專利名稱：液晶顯示元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過框狀密封材料將一對(duì)基板隔開給定間隙相對(duì)固定，在該框狀密封材料內(nèi)側(cè)的兩基板之間密封液晶而形成的液晶顯示元件，尤其涉及具有包圍形成在所述框狀密封材料內(nèi)側(cè)的多個(gè)顯示用像素群并沿著該框狀密封材料而設(shè)置的黑底(Black Matrix)的液晶顯示元件。
背景技術(shù)：
在作為液晶顯示元件之一種的有源矩陣方式的液晶顯示元件中，在排列成矩陣狀的多個(gè)像素中分別設(shè)置有開關(guān)元件。作為開關(guān)元件的代表，有薄膜晶體管(TFT)。
須指出的是，例如由專利文獻(xiàn)1(USP.5432626)可知使用薄膜晶體管的有源矩陣方式的液晶顯示裝置。此外，通過專利文獻(xiàn)2(Japanese Patent Laid-open Hei04-342229)、專利文獻(xiàn)3(JapanesePatent Laid-open Hei05-72540)和專利文獻(xiàn)4(Japanese Patent Laid-openHei011-352500)可知使用由樹脂構(gòu)成的遮光膜(以下也稱作黑底)來覆蓋像素電極周圍的結(jié)構(gòu)。
液晶顯示元件這樣形成將內(nèi)面分別層疊有顯示用像素電極和取向膜等的一對(duì)基板配置為使所述內(nèi)面隔開給定間隙而彼此相對(duì)，并且在該一對(duì)基板之間的周邊部，通過在局部設(shè)置缺口作為液晶封入口的框狀密封材料把兩塊基板貼合在一起之后，在通過經(jīng)由所述液晶封入口的減壓注入法而將液晶封入密封材料內(nèi)側(cè)之后，密封所述液晶封入口。
進(jìn)而，在所述兩塊基板的外側(cè)粘貼偏振片，并且在液晶顯示元件的下側(cè)配置向液晶顯示元件供給光的背光源，在液晶顯示元件的外周部的外側(cè)配置驅(qū)動(dòng)液晶顯示元件的驅(qū)動(dòng)用電路基板，把上述各構(gòu)件、以及由保持上述各構(gòu)件的鑄模成形品構(gòu)成的框狀體收容在開有液晶顯示窗的金屬制屏蔽盒(框)中來形成液晶顯示裝置。

發(fā)明內(nèi)容
近年來，液晶顯示元件在移動(dòng)電話等小型便攜式設(shè)備中的普及(應(yīng)用)是驚人的，但是在普及的同時(shí)，對(duì)液晶顯示元件的低價(jià)要求也日益嚴(yán)格起來。為了響應(yīng)該要求，在Japanese Patent No.3210109中，提出了取代所述減壓注入法(也稱作真空注入法)的、以縮短注入工序?yàn)槟康牡牡巫⒆⑷敕?。但此時(shí)作為密封材料，無法使用熱固化型，而只能使用紫外線固化型。
而在液晶顯示元件中，如所述專利文獻(xiàn)1～4所示，黑底包圍各像素電極而設(shè)置，不僅使各像素的輪廓清晰、對(duì)比度提高，而且在配置有框狀密封材料的液晶顯示元件的基板周邊部區(qū)域上也形成黑底，防止來自所述背光源的光透過液晶顯示元件的基板周邊部的密封材料而泄漏到顯示面一側(cè)。如果產(chǎn)生光泄漏，則顯示面周邊部的顯示對(duì)比度下降，使顯示質(zhì)量明顯惡化。特別是在較暗的顯示面上顯示明亮的字符、圖形等時(shí)，會(huì)受到光泄漏的嚴(yán)重影響而成為問題。
可是，如果在配置有框狀密封材料的液晶顯示元件的基板周邊部區(qū)域也形成黑底，則存在對(duì)所述滴注注入法中使用的紫外線固化型密封材料的紫外線照射量不足，不能充分進(jìn)行固化，從而使液晶顯示元件的可靠性下降的危險(xiǎn)性。
