JP2012237998A - 電子機器、液晶ディスプレイ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電子機器、液晶ディスプレイ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明は、ベース基板と前記ベース基板上に形成される膜層を含む第一基板と、シール剤により縁部を前記第一基板と貼り合わされ、かつ前記第一基板における前記膜層が形成される側と対向する第二基板と、前記第一基板と前記第二基板の間の前記シール剤により密封される密閉空間に充填される液晶層と、を含む液晶ディスプレイを提供する。前記密閉空間は中央部分に位置する有効領域、及び前記有効領域を囲む前記シール剤に近接したダミー領域を含み、前記第一基板のベース基板上において前記有効領域に対応するように形成される膜層の総計厚さは、前記第一基板のベース基板上において前記ダミー領域に対応するように形成される膜層の総計厚さより小さい。
【選択図】図１

Description

本発明は電子機器、液晶ディスプレイ及びその製造方法に関する。

今の世界は「情報革命」の時代となり、情報技術の発展においてディスプレイ技術及びディスプレイ機器は重要な地位を占めるようになった。テレビ、コンピュータ、携帯電話、ポケットベル、PDAなどの携帯式機器及び各種機械、計量器のディスプレイパネルは、人々の日常生活や仕事において大量の情報を提供している。

液晶ディスプレイの製造工程は、アレイ基板製造工程と、カラーフィルタ基板製造工程と、液晶セル（liquid crystal cell）製造工程（液晶注入及び基板貼り合わせ工程）とを含む。液晶セル製造工程は以下のステップを含む。アレイ基板の縁部にシール剤（Sealant）を塗布し、カラーフィルタ基板の中央の有効領域に液晶材料を注入し、画素ユニットを基準に完成されたカラーフィルタ基板とアレイ基板を精密に揃え合わせた後、シール剤を使用しカラーフィルタ基板とアレイ基板を貼り合わせて液晶材料を密封し、貼り合わされた基板を最終的に必要なディスプレイの大きさに切り出す。

カラーフィルタ基板上に液晶を滴注する際、液晶はカラーフィルタ基板の周辺に拡散し、アレイ基板とカラーフィルタ基板を貼り合わせる際に液晶がシール剤と接触する。シール剤の硬化には一定時間必要なため、シール剤が完全に硬化する前に液晶が接触し汚染されてしまう。液晶がシール剤に汚染され変性した場合、画素の電場において正常に偏向できず、液晶ディスプレイの縁部が白くなるという現象が起きる。

従来の技術において、液晶ディスプレイパネル内部の縁部の液晶が汚染される可能性が存在するという問題がある。

本発明の一実施例により、第一基板、第二基板、及び液晶層を含む液晶ディスプレイを提供する。前記第一基板はベース基板と前記ベース基板上に形成される膜層とを含み、前記第一基板と前記第二基板の縁部はシール剤により貼り合わされ、かつ前記第一基板において前記膜層が形成される側は前記第二基板と対向する。前記液晶層は前記第一基板と前記第二基板の間の前記シール剤により密封される密閉空間に注入され、前記密閉空間は中央部分に位置する有効領域、及び前記有効領域を囲む前記シール剤に近接したダミー領域を含む。前記第一基板のベース基板において前記有効領域に対応するように形成される膜層の総計厚さは、前記第一基板のベース基板において前記ダミー領域に対応するように形成される膜層の総計厚さより小さい。

本発明の他の一実施例により、本発明のいずれかの実施例による液晶ディスプレイを含む電子機器を提供する。

本発明のさらに他の一実施例により、以下のステップを含む液晶ディスプレイの製造方法を提供する。中央部分に位置する有効領域、及び前記有効領域周囲のダミー領域を含むベース基板を用意する。前記ベース基板の有効領域とダミー領域上に膜層を形成することにより第一基板を形成し、そのうち前記有効領域に形成される膜層の総計厚さは、前記ダミー領域に形成される膜層の総計厚さより小さい。第二基板を用意し、前記第二基板の縁部にシール剤を塗布する。前記第一基板の前記膜層が形成される側において有効領域に対応する領域に液晶材料を滴注する。前記第一基板の前記膜層が形成される側と前記第二基板のシール剤が塗布される側が対向するように前記第一基板と前記第二基板を揃え合わせ、前記シール剤により前記第一基板と前記第二基板を貼り合わせ、前記液晶材料を密封する。

