液晶显示器件及其制作方法技术

本发明专利技术揭示了一种液晶显示器件及其制作方法。在使用塑料衬底的液晶显示器件中，随着屏幕尺寸的不断加大，人们对实现高清晰度、高孔径效率、和高可靠性有了更强烈的需求。与此同时，对提高生产率以及降低成本也有了更高的要求。针对这样的要求，本发明专利技术提出了一个方案，即，在对面衬底（柔性衬底）上提供保护膜１２３，其中所述保护膜至少具有一层用以硅制成的靶通过高频率溅射法形成的氮化硅膜，并在对面衬底上涂画密封材料１１２，在真空下向对面衬底滴注液晶材料１１４后，粘贴其上提供有像素电极１１１以及圆柱状隔离物１１５的柔性衬底１１０。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。例如，本专利技术涉及 具有由薄膜晶体管(在下文中被称为TFT)构成其电路的以液晶显示屏 板(panel)为典型的电光器件，以及其上搭载了这样的电光器件作为 其部件的电子器具。
技术介绍
近年来，利用在具有绝缘表面的衬底上形成的半导体薄膜(厚度 为几至几百mn左右)来构成薄膜晶体管(TFT)的技术受人关注。薄膜 晶体管被广泛地应用于电子器件诸如IC (集成电路)、电光器件等， 并且特别迫切需要将其开发作为图像显示器件的开关元件。长期以来，液晶显示器件作为图像显示器件是众所周知的。因有 源矩阵型液晶显示器件比无源矩阵型液晶显示器件更能显示高清晰图 像，所以有源矩阵型液晶显示器件被广泛利用。在有源矩阵型液晶显 示器件中，通过驱动以矩阵形式排列的像素电极，从而在显示屏幕上 形成显示图案。更具体地说，因为在选择的像素电极和一个相应于这 一选择的4象素电极的对面的电极(opposing electrode)之间施加电 压，因此在选择的像素电极和对面电极之间排列的液晶层被光学调制， 而这一光调制作为显示图案由观看者识别。这种有源矩阵型电光器件已广泛用于各种领域，随着显示屏幕尺 寸的加大、对实现高清晰度、高孔径效率、和高可靠性有强烈需求。 与此同时，对提高生产率以及降低成本的要求也更进一步提高。另外，本专利技术的申请人在专利文件1中提出了滴注液晶的方案。专利文件1USP 4, 691, 995本专利技术的目的是提供一种液晶材料利用率高，并且可靠性高的柔 性液晶显示器件。随着屏板尺寸趋向于增大，用于屏板的材料成本也增高。尤其是 夹在像素电极和对面电极之间的液晶材料价格昂贵。本专利技术提供一种在大尺寸衬底上高效率制作液晶显示器件的方法，这样的大尺寸衬底具体包括比如320mm x 400mm、 370mm x 47Omm、 550mmx 650mm、600mmx 720mm、680mmx 880mm、1000mmx 1200mm、1100咖x 1250mm或1150咖x 1300咖的尺寸。而且，本专利技术还提供使用衬底尺 寸甚至为1500mm x 1800mm、 1800mm x 2000mm、 2000mm x 2100mm、 2200mm x 2600mm、 2600mmx 3100mm这样的大尺寸衬底制作液晶显示器件的方 法，并且该制作方法适合批量生产。另外，为了密封液晶，需要执行涂画密封材料；粘合对面衬底 (opposing substrate);分割；注入液晶；密封液晶注入口等复杂 工艺。特别是当屏板尺寸增大后，利用毛细现象注入液晶，并给密封 材料围住的区域(至少包括像素部分)中填充液晶变得相当困难。另外，在粘合两张衬底，执行分割，从提供在分割面的液晶注入 口处注入液晶材料时，从液晶注入口延伸到像素区域的作为液晶材料 通道的部分会被液晶堵住。另外，当驱动电路部分和像素部分提供在 同一个村底时，不仅仅是像素部分，和驱动电路部分重叠的部分也会 被液晶填充。象这样，显示部分以外的多余部分也会被填充了液晶材 料。另外，从液晶注入口延伸到像素区域的液晶材料的通道，尤其是 液晶注入口附近，跟屏板的其他部分比，该处通过的液晶量极大，这 样在注入液晶时就有产生摩擦，从而导致定向膜(aligning film)表 面起变化，最终有引起液晶定向混乱的担忧。此外，人们期待将液晶显示器件应用到各种场合，且尤其希望将 其应用到移动式器具。目前，多使用玻璃衬底或石英衬底以形成液晶 显示器件。但是，其缺点是它们易于破碎且笨重。此外，在大规模生 产时，难于使用一大块的玻璃衬底或石英衬底，所以这些衬底是不合 适大规模生产.因此，人们企望在柔性衬底上，典型的是在柔性塑料 膜片上，形成液晶显示器件。然而，塑料膜片跟玻璃村底相比，其对杂质，如对湿气或碱性金 属等的封闭性弱，因此会使液晶显示器件的可靠性变低。结果是，无 法用塑料膜片实现高性能液晶显示器件。
