CN101819355B - 液晶显示装置的制造方法和通过其制造的液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及液晶显示装置的制造方法和通过其制造的液晶显示装置。所述液晶显示装置的制造方法包括以下步骤：在一对基板中的一个基板上形成密封层，所述一对基板在彼此相对的位置具有显示区域，并且在该显示区域周围具有周边区域，所述密封层形成为在所述一对基板中的一个基板的所述周边区域中基本具有框架构造，并且由热固树脂构成；将液晶滴在所述密封层的框架构造中；通过在减压下叠置所述一对基板并且之后释放压力而在所述一对基板之间形成液晶层；以及在形成所述液晶层之后将所述密封层热固化。

Description

液晶显示装置的制造方法和通过其制造的液晶显示装置
技术领域
本发明涉及利用液晶滴注法制造液晶显示装置的方法，以及通过该方法制造的液晶显示装置。
背景技术
液晶显示(下文可称为“LCD”)装置设有位于驱动基板与对向基板(counter substrate)之间的液晶层。驱动基板(或TFT基板)包括TFT(薄膜晶体管)元件层、像素电极层、平整层(flattening layer)和配向膜(alignment film)。对向基板包括BM(Black Matrix，黑底)层、CF(滤色器)层、公共电极和配向膜。而且，在驱动基板与对向基板之间设置密封层以将驱动基板和对向基板附接在一起，并且防止液晶泄漏。
作为在具有上述结构的液晶显示装置中在驱动基板(或像素基板)与对向基板之间形成液晶层的方法，已经使用了真空注射法，该方法在将像素基板和对向基板附接在一起之后注射液晶。然而，真空注射法的问题在于，因为注射液晶花费的时间长，因此当基板面积扩大时生产率较低。
为了解决该问题，已经研发了称为“滴下式注入(下文可称为“ODF”)”法的方法。ODF法在两个基板被附接在一起而密封之前，将液晶材料滴在两个基板中的一个上。在ODF法中，使用UV(紫外线)固化密封剂或光热结合固化密封剂(下文可简称为“结合密封剂”)作为构成密封层的材料(或密封剂)，例如如日本专利未审公报No.2004-62138中所公开的那样。ODF法允许批量生产(mass-production)，而且在中等尺寸和小尺寸LCD中不需要用于滴入液晶的注射开口。这样使得可以省去用于密封注射开口的基板的厚度，从而实现小的外形。
发明内容
当前，已经在中等尺寸和小尺寸的LCD中研发了重量轻且清晰度高的显示器，并且对于进一步缩小形成有BM层的周边区域(即，有效区域周围的遮光部分)的框架尺寸以及进一步获得小外形面板的技术的研究已经取得了进展。然而，当使用上述UV固化密封剂或结合密封剂时，用于使紫外线辐射在周围区域上的区域(或开口)是必需的。换言之，必须考虑到向周围区域增加UV辐射区域来设计面板，这已经成为阻碍框架尺寸缩小的一个因素。
期望的是提供一种能够利用液晶滴注法批量生产并且缩小面板的框架尺寸的液晶显示装置的制造方法，以及通过该方法制造的液晶显示装置。
根据本发明的一个实施方式的液晶显示装置的制造方法包括以下步骤：在一对基板中的一个基板上形成密封层，所述一对基板在彼此相对的位置具有显示区域，并且在该显示区域周围具有周边区域，所述密封层形成为在所述一对基板中的一个基板的所述周边区域中基本具有框架构造，并且由热固树脂构成；将液晶滴在所述密封层的框架构造中；通过在减压下叠置所述一对基板并且之后释放压力而在所述一对基板之间形成液晶层；以及在形成所述液晶层之后将所述密封层热固化。
根据本发明的一个实施方式的液晶显示装置包括：一对基板，所述一对基板在彼此相对的位置具有显示区域，并且在该显示区域周围具有周边区域；保持在所述一对基板之间的液晶层；以及密封层，该密封层将所述液晶层密封在所述一对基板的所述周边区域中，并且由热固树脂构成。
在根据本发明的实施方式的液晶显示装置以及该液晶显示装置的制造方法中，使用热固树脂作为密封液晶层的密封剂，并通过热固化将密封剂固化以形成密封层。
根据本发明的实施方式的液晶显示装置的制造方法，由热固树脂构成的密封层在所述一对基板中的一个基板上基本以框架构造形成，并将液晶滴在所述密封层的框架构造中。然后叠置基板，之后对密封层进行热固化。这样使得可以制造省去了用于固化密封剂的开口结构的液晶显示装置。从而，与使用光固化密封剂或结合密封剂的情况相比，面板设计自由度增加。因此，可以缩小框架尺寸。
