專利名稱：液晶顯示裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示裝置及其制造方法。
背景技術(shù)：
有源矩陣(active matrix)型顯示裝置是一種公知的具備高品質(zhì)畫質(zhì)的液晶顯示技術(shù)。在該有源矩陣型顯示裝置中，場效應(yīng)型薄膜晶體管(transistor)(以下稱為TFT)被用作像素的開關(guān)(switching)元件。這種有源矩陣型顯示裝置除了體型薄、重量輕以及耗電少之外，還可以獲得鮮明的對比度(contrast)并實現(xiàn)高速的顯示。因此，有源矩陣型顯示裝置被廣泛用作便攜式計算機(computer)、節(jié)省空間(space)的臺式(desktop)計算機等的監(jiān)視器(monitor)。
另外，為了實現(xiàn)高畫質(zhì)，需要提高其視角特性。為了提高該視角特性，已經(jīng)公開了一種板內(nèi)切換型(In-plane switching平面轉(zhuǎn)換)有源矩陣型液晶顯示裝置(專利文獻1)。板內(nèi)切換型有源矩陣型液晶顯示裝置中使用了在橫向施加電場的橫向電場。但是，作為導(dǎo)致現(xiàn)有的板內(nèi)切換型有源矩陣型液晶顯示裝置性能低下的主要原因之一，產(chǎn)生稱為余像或燒傷的現(xiàn)象。亦即，在長時間顯示同一圖案(pattern)后再顯示另一顯示圖案的情況下，至此一直被顯示的顯示圖案會同時被顯示出來。特別地，如果在制造過程中有過長期保存，余像或燒傷現(xiàn)象會惡化。這樣一來，板內(nèi)切換型有源矩陣型液晶顯示裝置所存在的問題是會產(chǎn)生所謂余像或燒傷的現(xiàn)象。特開2002-139727號公報發(fā)明內(nèi)容用圖5說明現(xiàn)有的有源矩陣型液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)。圖5是有源矩陣型液晶顯示裝置的剖面圖。如圖5所示，電極基板1具有像素電極和掃描信號線、影像信號線等多個電極。對置基板3與電極基板1相對配置。電極基板1與對置基板3通過密封材料4粘結(jié)起來。此外，液晶9被夾持在上述電極基板1和上述對置基板3之間。對置基板3在與電極基板1相對的面上形成有保護膜(over coat)8。在現(xiàn)有的液晶顯示裝置中，從顯示區(qū)域(area)至比密封部更靠近外側(cè)的面板(panel)外部為止，形成有保護膜8。保護膜8通常由丙烯酸系(acrylic)樹脂或環(huán)氧系(epoxy)樹脂構(gòu)成。因此，隨著時間的增加，保護膜8會從與外部空氣接觸的部分吸濕而使水分浸透至顯示區(qū)域部分。
對置基板3的保護膜8中含有無機離子(ion)性雜質(zhì)或有機離子性雜質(zhì)。無機離子性雜質(zhì)是在制造工序中包含在保護膜8中。有機離子性雜質(zhì)則是制造工序中伴隨著硬化反應(yīng)而出現(xiàn)的副產(chǎn)物。這些雜質(zhì)離子13會以因上述吸濕所包含的水分為介質(zhì)而移動。而且，當(dāng)從外部施加電場時，如圖6所示，在對置基板3一側(cè)電場也作用在垂直分量方向上。此外，如圖7所示在保護膜8內(nèi)產(chǎn)生極化。通過該保護層極化，液晶在相對于基板面的垂直方向上產(chǎn)生響應(yīng)，引起在視覺上能夠看出余像或燒傷的現(xiàn)象。
本發(fā)明是為了解決這種問題而提出，其目的在于提供一種具有優(yōu)異的顯示品質(zhì)的液晶顯示裝置及其制造方法。
本發(fā)明的液晶顯示裝置是一種具備具有像素電極和對置電極的第1基板；與上述第1基板相對配置的第2基板；以包圍顯示區(qū)域的方式呈框狀形成、并將上述第1基板和上述第2基板粘結(jié)起來的密封(sealing)材料；以及設(shè)置在由上述第1基板和上述第2基板、上述密封材料所形成的空間中的液晶的液晶顯示裝置，其具有形成在上述第2基板的液晶一側(cè)的面上并設(shè)置在上述顯示區(qū)域中的保護(overcoat)膜，上述保護膜的端部配置在比上述密封材料的外表端更靠近內(nèi)側(cè)。
