CN101957518B - 液晶显示设备及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液晶显示设备及其制造方法，其采用了防止施加到基板的液体通过显示部分以至于甚至侵入密封图案部分造成密封破损或间隙缺陷的结构。该液晶显示设备包括：彼此相对设置的第一基板和第二基板，每个基板具有位于其中央的有源区域；形成在所述有源区域的外围并与所述有源区域的边界部分隔开的密封图案，该密封图案位于第一基板和第二基板之间；形成在第一基板上的扩散防止壁，该扩散防止壁位于所述有源区域的边界部分和密封图案之间；以及形成在第一基板上且形成在所述扩散防止壁的内侧的配向膜。

Description

液晶显示设备及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种液晶显示设备，更具体地，涉及一种液晶显示设备及其制造方法，其采用了防止施加到基板的液体通过显示部分以至于甚至侵入密封图案部分造成密封破损或间隙缺陷的结构。

背景技术

本申请要求2009年7月17日提交的韩国专利申请No.10-2009-0065456的优先权，此处以引证的方式并入其内容，就像在此进行了完整阐述一样。

在目前信息导向的社会中，作为视觉信息传输媒介，显示设备的重要性被进一步强调，并且，为了之后占据主要位置，要求显示设备满足低功耗、薄外形、高清晰度等的必要条件。

在显示设备中，存在自身发光的发光型，例如阴极射线管CRT、电致发光EL、发光二极管LED、真空荧光显示器VFD、场发射显示器FED、等离子体显示面板PDP等，以及自身不能发光的非发光型，例如液晶显示设备LCD。

在这些显示设备中，由于液晶显示设备是一种利用液晶的光学各向异性来显示图像的设备，其具有比阴极射线管更好的可视性、比相同屏幕尺寸的阴极射线管更低的平均功耗、以及更低的热量产生，所以液晶显示设备与等离子体显示面板和场发射显示器FED一起被认为是下一代显示设备。

总体而言，液晶显示设备是这样一种显示设备，其中画面信号被分别提供到像素矩阵，用于通过控制像素的光透射率来显示期望的画面。为此，液晶显示设备具有在其上设置有薄膜晶体管的下基板、以及其上形成有滤色器的上基板，在两基板彼此粘接且其间设置有液晶层。下基板和上基板具有在其表面上形成的用于阻挡光或根据光的入射方向控制光的透射率的偏振板。

下基板和上基板具有分别在最上层形成的用于固定液晶的初始取向的配向膜。

粘接上基板和下基板以制造一个液晶显示面板的工序因此被称为单元工序。单元工序具有用于形成配向膜以将其上设置有薄膜晶体管的下基板上的液晶和其上形成有滤色器的上基板上的液晶沿相同方向取向的配向步骤、用于保持固定的单元间隙而粘接两个基板的粘接步骤、用于在上、下基板之间注入液晶的密封步骤、和用于分离为液晶面板的单元切割步骤。

之后，分别将上/下偏振板附接到液晶显示面板的前/后表面。偏振板式在向其附接了保护膜的状态下形成的，并且在用吸收器和剥离单元将保护膜从各个偏振板去除之后将偏振板由此附接。

下面将参照附图描述相关技术的液晶显示设备。

图1A和1B分别示出在涂敷配向膜之后的相关技术的液晶显示设备的截面图和平面图。

参照图1A和1B，在相关技术的液晶显示设备中在基板上形成配向膜的过程中，在涂敷配向膜液体15之后，在烘烤步骤中对配向膜液体进行干燥以形成配向膜。最初，在涂敷配向膜液体15时，配向膜液体15实际由于配向膜液体15的铺展性(spreadability)而通过了其上要涂敷配向膜的部分，而且，如果铺展性过度，则配向膜液体15不能返回所述其上要涂敷配向膜的部分，而是保留以至于之后侵入将形成密封图案的部分。