应理解，以上概略描述和以下详细描述都是示例性的，并且用于提供对所要求保护的本发明的进一步说明。
附图说明
包含附图以提供对本发明的进一步理解，附图结合在说明书中并构成该说明书的一部分。附图示出了本发明的实施方式，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是示出根据本发明一个实施方式的液晶显示装置的构造的截面图。
图2是示出液晶显示面板的总体构造的平面图。
图3是示出液晶显示面板的TFT基板的构造的平面图。
图4是示出液晶显示面板的对向基板的构造的平面图。
图5是示出液晶显示面板的像素区域的分解透视图。
图6是说明液晶滴注法的处理流程图。
图7示出绘制密封的处理。
图8示出滴注液晶的处理。
图9示出将基板大致对准的处理。
图10示出叠置基板的处理。
图11示出分割基板的处理。
图12说明半固化密封层的方法。
图13说明半固化密封层的另一方法。
具体实施方式
下面将参照附图详细描述本发明的实施方式。按照以下顺序进行描述。
实施方式
(1)液晶显示装置的总体构造
(2)液晶显示装置的制造方法
【实施方式】
下面将描述本发明的一个实施方式，其中液晶显示装置基于透射型显示面板。要理解，本发明的实施方式不限于此，可应用于反射型、半透射型以及其它适当的类型。
【液晶显示装置的总体构造】
图1示出根据本发明的实施方式的透射液晶显示面板(或液晶显示装置)1的截面构造。图2示出整个面板的平面构造。液晶显示面板1设有位于TFT基板(或驱动基板)2与对向基板3之间、通过密封层8密封的液晶层9。
TFT基板2和对向基板3中的每一个在TFT基板2和对向基板3彼此相对的位置均具有显示区域(或像素区域)11A。包围显示区域11A的区域是周边区域11B。密封层8设置在周边区域11B中，并且密封设置在显示区域11A中的液晶层9。
TFT基板2可以是布置有多个像素电极6的玻璃基板，像素电极例如以矩阵图案布置在玻璃基板上。TFT基板2还设有用于驱动相应像素电极6的TFT元件、连接到TFT元件的栅极线和源极线等等(它们均未示出)，它们被布置在TFT基板2上。像素电极6由具有透明度的导电材料形成，并且例如被设置用于玻璃基板上的各个子像素(未示出)。导电材料可以是ITO(氧化铟锡)，或者其它适当的材料。
图3示出了TFT基板2的平面构造。TFT基板2的周边区域11B设有用于驱动显示区域11A中的像素的布线层13，并且在布线层13上设有密封层8。布线层13的线宽可以在200μm与1200μm之间(两个端值均包含在内)。
图4示出了对向基板3的平面构造。例如，对向基板3可以是玻璃基板，具有以下构件：布置在该玻璃基板上的滤色器5，其中以条形构造设置红色(R)滤色器、绿色(G)滤色器和蓝色(B)滤色器(分别是滤色器5A至5C)；以及基本布置在滤色器5上的整个有效显示区域中的对向电极7。对向电极7由具有透明度的导电材料形成，所述导电材料可以是ITO(氧化铟锡)，或者其它适当的材料。在对向电极7与位于TFT基板2侧上的像素电极6之间形成间隔件10，用于保持TFT基板2与对向基板3之间的间隙距离。间隔件10可以是光敏负性树脂。
包围对向基板3的滤色器5的周边区域11B设有遮光膜12(框架或黑底)。密封层8设置在遮光膜12与位于TFT基板2侧上的布线层13之间。
TFT基板2的背面布置有偏振片4A，对向基板3的上表面布置有偏振片4B。偏振片4A和偏振片4B中的每一个均供沿特定方向振动的偏振光透射通过。
在液晶面板为垂直配向型的一个实施方式中，液晶层9包括：具有负介电各向异性的液晶分子；以及聚合物结构，其将液晶分子保持在该聚合物结构与配向膜(未示出)之间的界面附近。液晶分子具有这样的性质：其长轴方向的介电常数高于其短轴方向的介电常数。从而，通过利用该性质，当驱动电压切断时使液晶分子被配向为使得液晶分子的长轴垂直于基板，当驱动电压接通时使液晶分子被配向为使得液晶分子的长轴平行于基板。借此，在液晶显示面板上显示图像。
图5示出了液晶显示面板1中的TFT基板2和对向基板3的透视构造。从图5可以看出，对于TFT基板2中的各个像素形成像素电极6。而且，对向基板3中的像素分别布置有红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的对应的滤色器5A至5C。
