專利名稱：具有周邊密封件的塑性顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括一對(duì)由周邊密封件粘結(jié)在一起的塑料基板的顯示裝置，其還包括將該塑料基板在有效區(qū)域處分隔開的單元間隔件，該基板中的至少一個(gè)設(shè)置有功能層，而電光材料則存在于該基板之間。
背景技術(shù)：
這種類型的顯示裝置，例如LED(發(fā)光二極管)和液晶顯示裝置，一段時(shí)候以來已為人們所知。一種電子光學(xué)材料，比如，液晶材料被設(shè)置于一對(duì)基板之間。該基板中的至少一個(gè)設(shè)置有許多電極。施加到這些電極上的電壓決定了此材料的光學(xué)性能。通過正確地把電壓施加到一系列的元件上，并且在液晶顯示裝置的情況下正確地使用照明(外部照明，包含入射光，或者內(nèi)部照明)，從而可產(chǎn)生一圖象。該基板中的至少一個(gè)基板設(shè)置有例如導(dǎo)電圖形這樣的功能層，比如ITO；例如多晶硅或非晶硅這樣的電子轉(zhuǎn)換裝置；和/或滲透層。
圖象再現(xiàn)，特別是該顯示裝置的彩色再現(xiàn)尤其取決于該基板之間的距離。為了在基板之間提供準(zhǔn)確的間隔，在基板之間使用了間隔件。
一般地，間隔件是與液晶材料混合起來的球面滾珠。直至現(xiàn)在，玻璃基板一直是用于這種裝置的最常用的基板，比如液晶顯示裝置。
如果利用塑料基板，那么，該基板的撓性就使得液晶顯示裝置能應(yīng)用在玻璃基板不適合或不太適合應(yīng)用的情況中，比如，當(dāng)該顯示將被應(yīng)用到曲面上，或必須可自由地彎曲。
然而，該基板本身的撓性導(dǎo)致了許多問題，例如圖象再現(xiàn)的質(zhì)量降低，且功能層由于彎曲或其它原因易于損壞。這種損壞將導(dǎo)致故障甚至導(dǎo)致該裝置的毀損。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一目的是減緩一個(gè)或多個(gè)的上述問題。
為了這個(gè)目的，該顯示裝置的特征在于，間隔件是肋狀或柱狀的，且密封線的高度低于該間隔件的高度的1/4。
為了達(dá)到適當(dāng)?shù)膱D象再現(xiàn)，高度變化將被減至最小，即在有效區(qū)域上的基板之間的距離變化將被減至最小。高度變化，除了別的以外，還取決于間隔件密度，即，每單位面積上的間隔件的數(shù)目。對(duì)于撓性基板，許多問題發(fā)生了。一方面，對(duì)于小的高度變化，需要相對(duì)大的間隔件密度，另一方面，當(dāng)使用球面間隔件時(shí)，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，所需要的密度太高了，以至于會(huì)有很大的間隔件聚集的危險(xiǎn)，其本身就可能是高度變化和圖象亮度變化的原因。計(jì)算表明，當(dāng)使用柱形或肋形間隔件時(shí)，所需要的密度大體上較小且聚集不會(huì)發(fā)生，這事實(shí)上減少了高度和圖象亮度變化，由此改進(jìn)了圖象質(zhì)量。如果該裝置被置于機(jī)械載荷之下，比方說，處于壓力下(當(dāng)該裝置被彎曲、觸摸或經(jīng)受到溫度差時(shí)，這就可能發(fā)生)，由球面間隔件作用到基板(并由此作用到功能層上)上的最大應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于由肋形或柱形間隔件所作用而產(chǎn)生的應(yīng)力。這樣高的應(yīng)力可能導(dǎo)致功能層的破裂。這樣，應(yīng)用肋形或柱形間隔件就加強(qiáng)了這些問題的緩解。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，肋形或柱形間隔件是呈現(xiàn)肋形狀或柱形狀的間隔件，接觸面大致上是平的，也就是說，相對(duì)于高度，在與基板的接觸面處具有較大的曲率半徑，即至少是高度的5倍。