根據(jù)本發(fā)明，能夠提供具有優(yōu)異的顯示品質(zhì)的液晶顯示裝置及其制造方法。


圖1是本發(fā)明的第1實施方式中的液晶顯示裝置的概略平面圖。
圖2是圖1的A-A剖面圖。
圖3是本發(fā)明的第2實施方式中的液晶顯示裝置的剖面圖。
圖4是本發(fā)明的第3實施方式中的液晶顯示裝置的剖面圖。
圖5是現(xiàn)有的液晶顯示裝置的剖面圖。
圖6是表示液晶驅(qū)動時的板內(nèi)切換方式液晶顯示裝置的電場方向的圖。
圖7是表示圖6中的保護膜中發(fā)生的極化的圖。
符號說明1電極基板2顯示區(qū)域3對置基板4密封材料5驅(qū)動電路安裝區(qū)域6黑色矩陣7色料8保護膜9液晶10配向膜11像素電極12對置電極13雜質(zhì)離子具體實施方式
本發(fā)明的第1實施方式通過圖1、圖2說明本發(fā)明的第1實施方式。圖1表示本發(fā)明的第1實施方式中的液晶顯示裝置的概略平面圖，圖2表示圖1中的A-A剖面圖。本實施方式的液晶顯示裝置是如圖6所示那樣在電極基板1上形成有像素電極11和對置電極12的IPS模式(mode)的液晶顯示裝置。
在圖1中，電極基板1上設(shè)置有用于形成顯示區(qū)域2的像素電極。進而，在電極基板1上形成有掃描信號線和影像信號線。在掃描信號線和影像信號線之間形成有柵極(gate)絕緣膜。在掃描信號線與影像信號線的交叉點附近形成有開關(guān)元件即薄膜晶體管(TFT)。TFT在顯示區(qū)域2內(nèi)排列成陣列(array)狀。TFT具備形成在與影像信號線相同的層上的漏極(drain)電極和源極(source)電極。源極電極和漏極電極通過半導(dǎo)體層相連接。顯示信號線與梳齒形狀的像素電極11通過該TFT相連接。因此，通過由掃描信號使TFT變?yōu)閷?dǎo)通(on)狀態(tài)，從顯示信號線向像素電極供給顯示信號。進而，像素電極11與梳齒形狀的對置電極12相對配置。這樣，電極基板1是TFT陣列基板。
電極基板1與對置基板3相對配置。在電極基板1和對置基板3上，密封材料4以包圍顯示區(qū)域2的方式呈框狀形成。電極基板1通過密封材料4與對置基板3粘結(jié)起來。此外，液晶9被夾持在電極基板1和對置基板3之間。液晶9被設(shè)置在由電極基板1和對置基板3、密封材料4所形成的空間中。作為電極基板1和對置基板3，可以使用玻璃(glass)基板、石英玻璃等透明的絕緣基板。密封材料4可以使用例如具有光硬化性和熱硬化性的丙烯酸系樹脂或環(huán)氧系樹脂。另外，對上述像素電極供給信號的驅(qū)動電路被安裝在驅(qū)動電路安裝區(qū)域5。
在對置基板3中與電極基板1相對的面上，如圖2所示形成有由顏料或鉻(chrome)等金屬構(gòu)成的黑色矩陣(black matrix)6。黑色矩陣6用于遮光。此外，形成色料7填埋在黑色矩陣6之間。色料7由顏料或染料構(gòu)成。色料7例如是R(紅)、G(綠)、B(藍)色的彩色濾光片(color filter)。進而，以覆蓋黑色矩陣6和色料7的方式形成保護膜8。另外，在電極基板1和對置基板3的與液晶9接觸的整個面上形成有配向膜10。在本實施方式中，由顯示區(qū)域2內(nèi)部延伸的保護膜8的端部位于密封材料4的正下方，與外圍的保護膜8分離開來。亦即，保護膜8的端部配置于比密封材料4的外表端更靠近內(nèi)側(cè)。
