CN1463380A - 具有周边密封件的塑性显示装置 - Google Patents

Abstract

一种显示装置，其包括一对由周边密封件(3)粘结在一起的塑料基板(21，22)，还包括把该塑料基板在有效区域中分隔开的单元间隔件(28，29)。此基板中的至少一个基板设置有功能层(23A、23B、24)，而电光材料则存在于该基板之间。间隔件(28，29)的形式是肋状或柱状的，即，它们具有大体上平的接触面，且密封线的高度(d₂)小于该间隔件的高度(d₁)(d₂≤0.25d₁)。该密封线最好不包括间隔件。

Description

具有周边密封件的塑性显示装置

发明领域

本发明涉及包括一对由周边密封件粘结在一起的塑料基板的显示装置，其还包括将该塑料基板在有效区域处分隔开的单元间隔件，该基板中的至少一个设置有功能层，而电光材料则存在于该基板之间。

发明背景

这种类型的显示装置，例如LED(发光二极管)和液晶显示装置，一段时候以来已为人们所知。一种电子光学材料，比如，液晶材料被设置于一对基板之间。该基板中的至少一个设置有许多电极。施加到这些电极上的电压决定了此材料的光学性能。通过正确地把电压施加到一系列的元件上，并且在液晶显示装置的情况下正确地使用照明(外部照明，包含入射光，或者内部照明)，从而可产生一图象。该基板中的至少一个基板设置有例如导电图形这样的功能层，比如ITO；例如多晶硅或非晶硅这样的电子转换装置；和/或渗透层。

图象再现，特别是该显示装置的彩色再现尤其取决于该基板之间的距离。为了在基板之间提供准确的间隔，在基板之间使用了间隔件。

一般地，间隔件是与液晶材料混合起来的球面滚珠。直至现在，玻璃基板一直是用于这种装置的最常用的基板，比如液晶显示装置。

如果利用塑料基板，那么，该基板的挠性就使得液晶显示装置能应用在玻璃基板不适合或不太适合应用的情况中，比如，当该显示将被应用到曲面上，或必须可自由地弯曲。

然而，该基板本身的挠性导致了许多问题，例如图象再现的质量降低，且功能层由于弯曲或其它原因易于损坏。这种损坏将导致故障甚至导致该装置的毁损。

发明内容

本发明的一目的是减缓一个或多个的上述问题。

为了这个目的，该显示装置的特征在于，间隔件是肋状或柱状的，且密封线的高度低于该间隔件的高度的1/4。

为了达到适当的图象再现，高度变化将被减至最小，即在有效区域上的基板之间的距离变化将被减至最小。高度变化，除了别的以外，还取决于间隔件密度，即，每单位面积上的间隔件的数目。对于挠性基板，许多问题发生了。一方面，对于小的高度变化，需要相对大的间隔件密度，另一方面，当使用球面间隔件时，本发明人发现，所需要的密度太高了，以至于会有很大的间隔件聚集的危险，其本身就可能是高度变化和图象亮度变化的原因。计算表明，当使用柱形或肋形间隔件时，所需要的密度大体上较小且聚集不会发生，这事实上减少了高度和图象亮度变化，由此改进了图象质量。如果该装置被置于机械载荷之下，比方说，处于压力下(当该装置被弯曲、触摸或经受到温度差时，这就可能发生)，由球面间隔件作用到基板(并由此作用到功能层上)上的最大应力远远高于由肋形或柱形间隔件所作用而产生的应力。这样高的应力可能导致功能层的破裂。这样，应用肋形或柱形间隔件就加强了这些问题的缓解。在本发明的范围内，肋形或柱形间隔件是呈现肋形状或柱形状的间隔件，接触面大致上是平的，也就是说，相对于高度，在与基板的接触面处具有较大的曲率半径，即至少是高度的5倍。

使用大致相同高度的密封件，及在密封件中使用与用在有效区域中的那些相同或类似的间隔件是合乎逻辑的。然而，本发明人已经意识到，把此高度降低到大致小于有效区域中的高度的1/4具有相当大的优点，因为它减少了气体或像气体一样的材料(比如水或氧气)渗透进该密封件。这些材料侵入功能面和/或LCD材料本身，由此显著地降低了该装置的寿命。这样，渗透的减少增加了装置的寿命。在LED中，此问题相当严重，以至于通常设置吸气剂材料，以吸收任何渗透气体。在液晶显示装置中，渗透的气体被认为是在LCD材料中产生气泡的原因，这在可弯曲的显示装置中特别是一个问题，其中这些气泡更频频地出现，其中还存在着更大的气泡积集的危险。