在本实施方式中，通过由热固树脂制成的密封剂(或热固密封剂8a)构成密封层8。密封剂可以是环氧树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂、苯酚树脂、不饱和聚酯树脂、醇酸树脂、聚氨酯树脂、或者任何其它适当的材料。
在具有上述构造的根据本实施方式的液晶显示面板1中，在分别向像素电极6和对向电极7施加预定电压时驱动液晶层9，从而显示图像。
【液晶显示装置的制造方法】
现在将参照图6和图7至图11所示的处理流程图描述根据本实施方式的液晶显示面板1的制造方法。
首先，在例如由玻璃制成的透明基板上形成用于形成液晶显示面板1的部件。具体地说，制备两个透明基板。然后，在一个透明基板上形成TFT、漏极总线、栅极总线(均未示出)、像素电极6等等，之后在其上形成配向膜(未示出)，以获得TFT大基板14(即，TFT基板2)。另一方面，包括红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的滤色器5A至5C的滤色器5，以及例如由ITO膜制成的对向电极7在预定位置形成在另一透明基板上，随后在其上形成配向膜(未示出)，并在其周围形成遮光膜12，从而获得对向大基板15(即，对向基板3)。
在形成TFT大基板14和对向大基板15之后，根据图6所示的液晶滴注法的处理流程制造液晶显示面板1。进行密封绘制的大基板可以是TFT大基板14或对向大基板15。下面将基于向对向大基板15施加热固密封剂8a的一个实施方式进行描述。在一个实施方式中，利用热固密封剂8a的密封绘制在对向大基板15上进行，以首先包围显示区域11A(步骤S101)。然后，将预定量的液晶滴入这样形成的对向大基板15的框架状构造中(步骤S102)。然后，将TFT大基板14和对向大基板15放入附接系统，以将TFT大基板14和对向大基板15大致对准(步骤S103)，之后将TFT大基板14和对向大基板15叠置(步骤S104)。然后，根据热固密封剂8a的固化状态进行热固密封剂8a的热固化(步骤S105)。然后，将作为叠置固化后的大基板的基板分割成每个面板的尺寸(步骤S106)。借此完成液晶显示面板1。下面将详细描述各个处理。
【1.密封绘制】
图7示出了在对向大基板15上绘制热固密封剂8a的处理。对于各个面板，热固密封剂8a施加在对向大基板15的表面上，以包围显示区域11A，从而密封液晶。热固密封剂8a施加在设置于对向大基板15中的遮光膜12上，从密封配送器配送的热固密封剂8a的量与密封的线宽和液晶层9的间隙距离对应。此时，优选基于需求利用热板20或其它适当部件在大约60摄氏度的条件下将这样施加的还未固化的热固密封剂8a(特别是其内周部分)加热例如两分钟，从而初步进行热固密封剂8a的半固化。
图12示出了利用热板20的半固化方法的一个实例。在一个实施方式中，预先将具有框架状构造的加热部分20a设置在与以框架状构造施加在对向大基板15上的热固密封剂8a的内周部分对应的位置。然后，使对向大基板接近或降低至热板20的附近，以利用加热部分20a加热用于各个面板的热固密封剂8a的内周，从而将热固密封剂8a半固化。注意，根据本发明的一个实施方式，热板20与对向大基板15之间的关系可以如图12所示反转。
【2.滴注液晶】
图8示出了将液晶滴在对向大基板15上的处理。液晶9a从液晶配送器17滴在对向大基板15的施加有热固密封剂8a的区域中。换言之，对于各个对向基板3(或者每个面板)滴注液晶9a。液晶9a可滴注在框架状构造中的一部分上，或者可滴注在框架状构造中的多个部分上。
【3.大致对准基板】
图9示出将TFT大基板14和对向大基板15大致对准的处理。将在其上滴有液晶9a的对向大基板15放在附接系统(未示出)中的平台上。而且将TFT大基板14放入附接系统并通过设置在其中的支撑部件保持。然后，打开附接系统的排气阀以通过排气口进行真空抽吸，使得系统内处理室的压力降低成减压状态。然后，将TFT大基板14和对向大基板15布置成彼此相对，并且进行弱加压以大致对准。
【4.叠置基板】
图10示出了精确叠置TFT大基板14和对向大基板15的处理。将进行了大致对准的TFT大基板14和对向大基板15从系统中取到大气中，并且进行精确的位置对准，使得TFT大基板14和对向大基板15的像素区域11A分别彼此相对。该处理使得滴注的液晶9a基本散布在由热固密封剂8a包围的全部区域上，从而分别设立液晶层9。