本発明の実施例による液晶ディスプレイの断面概略図である。 本発明の実施例により、ダミー領域においてブラックマトリクス層を厚くしたTN型液晶ディスプレイの断面概略図である。 本発明の実施例により、ダミー領域において複数のカラーフィルタ層を含むTN型液晶ディスプレイの断面概略図である。 本発明の実施例による電子機器の構造を示す図である。

以下実施例と図面により本発明の実施例について説明する。従来の技術における液晶ディスプレイの液晶が汚染される可能性が存在する問題を解決するため、本発明の第一の実施例は液晶ディスプレイを提供する。本発明の第一の実施例の液晶ディスプレイ１００は、図１に示すように、縁部においてシール剤３０により貼り合わされるカラーフィルタ基板２０とアレイ基板１０を含み、二つの基板の間に液晶が充填されるシール剤に囲まれた密閉空間を有する。密閉空間のうちシール剤３０に近接する領域、即ちディスプレイの縁部に近い領域がダミー領域４１（dummy region）である。密閉空間のうちシール剤から離れた領域、即ちディスプレイの中央の領域が、ディスプレイの画像表示領域に対応する有効領域４２である。カラーフィルタ基板２０のベース基板（例えば、ガラス基板）２１上において、有効領域４２に対応するように形成される膜層２２の液晶４０との接触面４２０とカラーフィルタ基板２０のベース基板２１との間の距離は、カラーフィルタ基板２０のベース基板２１上において、ダミー領域４１に対応するように形成される膜層２３の液晶４０との接触面４１０とカラーフィルタ基板２０のベース基板２１との間の距離より小さい。即ち、ベース基板２１に形成される有効表示領域に対応する膜層２２の総計厚さは、ベース基板２１に形成されるダミー領域４１に対応する膜層２３の総計厚さより小さい。以上の構造から、有効領域に対応するカラーフィルタの基板側の膜層と液晶との接触面は、ダミー領域に対応するカラーフィルタの基板側の膜層と液晶との接触面より低いため、有効領域に滴注された液晶がカラーフィルタ基板の縁部へ拡散する速度を抑え、液晶が汚染される可能性を低減することができる。

説明の便宜上、カラーフィルタ基板２０とアレイ基板１０が水平に置かれ、かつアレイ基板１０が上に位置する場合を例に本発明の実施例について詳しく説明する。ツイステッドネマティックTN型液晶ディスプレイにおいて、カラーフィルタ基板２０のベース基板２１上に有効領域４２に対応するようにカラーフィルタ層４２１を、シール剤３０に近接する密閉空間のダミー領域４１に対応するようにバリア層をそれぞれ形成し、バリア層は液晶に直接接触する。有効領域４２に対応する各膜層２２はカラーフィルタ層４２１を含む（カラーフィルタ層４２１の上に他の層があっても良い）。有効領域４２の液晶の表面がダミー領域４１の液晶の表面より低いことを確保するため、ダミー領域４１におけるバリア層の厚さは有効領域４２における各膜層２２の総計厚さより大きい。液晶の二次汚染を防ぐため、例えば、バリア層の材料は液晶を汚染しないものとすることができる。さらに、図２に示すように、従来の技術工程を変更することにより工程が複雑になり過ぎることを防ぐため、BM（ブラックマトリクス、Black Matrix）を使用してバリア層を実現することができる（BMを含むがこれに限らない）。これにより、従来の技術において、カラーフィルタ基板２０のベース基板２１上にもダミー領域４１に対応するBM層が必要なため、本発明の実施例により、技術上BM層４１２の厚さを増やすように（有効領域の膜層の総計厚さより大きくなるように）すれば良い。また、図３に示すように、BM層４１２及びBM層４１２上に形成されるカラーフィルタ層４１３を使用してバリア層を実現しても良い（BM及びその上に形成されるカラーフィルタ層を含むがこれらに限らない）。ダミー領域４１のバリア層と有効領域の各膜層にできる限り大きな段差を形成させるため、BM層４１２上に少なくとも二層のカラーフィルタ層４１３を形成する。

従来のFFS（Fringe Field Switching）液晶ディスプレイにおいて、ダミー領域４１と有効領域４２のカラーフィルタ基板２０に近接する側の液晶は、同じ平面にて保護膜OC層と接触する。本発明の目的を実現するため、FFS液晶ディスプレイにおいて、ダミー領域４１のOC層の厚さを増やし、有効領域４２のカラーフィルタ基板２０側の液晶の表面が、ダミー領域４１のカラーフィルタ基板２０側の液晶の表面に比べてよりカラーフィルタ基板２０のベース基板２１に近接するようにすることができる。

