專利名稱：液晶顯示板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示板，尤其涉及能夠防止空氣流入液晶顯示板的圖像顯示部分的液晶顯示板，在圖像顯示部分處薄膜晶體管陣列基板與濾色器基板相互接合到一起。
背景技術(shù)：
通常，液晶顯示設(shè)備是這樣一種顯示設(shè)備，其中將包括圖像信息的數(shù)據(jù)信號單獨提供給以矩陣形式排列的多個單位像素，對單位像素的透光度進行控制，以便顯示希望的圖像。
因此，液晶顯示設(shè)備包括液晶顯示板，其中以矩陣形式排列有多個單位像素；和驅(qū)動集成電路(IC)，用于驅(qū)動這些單位像素。
在液晶顯示板中，薄膜晶體管陣列基板和濾色器基板相互面對地接合在一起，在它們之間具有特定的間距(通常稱作單元間隙(cell-gap))，并且在單元間隙處形成了液晶層。
利用沿有效圖像顯示部分的外沿形成的密封圖案，將薄膜晶體管陣列基板與濾色器基板相互接合到一起。同時，在薄膜晶體管陣列基板或濾色器基板上形成隔墊(spacer)，這樣就在薄膜晶體管陣列基板與濾色器基板之間形成了單元間隙。
在各個基板的外表面安裝有偏振片、延遲片等。通過選擇形地構(gòu)造這樣的多個組件，可以改變光的傳播狀態(tài)和折射率，由此構(gòu)成具有高亮度和對比度的液晶顯示設(shè)備。
在薄膜晶體管陣列基板和濾色器基板相互正對并接合在一起的液晶顯示板中，形成有公共電極和像素電極，并且向液晶層施加電場。即，在向公共電極施加一電壓的狀態(tài)下對施加到像素電極上的電壓進行控制，這樣可以獨立地控制各個單位像素的透光度。為了按單位像素來控制施加到像素電極的電壓，在每個單位像素處形成了用作開關(guān)器件的薄膜晶體管。
通常將液晶顯示設(shè)備分為扭曲向列(TN)模式液晶顯示板和面內(nèi)切換(IPS)模式液晶顯示板。
在TN模式液晶顯示板中，在薄膜晶體管陣列基板上逐單位像素地形成像素電極，而在濾色器基板的整個表面上形成一公共電極。這樣，液晶層由形成在薄膜晶體管陣列基板上的像素電極與形成在濾色器基板上的公共電極之間的電場來驅(qū)動。
在IPS模式液晶顯示器中，像素電極和公共電極以一定的間隔形成在薄膜晶體管陣列基板上。這樣，液晶層由形成在薄膜晶體管陣列基板上的像素電極與公共電極之間的水平電場來驅(qū)動。
圖1是一個示意圖，顯示了液晶顯示板的平面結(jié)構(gòu)，其中薄膜晶體管陣列基板和濾色器基板相互正對并且接合在一起。
在圖1中，薄膜晶體管陣列基板101與濾色器基板102正對并且接合在一起，并且薄膜晶體管陣列基板101的一個長邊側(cè)的邊沿和一個短邊側(cè)的邊沿相對于濾色器基板102伸出。
在基板101和102相互接合的區(qū)域中，設(shè)置有用來顯示圖像的圖像顯示部分113，在該圖像顯示部分中以矩陣形式形成有多個單位像素；并且沿圖像顯示部分113的外沿形成了密封圖案116。
在薄膜晶體管陣列基板101的相對于濾色器基板102伸出的一個短邊側(cè)的邊沿區(qū)域中，設(shè)置有與圖像顯示部分113的多條選通線相連的選通焊盤部分114。
在薄膜晶體管陣列基板101的相對于濾色器基板102伸出的一個長邊側(cè)的邊沿區(qū)域中，設(shè)置有與圖像顯示部分113的多條數(shù)據(jù)線相連的數(shù)據(jù)焊盤部分115。
選通焊盤部分114把來自選通驅(qū)動集成電路的掃描信號提供給圖像顯示部分113的選通線，數(shù)據(jù)焊盤部分115把來自數(shù)據(jù)驅(qū)動集成電路的圖像信息提供給圖像顯示部分113的數(shù)據(jù)線。
在薄膜晶體管陣列基板101上，要被施加掃描信號的多條選通線與要被施加圖像信息的多條數(shù)據(jù)線相互交叉，從而以矩陣形式限定了多個單位像素。在交叉點處，設(shè)置了用于開關(guān)單位像素的薄膜晶體管。
在濾色器基板102上，設(shè)置了與單位像素相對應(yīng)的紅色、綠色或藍(lán)色濾色器；另外還設(shè)置了黑底(black matrix)，用來防止由背光裝置所產(chǎn)生的光泄漏，并且防止相鄰單位像素的顏色混合。
在TN模式液晶顯示板中，像素電極設(shè)置在薄膜晶體管陣列基板101上，而公共電極設(shè)置在濾色器基板102上，用來驅(qū)動液晶層。而在IPS模式液晶顯示板中，像素電極和公共電極均設(shè)置在薄膜晶體管陣列基板101上，用來驅(qū)動液晶層。
薄膜晶體管陣列基板101和濾色器基板102之間具有由隔墊產(chǎn)生的單元間隙，從而相互隔開固定的距離。通過形成在圖像顯示部分113的外沿的密封圖案116將基板相互接合到一起，以形成液晶顯示板100。在密封圖案116的一側(cè)，在相互接合的薄膜晶體管陣列基板101與濾色器基板102之間設(shè)置了用于注入液晶的液晶注入孔。在液晶注入完成后，封住液晶注入孔。
薄膜晶體管陣列基板101與濾色器基板102之間的單元間隙在圖像顯示部分113中是固定的，但是在形成有密封圖案116的區(qū)域中卻是變化的，因為密封劑受到在把薄膜晶體管陣列基板101和濾色器基板102相互接合到一起時所產(chǎn)生的壓力的擠壓，從而密封劑擴散開。
因此，為了防止單元間隙在密封圖案116處變化，將玻璃纖維或玻璃球添加到密封劑中作為用于保持單元間隙的支撐件。在此，以大約1％的重量比將玻璃纖維或玻璃球添加到密封劑中。
圖2是一個示意圖，顯示了圖1中區(qū)域“A”處的針對現(xiàn)有技術(shù)IPS模式液晶顯示板的濾色器基板的剖面結(jié)構(gòu)。
