CN103713427B - 液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液晶显示装置，在重叠地涂布有密封材料的TFT基板的拐角部，防止密封材料的宽度扩大而溢出到显示区域的现象。有机钝化膜（109）形成至显示区域（30）的外侧。包围显示区域（30）而形成有槽状的有机钝化膜除去部（20）。密封材料（10）在拐角部重叠地涂布，因此，在使TFT基板和对置基板重叠并隔开规定间隔的情况下，为了防止密封材料（10）的宽度增大，使槽状的有机钝化膜除去部（20）的宽度在拐角部比在边部更大。由于能够将多余的密封材料（10）吸收到在拐角部宽度较大的槽状的有机钝化膜除去部（20）中，所以能够防止密封材料（10）溢出到显示区域（30）的内侧。

Description

液晶显示装置

技术领域

本发明涉及显示装置，尤其涉及窄边框且确保了密封可靠性的液晶显示装置。

背景技术

在液晶显示装置中配置有：矩阵状地形成有像素的TFT基板，其中，像素具有像素电极及薄膜晶体管（TFT）等；和与TFT基板相对且在与TFT基板的像素电极对应的部位形成有彩色滤光片等的对置基板，在TFT基板与对置基板之间夹持有液晶。而且，通过按像素来控制光的基于液晶分子的透过率而形成图像。

由于液晶显示装置扁平且轻质，所以在各种领域中用途广泛。在移动电话和DSC（Digital Still Camera，数码相机）等中广泛使用小型液晶显示装置。在小型液晶显示装置中，强烈要求确保规定的显示区域并减小外形。由此，显示区域的端部与外形端部的距离、即所谓的边框减小。该情况下，用于封闭液晶的封闭部的面积减小，密封部的可靠性的确保成为问题。

另一方面，在一个一个制造液晶显示面板的情况下效率较差，因此，采用在母基板上形成多个液晶显示面板、并通过划线等使各个液晶显示面板从母基板分离的制造方法。另外，作为液晶的封入方法，以往采用从封入孔注入液晶的方法，但该方法在注入液晶方面耗费时间。因此，采用所谓的滴下方式（ODF（One Drop Fill）），即在TFT基板或对置基板上形成密封材料，在密封材料的内侧准确地控制液晶量而将液晶封入到液晶显示面板的内部。

在滴下方式中，密封材料形成为闭环。密封材料通过点胶机等而涂布，该情况下，在密封材料的涂布起点和涂布终点处产生密封材料重叠的部分。在密封材料重叠的部分，密封材料的厚度增大，TFT基板和对置基板产生间隙不良，从而产生密封材料溢出到显示区域的隐患。

为了应对这样的密封材料的重叠部的问题，在专利文献1中记载有如下结构：在与密封材料的涂布起点和涂布终点对应的部分处，在形成于对置基板的保护膜上设置切缺，由此使该部分吸收多余的密封材料。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-145897号公报

发明内容

关于专利文献1的方法，记载有如下情况的结构：在一个液晶显示面板内，使所涂布的密封材料形成闭环，密封材料的重叠部存在于液晶显示面板的边部。在专利文献1的结构中，针对对置基板的保护膜，仅在与密封材料的重叠部分对应的部分形成切缺。

在专利文献1中，关于使密封材料的重叠部分形成于对置基板的拐角部的情况效果不明。尤其如本申请的图5所示，在形成有多个TFT基板的母TFT基板上，在将密封材料涂布于多个TFT基板的情况下，在液晶显示面板上产生两处密封材料的交叉部，对于这样的结构，不清楚是否能够适用专利文献1所记载的结构。另外，在专利文献1的结构中，需要将保护膜的周边一部分切缺。保护膜通常能够仅通过涂敷、固化而形成，但在专利文献1的结构中，需要对保护膜进行光刻来形成切缺，从而成为成本上升的主要因素。

图5是适用本发明的母TFT基板内的、密封材料10相对于TFT基板100的涂布形状的例子。在图5中，虚线为完成液晶显示面板时的对置基板的配置部分的边界部。虚线下侧是一块TFT基板的组成部分，为端子部150。密封材料10形成在TFT基板与对置基板的重叠部分的周边部。

