Область техники
Настоящее изобретение относится к устройствам отображения, например жидкокристаллическому устройству отображения и т.д., которые включают в себя две противоположные подложки, которые соединены друг с другом герметизирующим элементом в виде рамки, обеспеченным на участке внешнего периметра области отображения. Настоящее изобретение также относится к способам изготовления устройств отображения.
Уровень техники
Жидкокристаллические устройства отображения могут иметь меньшую толщину и более низкое энергопотребление и, таким образом, широко используются в качестве дисплеев для мобильных информационных устройств, например телевизора, устройства OA (например, персонального компьютера и т.д.), мобильного телефона, карманного персонального компьютера (КПК) и т.д.
Жидкокристаллическое устройство отображения включает в себя жидкокристаллическую панель отображения и блок задней подсветки, присоединенный к задней поверхности жидкокристаллической панели отображения. Жидкокристаллическая панель отображения включает в себя подложку матрицы, включающую в себя переключающие элементы (например, тонкопленочные транзисторы и т.д.), и противоподложку, размещенную напротив подложки матрицы, которые соединены друг с другом герметизирующим элементом. Жидкокристаллический материал заключен в пространстве между двумя подложками. Противоподложка чуть меньше подложки матрицы, и, таким образом, участок подложки матрицы открыт. На такой открытой области (области контактов) установлена схема возбуждения.
Жидкокристаллическая панель отображения имеет область отображения, в которой отображается изображение, и область без отображения в виде рамки, которая окружает область отображения.
Пленка ориентирования сформирована на поверхности, контактирующей с жидкокристаллическим слоем подложки матрицы, покрывая, по меньшей мере, область отображения. Аналогично, пленка ориентирования сформирована на поверхности, контактирующей с жидкокристаллическим слоем, противоподложки, покрывая, по меньшей мере, область отображения. Пленка ориентирования призвана управлять ориентированием молекул жидкого кристалла в жидкокристаллическом слое в отсутствие разности потенциалов между электродом, обеспеченным в подложке матрицы, и электродом, обеспеченным в противоподложке. Пленка ориентирования также призвана управлять ориентированием и наклоном молекул жидкого кристалла при наличии разности потенциалов между двумя электродами.
Пленка ориентирования может формироваться путем осуществления обработки натиранием на поверхности полимерной пленки из полиимида и т.д. Полимерная пленка формируется методом флексографии, струйной печати и т.д. Из этих методов струйную печать предпочтительно применять по следующим причинам: полимерная пленка может быть сформирована или нанесена непосредственно на подложку; загрязнение может быть уменьшено благодаря бесконтактной обработке; может быть уменьшено количество расходуемого раствора; может быть сокращено необходимое время; и т.д.
В этой связи, при использовании струйной печати для формирования полимерной пленки (пленки ориентирования), материал, имеющий более низкую вязкость, чем используемый при флексографии, используется в качестве материала для полимерной пленки, и, таким образом, материалу пленки ориентирования свойственно просачиваться и распространяться вокруг области (области отображения), в которой требуется напечатать пленку ориентирования. Если область без отображения вокруг области отображения настолько мала, что большое пространство не может быть заключено между областью отображения и областью герметизирующего элемента, полимерная пленка может течь, достигая области герметизирующего элемента. В этом случае, адгезивность между герметизирующим элементом и пленкой ориентирования недостаточна, и, таким образом, зазор между двумя подложками нельзя полностью загерметизировать, что позволяет просачиваться жидкокристаллическому материалу жидкокристаллического слоя.
Для решения вышеозначенной проблемы, патентный документ 1 описывает жидкокристаллическое устройство отображения, включающее в себя канавочный участок, который обеспечен, в целом, в кольцевой области, который находится вне области отображения и внутри области, в которой обеспечен герметизирующий элемент, и продолжается вдоль внешнего периметра области отображения. При такой конфигурации, даже если жидкий полимерный материал, наносимый методом струйной печати, распространяется по области отображения, канавочный участок может ослаблять или предотвращать дальнейшее распространение полимерного материала, что позволяет ослаблять или предотвращать распределение за пределы области отображения пленки ориентирования.
Патентный документ 2 описывает жидкокристаллическое устройство отображения, в котором гребни и канавки обеспечены в области, которая находится вне области отображения, и внутри области, в которой обеспечен герметизирующий элемент. При такой конфигурации даже в жидкокристаллическом устройстве отображения, имеющем узкую рамку изображения, можно ослаблять или предотвращать распространение пленки ориентирования, что позволяет ослаблять или предотвращать нарушение герметизации.
Библиография
Патентные документы
Патентный документ 1: японская патентная публикация № 2007-322627
Патентный документ 2: японская патентная публикация № 2008-145461
Сущность изобретения
Техническая проблема
В последние годы жидкокристаллические устройства отображения получили более узкую рамку изображения для улучшения дизайна. Таким образом, например, как показано на фиг. 24, даже если гребневые участки (выступающие ребра) 136 обеспечены вне области отображения для снижения или устранения вероятности распространения пленки ориентирования в область герметизации, то невозможно гарантировать достаточно широкой границы между гребневым участком 136 и областью герметизации, и, таким образом, невозможно предотвратить проникновение герметизирующего элемента 140 в область, в которой обеспечены гребневые участки 136.
В этой связи, герметизирующий элемент 140 содержит измельченные стекловолоконные материалы 142, которые служат прокладкой для обеспечения заранее определенного расстояния между двумя подложками. Диаметр R волокна измельченного стекловолоконного материала 142 устанавливается в соответствии с расстоянием W между подложками в области SL11, в которой гребневой участок 136 не обеспечен. Однако в жидкокристаллическом устройстве отображения, описанном в патентном документе 2, в котором обеспечен гребневой участок 136, если измельченный стекловолоконный материал 142 застревает поверх гребневого участка 136 в области SL12, соответствующей гребневому участку 136, расстояние между двумя подложками 120 и 130 за исключением гребневого участка 136 оказывается равным сумме диаметра R волокна измельченного стекловолоконного материала 142 и высоты H гребневого участка 136, что затрудняет регулировку расстояния W между подложками до нужного значения. Таким образом, желательно снизить или устранить вероятность попадания измельченного стекловолоконного материала 142, содержащегося в герметизирующем элементе 140, в область SL12, в которой обеспечен гребневой участок 136.
Герметизирующий элемент 140 также содержит, например, проводящие шарики 143, служащие элементом переноса для создания проводимости между компонентами над и под герметизирующим элементом 140, т.е. общим электродом 133, покрывающим всю поверхность противоподложки 130, и межсоединениями, обеспеченными в области без отображения подложки 120 матрицы. Однако если проводящий шарик 143 перетекает через гребневой участок 136 и попадает в область отображения (проводящий шарик 143 на правой стороне на фиг. 24), вероятно создание проводимости, например, между электродом 126 подложки 120 матрицы и общим электродом 133 противоподложки 130, в результате чего возникает непредусмотренный ток утечки, и, таким образом, характеристики отображения снижаются. Таким образом, перетекание проводящего шарика 143 в область отображения необходимо снизить или предотвратить.
Задачей настоящего изобретения является обеспечение устройства отображения, в котором герметизирующий элемент в виде рамки, содержащий внутренние материалы герметизирующего элемента, включающие в себя, по меньшей мере, либо измельченные стекловолоконные материалы, либо проводящие шарики, обеспечен между первой подложкой и второй подложкой на участке внешнего периметра, и ребро, выступающее в сторону второй подложки, обеспечено на промежуточном участке первой подложки в направлении ширины герметизирующего элемента, продолжающееся вдоль герметизирующего элемента, с зазором, обеспеченным между второй подложкой и выступающим ребром, и которое позволяет снизить или устранить вероятность возникновения следующих ситуаций: измельченный стекловолоконный материал застревает поверх выступающего ребра, что затрудняет регулировку толщины ячейки устройства отображения; и проводящий шарик поступает в область отображения, в результате чего между подложками возникает непредусмотренный ток утечки.
Решение проблемы
Устройство отображения согласно настоящему изобретению отличается тем, что в нем герметизирующий элемент в виде рамки, содержащий внутренние материалы герметизирующего элемента, включающие в себя, по меньшей мере, либо измельченные стекловолоконные материалы, либо проводящие шарики, обеспечен между первой подложкой и второй подложкой на участке его внешнего периметра, и область отображения сформирована внутри герметизирующего элемента. Выступающее ребро обеспечено на первой подложке на промежуточном участке в направлении ширины герметизирующего элемента, продолжающееся вдоль герметизирующего элемента и выступающее в сторону второй подложки с зазором, обеспеченным между выступающим ребром и второй подложкой. Плотность распределения внутренних материалов герметизирующего элемента в герметизирующем элементе в области, соответствующей выступающему ребру, ниже, чем в области, находящейся дальше от центра подложки, чем выступающее ребро, или внутренние материалы герметизирующего элемента не содержатся в герметизирующем элементе в области, соответствующей выступающему ребру.
В устройстве отображения настоящего изобретения внутренние материалы герметизирующего элемента предпочтительно включают в себя измельченные стекловолоконные материалы и проводящие шарики. Плотность распределения измельченных стекловолоконных материалов в герметизирующем элементе в области, соответствующей выступающему ребру, предпочтительно, ниже, чем в области, находящейся дальше от центра подложки, чем выступающее ребро, или измельченные стекловолоконные материалы не содержатся в герметизирующем элементе в области, соответствующей выступающему ребру. Плотности распределения проводящих шариков в герметизирующем элементе в области, соответствующей выступающему ребру, и в области, находящейся ближе к области отображения, чем выступающее ребро, предпочтительно, ниже, чем в области, находящейся дальше от центра подложки, чем выступающее ребро, или проводящие шарики, предпочтительно, не содержатся в герметизирующем элементе в области, соответствующей выступающему ребру, или в области, находящейся ближе к области отображения, чем выступающее ребро.
Согласно вышеописанной конфигурации, плотность распределения внутренних материалов герметизирующего элемента в герметизирующем элементе в области, соответствующей выступающему ребру, ниже, чем в области, находящейся дальше от центра подложки, чем выступающее ребро, или внутренние материалы герметизирующего элемента не содержатся в герметизирующем элементе в области, соответствующей выступающему ребру. Для внутренних материалов герметизирующего элемента плотность распределения измельченных стекловолоконных материалов в герметизирующем элементе в области, соответствующей выступающему ребру, ниже, чем в области, находящейся дальше от центра подложки, чем выступающее ребро, или измельченные стекловолоконные материалы не содержатся в герметизирующем элементе в области, соответствующей выступающему ребру. Таким образом, можно уменьшить количество измельченных стекловолоконных материалов, застревающих поверх выступающего ребра, или измельченный стекловолоконный материал вовсе не застревает на выступающем ребре, что позволяет снизить или устранить вероятность возникновения ситуации, когда невозможно регулировать толщину ячейки.
Согласно вышеописанной конфигурации, плотности распределения проводящих шариков в герметизирующем элементе в области, соответствующей выступающему ребру, и в области, находящейся ближе к области отображения, чем выступающее ребро, ниже, чем в области, находящейся дальше от центра подложки, чем выступающее ребро, или проводящие шарики не содержатся в герметизирующем элементе в области, соответствующей выступающему ребру, или в области, находящейся ближе к области отображения, чем выступающее ребро. Таким образом, можно снизить или устранить вероятность возникновения непредусмотренного тока утечки между двумя подложками.
В устройстве отображения настоящего изобретения плотность распределения измельченных стекловолоконных материалов в герметизирующем элементе в области, соответствующей выступающему ребру, предпочтительно, составляет 1/4 или менее плотности распределения в области, находящейся дальше от центра подложки, чем выступающее ребро. Заметим, что, чем ниже плотность распределения измельченных стекловолоконных материалов в герметизирующем элементе в области, соответствующей выступающему ребру, тем более это предпочтительно.
В устройстве отображения настоящего изобретения диаметр проводящих шариков, предпочтительно, больше диаметра волокна измельченных стекловолоконных материалов.
В устройстве отображения настоящего изобретения первая подложка может иметь прямоугольную форму, и выступающее ребро может продолжаться вдоль двух противоположных сторон первой подложки, включенных в участок внешнего периметра подложки.