使用大致相同高度的密封件，及在密封件中使用與用在有效區(qū)域中的那些相同或類似的間隔件是合乎邏輯的。然而，本發(fā)明人已經(jīng)意識(shí)到，把此高度降低到大致小于有效區(qū)域中的高度的1/4具有相當(dāng)大的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樗鼫p少了氣體或像氣體一樣的材料(比如水或氧氣)滲透進(jìn)該密封件。這些材料侵入功能面和/或LCD材料本身，由此顯著地降低了該裝置的壽命。這樣，滲透的減少增加了裝置的壽命。在LED中，此問題相當(dāng)嚴(yán)重，以至于通常設(shè)置吸氣劑材料，以吸收任何滲透氣體。在液晶顯示裝置中，滲透的氣體被認(rèn)為是在LCD材料中產(chǎn)生氣泡的原因，這在可彎曲的顯示裝置中特別是一個(gè)問題，其中這些氣泡更頻頻地出現(xiàn)，其中還存在著更大的氣泡積集的危險(xiǎn)。
本發(fā)明人已經(jīng)意識(shí)到，以這樣的密封厚度在此密封件中使用間隔件是不太合適的，這是因?yàn)樽饔迷诨迳系膽?yīng)力，特別是當(dāng)彎曲該裝置時(shí)，可能達(dá)到很高的水平，這可能產(chǎn)生功能層的破裂和/或在密封件的制造過程中使密封材料的流變性能遭到破壞。間隔件的存在具有負(fù)面效應(yīng)，其可能導(dǎo)致密封件中出現(xiàn)孔洞和裂紋。因而，更可取地是，密封線不包括間隔件。
密封線(在這個(gè)應(yīng)用中也被叫做“密封件”)和有效區(qū)域最好被無效區(qū)分開，其最小寬度低于3mm?；宓膿闲允瓜鄬?duì)小的無效區(qū)能達(dá)到低于3mm。對(duì)于玻璃基板來說，更大的無效區(qū)是通常的。小的無效區(qū)提高了相對(duì)于該裝置的總尺寸的有效面的百分比。最小的寬度最好是0.5mm以上。此無效區(qū)也可以起到一個(gè)材料可在其中被緩沖的緩沖區(qū)的作用。這樣一種緩沖區(qū)保證了LCD材料的膨脹量，從而補(bǔ)償了溫度變化。
此無效區(qū)所包括的間隔件的高度最好小于在有效區(qū)域上的間隔件的平均高度并且大于該密封件的高度。
這就減小了功能層破裂的危險(xiǎn)。
在這種實(shí)施例中，無效區(qū)中的間隔件的高度最好從有效區(qū)域到該密封件遞減。從有效區(qū)域到密封件的遞減進(jìn)一步限制了基板的彎曲，由此減小了功能層破裂的危險(xiǎn)。
優(yōu)選的是，該密封件至少部分由金屬制成。金屬的水和氧氣滲透率較低。
在電觸點(diǎn)區(qū)域的外側(cè)，在兩各基板上的密封件的位置處可以施加薄金屬層。這些層可以制成借助于例如壓力粘結(jié)、低溫焊接、激光焊接或超聲焊接來形成(氣密的)密封件。
附圖簡述參照以下所述的實(shí)施例，本發(fā)明的這些和其它方面將會(huì)被闡釋并由此變得清楚明白。
在附圖中

圖1和圖2示出常規(guī)的LCD顯示裝置，圖3示出如本發(fā)明所述的一種裝置，圖4示出如本發(fā)明所述的裝置的優(yōu)選實(shí)施例。
這些圖并非按比例繪出。一般說來，同樣的附圖標(biāo)記表示的是同樣的部件。
優(yōu)選實(shí)施例詳述參照?qǐng)D1和圖2，示出了一種已知的常規(guī)顯示裝置，在這個(gè)示例中，液晶顯示裝置包括有效區(qū)域1、無效區(qū)2和密封件3。該裝置呈現(xiàn)為板的形狀，其包括兩個(gè)大致長方形的基板21和22，該基板布置成相互平行，以限定出容納液晶材料20的間隙。該顯示器示出了有效區(qū)域?；鍑@其周邊借助于限定液晶材料的密封件3被粘接在一起。間隔元件25被置于有效區(qū)域1的基板21和22之間，從而保持在該有效區(qū)域1的基板之間所期望的間隔，此間隔被叫作間隙。