接著，說明本發(fā)明的第1實施方式中的液晶顯示裝置的制造方法。在玻璃基板上形成作為掃描信號線的柵極布線、作為影像信號線的源極布線、以及像素電極等多個電極。電極基板1上的各電極通過光刻法(photolithographic method)形成。源極布線由0.2μm的非晶硅(amorphous silicon)、0.1μm的Cr、0.3μm的Al形成。柵極絕緣膜由0.4μm的SiN形成，像素電極由0.1μm的Cr形成。進而，在該電極基板上形成0.07μm厚的配向膜10(日本合成橡膠(Rubber)公司AL1044)。配向膜10通過復(fù)制法形成。此外，通過180℃的烘爐(oven)加熱，使配向膜10硬化。接著，在硬化的配向膜10上實施刷磨(rubbing)處理。刷磨處理使用安裝有尼龍(nylon)系刷磨布的滾輪(roller)來進行。由此形成，在相對于基板面的平行方向上施加電場的板內(nèi)切換型液晶顯示裝置的電極基板1。接著，散布隔離物(spacer)(耐涂可涂料(Natoco Paint)公司KSE、隔離物直徑4.0±0.2μm)。隔離物的分布密度為平均300個/cm2(偏差范圍200～300個/cm2)。
接著，在另外的玻璃基板上形成黑色矩陣6和色料7。黑色矩陣6和色料7通過光刻法形成。用于遮光的黑色矩陣6由顏料或者鉻等金屬構(gòu)成。色料7由顏料或染料構(gòu)成。此外，通過由光刻法進行的掩模構(gòu)圖(mask patterning)，形成保護膜8的圖案(pattern)。在制作保護膜8時，可以使用例如JSR公司生產(chǎn)的NN701。這里，保護膜8在形成有密封材料4的區(qū)域中以框狀被去除。由此，密封材料4內(nèi)側(cè)的保護膜8和密封材料4外側(cè)的保護膜8分離開來。由此，設(shè)置在顯示區(qū)域2中的保護膜8的端部位于密封材料4的正下方。
在依照此種方式制成的基板上形成0.07μm厚的配向膜10(日本合成橡膠公司AL1044)。此外，通過180℃的烘爐加熱，使配向膜10硬化。在硬化處理之后，對配向膜10實施刷磨處理，形成對置基板3。進而，在對置基板3的形成有配向膜10的面的周圍涂敷密封材料4。例如利用布撒(dispenser)法涂敷密封材料4。利用該密封材料4可以將兩個基板粘貼起來。作為密封材料4，可以使用例如環(huán)氧系粘合劑。這里，將密封材料4以使密封材料4跨過配置在顯示區(qū)域2中的保護膜8的外表端整個周圍的方式涂敷成框狀。接著，將兩個基板對置并重合起來，以使電極基板1上的各像素電極區(qū)域與對置基板3的色料7相互面對。然后，在整個基板上施加例如0.5kgf/cm2的壓力，并且以150℃加熱同時使密封材料4硬化。由此來實現(xiàn)熱壓接。然后，通過減壓法向基板間隙注入液晶9加以封固。
依照此種方式，將由顯示區(qū)域2內(nèi)部延伸的保護膜8的端部配置在比密封材料4的外表端更靠近內(nèi)側(cè)。因此，由顯示區(qū)域2內(nèi)部延伸的保護膜8的端部形成與外周的保護膜8被分離的結(jié)構(gòu)。由此，液晶驅(qū)動部分的保護膜8與外部空氣不再接觸，能夠抑制吸濕。由于離子的移動是以水分為介質(zhì)而產(chǎn)生的，因此，保護膜8不會產(chǎn)生極化，抑制了燒傷，提高了顯示品質(zhì)。
本發(fā)明的第2實施方式根據(jù)圖3說明本發(fā)明的第2實施方式。圖3表示第2實施方式中的液晶顯示裝置的剖面圖。在本實施方式中具有與第1實施方式結(jié)構(gòu)不同的保護膜8，除此之外的結(jié)構(gòu)與第1實施方式相同，因此省略其說明。另外，第2實施方式中的液晶顯示裝置的制造方法與第1實施方式相同，因此省略說明。
在圖3中，針對與圖1、圖2結(jié)構(gòu)相同的部分賦予相同的符號，并說明其差異。在圖3中，與第1實施方式不同，保護膜8僅形成在比密封材料4的外側(cè)側(cè)面更靠近內(nèi)側(cè)。亦即，由顯示區(qū)域2內(nèi)部延伸的保護膜8的端部配置于比密封材料4的外表端更靠近內(nèi)側(cè)，由外圍延伸的保護膜8則被去除。因此，在密封材料4的外表端的外側(cè)沒有設(shè)置保護膜8。在本實施方式中，在保護膜8的圖案形成工序中將成為密封材料4的外側(cè)部分的保護膜8全部去除。