本發(fā)明的目的在于，提供沒有顯示質(zhì)量的下降和液晶顯示元件的可靠性下降，并且在液晶封入時(shí)能采用使制造工序縮短的滴注注入法的液晶顯示元件。
本發(fā)明的所述目的以及其他目的和新特征將通過本說明書的記述和附圖來加以明確。
下面說明本說明書所公開的發(fā)明中具有代表性的內(nèi)容概要。
(1)一種液晶顯示元件，包括透明的第一基板；第二基板，與所述透明的第一基板隔開給定的間隔相對(duì)；框狀密封材料，由紫外線固化材料構(gòu)成，并且夾持在所述第一基板和所述第二基板之間；液晶組成物，封入所述框狀密封材料的內(nèi)側(cè)；多個(gè)顯示像素，通過設(shè)置在所述第一基板和所述第二基板的至少一方之上的多個(gè)電極，形成在所述第一基板和所述第二基板之間；以及黑底，規(guī)定所述多個(gè)顯示像素各自的輪廓，由遮光性材料構(gòu)成，該遮光性材料包圍由該多個(gè)顯示像素構(gòu)成的顯示區(qū)域地形成，其中沿著所述顯示區(qū)的周邊部的所述框狀密封材料和所述黑底的重疊寬度為0.2mm以下。
(2)在(1)的液晶顯示元件中，形成所述框狀密封材料的紫外線固化材料的固化前的光密度為2以上。
(3)在(2)的液晶顯示元件中，形成所述框狀密封材料的紫外線固化材料的固化前的光密度為4以下。
(4)一種液晶顯示元件，包括透明的第一基板；第二基板，與所述透明的第一基板隔開給定的間隔相對(duì)；框狀密封材料，由紫外線固化材料構(gòu)成，并且夾持在所述第一基板和所述第二基板之間；液晶組成物，封入所述框狀密封材料的內(nèi)側(cè)；多個(gè)顯示像素，通過設(shè)置在所述第一基板和所述第二基板的至少一方之上的多個(gè)電極，形成在所述第一基板和所述第二基板之間；以及黑底，規(guī)定所述多個(gè)顯示像素各自的輪廓，由遮光性材料構(gòu)成，該遮光性材料包圍由該多個(gè)顯示像素構(gòu)成的顯示區(qū)域地形成，其中所述黑底與所述框狀密封材料重疊的區(qū)域形成圖案，以包含光透射部。
(5)在(4)的液晶顯示元件中，所述黑底與所述框狀密封材料重疊的區(qū)域形成在水平和垂直方向延伸的格子圖案。
(6)在(4)的液晶顯示元件中，所述黑底與所述框狀密封材料重疊的區(qū)域形成從水平和垂直方向傾斜的格子圖案。
(7)在(4)的液晶顯示元件中，所述黑底與所述框狀密封材料重疊的區(qū)域形成條紋圖案。
(8)在(4)的液晶顯示元件中，所述黑底與所述框狀密封材料重疊的區(qū)域形成開口圖案。
(9)在(4)的液晶顯示元件中，所述黑底與所述框狀密封材料重疊的區(qū)域形成島狀圖案。
(10)在(4)的液晶顯示元件中，所述黑底與所述框狀密封材料重疊的區(qū)域形成楔形圖案。
根據(jù)本發(fā)明，對(duì)于在由相對(duì)的一對(duì)基板和夾持在該一對(duì)基板的周邊部的框狀密封材料形成的單元內(nèi)密封液晶，能采用能縮短注入工序的滴注注入法，并且能確保顯示質(zhì)量和液晶顯示元件的可靠性。


圖1是用于說明在使用了框狀紫外線固化型密封材料的液晶顯示元件中，滴注所要密封的液晶的立體圖。
圖2A是表示在使用了框狀紫外線固化型密封材料的液晶顯示元件的制造工序中，所要密封的液晶被滴注到背面基板上的狀態(tài)的剖視圖。
圖2B是表示在使用了框狀紫外線固化型密封材料的液晶顯示元件的制造工序中，通過對(duì)夾著所要密封的液晶的背面基板和前面基板加壓來以給定間隔使兩者相對(duì)的狀態(tài)的剖視圖。
圖2C是說明在使用了框狀紫外線固化型密封材料的液晶顯示元件的制造工序中，照射紫外線而使密封材料固化，從而固定背面基板和前面基板的工序的剖視圖。
圖3A是本發(fā)明實(shí)施例1的液晶顯示元件的俯視圖。
圖3B是沿著圖3A的液晶顯示元件的線IIIb-IIIb的剖視圖。