如果配向膜液体15侵入将形成密封图案的部分，则在烘烤步骤中，配向膜液体15被硬化并在将形成密封图案的部分上保留作为配向膜，以至于在配向膜与密封图案交叠的部分造成与配向膜的高度相同的间隙缺陷，并且造成由于密封图案对于配向膜的较差的粘附性而引起密封图案从配向膜剥离的趋势。应当理解，缺陷的原因是由于配向膜液体15在侵入之后不能返回到其上要涂敷配向膜的部分，而造成密封图案和配向膜相遇。

由此，相关技术的液晶显示设备具有以下问题。

在通过液体处理步骤在基板上以液态形成配向膜的情况下，如果配向膜液体通过了预定的涂敷部分，则配向膜液体可侵入到其上要形成密封图案的部分中，并且，一旦配向膜液体侵入到其上要形成密封图案的部分中，配向膜难以返回到预定的涂敷部分，而是保留在其上要形成密封图案的部分中。在此情况下，如果由此烘烤的配向膜和密封图案相遇，则由于密封图案的剥离、密封破损、或间隙缺陷，在该部分将发生光泄漏的缺陷。因此，需要做出努力以防止该问题发生。

发明内容

因此，本发明涉及一种液晶显示设备及其制造方法。

本发明的目的是提供一种液晶显示设备及其制造方法，其采用了防止施加到基板的液体通过显示部分以至于甚至侵入密封图案部分造成密封破损或间隙缺陷的结构。

本公开的附加优点、目的和特征将在下面的描述中部分描述且将对于本领域普通技术人员在研究下文后变得明显，或可以通过本发明的实践来了解。通过书面的说明书及其权利要求以及附图中特别指出的结构可以实现和获得本发明的目的和其它优点。

为了实现这些目的和其它优点，按照本发明的目的，作为具体和广义的描述，一种液晶显示设备包括：彼此相对设置的第一基板和第二基板，每个基板具有位于其中央的有源区域；形成在所述有源区域的外围并与所述有源区域的边界部分隔开的密封图案，该密封图案位于第一基板和第二基板之间；形成在第一基板上的扩散防止壁，该扩散防止壁位于所述有源区域的边界部分和密封图案之间；以及形成在第一基板上且形成在所述扩散防止壁的内侧的配向膜。

所述扩散防止壁可以包括彼此隔开形成的第一扩散防止壁和第二扩散防止壁。

优选地，所述扩散防止壁被形成为与所述有源区域的边界隔开1mm或大于1mm。

优选地，所述扩散防止壁具有4个开放的角部。

该液晶显示设备还包括：形成在第一基板的有源区域内的一部分和形成在所述有源区域的边界部分上的黑底层；形成在第一基板的所述有源区域中的滤色层；以及形成在所述有源区域内的一部分上的黑底层上的柱状间隔体。所述扩散防止壁形成在与所述柱状间隔体相同的层上，并且所述扩散防止壁具有低于所述柱状间隔体的高度。

在本发明的另一个方面，一种制造液晶显示设备的方法包括以下步骤：提供第一基板和第二基板，每个基板具有位于其中央的有源区域；在第一基板上形成黑底层和滤色层；在第一基板的包括黑底层和滤色层的整个表面上施加有机绝缘膜，并且选择性地去除有机绝缘膜，以在位于所述有源区域内的一部分上的黑底层的一部分上形成柱状间隔体，并且形成扩散防止壁，该扩散防止壁设置在有源区域的边界部分和密封图案之间，并与有源区域的边界部分隔开预定距离；在第一基板的包括黑底层、滤色层、以及柱状间隔体的有源区域上形成配向膜，该配向膜位于与所述有源区域的边界部分的预定距离以内；在所述扩散防止壁的外围上形成密封图案以围绕所述有源区域；在第二基板的有源区域中形成薄膜晶体管阵列；在第一基板和第二基板之一上形成液晶层；以及将第一基板和第二基板粘接在一起。

