專利名稱：液晶顯示板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示板，尤其適合于具有將一對基板間設(shè)定為預定間隔的結(jié)構(gòu)的液晶顯示板。
背景技術(shù)：
作為各種監(jiān)視器(monitor)、電視接收機的顯示裝置，液晶顯示裝置被廣泛利用。液晶顯示裝置是在液晶顯示板上安裝背光源而構(gòu)成的。圖6是使用了球狀間隔物(bead spacers)的現(xiàn)有液晶顯示板結(jié)構(gòu)的說明圖。另外，圖7是使用了柱狀間隔物(columnar spacers)的現(xiàn)有液晶顯示板結(jié)構(gòu)的說明圖。在圖6和圖7中，(a)是表示內(nèi)部結(jié)構(gòu)的立體圖，(b)表示在(a)的A-A′線處的液晶顯示板的截面。
液晶顯示板9，如圖6和圖7所示那樣，在形成有薄膜晶體管(TFT)的TFT(Thin Film Transistor)基板1a、和形成有紅、綠、藍濾色片14R、14G、14B的CF(Color Filter)基板1b所代表的一對(或兩塊)基板之間，夾入液晶5的層，并將它們粘合而構(gòu)成。該一對基板1a、1b用在各自的周圍形成的密封材料(未圖示)接合固定，在用這些基板1a、1b和密封材料所圍成的區(qū)域內(nèi)封入液晶5。以下，將在CF基板上形成的各個紅色濾色片14R、綠色濾色片14G、藍色濾色片14B作為像素部14進行說明。符號11是TFT層(薄膜晶體管、像素電極、保護膜、取向膜等)，12是樹脂層(平坦化膜、取向膜等，在TN方式等的液晶顯示板中包括對置電極)。
在液晶顯示板9中，封入該液晶5的兩塊基板1a和1b的間隔10(以下，也稱為液晶盒間隙)是決定顯示質(zhì)量的重要因素。尤其是該液晶盒間隙10的絕對尺寸和在液晶顯示板9的全部顯示區(qū)域的液晶盒間隙10的均等性很重要。因此，在這樣結(jié)構(gòu)的液晶顯示板9中，為了使兩塊基板的間隔保持恒定，一般地，將由如圖6所示那樣的粒徑大小均等的玻璃或合成樹脂制的球狀透明粒子構(gòu)成的間隔物3(以下，稱為球狀間隔物)散布(disperse)在兩塊基板之間來利用。
但是，在將球狀間隔物3散布在基板上使用的現(xiàn)有方式的液晶顯示板中，將球狀間隔物3散布在一個基板(例如，CF基板1b)上之后進行裝配操作。因此，制造時，球狀間隔物從該基板漏出，造成生產(chǎn)線的污染，從而成為產(chǎn)品不合格的原因。另外，在組裝完成后的液晶顯示板中，當將球狀間隔物與液晶一起裝入顯示像素內(nèi)時，由于球狀間隔物排斥液晶，從而在該部分不發(fā)生預定的光的偏轉(zhuǎn)，成為顯示缺陷。例如，在將使用了透明粒子作為球狀間隔物的液晶顯示板設(shè)定成黑色顯示(常黑)時，僅球狀間隔物部分變成亮點。
另外，當液晶中混入球狀間隔物時，其球狀間隔物附近的液晶分子的排列混亂，在排列混亂的部分發(fā)生漏光(light leakage)。由此，產(chǎn)生液晶顯示板的對比度降低從而給顯示質(zhì)量帶來不好影響的問題。因此，人們提出并被使用了這樣的方法，即、如圖7所示，在CF基板1b上的像素部與像素部之間(隔有多個像素部14的非顯示區(qū)域部15)(以下稱為黑矩陣BM部的遮光層部)，設(shè)有柱狀間隔物4(以下稱為光刻間隔物，photo-spacer)。
該柱狀間隔物4一般如下地形成。首先，通過旋轉(zhuǎn)涂敷法(spincoating method)、狹縫式涂敷法(slit coating method)、或印刷等，在基板的主面上，一邊調(diào)整作為間隔物的感光性樹脂，一邊進行涂敷，以使其成為預定的厚度。并且，使用間隔物的部分在基板上呈凸形狀那樣的光掩模，用曝光用光源隔著該光掩模使感光性樹脂曝光。然后，實施顯影處理，去除涂敷在不作為間隔物的部分的感光性樹脂，清洗附著在基板上的顯影液，并干燥基板，從而在基板上形成凸狀的間隔物(光刻間隔物)。