圖4A是在本發(fā)明實(shí)施例2的液晶顯示元件中，把與框狀的紫外線固化型密封材料重疊的黑底周邊部形成格子狀圖案時(shí)的液晶顯示元件的要部俯視圖。
圖4B是在本發(fā)明實(shí)施例2的液晶顯示元件中，把與框狀的紫外線固化型密封材料重疊的黑底周邊部形成斜格子狀圖案時(shí)的液晶顯示元件的要部俯視圖。
圖4C是在本發(fā)明實(shí)施例2的液晶顯示元件中，把與框狀的紫外線固化型密封材料重疊的黑底周邊部形成條紋圖案時(shí)的液晶顯示元件的要部俯視圖。
圖4D是在本發(fā)明實(shí)施例2的液晶顯示元件中，把與框狀的紫外線固化型密封材料重疊的黑底周邊部形成圓形開口圖案時(shí)的液晶示元件的要部俯視圖。
圖4E是在本發(fā)明實(shí)施例2的液晶顯示元件中，把與框狀的紫外線固化型密封材料重疊的黑底周邊部形成島狀圖案時(shí)的液晶示元件的要部俯視圖。
圖4F是在本發(fā)明實(shí)施例2的液晶顯示元件中，把與框狀的紫外線固化型密封材料重疊的黑底周邊部形成楔形圖案時(shí)的液晶示元件的要部俯視圖。
具體實(shí)施例方式
以下參照附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例。須指出的是，在說明實(shí)施例的全部圖中，對(duì)具有同一功能的部分給予同一符號(hào)，并省略重復(fù)說明。
須指出的是，在本說明書的附圖中，為了簡(jiǎn)單，省略基板、形成在基板上的電極、電子元件、電布線和來自它們的外部引出電極端子等要素的圖示，并且為了明了化，有時(shí)使用與實(shí)際的顯示元件、裝置不同的比例尺比率夸張地描繪圖中的各要素。
在說明本發(fā)明的實(shí)施例之前，仿照所述Japanese PatentNo.3210109來簡(jiǎn)單說明在使用了紫外線固化型密封材料的液晶顯示元件中使用滴注注入法密封液晶的方法。圖1是用于生成移動(dòng)電話等小型便攜式儀器用的9個(gè)液晶顯示元件的一個(gè)基板10的立體圖。在基板10之上形成框狀密封材料20。須指出的是，實(shí)際上，在框狀密封材料20各自的內(nèi)側(cè)設(shè)置有多個(gè)像素電極、設(shè)置在各像素電極上的開關(guān)元件、與它們電結(jié)合的布線和用于使液晶分子取向的取向膜等，但是為了簡(jiǎn)化而省略圖示。對(duì)框狀密封材料20各自的內(nèi)側(cè)，使用分配器(despenser)來滴注液晶30。
圖2A是關(guān)于圖1的一個(gè)框狀密封材料20的沿著線IIa-IIa的剖視圖。取一個(gè)密封材料20的部分為例，以下說明一個(gè)液晶顯示元件的組裝工序。圖2B是在圖2A的密封材料20和位于其內(nèi)部的液晶30上重疊另一基板40后，對(duì)基板10和40加壓，使基板10和基板40以給定間隔相對(duì)(為此使用間隔物等，但是未圖示)的狀態(tài)的剖視圖。接著，如圖2C所示，對(duì)密封材料20部分照射紫外線，使密封材料20固化，固定基板10和基板40。
圖3A是本發(fā)明實(shí)施例1的液晶顯示元件的俯視圖，圖3B是沿著圖3A的液晶顯示元件的IIIb-IIIb線的剖視圖。使用相當(dāng)于沿著圖1的一個(gè)框狀密封材料20的線IIa-IIa的剖視圖的圖2A～圖2B的剖視圖，說明由滴注注入法密封液晶的方法，但是圖3B所示的剖視圖相當(dāng)于圖2C的剖視圖。
