液晶显示装置的制作方法

专利名称：液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示装置，尤其涉及应用于使用取向膜的液晶显 示装置有效的技术。
背景技术：
近年来，作为显示装置大多采用液晶显示装置。特别是，液晶显 示装置因其厚度薄、重量轻、功耗低而被广泛用作大型电视机、便携 设备的显示部。但是，液晶显示装置由于使用液晶组成物而需要取向膜。另外，液晶显示装置具有在2块基板之间封入液晶组成物的结构。因此，在 基板周边设有密封液晶组成物的密封构件。另外，因窄边框化的要求 而将取向膜和密封构件靠近设置。近年来，开发出用喷液法在基板上涂敷取向膜的方法。在采用喷 液法的情况下，可以直接绘图，并具有非接触工艺的低污染、溶液消 耗量少、准备时间短等的效果。在曰本特开2004—361623号公报中记载了采用喷液法形成取向 膜的液晶显示装置。但是，在日本特开2004 — 361623号公报中，对 于控制取向膜的尺寸仅公开了形成堤状的结构物。发明内容用喷液法形成的取向膜存在难以在其周边进行尺寸控制和形状 控制的问题。其原因在于用喷液法喷出的材料的固体成分浓度低、粘 度低。因此，在喷液法中使用的树脂液的粘度低、溶剂量多，从而导致 涂敷后其周边发生浸润扩展，例如发生相对于涂敷位置的浸润扩展。
而且，该浸润扩展很少在树脂膜周边的整个区域上呈均匀状态，不可 避免地形成空间上无用的区域。本发明是基于上述情况而进行的发明，其目的是提供一种具有在 周边无浸润扩展的取向膜的液晶显示装置。为解决上述问题，本发明的液晶显示装置具有第一基板、第二基 板、设置在第一基板上的显示区域、设置在显示区域的周围的密封构 件、在第一基板或第二基板上形成的有机绝缘膜、以及在该有机绝缘 膜上形成的取向膜，上述有机绝缘膜在由密封构件划分出的内侧具有 端部，在该端部形成有机绝缘膜的膜厚不同的台阶部。另外，在台阶部形成对取向膜的亲合性比有机绝缘膜对取向膜的 亲合性(粘附性)低的膜。另外，当在台阶部附近滴下取向膜时，进行调整以使取向膜的粘 度提高，限制取向膜的扩展。本发明在液晶显示装置中，在与密封构件接近地形成取向膜的结 构中，在有助于窄边框化的边缘部将取向膜形成在密封构件的内侧。另外，本发明在液晶显示装置中，在与密封构件接近地形成取向 膜的结构中，尽量抑制制造工序的增加，限制将取向膜涂敷到密封构 件的形成部。按照本发明，能够得到使密封构件的形成区域和取向膜彼此靠近 而形成了狭窄的显示部周边的液晶显示装置。按照本发明，能够容易地限制在密封构件的形成区域涂敷取向 膜，通过追加半曝光工序或调整取向膜的粘度，可以得到与周边部相 比显示区域很大的液晶显示装置。另外，本发明的液晶显示装置具有液晶面板，该液晶面板具有中间夹着液晶层彼此对置的2块基板，在重叠的2块基板的周围设有密 封构件使其密封液晶组成物，在2块基板的液晶层侧形成保护膜，在 该保护膜上形成取向膜，在2块基板中的至少 一块基板的形成密封构 件的位置附近，形成保护膜的台阶部。液晶面板具有4条边，3条边形成得将2块基板的端面对齐，在
剩下的1条边， 一块基板从另 一块基板向外侧延伸而形成外部连接部， 在形成外部连接部的1条边形成将密封构件的外侧的连接端子和密封 构件的内侧的像素部电连接的布线，并形成覆盖该布线的保护膜。在2块基板的至少一块基板的形成密封构件的位置附近，覆盖布 线的保护膜的膜厚比覆盖像素部的保护膜的膜厚薄而形成台阶部，在 台阶部形成对取向膜的亲合性低的面。