技术实现思路
针对上迷问题，本专利技术在完成在对面衬底(第一柔性衬底)上提 供保护膜，涂画密封材料，并在真空中(减压下)滴注液晶到对面衬 底上的工艺后，通过粘合其上提供有像素电极以及圆柱状的隔离物的 第二柔性衬底而制成液晶显示器件。理想的是用圆柱状的隔离物保持 一对柔性村底之间的间距，并在减压的气氛下执行一对衬底的粘合。另外，涂画密封材料可以使用散布器(dispenser )或喷墨机(ink jet)。涂画密封材料可以在减压的情况下执行，也可以在大气压下的 惰性气氛中执行。密封材料中有可能需要添加媒介以调节密封材料的 粘度，因此，在减压的情况下执行涂画时，最好使用含有不容易挥发 的媒介的密封材料，以避免使密封材料变质，固化。另外，密封材料的图案要围住像素部分并且是封闭的，并在封闭 的空间中填充液晶。此外，可以在其上提供有像素部分的衬底上即描画密封材料又滴 注液晶。另外，在柔性村底上提供保护膜，并在真空中(减压下)， 只在像素电极上，也就是只在像素部分上滴注液晶，然后，粘贴提供 有密封材料的对面村底。另外，作为本专利技术中的保护膜，优选的是，用以硅制成的靶通过 高频率溅射法形成的氮化硅膜的单层膜，或氮化硅膜和氧化硅膜的叠 层膜。由硅制成的耙用RF溅射形成的高密集氮化硅膜不但可以有效地防 止因诸如纳，锂，镁等的碱性金属或碱土金属污染TFT (多晶硅TFT、 非晶硅TFT、有机TFT等)引起的门槛值电压的变动，而且，对氧气和 湿气有极高的封闭效果。另外，为提高封闭效果，理想的是，氮化硅 膜中氧气和氢气的含量在10原子％或更少的范围，优选在1原子％或更 少的范围。具体的溅射条件是使用氮气或氮和稀有气的混合气；将压力设 定为O. l至1.5Pa;频率为13MHz至40MHz;电力为5至20W/cm2;村 底温度为室温至350。C;硅靶(1至10Qcm)和衬底的距离为40mm至 200mm;背压力为1 X 10—3Pa或更少。还可以给衬底背面喷涂稀有气体。 例如，在流率为Ar:N产20sccm:20sccm;压力为0. 8Pa;频率为13. 56MHz; 电力为16. 5W/cm2;衬底温度为200°C;硅耙和衬底的距离为60mm;背压力为3 X 10—5Pa的条件下得到的高密集的氮化硅膜有以下特征蚀 刻速度较慢(指用LAL 500，在20。C的条件下实施蚀刻的蚀刻速度，以下 相同)为9mn或更少(优选的是0. 5至3. 5nm或更少)；氬的密度较少 为1 X 10" atoms/cm—3或更少(优选的是5 X 102° atoms/cm 3或更少)。 这里的"LAL 500" 是指日本桥本化成公司生产的"LAL 500 SA緩冲 氢氟酸，，，即NIUIP2 (7. 13%)和NHJ (15. 4%)的水溶液。由以上溅射法制成的氮化硅膜，其电容率是7. 02至9. 3;折光率 是1. 91至2. 13;内应力是4. 17 X108dyn/ cm2;蚀刻速度是0. 77至 1.31nm/min。内应力数值的正负号虽根据压应力或拉应力变化，这里 只取其绝对值。另外，根据通过由以上溅射法制成的氮化硅膜的RBS (Rutherford Back Scattering spectroscopy, 卢瑟福反向散射光谦 学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，包括：　第一衬底；　形成在所述第一衬底上的开关元件；　电连接到所述开关元件的像素电极；　与所述第一衬底相对的第二衬底；　形成在所述第一和第二衬底之间的密封材料；　夹持在所述第一和第二衬底之间的液晶，以及　其中所述密封材料被涂画为封闭环状，并且所述密封材料不溶解于与之相接触的液晶。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：山崎舜平，高山彻，
申请(专利权)人：株式会社半导体能源研究所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]