优选地，形成扩散防止壁的步骤包括形成彼此隔开的第一扩散防止壁和第二扩散防止壁。

优选地，所述扩散防止壁以低于所述柱状间隔体的高度形成，所述预定距离等于或大于1mm。

应当理解，本发明的上述一般描述和下述详细描述是示例性和说明性的，且旨在提供所要求保护的本发明的进一步解释。

附图说明

附图被包括在本申请中以提供对本公开的进一步理解，并结合到本申请中且构成本申请的一部分，附图示出了本公开的实施方式，且与说明书一起用于解释本公开的原理。在附图中：

图1A和1B分别例示了涂敷配向膜之后的相关技术的液晶显示设备的截面图和平面图；

图2例示了涂敷配向膜之后的根据本发明的优选实施方式的液晶显示设备的截面图；

图3例示了图2的平面图；

图4例示了根据本发明的优选实施方式的液晶显示设备的平面图；

图5例示了沿图4的I-I’线的截面图；

图6例示了下基板和上基板上的配向膜的扩散程度以及有源区域和密封图案之间的关系的图；

图7例示了将未应用扩散防止壁的结构和应用了扩散防止壁的结构之间的缺陷发生比做比较的图；以及

图8例示了将未应用扩散防止壁的结构和应用了扩散防止壁的结构之间所需的印刷边界余量(print margins)做比较的图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的具体实施方式，在附图中例示了出了其示例。在可能的情况下，相同的标号在整个附图中代表相同或类似部件。

图2例示了涂敷配向膜之后的根据本发明的优选实施方式的液晶显示设备的截面图，并且图3例示了图2的平面图。

参照图2和图3，在根据本发明的优选实施方式的液晶显示设备中，扩散防止壁120设置在第一基板100上的密封图案(未示出)的内侧，并与密封图案隔开，使得在施加配向膜液体时所施加的配向膜液体不会越过扩散防止壁120，而被限制在扩散防止壁120内。扩散防止壁120由与滤色阵列中形成的柱状间隔体相同的材料在同一步骤中以壁状形成在配向膜液体的边界。扩散防止壁120具有比柱状间隔体或密封图案低的高度，使得扩散防止壁120在防止配向膜液体115越过的同时不与相对的基板接触。扩散防止壁120的高度可以是约2-3μm。

利用例如喷墨打印机来施加配向膜液体115。在施加配向膜液体115的过程中，溶剂等被包括在其中，配向膜液体115可被施加为约2μm的高度，在烘烤步骤之后随着溶剂蒸发最终变为约0.1μm。

扩散防止壁120限定了作为液体施加的配向膜液体115的扩散的区域的界限。最终，能够显著地减少在有源区域和密封图案之间的间隔中设置的用于容纳配向膜液体的扩散的涂敷边界余量(coating margin)，解决了有源区域和密封图案之间具有狭窄间隔的狭窄机型(narrow model)中配向膜和密封图案的交叠问题，解决了密封图案的剥离、或间隙缺陷、或光泄漏缺陷。

下面将更详细地描述根据本发明的优选实施方式的液晶显示设备。

图4例示了根据本发明的优选实施方式的液晶显示设备的平面图。

参照图4，液晶显示设备包括彼此相对的第一基板100和第二基板200，以及用于在其外围粘接第一基板100和第二基板200的密封图案125。第一基板100和第二基板200具有限定在密封图案125的内侧的用于在其上显示图像的有源区域A/A。滤色阵列形成在第一基板100的有源区域A/A中，薄膜晶体管阵列形成在第二基板200的有源区域A/A中。

其中实际显示图像的有源区域A/A被限定在其中填充液晶的密封图案内侧，在有源区域A/A和密封图案125之间设置预定的间隔。有源区域A/A和密封图案之间的间隔随着面板尺寸和应用而改变，其中面板尺寸越小，间隔越小，笔记本型计算机和蜂窝式电话的机型中的面板尺寸小于TV中的面板尺寸。该间隔大于1.5μm。