本发明人已经意识到，以这样的密封厚度在此密封件中使用间隔件是不太合适的，这是因为作用在基板上的应力，特别是当弯曲该装置时，可能达到很高的水平，这可能产生功能层的破裂和/或在密封件的制造过程中使密封材料的流变性能遭到破坏。间隔件的存在具有负面效应，其可能导致密封件中出现孔洞和裂纹。因而，更可取地是，密封线不包括间隔件。

密封线(在这个应用中也被叫做“密封件”)和有效区域最好被无效区分开，其最小宽度低于3mm。基板的挠性使相对小的无效区能达到低于3mm。对于玻璃基板来说，更大的无效区是通常的。小的无效区提高了相对于该装置的总尺寸的有效面的百分比。最小的宽度最好是0.5mm以上。此无效区也可以起到一个材料可在其中被缓冲的缓冲区的作用。这样一种缓冲区保证了LCD材料的膨胀量，从而补偿了温度变化。

此无效区所包括的间隔件的高度最好小于在有效区域上的间隔件的平均高度并且大于该密封件的高度。

这就减小了功能层破裂的危险。

在这种实施例中，无效区中的间隔件的高度最好从有效区域到该密封件递减。从有效区域到密封件的递减进一步限制了基板的弯曲，由此减小了功能层破裂的危险。

优选的是，该密封件至少部分由金属制成。金属的水和氧气渗透率较低。

在电触点区域的外侧，在两各基板上的密封件的位置处可以施加薄金属层。这些层可以制成借助于例如压力粘结、低温焊接、激光焊接或超声焊接来形成(气密的)密封件。

附图简述

参照以下所述的实施例，本发明的这些和其它方面将会被阐释并由此变得清楚明白。

在附图中：

图1和图2示出常规的LCD显示装置，

图3示出如本发明所述的一种装置，

图4示出如本发明所述的装置的优选实施例。

这些图并非按比例绘出。一般说来，同样的附图标记表示的是同样的部件。

优选实施例详述

参照图1和图2，示出了一种已知的常规显示装置，在这个示例中，液晶显示装置包括有效区域1、无效区2和密封件3。该装置呈现为板的形状，其包括两个大致长方形的基板21和22，该基板布置成相互平行，以限定出容纳液晶材料20的间隙。该显示器示出了有效区域。基板围绕其周边借助于限定液晶材料的密封件3被粘接在一起。间隔元件25被置于有效区域1的基板21和22之间，从而保持在该有效区域1的基板之间所期望的间隔，此间隔被叫作间隙。

基板的内表面设置有电极，驱动电压施加于其上，以便产生所需效果。该装置可包括有源矩阵装置。基板22装有像素电极的行矩阵和列矩阵，根据该装置以透射方式或反射方式来操作，该像素电极可由ITO或者由反射性金属形成，该像素电极通过薄膜晶体管来限定显示区，这些晶体管被连接到形式为导电线或迹线的多组行地址电极或列地址电极上，该导电线或迹线呈现在密封区域内部的基板22上。在这个示例中，另一个基板的内表面设置有一个被全部像素所共用并保持在参考电位的连续电极。每个显示像素包括像素电极、该共用电极的重叠部分、和在其之间的LC(液晶)材料。供给像素电极的电压决定了灰色标度输出。LC(液晶)定向层以已知的方式被设置在两个基板上的电极结构上，而偏振层可被设置在其外表面上。

在图2的截面图中，行地址电极在23A处被示出，而在另一基板上的共用电极23B也被示出。比如聚酰亚胺的定向层在24被示出，而偏振层为了简化被省略。对于彩色显示器，滤色器元件通常被设置在基板21上，但也可能设置在基板22上。通常，这些功能层中的至少一些功能层在密封件3之下延伸，不过这种情况在图2中未示出。密封件3的高度大体上与有效区域处的基板之间的间隔相同。因此，该密封件包括间隔件26。对于该密封件的高度相对于间隙，和/或间隔件25和26的直径之差的微小差异(对于6微米的间隙通常约为几十微米)是已知的，以便把功能层23、24的厚度考虑在内，或者由于光学的缘故，即降低无效区的明视度。尽管这种配置对于玻璃基板可满足要求，但发明人还是意识到，如果使用挠性基板将出现问题。间隔件25和基板21、22之间的接触面的形状导致了大量问题。该挠性基板本身在间隔件周围相对易于折叠，所以导致了间隙的相对较大的变化，以及导致了必须符合该基板的形状的功能层中的较大的应力。这就需要较大的间隔件密度以保证大致恒定的间隙。发明人已发现，间隔件在这种密度的情况下有聚集的倾向，其导致了间隙变化的增加。