图l是表示作为本发明实施方式的液晶显示装置的概略结构的框图。图2是表示作为本发明实施方式的液晶显示装置的液晶面板的概 略结构的立体图。图3是表示作为本发明实施方式的液晶显示装置的概略结构的剖视图。图4是表示作为本发明实施方式的液晶显示装置的概略结构的剖 视图。图5A、图5B是表示作为本发明实施方式的液晶显示装置的台阶 部的剖一见图。图6是表示作为本发明实施方式的液晶显示装置的概略结构的剖 视图。图7是表示作为本发明实施方式的液晶显示装置的概略结构的剖 视图。图8是表示作为本发明实施方式的液晶显示装置的概略结构的剖视图。图9是表示作为本发明实施方式的液晶显示装置的概略结构的剖视图。图10是表示作为本发明实施方式的液晶显示装置的取向膜的涂 敷方法的概略图。图11是表示作为本发明实施方式的液晶显示装置的取向膜的涂
敷方法的概略图。图12是表示作为本发明实施方式的液晶显示装置的取向膜的涂 敷方法的概略图。图13是表示作为本发明实施方式的液晶显示装置的取向膜的涂 敷方法的概略图。
具体实施方式
图1是表示本发明的液晶显示装置IOO的俯视图。液晶显示装置 100包括液晶面板1和控制电路80。从控制电3各80提供液晶面板1 的显示所需的信号和电源电压。控制电路80安装在挠性基板70上， 通过布线71、端子75对液晶面板1传送信号。在液晶面板1的像素部8设有像素电极12。液晶面板1呈矩阵状 地具有多个像素部8，但为避免使图变得繁杂，在图1中仅示出l个 像素部8。呈矩阵状配置的像素部8形成显示区域9，各像素部8起 着显示图像的像素的作用，在显示区域9显示图像。在图1中，液晶面板1具有沿图中x方向延伸、在y方向上并列 设置的栅极信号线(也称扫描线)21和沿y方向延伸、在x方向上并 列设置的漏极信号线(也称视频信号线)22。在由栅极信号线21和 漏极信号线22所包围的区域形成像素部8。在像素部8设有开关元件10。从栅极信号线21提供控制信号， 控制开关元件10的通/断。通过使开关元件10变为接通状态，将通过 漏极信号线22传送的视频信号提供给像素电极12。像素电极12由 ITO等透明导电膜形成。漏极信号线22通过连接端子51与驱动电路5连接。从驱动电路 5对漏极信号线22输出视频信号。另一方面，栅极信号线21与驱动 电路6连接，从驱动电路6输出控制信号。栅极信号线21、漏极信号 线22、以及驱动电路6形成在同一TFT基板2上。驱动电路5为IC 芯片，安装在TFT基板2上。TFT基板2隔着微小的间隙与对置基板3重叠。而且，在显示区
域9的外围设置有密封构件7,将TFT基板2和对置基板3粘接。TFT 基板2、对置基板3、以及密封构件7构成具有微小间隙的容器形状， 在内部保持液晶组成物。此外，在对置基板3上设置滤色片(未图示)。接着，用图2说明液晶面板1的外观。图2是液晶面板1的立体 图，如上所述，对置基板3与TFT基板2重叠。TFT基板2和对置基 板3呈端面在3条边28对齐的形状，在剩下的1条边，TFT基板2 比对置基板3向外侧伸出而形成端子连接部29。在该TFT基板2比 对置基板3的边向外侧延伸的端子连接部29上，设置有连接端子51 和连接端子75，用于连接驱动电路5和挠性基板70。在端面对齐了的3条边28上，密封构件7在边缘附近形成，密 封构件7和边缘28的间隔w很窄。接着，在图3中示出由图2的截 线A —A指示的剖视图，在图4中示出由图2的截线B —B指示的剖 视图。图3是表示端子连接部29侧的密封构件7附近的剖视图。如图3 所示，TFT基板2与对置基板3重叠，由密封构件7固定TFT基板2 和对置基板3。而且，在由TFT基板2、对置基板3、以及密封构件7 所包围的内部保持着液晶组成物4。 TFT基板2和对置基板3的间隔 由间隔物27保持。在TFT基板2上形成有基底膜41，在基底膜41之上形成有在与 栅极信号线相同的工序中形成的引出布线23。在引出布线23之上形 成有栅极绝缘膜43。漏极信号线22从图3中右侧的显示区域一直延 伸到密封构件7附近。漏极信号线22在密封构件7的内侧，通过在栅极绝缘膜43上形 成的通孔52与引出布线23连接。引出布线23在密封构件7的外侧 通过通孔53与漏极信号线22连接。在漏极信号线22之上层叠着无机绝缘膜45和有机绝缘膜44。在 密封构件7的外侧，在无机绝缘膜45和有机绝缘膜44上形成有通孔 54。漏极信号线22通过通孔54与透明导电膜37连接而形成连接端 子51。