在从其隔开的密封图案125的内侧，有黑底层121、第一扩散防止壁122、以及第二扩散防止壁123。在本示例中，优选地是第一扩散防止壁122和第二扩散防止壁123具有开放的4个角部，用于防止滴落的液晶形成隆起(lump)或形成气泡，以及用于当液晶在高温下膨胀时通过引导膨胀的剩余液晶的一部分从中通过以防止发生重力缺陷。在本示例中，考虑到配向膜液体115的扩散性，将第一扩散防止壁122和第二扩散防止壁123分别形成在将涂敷配向膜液体115的部分的外侧。

在本示例中，至少与有源区域A/A相比，将要分别涂敷配向膜液体115的部分形成有额外的边界余量，用于防止如果周围不被涂敷有配向膜液体115，在摩擦时该部分的周围被划伤，由此防止光泄漏缺陷，以及作为当在上/下、左/右方向的单侧进行施加的状态下，配向膜液体115被施加到其上限定了多个面板区域的母基板的相应面板区域的有源区域的情况下的对策。

尽管附图示出黑底层121形成在第一扩散防止壁122的外侧，但根据型号，黑底层121可以形成在第一扩散防止壁122和第二扩散防止壁123的内侧。

下面将参照图5描述根据本发明的优选实施方式的液晶显示设备的制造方法。

参照图5，提供第一基板100和第二基板200。

形成位于有源区域A/A的像素区域和位于各个像素区域的边界的非像素区域的矩阵。

在第一基板100上在有源区域A/A的各个非像素区域上、以及在有源区域A/A的外围上形成黑底层121，用于防止光泄漏。

接着，至少在有源区域A/A的像素区域上形成滤色层126。滤色层126可与黑底层121交叠。

接着，在有源区域A/A的黑底层121的预定部分上形成柱状间隔体113，在密封图案125和有源区域A/A的边界部分之间形成第一扩散防止壁122和第二扩散防止壁123。

扩散防止壁可以是一个、或如图所示的两个、或多于两个。然而，由于扩散防止壁在密封图案内围绕有源区域，由于密封图案125的宽度和有源区域A/A的边界部分的宽度，扩散防止壁的数量会受到限制，但扩散防止壁越多，配向膜液体的扩散阻挡能力越大。在本示例中，考虑到配向膜液体(图2的115)的扩散，在最内侧上形成的第二扩散防止壁123(当仅仅存在一个扩散防止壁时的那个扩散防止壁)被形成为具有约2μm的高度，并与有源区域A/A的边界部分隔开至少1mm。

第一扩散防止壁122和第二扩散防止壁123中的每一个具有40-100μm的横向宽度，该横向宽度与密封图案125的1-2mm的宽度相比很小。

通过在第一基板100的其上形成有黑底层121和滤色层的整个表面上形成丙烯酸树脂等的有机膜，并且在形成柱状间隔体113时利用半色调掩模对柱状间隔体113和有机膜一起进行构图，来形成第一扩散防止壁122和第二扩散防止壁123。也就是说，位于第一扩散防止壁122和第二扩散防止壁123的半色调掩模的一部分被限定为半透明部分，使得当被限定为开口或光遮蔽部分的位于柱状间隔体的半色调掩模的一部分具有其上保留的丙烯酸树脂的有机膜的整体厚度时，被限定为半透明部分的位于第一扩散防止壁122和第二扩散防止壁123的半色调掩模的一部分相对薄地形成。在此情况下，第一扩散防止壁122和第二扩散防止壁123中的每一个具有比柱状间隔体113的高度低的高度，使得在粘接第一基板100和第二基板200之后，第一扩散防止壁122和第二扩散防止壁123不会与相对的第二基板200接触。考虑到功能，第一扩散防止壁122和第二扩散防止壁123用于防止配向膜液体扩散是足够的。优选地，在形成黑底层121的部分形成第一扩散防止壁122和第二扩散防止壁123。