由于用這樣的方法形成的光刻間隔物可配置在對顯示質(zhì)量無影響的像素部與像素部之間的BM部15中的任意位置，所以，能夠防止由球形狀間隔物引起的問題即從光刻間隔物部分透光所引起的顯示質(zhì)量下降。另外，基于相同的理由，使用噴墨法、印刷法將球狀間隔物定點配置在對顯示質(zhì)量無影響的像素部與像素部之間的BM部的技術(shù)也已開始研究。
通常，液晶顯示板在其工作中，由于使用環(huán)境、背光源等的發(fā)熱的影響，有時液晶顯示板本身的溫度變?yōu)?0℃～60℃。使用于液晶顯示板的液晶材料，一般是溫度上升30℃，液晶的體積約增加2～3％。作為一例，當假設(shè)液晶盒間隙5μm的液晶板的溫度上升30℃、液晶的體積增加了2％時，液晶盒間隙擴大0.1μm。
通常的液晶顯示板，即使在由于使用環(huán)境的溫度變化、背光源引起的該面板的溫度上升而發(fā)生液晶體積膨脹的情況下，也需要通過間隔物的作用使液晶層的厚度在整個面板上是均等的。因此，在制作液晶顯示板時，一般考慮這種由溫度變化引起的體積膨脹量來進行裝配，使得如圖8所示那樣形成使間隔物發(fā)生彈性形變的狀態(tài)。
圖8是使用了球狀間隔物或光刻間隔物時的液晶顯示板的部分剖視圖。圖8的(a)、(b)表示在CF基板上定點配置有球狀間隔物時的狀態(tài)。圖8的(c)、(d)表示使用光刻處理在CF基板上直接形成了光刻間隔物時的狀態(tài)。
使用球狀間隔物時，例如，制作目標液晶盒間隙為5μm的液晶顯示板時，使用直徑5μm的間隔物作為如圖8的(a)所示的球狀間隔物。但是，對用于規(guī)定液晶盒間隙的間隔物使用如圖8的(c)所示的光刻間隔物4時，為了用光刻處理形成穩(wěn)定的形狀，必須如圖8的(d)所示那樣使光刻間隔物的直徑(D)大于間隔物的高度。在圖8的(c)中，表示設(shè)該光刻間隔物的直徑為球狀間隔物直徑的5倍的情況(在圖8的(c)中，為了比較大小，假想地用虛線示出5個球狀間隔物來表示大小)。
如圖8的(b)所示，使用球狀間隔物3的情況，相對于用虛線表示的原直徑HB，液晶顯示板裝配后球狀間隔物3發(fā)生形變，或是被基板表面的取向膜等的膜擠壓，變成表觀上球狀間隔物3的高度為hb的狀態(tài)。這表示球狀間隔物3如實線所示地以發(fā)生了HB-hb的形變的狀態(tài)被安裝。圖8的(b)表示球狀間隔物3以發(fā)生了形變的狀態(tài)被安裝的情況。
同樣，使用如圖8的(c)、(d)所示的光刻間隔物4時，相對于該光刻間隔物4的原有的高度HF，液晶顯示板裝配后光刻間隔物4的高度變?yōu)閔f，光刻間隔物4以發(fā)生了HF-hf的形變的狀態(tài)下進行安裝。并且，這些值必須大于等于上述的對應于溫度變化的液晶盒間隙的變化量。
圖9是對各個柱狀間隔物與球狀間隔物單體施加的載荷和與之對應的形變量的關(guān)系(以下，稱為載荷-位移特性)的概念圖。作為一例，說明使用紫外線/熱并用固化型的抗蝕(resist)材料，制作成如圖8的(c)、(d)所示那樣的直徑(D)約為30μm、高度(HF)約為5μm的光刻間隔物4的柱狀間隔物。
該光刻間隔物4的載荷-位移特性如圖9中用A表示的曲線所示。在穩(wěn)定狀態(tài)下，必須使間隔物形變至上述的由液晶顯示板的溫度變化引起的液晶盒間隙的變化量以上。這相當于圖9中用F表示的區(qū)域。因此，當間隔物的反作用力為圖9中用C表示的區(qū)域的下限值以下時，發(fā)生上述的由溫度變化造成的缺陷。另外，當在間隔物的反作用力為圖9中用C表示的區(qū)域的上限值以上的狀態(tài)下裝配液晶顯示板時，雖然沒有詳細記載，但會產(chǎn)生其它的缺陷。因此，將液晶顯示板裝配完成后的間隔物的反作用力抑制在預定的范圍內(nèi)(圖9中用C表示的區(qū)域)是非常重要的。