在图3中，密封构件7在TFT基板2侧与有机绝缘膜44粘接。 密封构件7粘接着的有机绝缘膜44的厚度比在台阶65附近的像素区 域中形成的有机绝缘膜44的厚度薄。此外，也可以在与密封构件7 的粘接部将有机绝缘膜44除去而将密封构件7与无机绝缘膜45粘接。 如果用氮化硅膜SiN或氧化硅膜Si02形成无机绝缘膜45,则可以增 加密封构件7的粘接强度。取向膜14和18的端部14a和18a形成在密封构件7的内侧。可 以避免因取向膜14或取向膜18与密封构件7重叠而导致的粘接强度 降低的问题。此外，在端部14a和18a，取向膜的膜厚加厚，成为如 图3所示的凸起状。取向膜的端部14a和18a形成在有机绝缘膜44的台阶65的附近。 利用该台阶65限制取向膜14、 18的浸润扩展，因此，端部14a和18a 形成在台阶65的附近。另一方面，在对置基板3侧设有遮挡不需要的光的黑底82和滤 色片81。设置有机绝缘膜44使其覆盖黑底82和滤色片81。该有机 绝缘膜44也被称为保护层，还具有填埋由滤色片81产生的台阶而使 其变得平坦的作用。另外，对有机绝缘膜44也可以使用形成滤色片 81的抗蚀剂材料。另外，在有机绝缘膜44的液晶侧有时也设置透明导电膜83。该 透明导电膜83是设置在对置基板3侧的对置电极，在与设置在TFT 基板2侧的像素电极之间产生电场。而且，在透明导电膜83的液晶 侧用有机树脂等形成有间隔物27。以有机绝缘膜44为例对形成台阶 65的保护膜进行了说明，但也可以采用无机绝缘膜45。接着，在图4中示出TFT基板2和对置基板3的端面对齐了的边 28附近的剖视图。如图4所示，在边28，在TFT基板2和对置基板 3对齐了的位置剖开。漏极信号线22、取向膜14、以及取向膜18没有到达密封构件7, 而是靠近密封构件7形成。而栅极信号线21、栅极绝缘膜43、有机 绝缘膜44、以及无机绝缘膜45延伸到密封构件7,而且一部分与密 封构件7重叠。栅极信号线21、栅极绝缘膜43、漏极信号线22、无机绝缘膜45、 以及有机绝缘膜44可以通过光刻工序以高精度形成。但是，取向膜 14和取向膜18则用印刷或喷液法形成，精度比光刻工序低。因此， 当在密封构件7的附近形成取向膜14和取向膜18时，将产生因制造 偏差等使取向膜14和取向膜18的一部分与密封构件7重叠这样的问 题。印刷取向膜14或取向膜18的位置精度为士0.45mm，形成密封构 件7的点胶或印刷的位置精度为土0.15mm左右。因此，将会产生最 大0.70mm的偏差。所以，如果取向膜14或取向膜18的端部与密封 构件7的距离在0.70mm以下，就导致产生取向膜14或取向膜18与 密封构件7重叠的可能性。即，设密封构件7的宽度为SW、取向膜与密封构件的位置精度 为M,当从TFT基板2和对置基板3的边缘起在SW+M的距离以内 形成取向膜的端部时，用印刷或喷液法形成的取向膜的位置精度较 差，因此将导致取向膜14或取向膜18与密封构件7重叠。为此，在有机绝缘膜44上形成台阶65，以台阶65的膜厚较厚的 部分阻止取向膜14、 18的扩展。接着，用图5A、图5B说明在有机绝缘膜44上形成了台阶65时 的取向膜扩展的位置。在有机绝缘膜44上形成有厚度为hl的第1厚 度部分67和厚度为h2的第2厚度部分68,从而形成台阶65。当在该第1厚度部分67上涂敷了取向膜14时，取向膜14在有 机绝缘膜44的表面上浸润扩展。当有机绝缘膜44的表面平坦时，取 向膜14和有机绝缘膜44的接触角6恒定。在图5A、图5B中，为了 易于理解用切线70表示接触角6 。而当取向膜14延伸到有机绝缘膜44的台阶65时，在台阶部65 上取向膜14和有机绝缘膜44的接触角6会增大。此时，取向膜14 的表面张力起着使接触角不增大的力的作用。因此，在台阶部65上 取向膜的浸润扩展减少或停止。
