图。

请参照图4，本实施方式的液晶显示装置20包括第一基板11、第二基板12、液晶层15、框胶13以及感光高分子层14。液晶层15置于第一基板11与第二基板12之间。框胶13设置在第一基板11与第二基板12的周边区域上并使第一基板11、第二基板12以及液晶层15组立。感光高分子层14设置于框胶13接近液晶层15的内侧，以阻隔框胶13和液晶层15间的直接接触。

第一基板11例如为彩色滤光片基板，而第二基板12例如为阵列基板。此外，第一基板11上例如设有遮光层119，而第二基板12上例如设有金属布线120，其中遮光层119例如为黑矩阵，而金属布线120为共通电极布线或者栅极布线。实际上，挟持液晶层15的两基板11与12也可以是所属技术领域中任何可应用于液晶显示装置20的其他基板。

请先参照图5，首先，提供第一基板11与第二基板12，并且任一个基板11或12的周边区域设置框胶材料13’。然后，通过滴下式注入法(one drop filling，ODF)的方式将液晶分子混合物滴入两基板11与12之间以形成液晶层15。

本实施方式的液晶层15中除了液晶分子之外更混有感光高分子114，感光高分子114是与液晶分子同时滴入第一基板11或第二基板12的。也就是说，液晶层15为液晶分子与感光高分子114的混合物。另外，框胶材料13’则用于将两基板11与12进行粘合。图5所示的步骤实际上为前述的步骤10～步骤14过程的中间步骤之一。

此外，感光高分子114可由苯乙酮衍生物、二苯甲酮衍生物、硫苯蒽酮衍生物及苯并咪唑衍生物四种有机材料制作而成。当然，感光高分子114也可以是上述材料的组合。

接着，请同时参照图5与图6，从第一基板11往第二基板12照射紫外光UV，将框胶材料13’进行硬化以完成前述的步骤12而形成框胶13。此时，硬化框胶材料13’的紫外光UV的波长小于340nm。

然后，进行另外一次的紫外光UV照射步骤以使感光高分子114发生光敏反应而形成图4所示的高分子感光层14，也就是完成前述的步骤16。由于，本实施方式可以通过不同的方式使感光高分子114发生光敏反应，以下将以图7～图9分别描述不同的紫外光UV照射步骤。

请先参照图7，硬化感光高分子114的方法可以是从第一基板11往第二基板12再次照射紫外光UV，并且将紫外光UV所照射的位置对准于遮光层119与框胶13之间。在本实施方式中，硬化感光高分子114时所使用的紫外光UV的波长为340nm-370nm之间。

遮光层119与框胶13之间的位置一般为液晶显示装置20中的非显示区位置。在这样的位置照射紫外光UV可使感光高分子114在框胶13与遮光层119之间硬化以形成感光高分子层14(如图4所示)。换言之，感光高分子层14形成在框胶13与液晶层15之间并不会影响显示区的面积或是显示画面。此外，感光高分子114硬化后的感光高分子层14是与框胶13相接触并紧连于框胶13接近液晶层15的内侧。如此一来，框胶13不会直接与液晶层15接触。

另外，如图8所示，另一种硬化感光高分子114的方法如下所述。从第二基板12往第一基板11照射紫外光UV，且照射紫外光UV的位置在第二基板12上的金属布线120与框胶13之间。相似地，金属布线120与框胶13之间的位置在液晶显示装置20的非显示区中。在这样的位置照射紫外光UV以将感光高分子114进行硬化，可使感光高分子114在框胶13与金属布线120之间形成感光高分子层14(如图4所示)。因此，感光高分子层14不会影响显示区的显示画面或是面积。另外，感光高分子层14形成在框胶13与液晶层15之间，且感光高分子114硬化后的感光高分子层14是与框胶13相接触并紧连于框胶13接近液晶层15的内侧。所以，感光高分子层14可说是将液晶层15与框胶13两者进行阻隔之用。另外，如上所述，硬化感光高分子114所使用的紫外光UV的波长为340nm-370nm之间。

此外，如图9所示，又一种硬化感光高分子114的方法是从框胶13的远离液晶层15的外侧往框胶13内侧照射紫外光UV。通过这样的照射步骤，感光高分子114可在液晶层15与框胶13之间形成感光高分子层14(如图4所示)。当然，硬化后的感光高分子层14是与框胶13接触并紧连于框胶13接近液晶层15的内侧，且硬化感光高分子114所使用的紫外光UV的波长也可以为340nm-370nm之间。

根据上述的工艺步骤，请参照图4，本实施方式的感光高分子层14设置于框胶13接近液晶层15的内侧且感光高分子层14紧连框胶13。所以，框胶13不会直接接触液晶层15。换言之，感光高分子层14可以提供阻挡的作用于避免框胶13的导电离子进入液晶层15。如此一来，液晶显示装置20进行显示时，不容易受到导电离子的影响而发生残影的现象。

