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TWI434112B - 液晶顯示面板之承載基板以及其製造方法 - Google Patents

液晶顯示面板之承載基板以及其製造方法 Download PDF

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TWI434112B
TWI434112B TW097117711A TW97117711A TWI434112B TW I434112 B TWI434112 B TW I434112B TW 097117711 A TW097117711 A TW 097117711A TW 97117711 A TW97117711 A TW 97117711A TW I434112 B TWI434112 B TW I434112B
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liquid crystal
sealant
display panel
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crystal display
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TW097117711A
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TW200905337A (en
Inventor
Yasushi Mizuta
Kenichi Nakamura
Toshikazu Gomi
Hiroaki Otsuka
Takahisa Miyawaki
Original Assignee
Mitsui Chemicals Inc
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Description

液晶顯示面板之承載基板以及其製造方法
本發明關於一種液晶顯示面板之承載基板、及其製造方法。
液晶顯示面板具有薄型、輕量、低電力消耗等優點,故廣泛使用於辦公事務機器(Office Automation Equipment)及行動電話等電子設備中。液晶顯示面板是將液晶封入至經由密封劑黏合的兩塊基板之間而構成,向液晶施加電壓控制液晶的配向,調變透過液晶的光,從而顯示圖像。
向基板之間注入液晶的方法,有液晶注入方式及液晶滴下方式。液晶注入方式中,於形成於基板上的密封件(seal)的一部分設置用於注入液晶的注入口,於將兩塊基板黏合之後,自注入口注入液晶。另一方面,在代表性的液晶滴下方式中,首先,向設於任一基板上的密封件的內側滴下液晶,接著在減壓下使上述基板與另一基板重疊,然後恢復至大氣壓,從而使基板彼此黏合,由此於基板之間封入液晶。與液晶注入方式相比,液晶滴下方式能夠以較短的時間封入液晶,因此從提高生產性等方面考慮較有效。另外,於液晶滴下方式中,亦有利用加壓而使基板彼此相黏合的方法。但是,若要使基板之間更加緊密黏接,較好的是前一種利用氣壓差的方法,因此近來前一種方法得到廣泛使用。
然而,近年來,隨著電子設備的發展,強烈需要液晶顯示面板高精細化、大畫面化等。為了提高液晶顯示面板的顯示品質,重點在於使封入了液晶的液晶面板中的基板的間隙、即單元間隙(cell gap)保持均勻。然而,當利用氣壓差時,在密封件的內側保持減壓狀態,而在密封件的外側並無擠壓基板的作用力。因此會出現以下問題:密封件的內側與外側的基板產生變形,單元間隙變得不均勻,密封件受損,液晶自液晶面板內流至外部,導致顯示品質下降。
因此,作為降低基板變形的方法,例如於日本專利特開平11-326922號公報中提出以下方案:於填充液晶的第一密封件的外側,以包圍該密封件的方式設置環狀第二密封件,於減壓下重疊兩塊基板且向第一密封件內填充液晶,然後將該兩塊基板開放於大氣壓下。此時,於大氣壓下將第二密封件內保持減壓狀態,因此利用氣壓差使兩塊基板黏合。
但是,於日本專利特開平11-326922號公報中存在著如下的問題:當將重疊的基板之間自減壓下恢復至大氣壓下時,第一密封件以及被密封的液晶被吸引至處於減壓狀態的第二密封件與第一密封件之間的減壓區域,因此導致第一密封件受損、液晶產生洩漏。因此於日本專利特開2002-122871號公報中提出以下方案:於距第一密封件預定間隔的位置上,配置雙層密封件,使其開口部分連接而形成第二密封件。由此,當自減壓下恢復至大氣壓下時, 第二密封件內為減壓,而第一密封件與第二密封件所挾的區域為大氣壓。因此第一密封件不會被吸引至第二密封件側,故液晶洩漏之問題得到解決。另外,能夠利用兩者的氣壓差所產生的應力而自兩側對基板加壓,故基板的變形亦得到抑制。而且,防止基板變形以及防止密封件受損的方法,例如於日本專利特開2002-328382號公報中提出以下方案:於使基板彼此重疊時,設置第一密封件與環狀第二密封件使它們不相互接觸。