接着，将配向膜液体115(参见图2)施加到第一基板100的包括柱状间隔体113以及第一扩散防止壁122和第二扩散防止壁123的整个表面。在本示例中，配向膜液体115不越过第二扩散防止壁123，而保留在第二扩散防止壁123的内侧。根据情况，即使当配向膜液体115的施加量过度时配向膜液体115越过了第二扩散防止壁123，位于第二扩散防止壁123的外侧的第一扩散防止壁122也能阻挡配向膜液体115的扩散。

接着，对配向膜液体115进行烘烤以使溶剂蒸发，以形成配向膜115a。

接着，在第一扩散防止壁122的外侧形成闭环状的密封图案125。

为了方便说明，未示出在第二基板上且在有源区域A/A形成的薄膜晶体管阵列。位于有源区域A/A的薄膜晶体管阵列具有在各个非像素区域形成为彼此交叉的选通线和数据线、形成在选通线和数据线的每个交叉部分处的薄膜晶体管、以及形成在各个像素区域的像素电极。甚至可在薄膜晶体管阵列上形成配向膜。

由此，在其上形成有滤色阵列的第一基板100和其上形成有薄膜晶体管阵列的第二基板200之一上形成液晶层之后，将第一基板100和第二基板200彼此相对地布置，将密封图案125粘合到第二基板200，将密封图案125硬化，以粘接第一基板100和第二基板200。

图6例示了示出下基板和上基板上的配向膜的扩散程度以及有源区域和密封图案之间的关系的图。

图6示出了其中所施加的配向膜液体越过有源区域的边界部分1mm的示例。

图6例示了在与密封图案125隔开在其内侧上形成第一扩散防止壁122和第二扩散防止壁123的情况下，按照顺时针方向的上侧中心、右侧中心、下侧中心、以及左侧中心的放大照片。

可注意到，配向膜液体(PI：聚酰胺)115在除了右侧中心部分之外的全部部分扩散到内侧的第二扩散防止壁123。

在本示例中，在右侧中心，配向膜液体115扩散到外侧的第一扩散防止壁122。假设配向膜液体的施加稍向右侧，以总体上阻挡配向膜液体115在第二扩散防止壁123的扩散。

在具有当有源区域的边界部分和密封图案之间的间隔是约2.2-2.5mm时所形成的两个扩散防止壁的结构中，其中位于外侧的第一扩散壁122与有源区域A/A的边界部分隔开至少1mm，位于内侧的第二扩散壁123与有源区域A/A的边界部分隔开1mm以内。在该结构中，位于上侧中心、右侧中心、下侧中心、以及左侧中心的配向膜液体的扩散的平均程度分别是575μm、1215μm、748μm、以及715μm，错位是5-20μm。

从该测试中可注意到，配向膜液体115至少被第一扩散防止壁122阻挡。

由此，如果布置多个扩散防止壁，则位于最外侧的扩散防止壁形成为与有源区域的边界部分隔开最小1mm，使得位于最外侧的扩散防止壁用于最终防止配向膜液体越过。

因此，由此烘烤的配向膜和密封图案不会彼此接触，从而防止了由于密封图案和配向膜的交叠导致的密封图案的剥离、密封图案的破损、间隙缺陷、或光泄漏缺陷。

图7例示了将未应用扩散防止壁的结构和应用了扩散防止壁的结构之间的缺陷发生比做比较的图，并且图8例示了将未应用扩散防止壁的结构和应用了扩散防止壁的结构之间所需的印刷边界余量做比较的图。

图7例示了未应用扩散防止壁的结构以及应用了扩散防止壁的结构中的密封图案和配向膜的交叠程度。左侧图示出了未应用扩散防止壁的结构的情况，右侧图示出了应用了扩散防止壁的结构的情况，该图示出了在本发明中密封图案和配向膜的交叠程度是0％，能够预测到可以改善由于密封图案和配向膜的交叠造成的缺陷。

另外，可从图6观察到，如果使用应用了扩散防止壁的结构，则配向膜液体的扩散被限制在1.3mm内，并且如图8所示，如果使用本发明的扩散防止壁，则配向膜的所需的施加边界余量从6mm减少到1.5mm。