在圖3A和3B中，標(biāo)號(hào)110是液晶元件的背面基板，140是液晶元件的前面基板，130是液晶組成物，120是框狀的紫外線固化型密封材料，150是規(guī)定像素的輪廓的設(shè)置有多個(gè)開口的黑底，PR、PG、PB表示設(shè)置在黑底150的開口部的紅原色、綠原色、藍(lán)原色顯示像素。在圖3A和3B中，為了簡(jiǎn)單而省略形成在基板上的像素電極、與各像素電極對(duì)應(yīng)而設(shè)置的開關(guān)元件、電布線和來自它們的外部引出電極端子、3原色濾色器等元素的圖示。
在本實(shí)施例中，黑底150的周邊部不與框狀的紫外線固化型密封材料120重疊，黑底150的外緣150E形成只與框狀的紫外線固化型密封材料內(nèi)側(cè)緣120E接觸(tangent)的結(jié)構(gòu)。因此，在背面基板110和前面基板140之間的框狀密封材料120的內(nèi)側(cè)，通過滴注注入法注入液晶組成物130后，與使用圖2C說明的同樣，如圖3B所示，為了使框狀紫外線固化型密封材料120固化，對(duì)框狀紫外線固化型密封材料120照射紫外線時(shí)，該紫外線不受黑底150妨礙，就能到達(dá)紫外線固化型密封材料120，所以能充分進(jìn)行紫外線固化型密封材料120的固化，能取得可靠性高的液晶顯示元件。
在所述說明中，說明了黑底150的外緣150E僅與框狀的紫外線固化型密封材料120的內(nèi)側(cè)緣120E接觸(tangent)的結(jié)構(gòu)，但是框狀的紫外線固化型密封材料120的寬度W(參照?qǐng)D3A、3B)通常是1mm左右，所以框狀的紫外線固化型密封材料120和黑底150的重疊寬度只要是0.2mm以下，就能允許。在圖3B中的A部放大圖中用粗虛線表示該重疊存在時(shí)的關(guān)系。即如圖所示，黑底150的外緣進(jìn)入到由紫外線固化型密封材料120和液晶顯示元件的前面基板140之間的用150EX表示的位置。
這里，作為紫外線固化型密封材料，提出以下的材料。
把雙酚F環(huán)氧樹脂的環(huán)氧丙烯酸脂80重量份、作為環(huán)氧樹脂的RE203(日本化藥株式會(huì)社制環(huán)氧當(dāng)量233g/eq、環(huán)氧乙烷加成雙酚S型環(huán)氧樹脂)20重量份、作為自由基產(chǎn)生型光聚合引發(fā)劑的3，6-雙(2-甲基-2-嗎啉代丙?；?正辛基咔唑(旭電化工業(yè)制，AdekaOptomer-N-1414)1.2重量份、作為硼酸酯的2，2-氧代雙(5，5-二甲基-1，3，2-二氧硼雜環(huán))0.5重量份、PN-80(日本化藥株式會(huì)社制、酚醛清漆樹脂)0.5重量份、氨基硅烷偶聯(lián)劑(N-β(氨基乙基)γ-氨丙基三甲氧基硅烷，信越硅制，KBM-603)1.3重量份在90℃下加熱溶解，取得樹脂液。認(rèn)為冷卻到室溫冷卻后，把間苯二甲酸二酰肼(商品名IDH-S大塚化學(xué)株式會(huì)社制噴射磨粉碎等級(jí)用噴射磨進(jìn)一步微粉碎而取得的產(chǎn)品，熔點(diǎn)224℃，活性氫當(dāng)量48.5g/eq，平均粒徑1.7μm，最大微粒7μm)10重量份、氧化鋁(CI化成株式會(huì)社制，SPC-Al、平均粒徑1.0μm)13重量份、橡膠(吳羽化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制，Paraloid EXL-265 5，平均粒徑0.2μm)3.9重量份用碾碎器分散混勻取得的UV密封劑是有效的。
作為黑底150的形成方法，例如有在透明玻璃基板140上，把在丙烯酸、環(huán)氧或聚酰亞胺樹脂等有機(jī)樹脂中含有炭黑或黑色的有機(jī)顏料等的材料涂敷為圖案狀的方法。