在圖9中，使用具有用A表示的曲線的特性的光刻間隔物，將施加給它的載荷控制在適當?shù)姆秶?圖9中用C表示的區(qū)域)內(nèi)制作液晶顯示板時，由于該光刻間隔物的形變量的容許值(圖9中用D表示的區(qū)域)的范圍小，所以液晶顯示板(產(chǎn)品)的制造裕度(manufacturemargin)也變小。因此，也可以說該光刻間隔物是難以制作液晶顯示板的材料。
而球狀間隔物中包括其材料為玻璃的二氧化硅(silica)間隔物和高分子材料的球狀間隔物。由于二氧化硅間隔物是玻璃材料，所以壓縮彈性模量為4～6N/mm2左右，比高分子材料的球狀間隔物的0.5N/mm2左右的壓縮彈性模量要大。像這樣地，由于二氧化硅間隔物是比高分子材料的球狀間隔物硬的材料，所以，作為可解決上述的由溫度變化引起的液晶材料的體積膨脹的間隔物是不合適的。
另一方面，高分子材料的球狀間隔物的特性，其球狀間隔物單體的載荷-位移特性如圖9中用B表示的曲線所示，可知盡管施加給球狀間隔物的載荷的變化小，但是其形變量變大。因此，當使用高分子材料的球狀間隔物，將施加給它的載荷控制在適當?shù)姆秶?圖9中用C′表示的區(qū)域)內(nèi)制作液晶顯示板時，由于球狀間隔物形變量的容許值的范圍(圖9中用E表示的區(qū)域)比光刻間隔物的大，所以液晶顯示板(產(chǎn)品)的制造裕度也變大。因此，可以說高分子材料的球狀間隔物是易于制作液晶顯示板的材料。
但是，高分子材料的球狀間隔物，與施加于該間隔物單體的載荷的變化對應的其形變量比光刻間隔物大，但壓縮斷裂強度(Compression Rupture Strength)小。當施加于球狀間隔物的載荷超過適當?shù)姆秶鶦′時，球狀間隔物本身容易被壓壞。另外，當施加于球狀間隔物的載荷未達到適當?shù)姆秶鶦′時，受溫度變化影響的形變量的范圍F′大到包括光刻間隔物的形變量的容許范圍D。為了解決前者的課題，當增加液晶顯示板中的球狀間隔物的配置密度時，載荷-位移特性從圖9中的曲線B改變(shift)成曲線B′，接近光刻間隔物的載荷-位移特性(曲線A)。因而，即使施加于球狀間隔物的載荷超過適當?shù)姆秶鶦′，球狀間隔物也很難被壓壞，但另一方面，球狀間隔物容許的形變量的范圍也小。根據(jù)以上情況，液晶顯示板用的間隔物優(yōu)選具有以下論述的特征。
圖10是作為液晶顯示板用理想的間隔物的載荷-位移特性的概念圖。圖10所示的表示載荷-位移特性的間隔物與其反作用力B相比，與其對應的形變量小。因此，當液晶顯示板安裝在邊框(Bezel)、框狀的殼體上時、搬運時、裝入電視裝置等使用時，對于施加于該液晶顯示板的外力，所具有的該間隔物具有不至被破壞的耐受強度(proof strength)，抑制該液晶顯示板的液晶盒間隙的變化。
另外，在適當?shù)姆秶?下限A～上限E)內(nèi)，被施加載荷的該間隔物的形變量的范圍大，相對于間隔物的形變量的大變化范圍C，間隔物反作用力的變化量被抑制得很小。進而，由于對大的載荷，形變量D沒有太大的增加，所以該間隔物的塑性形變小或相當于不存在。由這些性質(zhì)，具有如圖10所示的載荷-位移特性的間隔物被看作是“理想的”。
當裝配了液晶顯示板時，間隔物具有最小值的反作用力。此時的間隔物的形變量必須大于由液晶顯示板的溫度變化引起的液晶盒間隙變化量(圖10中的A)。
即使施加將液晶顯示板組裝到框架等時的外力、搬運時以及使用時等的外力，也具有間隔物不被破壞從而液晶盒間隙不變化的耐受強度(圖10中的B)。另外，即使間隔物的形變量發(fā)生變化，載荷的變化量也小，其范圍也大(圖10中的C)。進而，塑性形變不存在或很小(圖10中的D)。
通常，在制作液晶板時，設(shè)定在發(fā)生了上述的溫度變化引起的液晶材料的體積膨脹時也應該作為液晶顯示板發(fā)揮功能的范圍(圖10的適當載荷范圍)，制作液晶顯示板，使得間隔物的特性在其范圍內(nèi)。使用圖10所示那樣的特性的間隔物裝配液晶顯示板時，調(diào)整施加于其基板間的壓力、封入其中的液晶量，使得該間隔物的形變量處于圖10中C所示范圍的中央部。