图3示出了本发明，其中使用肋形或柱形间隔件28、29取代了常规的间隔件，也就是说，使用了上、下侧大致是平的间隔件。这种间隔件的支承效果更大，因此只需要较小的间隔件密度(降低了一个数量级)。由于其形式，聚集也成了较次要的问题。柱形或肋形间隔件最好在一侧被接附到其中一个基板上，在该情况下不可能发生聚集。柱形间隔件基本上是大致为柱状的间隔件(其截面可能为大致圆形、修圆的矩形或大致的矩形)。肋形间隔件是形成肋条的间隔件，即，它们大体是长方形的，但沿着大致大于其宽度的基板的平面具有一纵向尺寸(长度)。施加到功能层上的应力以较小的程度导致功能层破裂的降低的危险性。密封件高度d₂少于间隙d₁的25％。这就导致如水或氧气这类的气体渗透通过密封件的可能性大大减少了，结果增加了该装置的寿命。在这个优选实施例中，间隔件没有延伸穿过密封件，这是因为密封材料的流变性能在这些小厚度的地方定会受到非常大的影响。肋形或柱形间隔件会迫使密封材料向优先的方向流动，而不是所有方向流出来。这种优先的流动形式可能导致密封件中的弱点。密封材料本身也因同样的理由不包括间隔件。无效区2具有宽度1，其最小值优选为小于3mm并大于0.5mm。

图4示出一个优选实施例，其中间隔件30和31的高度是递减的，该间隔件被设置在无效区中，即，至少两个间隔件设置在有效区域和密封件之间，此间隔件的高度在有效区域的高度和密封件的高度之间变动，最接近有效区域的间隔件的高度大于最接近密封件的间隔件的高度(或者换言之，d₁＜d₃₀＜d₃₁＜d₂)。这样的间隔件支承着功能层和无效区中的基板，即，在间隙减小的区域中，其导致了功能层中裂纹的危险的下降。

使用渗透率低的密封材料进一步改进了如本发明所述的装置。金属具有低的渗透率。借助于例如压力粘接和低温焊接这类技术，各层被用来制造气密密封件。导电层可经过功能性LCD单元中的密封件。在电触点于密封件之下经过的地方，则使用绝缘密封材料。然而，这种绝缘材料的总长度比整个密封件的总长度短得多。

在本发明的范围之内许多变型将是可能的。

总之，本发明可以综述如下。

一种显示装置，其包括一对由周边密封件(3)粘结在一起的塑料基板(21，22)，还包括把该塑料基板在有效区域中分隔开的单元间隔件(28，29)。此基板中的至少一个设置有功能层(23A、23B、24)，而电光材料则存在于该基板之间。间隔件(28，29)的形式是肋状或柱状的，即，它们具有大体上平的接触面，且密封线的高度(d₂)小于该间隔件的高度(d₁)的1/4(d₂≤0.25d₁)。该密封线最好不包括间隔件。

该显示装置可能是例如LED显示装置或液晶显示装置。

Claims (9)

1.一种显示装置，其包括一对由周边密封件(3)接合在一起的塑料基板(21，22)，并包括将该塑料基板在有效区域处分隔开的单元间隔件(28，29)，该基板中的至少一个基板设置有功能层(23A、23B、24)，而电光材料存在于该基板之间，其特征在于，所述间隔件的形式是肋或柱(28，29)，并且该周边密封件(3)的高度(d₂)小于该间隔件的高度(d₁)的1/4(d₂≤0.25d₁)。

2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该周边密封件(3)不包括间隔件。

3.如权利要求1或2所述的显示装置，其特征在于，该周边密封件(3)和该有效区域被无效区分开，该无效区具有的最小宽度(1)小于3mm。

4.如权利要求3所述的显示装置，其特征在于，该无效区的最小宽度(1)大于0.5mm。

5.如权利要求1或2所述的显示装置，其特征在于，该周边密封件(3)和该有效区域被无效区(2)分开，并且该无效区包括间隔件(30，31)，其高度小于在有效区域处的间隔件的平均高度并且大于该密封件的高度。

6.如权利要求5所述的显示装置，其特征在于，该无效区(2)中的间隔件(30，31)的高度从该有效区域向该密封件递减。

7.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该周边密封件(3)至少部分是由金属制成的。

8.如权利要求7所述的提供显示装置的方法，其特征在于，该周边密封件(3)借助于压力粘接、低温焊接、激光焊接或超声焊接制成。

9.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该显示装置是液晶显示装置。

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