如上所述，本发明的液晶显示设备及其制造方法具有以下优点。

扩散防止壁与有源区域隔开。也就是说，扩散防止壁与柱状间隔体一起形成，以当施加的配向膜扩散时用作阻挡膜。由此，扩散防止壁可阻止液体在配向膜的扩散边缘滚动，根据情况，可设置多个扩散防止壁以双重地或三重地阻挡配向膜的扩散。最终，防止了扩散防止壁的外围上的密封图案与配向膜的交叠，以防止由于配向膜和密封图案的交叠造成的密封图案的剥离、密封图案的破损、间隙缺陷、或光泄漏缺陷，由此改善了显示的缺陷。

对于本领域技术人员而言很明显，在不偏离本发明的精神或范围的条件下，可以在本发明中做出各种修改和变型。因而，本发明旨在涵盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的本发明的修改和变型。

Claims (6)

1.一种液晶显示设备，该液晶显示设备包括：

彼此相对设置的第一基板和第二基板，每个基板具有位于其中央的有源区域；

位于所述有源区域内以保持第一基板与第二基板之间的单元间隙的柱状间隔体；

形成在所述有源区域的外围并与所述有源区域的边界部分隔开2.2mm～2.5mm的密封图案，该密封图案位于第一基板和第二基板之间；

在第一基板上彼此隔开的第一扩散防止壁和第二扩散防止壁，所述第一扩散防止壁和所述第二扩散防止壁形成在所述有源区域的边界部分和所述密封图案之间，其中所述第一扩散防止壁和所述第二扩散防止壁具有比所述柱状间隔体低的高度；以及

形成在第一基板上且形成在所述第一扩散防止壁的内侧的配向膜，

其中所述第一扩散防止壁与所述有源区域的边界部分隔开至少1mm，位于内侧的所述第二扩散防止壁与所述有源区域的边界部分隔开1mm以内。

2.根据权利要求1所述的液晶显示设备，其中所述第一扩散防止壁和所述第二扩散防止壁分别具有4个开放的角部。

3.根据权利要求1所述的液晶显示设备，该液晶显示设备还包括：

形成在第一基板的有源区域内的一部分和形成在所述有源区域的外围上的黑底层；以及

形成在第一基板的所述有源区域中的滤色层；

其中所述柱状间隔体形成在所述有源区域内的黑底层上。

4.根据权利要求3所述的液晶显示设备，其中所述第一扩散防止壁和所述第二扩散防止壁形成在与所述柱状间隔体相同的层上。

5.一种制造液晶显示设备的方法，该方法包括以下步骤：

提供第一基板和第二基板，每个基板具有位于其中央的有源区域；

在第一基板上形成黑底层和滤色层；

在第一基板的包括黑底层和滤色层的整个表面上施加有机绝缘膜，并且选择性地去除有机绝缘膜，以在位于所述有源区域内的一部分上的黑底层的一部分上形成柱状间隔体，并且形成彼此隔开的第一扩散防止壁和第二扩散防止壁，第一扩散防止壁和第二扩散防止壁设置在有源区域的边界部分和密封图案之间，其中第一扩散防止壁与所述有源区域的边界部分隔开至少1mm，位于内侧的第二扩散防止壁与所述有源区域的边界部分隔开1mm以内；

在第一基板的包括黑底层、滤色层、以及柱状间隔体的有源区域上形成配向膜，其中该配向膜在第一扩散防止壁内侧；

在所述有源区域的外围上形成与有源区域隔开2.2mm～2.5mm的密封图案以围绕第一扩散防止壁和第二扩散防止壁；

在第二基板的有源区域中形成薄膜晶体管阵列；

在第一基板和第二基板之一上形成液晶层；以及

将第一基板和第二基板粘接在一起，

其中第一扩散防止壁和第二扩散防止壁具有比所述柱状间隔体低的高度。

6.根据权利要求5所述的方法，其中第一扩散防止壁和第二扩散防止壁分别具有40-100μm的横向宽度。

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