可以說，如果圖10中用C表示的范圍大，那么，即使存在制造偏差，液晶盒間隙在公差的范圍內(nèi)由溫度變化引起的液晶材料的體積膨脹也不會改變液晶顯示板的顯示質(zhì)量。但是，目前所使用的光刻間隔物和球狀間隔物的實際情況是如圖9所示的載荷-位移特性，與理想的特性相差懸殊。
作為公開了考慮球狀間隔物的形變的現(xiàn)有技術(shù)的文獻，能夠列舉專利文獻1，有關(guān)限制一對基板間的液晶盒間隙的光刻間隔物的文獻，能夠列舉專利文獻2、專利文獻3，作為考慮了使用光刻間隔物時的基板偏移的文獻，能夠列舉專利文獻4。
專利文獻1日本特開平7-270805號公報專利文獻2日本特開昭61-173222號公報專利文獻3美國專利說明書第5963288號專利文獻4日本特開2002-182220號公報發(fā)明內(nèi)容現(xiàn)有的液晶顯示板，為了使封入其一對基板間的液晶的層厚為預定的值，將球形的球狀間隔物散布在整個基板上，或使用噴墨法、印刷法等定點配置在像素部與像素部之間的不會影響顯示質(zhì)量的部分，使用由該球狀間隔物來決定液晶盒間隙的方法進行制作。另外，人們也使用過這樣的方法，即、使用感光性樹脂通過光刻法預先在基板上的像素部與像素部之間的不會影響顯示質(zhì)量的部分形成柱狀間隔物(光刻間隔物)，等等。
向使用這樣的間隔物制作的液晶顯示板上施加了外力時，間隔物發(fā)生彈性形變，液晶盒間隙發(fā)生變化。當液晶盒間隙變化時，在該部分產(chǎn)生顯示不均，但當撤掉外力時，間隔物的反作用力使液晶盒間隙復原，因此顯示不均勻消失。像這樣地，使用于液晶顯示板的間隔物，需要即使施加外力也不會被破壞(塑性形變)的耐受性，決定了適合于液晶顯示板的間隔物的耐受性。為了增強該耐受性，使用球狀間隔物時，必須增大其球狀間隔物的配置密度。另外，使用光刻間隔物時，必須使用壓縮彈性模量高的抗蝕材料，或增大光刻間隔物的直徑，或增大配置密度。
但是，在使用這樣地增大了對外力的耐受性的間隔物，制作圖9的C和圖10所示的適當載荷范圍(間隔物的適當反作用力范圍)的液晶顯示板時，間隔物的形變量的容許范圍小，成為制造精度要求嚴格的、不易制作的產(chǎn)品。
所以，本發(fā)明的目的在于提供一種液晶顯示板，對液晶顯示板施加了外力時的耐受性高、且在適當載荷范圍內(nèi)間隔物的形變量的范圍大，容易制作，換句話說是合格品裕度范圍大的液晶顯示板。
用于達到上述目的的本發(fā)明具有代表性的方法的概略如下。
使用壓縮彈性模量不同的2種球狀間隔物作為液晶顯示板的間隔物。
在方法1所記載的2種球狀間隔物中，使壓縮彈性模量小的球狀間隔物(第1球狀間隔物)的直徑D1大于壓縮彈性模量大的球狀間隔物(壓縮彈性模量大于該第1球狀間隔物的第2球狀間隔物)的直徑D2(D1＞D2)。
液晶顯示板的裝配完成時，使壓縮彈性模量小的球狀間隔物(上述第1球狀間隔物)處于發(fā)生彈性形變的狀態(tài)，使壓縮彈性模量大的球狀間隔物(上述第2球狀間隔物)不發(fā)生彈性形變、或使其彈性形變量小于該壓縮彈性模量小的球狀間隔物的彈性形變量。本發(fā)明說明書中記載的壓縮彈性模量(Compressive Elasticity Modulus)定義為包括作為楊氏模量(Young′s modulus)所知的靜的狀態(tài)(不施加隨時間變化的力的狀態(tài))下的彈性模量和動的狀態(tài)下的復數(shù)剪切彈性模量(complex shear elasticity modulus)。物質(zhì)的壓縮彈性模量表示在將該物質(zhì)壓縮至其厚度為零時所需要的施加在該物質(zhì)每單位面積上的力，該值越大該物質(zhì)越硬。在方法3中，例如，在構(gòu)成液晶顯示板的一對基板之間，壓縮彈性模量不同的球狀間隔物的一組發(fā)生的彈性形變，大于比該組的壓縮彈性模量大的該球狀間隔物的其它組。
使用球狀間隔物和光刻間隔物這2種間隔物作為液晶顯示板的間隔物。