图5的密封材料的形状为能够对母TFT基板内的多个TFT基板通过点胶机等连续地涂布密封材料10的形状。例如，从右方沿TFT基板的切割线50呈U字型地涂布密封材料，然后，从左方呈倒U字型地涂布密封材料10。在图5中的C部，两条密封材料10重叠地形成。通过这样的涂布方法，能够对形成有多个TFT基板的母TFT基板或形成有多个对置基板的母对置基板高效地涂布密封材料。

该情况下，在对置基板与TFT基板的重叠部，密封材料10的宽度增大。此外，在图5中，在长边部，在切割线50的两侧形成有两条密封材料10，但是，当在涂布密封材料10后为了贴合TFT基板和对置基板并形成规定间隔而将密封材料10压平时，密封材料10蔓延而导致在切割线50之上也形成有密封材料10。

在涂布有密封材料10的区域的内侧形成有显示区域30。关于从显示区域30的端部到TFT基板的切割线50的距离、即所谓的边框的宽度，例如，在长边处，D1=0.8mm，在端子侧的短边处，D3=2.3mm，在与端子侧相反一侧的短边处，D2=1.0mm。以往，在拐角部处的密封材料10的重叠部，产生密封材料10溢出到显示区域30的不良情况。

图6是母TFT基板中的各个TFT基板的拐角部的切割线50附近的俯视图。有机钝化膜109形成至显示区域30的外侧。在显示区域30的外侧、且在有机钝化膜109的下方形成有扫描线驱动电路等周边电路部40。在图6中，剖面线所示的部分为有机钝化膜除去部20。

有机钝化膜除去部20在显示区域30的周边形成为三个槽。另外，隔着各个TFT基板的切割线50以规定宽度形成有机钝化膜除去部20。在图6中，虚线所示的部分为密封材料10的形成部分。如图6所示，两条密封材料10在TFT基板的拐角部重叠。

图7是图6的B-B剖视图。图7为简化后的剖视图，在图1中具体说明详细剖视图。在图7中，在TFT基板100之上形成有有机钝化膜109。省略有机钝化膜109的下侧的层。在有机钝化膜109上形成有有机钝化膜除去部20，该部分为槽部。TFT基板的端部为有机钝化膜除去部20。覆盖有机钝化膜20而形成有由SiN等形成的无机绝缘膜111。

TFT基板100和对置基板200通过密封材料10而粘结，在密封材料10的内侧封入有液晶300。图7为通过将TFT基板100和对置基板200重叠并形成规定间隙而将密封材料10压平的状态。当将密封材料10压平时，若密封材料10的宽度增大至规定以上，则产生密封材料10溢出到显示区域的不良状况。

在TFT基板100及对置基板200中，在与液晶300接触的面上形成有未图示的取向膜。若取向膜存在于密封材料10与无机绝缘膜111之间，则密封材料10的粘结力下降。因此，在图7中，使有机钝化膜除去部20形成为槽状，在该部分，形成有用于防止取向膜向外侧流出的堤坝。图7中A部示出形成有三个该堤坝的情况。

在图7中，在B部既没有形成取向膜也没有形成有机钝化膜109，因此，密封材料10与TFT基板100的粘结力较大，在该部分能够确保密封可靠性。如图6及图7所示，槽状的有机钝化膜除去部20的宽度在边部和拐角部为相同宽度。图6、图7中的有机钝化膜除去部20的主要目的是作为针对取向膜的堤坝。

图8是表示在液晶显示面板的拐角部，如图5的C那样在密封材料10重叠的部分，密封材料10的宽度增大而密封材料10溢出到显示区域30的状态的俯视图。在图8中，存在密封材料10的一部分溢出到显示区域30而成的密封材料溢出部31。这样的液晶显示面板为不合格品。