Согласно вышеописанной конфигурации, даже когда область без отображения сужена (более узкая рамка изображения) на двух противоположных сторонах, на которых продолжается выступающее ребро, можно снизить или устранить вероятность возникновения ситуации, когда невозможно регулировать толщину ячейки в силу застревания измельченного стекловолоконного материала на выступающем ребре, и ситуации, когда между двумя подложками возникает непредусмотренный ток утечки, обусловленный проводящим шариком, содержащимся в герметизирующем элементе в области, соответствующей выступающему ребру, и в области, находящейся ближе к области отображения, чем выступающее ребро. Например, в подложке активной матрицы, в которой область истоковых контактов сформирована вдоль одной стороны области контакта подложки, и область затворных контактов обеспечена вдоль двух противоположных сторон, между которыми располагается область истоковых контактов, область истоковых контактов требует более широкого пространства, чем область затворных контактов, поскольку в области истоковых контактов необходимо обеспечивать избыточные межсоединения для восстановления истоковых межсоединений, и, таким образом, желательно, чтобы рамка изображения была сужена только вдоль двух сторон, проходящих вдоль области затворных контактов. В этом случае предпочтительно применять вышеописанную конфигурацию.
В устройстве отображения настоящего изобретения выступающее ребро может формироваться на участке внешнего периметра подложки в форме рамки, окружающей область отображения.
Согласно вышеописанной конфигурации, даже когда область без отображения сужена (более узкая рамка изображения) вдоль всего участка внешнего периметра подложки, можно снизить или устранить вероятность возникновения ситуации, когда невозможно регулировать толщину ячейки в силу застревания измельченного стекловолоконного материала на выступающем ребре, и ситуации, когда между двумя подложками возникает непредусмотренный ток утечки, обусловленный проводящим шариком, содержащимся в герметизирующем элементе в области, соответствующей выступающему ребру, и в области, находящейся ближе к области отображения, чем выступающее ребро.
В устройстве отображения настоящего изобретения жидкокристаллический слой может быть обеспечен между первой и второй подложками. В этом случае, устройство отображения является жидкокристаллическим устройством отображения.
Когда устройство отображения является жидкокристаллическим устройством отображения, первая подложка может быть противоподложкой, включающей в себя слой цветового фильтра, и выступающее ребро может иметь многослойную структуру, включающую в себя слой цветового фильтра, прозрачную проводящую пленку и прозрачную смолу.
В этом случае, в жидкокристаллическом устройстве отображения, первая подложка может дополнительно включать в себя, в области отображения, ребро ограничения ориентирования жидкого кристалла из прозрачной смолы, выступающее в сторону второй подложки.
Согласно вышеописанной конфигурации, даже когда устройство отображения является жидкокристаллическим устройством отображения, выступающее ребро обеспечено на противоподложке, включающей в себя слой цветового фильтра. Таким образом, если выступающее ребро имеет многослойную структуру, включающую в себя слой цветового фильтра, прозрачную проводящую пленку и прозрачную смолу, слой цветового фильтра выступающего ребра может формироваться одновременно со слоем цветового фильтра противоподложки, что позволяет упростить этап изготовления выступающего ребра.
Когда в области отображения первой подложки обеспечено ребро ограничения ориентирования жидкого кристалла, выступающее в сторону второй подложки, прозрачная смола выступающего ребра и прозрачная смола ребра ограничения ориентирования жидкого кристалла могут одновременно формироваться, что позволяет упростить этап изготовления выступающего ребра.
Способ изготовления устройства отображения согласно настоящему изобретению представляет собой способ изготовления устройства отображения, в котором герметизирующий элемент в виде рамки, содержащий внутренние материалы герметизирующего элемента, включающие в себя, по меньшей мере, либо измельченные стекловолоконные материалы, либо проводящие шарики, обеспечен между первой подложкой и второй подложкой на участке его внешнего периметра, и область отображения сформирована внутри герметизирующего элемента. Способ включает в себя этапы, на которых: обеспечивают выступающее ребро вдоль участка внешнего периметра первой подложки; после обеспечения наносят материал герметизирующего элемента, включающий в себя текучий адгезив и внутренние материалы герметизирующего элемента, на первую подложку в области, находящейся дальше от центра подложки, чем выступающее ребро, причем область является областью нанесения материала герметизирующего элемента; после нанесения укладывают первую и вторую подложки друг на друга, прокладывая между ними материал герметизирующего элемента и прижимая первую и вторую подложки друг к другу, тем самым обеспечивая распространение адгезива путем перетекания в область, находящуюся дальше внутри, чем выступающее ребро, и ограничивая перетекание внутренних материалов герметизирующего элемента в область, находящуюся дальше внутри, чем выступающее ребро, с помощью выступающего ребра; и, после укладки, отверждают адгезив для формирования герметизирующего элемента в виде рамки, в котором плотность распределения внутренних материалов герметизирующего элемента в герметизирующем элементе в области, соответствующей выступающему ребру, ниже, чем в области, находящейся дальше от центра подложки, чем выступающее ребро, или внутренние материалы герметизирующего элемента не содержатся в герметизирующем элементе в области, соответствующей выступающему ребру, таким образом, получая устройство отображения, имеющее область отображения внутри герметизирующего элемента.
Согласно способу изготовления устройства отображения настоящего изобретения, внутренние материалы герметизирующего элемента предпочтительно включают в себя измельченные стекловолоконные материалы и проводящие шарики. После нанесения материала герметизирующего элемента на область нанесения материала герметизирующего элемента первая и вторая подложки, предпочтительно, прижимаются друг к другу с размещением между ними материала герметизирующего элемента, тем самым обеспечивая распространение адгезива путем перетекания в область, находящуюся дальше внутри, чем выступающее ребро, и ограничивая перетекание измельченных стекловолоконных материалов и проводящих шариков в область, находящуюся дальше внутри, чем выступающее ребро, с помощью выступающего ребра. После прижатия адгезив, предпочтительно, отверждается для формирования герметизирующего элемента, в котором плотность распределения измельченных стекловолоконных материалов в герметизирующем элементе в области, соответствующей выступающему ребру, ниже, чем в области, находящейся дальше от центра подложки, чем выступающее ребро, или измельченные стекловолоконные материалы не содержатся в герметизирующем элементе в области, соответствующей выступающему ребру, и плотности распределения проводящих шариков в герметизирующем элементе в области, соответствующей выступающему ребру, и в области, находящейся ближе к области отображения, чем выступающее ребро, ниже, чем в области, находящейся дальше от центра подложки, чем выступающее ребро, или проводящие шарики не содержатся в герметизирующем элементе в области, соответствующей выступающему ребру, или в области, находящейся ближе к области отображения, чем выступающее ребро.
Согласно вышеописанному способу, материал герметизирующего элемента, включающий в себя текучий адгезив и внутренние материалы герметизирующего элемента, наносится на первую подложку в области (области нанесения материала герметизирующего элемента), находящейся дальше от центра подложки, чем выступающее ребро. Таким образом, даже когда первая и вторая подложки укладываются друг на друга и прижимаются друг к другу с размещением между ними материала герметизирующего элемента, чтобы вынудить адгезив течь в область, находящуюся дальше внутри, чем выступающее ребро, перетекание внутренних материалов герметизирующего элемента в область, находящуюся дальше внутри, чем выступающее ребро, может ограничиваться выступающим ребром. Таким образом, когда измельченные стекловолоконные материалы содержатся в качестве внутренних материалов герметизирующего элемента в герметизирующем элементе, герметизирующий элемент, полученный последующим отверждением адгезива, может быть сконфигурирован так, что плотность распределения измельченных стекловолоконных материалов в герметизирующем элементе в области, соответствующей выступающему ребру, ниже, чем в области, находящейся дальше от центра подложки, чем выступающее ребро, или измельченные стекловолоконные материалы не содержатся в герметизирующем элементе в области, соответствующей выступающему ребру. Таким образом, можно уменьшить количество измельченных стекловолоконных материалов, застревающих поверх выступающего ребра, что позволяет снизить или устранить вероятность возникновения ситуации, когда невозможно регулировать толщину ячейки в силу застревания измельченного стекловолоконного материала на выступающем ребре.
Когда проводящие шарики содержатся в качестве внутренних материалов герметизирующего элемента в герметизирующем элементе, герметизирующий элемент, полученный последующим отверждением адгезива, может быть сконфигурирован так, что плотности распределения проводящих шариков в герметизирующем элементе в области, соответствующей выступающему ребру, и в области, находящейся ближе к области отображения, чем выступающее ребро, ниже, чем в области, находящейся дальше от центра подложки, чем выступающее ребро, или проводящие шарики не содержатся в герметизирующем элементе в области, соответствующей выступающему ребру, или в области, находящейся ближе к области отображения, чем выступающее ребро. Таким образом, можно снизить или устранить вероятность возникновения непредусмотренного тока утечки между двумя подложками.
Согласно способу изготовления устройства отображения настоящего изобретения, диаметр проводящих шариков, предпочтительно, больше диаметра волокна измельченных стекловолоконных материалов.
Согласно способу изготовления устройства отображения настоящего изобретения, расстояние между областью нанесения материала герметизирующего элемента и областью, в которой обеспечено выступающее ребро, предпочтительно, составляет 100-300 мкм.
Согласно вышеописанному способу, расстояние между областью нанесения материала герметизирующего элемента и областью, в которой обеспечено выступающее ребро, составляет 100 мкм или более. Таким образом, после нанесения материала герметизирующего элемента две подложки приближаются друг к другу и укладываются одна поверх другой и прижимаются друг к другу с размещением между ними материала герметизирующего элемента, что обеспечивает распространение адгезива. Однако, поскольку расстояние между областью нанесения материала герметизирующего элемента и областью, в которой обеспечено выступающее ребро, составляет 100 мкм или более, когда адгезив, сдавливаемый и распространяющийся к области отображения, достигает области, в которой обеспечено выступающее ребро, расстояние между верхушкой выступающего ребра и поверхностью второй подложки можно сделать меньше диаметра волокна измельченного стекловолоконного материала. Таким образом, даже если адгезив сдавливается и распространяется в область, находящуюся ближе к области отображения, чем выступающее ребро, перетекание измельченного стекловолоконного материала блокируется выступающим ребром, поскольку расстояние между верхушкой выступающего ребра и поверхностью подложки, на которой выступающее ребро не обеспечено, меньше диаметра волокна измельченного стекловолоконного материала. Таким образом, можно снизить или устранить вероятность возникновения ситуации, когда измельченный стекловолоконный материал застревает поверх выступающего ребра или когда измельченный стекловолоконный материал перетекает через выступающее ребро к области отображения. Когда адгезивный материал герметизирующего элемента дополнительно содержит проводящий шарик, даже если адгезив сдавливается и распространяется в область, находящуюся ближе к области отображения, чем выступающее ребро, перетекание проводящего шарика блокируется выступающим ребром, поскольку расстояние между верхушкой выступающего ребра и поверхностью подложки, на которой выступающее ребро не обеспечено, меньше диаметра проводящего шарика. Таким образом, можно снизить или устранить вероятность возникновения ситуации, когда проводящий шарик застревает поверх выступающего ребра или когда проводящий шарик перетекает через выступающее ребро к области отображения. Кроме того, поскольку расстояние между областью нанесения материала герметизирующего элемента и областью, в которой обеспечено выступающее ребро, составляет 300 мкм или менее, можно снизить или устранить вероятность ненужного увеличения участка внешнего периметра области отображения.
Согласно способу изготовления устройства отображения настоящего изобретения, первая подложка может иметь прямоугольную форму, и выступающее ребро может продолжаться вдоль двух противоположных сторон первой подложки, включенных в участок внешнего периметра подложки.
Согласно вышеописанному способу, даже когда область без отображения сужена (более узкая рамка изображения) на двух противоположных сторонах, на которых продолжается выступающее ребро, можно снизить или устранить вероятность возникновения ситуации, когда невозможно регулировать толщину ячейки в силу застревания измельченного стекловолоконного материала на выступающем ребре, и ситуации, когда между двумя подложками возникает непредусмотренный ток утечки, обусловленный проводящим шариком, содержащимся в герметизирующем элементе в области, соответствующей выступающему ребру, и в области, находящейся ближе к области отображения, чем выступающее ребро.