【5.密封的热固化】
以上处理使得液晶9a被热固密封剂8a密封在TFT基板2(对于一个面板)和对向基板3(对于一个面板)之间的间隙间。之后在使热固密封剂8a充分固化的条件下进行热处理(例如在约130摄氏度下热处理两个小时，不过不限于此)，以形成密封层8。
【6.基板分割】
图11示出将大基板分割成各个面板的处理。作为附接的TFT大基板14和对向大基板15的基板被沿着刻线18分割或切割成各个面板尺寸。
根据发明的本实施方式的液晶显示装置的制造方法，TFT基板2与对向基板3之间的液晶层9被由热固树脂构成的密封层8密封。这样，省去了用于固化密封剂的开口结构，即，不需要提供在使用光固化密封剂或结合密封剂的现有情况下设置的用于紫外线透射的开口。这使得可以制造面板设计自由度高的液晶面板。因此，可以缩小面板的框架尺寸。而且，在向基板绘制热固密封剂8a之后可以增加用于将未固化的热固密封剂8a半固化的处理。这使得可以抑制密封成分洗提至显示区域11A中。因此，可以增加液晶面板的可靠性。
尽管以上已经参照实施方式以实例的形式描述了本发明，但是本发明不限于此，而是可进行各种修改。例如，在该实施方式中描述了液晶显示面板针对中等尺寸和小尺寸的直视液晶显示装置，但是本发明也可应用于大尺寸直视液晶显示装置所用的液晶显示面板。另外，本发明类似地可应用于投影液晶投影仪中的液晶显示装置，或任何其它适当装置。
本发明包含与2009年2月27日提交给日本专利局的日本在先专利申请JP 2009-045941中公开的主题相关的主题，其全部内容通过引用结合于此。
尽管已经在示例性实施方式方面描述了本发明，但本发明不限于此。应理解，本领域技术人员可以对所述实施方式进行变更而不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围。权利要求中的限制应基于权利要求中采用的语言来宽泛解释，并且不限于本说明书中或申请的诉讼时描述的实例，实例应理解为非排他性的。例如，在本公开中，术语“优选地”、“优选”等是非排他性的，意味着“优选”，但不限于此。术语第一、第二等等的使用不表示任何顺序或重要性，只是使用术语第一、第二等等来将一个元件与另一元件区分开。而且，无论本公开中的元件或构件在所附权利要求中是否清楚地引用，这些元件或构件对公众而言都不是专用的。

Claims (4)

1.一种液晶显示装置的制造方法，包括以下步骤：
在一对基板中的一个基板上形成密封层，所述一对基板在彼此相对的位置具有显示区域，并且在该显示区域周围具有周边区域，所述密封层被形成为在所述一对基板中的一个基板的所述周边区域中基本具有框架构造，并且所述密封层由热固树脂构成；
将液晶滴在所述密封层的框架构造中；
通过在减压下叠置所述一对基板并且之后释放压力而在所述一对基板之间形成液晶层；以及
在形成所述液晶层之后将所述密封层热固化，
其中，所述制造方法还包括以下步骤：在所述一对基板中的一个基板上形成由热固树脂构成的密封层之后并在叠置所述一对基板之前，通过预先加热所述密封层而将所述密封层半固化，
其中，所述密封层的内周部分通过热板被半固化，所述热板具有框架状构造并且被设置在与所述密封层的内周部分对应的位置，利用所述热板加热所述密封层的内周，从而将所述密封层半固化。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置的制造方法，其中，所述一对基板中的形成有所述密封层的一个基板在所述周边区域中具有布线，所述密封层形成在该布线上。
3.一种液晶显示装置，包括：
一对基板，所述一对基板在彼此相对的位置具有显示区域，并且在该显示区域周围具有周边区域；
保持在所述一对基板之间的液晶层；
密封层，用于将所述液晶层密封在所述一对基板的所述显示区域中，并且所述密封层由热固树脂构成；以及
遮光膜，该遮光膜设置在所述一对基板中的一个或两个基板上，并且沿着所述一对基板相对的方向与所述密封层重叠。
4.根据权利要求3所述的液晶显示装置，还包括布线，该布线设置在所述一对基板中的一个基板的所述周边区域中，并且在该布线上形成有所述密封层，所述布线的线宽在200μm与1200μm之间，两个端值均包含在内。
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