參照圖2，IPS模式液晶顯示板的濾色器基板包括由樹脂材料制成的黑底202，其形成在與透明基板201的一端隔開固定距離的區(qū)域和像素的邊界區(qū)域處，用于防止由背光裝置所產(chǎn)生的光的泄漏，并且防止相鄰像素的顏色混合；紅色、綠色或藍(lán)色的濾色器203，其與黑底202部分地交疊，并且對應(yīng)于單位像素；覆蓋層204，形成在透明基板201的上部包括黑底202和濾色器203的整個表面上；以及密封圖案206，形成在位于透明基板201的邊沿上的覆蓋層204的上表面上，并與黑底202部分地交疊。
形成在IPS模式液晶顯示板的濾色器基板上的黑底202由樹脂材料制成。
覆蓋層204形成在黑底202和濾色器基板203的上部的整個表面上，用來使表面平坦化。即，因為黑底202是由諸如樹脂材料的有機膜形成的厚膜層，所以由有機材料形成的覆蓋層204將防止在驅(qū)動液晶層時由黑底202和濾色器基板203相互交疊的區(qū)域中的階梯差引起的缺陷。
如上所述，按與密封劑的重量比約為1％來添加作為用于保持單元間隙的支撐件的玻璃纖維或玻璃球。
圖3是一個示意圖，顯示了以約1％的重量比添加到密封圖案206中的玻璃纖維的分布的放大視圖。
在密封圖案206形成在黑底202或覆蓋層204的上表面的情況下，當(dāng)接合兩個基板的過程中產(chǎn)生外部壓力時，或者當(dāng)在接合過程后在高溫、高濕度的條件下檢查接合好的基板時，在密封圖案206與覆蓋層204之間以及覆蓋層204與黑底202之間的界面處，添加到密封圖案206中的玻璃纖維將產(chǎn)生裂隙。因此，黑底202或覆蓋層204凹陷，外部空氣流入圖像顯示部分，從而在液晶顯示板中產(chǎn)生了缺陷。下面參照圖4a和4b的示意圖對這些進行具體說明。
圖4a和圖4b顯示出由樹脂材料形成的有機薄膜黑底302，其形成在與第一透明基板301的一個端部隔開固定距離的區(qū)域和像素區(qū)域的邊界區(qū)域中，用來防止由背光裝置所產(chǎn)生的光的泄漏，并且防止相鄰像素的顏色混合；紅色、綠色或藍(lán)色的濾色器303，其與黑底302部分地交疊，并且對應(yīng)于單位像素；由有機薄膜形成的覆蓋層304，其形成在第一透明基板301的上部包括黑底302和濾色器303的整個表面上；密封圖案306，形成在位于第一透明基板301的邊沿區(qū)域中的覆蓋層304的上表面上，并與黑底302部分地交疊；以及添加到密封圖案306中的玻璃纖維307，用于保持形成有密封圖案306的區(qū)域處的單元間隙。在此，玻璃纖維307的直徑等于或大于單元間隙。
首先，如圖4a所示，在正常狀態(tài)下，通過在薄膜晶體管陣列基板(未顯示)和覆蓋層304之間與之接觸，添加到密封圖案306中的玻璃纖維307可以保持單元間隙。
然而，如上所述以及如圖4b所示，玻璃球或玻璃纖維307受到在接合液晶顯示板的過程或之后所引起的外部壓力的壓迫，從而由有機薄膜材料形成的黑底302和覆蓋層304受到擠壓。當(dāng)由有機薄膜材料形成的黑底302和覆蓋層304受到擠壓時，在密封圖案306與覆蓋層304之間、以及覆蓋層304與黑底302之間的界面處產(chǎn)生了裂隙。因此外部空氣將流入圖像顯示部分，從而在液晶顯示板中產(chǎn)生缺陷，并且使密封圖案306破裂。
另外，由于有機薄膜材料形成的黑底302和覆蓋層304根據(jù)溫度而伸縮，也可以在密封圖案306與覆蓋層304之間、以及覆蓋層304與黑底302之間的界面處產(chǎn)生裂隙。因此外部空氣將流入圖像顯示部分，從而在液晶顯示板中產(chǎn)生缺陷，并且使密封圖案306破裂。
如上所述，通常按與密封劑的重量比約為1％來將玻璃纖維或玻璃球添加到密封圖案306中，作為用于保持單元間隙的支撐件，玻璃纖維或玻璃球的分布如圖3的示意圖所示。在此，在1mm×1mm的單位面積中平均分布有550或更多個玻璃纖維或玻璃球。
如上所述，在現(xiàn)有技術(shù)的IPS模式液晶顯示板中，按與密封劑的重量比約為1％來將玻璃纖維或玻璃球添加到用于接合薄膜晶體管陣列基板和濾色器基板的密封圖案中，用來保持薄膜晶體管陣列基板與濾色器基板之間的單元間隙。因此，當(dāng)在接合所述兩個基板的過程中產(chǎn)生外部壓力時，或者當(dāng)在接合過程之后在高溫和高濕度的條件下檢查接合到一起的基板時，外部空氣將流入圖像顯示部分，從而在液晶顯示板中產(chǎn)生缺陷，或使密封圖案破裂。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明致力于提供一種液晶顯示板，其基本上克服了由現(xiàn)有技術(shù)的局限和缺點所導(dǎo)致的一個或更多個問題。
因此，本發(fā)明的一個優(yōu)點是提供一種液晶顯示板，當(dāng)在接合液晶顯示板的過程中或之后產(chǎn)生了外部壓力時，或者當(dāng)在高溫和高濕度的條件下檢查接合好的顯示板時，該液晶顯示板能夠防止外部空氣流入液晶顯示板的圖像顯示部分。
為了實現(xiàn)這些和其它的優(yōu)點并且根據(jù)本發(fā)明的目的，正如在此具體實現(xiàn)和廣泛描述的那樣，根據(jù)本發(fā)明的第一實施例提供了一種液晶顯示板，該液晶顯示板包括至少一層有機膜，位于第一基板上；密封圖案，位于有機膜上；第二基板，通過密封圖案與第一基板接合在一起；以及支撐件，被添加到密封圖案中，其中，在密封圖案的至少一個單位面積中添加了約550個或更少的支撐件。
為了實現(xiàn)這些和其它的優(yōu)點并且根據(jù)本發(fā)明的目的，正如在此具體實現(xiàn)和廣泛描述的那樣，根據(jù)本發(fā)明的第二實施例提供了一種液晶顯示板，該液晶顯示板包括至少一層有機膜，位于第一基板上；密封圖案，位于有機膜上；第二基板，通過密封圖案與第一基板接合在一起；以及按與密封圖案的密封劑的重量比小于約1％添加的支撐件。