Согласно способу изготовления устройства отображения настоящего изобретения, выступающее ребро может формироваться на участке внешнего периметра подложки в форме рамки, окружающей область отображения.
Согласно вышеописанному способу, даже когда область без отображения сужена (более узкая рамка изображения) вдоль всего участка внешнего периметра подложки, можно снизить или устранить вероятность возникновения ситуации, когда невозможно регулировать толщину ячейки в силу застревания измельченного стекловолоконного материала на выступающем ребре, и ситуации, когда между двумя подложками возникает непредусмотренный ток утечки, обусловленный проводящим шариком, содержащимся в герметизирующем элементе в области, соответствующей выступающему ребру, и в области, находящейся ближе к области отображения, чем выступающее ребро.
Согласно способу изготовления устройства отображения настоящего изобретения, после формирования герметизирующего элемента жидкокристаллический материал можно вводить в область, окруженную герметизирующим элементом, для формирования жидкокристаллического слоя. Альтернативно, после нанесения материала герметизирующего элемента и до соединения друг с другом первой и второй подложек жидкокристаллический материал можно вводить в область, окруженную герметизирующим элементом, и после соединения друг с другом первой и второй подложек, может формироваться жидкокристаллический слой. В этом случае, изготовленное устройство отображения является жидкокристаллическим устройством отображения.
Когда способ изготовления устройства отображения настоящего изобретения является способом изготовления жидкокристаллического устройства отображения, первая подложка может быть противоподложкой, включающей в себя слой цветового фильтра, выступающее ребро может иметь многослойную структуру, включающую в себя слой цветового фильтра, прозрачную проводящую пленку и прозрачную смолу, и слой цветового фильтра выступающего ребра может формироваться одновременно со слоем цветового фильтра, обеспеченного в противоподложке.
В этом случае, в жидкокристаллическом устройстве отображения, первая подложка может дополнительно включать в себя, в области отображения, ребро ограничения ориентирования жидкого кристалла из прозрачной смолы, выступающее в сторону второй подложки, и прозрачная смола выступающего ребра и ребро ограничения ориентирования жидкого кристалла могут одновременно формироваться.
Согласно вышеописанной конфигурации, устройство отображения является жидкокристаллическим устройством отображения, и выступающее ребро формируется на противоподложке, включающей в себя слой цветового фильтра. Таким образом, если выступающее ребро имеет многослойную структуру слоя цветового фильтра, прозрачной проводящей пленки и прозрачной смолы, слой цветового фильтра выступающего ребра может формироваться одновременно со слоем цветового фильтра противоподложки, что позволяет упростить этап изготовления выступающего ребра.
Кроме того, если ребро ограничения ориентирования жидкого кристалла, выступающее в сторону второй подложки, обеспечено в области отображения первой подложки, прозрачная смола выступающего ребра и прозрачная смола ребра ограничения ориентирования жидкого кристалла могут одновременно формироваться, что позволяет упростить этап изготовления выступающего ребра.
Преимущества изобретения
Согласно настоящему изобретению, можно получить устройство отображения, в котором герметизирующий элемент сформирован так, что плотность распределения внутренних материалов герметизирующего элемента в герметизирующем элементе в области, соответствующей выступающему ребру, ниже, чем в области, находящейся дальше от центра подложки, чем выступающее ребро, или внутренние материалы герметизирующего элемента не содержатся в герметизирующем элементе в области, соответствующей выступающему ребру. Таким образом, когда внутренние материалы герметизирующего элемента включают в себя измельченные стекловолоконные материалы, можно снизить или устранить вероятность возникновения ситуации, когда невозможно регулировать толщину ячейки в силу застревания измельченного стекловолоконного материала на выступающем ребре. Когда внутренние материалы герметизирующего элемента включают в себя проводящие шарики, можно снизить или устранить вероятность возникновения непредусмотренного тока утечки между двумя подложками. В результате, можно получить очень хорошие оптические характеристики, и, таким образом, можно получить очень высокое качество отображения.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - вид в плане жидкокристаллического устройства отображения согласно первому варианту осуществления.
Фиг. 2 - вид в разрезе, сделанный по линии II-II на фиг. 1.
Фиг. 3 - вид в плане подложки матрицы.
Фиг. 4 - увеличенный вид в плане участка переключения межсоединения в области IV на фиг. 3.
Фиг. 5 - вид в разрезе, сделанный по линии V-V на фиг. 4.
Фиг. 6 - увеличенный вид в плане разновидности участка переключения межсоединения.
Фиг. 7 - вид в разрезе, сделанный по линии VII-VII на фиг. 6.
Фиг. 8 - вид в плане противоподложки.
Фиг. 9 - вид в разрезе, сделанный по линии IX-IX на фиг. 8.
Фиг. 10 - увеличенный вид в плане области X вблизи области без отображения на фиг. 1.
Фиг. 11 - вид в разрезе, сделанный по линии XI-XI на фиг. 10.
Фиг. 12 - вид в разрезе жидкокристаллического устройства отображения согласно разновидности первого варианта осуществления вблизи области без отображения.
Фиг. 13 - блок-схема последовательности операций способа изготовления жидкокристаллического устройства отображения первого варианта осуществления.
Фиг. 14 - вид в плане способа изготовления жидкокристаллического устройства отображения первого варианта осуществления в состоянии, в котором материал герметизирующего элемента нанесен на противоподложку.
Фиг. 15 - вид в разрезе, сделанный по линии XV-XV на фиг. 14.
Фиг. 16 - вид в разрезе способа изготовления жидкокристаллического устройства отображения первого варианта осуществления в состоянии, в котором противоподложка и подложка матрицы уложены друг на друга.
Фиг. 17 - вид в разрезе способа изготовления жидкокристаллического устройства отображения первого варианта осуществления в состоянии, в котором противоподложка и подложка матрицы соединены друг с другом.
Фиг. 18 - вид в плане способа изготовления жидкокристаллического устройства отображения первого варианта осуществления в состоянии, в котором противоподложка и подложка матрицы соединены друг с другом.
Фиг. 19 - вид в плане способа изготовления жидкокристаллического устройства отображения первого варианта осуществления в состоянии, в котором противоподложка и подложка матрицы соединены друг с другом.
Фиг. 20 - вид в плане жидкокристаллического устройства отображения согласно второму варианту осуществления.
Фиг. 21 - вид в плане подложки матрицы согласно второму варианту осуществления.
Фиг. 22 - вид в плане противоподложки согласно второму варианту осуществления.
Фиг. 23 - вид в плане противоподложки согласно разновидности второго варианта осуществления.
Фиг. 24 - увеличенный вид в разрезе традиционного жидкокристаллического устройства отображения вблизи области без отображения.
Описание вариантов осуществления
Варианты осуществления настоящего изобретения будут подробно описаны ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи. В первом и втором вариантах осуществления, описанных ниже, жидкокристаллическое устройство отображения с типом возбуждения активной матрицей, включающее в себя тонкопленочный транзистор (TFT) для каждого пикселя, будет описано в качестве иллюстративного устройства отображения. Заметим, что не подразумевается, что настоящее изобретение ограничено этими вариантами осуществления, и оно может иметь другие конфигурации.
<<Первый вариант осуществления>>
На фиг. 1 и 2 показано жидкокристаллическое устройство 10 отображения согласно первому варианту осуществления. Жидкокристаллическое устройство 10 отображения включает в себя подложку 20 матрицы (вторую подложку) и противоподложку (первую подложку) 30, расположенные напротив друг друга. Две подложки 20 и 30 соединены друг с другом герметизирующим элементом 40 в виде рамки, обеспеченным на участке их внешнего периметра (в области SL герметизации). Жидкокристаллический слой (слой отображения) 50 обеспечен в пространстве между двумя подложками 20 и 30, которое окружено герметизирующим элементом 40.
Жидкокристаллическое устройство 10 отображения имеет область D отображения, в которой множество пикселей сформировано внутри герметизирующего элемента 40 и размещено в виде матрицы, и область N без отображения, которая обеспечена вокруг области D отображения. Участок области N без отображения служит областью T контактов, где присоединяются внешние соединительные контакты (установленные части и т.д.). В частности, как показано на фиг. 1, подложка 20 матрицы выступает из противоподложки 30 на, по меньшей мере, одном концевом участке жидкокристаллического устройства 10 отображения, и выступающий участок находится в области T контактов.
(Подложка матрицы)
Как показано на фиг. 3, в подложке 20 матрицы, на теле 21 подложки обеспечено множество затворных линий (первых межсоединений) 22, имеющих многослойную структуру, включающую в себя, например, пленку Ti (толщина: около 50 нм), пленку Al (толщина: около 300 нм) и пленку Ti (толщина: около 50 нм), продолжающихся параллельно друг другу, и для покрытия затворных линий 22 обеспечена изолирующая пленка 23 затвора (см. фиг. 5), например, из SiN, толщиной 400 нм. На изолирующей пленке 23 затвора обеспечено множество истоковых линий (вторых межсоединений) 24, имеющих многослойную структуру, включающую в себя, например, пленку Al (толщина: около 300 нм) и пленку Ti (толщина: около 50 нм), продолжающихся параллельно друг другу в направлении, перпендикулярном затворным линиям 22.
В области D отображения полупроводниковый слой обеспечен на участках пересечения затворных линий 22 и истоковых линий 24 для формирования TFT (не показаны). Пассивирующая пленка (не показана), например, из SiN толщиной 250 нм, обеспечена для покрытия TFT. Межслойная изолирующая пленка 25, например, из светочувствительной акриловой смолы толщиной 2,5 мкм, обеспечена для покрытия пассивирующей пленки. Для каждого пикселя обеспечено контактное окно (не показано), продолжающееся от поверхности межслойной изолирующей пленки 25 до TFT. Для каждого контактного окна обеспечен пиксельный электрод (не показан), например, из ITO. На пиксельных электродах обеспечена пленка ориентирования (не показана), покрывающая область D отображения.
Как показано на фиг. 4 и 5, в области N без отображения, истоковая линия 24 электрически соединена с выводной линией 22a, обеспеченной в том же слое, где обеспечена затворная линия 22. Концевой участок 24t истоковой линии располагается над концевым участком 22at выводной линии, перекрывая концевой участок 22at выводной линии на виде сверху, сформировано контактное окно 27c, продолжающееся к истоковой линии 24 и выводной линии 22a, и электрод 26 переключения межсоединения обеспечен для покрытия поверхности контактного окна 27c, и эти компоненты образуют участок 27 переключения межсоединения. Заметим, что электрод 26 переключения межсоединения обеспечен в том же слое, где обеспечен пиксельный электрод, в области D отображения.
Заметим, что, помимо вышеописанной конфигурации, например, как показано на фиг. 6 и 7, участок 27 переключения межсоединения может быть сконфигурирован так, что концевой участок 22at выводной линии и концевой участок 24t истоковой линии располагаются так, что они не перекрываются на виде сверху, и контактное окно 27d, которое продолжается от поверхности подложки до концевого участка 22at выводной линии, и контактное окно 27e, которое продолжается от поверхности подложки до концевого участка 24t истоковой линии, сформированы отдельно.
(Противоподложка)
На фиг. 8 показан вид в плане противоподложки 30. На фиг. 9 показан вид в разрезе области, включающей в себя область N без отображения противоподложки 30. В противоподложке 30 слой 32 цветового фильтра толщиной, например, 2 мкм обеспечен на теле 31 подложки в области D отображения. Слой 32 цветового фильтра включает в себя цветные слои 32a одного из красного, зеленого и синего цветов, в соответствии с соответствующими пиксельными электродами подложки 20 матрицы, и черную матрицу 32b, обеспеченную между всеми цветными слоями 32a. Общий электрод 33, например, из ITO толщиной 100 нм, обеспечен на слое 32 цветового фильтра по всей поверхности подложки. Пленка 34 ориентирования из прозрачной органической смолы (например, полиимида и т.д.) обеспечена для покрытия общего электрода 33.