本发明的技术课题在于在窄边框的液晶显示面板中确保密封可靠性并防止密封材料溢出到显示区域。

本发明用于克服上述问题，具体手段如下所述。即，一种液晶显示装置，其具有显示区域并配置有：TFT基板，其形成有有机钝化膜；和对置基板，其经由密封部处的密封材料而配置，在上述TFT基板与上述对置基板之间夹持有液晶，上述液晶显示装置的特征在于，上述有机钝化膜形成至上述TFT基板的上述显示区域的外侧，上述有机钝化膜在上述密封部处具有包围上述显示区域且呈槽状的有机钝化膜除去部，上述槽状的有机钝化膜除去部在拐角部的宽度大于槽状的有机钝化膜除去部在边部的宽度，在上述TFT基板的上述密封部形成有周边电路部，在上述密封部，通过形成在上述对置基板上的柱状间隔件和形成在上述TFT基板上的有机钝化膜的底座来规定上述TFT基板与上述对置基板的间隔。

发明效果

根据本发明，在母TFT基板上，在对各个TFT基板形成密封材料的情况下，同时具有取向膜的堤坝功能的、槽状的有机钝化膜除去部的宽度在拐角部比在边部更大，因此，在该部分，即使密封材料重叠地形成，密封材料也不会溢出到显示区域。

另外，在有机钝化膜除去部的下层形成有周边驱动电路的情况下，使用将有机钝化膜除去部以外的一部分有机钝化膜作为底座并形成在对置基板侧的柱状间隔件来控制密封部分的TFT基板与对置基板的间隔，因此，不会对周边驱动电路造成损伤。

而且，在本发明中，无需为了防止拐角部的密封材料的溢出而增加新的光刻工序，因此，即使适用本发明也不会成为成本上升的主要因素。

附图说明

图1是适用本发明的顶部公共电极构造的液晶显示装置的剖视图。

图2是表示像素电极与公共电极的关系的俯视图。

图3是本发明中的TFT基板的拐角部的俯视图。

图4是图3的A-A剖视图。

图5是适用本发明的液晶显示装置中的密封材料的涂布形状。

图6是以往例中的TFT基板的拐角部的俯视图。

图7是图6的B-B剖视图。

图8是表示密封材料溢出到显示区域的状态的俯视图。

附图标记说明

10…密封材料，20…有机钝化膜除去部，30…显示区域，31…密封材料溢出部，40…周边电路部，50…切割线，60…柱状间隔件，100…TFT基板，101…第1基底膜，102…第2基底膜，103…半导体层，104…栅极绝缘膜，105…栅电极，106…第1层间绝缘膜，107…源电极，108…无机钝化膜，109…有机钝化膜，110…公共电极，111…第2层间绝缘膜，112…像素电极，113…取向膜，115…狭缝，130…通孔，150…端子部，200…对置基板，201…彩色滤光片，202…黑矩阵，203…保护膜，210…外部导电膜，300…液晶层，301…液晶分子，S…源极部，D…漏极部。

具体实施方式

以下使用实施例详细说明本发明。

实施例1

图1是适用本发明的顶部公共电极构造的IPS的像素区域的剖视图。图1中的TFT为所谓的顶栅式的TFT，作为所使用的半导体，使用LTPS（Low Temperature Poli-Si，低温多晶硅）。除顶部公共电极构造以外，也存在顶部像素电极构造的IPS，能够同样地适用本发明。

另一方面，在使用a-Si半导体的情况下，大多使用所谓的底栅方式的TFT。在以后的说明中，以使用顶栅方式的TFT的情况为例进行说明，但对于使用底栅方式的TFT的情况也能够适用本发明。在使用底栅方式的TFT的情况下，对于顶部公共电极方式或顶部像素电极方式均能够适用本发明。

在图1中，在玻璃基板100上通过CVD（Chemical VaporDeposition，化学气相沉积）而形成有由SiN构成的第1基底膜101及由SiO2构成的第2基底膜102。第1基底膜101及第2基底膜102的作用在于防止来自玻璃基板100的杂质污染半导体层103。

在第2基底膜102之上形成有半导体层103。该半导体层103在第2基底膜102上通过CVD而形成a-Si膜，通过对其进行激光退火而转换成poly-Si膜。通过光刻使该poly-Si膜形成图案。

在半导体膜103之上形成有栅极绝缘膜104。该栅极绝缘膜104为基于TEOS（四乙氧基硅烷）的SiO2膜。该膜也通过CVD而形成。在该膜之上形成有栅电极105。栅电极105与扫描信号线同层且同时形成。栅电极105例如由MoW膜形成。在需要减小栅极布线105的电阻时使用Al合金。