為了實現(xiàn)這些和其它的優(yōu)點并且根據(jù)本發(fā)明的目的，正如在此具體實現(xiàn)和廣泛描述的那樣，根據(jù)本發(fā)明的第三實施例提供了一種液晶顯示板，該液晶顯示板包括至少一層有機膜，位于第一基板上；密封圖案，位于有機膜上；第二基板，通過密封圖案與第一基板接合在一起；以及添加到密封圖案中的支撐件，其中，支撐件的直徑小于第一基板與第二基板之間的單元間隙。
需要理解的是，前面的概述和接下來的具體說明都是示例性和解釋性的，用于為權(quán)利要求所限定的本發(fā)明提供進一步的解釋。


附圖幫助更好地理解本發(fā)明，并構(gòu)成本申請的一部分，附圖顯示了本發(fā)明的實施例，并與說明書一起解釋本發(fā)明的原理。
在圖中圖1是一個示意圖，顯示了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的液晶顯示板的平面結(jié)構(gòu)，其中，薄膜晶體管陣列基板與濾色器基板彼此正對并被接合到一起；圖2是一個剖視圖，顯示了針對圖1中的區(qū)域“A”處的現(xiàn)有技術(shù)IPS模式液晶顯示板中的濾色器基板；圖3是一個示意圖，顯示了圖2中以約1％的重量比添加到密封圖案中的玻璃纖維的分布；圖4a和圖4b是示意圖，顯示了圖3中添加在密封圖案中的玻璃纖維出現(xiàn)的缺陷；圖5是一個示意圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的TN模式液晶顯示板的剖面結(jié)構(gòu)；圖6是一個剖視圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的IPS模式液晶顯示板；圖7是一個示意圖，顯示了圖5和圖6中的根據(jù)本發(fā)明第二實施例以約0.1％的重量比添加到密封圖案中的玻璃纖維的分布；圖8是一個剖視圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明第三實施例的TN模式液晶顯示板；以及圖9是一個剖視圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明第三實施例的IPS模式液晶顯示板。
具體實施例方式
下面來具體說明本發(fā)明的實施例，其示例示出在附圖中。
圖5是一個示意圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的液晶顯示板的剖面結(jié)構(gòu)。
參照圖5，液晶顯示板包括由諸如樹脂材料的有機膜形成的黑底502，其形成在與第一透明基板501的一個端部相隔固定距離的區(qū)域和像素邊界區(qū)域處，用來防止由背光裝置所產(chǎn)生的光的泄漏和相鄰像素的顏色混合；紅色、綠色或藍(lán)色的濾色器503，其與黑底502部分地交疊，并且與單位像素對應(yīng)；覆蓋層504，形成在第一透明基板501的上部包括黑底502和濾色器503的整個表面上；公共電極505，形成在覆蓋層504的上表面；密封圖案506，形成在位于第一透明基板501的邊沿部分的公共電極505的上表面，并與黑底502相互交疊；支撐件507，在密封圖案506的1mm×1mm的單位面積中分布少于約550個；以及第二透明基板508，其通過密封圖案506與第一透明基板501相接合。
如上所述，在第一透明基板501上，形成有黑底502、濾色器503、覆蓋層504和公共電極505，而第一透明基板501用作TN模式液晶顯示板的濾色器基板。
黑底502是由諸如樹脂材料的有機材料形成的。
覆蓋層504位于黑底502和濾色器503上部的整個表面上，以使該表面平坦化。即，由于由諸如樹脂的有機材料形成的黑底502形成為厚膜，所以由有機材料形成覆蓋層504，以便防止由黑底502和濾色器503相互交疊的區(qū)域處的階梯所引發(fā)的缺陷。
在第二透明基板508上，被施加掃描信號的多條選通線和被施加圖像信息的多條數(shù)據(jù)線彼此相互交叉，從而以矩陣形式限定了多個單位像素。在交叉點處，設(shè)置了用于開關(guān)單位像素的薄膜晶體管，而在單位像素處設(shè)置了像素電極，用于與形成在第一基板501上的公共電極505一起來驅(qū)動液晶層。因此，第二透明基板被用作薄膜晶體管陣列基板。
如上所述，第二透明基板508被用作薄膜晶體管陣列基板。它正對被用作濾色器基板的第一基板501并與之接合在一起，因此它的一個長邊側(cè)的邊沿和一個短邊側(cè)的邊沿相對于第一透明基板501而伸出。在第二基板508相對于第一透明基板501伸出的一個短邊側(cè)的邊沿部分處，設(shè)置有與選通線相連的選通焊盤部分。在第二透明基板508相對于第一透明基板501伸出的一個長邊側(cè)的邊沿部分處，設(shè)置有與數(shù)據(jù)線相連的數(shù)據(jù)焊盤部分。
選通焊盤部分把來自選通驅(qū)動集成電路的掃描信號提供給位于薄膜晶體管陣列基板上的選通線，而數(shù)據(jù)焊盤部分把來自數(shù)據(jù)驅(qū)動集成電路的圖像信息提供給位于薄膜晶體管陣列基板上的數(shù)據(jù)線。
如上構(gòu)造的第一透明基板501和第二透明基板508由隔墊均勻地隔開，從而在它們中間形成了單元間隙，并且通過密封圖案相互接合，由此構(gòu)成了液晶顯示板。同時，在第一透明基板501和第二透明基板508相互隔開的區(qū)域處形成了液晶層。而密封圖案506可以形成在第一透明基板501上或第二透明基板508上。
根據(jù)液晶層的形成方法，可將密封圖案506形成為各種平面形狀。形成液晶層的方法可以分為真空注入法和滴注法。