依照此種方式，將由顯示區(qū)域2內(nèi)部延伸的保護膜8的端部配置于比密封材料4的外表端更靠近內(nèi)側(cè)。進而，在本實施方式中采用去除了由外圍延伸的保護膜8的結(jié)構(gòu)。由此，與第1實施方式相同，液晶驅(qū)動部分的保護膜8與外部空氣不再接觸，能夠抑制吸濕。由于離子的移動是以水分為介質(zhì)而產(chǎn)生的，因此，保護膜8不會產(chǎn)生極化，抑制了燒傷，提高了顯示品質(zhì)。
本發(fā)明的第3實施方式根據(jù)圖4說明本發(fā)明的第3實施方式。圖4表示第3實施方式中的液晶顯示裝置的剖面圖。在本實施方式中具有與第1、第2實施方式結(jié)構(gòu)不同的保護膜8，除此之外的結(jié)構(gòu)與第1、第2實施方式相同，因此省略其說明。
在圖4中，針對與圖1、圖2結(jié)構(gòu)相同的部分賦予相同的符號，并說明其差異。在圖4中，與第1、第2實施方式不同，保護膜8形成在比密封材料4的內(nèi)側(cè)側(cè)面更靠近內(nèi)側(cè)。亦即，保護膜8的端部形成于比密封材料4的內(nèi)表端更靠近內(nèi)側(cè)。因此，在密封材料4的正下方?jīng)]有設(shè)置保護膜8。
接著，說明第3實施方式中的液晶顯示裝置的制造方法。在本實施方式中具有與第1、第2實施方式結(jié)構(gòu)不同的保護膜8。由此，密封材料4在配置于顯示區(qū)域2中的保護膜8的外表端的外側(cè)以框狀涂敷。因此，密封材料4與由顯示區(qū)域2內(nèi)部延伸的保護膜8不重合而分離開來。除了密封材料4的形成位置之外的制造方法與第1、第2實施方式相同，因此省略其說明。
這樣就形成了保護膜8的端部形成于比密封材料4的內(nèi)表端更靠近內(nèi)側(cè)的結(jié)構(gòu)。由此，與第1、第2實施方式相同地，液晶驅(qū)動部分的保護膜8與外部空氣不再接觸，能夠抑制吸濕。由于離子的移動是以水分為介質(zhì)而產(chǎn)生的，因此，保護膜8不會產(chǎn)生極化，抑制了燒傷，提高了顯示品質(zhì)。
在圖4中，展示的是保護膜8僅形成在比密封材料4的內(nèi)表端更靠近內(nèi)側(cè)的實例，但并不限于這種結(jié)構(gòu)。例如，也可以存在形成于比密封材料4的內(nèi)表端更靠近外側(cè)的保護膜8。亦即，形成于比密封材料4的內(nèi)表端更靠近內(nèi)側(cè)的保護膜8只要與形成于比密封材料4的內(nèi)表端更靠近外側(cè)的保護膜8分離開來即可。在本實施方式中，在保護膜8的圖案形成工序中，將與密封材料4重合的部分以及位于其外側(cè)的保護膜8全部去除。
下面，說明第1至第3實施方式的液晶顯示裝置的評價方法。具體地說，在如上述那樣制作出液晶面板之后進行燒傷評價。在顯示同一圖案2小時后，切換為中間色調(diào)的圖案。繼而確認前面一直顯示的顯示圖案的視覺辨認度。在第1至第3實施方式的液晶顯示裝置中沒有發(fā)生燒傷。
但是，受生產(chǎn)過程中的各種情況的影響，經(jīng)常會出現(xiàn)在制作出對置基板3之后直到制作出液晶面板的期間內(nèi)對置基板3在空氣中被放置一定時間的情形。如果對使用這種對置基板3制作出來的面板進行燒傷評價，就會發(fā)生燒傷。即使在第1至第3實施方式的結(jié)構(gòu)中，顯示區(qū)域2內(nèi)的保護膜8在放置期間內(nèi)也已從大氣中吸收了水分。因此，有時候會出現(xiàn)燒傷等現(xiàn)象。為此，在注入液晶之前的使電極基板1與對置基板3粘貼的狀態(tài)下，實施加熱處理或者在減壓狀態(tài)下實施加熱處理。
這樣，設(shè)置一種在注入液晶之前的使電極基板1與對置基板3粘貼的狀態(tài)下實施加熱處理或者在減壓狀態(tài)下實施加熱處理的工序。由此，能夠除掉保護膜8中吸收的水分。由于離子的移動是以水分為介質(zhì)而產(chǎn)生的，因此，保護膜8不會產(chǎn)生極化。由此抑制了燒傷，提高了顯示品質(zhì)。