栅电极105通过光刻而形成图案，但在该形成图案时，通过离子注入法将磷或硼等杂质掺杂在poly-Si层中而在poly-Si层中形成源极S或漏极D。另外，利用栅电极105在形成图案时的光致抗蚀膜，在poly-Si层的沟道层与源极S或漏极D之间形成LDD（Lightly DopedDrain，轻掺杂漏极）层。

然后，覆盖栅电极105或栅极布线而由SiO2形成第1层间绝缘膜106。第1层间绝缘膜106用于使栅极布线105和源电极107绝缘。在第1层间绝缘膜106及栅极绝缘膜104上形成有用于使半导体层103的源极部S与源电极107连接的通孔120。在第1层间绝缘膜106和栅极绝缘膜104上同时进行用于形成通孔120的光刻。

在第1层间绝缘膜106之上形成有源电极107。源电极107经由通孔120与像素电极112连接。在图1中，源电极107形成得较宽，呈覆盖TFT的形状。另一方面，TFT的漏极D在未图示部分与漏电极连接。

源电极107、漏电极及影像信号线同层且同时形成。为了减小源电极107、漏电极及影像信号线（以后以源电极107为代表）的电阻，例如使用AlSi合金。由于AlSi合金产生突起（hillock）或Al向其他层扩散，所以例如采用通过未图示的基于MoW的阻挡层及间隙层来夹住AlSi的构造。

覆盖源电极107而形成无机钝化膜（绝缘膜）108来保护TFT整体。无机钝化膜108与第1基底膜101同样地通过CVD而形成。覆盖无机钝化膜108而形成有有机钝化膜109。有机钝化膜109由感光性的丙烯酸树脂形成。有机钝化膜109除丙烯酸树脂以外，也能够由硅树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂等形成。有机钝化膜109具有作为平坦化膜的作用，所以形成得较厚。有机钝化膜109的膜厚为1～4μm，但大多情况下为2μm左右。

为了获取像素电极110与源电极107的导通，在无机钝化膜108及有机钝化膜109上形成有通孔130。有机钝化膜109使用感光树脂。在涂附感光树脂后，当使该树脂曝光时，仅被光照射到的部分溶解在特定的显影液中。即，通过使用感光树脂，能够省略光致抗蚀膜的形成。在有机钝化膜109上形成通孔130后，通过在230℃左右的温度下对机钝化膜进行烧结而完成有机钝化膜109。

在本发明中，有机钝化膜延伸至液晶显示面板的密封部，在密封部处，使有机钝化膜除去部形成为槽状，由此，具有防止取向膜向外侧流动的堤坝的作用。另外，在本发明中，使有机钝化膜除去部的槽的宽度在拐角部比在边部更大，由此，防止在重叠地涂布密封材料时密封材料溢出到显示区域。

将有机钝化膜109作为抗蚀膜并通过蚀刻在无机钝化膜108上形成通孔。由此，形成用于导通源电极107和像素电极110的通孔130。由于将形成图案后的有机钝化膜109作为抗蚀膜而对无机钝化膜108进行蚀刻，所以无需使用新的掩模，蚀刻工序为一道工序即可。由于有机钝化膜109较厚，所以在通孔130的上侧和下侧，孔的大小不同。

在图1中，这样形成的有机钝化膜109的上表面平坦。通过溅镀而将非晶ITO（Indium Tin Oxide，氧化铟锡）覆盖在有机钝化膜109上，在通过光致抗蚀膜而形成图案后，通过草酸进行蚀刻，从而进行像素电极112的图案形成。像素电极112也覆盖通孔130而形成。像素电极112由作为透明电极的ITO形成，厚度为例如50～70nm。

然后，覆盖像素电极112而通过CVD使第2层间绝缘膜111成膜。此时的CVD的温度条件为200℃左右，将其称为低温CVD。使用低温CVD的原因在于，防止已形成的有机钝化膜109变质。

通过光刻工序进行第2层间绝缘膜111的图案形成，该图案形成为端子部分的图案形成，不需要通孔区域的图案形成。

将非晶ITO溅镀在第2层间绝缘膜111上，并通过光刻工序形成梳齿状的公共电极110。公共电极110的膜厚为例如30nm左右。像这样，使公共电极110形成得较薄的原因在于，在对形成于公共电极110之上的取向膜113进行摩擦的情况下，防止由摩擦导致的取向不良。