台阶65可以通过由光刻工序将光固化性的树脂半曝光而形成， 能够不增加更换曝光用掩模和重新涂敷树脂等的工序地形成。有机绝缘膜44的第2厚度部分68,其曝光量比第1厚度部分67 弱，易于利用抛光(ashing)等除去。因此，通过有机绝缘膜44的曝 光、显影和抛光，使第2厚度部分68的膜的被削除量比第1厚度部 分67多，因此能形成台阶65。接着，用图6说明使台阶部65的涂膜性进一步降低的结构。图6 示出边缘28的TFT基板2侧。如图6所示，在台阶部65形成透明导 电膜66以降低涂膜性。透明导电膜66的材料与用于像素电极的材料 相同，可由ITO (indium tin oxide:铟锡IU匕物)、ITZO (Indium Tin Zinc Oxide:铟锡锌氧化物)、IZO (Indium Zinc Oxide:铟锌氧化物)、 ZnO ( Zinc Oxide:氧化锌)、SnO (氧化锡)、In203 (氧化铟)等透 光性的导电层构成。透明导电膜66与取向膜中所含有的溶剂的亲合 性低于有机绝缘膜44与取向膜中所含有的溶剂的亲合性，因此涂膜 性低。进一步，以台阶65为界，对有机绝缘膜44侧照射紫外线63。被 照射了紫外线63的有机绝缘膜44与取向膜中所含有的溶剂的亲合性 好，因此涂膜性提高。而透明导电膜66被掩模64覆盖，未被照射紫外线63。由于未被 照射紫外线63,因此从透明导电膜66起在外侧的区域，涂膜性不会 提高。因此，未被照射紫外线63的透明导电膜66与像素区域的被照 射了紫外线63的透明导电膜相比涂膜性也低。接着，在图7中示出边缘28的对置基板3侧。在对置基板3侧 有时在有机绝缘膜44的大致整个表面上形成有透明导电膜66作为对 置电极，在台阶部65上也形成有透明导电膜66。但是，以台阶65 为界，对透明导电膜66照射紫外线63。被照射了紫外线63的透明导 电膜66与取向膜中所含有的溶剂的亲合性好，因此涂膜性提高。此外，示出了在图7所示的对置基板3上在密封构件7的粘接部 将有机绝缘膜44除去的结构。由于在TFT基板2侧的密封构件7的
粘接部下方设有与连接端子连接的引出布线和栅极布线，因此即使很薄也最好形成有机绝缘膜44，但对于对置基板3的密封构件7的粘接 部，也可以将有机绝缘膜44除去以保证粘接强度。图8是表示端子连接部29侧的密封构件7的附近的剖视图，在 台阶65的附近设有透明导电膜66。另外，图9是TFT基板2和对置 基板3的端面对齐的边28附近的剖视图，示出在台阶65的附近设有 透明导电膜66并涂敷、烧结了取向膜14和18的状态。由于透明导 电膜66与取向膜14和18的亲合性差，因此可以由台阶65中断取向 膜14、 18的扩展。此外，虽然未照射紫外线63时密封构件7的粘接强度也降低， 但密封构件7的粘接强度仍比取向膜高2倍左右，因此，与取向膜的 易剥落相比，因未照射紫外线63而使密封构件7受到的粘接强度降 低的影响小。在图8和图9中，将有机绝缘膜44的膜厚较薄的部分一直形成 到密封构件7的粘接部附近，但在与密封构件7的粘接部将有机绝缘 膜44除去，密封构件7与无机绝缘膜45或对置基板3粘接。这样， 当想要进一步提高密封构件7的粘接力时，在TFT基板2和对置基板 3这两块基板的与密封构件7的粘接部将有机绝缘膜44除去也是有效 的。以下，用图10~图13说明调整取向膜液的粘度的方法。在该说 明中，将涂敷后进行干燥、烧结而形成取向膜的涂敷液也称为取向膜 14或取向膜液14。图10示出采用喷液法涂敷取向膜液时的喷嘴90 的附近的结构。从喷嘴90将取向膜液形成为液滴91而涂敷在对置基 板3上。用喷液法涂敷的取向膜14的粘度低而容易在对置电极83上浸润 扩展。因此，接近喷嘴90地设置送风喷嘴92,对滴下的取向膜液喷 吹热风或冷风。借助于从送风喷嘴92喷出的热风或冷风，使液滴91 中的溶剂挥发，粘度提高，而涂敷在对置基板3上。粘度高的取向膜14a停留在台阶部65的附近，因此可以抑制取向