在方法4所記載的球狀間隔物和光刻間隔物中，使光刻間隔物成為滿足對外力的耐受性的形狀或配置密度，且使球狀間隔物的直徑D大于光刻間隔物的高度H(D＞H)。
根據(jù)本發(fā)明，即使施加將液晶顯示板組裝到液晶顯示裝置的框架等情況的外力、搬運時以及使用時等的外力，也不會出現(xiàn)間隔物被破壞(或塑性形變)、液晶盒間隙發(fā)生變化從而成為缺陷的情況。并且，由于用于確保液晶顯示板不產(chǎn)生缺陷的間隔物的反作用力的間隔物形變量的范圍擴大，所以能以高成品率制造高品質(zhì)的液晶顯示板。


圖1是本發(fā)明的實施例1的說明圖。
圖2是本發(fā)明的實施例1中的間隔物的載荷-形變量特性的概念圖。
圖3是利用滴下注入方式(drop injection scheme)的液晶注入處理例的說明圖。
圖4是本發(fā)明的實施例2中的間隔物的載荷-形變量特性的概念圖。
圖5是本發(fā)明的實施例3的說明圖。
圖6是使用了球狀間隔物的現(xiàn)有液晶顯示板的結(jié)構(gòu)的說明圖。
圖7是使用了柱狀間隔物的現(xiàn)有液晶顯示板的結(jié)構(gòu)的說明圖。
圖8是使用球狀間隔物或光刻間隔物時的液晶顯示板的部分剖視圖。
圖9是柱狀間隔物和球狀間隔物單體的載荷-形變量特性的概念圖。
圖10是作為液晶顯示板用理想的間隔物的載荷-形變量特性的概念圖。
具體實施例方式
以下，通過實施例具體說明本發(fā)明的最佳實施方式。
圖1是本發(fā)明的實施例1的說明圖。圖1的(a)是將CF基板側(cè)的內(nèi)側(cè)俯視圖放大的示意圖，圖1的(b)是將沿著圖1的(a)的A-A′線的剖視圖(重疊了TFT基板1a的CF基板1b的截面)放大的示意圖，圖1的(c)是將圖1的(b)的主要部分放大的示意圖。在圖1的(c)中，夾入間隔物6、7并帶有陰影的一對矩形分別表示形成在TFT基板1a和其主面上的結(jié)構(gòu)物(上述的TFT層11等)、以及形成在CF基板1b和其主面上的結(jié)構(gòu)物(上述的樹脂層12等)。另外，圖1的(c)的上側(cè)和下側(cè)分別表示施壓前和施壓后的液晶顯示板的間隔物6、7的形狀。在實施例1中，用于使作為一對基板的TFT基板和CF基板的間隔保持恒定的間隔物，其特征在于，使用壓縮彈性模量不同的2種球狀間隔物。
球狀間隔物是與TFT基板和CF基板均獨立的部件。在實施例1中，2種球狀間隔物的一種采用壓縮彈性模量大的二氧化硅的球狀間隔物7，另一種采用壓縮彈性模量比二氧化硅的球狀間隔物7小的高分子材料制的球狀間隔物6。另外，使高分子材料制的球狀間隔物6的直徑大于二氧化硅的球狀間隔物7的直徑。
將這樣的壓縮彈性模量不同的2種球狀間隔物6、7定點配置在對顯示質(zhì)量無影響的像素部和像素部之間的非顯示部即遮光層部(黑矩陣部BM部)15上。使用配置了2種球狀間隔物6、7的TFT基板1a和CF基板1b來裝配液晶顯示板。在圖1中，像素部作為顏色互不相同的濾色片(CF)14R、14G、14B示出，非顯示部作為隔在這些濾色片14R、14G、14B重復排列的像素列之間的多個遮光層部15示出。像素部不限于用濾色片14R、14G、14B進行定義，也可以用TFT型液晶顯示裝置的像素電極來定義。非顯示部也可作為對應于多個像素部形成開口的一個遮光層部來提供。本發(fā)明說明書中闡述的非顯示部，位于由配置在液晶顯示板的面內(nèi)的多個像素構(gòu)成的顯示區(qū)域，在一對基板1a、1b之間形成難以進行光傳輸?shù)陌档目臻g。
圖2是本發(fā)明的實施例1的間隔物的載荷-形變量特性的概念圖。實施例1的液晶顯示板在通常狀態(tài)下如圖1的(b)、(c)所示，處于僅直徑大的高分子材料制的球狀間隔物6發(fā)生了形變的狀態(tài)。像這樣地，作為使用了2種球狀間隔物時的間隔物的載荷-形變量特性如圖2所示。液晶顯示板在安裝完成的狀態(tài)下，間隔物的反作用力的值無論在圖2中用C表示的范圍以下還是以上，都會產(chǎn)生顯示缺陷。因此，必須調(diào)整如以下所示的裝配條件，使間隔物的反作用力的值在該范圍之內(nèi)。