基板的內(nèi)表面設(shè)置有電極，驅(qū)動(dòng)電壓施加于其上，以便產(chǎn)生所需效果。該裝置可包括有源矩陣裝置?；?2裝有像素電極的行矩陣和列矩陣，根據(jù)該裝置以透射方式或反射方式來操作，該像素電極可由ITO或者由反射性金屬形成，該像素電極通過薄膜晶體管來限定顯示區(qū)，這些晶體管被連接到形式為導(dǎo)電線或跡線的多組行地址電極或列地址電極上，該導(dǎo)電線或跡線呈現(xiàn)在密封區(qū)域內(nèi)部的基板22上。在這個(gè)示例中，另一個(gè)基板的內(nèi)表面設(shè)置有一個(gè)被全部像素所共用并保持在參考電位的連續(xù)電極。每個(gè)顯示像素包括像素電極、該共用電極的重疊部分、和在其之間的LC(液晶)材料。供給像素電極的電壓決定了灰色標(biāo)度輸出。LC(液晶)定向?qū)右砸阎姆绞奖辉O(shè)置在兩個(gè)基板上的電極結(jié)構(gòu)上，而偏振層可被設(shè)置在其外表面上。
在圖2的截面圖中，行地址電極在23A處被示出，而在另一基板上的共用電極23B也被示出。比如聚酰亞胺的定向?qū)釉?4被示出，而偏振層為了簡化被省略。對(duì)于彩色顯示器，濾色器元件通常被設(shè)置在基板21上，但也可能設(shè)置在基板22上。通常，這些功能層中的至少一些功能層在密封件3之下延伸，不過這種情況在圖2中未示出。密封件3的高度大體上與有效區(qū)域處的基板之間的間隔相同。因此，該密封件包括間隔件26。對(duì)于該密封件的高度相對(duì)于間隙，和/或間隔件25和26的直徑之差的微小差異(對(duì)于6微米的間隙通常約為幾十微米)是已知的，以便把功能層23、24的厚度考慮在內(nèi)，或者由于光學(xué)的緣故，即降低無效區(qū)的明視度。盡管這種配置對(duì)于玻璃基板可滿足要求，但發(fā)明人還是意識(shí)到，如果使用撓性基板將出現(xiàn)問題。間隔件25和基板21、22之間的接觸面的形狀導(dǎo)致了大量問題。該撓性基板本身在間隔件周圍相對(duì)易于折疊，所以導(dǎo)致了間隙的相對(duì)較大的變化，以及導(dǎo)致了必須符合該基板的形狀的功能層中的較大的應(yīng)力。這就需要較大的間隔件密度以保證大致恒定的間隙。發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，間隔件在這種密度的情況下有聚集的傾向，其導(dǎo)致了間隙變化的增加。
圖3示出了本發(fā)明，其中使用肋形或柱形間隔件28、29取代了常規(guī)的間隔件，也就是說，使用了上、下側(cè)大致是平的間隔件。這種間隔件的支承效果更大，因此只需要較小的間隔件密度(降低了一個(gè)數(shù)量級(jí))。由于其形式，聚集也成了較次要的問題。柱形或肋形間隔件最好在一側(cè)被接附到其中一個(gè)基板上，在該情況下不可能發(fā)生聚集。柱形間隔件基本上是大致為柱狀的間隔件(其截面可能為大致圓形、修圓的矩形或大致的矩形)。肋形間隔件是形成肋條的間隔件，即，它們大體是長方形的，但沿著大致大于其寬度的基板的平面具有一縱向尺寸(長度)。施加到功能層上的應(yīng)力以較小的程度導(dǎo)致功能層破裂的降低的危險(xiǎn)性。密封件高度d2少于間隙d1的25％。這就導(dǎo)致如水或氧氣這類的氣體滲透通過密封件的可能性大大減少了，結(jié)果增加了該裝置的壽命。在這個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，間隔件沒有延伸穿過密封件，這是因?yàn)槊芊獠牧系牧髯冃阅茉谶@些小厚度的地方定會(huì)受到非常大的影響。肋形或柱形間隔件會(huì)迫使密封材料向優(yōu)先的方向流動(dòng)，而不是所有方向流出來。這種優(yōu)先的流動(dòng)形式可能導(dǎo)致密封件中的弱點(diǎn)。密封材料本身也因同樣的理由不包括間隔件。無效區(qū)2具有寬度1，其最小值優(yōu)選為小于3mm并大于0.5mm。
圖4示出一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，其中間隔件30和31的高度是遞減的，該間隔件被設(shè)置在無效區(qū)中，即，至少兩個(gè)間隔件設(shè)置在有效區(qū)域和密封件之間，此間隔件的高度在有效區(qū)域的高度和密封件的高度之間變動(dòng)，最接近有效區(qū)域的間隔件的高度大于最接近密封件的間隔件的高度(或者換言之，d1＜d30＜d31＜d2)。這樣的間隔件支承著功能層和無效區(qū)中的基板，即，在間隙減小的區(qū)域中，其導(dǎo)致了功能層中裂紋的危險(xiǎn)的下降。