真空注入法是如下的方法在真空室中把液晶顯示板的液晶注入孔浸到充滿液晶的容器中，改變真空度，通過液晶顯示板內(nèi)部與外部的壓力差而將液晶注入到液晶顯示板中。在液晶充滿液晶顯示板后，封住液晶注入孔，形成液晶顯示板的液晶層。
將真空注入法中的液晶注入孔限定為密封圖案506一側(cè)的一開口區(qū)域。因此，在利用真空注入法形成液晶顯示板的液晶層的情況下，將密封圖案506的一部分形成為具有開口，并將該具有開口的部分用作為液晶注入孔。
然而，上述真空注入法有以下問題。
在真空注入法中，需要很長時間才能把液晶充滿液晶顯示板。通常，接合好的面積為幾百平方厘米(cm2)的液晶顯示板具有幾個微米(μm)的單元間隙。因此，即便是采用使用了壓力差的真空注入法，單位時間的液晶注入量也很小。另外，隨著液晶顯示板尺寸變大，充滿液晶所需的時間也相應(yīng)地變長，并且在注入液晶的過程中可能會產(chǎn)生缺陷。因此，真空注入法不能用于形成大尺寸液晶顯示板。
另外，在真空注入法中浪費了大量液晶。通常，實際液晶使用量與容器中的液晶量相比很小，而當(dāng)液晶暴露在空氣中或特殊氣體中時，將與氣體發(fā)生反應(yīng)，從而劣化了。這樣，即使容器中的液晶填充了多個液晶顯示板，在注入過程完成后仍然剩余大量液晶，而這樣的剩余液晶就被棄掉了。結(jié)果，液晶顯示器的單位成本將上升。
為了克服真空注入法的這些問題，近來采用了滴注法。
滴注法是如下所述的方法將液晶滴到并且分布到第一透明基板501或第二透明基板508的圖像顯示部分中，從而在第一透明基板501與第二透明基板508相互接合時液晶就均勻分布到整個圖像顯示部分中，由此形成了液晶層。
在通過滴注法形成液晶層的情況下，并不是從外部填充液晶，而是直接將液晶滴在基板上。因此，為了防止液晶從圖像顯示部分泄漏，將密封圖案506形成為具有封閉的圖案形狀，以圍住圖像顯示部分的外沿。
在滴注法中，相比于真空注入法，可以在短時間內(nèi)完成液晶的滴入。因此，對于大尺寸液晶顯示板，可以快速形成基板間的液晶層。
另外，由于只將所需量的液晶滴在基板上，所以與真空注入法相比，液晶顯示板的單位價格可以保持很低。
不同于真空注入法的是，在滴注法中，第一透明基板501和第二透明基板508是在液晶層形成后才被接合到一起的。
在滴注法中，如果密封圖案506是由熱硬化密封劑形成的，那么在接下來接合第一透明基板501和第二透明基板508的過程中密封劑可能流出來，從而會污染已滴入的液晶。因此，在滴注法中，可以使用紫外(UV)硬化密封劑來形成密封圖案506，或者可以使用紫外硬化密封劑和熱硬化密封劑的混合物。
在上述的第一透明基板501和第二透明基板508中，在形成有隔墊的區(qū)域處它們之間保持固定的單元間隙。但是在形成有密封圖案506的區(qū)域處，在接合第一透明基板501和第二透明基板508的過程中或之后，密封劑受壓并廣泛擴散，因此改變了單元間隙。
因此，為了防止單元間隙的變化，將玻璃纖維或玻璃球添加到密封圖案506中作為支撐件507來保持單元間隙。
在根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的液晶顯示板中，在密封圖案506的至少一個1mm×1mm單位面積中分布有少于約500個支撐件507。直徑與第一透明基板501和第二透明基板508之間的單元間隙相差±1μm的球形或圓柱形的玻璃纖維或玻璃球可以用作支撐件507。另外，由于圓柱形玻璃纖維的長度為約20μm，同球形的玻璃球相比可以減少其聚結(jié)。另外，在至少一個1mm×1mm的單位面積中可以分布200個或更少的玻璃纖維。
另外，根據(jù)支撐件的比重或者重量比，可以改變支撐件507的數(shù)量。
在添加球形玻璃球的情況下，它的直徑取決于隔墊的尺寸，等于或大于單元間隙。例如，當(dāng)隔墊是4.8μm時，通常使用直徑約3.8μm到約7.5μm的玻璃球。在密封圖案506的至少一個1mm×1mm的單位面積中可以分布200到550個球形的玻璃球。發(fā)明人已經(jīng)確定當(dāng)分布有約0.01到約200個玻璃球時缺陷率約是0％，當(dāng)分布有約350個或者更少的玻璃球時缺陷率約是10％，當(dāng)分布有約450個或者更少的玻璃球時缺陷率是30％，當(dāng)分布有約500個或更少的玻璃球時缺陷率是40％，當(dāng)分布有約550個或更少的玻璃球時缺陷率是50％。
在添加圓柱形玻璃纖維的情況下，它的直徑取決于隔墊的尺寸，等于或大于單元間隙。例如，當(dāng)隔墊是4.8μm時，通常使用直徑為約3.6μm到約7.5μm、長度為約20μm的玻璃纖維。在密封圖案506的至少一個1mm×1mm的單位面積中可以分布約30到約200個圓柱形玻璃纖維。例如，發(fā)明人已經(jīng)確定在使用直徑為約5.2μm、長度為約20μm的玻璃纖維的情況下，當(dāng)分布有約0.001到約78個玻璃纖維時缺陷率約是0％，當(dāng)分布有約100個或更少的玻璃纖維時缺陷率約是10％，當(dāng)分布有約150個或更少的玻璃纖維時缺陷率約是40％，當(dāng)分布有約200個或更少的玻璃纖維時缺陷率約是50％。
根據(jù)圓柱形玻璃纖維的直徑和長度，可以改變其數(shù)量。例如，假設(shè)在密封圖案506的至少一個1mm×1mm的單位面積中分布有約100個長度約為20μm的玻璃纖維，如果玻璃纖維長度是10μm時，那么將分布約200個玻璃纖維，而如果纖維長度是5μm，那么將分布約450個玻璃纖維。