Когда жидкокристаллическое устройство 10 отображения относится к типу вертикального ориентирования, противоподложка 30 включает в себя, в области D отображения, ребра 35 ограничения ориентирования жидкого кристалла для ограничения направления ориентирования молекул жидкого кристалла. Ребро 35 ограничения ориентирования жидкого кристалла выступает от поверхности противоподложки 30 к подложке 20 матрицы. Ребро 35 ограничения ориентирования жидкого кристалла имеет, например, поперечное сечение треугольной формы. В возбужденном состоянии ребро 35 ограничения ориентирования жидкого кристалла существенно ограничивает направление ориентирования каждой молекулы жидкого кристалла направлением выступания ребра для снижения или устранения вероятности возникновения ситуации, когда падающие молекулы жидкого кристалла взаимодействуют друг с другом, вынуждая угол кручения молекулы жидкого кристалла изменяться в плоскости жидкокристаллического слоя 50. В результате, можно обеспечить высококачественное отображение, имеющее высокую контрастность. Ребро 35 ограничения ориентирования жидкого кристалла сформировано, например, из прозрачного органического полимерного материала или прозрачного неорганического материала, и т.д. Ребро 35 ограничения ориентирования жидкого кристалла может иметь изолирующие свойства или диэлектрические свойства.
В противоподложке 30 выступающее ребро 36, которое продолжается в направлении области SL герметизации и выступает к подложке 20 матрицы, обеспечено на промежуточном участке в направлении ширины области SL герметизации, где сформирован герметизирующий элемент 40. Выступающее ребро 36 сформировано в форме рамки, окружая область D отображения. Например, множество выступающих ребер 36 размещено рядом в направлении ширины (две линии на фиг. 8 и 9). Выступающее ребро 36 сформировано, например, в виде многослойной структуры цветового фильтра 36a, прозрачной проводящей пленки 36b и прозрачной смолы 36c. Цветовой фильтр 36a имеет толщину, например, 1-3 мкм. Прозрачная проводящая пленка 36b сформирована, например, в виде пленки ITO толщиной около 100 нм и служит общим электродом, покрывающим всю поверхность противоподложки 30. Прозрачная смола 36c является, например, светочувствительной акриловой смолой толщиной 1,5 мкм. Выступающее ребро 36 призвано снизить или устранить вероятность перетекания пленки 34 ориентирования через выступающее ребро 36 в ходе формирования пленки 34 ориентирования. Выступающее ребро 36 также призвано снизить или устранить вероятность застревания измельченных стекловолоконных материалов 42 или проводящих шариков 43, содержащихся в герметизирующем элементе 40, поверх выступающего ребра 36 и их перетекания в область SL3, находящуюся дальше внутри, чем выступающее ребро 36.
Каждое выступающее ребро 36 имеет ширину около 50 мкм и высоту 3-6 мкм и имеет в целом, например, трапецеидальное поперечное сечение в направлении ширины. Заметим, что выступающее ребро 36 имеет такую конструкцию, что между выступающим ребром 36 и подложкой 20 матрицы образуется зазор, т.е. высота выступающего ребра 36 меньше расстояния между подложкой 20 матрицы и противоподложкой 30. Соседние выступающие ребра 36, размещенные рядом в направлении ширины, отстоят друг от друга на расстояние, например, около 25 мкм. Выступающее ребро 36, предпочтительно, обеспечено в позиции, которая находится дальше внутри (ближе к области D отображения) на промежуточном участке в направлении ширины области SL герметизации. Например, выступающее ребро 36 сформировано в области, которая находится на расстоянии около 100 мкм от внутреннего конца области SL герметизации в направлении ширины области SL герметизации.
Хотя вышеприведенный пример иллюстрирует противоподложку 30, которая включает в себя ребро 35 ограничения ориентирования жидкого кристалла, ребро 35 ограничения ориентирования жидкого кристалла можно исключить.
(Герметизирующий элемент)
Герметизирующий элемент 40 выполнен в форме непрерывно продолжающейся рамки в области N без отображения в области SL герметизации вдоль периметра противоподложки 30 и соединяет друг с другом подложку 20 матрицы и противоподложку 30. На фиг. 10 показан вид в плане, демонстрирующий область вблизи области N без отображения жидкокристаллического устройства 10 отображения. На фиг. 11 показан вид в разрезе, сделанный по линии XI-XI на фиг. 10.
Герметизирующий элемент 40 сформирован из материала 41 герметизирующего элемента, содержащего текучий адгезив (например, термоотверждаемую смолу, УФ-отверждаемую смолу и т.д.) в качестве основного компонента, который отверждается нагревом или облучением УФ. Герметизирующий элемент 40 содержит, в качестве внутренних материалов герметизирующего элемента, по меньшей мере, либо измельченные стекловолоконные материалы 42, либо проводящие шарики 43.
Измельченный стекловолоконный материал 42 вырабатывается, например, измельчением стекловолокна диаметром около 5 мкм на куски длиной около 20 мкм. Диаметр волокна измельченного стекловолоконного материала 42 устанавливается в соответствии с расстоянием между подложками, а именно между подложкой 20 матрицы и противоподложкой 30. В результате, измельченный стекловолоконный материал 42 служит прокладкой между двумя подложками.
Плотность распределения измельченных стекловолоконных материалов 42 в герметизирующем элементе 40 изменяется от области к области в области SL герметизации. В частности, измельченные стекловолоконные материалы 42 распределяются так, что плотность распределения измельченных стекловолоконных материалов 42 в герметизирующем элементе 40 в области SL2, соответствующей выступающему ребру 36, ниже, чем в области SL1, которая находится дальше от центра подложки, чем выступающее ребро 36. Например, плотность распределения измельченных стекловолоконных материалов 42 в герметизирующем элементе 40 в области SL1, которая находится дальше от центра подложки, чем выступающее ребро 36, составляет около 1-2 куска в расчете на единицу площади, которая представляет собой квадрат с длиной стороны 400 мкм, и плотность распределения измельченных стекловолоконных материалов 42 в герметизирующем элементе 40 в области SL2, соответствующей выступающему ребру 36, составляет около 1-2 куска в расчете на единицу площади, которая представляет собой квадрат с диной стороны 800 мкм. В традиционных жидкокристаллических устройствах отображения, как показано на фиг. 24, когда измельченный стекловолоконный материал 142 присутствует в области, соответствующей выступающему ребру 136, т.е. измельченный стекловолоконный материал 142 помещен между выступающим ребром 136 и подложкой 120 матрицы, застревая поверх выступающего ребра 136, расстояние между верхушкой выступающего ребра 136 и поверхностью подложки 120 матрицы соответствует диаметру волокна измельченного стекловолоконного материала 142, что затрудняет установление расстояния между подложкой 120 матрицы и противоподложкой 130 равным нужному значению, т.е. затрудняет регулировку толщины ячейки. Однако в жидкокристаллическом устройстве 10 отображения первого варианта осуществления, измельченный стекловолоконный материал 42 размещен так, что плотность распределения измельченных стекловолоконных материалов 42 в герметизирующем элементе 40 в области SL2, соответствующей выступающему ребру 36, ниже, чем в области SL1, которая находится дальше от центра подложки, чем выступающее ребро 36. В результате можно сократить количество измельченных стекловолоконных материалов 42, застревающих поверх выступающих ребер 36, что позволяет снизить или устранить вероятность возникновения ситуации, когда невозможно регулировать толщину ячейки вследствие застревания измельченного стекловолоконного материала 42 поверх выступающего ребра 36.
Плотность распределения измельченных стекловолоконных материалов 42 в герметизирующем элементе 40 в области SL2, соответствующей выступающему ребру 36, предпочтительно меньше или равна 1/4 плотности распределения в области SL1, которая находится дальше от центра подложки, чем выступающее ребро 36. Причина, по которой плотность распределения измельченных стекловолоконных материалов 42 в герметизирующем элементе 40 в области SL2, соответствующей выступающему ребру 36, предпочтительно меньше или равна 1/4 плотности распределения в области SL1, которая находится дальше от центра подложки, чем выступающее ребро 36, такова. В прототипе первого варианта осуществления плотность распределения измельченных стекловолоконных материалов 42 в герметизирующем элементе 40 в каждой области SL1, SL2 измеряли с использованием оптического микроскопа. Плотность распределения измельченных стекловолоконных материалов 42 в герметизирующем элементе 40 в области SL2, соответствующей выступающему ребру 36, составляла 1/4 плотности распределения в области SL1, которая находится дальше от центра подложки, чем выступающее ребро 36. Кроме того, в этом прототипе можно было эффективно регулировать толщину ячейки по сравнению со сравнительными образцами, которые имели одинаковую плотность распределения по всей области.
Заметим, что, в области SL2, соответствующей выступающему ребру 36, измельченный стекловолоконный материал 42 может не содержаться в герметизирующем элементе 40.
Проводящий шарик 43 представляет собой, например, шарик из полимерного материала, на внешнюю поверхность которого нанесено золото. Проводящий шарик 43 имеет наружный диаметр, например, 6-7 мкм. Проводящий шарик 43 служит элементом переноса для электрического соединения друг с другом общего электрода 33 противоподложки 30 и межсоединений (не показаны), обеспеченных в области рамки изображения подложки 20 матрицы. В этом случае, для надежного создания проводимости между общим электродом 33 и схемой возбуждения, наружный диаметр проводящего шарика 43, предпочтительно, больше или равен диаметру волокна измельченного стекловолоконного материала 42, т.е. расстояние между двумя подложками, более предпочтительно, превышает диаметр волокна измельченного стекловолоконного материала 42. Заметим, что когда диаметр проводящего шарика 43 больше расстояния между двумя подложками, проводящий шарик 43 обеспечивает проводимость между общим электродом 33 и межсоединением, будучи заключен между подложками и, таким образом, испытывая деформацию, например, принимая форму эллипсоида вращения.
Плотность распределения проводящих шариков 43 в герметизирующем элементе 40 изменяется от области к области в области SL герметизации. В частности, проводящие шарики 43 распределяются так, что плотности распределения проводящих шариков 43 в герметизирующем элементе 40, в области SL2, соответствующей выступающему ребру 36, и в области SL3, более близкой к области D отображения, чем выступающее ребро 36, ниже, чем в области SL1, которая находится дальше от центра подложки, чем выступающее ребро 36. Когда проводящий шарик 43 присутствует в области, находящейся ближе к области D отображения, чем выступающее ребро 36, вероятно, что общий электрод 33, обеспеченный в противоподложке 30, и пиксельный электрод или электрод 26 переключения межсоединения, обеспеченный в подложке 20 матрицы, электрически соединены друг с другом проводящим шариком 43, в результате чего возникает непредусмотренный ток утечки. Однако проводящий шарик 43 размещен так, что плотности распределения проводящих шариков 43 в герметизирующем элементе 40, в области SL2, соответствующей выступающему ребру 36, и в области SL3, более близкой к области D отображения, чем выступающее ребро 36, ниже, чем в области SL1, которая находится дальше от центра подложки, чем выступающее ребро 36, можно снизить или устранить вероятность возникновения непредусмотренного тока утечки между двумя подложками. Кроме того, поскольку диаметр проводящего шарика больше диаметра стекловолокна, и толщина ячейки определяется стекловолокном, можно снизить или устранить вероятность попадания проводящего шарика в область SL3.
Заметим, что проводящий шарик 43 может не содержаться в герметизирующем элементе 40 в области SL2, соответствующей выступающему ребру 36, или в области SL3, более близкой к области D отображения, чем выступающее ребро 36.
(Жидкокристаллический слой)
Жидкокристаллический слой 50 сформирован, например, из нематического жидкокристаллического материала, имеющего электрооптические свойства.
В жидкокристаллическом устройстве 10 отображения, сконфигурированном таким образом, для каждого пиксельного электрода обеспечен один пиксель. В каждом пикселе, при поступлении сигнала затвора из затворной линии 22 для открытия TFT, из истоковой линии 24 поступает сигнал истока для записи заранее определенного заряда через электроды истока и стока на пиксельный электрод, благодаря чему между пиксельным электродом и общим электродом 33 противоподложки 30 возникает разность потенциалов, и, таким образом, на жидкокристаллический конденсатор, образованный жидкокристаллическим слоем 50, подается заранее определенное напряжение. В жидкокристаллическом устройстве 10 отображения изображение отображается посредством регулировки пропускания падающего извне света благодаря тому что ориентация молекул жидкого кристалла изменяется в зависимости от величины приложенного напряжения.