图2是表示梳齿状的公共电极110与由整平面形成的像素电极112的关系的俯视图。在图2中，公共电极110隔着未图示的第2层间绝缘膜而配置在像素电极112上。如图1所示，电力线穿过梳齿状的公共电极110之间的狭缝115而从公共电极110上表面延伸到像素电极112，通过该电力线使液晶分子旋转。

在图1中，在通孔130区域形成有像素电极112和公共电极110。因此，若能够适当地进行液晶分子301的取向，则也能够在通孔130的上端部或通孔130的内壁形成供光透过的区域。因此，与顶部像素电极的情况相比，能够更高效地使用像素区域来形成图像。

在图1中，对置基板200隔着液晶层300而配置。在对置基板200的内侧形成有彩色滤光片201。滤色器201按每一个像素而形成有红、绿、蓝的彩色滤光片，从而能够形成彩色图像。在彩色滤光片201与彩色滤光片201之间形成有黑矩阵202，提高了图像的对比度。此外，黑矩阵202也具有作为TFT的遮光膜的作用，防止在TFT中有光电流流动。

覆盖彩色滤光片201及黑矩阵202而形成有保护膜203。由于彩色滤光片201及黑矩阵202的表面为凹凸，所以通过保护膜203使表面平坦。在保护膜之上形成有用于确定液晶的初始取向的取向膜113。此外，由于图2为IPS，所以公共电极形成在TFT基板100侧而不是形成在对置基板200侧。

如图1所示，在IPS中，在对置基板200的内侧没有形成导电膜。因此，对置基板200的电位不稳定。另外，来自外部的电磁噪声侵入到液晶层300中而对图像带来影响。为了消除这样的问题，在对置基板200的外侧形成有外部导电膜210。外部导电膜210通过溅镀作为透明导电膜的ITO而形成。

图3是本发明中的母TFT基板上的各个TFT基板的拐角部的切割线50附近的俯视图。有机钝化膜109形成至显示区域30外侧。在显示区域30的外侧、且在有机钝化膜109的下方形成有扫描线驱动电路等周边电路部40。在图3中，剖面线所示的部分为有机钝化膜除去部20。

有机钝化膜除去部20在显示区域30的周边形成为两个槽。另外，隔着各个TFT基板的切割线50以规定宽度形成有有机钝化膜除去部20。在图3中，内侧的有机钝化膜除去部20的槽的宽度在拐角部比在边部更大。在图3中，仅在TFT基板的一部分上标明槽状的有机钝化膜除去部20，但实际上槽状的有机钝化膜除去部20包围整个显示区域30而形成。

在图3中，虚线所示的部分为密封材料10的形成部分。如图3所示，两条密封材料10在TFT基板的拐角部重叠。在两条密封材料10重叠的部分，密封材料10的宽度增大，但在本发明中，由于拐角部的有机钝化膜除去部20的槽的宽度较大，所以即使在密封材料10的重叠部也能够防止密封材料10溢出到显示区域30。此外，在本发明中，槽状的有机钝化膜除去部20也兼作用于防止取向膜向外侧流动的堤坝。

图4是与图3的A-A对应的剖视图。在图4中，在TFT基板100之上形成有有机钝化膜109。在有机钝化膜109的下侧形成有图1所示那样的层，但在图4中将这些层省略。

在有机钝化膜109上形成有有机钝化膜除去部20，该部分为槽部。形成有两个槽状的有机钝化膜除去部20，该部分具有防止取向膜向外侧流动的堤坝的作用。另外，在本实施例中，在两个槽中，使内侧的槽的宽度在拐角部较大，由此构成为，即使在该部分使密封材料10重叠地形成，密封材料10也不会溢出到显示区域30。

TFT基板100的端部为有机钝化膜除去部20。覆盖有机钝化膜109而形成有由SiN等形成的无机绝缘膜111。图4的虚线所示的A区域为槽状的有机钝化膜除去部20的形成部分，在本发明中，兼有防止取向膜向外侧流动的堤坝的作用、和在密封材料10重叠地涂布的部分防止密封材料10溢出到显示区域30内的作用。