在現(xiàn)有技術(shù)中，按與密封劑的重量比約為1％來將玻璃球添加到密封圖案506中，在每個1mm×1mm的單位面積中平均分布大約550個以上的玻璃球。在添加玻璃纖維的情況下，現(xiàn)有技術(shù)中分布大約200個以上的玻璃纖維。因此，在密封圖案506形成在由有機膜材料形成的黑底502或者覆蓋層504的上表面的情況下，當(dāng)在接合這兩個基板的過程中或之后產(chǎn)生外部壓力時，或者當(dāng)在接合過程之后在高溫高濕度的條件下檢查接合好的基板時，在整個密封圖案上就密集并且廣泛地分布有公共電極505被玻璃纖維或玻璃球破壞的區(qū)域以及在密封圖案506與覆蓋層504之間或在覆蓋層504與黑底503之間的界面處產(chǎn)生裂隙的區(qū)域。因此，外部空氣流入圖像顯示部分，從而在液晶顯示板中產(chǎn)生了缺陷。
然而，在根據(jù)本發(fā)明第一實施例的液晶顯示板中，與現(xiàn)有技術(shù)相比，在密封圖案506中分布了更少數(shù)量的支撐件。因此，在密封圖案506形成在黑底502或覆蓋層504的上表面的情況下，當(dāng)在接合這兩個基板的過程中或之后產(chǎn)生外部壓力時，或者當(dāng)在接合過程之后在高溫高濕度的條件下檢查接合好的基板時，很少在整個密封圖案506上出現(xiàn)公共電極被支撐件507破壞的區(qū)域以及密封圖案506與覆蓋層504或者覆蓋層504和黑底503之間接觸面產(chǎn)生裂隙的區(qū)域，并且只是局部分布。因此，就防止了外部空氣流入圖像顯示部分，并且可以防止密封圖案506破裂。
黑底是由有色有機膜樹脂(例如丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂等，含有黑色有機顏料和碳黑材料中的至少一種)形成的。覆蓋層504可以由丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂等形成。黑底502可以從第一透明基板501或第二透明基板508的一個端部延伸到形成有密封圖案506的區(qū)域(未顯示)。
已經(jīng)參照TN模式液晶顯示板對圖5進行了說明，在TN模式液晶顯示板中，公共電極505形成在第一透明基板上，用來形成濾色器基板。然而，本發(fā)明的第一實施例也可以應(yīng)用到IPS模式液晶顯示板，在IPS模式液晶顯示板中，公共電極505形成在用來形成薄膜晶體管陣列基板的第二透明基板508上。
圖6是一個示意圖，顯示了IPS模式液晶顯示板的濾色器基板的剖面結(jié)構(gòu)。
根據(jù)圖6，和圖5一樣形成有黑底602、濾色器603和覆蓋層604，圖5中的公共電極505除外。密封圖案606形成在位于第一透明基板601的邊沿部分的覆蓋層604的上表面，并且與黑底602部分地交疊。在密封圖案606的至少一個1mm×1mm的單位面積中分布有約550個或更少的支撐件，通過密封圖案606將第二透明基板608和第一透明基板601接合在一起。
如上所述，黑底602、濾色器603和覆蓋層604形成在第一透明基板601上。第一透明基板601用作IPS模式液晶顯示板的濾色器基板。
黑底602是由諸如樹脂材料的有機膜形成的。
覆蓋層604形成在黑底602和濾色器603的上部的整個表面，以使該表面平坦化。即，由于黑底602是由諸如樹脂材料的有機膜形成的厚膜，由有機材料形成覆蓋層604，以便防止驅(qū)動液晶層時由黑底602和濾色器603相互交疊的部分中的階梯差所引起的缺陷。
在第二透明基板608上，被施加掃描信號的多條選通線和被施加圖像信息的多條數(shù)據(jù)線相互交叉，限定了單位像素矩陣。在每一個交叉點處設(shè)置了用于開關(guān)單位像素的薄膜晶體管，在單位像素處設(shè)置了用來驅(qū)動液晶層的公共電極和像素電極。第二透明基板被用作IPS模式液晶顯示板的薄膜晶體管陣列基板。
第一透明基板601與第二透明基板608由隔墊隔開均勻的固定距離，從而在它們之間產(chǎn)生了單元間隙。兩個基板通過密封圖案606相互接合在一起構(gòu)成液晶顯示板。液晶層形成在第一透明基板601和第二透明基板608彼此隔開的區(qū)域中。密封圖案606可以形成在第一透明基板601或第二透明基板608上。
在利用真空注入法形成液晶層的情況下，密封圖案606的一個部分形成為開口，以便將該部分用作液晶注入孔。在利用滴注法形成液晶層的情況下，密封圖案形成得具有包圍圖像顯示部分外沿的封閉圖案形狀。
在上述第一透明基板601和第二透明基板608中，在形成有隔墊的區(qū)域處保持了固定的單元間隙。但是，在形成有密封圖案606的區(qū)域，在接合第一透明基板601和第二透明基板608的過程中或之后所產(chǎn)生的外部壓力對密封劑進行壓迫，并使其廣泛擴散，由此改變了單元間隙。對于隔墊，可以使用球狀隔墊或者柱狀隔墊。通過形成諸如丙烯酸樹脂或BCB(苯并環(huán)丁烯)的有機膜，再通過光刻處理對所形成的有機膜進行構(gòu)圖，就形成了隔墊。
因此，為了防止單元間隙改變，在密封圖案606中添加了玻璃纖維或者玻璃球來作為用于保持單元間隙的支撐件607。
在根據(jù)本發(fā)明第一實施例中的IPS模式液晶顯示板中，在密封圖案606的至少一個1mm×1mm的單位面積中分布有550個或更少的支撐件607?？梢允褂们蛐位驁A柱形玻璃纖維或玻璃球作為支撐件607，這些玻璃纖維或玻璃球的直徑與第一透明基板601和第二透明基板608之間的單元間隙相差約±1um。由于圓柱狀的玻璃纖維長度約為20μm，所以同球形隔墊相比，可以減少纖維的聚結(jié)。在至少一個1mm×1mm的單位面積中分布有200個或更少的玻璃纖維。
另外，根據(jù)支撐件的比重或重量比，可以改變支撐件607的數(shù)量。