Хотя вышеприведенный пример иллюстрирует, что все выступающие ребра 36 обеспечены на промежуточном участке в направлении ширины области SL герметизации, как показано на фиг. 12, по меньшей мере, самое внешнее выступающее ребро 36 может быть обеспечено на промежуточном участке в направлении ширины области SL герметизации, и выступающее ребро 36 может быть дополнительно обеспечено в области, находящейся ближе к области D отображения, чем область SL герметизации.
Хотя вышеприведенный пример иллюстрирует, что в области SL герметизации обеспечено рядом множество выступающих ребер 36, может быть обеспечено только одно выступающее ребро 36. Заметим, что два или более выступающих ребра 36 предпочтительно обеспечены для снижения или устранения вероятности перетекания пленки 34 ориентирования через выступающее ребро 36 в ходе формирования пленки 34 ориентирования или снижения или устранения вероятности застревания измельченного стекловолоконного материала 42 или проводящего шарика 43 поверх выступающего ребра 36 и его перетекания в область SL3, находящуюся дальше внутри, чем выступающее ребро 36. Для получения более узкой рамки изображения предпочтительно обеспечивать три или менее выступающих ребра 36.
Хотя вышеприведенный пример иллюстрирует, что выступающее ребро 36 сформировано вокруг области D отображения в форме рамки, непрерывно проходя вдоль герметизирующего элемента 40 в виде рамки, выступающее ребро 36 может включать в себя отдельные участки или, например, может извиваться. Выступающее ребро 36 может иметь другие конфигурации, в зависимости от каждой формы. Заметим, что выступающее ребро 36 предпочтительно формировать в форме рамки, непрерывно продолжающейся вдоль герметизирующего элемента 40 для снижения или устранения вероятности перетекания пленки 34 ориентирования через выступающее ребро 36 в ходе формирования пленки 34 ориентирования или снижения или устранения вероятности застревания измельченного стекловолоконного материала 42 или проводящего шарика 43 поверх выступающего ребра 36 и его перетекания в область SL3, находящуюся дальше внутри, чем выступающее ребро 36.
<Способ изготовления жидкокристаллического устройства отображения>
Теперь, со ссылкой на блок-схему последовательности операций, показанную на фиг. 13, опишем способ изготовления жидкокристаллического устройства 10 отображения первого варианта осуществления. Способ изготовления первого варианта осуществления включает в себя процесс изготовления подложки матрицы, соответствующий этапам S11-S19, показанным на фиг. 13, процесс изготовления противоподложки, соответствующий этапам S21-S25, показанным на фиг. 13, и процесс изготовления жидкокристаллической панели отображения, соответствующий этапам S3-S7, показанным на фиг. 13.
(Процесс изготовления подложки матрицы)
Первоначально, на этапах S11-S14, затворные линии 22 (включающие в себя выводные линии 22a, когда сформированы участки 27 переключения межсоединения) и электроды затвора, которые являются первыми межсоединениями, изолирующая пленка 23 затвора, полупроводниковый слой и истоковые линии 24, электроды истока и электроды стока, которые являются вторыми межсоединениями, последовательно формируются на теле 21 подложки известными методами. На этапе S15 участки канала формируются в полупроводниковом слое путем формирования структуры для формирования TFT.
Затем, на этапах S16 и S17, пассивирующая пленка и межслойная изолирующая пленка 25 последовательно формируются известными методами. На этапе S18 формируются пиксельные электроды, в соответствии с соответствующими контактными окнами в межслойной изолирующей пленке 25.
Наконец, на этапе S19, пленка ориентирования формируется известным методом для завершения изготовления подложки 20 матрицы.
(Процесс изготовления противоподложки)
Первоначально, на этапе S21, черная матрица формируется на теле подложки 31 известным методом.
Затем, на этапе S22, слои 32 и 36a цветового фильтра формируются известным методом. В этом случае, в области D отображения, формируется слой 32 цветового фильтра, соответствующий каждому пикселю, и в области N без отображения формирование рисунка осуществляется для обеспечения конфигурации вдоль участка внешнего периметра противоподложки 30. Выступающий цветовой фильтр 36a, сформированный на участке внешнего периметра, окружающем область D отображения, является участком выступающего ребра 36.
Затем, на этапе S23, формируется прозрачная проводящая пленка для покрытия всей подложки известным методом для формирования общего электрода 33. В этом случае, общий электрод 33 в области N без отображения служит прозрачной проводящей пленкой 36b, которая покрывает цветовой фильтр 36a, который является участком выступающего ребра 36.
Затем, на этапе S24, органическая полимерная пленка из прозрачного материала (например, светочувствительной акриловой смолы и т.д.) толщиной, например, около 1,5 мкм, формируется путем нанесения покрытия методом центрифугирования. После этого, в области D отображения, формирование рисунка осуществляется для формирования ребра 35 ограничения ориентирования жидкого кристалла в заранее определенной области, и одновременно, в области N без отображения, осуществляется формирование рисунка для формирования прозрачной смолы 36c, которая покрывает прозрачную проводящую пленку 36b в области, в которой сформировано выступающее ребро 36. Таким образом, ребро 35 ограничения ориентирования жидкого кристалла и выступающее ребро 36 формируются одновременно.
Хотя вышеприведенный пример иллюстрирует, что ребро 35 ограничения ориентирования жидкого кристалла и выступающее ребро 36 формируются одновременно, ребро 35 ограничения ориентирования жидкого кристалла и выступающее ребро 36 могут формироваться на отдельных этапах. Например, формирование рисунка осуществляется на органической смоле для покрытия ребра 35 ограничения ориентирования жидкого кристалла, и после этого формирование рисунка осуществляется на другом типе органической смолы для покрытия цветового фильтра 36a выступающего ребра 36. Выступающее ребро 36 может формироваться раньше, чем ребро 35 ограничения ориентирования жидкого кристалла.
Наконец, на этапе S25, полиимидная смола и т.д. наносится методом струйной печати, и после этого осуществляется обработка ориентирования натиранием для формирования пленки 34 ориентирования. В этом случае, на этапе S24, выступающее ребро 36 формируется в области N без отображения на участке внешнего периметра области D отображения, соответствующей области SL герметизации. Таким образом, даже когда пленка 34 ориентирования формируется нанесением методом струйной печати, можно снизить или устранить вероятность перетекания пленки 34 ориентирования через участок области N без отображения, в котором обеспечено выступающее ребро 36.
Хотя вышеприведенный пример иллюстрирует, что обработка натиранием осуществляется на поверхности подложки для формирования пленки 34 ориентирования, которая относится к типу горизонтального ориентирования, пленка ориентирования, которая относится к типу вертикального ориентирования, может формироваться без осуществления обработки натиранием на поверхности подложки.
Таким образом, изготовление противоподложки 30 завершается.
Хотя вышеприведенный пример иллюстрирует, что, в процессе изготовления противоподложки, цветовой фильтр 36a также формируется в области N без отображения путем формирования рисунка, прозрачная проводящая пленка 36b и прозрачная смола 36c формируются и укладываются друг на друга на цветовом фильтре 36a для формирования выступающего ребра 36, настоящее изобретение не предусматривает этого конкретного ограничения. Например, материал, отличный от слоя 32 цветового фильтра, может формироваться в области N без отображения путем формирования рисунка на этапе, отличном от формирования слоя 32 цветового фильтра в области D отображения, и после этого прозрачная проводящая пленка 36b и прозрачная смола 36c могут формироваться и укладываться друг на друга на слое 32 цветового фильтра для формирования выступающего ребра 36.
(Процесс изготовления жидкокристаллической панели отображения)
Первоначально, на этапе S3, как показано на фиг. 14 и 15, материал 41 герметизирующего элемента наносится вокруг области D отображения, например, с использованием дозирующего устройства, устройства трафаретной печати и т.д., в форме рамки, окружающей участок внешнего периметра противоподложки 30.
В этом случае, материал 41 герметизирующего элемента наносится в области (в дальнейшем именуемой областью SA нанесения материала герметизирующего элемента), которая находится дальше от центра подложки, чем выступающее ребро 36 (область SA нанесения материала герметизирующего элемента включена в область SL1), и материал 41 герметизирующего элемента не наносится на область SL2, в которой сформировано выступающее ребро 36, или на область SL3, которая находится дальше внутри, чем выступающее ребро 36. Заметим, что расстояние (длина P1 на фиг. 15) между областью SA нанесения материала герметизирующего элемента и областью, в которой обеспечено выступающее ребро 36, предпочтительно, составляет 100-300 мкм. Разность (длина Q1 на фиг. 15) между толщиной материала 41 герметизирующего элемента, нанесенного в области SA нанесения материала герметизирующего элемента, и высотой выступающего ребра 36 предпочтительно составляет 5-10 мкм.
Затем, на этапе S4, жидкокристаллический материал наносится каплями на подложку в области, окруженной материалом 41 герметизирующего элемента (герметизирующим элементом 40), например, с использованием дозирующего устройства и т.д., для формирования жидкокристаллического слоя.
Затем, на этапе S5, как показано на фиг. 16, подложка 20 матрицы и противоподложка 30 размещаются так, чтобы соответствующие области D отображения соответствовали друг другу. Две подложки 20 и 30 устанавливаются одна поверх другой, с размещением между ними материала 41 герметизирующего элемента, и затем прижимаются друг к другу, благодаря чему адгезив течет и распространяется. В результате, как показано на фиг. 17, концевой участок области адгезива достигает выступающего ребра 36.
В состоянии, показанном на фиг. 17, в котором концевой участок области адгезива достигает выступающего ребра 36, расстояние Q2 между верхушкой выступающего ребра 36 и поверхностью подложки 20 матрицы устанавливается меньшим, чем диаметр волокна измельченного стекловолоконного материала 42 или диаметр проводящего шарика 43. В этом случае, даже если адгезив сдавливается и распространяется сильнее, чем в состоянии, показанном на фиг. 17, перетекая в область SL2, в которой обеспечено выступающее ребро 36 (фиг. 18), проникновение измельченного стекловолоконного материала 42 и проводящего шарика 43 в область, в которой обеспечено выступающее ребро 36, ограничивается, поскольку расстояние Q2 между верхушкой выступающего ребра 36 и поверхностью подложки 20 матрицы меньше диаметров измельченного стекловолоконного материала 42 и проводящего шарика 43, что позволяет снизить или устранить вероятность перетекания измельченного стекловолоконного материала 42 и проводящего шарика 43 в область D отображения. Таким образом, плотности распределения области SL2, соответствующей выступающему ребру 36, и области SL3, находящейся дальше внутри, чем выступающее ребро 36, ниже, чем плотность распределения области SL1, находящейся дальше от центра подложки, чем выступающее ребро 36. Заметим, что, когда материал 41 герметизирующего элемента наносится на подложку, то если, как показано на фиг. 15, длина P1 и длина Q1 заданы равными 100-300 мкм и 5-10 мкм, соответственно, расстояние Q2 между верхушкой выступающего ребра 36 и поверхностью подложки 20 матрицы можно установить меньшим, чем диаметр волокна измельченного стекловолоконного материала 42 и диаметр проводящего шарика 43.
Затем, как показано на фиг. 19, с помощью дополнительного прижатия двух подложек друг к другу, измельченный стекловолоконный материал 42 образует прокладку между двумя подложками, которая препятствует дальнейшему сближению двух подложек 20 и 30. При этом область, в которой распространен материал 41 герметизирующего элемента, является областью SL герметизации жидкокристаллического устройства 10 отображения.
Наконец, на этапе S6, материал 41 герметизирующего элемента отверждается УФ излучением и/или нагревом.
Таким образом, изготавливается жидкокристаллическая панель отображения (этап S7), и может быть изготовлено жидкокристаллическое устройство 10 отображения первого варианта осуществления.
В жидкокристаллическом устройстве 10 отображения первого варианта осуществления, при формировании герметизирующего элемента 40, материал 41 герметизирующего элемента наносится на область SA нанесения материала герметизирующего элемента (область, находящуюся дальше от центра подложки, чем выступающее ребро 36), и подложка 20 матрицы и противоподложка 30 соединяются друг с другом. Таким образом, герметизирующий элемент 40 обеспечивается таким образом, что плотность распределения измельченных стекловолоконных материалов 42 в герметизирующем элементе 40 в области SL2, соответствующей выступающему ребру 36, ниже, чем в области, находящейся дальше от центра подложки, чем выступающее ребро 36. Таким образом, можно решить проблему, состоящую в том, что измельченный стекловолоконный материал 42, присутствующий в области SL2, соответствующей выступающему ребру 36, затрудняет регулировку толщины ячейки жидкокристаллического устройства 10 отображения. Эффективно регулируя толщину ячейки, можно получить очень хорошие оптические характеристики, и, таким образом, жидкокристаллическое устройство 10 отображения может иметь желаемое качество отображения.