接著，使用表1、表2說明保護膜8的電阻率與燒傷的相關(guān)性。


表1表示在85℃、85％的高溫高濕度槽中使其吸濕若干天之前與之后的保護膜A、B、C的電阻率的差異。這里，評價在0.1mHz(milli-hertz)頻率下的保護膜A、B、C的電阻率。


◎非常好(完全辨認不出來)○好(基本辨認不出來)×差(能夠辨認出來)表2表示在高溫高濕度槽中使其吸濕之前與之后對上述保護膜A、B、C的燒傷進行目視確認的結(jié)果。在顯示同一圖案2小時之后切換為中間色調(diào)的圖案，通過確認前面一直顯示的顯示圖案的視覺辨認度，進行燒傷評價。
由表1、表2的結(jié)果可知，為了降低燒傷，在0.1mHz頻率下保護膜的電阻率值需要大于等于1.0×1016Ω·cm。
這樣，在注入液晶之前的使電極基板1與對置基板3粘貼的狀態(tài)下，以大于等于25℃的室溫實施加熱處理。由此，能夠除掉保護膜所吸收的水分。由此就能夠使0.1mHz頻率下的電阻率值大于等于1.0×1016Ω·cm。因此能夠減少燒傷。或者，為了促進水分脫離，也可以在例如小于等于133.3Pa(＝1Torr)的減壓狀態(tài)下實施上述加熱處理。由此能夠提高顯示品質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示裝置，其具備具有像素電極和對置電極的第1基板；與上述第1基板相對配置的第2基板；以包圍顯示區(qū)域的方式呈框狀形成、并將上述第1基板和上述第2基板粘結(jié)起來的密封材料；設(shè)置在由上述第1基板和上述第2基板、上述密封材料所形成的空間中的液晶；以及形成在上述第2基板的上述液晶一側(cè)的面上、并設(shè)置在上述顯示區(qū)域中的保護膜，上述保護膜的端部配置在比上述密封材料的外表端更靠近內(nèi)側(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述保護膜在0.1mHz頻率下的電阻率大于等于1.0×1016Ω·cm。
3.一種液晶顯示裝置的制造方法，其包括在第1基板上形成像素電極和對置電極的工序；在第2基板上形成保護膜的工序；在上述第1基板或上述第2基板上以包圍顯示區(qū)域的形式形成框狀密封材料的工序；以及利用上述密封材料將上述第1基板和上述第2基板粘貼起來、并在上述第1基板和上述第2基板之間夾持液晶的工序，上述保護膜的端部配置在比上述密封材料的外表端更靠近內(nèi)側(cè)。
4.如權(quán)利要求3所述的液晶顯示裝置的制造方法，其進一步包括在將上述第1基板和上述第2基板粘貼起來之后，在注入上述液晶之前以大于等于25℃的溫度加熱以降低保護膜的吸濕的工序。
5.如權(quán)利要求4所述的液晶顯示裝置的制造方法，其特征在于，上述加熱工序在減壓狀態(tài)下進行。
6.如權(quán)利要求3、4或5所述的液晶顯示裝置的制造方法，其特征在于，上述保護膜在0.1mHz頻率下的電阻率大于等于1.0×1016Ω·cm。
全文摘要
本發(fā)明涉及液晶顯示裝置及其制造方法，其一種實施方式的液晶顯示裝置是具備具有像素電極和對置電極的電極基板(1)；與電極基板(1)相對配置的對置基板(3)；以包圍顯示區(qū)域(2)的方式呈框狀形成、并將電極基板(1)和對置基板(3)粘結(jié)起來的密封材料(4)；設(shè)置在由電極基板(1)和對置基板(3)、密封材料(4)所形成的空間中的液晶(9)的液晶顯示裝置，其具有形成在對置基板(3)的液晶一側(cè)的面上、并設(shè)置在顯示區(qū)域(2)中的保護膜(8)，保護膜(8)的端部配置在比密封材料(4)的外表端更靠近內(nèi)側(cè)。
文檔編號G02F1/1335GK101086575SQ200710109920
公開日2007年12月12日 申請日期2007年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月6日
發(fā)明者米村浩治 申請人:三菱電機株式會社