作為使用上述的CF基板制造液晶顯示板的液晶注入方法，大體上提出了真空注入方式和滴下注入方式這2種方式。真空注入方式是將TFT基板和CF基板重疊固定(兩基板粘合工序)后，向由間隔物所形成的TFT基板和CF基板之間的空間注入液晶的方法。
用真空注入方式的液晶注入方法制造液晶顯示板時，首先，先將TFT基板和CF基板重疊，利用間隔物在基板間形成液晶盒間隙來制作未滴入液晶的空的液晶顯示板。然后，運用毛細管現(xiàn)象和壓力差，從設(shè)置在液晶顯示板的一部分上的液晶注入口注入液晶。使用了空的液晶顯示板(簡記為面板)與其周圍環(huán)境的壓力差的該液晶注入方法，通過將TFT基板和CF基板重疊并固定的基板的粘合工序使基板間形成了液晶盒間隙之后，對空的液晶顯示板的內(nèi)部空間進行抽真空而減壓。
然后，使在粘合基板而成的面板的周圍的一部分上設(shè)置的注入口接觸液晶，通過使該面板的周圍恢復到大氣壓或增壓，來利用該面板內(nèi)外的壓力差將液晶注入到該面板(液晶顯示板)的內(nèi)部。然后，對整個液晶顯示板(注入液晶后的面板)施力，排出多余的液晶，并且使球狀間隔物的形變量成為預定的值，為了保持這種狀態(tài)，用紫外線固化型的密封材料等將液晶的注入口密封。
圖3是滴下注入方式的液晶注入處理例的說明圖。滴下注入方式是向一對基板(TFT基板和CF基板)的任意一個滴下液晶后，同時進行粘合上述一對基板的液晶顯示板的裝配和液晶的注入的方法。在此，說明用多個液晶顯示板大小的母基板(TFT基板用母基板100a，CF基板用母基板100b)進行裝配的情況。即，如圖3的(a)所示，在TFT基板用母基板100a和CF基板用母基板100b的一個(此處為TFT基板用母基板100a)上，使用分配器(dispenser)16，繞著各個獨立的形成液晶顯示板的區(qū)域2旋轉(zhuǎn)地涂敷密封材料17a，而且，在該TFT基板用母基板100a的外周也涂敷密封材料17b。
接著，如圖3的(b)所示，使用分配器18在CF基板用母基板100b的各個獨立的形成液晶顯示板的區(qū)域2上滴下規(guī)定量的液晶5。在真空環(huán)境中，將TFT基板用母基板100a重疊在滴有液晶5的CF基板用母基板100b上。此時，如圖3的(c)所示，將TFT基板用母基板100a的主面即涂有密封材料17a、17b的面與CF基板用母基板100b的主面相對地粘合。
然后，形成TFT基板用母基板100a和CF基板用母基板100b之間的間隔即液晶盒間隙，照射紫外線等密封材料固化用光源19，使密封材料17a、17b固化來固定一對基板(圖3的(d))。然后，分割成獨立的液晶顯示板9(圖3的(e))。像這樣地，同時進行液晶的注入和裝配。
在這種方式的情況下，為了使球狀間隔物的形變量為預定的值，必須由TFT基板和CF基板的重疊間隔的目標值計算出封入的液晶的總量，按其總量正確地滴在粘合前的TFT基板或CF基板上。在這樣的制造方法中，為了使液晶顯示板的間隔物的反作用力在預定的范圍(圖2中用C表示的范圍)內(nèi)，優(yōu)選間隔物的形變量的范圍大，從而容易制成液晶顯示板。因此，根據(jù)實施例1，對外力的耐受性與以往相比沒有改變，產(chǎn)品制造裕度變大。
圖4是本發(fā)明的實施例2的對間隔物施加的載荷和其形變量的關(guān)系(載荷-位移特性)的概念圖。實施例2在實施例1中說明的球狀間隔物和液晶顯示板結(jié)構(gòu)中，通過增大二氧化硅的球狀間隔物7的配置密度，能提高對外力的耐受性，而液晶顯示板的通常狀態(tài)下的性能保持原樣。