接著，對(duì)框狀的紫外線固化型密封材料120所要求的光學(xué)特性進(jìn)行研究。在本實(shí)施例中，采用可允許框狀的紫外線固化型密封材料120和黑底150的重疊寬度如果為0.2mm以下的結(jié)構(gòu)，所以最后是紫外線固化型密封材料120與黑底150具有同等的光學(xué)特性，例如光密度OD(optical density)≥2.0?？墒牵绻饷芏萇D過大，就存在紫外線固化型密封材料不固化的問題。對(duì)紫外線固化型密封材料120要求的光密度OD的值依存于背面基板110和前面基板140之間的間隔CG(參照?qǐng)D3B)，但是認(rèn)為最好是以下的值。
基板間隔CG(μm)要求的光密度OD42～332～3.522～4作為調(diào)整所述光密度的方法的一個(gè)例子，有在紫外線固化型密封材料中添加鈦類黑色顏料的方法。關(guān)于該鈦類黑色顏料，在特開昭58-180413號(hào)公報(bào)中詳細(xì)描述。
在所述實(shí)施例1中，是黑底150的外緣150E只與框狀的紫外線固化型密封材料120的內(nèi)側(cè)緣120E接觸(tangent)或者框狀的紫外線固化型密封材料120和黑底150的重疊寬度為0.2mm以下的結(jié)構(gòu)。在所述實(shí)施例1中，為了對(duì)紫外線固化型密封材料120也給予黑底150同等的光學(xué)特性，例如需要充分考慮光密度OD(optical density)。在本實(shí)施例中，為了緩和紫外線固化型密封材料120所要求的光密度OD(optical density)等條件，采用積極使框狀的紫外線固化型密封材料120和黑底150的周邊部重疊，但是能充分進(jìn)行框狀的紫外線固化型密封材料120的紫外線固化的結(jié)構(gòu)。
即在本實(shí)施例中，通過使黑底150的周邊部與框狀的紫外線固化型密封材料120重疊來減少透過框狀紫外線固化型密封材料的光量，但是為了確保使框狀紫外線固化型密封材料120固化所必要的紫外線量，在與框狀紫外線固化型密封材料120重疊的黑底150的周邊部設(shè)置開口、狹縫等，或者用離散為島狀的黑底片的集合來形成與框狀紫外線固化型密封材料120重疊的黑底150的周邊部。
圖4A是把與框狀的紫外線固化型密封材料120重疊的黑底150的周邊部形成格子狀圖案150P時(shí)的液晶顯示元件的要部俯視圖。
圖4B是把與框狀的紫外線固化型密封材料120重疊的黑底150的周邊部形成斜格子狀圖案150P時(shí)的液晶顯示元件的要部俯視圖。
圖4C是把與框狀的紫外線固化型密封材料120重疊的黑底150的周邊部形成條紋圖案150P時(shí)的液晶顯示元件的要部俯視圖。
圖4D是把與框狀的紫外線固化型密封材料120重疊的黑底150的周邊部形成圓形開口圖案150P時(shí)的液晶示元件的要部俯視圖。
圖4E是把與框狀的紫外線固化型密封材料120重疊的黑底150的周邊部形成島狀圖案150P時(shí)的液晶示元件的要部俯視圖。
圖4F是把與框狀的紫外線固化型密封材料120重疊的黑底150的周邊部形成楔形圖案150P時(shí)的液晶示元件的要部俯視圖。
須指出的是，在圖4A～4F中，標(biāo)號(hào)110表示背面基板，140表示前面基板，PR、PG、PB分別表示紅原色、綠原色、藍(lán)原色顯示元件。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示元件，包括透明的第一基板；第二基板，與所述透明的第一基板隔開給定間隔相對(duì)；框狀密封材料，由紫外線固化材料構(gòu)成，并且夾持在所述第一基板和所述第二基板之間；液晶組成物，被密封在所述框狀密封材料的內(nèi)側(cè)；多個(gè)顯示像素，通過設(shè)置在所述第一基板和所述第二基板中至少一方之上的多個(gè)電極而形成在所述第一基板和所述第二基板之間；以及黑底，規(guī)定所述多個(gè)顯