图4的虚线所示的B区域为有机钝化膜除去部20，由于仅存在无机绝缘膜111，所以密封材料10与TFT基板100的粘结力较强，具有提高密封部的可靠性的作用。

在图4中，从对置基板200开始，在密封部形成有用于规定TFT基板100与对置基板200的间隔的柱状间隔件60。此外，在对置基板200上且在柱状间隔件60的下侧形成有黑矩阵、彩色滤光片、保护膜等，但在图4中将其省略。以往，通过玻璃纤维或有孔玻璃珠等来规定密封部处的TFT基板100与对置基板200的间隔。但是，在本实施例中，在密封部的TFT基板100侧形成有周边电路部40。像本发明这样，若在拐角部宽幅地形成槽状的有机钝化膜除去部20，则在该部分存在由于玻璃纤维或有孔玻璃珠等而导致周边电路部40受到损伤的可能性。

在本发明中，如图4所示，不使用玻璃纤维、有孔玻璃珠等而是通过以有机钝化膜109为底座的柱状间隔件60来规定密封部10处的TFT基板100与对置基板200的间隔，因此，形成在有机钝化膜109的下侧的未图示的周边电路部40不会受到损伤。

另外，在本发明中，在TFT基板100上，将用于防止取向膜向外侧流动的有机钝化膜除去部109的槽兼用作用于防止在密封材料20在密封材料20的重叠部溢出到显示区域30的凹部，因此，无需为了实施本发明的结构而增加附加工序。与以往相比，仅改变用于形成槽状的有机钝化膜除去部20的掩模即可。

在图3及图4中，槽状的有机钝化膜除去部20为两个，但也可以为一个或三个。重要的是，在所涂布的密封材料10重叠附近的拐角部，槽状的有机钝化膜除去部20的宽度比在边部大。优选有机钝化膜除去部20在拐角部的槽的宽度为有机钝化膜除去部在边部的槽的宽度的3倍以上。

在图3中，也能够根据密封材料10的溢出量而除去存在于通过切割线50而划分的各TFT基板的拐角部的三角形的有机钝化膜109、即图4中的存在于最外侧的有机钝化膜109。

在图5中，由于TFT基板的左上角和右下角的密封材料10交叉，所以使有机钝化膜除去部20的宽度比在边部更大，但由于右上角和左下角的密封材料10不交叉，所以也可以使有机钝化膜除去部20的宽度与在边部的宽度相等。该情况下，与在密封材料10的交叉的左上角和右下角处相比，能够通过有机钝化膜109更宽地保护周边电路40。

在以上说明中，说明了在有机钝化膜除去部20中将有机钝化膜完全除去的情况，但不限于此，也能够使用加网曝光技术而在有机钝化膜除去部20上较薄地残留有机钝化膜109。该情况下，能够抑制密封材料10的溢出并能够通过残留在除去部上的较薄的有机保护膜来保护周边电路40。

Claims (4)

1.一种液晶显示装置，其具有显示区域，并配置有：TFT基板，其形成有有机钝化膜；和对置基板，其经由密封部处的密封材料而配置，在所述TFT基板与所述对置基板之间夹持有液晶，所述液晶显示装置的特征在于，

所述有机钝化膜形成至所述TFT基板的所述显示区域的外侧，所述有机钝化膜在所述密封部处具有包围所述显示区域且呈槽状的有机钝化膜除去部，所述槽状的有机钝化膜除去部在拐角部的宽度大于槽状的有机钝化膜除去部在边部的宽度，

在所述TFT基板的所述密封部形成有周边电路部，

在所述密封部，通过形成在所述对置基板上的柱状间隔件和形成在所述TFT基板上的有机钝化膜的底座来规定所述TFT基板与所述对置基板的间隔。

2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述槽状的有机钝化膜除去部在拐角部的宽度为槽状的有机钝化膜除去部在边部的宽度的3倍以上。

3.如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于，在所述有机钝化膜之上形成有无机绝缘膜。

4.如权利要求3所述的液晶显示装置，其特征在于，形成有多个所述槽状的有机钝化膜除去部，内侧的槽状的有机钝化膜除去部在拐角部比所述内侧的槽状的有机钝化膜除去部在边部的宽度更大。