實施例1的液晶顯示板通常如圖1的(b)、(c)所示，二氧化硅球狀間隔物7以不被TFT基板1a和CF基板1b施壓的狀態(tài)被安裝。但是，在通常狀態(tài)的液晶顯示板中，即使在二氧化硅的球狀間隔物7被TFT基板1a和CF基板1b稍微施壓發(fā)生形變，只要在高分子材料制的球狀間隔物6的直徑大于二氧化硅的球狀間隔物7的直徑的條件下，組合這些所得到(假想的)的間隔物的載荷-位移特性就如圖4所示的那樣。從圖2和圖4的比較容易看出，由于在本實施例中(假設(shè)的)間隔物所容許的形變量的范圍(E所示的區(qū)域)比實施例1中的小，所以，使用了本實施例的液晶顯示板的制造裕度，比在不使二氧化硅的球狀間隔物7發(fā)生形變的狀態(tài)下裝配的實施例1的液晶顯示板要小。但是，與僅使用光刻間隔物或僅使用球狀間隔物裝配的現(xiàn)有的液晶顯示板相比，本實施例的液晶顯示板的制造裕度大。
圖5是本發(fā)明的實施例3的說明圖。圖5的(a)是將CF基板側(cè)的內(nèi)側(cè)俯視圖放大的示意圖，圖5的(b)是將沿著圖5的(a)的A-A′線的剖視圖(重疊了TFT基板1a的CF基板1b的截面)放大的示意圖，圖5的(c)是將圖5的(b)的主要部分放大的示意圖。在圖5的(c)中，夾入間隔物4、6并帶有陰影的一對矩形分別表示形成在TFT基板1a和其主面上的結(jié)構(gòu)物(上述的TFT層11等)，以及形成在CF基板1b和其主面上的結(jié)構(gòu)物(上述的樹脂層12等)。另外，圖5的(c)的上側(cè)表示施壓前的液晶顯示板，下側(cè)表示施壓后的液晶顯示板的間隔物4、6的形狀。在實施例3中，用于使TFT基板1a和CF基板1b的間隔保持恒定的間隔物，采用由光刻法形成的光刻間隔物4和高分子材料制球狀間隔物6。光刻間隔物4在CF基板1b的主面的最表面涂敷感光性高分子樹脂，通過掩膜將其曝光，與CF基板1b一體地形成。
該光刻間隔物4，在作為隔有多個像素部的非顯示區(qū)域BM部，調(diào)整其形狀、配置密度，使得即使對液晶顯示板施加規(guī)定的外力，也在光刻間隔物4本身不被破壞或不產(chǎn)生塑性形變的范圍以上。并且，在其CF基板1b上，同樣地將外形(直徑)比光刻間隔物4的高度大的高分子材料制的球狀間隔物6定點配置在BM部，將TFT基板1a粘合在該CF基板1b上，裝配液晶顯示板。
在實施例3的液晶顯示板的通常狀態(tài)下，僅高分子材料制的球狀間隔物6從圖5的(c)的下側(cè)虛線所示的施壓前的形狀變成實線所示的施壓后的形狀。作為使用了這樣改變了高度的光刻間隔物4和高分子材料制的球狀間隔物6時的間隔物的載荷-形變量特性如圖2所示。
液晶顯示板，在其裝配完成后的狀態(tài)下間隔物的反作用力的值無論在圖2中用C表示的范圍以下還是以上，都會產(chǎn)生顯示缺陷，因此必須調(diào)整其裝配條件，使得間隔物的反作用力在該范圍內(nèi)。根據(jù)實施例3，由于間隔物對外力的耐受性與以往相比不發(fā)生改變、且間隔物的形變量的容許范圍擴大，結(jié)果，能提供制造裕度大的、易于制造的液晶顯示板。
實施例4是在實施例3中說明的光刻間隔物和球狀間隔物的面板結(jié)構(gòu)中，通過使光刻間隔物4的形狀變大且高度不變、或增大其配置密度，與實施例3的情況相同地維持液晶顯示板的通常狀態(tài)下的性能，且提高了對外力的耐受性。例如，在TFT基板1a和組合前的CF基板1b主面內(nèi)的光刻間隔物4的面積，設(shè)定得比形變前的球狀間隔物6的面積大，或在圖5的(a)所示的CF基板1b主面內(nèi)使不與球狀間隔物6鄰接的追加的光刻間隔物4形成在遮光層部15上。另外，實施例3的液晶顯示板在其通常狀態(tài)下，如圖3的(b)、(c)所示，光刻間隔物4不被TFT基板1a和CF基板1b施壓地裝配。但是，在本實施例的液晶顯示板中，在其通常狀態(tài)下即使光刻間隔物4與TFT基板1a接觸被略微施壓而發(fā)生形變，只要在光刻間隔物4的高度小于施壓前的高分子材料制的球狀間隔物6的直徑的條件下，組合光刻間隔物4和球狀間隔物6所得到的(假想的)間隔物就顯示出如圖4所示的載荷-位移特性。