在添加球狀玻璃球的情況下，球的直徑等于或大于單元間隙。例如，當(dāng)隔墊是4.8μm時，使用直徑約3.8μm到約7.5μm的玻璃球。在使用這樣的球形玻璃球的情況下，在密封圖案606的至少一個1mm×1mm的單位面積中分布有200到550個球形的玻璃球。發(fā)明人觀察到當(dāng)分布有約0.01到約200個玻璃球時缺陷率約是0％，當(dāng)分布有約350個或更少的玻璃球時缺陷率約是10％，當(dāng)分布有約450個或更少的玻璃球時缺陷率約是30％，當(dāng)分布有約500或更少的玻璃球時缺陷率約是40％，當(dāng)分布有約550或更少的玻璃球時缺陷率約是50％。
另一方面，在添加玻璃纖維的情況下，纖維的直徑等于或大于單元間隙。例如，當(dāng)隔墊是4.8μm時，使用直徑為約3.6μm到約7.5μm、長度為約20μm的玻璃纖維。在使用這種圓柱形玻璃纖維的情況下，在密封圖案606中的至少一個1mm×1mm的單位面積中分布有約30個到約200個圓柱形玻璃纖維。例如，發(fā)明人已經(jīng)確定在使用直徑約5.2μm、長度約20μm的玻璃纖維的情況下，當(dāng)分布有約0.001到約78條玻璃纖維時缺陷率約是0％，當(dāng)分布有約100條或更少的玻璃纖維時缺陷率約是10％，當(dāng)分布有約150條或更少的玻璃纖維時缺陷率約是40％，當(dāng)分布有約200條或更少的玻璃纖維時缺陷率約是50％。
根據(jù)圓柱形玻璃纖維的直徑和長度，可以改變其數(shù)量。例如，假設(shè)在密封圖案606至少一個1mm×1mm的單位面積中分布有約100條長度約為20-的玻璃纖維，如果纖維長度是10μm，那么將分布約200條玻璃纖維，而如果纖維長度時5μm，那么可以分布約450條玻璃纖維。
在現(xiàn)有技術(shù)中，將與密封劑的重量比約為1％的玻璃球添加到密封圖案606中，在每個1mm×1mm的單位面積中平均分布有超過約550個玻璃球。在添加玻璃纖維的情況下，現(xiàn)有技術(shù)中分布有超過約200條玻璃纖維。因此，在密封圖案606形成在由有機膜材料形成的黑底602或覆蓋層604的上表面的情況下，當(dāng)在接合兩個基板的過程中或之后產(chǎn)生了外部壓力時，或者當(dāng)在接合過程之后在高溫、高濕度的條件下檢查接合好的基板時，在整個密封圖案606中就密集并且廣泛地分布著在密封圖案606與覆蓋層604或覆蓋層604與黑底602之間的界面處產(chǎn)生裂隙的區(qū)域。因此，外部空氣流入圖像顯示部分，由此在液晶顯示板中產(chǎn)生了缺陷。
然而，在根據(jù)本發(fā)明第一實施例的IPS模式液晶顯示板中，和現(xiàn)有技術(shù)相比在密封圖案606中分布了更少數(shù)目的支撐件。因此，在密封圖案606形成在由有機膜材料形成的黑底602或者覆蓋層604的上表面的情況下，當(dāng)在接合兩個基板的過程中或之后產(chǎn)生外部壓力時，或者當(dāng)在接合過程之后在高溫高濕度的條件下檢查接合好的基板時，在整個密封圖案606中只是稀疏地散布著在密封圖案606與覆蓋層604或者在覆蓋層604與黑底602之間的界面處產(chǎn)生裂隙的區(qū)域，因此可以防止外部空氣流入圖像顯示部分，并且防止密封圖案606破裂。
黑底是由有色有機膜樹脂(例如丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂等，含有黑色有機顏料和碳黑材料中的至少一種)形成的。覆蓋層604可以由丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂等形成。黑底602可以從第一透明基板601或者第二透明基板608的一個端部延伸到形成有密封圖案606的區(qū)域(未顯示)。
在根據(jù)本發(fā)明第二實施例的液晶顯示板中，在具有如上所述的圖5和圖6中所示結(jié)構(gòu)的TN模式和IPS模式液晶顯示板中，按與密封劑的重量比少于約1％將用于保持第一透明基板501、601與第二透明基板508、608之間的間隙的支撐件507、607添加到密封圖案506、606中。
如上所述，當(dāng)按與密封劑的重量比小于約1％來將每種支撐件507、607添加到密封圖案506、606中時，在密封圖案506、606的至少一個1mm×1mm的單位面積中分布有約550個或更少的支撐件507、607。因此，根據(jù)本發(fā)明第二實施例的TN模式和IPS模式液晶顯示板將獲得與根據(jù)本發(fā)明第一實施例相同的效果。
圖7是一個示意圖，顯示了按與密封劑的重量比約為0.1％添加在密封圖案506、606中的支撐件507、607的分布狀態(tài)。在添加球狀玻璃球作為支撐件的情況下，在按照與密封劑的重量比為約0.1％進行添加的情況下，在密封圖案506、606的至少一個1mm×1mm的單位面積中可以分布約20個到55個支撐件507、607。而在添加圓柱形玻璃纖維作為支撐件的情況下，在密封圖案506、606的至少一個1mm×1mm的單位面積中分布有5到20個支撐件507、607。但是，可以根據(jù)支撐件的重量來改變支撐件507、607的重量比，即使在100mm×100mm中有約一個支撐件，該支撐件也不會影響液晶顯示板。因此，在添加玻璃纖維的情況下，可以分布大約0.01到約75條玻璃纖維，而在添加玻璃球的情況下，可以分布約0.01到約200個玻璃球。
可以按與密封劑的重量比在約0.95％到小至約0.005％之間來將支撐件507、607添加到密封圖案506、606中。
圖8是一個示意圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明第三實施例液晶顯示板的剖面結(jié)構(gòu)。