В жидкокристаллическом устройстве 10 отображения первого варианта осуществления, при формировании герметизирующего элемента 40, материал 41 герметизирующего элемента наносится на область SA нанесения материала герметизирующего элемента (область, находящуюся дальше от центра подложки, чем выступающее ребро 36), и подложка 20 матрицы и противоподложка 30 соединяются друг с другом. Таким образом, герметизирующий элемент 40 обеспечивается таким образом, что плотность распределения проводящих шариков 43 в герметизирующем элементе 40 в области SL2, соответствующей выступающему ребру 36, и в области SL3, более близкой к области D отображения, чем выступающее ребро 36, ниже, чем плотность распределения проводящих шариков 43 в герметизирующем элементе 40 в области SL1, находящейся дальше от центра подложки, чем выступающее ребро 36. Таким образом, можно снизить или устранить вероятность возникновения непредусмотренного тока утечки, обусловленного электрическим соединением общего электрода 33 противоподложки 30 и пиксельного электрода подложки 20 матрицы проводящим шариком 43, присутствующим в области SL3, находящейся дальше внутри, чем выступающее ребро 36.
Хотя вышеприведенный пример в первом варианте осуществления иллюстрирует, что выступающее ребро 36 формируется на противоподложке 30, выступающее ребро 36 может быть обеспечено в области N без отображения подложки 20 матрицы. В этом случае, материал 41 герметизирующего элемента наносится на подложку 20 матрицы в области SL1, находящейся дальше от центра подложки, чем выступающее ребро 36 (в данном случае, область SL1 является областью SA нанесения материала герметизирующего элемента). Выступающее ребро 36 может быть обеспечено как на подложке 20 матрицы, так и на противоподложке 30.
<<Второй вариант осуществления>>
Теперь опишем жидкокристаллическое устройство 10 отображения согласно второму варианту осуществления.
На фиг. 20 показана схема, демонстрирующая все жидкокристаллическое устройство 10 отображения второго варианта осуществления. На фиг. 21 и 22 показаны виды в плане подложки 20 матрицы и противоподложки 30, соответственно. Заметим, что части, идентичные или соответствующие частям первого варианта осуществления, указаны теми же ссылочными позициями, что и в первом варианте осуществления.
Жидкокристаллическое устройство 10 отображения включает в себя подложку 20 матрицы и противоподложку 30, расположенные напротив друг друга и соединенные друг с другом герметизирующим элементом 40, обеспеченным на участке его внешнего периметра (в области SL герметизации), и жидкокристаллический слой 50, который обеспечен как слой отображения в пространстве, окруженном герметизирующим элементом 40. Область, в которой обеспечен жидкокристаллический слой 50, является областью D отображения, и область N без отображения в виде рамки обеспечена вокруг области D отображения. Область N без отображения имеет область Ts истоковых контактов на участке одной более длинной стороны жидкокристаллического устройства 10 отображения и области Tg затворных контактов на участках двух более коротких сторон жидкокристаллического устройства 10 отображения. Область SL герметизации расположена так, что расстояние (длина “a” на фиг. 27) между областью D отображения и областью SL герметизации на более длинной стороне жидкокристаллического устройства 10 отображения больше расстояния (длины “b” на фиг. 27) между областью D отображения и областью SL герметизации на более короткой стороне жидкокристаллического устройства 10 отображения.
(Подложка матрицы)
Как показано на фиг. 21, в подложке 20 матрицы, на теле 21 подложки обеспечено множество затворных линий (первых межсоединений) 22, имеющих многослойную структуру, включающую в себя, например, пленку Ti (толщина: около 50 нм), пленку Al (толщина: около 300 нм) и пленку Ti (толщина: около 50 нм), продолжающихся параллельно друг другу, и для покрытия затворных линий 22 обеспечена изолирующая пленка 23 затвора (см. фиг. 5), например, из SiN толщиной 400 нм. На изолирующей пленке 23 затвора обеспечено множество истоковых линий (вторых межсоединений) 24, имеющих многослойную структуру, включающую в себя, например, пленку Al (толщина: около 300 нм) и пленку Ti (толщина: около 50 нм), продолжающихся параллельно друг другу в направлении, перпендикулярном затворным линиям 22.
В области D отображения полупроводниковый слой обеспечен на участках пересечения затворных линий 22 и истоковых линий 24 для формирования TFT (не показаны). Пассивирующая пленка (не показана), например, из SiN толщиной 250 нм, обеспечена для покрытия TFT. Межслойная изолирующая пленка 25, например, из светочувствительной акриловой смолы толщиной 2,5 мкм, обеспечена для покрытия пассивирующей пленки. Для каждого пикселя обеспечено контактное окно (не показано), продолжающееся от поверхности межслойной изолирующей пленки 25 до TFT. Для каждого контактного окна обеспечен пиксельный электрод (не показан), например, из ITO. На пиксельных электродах обеспечена пленка ориентирования (не показана), покрывающая область D отображения.
Истоковая линия 24 электрически соединена с выводной линией 22a, обеспеченной в том же слое, где обеспечена затворная линия 22, в области N без отображения. Концевой участок 24t истоковой линии располагается над концевым участком 22at выводной линии, перекрывая концевой участок 22at выводной линии на виде сверху, сформировано контактное окно 27c, продолжающееся к истоковой линии 24 и выводной линии 22a, и электрод 26 переключения межсоединения обеспечен для покрытия поверхности контактного окна 27c, и эти компоненты образуют участок 27 переключения межсоединения. Заметим, что электрод 26 переключения межсоединения обеспечен в том же слое, где обеспечен пиксельный электрод, в области D отображения. Заметим, что участок 27 переключения межсоединения имеет такие же увеличенный вид в плане (участок, указанный областью IV на фиг. 21) и вид в разрезе, как в первом варианте осуществления на фиг. 4 и 5.
(Противоподложка)
На фиг. 22 показан вид в плане противоподложки 30. Вид в разрезе, сделанный по линии IX-IX на фиг. 22, идентичен виду в разрезе на фиг. 9, описанному в первом варианте осуществления. В противоподложке 30 слой 32 цветового фильтра толщиной, например, 2 мкм обеспечен на теле 31 подложки в области D отображения. Слой 32 цветового фильтра включает в себя цветные слои 32a одного из красного, зеленого и синего цветов, в соответствии с соответствующими пиксельными электродами подложки 20 матрицы, и черную матрицу 32b, обеспеченную между всеми цветными слоями 32a. Общий электрод 33, например, из ITO толщиной 100 нм, обеспечен на слое 32 цветового фильтра по всей поверхности подложки. Пленка 34 ориентирования из прозрачной органической смолы (например, полиимида и т.д.) обеспечена для покрытия общего электрода 33.
Когда жидкокристаллическое устройство 10 отображения относится к типу вертикального ориентирования, противоподложка 30 включает в себя ребра 35 ограничения ориентирования жидкого кристалла для ограничения направления ориентирования молекул жидкого кристалла в области D отображения. Ребро 35 ограничения ориентирования жидкого кристалла выступает от поверхности противоподложки 30 к подложке 20 матрицы. Ребро 35 ограничения ориентирования жидкого кристалла имеет, например, поперечное сечение треугольной формы. В возбужденном состоянии ребро 35 ограничения ориентирования жидкого кристалла существенно ограничивает направление ориентирования каждой молекулы жидкого кристалла направлением выступания ребра для снижения или устранения вероятности возникновения ситуации, когда падающие молекулы жидкого кристалла взаимодействуют друг с другом, вынуждая угол кручения молекулы жидкого кристалла изменяться в плоскости жидкокристаллического слоя 50. В результате, можно обеспечить высококачественный дисплей, имеющий высокую контрастность. Ребро 35 ограничения ориентирования жидкого кристалла сформировано, например, из прозрачного органического полимерного материала или прозрачного неорганического материала, и т.д. Ребро 35 ограничения ориентирования жидкого кристалла может иметь изолирующие свойства или диэлектрические свойства.
В противоподложке 30 выступающие ребра 36, которые проходят в направлении области SL герметизации и выступают к подложке 20 матрицы, обеспечены на промежуточном участке в направлении ширины области SL герметизации, где сформирован герметизирующий элемент 40. Выступающее ребро 36 продолжается вдоль двух противоположных сторон вдоль области Tg затворных контактов участка внешнего периметра подложки. Например, множество выступающих ребер 36 размещено рядом в направлении ширины (две линии на фиг. 22) в каждой области вдоль области Tg затворных контактов. Выступающее ребро 36 сформировано, например, в виде многослойной структуры цветового фильтра 36a, прозрачной проводящей пленки 36b и прозрачной смолы 36c. Цветовой фильтр 36a имеет толщину, например, 1-3 мкм. Прозрачная проводящая пленка 36b сформирована, например, в виде пленки ITO толщиной около 100 нм и служит общим электродом, покрывающим всю поверхность противоподложки 30. Прозрачная смола 36c является, например, светочувствительной акриловой смолой толщиной 1,5 мкм. Выступающее ребро 36 призвано снизить или устранить вероятность перетекания пленки 34 ориентирования через выступающее ребро 36 в ходе формирования пленки 34 ориентирования на двух противоположных сторонах вдоль области Tg затворных контактов. Выступающее ребро 36 также призвано снизить или устранить вероятность застревания измельченных стекловолоконных материалов 42 или проводящих шариков 43, содержащихся в герметизирующем элементе 40, поверх выступающего ребра 36, и их перетекания в область SL3, находящуюся дальше внутри, чем выступающее ребро 36.
Каждое выступающее ребро 36 имеет ширину около 50 мкм и высоту 3-6 мкм и имеет в целом, например, трапецеидальное поперечное сечение в направлении ширины. Заметим, что выступающее ребро 36 имеет такую конструкцию, что между выступающим ребром 36 и подложкой 20 матрицы образуется зазор, т.е. высота выступающего ребра 36 меньше расстояния между подложкой 20 матрицы и противоподложкой 30. Соседние выступающие ребра 36, размещенные рядом в направлении ширины, отстоят друг от друга на расстояние, например, около 25 мкм. Выступающее ребро 36, предпочтительно, обеспечено в позиции, которая находится дальше внутри (ближе к области D отображения) на промежуточном участке в направлении ширины области SL герметизации. Например, выступающее ребро 36 сформировано в области, которая находится на расстоянии около 100 мкм от внутреннего конца области SL герметизации в направлении ширины области SL герметизации.
Хотя вышеприведенный пример на фиг. 22 иллюстрирует, что два выступающих ребра 36 обеспечены рядом, концевые участки двух выступающих ребер 36 могут соединяться, как показано на фиг. 23.
Хотя вышеприведенный пример иллюстрирует, что ребро 35 ограничения ориентирования жидкого кристалла обеспечено в противоподложке 30, ребро 35 ограничения ориентирования жидкого кристалла можно исключить.
(Герметизирующий элемент)
Герметизирующий элемент 40 выполнен в форме непрерывно продолжающейся рамки в области N без отображения в области SL герметизации вдоль периметра противоподложки 30 и соединяет друг с другом подложку 20 матрицы и противоподложку 30.
Герметизирующий элемент 40 сформирован из материала 41 герметизирующего элемента, содержащего текучий адгезив (например, термоотверждаемую смолу, УФ-отверждаемую смолу и т.д.) в качестве основного компонента, который отверждается нагревом или облучением УФ. Герметизирующий элемент 40 содержит, в качестве внутренних материалов герметизирующего элемента, по меньшей мере, либо измельченные стекловолоконные материалы 42, либо проводящие шарики 43.
Измельченный стекловолоконный материал 42 вырабатывается, например, измельчением стекловолокна диаметром около 5 мкм на куски длиной около 20 мкм. Диаметр волокна измельченного стекловолоконного материала 42 устанавливается в соответствии с расстоянием между подложками, а именно между подложкой 20 матрицы и противоподложкой 30. В результате измельченный стекловолоконный материал 42 служит прокладкой между двумя подложками.