详细而言，如果带电离子进入液晶层15之后，根据电子异性相吸引，同性相排斥的原理，带电离子会吸附在基板11或12上。当基板11与12上的电极进行极性转换时，带电离子还来不及往相反的基板11与12进行移动。因此，带电离子会在两基板11与12之间形成寄生电场。这样的寄生电场的方向与两基板11与12之间的电场方向相反，因此会残留下先前所显示的画面，即产生了影像残留的现象。这样的残影现象将降低了液晶显示装置20的画面品质。本实施方式中，感光高分子层14的产生可有效的阻止影像残留的产生，提高液晶显示装置20的品质，而达到出货所需的规格。换言之，本实施方式的液晶显示装置20具有相当不错的良率。

另外，本实施方式的感光高分子114与液晶分子混合后，若未使用紫外光照射，液晶层中的感光高分子则在静置6小时之后，感光高分子的感光活性将被消除。所以，本实施方式中，混于液晶层中且未被紫外光UV照射的感光高分子114则在静置6小时之后其感光活性将被消除，不会对液晶显示装置20的显示效果产生不利影响。

在上述实施方式中，仅对本发明进行了示范性描述，但是本领域技术人员在阅读本专利申请后可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明进行各种修改。

Claims (24)

1.一种液晶显示装置，其特征在于包括：

第一基板；

第二基板；

液晶层，其置于所述第一基板与所述第二基板两者之间；

框胶，其设置在所述第一基板与所述第二基板的周边区域上并使所述第一基板与所述第二基板进行组立，以使所述液晶层密封于所述第一基板与所述第二基板之间；以及

感光高分子层，其至少设置于所述框胶接近所述液晶层的内侧，以阻隔所述框胶和所述液晶层间的直接接触，且该感光高分子层系通过紫外光照射混合有感光高分子的液晶层形成。

2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：所述第一基板为彩色滤光片基板，而所述第二基板为阵列基板。

3.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：所述第一基板上设置有遮光层，且所述感光高分子层设置于所述遮光层与所述框胶之间。

4.如权利要求3所述的液晶显示装置，其特征在于：所述遮光层为黑矩阵。

5.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：所述第二基板上设置有金属布线，且所述感光高分子层设置于所述金属布线与所述框胶之间。

6.如权利要求5所述的液晶显示装置，其特征在于：所述金属布线为共通电极布线或栅极布线。

7.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：所述感光高分子层的材质包括苯乙酮衍生物、二苯甲酮衍生物、硫苯蒽酮衍生物及苯并咪唑衍生物或上述衍生物的组合。

8.一种液晶显示装置的制造方法，其特征在于包括：

提供第一基板；

提供第二基板；

在所述第一基板与所述第二基板至少其中一个的周边区域形成框胶；

设置混合有感光高分子的液晶于所述形成框胶的基板其中之一上以形成液晶层，贴合所述第一基板和所述第二基板，硬化所述框胶；

用紫外光对所述液晶层进行照射，硬化所述液晶层中的感光高分子在所

述液晶层和所述框胶之间形成感光高分子层，以阻隔所述框胶和所述液晶层间的直接接触。

9.如权利要求8所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于：所述第一基板为彩色滤光片基板，而所述第二基板为阵列基板。

10.如权利要求8所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于：所述第一基板上设置有遮光层，且所述感光高分子层形成在所述遮光层与所述框胶之间。

11.如权利要求10所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于：所述遮光层为黑矩阵。

12.如权利要求10所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于：所述感光高分子层的形成方式包括在所述第一基板上的所述遮光层与所述框胶之间，从所述第一基板往所述第二基板照射紫外光，将所述感光高分子硬化而在所述遮光层与所述框胶之间形成所述感光高分子层。

13.如权利要求8所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于：所述感光高分子层的形成方式包括在所述框胶远离所述液晶层的外侧向所述框胶内侧照射紫外光，将所述感光高分子硬化而在所述液晶层与所述框胶之间形成所述感光高分子层。

14.如权利要求12或13所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于：所述感光高分子的硬化是在所述框胶硬化之后进行的。

15.如权利要求14所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于：硬化所述框胶所使用的紫外光的波长小于340nm。

16.如权利要求14所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于：硬化所述感光高分子所使用的紫外光的波长为340nm到370nm之间。

17.如权利要求8所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于：所述第一基板上形成有金属布线，且在所述金属布线与所述框胶之间形成有所述感光高分子层。

18.如权利要求17所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于：所述金属布线为栅极布线以及共通电极布线二者之一。

19.如权利要求17所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于：所述感光高分子层的形成方式包括在所述金属布线与所述框胶之间，从所述第二基板往所述第一基板照射紫外光，将所述感光高分子进行硬化以在所述金属布线与所述框胶之间形成所述感光高分子层。

20.如权利要求17所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于：所述感光高分子层的形成方式包括从所述框胶远离所述液晶层的外侧向所述框胶的内侧照射紫外光，将所述感光高分子进行硬化以在所述框胶与所述液晶层之间形成所述感光高分子层。

21.如权利要求19或20所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于：所述感光高分子的硬化是在硬化所述框胶之后进行的。

22.如权利要求21所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于：硬化所述框胶所使用的紫外光的波长小于340nm。

23.如权利要求21所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于：硬化所述感光高分子所使用的紫外光的波长为340nm到370nm之间。

24.如权利要求8所述的液晶显示装置，其特征在于：所述感光高分子层的材质包括苯乙酮衍生物、二苯甲酮衍生物、硫苯蒽酮衍生物、苯并咪唑衍生物或上述衍生物的组合。

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