參照圖8，根據(jù)本發(fā)明第三實施例液晶顯示板包括由諸如樹脂材料的有機膜形成的黑底702，其形成在與第一透明基板701的一個端部相隔固定距離的區(qū)域和像素邊界區(qū)域處，用來防止背光裝置所產(chǎn)生的光的泄漏，以及防止相鄰像素的顏色混合；紅色、綠色或藍(lán)色的濾色器703，與黑底702部分地交疊，并且與單位像素對應(yīng)；覆蓋層704，形成在第一透明基板701的上部包括黑底702和濾色器703的整個表面上；公共電極705，形成在覆蓋層704的上表面；密封圖案706，形成在位于第一透明基板701的邊沿部分的公共電極705的上表面，并與黑底702部分地交疊；第二透明基板708，通過密封圖案706與第一透明基板701相連；以及支撐件707，被添加到密封圖案706中以便保持第一透明基板701與第二透明基板708之間的單元間隙，并且它的直徑小于第一透明基板701與第二透明基板708之間的單元間隙。
黑底是由有色有機膜樹脂(例如丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂等，含有黑色有機顏料和碳黑材料中的至少一種)形成的。覆蓋層704可以由丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂等形成。
第一透明基板701與第二透明基板708之間的約為5μm的單元間隙保持恒定、均勻。因此，根據(jù)本發(fā)明第三實施例的支撐件707的直徑小于5μm?？梢允褂弥睆郊s為3.8μm的玻璃纖維或玻璃球作為支撐件?？梢允褂弥睆奖葐卧g隙小約1μm的玻璃纖維或玻璃球作為支撐件。
在根據(jù)本發(fā)明第三實施例的液晶顯示板中，在正常狀態(tài)下，長度為5μm的隔墊和支撐件707在第二透明基板708與公共電極705與它們相接觸。即使在產(chǎn)生外部壓力的情況下，由于支撐件707的直徑約是3.8μm，這小于隔墊的高度，所以外部壓力被分散，從而可以減小由有機材料形成的黑底702和覆蓋層704的凹陷。
因此，可以防止公共電極705斷裂，或者可以防止在覆蓋層704與公共電極705之間、公共電極705與覆蓋層704之間、以及覆蓋層704與黑底702之間的界面處產(chǎn)生裂隙。因此，可以防止外部空氣流入圖像顯示部分，并且可以防止密封圖案706破裂。
上述圖8顯示了TN模式液晶顯示板，其中公共電極705形成在用作濾色器基板的第一透明基板701上。但是，第三實施例也可以用于IPS模式液晶顯示板，其中公共電極形成在用作薄膜晶體管陣列的第二透明基板708上。
圖9是一個示意圖，顯示了IPS模式液晶顯示板的濾色器基板的剖面結(jié)構(gòu)。
在圖9中，除了公共電極705之外，和圖8所示的一樣，在第一透明基板801上形成有黑底802、濾色器803和覆蓋層804。密封圖案806形成在位于第一透明基板801的邊沿部分的覆蓋層804的上表面，并且與黑底802部分地交疊。另外，可以將黑底802形成得從第一透明基板801或第二透明基板808的一個端部延伸到形成有密封圖案806的區(qū)域(未顯示)。
第一透明基板801和第二透明基板808之間的約為5μm的均勻單元間隙保持恒定。因此，根據(jù)本發(fā)明第三實施例的支撐件807的直徑要小于5μm?？梢允褂弥睆郊s為3.8μm的玻璃纖維或者玻璃球作為支撐件?？梢允褂弥睆奖葐卧g隙小約1μm的玻璃纖維或者玻璃球作為支撐件。
在根據(jù)本發(fā)明第三實施例的IPS模式液晶顯示板中，在正常狀態(tài)，長度約為5μm的隔墊和支撐件807在第二透明基板708與公共電極705之間與它們相接觸。即使在產(chǎn)生外部壓力的情況下，由于支撐件807的直徑約是3.8μm，這比隔墊的高度要小，所以外部壓力被分散，從而可以減小由有機材料形成的黑底802和覆蓋層804的凹陷。
因此，可以防止在覆蓋層804與密封圖案806之間、以及覆蓋層804和黑底802之間的界面處產(chǎn)生裂隙，從而阻止外部空氣流入圖像顯示部分，并且防止密封圖案806破裂。
就上所述，在根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示板中，在密封圖案形成在由有機膜材料形成的黑底或覆蓋層的上表面上的情況下，可以防止外部空氣流入圖像顯示面板，從而可以防止密封圖案的破裂，增強了密封圖案和有機材料的粘接，使液晶顯示板中的缺陷減到最小。因此，可以提高液晶顯示板的合格率，從而可以降低產(chǎn)品的成本。
對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，很明顯，在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，能對本發(fā)明進行多種改進和變化。因此，如果這些改進和變化落在所附權(quán)利要求及其等同物的范圍內(nèi)，則本發(fā)明涵蓋這些改進和變化。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示板，包括位于第一基板上的至少一層有機膜；位于有機膜上的密封圖案；通過密封圖案接合到第一基板上的第二基板；以及添加到密封圖案中的支撐件，其中，在密封圖案的至少一個1mm×1mm單位面積中添加了約550個或更少的支撐件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示板，其中，所述有機膜是由樹脂材料形成的黑底。