Плотность распределения измельченных стекловолоконных материалов 42 в герметизирующем элементе 40 изменяется от области к области в области SL герметизации. В частности, измельченные стекловолоконные материалы 42 распределяются так, что плотность распределения измельченных стекловолоконных материалов 42 в герметизирующем элементе 40 в области SL2, соответствующей выступающему ребру 36, ниже, чем в области SL1, которая находится дальше от центра подложки, чем выступающее ребро 36. Например, плотность распределения измельченных стекловолоконных материалов 42 в герметизирующем элементе 40 в области SL1, которая находится дальше от центра подложки, чем выступающее ребро 36, составляет около 1-2 куска в расчете на единицу площади, которая представляет собой квадрат с длиной стороны 400 мкм, и плотность распределения измельченных стекловолоконных материалов 42 в герметизирующем элементе 40 в области SL2, соответствующей выступающему ребру 36, составляет около 1-2 куска в расчете на единицу площади, которая представляет собой квадрат с диной стороны 800 мкм. В традиционных жидкокристаллических устройствах отображения, как показано на фиг. 24, когда измельченный стекловолоконный материал 142 присутствует в области, соответствующей выступающему ребру 136, т.е. измельченный стекловолоконный материал 142 помещен между выступающим ребром 136 и подложкой 120 матрицы, застревая поверх выступающего ребра 136, расстояние между верхушкой выступающего ребра 136 и поверхностью подложки 120 матрицы соответствует диаметру волокна измельченного стекловолоконного материала 142, что затрудняет установление расстояния между подложкой 120 матрицы и противоподложкой 130 равным нужному значению, т.е. затрудняет регулировку толщины ячейки. Однако, в жидкокристаллическом устройстве 10 отображения второго варианта осуществления, измельченный стекловолоконный материал 42 размещен так, что плотность распределения измельченных стекловолоконных материалов 42 в герметизирующем элементе 40 в области SL2, соответствующей выступающему ребру 36, ниже, чем в области SL1, которая находится дальше от центра подложки, чем выступающее ребро 36. В результате можно сократить количество измельченных стекловолоконных материалов 42, застревающих поверх выступающих ребер 36, что позволяет снизить или устранить вероятность возникновения ситуации, когда невозможно регулировать толщину ячейки вследствие застревания измельченного стекловолоконного материала 42 поверх выступающего ребра 36.
Плотность распределения измельченных стекловолоконных материалов 42 в герметизирующем элементе 40 в области SL2, соответствующей выступающему ребру 36, предпочтительно меньше или равно 1/4 плотности распределения в области SL1, которая находится дальше от центра подложки, чем выступающее ребро 36. Причина, по которой плотность распределения измельченных стекловолоконных материалов 42 в герметизирующем элементе 40 в области SL2, соответствующей выступающему ребру 36, предпочтительно меньше или равно 1/4 плотности распределения в области SL1, которая находится дальше от центра подложки, чем выступающее ребро 36, такова. В прототипе второго варианта осуществления плотность распределения измельченных стекловолоконных материалов 42 в герметизирующем элементе 40 в каждой области SL1, SL2 измеряли с использованием оптического микроскопа. Плотность распределения измельченных стекловолоконных материалов 42 в герметизирующем элементе 40 в области SL2, соответствующей выступающему ребру 36, составляла 1/4 плотности распределения в области SL1, которая находится дальше от центра подложки, чем выступающее ребро 36. Кроме того, в этом прототипе можно было эффективно регулировать толщину ячейки по сравнению со сравнительными образцами, которые имели одинаковую плотность распределения по всей области.
Заметим, что, в области SL2, соответствующей выступающему ребру 36, измельченный стекловолоконный материал 42 может не содержаться в герметизирующем элементе 40.
Проводящий шарик 43 представляет собой, например, шарик из полимерного материала, на внешнюю поверхность которого нанесено золото. Проводящий шарик 43 имеет наружный диаметр, например, 6-7 мкм. Проводящий шарик 43 служит элементом переноса для электрического соединения друг с другом общего электрода 33 противоподложки 30 и межсоединений (не показаны), обеспеченных в области рамки изображения подложки 20 матрицы. В этом случае, для надежного создания проводимости между общим электродом 33 и схемой возбуждения, наружный диаметр проводящего шарика 43, предпочтительно, больше или равен диаметру волокна измельченного стекловолоконного материала 42, т.е. расстояние между двумя подложками, более предпочтительно, превышает диаметр волокна измельченного стекловолоконного материала 42. Заметим, что когда диаметр проводящего шарика 43 больше расстояния между двумя подложками, проводящий шарик 43 обеспечивает проводимость между общим электродом 33 и межсоединением, будучи заключен между подложками и, таким образом, испытывая деформацию, например, принимая форму эллипсоида вращения.
Плотность распределения проводящих шариков 43 в герметизирующем элементе 40 изменяется от области к области в области SL герметизации. В частности, проводящие шарики 43 распределяются так, что плотности распределения проводящих шариков 43 в герметизирующем элементе 40, в области SL2, соответствующей выступающему ребру 36, и в области SL3, более близкой к области D отображения, чем выступающее ребро 36, ниже, чем в области SL1, которая находится дальше от центра подложки, чем выступающее ребро 36. Когда проводящий шарик 43 присутствует в области, находящейся ближе к области D отображения, чем выступающее ребро 36, вероятно, что общий электрод 33, обеспеченный в противоподложке 30, и пиксельный электрод или электрод 26 переключения межсоединения, обеспеченный в подложке 20 матрицы, электрически соединены друг с другом проводящим шариком 43, в результате чего возникает непредусмотренный ток утечки. Однако проводящий шарик 43 размещен так, что плотности распределения проводящих шариков 43 в герметизирующем элементе 40, в области SL2, соответствующей выступающему ребру 36, и в области SL3, более близкой к области D отображения, чем выступающее ребро 36, ниже, чем в области SL1, которая находится дальше от центра подложки, чем выступающее ребро 36, можно снизить или устранить вероятность возникновения непредусмотренного тока утечки между двумя подложками. Кроме того, поскольку диаметр проводящего шарика больше диаметра стекловолокна, и толщина ячейки определяется стекловолокном, можно снизить или устранить вероятность поступления проводящего шарика в область SL3.
Заметим, что проводящий шарик 43 может не содержаться в герметизирующем элементе 40 в области SL2, соответствующей выступающему ребру 36, или в области SL3, более близкой к области D отображения, чем выступающее ребро 36.
(Жидкокристаллический слой)
Жидкокристаллический слой 50 сформирован, например, из нематического жидкокристаллического материала, имеющего электрооптические свойства.
В жидкокристаллическом устройстве 10 отображения, сконфигурированном таким образом, для каждого пиксельного электрода обеспечен один пиксель. В каждом пикселе, при поступлении сигнала затвора из затворной линии 22 для открытия TFT, из истоковой линии 24 поступает сигнал истока для записи заранее определенного заряда через электроды истока и стока на пиксельный электрод, благодаря чему между пиксельным электродом и общим электродом 33 противоподложки 30 возникает разность потенциалов, и, таким образом, на жидкокристаллический конденсатор, образованный жидкокристаллическим слоем 50, подается заранее определенное напряжение. В жидкокристаллическом устройстве 10 отображения изображение отображается посредством регулировки пропускания падающего извне света благодаря тому, что ориентация молекул жидкого кристалла изменяется в зависимости от величины приложенного напряжения.
Хотя вышеприведенный пример иллюстрирует, что все выступающие ребра 36 обеспечены на промежуточном участке в направлении ширины области SL герметизации, как показано на фиг. 12, по меньшей мере, самое внешнее выступающее ребро 36 может быть обеспечено на промежуточном участке в направлении ширины области SL герметизации, и выступающее ребро 36 может быть дополнительно обеспечено в области, находящейся ближе к области D отображения, чем область SL герметизации.
Хотя вышеприведенный пример иллюстрирует, что в области SL герметизации обеспечено рядом множество выступающих ребер 36, может быть обеспечено только одно выступающее ребро 36. Заметим, что два или более выступающих ребра 36 предпочтительно обеспечены для снижения или устранения вероятности перетекания пленки 34 ориентирования через выступающее ребро 36 в ходе формирования пленки 34 ориентирования или снижения или устранения вероятности застревания измельченного стекловолоконного материала 42 или проводящего шарика 43 поверх выступающего ребра 36 и его перетекания в область SL3, находящуюся дальше внутри, чем выступающее ребро 36. Для получения более узкой рамки изображения предпочтительно обеспечивать три или менее выступающих ребра 36.
Хотя вышеприведенный пример иллюстрирует, что выступающее ребро 36 сформировано вокруг области D отображения в форме рамки, непрерывно продолжаясь вдоль герметизирующего элемента 40 в виде рамки, выступающее ребро 36 может включать в себя отдельные участки или, например, может извиваться. Выступающее ребро 36 может иметь другие конфигурации, в зависимости от каждой формы. Заметим, что выступающее ребро 36 предпочтительно формировать в форме рамки, непрерывно продолжающейся вдоль герметизирующего элемента 40 для снижения или устранения вероятности перетекания пленки 34 ориентирования через выступающее ребро 36 в ходе формирования пленки 34 ориентирования или снижения или устранения вероятности застревания измельченного стекловолоконного материала 42 или проводящего шарика 43 поверх выступающего ребра 36 и его перетекания в область SL3, находящуюся дальше внутри, чем выступающее ребро 36.
Жидкокристаллическое устройство 10 отображения второго варианта осуществления может быть изготовлено в соответствии с блок-схемой последовательности операций на фиг. 13, отвечающей первому варианту осуществления, за исключением того, что материал 41 герметизирующего элемента обеспечен вдоль двух противоположных сторон вдоль области Tg затворных контактов.
В жидкокристаллическом устройстве 10 отображения второго варианта осуществления герметизирующий элемент 40, который формируется нанесением материала 41 герметизирующего элемента на область (область SA нанесения материала герметизирующего элемента), которая находится дальше от центра подложки, чем выступающее ребро 36, используется для соединения подложки 20 матрицы и противоподложки 30 друг с другом. В результате, герметизирующий элемент 40 обеспечивается таким образом, что плотность распределения измельченных стекловолоконных материалов 42 в герметизирующем элементе 40 в области SL2, соответствующей выступающему ребру 36, ниже, чем в области, которая находится дальше от центра подложки, чем выступающее ребро 36. Таким образом, можно решить проблему, состоящую в том, что измельченный стекловолоконный материал 42, присутствующий в области SL2, соответствующей выступающему ребру 36, затрудняет регулировку толщины ячейки жидкокристаллического устройства 10 отображения. Эффективно регулируя толщину ячейки, можно получить очень хорошие оптические характеристики, и, таким образом, жидкокристаллическое устройство 10 отображения может иметь желаемое качество отображения.
В жидкокристаллическом устройстве 10 отображения второго варианта осуществления герметизирующий элемент 40, который формируется нанесением материала 41 герметизирующего элемента на область (область SA нанесения материала герметизирующего элемента), которая находится дальше от центра подложки, чем выступающее ребро 36, используется для соединения подложки 20 матрицы и противоподложки 30 друг с другом. В результате, герметизирующий элемент 40 обеспечивается таким образом, что плотности распределения проводящих шариков 43 в герметизирующем элементе 40 в области SL2, соответствующей выступающему ребру 36 и в области SL3, находящейся ближе к области D отображения, чем выступающее ребро 36, ниже, чем в области SL1, которая находится дальше от центра подложки, чем выступающее ребро 36. Таким образом, можно снизить или устранить вероятность возникновения непредусмотренного тока утечки, обусловленного электрическим соединением общего электрода 33 противоподложки 30 и пиксельного электрода подложки 20 матрицы проводящим шариком 43, присутствующим в области SL3, находящейся дальше внутри, чем выступающее ребро 36.