示像素各自的輪廓，并且由遮光性材料構(gòu)成，其中遮光性材料包圍由所述多個(gè)顯示像素構(gòu)成的顯示區(qū)域而形成，其中沿著所述顯示區(qū)域的周邊部的所述框狀密封材料和所述黑底的重疊寬度為0.2mm以下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示元件，其中形成所述框狀密封材料的紫外線固化材料的固化前的光密度為2以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液晶顯示元件，其中形成所述框狀密封材料的紫外線固化材料的固化前的光密度為4以下。
4.一種液晶顯示元件，包括透明的第一基板；第二基板，與所述透明的第一基板隔開給定間隔相對(duì)；框狀密封材料，由紫外線固化材料構(gòu)成，并且夾持在所述第一基板和所述第二基板之間；液晶組成物，被密封在所述框狀密封材料的內(nèi)側(cè)；多個(gè)顯示像素，通過設(shè)置在所述第一基板和所述第二基板中的至少一方之上的多個(gè)電極而形成在所述第一基板和所述第二基板之間；以及黑底，規(guī)定所述多個(gè)顯示像素各自的輪廓，并且由遮光性材料構(gòu)成，其中遮光性材料包圍由所述多個(gè)顯示像素構(gòu)成的顯示區(qū)域而形成，其中所述黑底與所述框狀密封材料重疊的區(qū)域形成圖案以包含光透射部。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液晶顯示元件，其中所述黑底與所述框狀密封材料重疊的區(qū)域形成在水平和垂直方向上延伸的格子圖案。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液晶顯示元件，其中所述黑底與所述框狀密封材料重疊的區(qū)域形成從水平和垂直方向傾斜的格子圖案。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液晶顯示元件，其中所述黑底與所述框狀密封材料重疊的區(qū)域形成條紋圖案。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液晶顯示元件，其中所述黑底與所述框狀密封材料重疊的區(qū)域形成開口圖案。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液晶顯示元件，其中所述黑底與所述框狀密封材料重疊的區(qū)域形成島狀圖案。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液晶顯示元件，其中所述黑底與所述框狀密封材料重疊的區(qū)域形成楔形圖案。
全文摘要
本發(fā)明提供一種液晶顯示元件。在制造具有黑底的液晶顯示元件時(shí)，用滴注注入法注入液晶后，在使紫外線固化型框狀密封材料固化時(shí)，存在紫外線對(duì)密封材料的照射量不足，無法充分進(jìn)行固化，液晶顯示元件的可靠性大幅度下降的危險(xiǎn)性。在本發(fā)明中，把沿著顯示區(qū)的周邊部的框狀密封材料和黑底的重疊寬度抑制在0.2mm以下，或者把黑底與框狀密封材料重疊的區(qū)域形成圖案，以包含光透射部。
文檔編號(hào)G02F1/1333GK101071236SQ20071010228
公開日2007年11月14日 申請(qǐng)日期2007年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月10日
發(fā)明者小林節(jié)郎, 三輪廣明, 石井克彥, 山本貴史 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立顯示器