本発明の第二実施例は電子機器に関し、図４に示すように、電子機器の本体２００上に前記の通りの液晶ディスプレイ１００が設置される。

本発明の第三実施例は、以下のステップを含む液晶ディスプレイの製造方法を提供する。

ステップ２０１において、カラーフィルタ基板２０のベース基板（例えば、ガラス基板）２１上において、有効領域とダミー領域にそれぞれ対応するように膜層を形成する。有効領域はベース基板の中央部分に対応し、ダミー領域は有効領域の周囲に位置する。

ステップ２０２において、カラーフィルタ基板２０の有効領域に液晶材料を滴注、及びアレイ基板１０の縁部にシール剤３０を塗布する。

ステップ２０３において、画素ユニットを基準にカラーフィルタ基板２０とアレイ基板１０を精密に揃え合わせ、シール剤３０を使用し貼り合わせ、液晶材料を密封する。

前記ステップを実行する前、先にアレイ基板１０とカラーフィルタ基板２０を製造するステップを実行する必要がある。アレイ基板１０とカラーフィルタ基板２０の製造工程は以下の通りである。アレイ基板１０の製造は主に、ベース基板上において成膜技術、フォトリソグラフィ技術、エッチング技術等の半導体技術により薄膜トランジスタアレイを形成することからなる。カラーフィルタ基板２０側の有効領域とダミー領域において膜層を形成する技術工程では大まかに、カラーフィルタ基板のダミー領域にBM（ブラックマトリクス、Black Matrix）層を形成し、あるいはさらにBM上にカラーフィルタ層を形成した後、有効領域４２に赤色、緑色、と青色（RGB）の各フィルタ層を形成する。そのうちダミー領域において形成される膜層の総計厚さは、有効領域において形成される膜層の総計厚さより大きい。ステップ２０３における液晶セル製造工程は、以下の工程を含む。画素ユニットを基準に完成されたカラーフィルタ基板２０とアレイ基板１０を精密に揃え合わせた後、シール剤３０を使用し二つの基板を貼り合わせて液晶材料を密封し、そして貼り合わされた基板を最終的に必要とされるディスプレイの大きさに切り出す。本発明の実施例では特別に、有効領域４２及びダミー領域４１のカラーフィルタ基板２０側の膜層において液晶との接触面が形成され、そのうち有効領域におけるカラーフィルタ基板側の膜層と液晶の接触面は、ダミー領域におけるカラーフィルタ基板側の膜層と液晶の接触面よりカラーフィルタ基板のベース基板に近接している。即ち、有効領域においてカラーフィルタ基板のベース基板に形成される膜層の総計厚さは、ダミー領域においてカラーフィルタ基板のベース基板に形成される膜層の総計厚さより小さい。

本発明の実施例は従来の液晶ディスプレイをもとに、有効領域４２におけるカラーフィルタ基板２０側の膜層とダミー領域４１におけるカラーフィルタ基板２０側の膜層を改めて設計し、二つの領域内の液晶との接触面に段差（ダミー領域４１における液晶との接触面の方が高い）を形成することにより、有効領域に滴注された液晶がカラーフィルタ基板の縁部へ拡散する速度を抑え、液晶が汚染される可能性を低減することができる。

本発明の液晶ディスプレイとその製造方法、及び電子機器について、カラーフィルタ基板上において有効領域とダミー領域にそれぞれ対応するように異なる厚さの膜層を形成する場合を例に説明した。この場合、液晶の周囲への拡散を抑えるため、液晶ディスプレイを製造する際、液晶はカラーフィルタ基板上に滴注される。しかし、本発明による実施例はこれに限らず、アレイ基板上において有効領域とダミー領域にそれぞれ対応するように異なる厚さの膜層を形成し、前記有効領域に対応して形成される膜層の総計厚さは、前記ダミー領域に対応して形成される膜層の総計厚さより小さくなるようにしても良い。この場合、液晶ディスプレイを製造する際、液晶をアレイ基板上に滴注しても液晶の周囲への拡散が抑えられ、液晶への汚染を低減することができる。

また、以上ではTN型液晶ディスプレイとFFS型液晶ディスプレイのみを例に説明したが、本発明はこれらに限らない。本発明は異なった各種の液晶ディスプレイ、例えば、IPS（In-plane switching）型液晶ディスプレイにも応用できる。液晶滴注に使用される基板上の膜層が前記通り、有効領域とダミー領域に対応して異なる厚さであれば、液晶の周囲への拡散を抑える目的を実現できる。