使用滲透率低的密封材料進(jìn)一步改進(jìn)了如本發(fā)明所述的裝置。金屬具有低的滲透率。借助于例如壓力粘接和低溫焊接這類技術(shù)，各層被用來制造氣密密封件。導(dǎo)電層可經(jīng)過功能性LCD單元中的密封件。在電觸點(diǎn)于密封件之下經(jīng)過的地方，則使用絕緣密封材料。然而，這種絕緣材料的總長度比整個(gè)密封件的總長度短得多。
在本發(fā)明的范圍之內(nèi)許多變型將是可能的。
總之，本發(fā)明可以綜述如下。
一種顯示裝置，其包括一對(duì)由周邊密封件(3)粘結(jié)在一起的塑料基板(21，22)，還包括把該塑料基板在有效區(qū)域中分隔開的單元間隔件(28，29)。此基板中的至少一個(gè)設(shè)置有功能層(23A、23B、24)，而電光材料則存在于該基板之間。間隔件(28，29)的形式是肋狀或柱狀的，即，它們具有大體上平的接觸面，且密封線的高度(d2)小于該間隔件的高度(d1)的1/4(d2≤0.25d1)。該密封線最好不包括間隔件。
該顯示裝置可能是例如LED顯示裝置或液晶顯示裝置。
權(quán)利要求
1.一種顯示裝置，其包括一對(duì)由周邊密封件(3)接合在一起的塑料基板(21，22)，并包括將該塑料基板在有效區(qū)域處分隔開的單元間隔件(28，29)，該基板中的至少一個(gè)基板設(shè)置有功能層(23A、23B、24)，而電光材料存在于該基板之間，其特征在于，所述間隔件的形式是肋或柱(28，29)，并且該周邊密封件(3)的高度(d2)小于該間隔件的高度(d1)的1/4(d2≤0.25d1)。
2.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于，該周邊密封件(3)不包括間隔件。
3.如權(quán)利要求1或2所述的顯示裝置，其特征在于，該周邊密封件(3)和該有效區(qū)域被無效區(qū)分開，該無效區(qū)具有的最小寬度(1)小于3mm。
4.如權(quán)利要求3所述的顯示裝置，其特征在于，該無效區(qū)的最小寬度(1)大于0.5mm。
5.如權(quán)利要求1或2所述的顯示裝置，其特征在于，該周邊密封件(3)和該有效區(qū)域被無效區(qū)(2)分開，并且該無效區(qū)包括間隔件(30，31)，其高度小于在有效區(qū)域處的間隔件的平均高度并且大于該密封件的高度。
6.如權(quán)利要求5所述的顯示裝置，其特征在于，該無效區(qū)(2)中的間隔件(30，31)的高度從該有效區(qū)域向該密封件遞減。
7.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于，該周邊密封件(3)至少部分是由金屬制成的。
8.如權(quán)利要求7所述的提供顯示裝置的方法，其特征在于，該周邊密封件(3)借助于壓力粘接、低溫焊接、激光焊接或超聲焊接制成。
9.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于，該顯示裝置是液晶顯示裝置。
全文摘要
一種顯示裝置，其包括一對(duì)由周邊密封件(3)粘結(jié)在一起的塑料基板(21，22)，還包括把該塑料基板在有效區(qū)域中分隔開的單元間隔件(28，29)。此基板中的至少一個(gè)基板設(shè)置有功能層(23A、23B、24)，而電光材料則存在于該基板之間。間隔件(28，29)的形式是肋狀或柱狀的，即，它們具有大體上平的接觸面，且密封線的高度(d
文檔編號(hào)G02F1/1341GK1463380SQ02801803
公開日2003年12月24日 申請(qǐng)日期2002年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月22日
發(fā)明者P·C·P·布藤 申請(qǐng)人:皇家菲利浦電子有限公司