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液晶顯示板，其中，所述黑底延伸到形成有密封圖案的區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示板，其中，所述有機膜是覆蓋層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示板，其中，所述有機膜是由黑底和覆蓋層層疊而成的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示板，還包括形成在有機膜的上表面上的公共電極，其中，密封圖案形成在該公共電極的上表面上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示板，其中，所述支撐件是玻璃球。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示板，其中，所述支撐件是玻璃纖維。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的液晶顯示板，其中，在密封圖案的至少一個單位面積中有約200個或更少的支撐件。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的液晶顯示板，其中，玻璃纖維的數(shù)目隨玻璃纖維的直徑或長度而變化。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示板，其中，按支撐件與密封圖案的密封劑的重量比為約1％將支撐件添加到密封圖案中。
12.一種液晶顯示板，包括位于第一基板上的至少一層有機膜；位于有機膜上的密封圖案；通過密封圖案接合到第一基板上的第二基板；以及添加到密封圖案中的支撐件，其中，按照與密封圖案的密封劑的重量比小于約1％將支撐件添加到密封圖案中。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的液晶顯示板，其中，所述有機膜是由樹脂材料制成的黑底。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的液晶顯示板，其中，所述黑底延伸到形成有密封圖案的區(qū)域。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的液晶顯示板，其中，所述有機膜是覆蓋層。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的液晶顯示板，其中，所述有機膜是由黑底和覆蓋層層疊而成的。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的液晶顯示板，還包括位于有機膜上的公共電極，其中，密封圖案形成在該公共電極的上表面。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的液晶顯示板，其中，所述支撐件是玻璃纖維。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的液晶顯示板，其中，在密封圖案的至少一個單位面積中有75個或更少的支撐件。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的液晶顯示板，其中，所述支撐件是玻璃球。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的液晶顯示板，其中，在密封圖案的至少一個單位面積中添加了約200個或更少的支撐件。
22.根據(jù)權(quán)利要求12所述的液晶顯示板，其中，按與密封圖案的密封劑的重量比在約0.005％到約0.95％之間將支撐件添加到密封圖案中。
23.根據(jù)權(quán)利要求12所述的液晶顯示板，其中，支撐件的重量比隨支撐件的比重而改變。
24.一種液晶顯示板，包括位于第一基板上的至少一層有機膜；位于有機膜上的密封圖案；通過密封圖案接合到第一基板上的第二基板；以及添加到密封圖案中的支撐件，其中，支撐件的直徑小于第一基板與第二基板之間的間隙。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的液晶顯示板，其中，所述有機膜是由樹脂材料形成的黑底。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的液晶顯示板，其中黑底延伸到形成有所述密封圖案的區(qū)域。
27.根據(jù)權(quán)利要求24所述的液晶顯示板，其中，所述有機膜是覆蓋層。
28.根據(jù)權(quán)利要求24所述的液晶顯示板，其中，所述有機膜是由黑底和覆蓋層層疊而成的。
29.根據(jù)權(quán)利要求24所述的液晶顯示板，還包括位于有機膜上的公共電極，其中，密封圖案形成在該公共電極的上表面上。
30.根據(jù)權(quán)利要求24所述的液晶顯示板，其中，所述支撐件包括玻璃纖維和玻璃球中的一種。
31.根據(jù)權(quán)利要求24所述的液晶顯示板，其中，所述支撐件的直徑小于約5μm。
32.根據(jù)權(quán)利要求24所述的液晶顯示板，其中，所述支撐件的直徑與所述間隙相差1μm之內(nèi)。
全文摘要
在液晶顯示板中，在密封圖案形成在由有機膜材料構(gòu)成的黑底或覆蓋層的上表面的情況下，通過控制添加到用于結(jié)合液晶顯示板的兩個基板的密封圖案中的支撐件的數(shù)目或尺寸，防止了外部空氣進入圖像顯示部分，并防止了密封圖案的破裂，因此可以減少液晶顯示板中產(chǎn)生的缺陷。
文檔編號G02F1/1335GK1536398SQ20041003104
公開日2004年10月13日 申請日期2004年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月7日
發(fā)明者金峰澈, 南明祐, 姜敬奎, 李哲九, 樸權(quán)榮, 吳彰浩, 李尹洛 申請人:Lg.飛利浦Lcd有限公司