Хотя вышеприведенный пример во втором варианте осуществления иллюстрирует, что выступающее ребро 36 формируется на противоподложке 30, выступающее ребро 36 может быть обеспечено в области N без отображения подложки 20 матрицы. В этом случае материал 41 герметизирующего элемента наносится на подложку 20 матрицы в области SL1 (в области SA нанесения материала герметизирующего элемента), которая находится дальше от центра подложки, чем выступающее ребро 36. Выступающее ребро 36 может быть обеспечено как на подложке 20 матрицы, так и на противоподложке 30.
Хотя вышеприведенные примеры в первом и втором вариантах осуществления иллюстрируют жидкокристаллическое устройство 10 отображения, включающее в себя жидкокристаллическую панель отображения в качестве иллюстративного устройства отображения, настоящее изобретение также применимо к таким устройствам отображения, как плазменный дисплей (PD), жидкокристаллический дисплей с плазменным управлением (PALC), органический электролюминесцентный (органический ЭЛ) дисплей, неорганический электролюминесцентный (неорганический ЭЛ) дисплей, дисплей с автоэлектронной эмиссией (FED), дисплей с электронной эмиссией на основе поверхностной проводимости (SED) и т.д.
Промышленное применение
Настоящее изобретение полезно для устройств отображения, в которых две подложки, расположенные напротив друг друга, соединены герметизирующим элементом, и к способам изготовления устройств отображения.
Описание ссылочных позиций
D область отображения
SA область нанесения материала герметизирующего элемента
SL область герметизации
SL1 область, находящаяся дальше от центра подложки, чем выступающее ребро
SL2 область, соответствующая выступающему ребру
SL3 область, находящаяся ближе к области отображения, чем область, соответствующая выступающему ребру
10 устройство отображения (жидкокристаллическое устройство отображения)
20 вторая подложка (подложка матрицы)
26 выступающее ребро
30 первая подложка (противоподложка)
32, 36a слой цветового фильтра
33, 36b прозрачная проводящая пленка (общий электрод)
35 ребро ограничения ориентирования жидкого кристалла (прозрачная смола)
36c прозрачная смола
40 герметизирующий элемент
41 материал герметизирующего элемента
42 измельченный стекловолоконный материал (внутренний материал герметизирующего элемента)
43 проводящий шарик (внутренний материал герметизирующего элемента)
50 жидкокристаллический слой
Устройство отображения содержит герметизирующий элемент (40) в виде рамки, содержащий внутренние материалы герметизирующего элемента, включающие в себя, по меньшей мере, либо измельченные стекловолоконные материалы (42), либо проводящие шарики (43), расположенный между первой подложкой (30) и второй подложкой (20) на участке его внешнего периметра. На первой подложке (30) обеспечено выступающее ребро (36) на промежуточном участке в направлении ширины герметизирующего элемента (40), продолжающееся вдоль герметизирующего элемента (40) и выступающее в сторону второй подложки (20) с зазором, обеспеченным между выступающим ребром (36) и второй подложкой (20). Плотность распределения внутренних материалов герметизирующего элемента в области (SL2), соответствующей выступающему ребру (36), ниже, чем в области (SL1), находящейся дальше от центра подложки, чем выступающее ребро (36), или внутренние материалы герметизирующего элемента не содержатся в герметизирующем элементе (40) в области (SL2), соответствующей выступающему ребру (36). Технический результат - предотвращение возникновения тока утечки между подложками. 2 н.з. и 19 з.п. ф-лы, 24 ил.
1. Устройство отображения, в котором
герметизирующий элемент в виде рамки, содержащий внутренние материалы герметизирующего элемента, включающие в себя, по меньшей мере, либо измельченные стекловолоконные материалы, либо проводящие шарики, обеспечен между первой подложкой и второй подложкой на участке его внешнего периметра, и область отображения сформирована внутри герметизирующего элемента,
выступающее ребро обеспечено на первой подложке на промежуточном участке в направлении ширины герметизирующего элемента, продолжающееся вдоль герметизирующего элемента и выступающее в сторону второй подложки с зазором, обеспеченным между выступающим ребром и второй подложкой, и
плотность распределения внутренних материалов герметизирующего элемента в герметизирующем элементе в области, соответствующей выступающему ребру, ниже, чем в области, находящейся дальше от центра подложки, чем выступающее ребро, или внутренние материалы герметизирующего элемента не содержатся в герметизирующем элементе в области, соответствующей выступающему ребру.
2. Устройство отображения по п. 1, в котором
внутренние материалы герметизирующего элемента включают в себя измельченные стекловолоконные материалы и проводящие шарики,
плотность распределения измельченных стекловолоконных материалов в герметизирующем элементе в области, соответствующей выступающему ребру, ниже, чем в области, находящейся дальше от центра подложки, чем выступающее ребро, или измельченные стекловолоконные материалы не содержатся в герметизирующем элементе в области, соответствующей выступающему ребру, и
плотности распределения проводящих шариков в герметизирующем элементе в области, соответствующей выступающему ребру, и в области, находящейся ближе к области отображения, чем выступающее ребро, ниже, чем в области, находящейся дальше от центра подложки, чем выступающее ребро, или проводящие шарики не содержатся в герметизирующем элементе в области, соответствующей выступающему ребру, или в области, находящейся ближе к области отображения, чем выступающее ребро.
3. Устройство отображения по п. 2, в котором
плотность распределения измельченных стекловолоконных материалов в герметизирующем элементе в области, соответствующей выступающему ребру, составляет 1/4 или менее плотности распределения в области, находящейся дальше от центра подложки, чем выступающее ребро.
4. Устройство отображения по п. 2 или 3, в котором
диаметр проводящих шариков больше диаметра волокна измельченных стекловолоконных материалов.
5. Устройство отображения по любому из пп. 1-3, в котором
первая подложка имеет прямоугольную форму и
выступающее ребро продолжается вдоль двух противоположных сторон первой подложки, включенных в участок внешнего периметра подложки.
6. Устройство отображения по любому из пп. 1-3, в котором
выступающее ребро сформировано на участке внешнего периметра подложки в форме рамки, окружающей область отображения.
7. Устройство отображения по любому из пп. 1-3, в котором
жидкокристаллический слой обеспечен между первой и второй подложками.
8. Устройство отображения по п. 7, в котором
первая подложка является противоподложкой, включающей в себя слой цветового фильтра, и
выступающее ребро имеет многослойную структуру, включающую в себя слой цветового фильтра, прозрачную проводящую пленку и прозрачную смолу.
9. Устройство отображения по п. 8, в котором
первая подложка дополнительно включает в себя, в области отображения, ребро ограничения ориентирования жидкого кристалла из прозрачной смолы, выступающее в сторону второй подложки.
10. Способ изготовления устройства отображения, в котором герметизирующий элемент в виде рамки, содержащий внутренние материалы герметизирующего элемента, включающие в себя, по меньшей мере, либо измельченные стекловолоконные материалы, либо проводящие шарики, обеспечивают между первой подложкой и второй подложкой на участке его внешнего периметра и область отображения формируют внутри герметизирующего элемента, причем способ содержит этапы, на которых:
обеспечивают выступающее ребро вдоль участка внешнего периметра первой подложки,
после обеспечения наносят материал герметизирующего элемента, включающий в себя текучий адгезив и внутренние материалы герметизирующего элемента, на первую подложку в области, находящейся дальше от центра подложки, чем выступающее ребро, причем область является областью нанесения материала герметизирующего элемента,
после нанесения укладывают первую и вторую подложки друг на друга, прокладывая между ними материал герметизирующего элемента и прижимая первую и вторую подложки друг к другу, тем самым обеспечивая распространение адгезива путем перетекания в область, находящуюся дальше внутри, чем выступающее ребро, и ограничивая перетекание внутренних материалов герметизирующего элемента в область, находящуюся дальше внутри, чем выступающее ребро, с помощью выступающего ребра, и
после укладки отверждают адгезив для формирования герметизирующего элемента в виде рамки, в котором плотность распределения внутренних материалов герметизирующего элемента в герметизирующем элементе в области, соответствующей выступающему ребру, ниже, чем в области, находящейся дальше от центра подложки, чем выступающее ребро, или внутренние материалы герметизирующего элемента не содержатся в герметизирующем элементе в области, соответствующей выступающему ребру, таким образом, получая устройство отображения, имеющее область отображения внутри герметизирующего элемента.
11. Способ по п. 10, в котором
внутренние материалы герметизирующего элемента включают в себя измельченные стекловолоконные материалы и проводящие шарики,
после нанесения материала герметизирующего элемента на область нанесения материала герметизирующего элемента первую и вторую подложки прижимают друг к другу с размещением между ними материала герметизирующего элемента, тем самым обеспечивая распространение адгезива путем перетекания в область, находящуюся дальше внутри, чем выступающее ребро, и ограничивая перетекание измельченных стекловолоконных материалов и проводящих шариков в область, находящуюся дальше внутри, чем выступающее ребро, с помощью выступающего ребра, и
после прижатия адгезив отверждают для формирования герметизирующего элемента, в котором плотность распределения измельченных стекловолоконных материалов в герметизирующем элементе в области, соответствующей выступающему ребру, ниже, чем в области, находящейся дальше от центра подложки, чем выступающее ребро, или измельченные стекловолоконные материалы не содержатся в герметизирующем элементе в области, соответствующей выступающему ребру, и плотности распределения проводящих шариков в герметизирующем элементе в области, соответствующей выступающему ребру, и в области, находящейся ближе к области отображения, чем выступающее ребро, ниже, чем в области, находящейся дальше от центра подложки, чем выступающее ребро, или проводящие шарики не содержатся в герметизирующем элементе в области, соответствующей выступающему ребру, или в области, находящейся ближе к области отображения, чем выступающее ребро.
12. Способ по п. 11, в котором
диаметр проводящих шариков больше диаметра волокна измельченных стекловолоконных материалов.
13. Способ по любому из пп. 10-12, в котором
расстояние между областью нанесения материала герметизирующего элемента и областью, в которой обеспечено выступающее ребро, составляет 100-300 мкм.
14. Способ по любому из пп. 10-12, в котором
первая подложка имеет прямоугольную форму и
выступающее ребро продолжается вдоль двух противоположных сторон первой подложки, включенных в участок внешнего периметра подложки.
15. Способ по любому из пп. 10-12, в котором
выступающее ребро формируют на участке внешнего периметра подложки в форме рамки, окружающей область отображения.
16. Способ по любому из пп. 10-12, в котором
после формирования герметизирующего элемента жидкокристаллический материал вводят в область, окруженную герметизирующим элементом, для формирования жидкокристаллического слоя.
17. Способ по любому из пп. 10-16, в котором
после нанесения материала герметизирующего элемента и до соединения друг с другом первой и второй подложек жидкокристаллический материал вводят в область, окруженную герметизирующим элементом, и после соединения друг с другом первой и второй подложек формируют жидкокристаллический слой.
18. Способ по п. 16, в котором
первая подложка является противоподложкой, включающей в себя слой цветового фильтра,
выступающее ребро имеет многослойную структуру, включающую в себя слой цветового фильтра, прозрачную проводящую пленку и прозрачную смолу, и
слой цветового фильтра выступающего ребра формируют одновременно со слоем цветового фильтра, обеспечиваемого в противоподложке.
19. Способ по п. 18, в котором
первая подложка дополнительно включает в себя, в области отображения, ребро ограничения ориентирования жидкого кристалла из прозрачной смолы, выступающее в сторону второй подложки, и
прозрачную смолу выступающего ребра и ребро ограничения ориентирования жидкого кристалла формируют одновременно.
20. Способ по п. 17, в котором
первая подложка является противоподложкой, включающей в себя слой цветового фильтра,
выступающее ребро имеет многослойную структуру, включающую в себя слой цветового фильтра, прозрачную проводящую пленку и прозрачную смолу, и
слой цветового фильтра выступающего ребра формируют одновременно со слоем цветового фильтра, обеспечиваемого в противоподложке.
21. Способ по п. 20, в котором
первая подложка дополнительно включает в себя, в области отображения, ребро ограничения ориентирования жидкого кристалла из прозрачной смолы, выступающее в сторону второй подложки, и
прозрачную смолу выступающего ребра и ребро ограничения ориентирования жидкого кристалла формируют одновременно.
| JP 2006194920 A, 27.07.2006 | |||
| US 2004179155 A1, 16.09.2004 | |||
| CN 201327696 Y, 14.10.2009 | |||
| KR 20080032505 A, 15.04.2008 |