因此，本實施例的液晶顯示板的制造裕度，比在不使光刻間隔物4發(fā)生形變的狀態(tài)下裝配的液晶顯示板的小，但比僅使用光刻間隔物或僅使用球狀間隔物裝配的液晶顯示板的制造裕度大。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的各實施例，能提供一種液晶顯示板，液晶顯示板的對外力的耐受性不會受損，且制造裕度大。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示板，具有一對基板、夾在上述一對基板之間的液晶、以及形成于上述一對基板的一個上的多個像素，上述液晶顯示板的特征在于在上述液晶顯示板內(nèi)位于上述多個像素間的至少一個非顯示區(qū)域中，配置有與上述一對基板相獨立的2種球狀間隔物，上述2種球狀間隔物具有互不相同的壓縮彈性模量，上述一對基板由上述2種球狀間隔物以預定的間隙相互分離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示板，其特征在于上述2種球狀間隔物中，壓縮彈性模量小的球狀間隔物的直徑大于壓縮彈性模量大的球狀間隔物的直徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示板，其特征在于在液晶顯示板裝配完成了的狀態(tài)下，壓縮彈性模量小的球狀間隔物以發(fā)生了彈性形變的狀態(tài)被安裝，而壓縮彈性模量大的球狀間隔物處于不產(chǎn)生彈性形變的狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示板，其特征在于在上述液晶顯示板裝配完成了的狀態(tài)下，上述壓縮彈性模量小的球狀間隔物的彈性形變量比該壓縮彈性模量大的球狀間隔物的彈性形變量大。
5.一種液晶顯示板，具有第1基板和第2基板、夾在上述第1基板和第2基板之間的液晶、以及形成于上述第1基板的多個像素，上述液晶顯示板的特征在于在上述液晶顯示板內(nèi)，位于上述多個像素間的至少一個非顯示區(qū)域中，配置有在上述第1和第2基板的一個上直接用光刻法一體地形成的光刻間隔物、以及與該第1和第2基板相獨立的球狀間隔物，上述第1和第2基板由上述光刻間隔物和上述球狀間隔物以預定的間隙相互分離。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液晶顯示板，其特征在于上述光刻間隔物的上述第1和第2基板的上述間隙方向的高度比上述球狀間隔物的直徑小。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液晶顯示板，其特征在于在上述液晶顯示板裝配完成了的狀態(tài)下，上述球狀間隔物發(fā)生了彈性形變，且上述光刻間隔物未發(fā)生彈性形變。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液晶顯示板，其特征在于在上述液晶顯示板裝配完成了的狀態(tài)下，上述球狀間隔物的彈性形變量比上述光刻間隔物的彈性形變量大。
全文摘要
本發(fā)明提供一種液晶顯示板，該液晶顯示板具有互相重疊且固定的一對基板和夾在該一對基板間的液晶層，使用第1間隔物和壓縮彈性模量小于該第1間隔物的第2間隔物作為設(shè)置在該一對基板間且規(guī)定其間隙的間隔物，該第2間隔物具有大于該第1間隔物的直徑，且該第1間隔物和該第2間隔物分別配置在像素部之間的(隔開一對相鄰的該像素部)非顯示部。這樣構(gòu)成的本發(fā)明的液晶顯示板，對施加給它的外力顯示出高的耐受性，擴大了其制造裕度，易于批量生產(chǎn)合格品。
文檔編號G02F1/13GK1892317SQ200610093158
公開日2007年1月10日 申請日期2006年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月29日
發(fā)明者川邊俊一 申請人:株式會社日立顯示器