膜14的浸润扩展。此外，取向膜14a在溶剂蒸发后周边部变成凸起 状，因此粘度高的取向膜14a和粘度低的取向膜14之间呈凸起状。 另外，也能够如图IO所示，使粘度高的取向膜14a的膜厚形成得大 于在其他的像素区域内形成的取向膜14的膜厚、或使粘度高的取向 膜14a的凸起高于在其他的像素区域内形成的取向膜14的凸起或膜 厚，从而更可靠地防止取向膜14的扩展。图ll示出，形成2个取向膜涂敷用的喷嘴，从喷嘴90滴下通常 粘度的取向膜液14,从喷嘴93滴下粘度高的取向膜液14a。图12示出，在喷嘴90设置阀门94和加热/冷却部95，在台阶部 65附近由阀门94使取向膜液通过加热/冷却部95侧而进行加热或冷 却，由此提高粘度后将取向膜液14a向对置基板3滴下。图13示出，在基板保持台96的台阶部65附近的位置设置加热 或冷却部97。可以通过在取向膜液滴下时加热或冷却对置基板3来调 节取向膜液14的粘度，提高涂敷在台阶部65附近的取向膜液14a的 粘度。
权利要求
1.一种液晶显示装置，其特征在于包括第一基板和第二基板；设置在上述第一基板上的显示区域；设置在上述显示区域的周围的密封构件；在上述第一基板或第二基板上形成的保护膜；以及在上述保护膜之上形成的取向膜，上述保护膜在由上述密封构件划分出的内侧形成有台阶部。
2. 根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于 在上述台阶部设置有与上述取向膜的亲合性低于上述保护膜与上述取向膜的亲合性的膜。
3. 根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于 在上述台阶部设置有透明导电膜。
4. 一种液晶显示装置，其特征在于 包括第一基板和第二基板；设置在上述第一基板上的像素部；设置在上述第二基板上的滤色片部；设置在上述第一基板和上述第二基板的周围的密封构件；以及 在上述第一基板或上述第二基板上形成的取向膜， 在形成有上述第一基板的连接端子的边，形成有通过上述密封构 件的下面将上述连接端子和上述像素部电连接的布线， 在上述布线之上设置有机绝缘膜，在形成于上述有机绝缘膜的由上述密封构件划分出的内侧的端 部，形成有具有第 一膜厚和比该第 一膜厚薄的第二膜厚的台阶部， 上述取向膜的端部形成在第l膜厚的有机绝缘膜上。
5. 根据权利要求4所述的液晶显示装置，其特征在于 在上述台阶部设置有与上述取向膜的亲合性低于上述有机绝缘 膜与上述取向膜的亲合性的膜。
6. 根据权利要求4所述的液晶显示装置，其特征在于 在上述台阶部设置有透明导电膜。
7. —种液晶显示装置，其特征在于 包括第一基板和第二基板；设置在上述第一基板上的显示区域；设置在上述显示区域的周围的密封构件；在上述第一基板或上述第二基板上形成的保护膜；在上述保护膜之上形成的取向膜，上述保护膜在由上述密封构件划分出的内侧形成台阶部，在上述 台阶部形成的取向膜的膜厚大于在上述显示区域形成的取向膜的膜厚。
8. 根据权利要求7所述的液晶显示装置，其特征在于 在设置于上述台阶部的取向膜与形成于上述显示区域的取向膜之间的取向膜上设置有凸起部。
9. 根据权利要求7所述的液晶显示装置，其特征在于 在上述台阶部设置有透明导电膜。
全文摘要
本发明提供一种液晶显示装置，具有取向膜和密封构件，在一块基板从另一块基板向外侧延伸而成的端子连接部，在密封构件的内侧形成有机绝缘膜的台阶部，通过设置台阶，来限制取向膜从台阶部向密封构件扩展。在有机绝缘膜的膜厚薄的部分形成将连接端子和像素部电连接的引出布线。由此，在形成取向膜并由基板周边的密封构件粘接2块基板的液晶显示装置中，即使接近密封构件地形成取向膜也能保持密封构件的粘接强度。
文档编号G02F1/1337GK101140390SQ20071014921
公开日2008年3月12日 申请日期2007年9月7日 优先权日2006年9月8日
发明者小林节郎, 新井好宏 申请人:株式会社日立显示器