最後に説明すべきことは、以上の実施例は本発明の技術方案を説明するためのみのものであり、これを制限するものではなく、好適な実施例を参照して本発明について詳細な説明をしたが、本分野の一般技術者は、本発明における技術方案の趣旨と範囲を逸脱しないうえで本発明の技術方案に変更や同等変換を加えられるとのことを理解すべきである。

１０ アレイ基板
２０ カラーフィルタ基板
２１ ベース基板
２２、２３ 膜層
３０ シール剤
４０ 液晶
４１ ダミー領域
４２ 有効領域
４１０、４２０ 接触面
４１２ BM層
４１３、４２１ カラーフィルタ層
１００ 液晶ディスプレイ
２００ 電子機器の本体

Claims (13)

1. ベース基板と前記ベース基板上に形成される膜層を含む第一基板と、
   シール剤により縁部を前記第一基板と貼り合わされ、かつ前記第一基板における前記膜層が形成される側と対向する第二基板と、
   前記第一基板と前記第二基板の間の前記シール剤により密封される密閉空間に充填される液晶層と、
   を含む液晶ディスプレイであって、
   前記密閉空間は中央部分に位置する有効領域、及び前記有効領域を囲み前記シール剤に近接したダミー領域を含み、前記第一基板のベース基板上において前記有効領域に対応するように形成される膜層の総計厚さは、前記第一基板のベース基板上において前記ダミー領域に対応するように形成される膜層の総計厚さより小さいことを特徴とする液晶ディスプレイ。
2. 前記第一基板はカラーフィルタ基板であり、前記第二基板はアレイ基板である請求項１記載の液晶ディスプレイ。
3. 前記第一基板のベース基板上に前記ダミー領域に対応するように形成される膜層がバリア層であり、前記第一基板のベース基板上に前記有効領域に対応するように形成される膜層がカラーフィルタ層であり、前記バリア層は液晶に直接接触し、前記バリア層の厚さは前記カラーフィルタ層の厚さより大きい請求項２記載の液晶ディスプレイ。
4. 前記バリア層の材料は液晶を汚染しない材料である請求項３記載の液晶ディスプレイ。
5. 前記バリア層はブラックマトリクス層を含む請求項３記載の液晶ディスプレイ。
6. 前記バリア層はブラックマトリクス層及びブラックマトリクス層上に形成されるカラーフィルタ層を含む請求項３記載の液晶ディスプレイ。
7. 前記ブラックマトリクス層上に少なくとも二層のカラーフィルタ層が形成される請求項６記載の液晶ディスプレイ。
8. 前記有効領域は前記液晶ディスプレイの画像表示領域に対応する請求項１記載の液晶ディスプレイ。
9. 電子機器の本体と、
   前記電子機器の本体に設置された請求項１〜８のいずれか１項に記載の液晶ディスプレイと、
   を含む電子機器。
10. 中央に位置する有効領域と前記有効領域の周囲のダミー領域とを含むベース基板を製造するステップと、
    前記ベース基板の有効領域とダミー領域上において、前記有効領域に形成される膜層の総計厚さが前記ダミー領域に形成される膜層の総計厚さより小さくなるように膜層を形成し、第一基板を形成するステップと、
    第二基板の縁部にシール剤を塗布し、前記第二基板を製造するステップと、
    前記第一基板の前記膜層が形成される側において、有効領域に対応する領域に液晶材料を滴注するステップと、
    前記第一基板の前記膜層が形成される側と前記第二基板のシール剤が塗布される側が対向するように前記第一基板と前記第二基板を揃え合わせ、前記シール剤により前記第一基板と前記第二基板を貼り合わせ前記液晶材料を密封するステップと、
    を含む液晶ディスプレイの製造方法。
11. 前記第一基板はカラーフィルタ基板であり、前記第二基板はアレイ基板であり、
    前記第一基板に形成される膜層は、前記ダミー領域に形成されるバリア層及び前記有効領域に形成されるカラーフィルタ層を含む、請求項１０記載の製造方法。
12. 前記バリア層はブラックマトリクス層を含む請求項１１記載の製造方法。
13. 前記バリア層はブラックマトリクス層及びブラックマトリクス層上に形成されるカラーフィルタ層を含む請求項１１記載の製造方法。

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