然而,如日本專利特開平11-326922號公報、日本專利特開2002-122871號公報、日本專利特開2002-328382號公報中所述,利用氣壓差而使基板彼此相黏合的方法中,實際上難以適當地控制氣壓差。因此存在以下問題:基板產生變形,密封件嚴重受損,單元間隙變得不均勻,單元間隙本身無法形成等。而且,在上述任一種方法中,使黏合著的基板恢復至大氣壓後,第二密封件的內側仍維持減壓狀態,導致基板於後期產生變形。若基板如上所述產生變形,則可能導致進入第一密封件內的液晶有差異,使第一密封件的形狀產生變形,或者液晶洩漏。此時,液晶顯示面板的品質明顯下降,視其程度輕重亦可能導致無法實現其功能。
因此,本發明的目的在於提供一種液晶顯示面板之承載基板、及其製造方法,該液晶顯示面板之承載基板能夠防止液晶衝擊第一密封件、第一密封件受損,且降低基板 的變形,由此使單元間隙均勻。
本發明人們經過積極研究,發現通過使第二密封件的圖案最佳化可解決上述問題,從而完成本發明。
即,上述問題可利用本發明的液晶顯示面板之承載基板而得到解決。
[1]一種液晶顯示面板之承載基板,其包括:兩塊基板,經由密封劑而黏合;一個或者兩個或兩個以上顯示區域,位於上述兩塊基板之間,由無端點的第一密封件決定,且上述第一密封件的內部封入著液晶;以及非閉合區域,是上述兩塊基板之間,位於上述顯示區域外側,由具有斷線部的第二密封件決定。
[2]如[1]所述的液晶顯示面板之承載基板,其中上述斷線部中,不相連的一端與另一端之間的間隔大於等於0.1 mm且小於等於20 mm。
[3]如[1]或者[2]所述的液晶顯示面板之承載基板,其中上述第二密封件是由直線組合而成。
[4]如[1]至[3]所述的液晶顯示面板之承載基板,其中上述第二密封件包含曲線。
[5]如[1]至[4]所述的液晶顯示面板之承載基板,其中上述斷線部是由直線或者曲線形成的管路。
[6]上如[1]至[5]所述的液晶顯示面板之承載基板,其中上述第二密封件的線寬大於等於0.2 mm且小於等於4.0 mm。
另外,上述問題可利用本發明的液晶顯示面板之承載 基板的製造方法而得到解決。
[7]一種液晶顯示面板之承載基板的製造方法,經由密封劑使相向的兩塊基板黏合而製造液晶顯示面板之承載基板,包括以下步驟:(a1)對上述兩塊基板中的任一者,以包圍像素陣列區域的方式塗佈第一密封劑,從而形成框狀的顯示區域的步驟;(b1)對上述兩塊基板中的任一者,以部分斷線之狀態塗佈第二密封劑,從而形成非閉合區域的步驟;(c)向上述顯示區域內滴下液晶的步驟;(d)於形成上述顯示區域之第一框的外側設有形成上述非閉合區域的第二框,且不使上述第一框與上述第二框接觸而於減壓下使上述兩塊基板重疊的步驟;(e)使上述重疊的兩塊基板自減壓下恢復至大氣壓下的步驟;及(f)在上述基板彼此黏合後,使上述第一密封劑以及第二密封劑硬化的步驟。
[8]一種液晶顯示面板之承載基板的製造方法,經由密封劑使相向的兩塊基板黏合而製造液晶顯示面板之承載基板,包括以下步驟:(a2)對上述兩塊基板中之任一者或者兩者,以包圍像素陣列區域之方式塗佈第一密封劑,從而形成框狀顯示區域的步驟;(b2)對上述兩塊基板中之任一者或者兩者,以部分 斷線之狀態塗佈第二密封劑,從而形成非閉合區域的步驟;(c)向上述顯示區域內滴下液晶的步驟;(d)於形成上述顯示區域之第一框的外側設有形成上述非閉合區域的第二框,且不使上述第一框與上述第二框接觸而於減壓下使上述兩塊基板重疊的步驟;(e)使上述重疊的兩塊基板自減壓下恢復至大氣壓下的步驟;及(f)使上述基板彼此黏合後,使上述第一密封劑以及第二密封劑硬化的步驟。
[9]如[7]或者[8]所述的液晶顯示面板之承載基板的製造方法,其中包括加熱上述重疊之兩塊基板的步驟。
[10]如[7]或者[8]所述的液晶顯示面板之承載基板的製造方法,其中上述步驟(f)中,對上述重疊的兩塊基板,在大於等於40℃、且不到上述液晶的向列-等向相轉變溫度(Nematic-isotropic phase transition temperature)的溫度下加熱1分鐘~120分鐘,使上述密封劑硬化。
[11]如[10]所述的液晶顯示面板之承載基板的製造方法,其中於上述步驟(f)之後進而包括以下步驟(g):將上述重疊的兩塊基板,加熱至大於等於上述液晶的向列-等向相轉變溫度的步驟。
[12]如[7]至[11]中任一項所述的液晶顯示面板之承載基板的製造方法,其中上述第一密封劑,由E型黏度計於25℃、1.0 rpm之條件下測定的黏度大於等於20 Pa.s且小於等於500 Pa.s。
[13]如[7]至[12]中任一項所述的液晶顯示面板之承載基板的製造方法,其中上述第一密封劑,由E型黏度計於80℃、1.0 rpm之條件下測定的黏度超過500 Pa.s。
[14]如[7]至[13]中任一項所述的液晶顯示面板之承載基板的製造方法,其中上述第一密封劑,由E型黏度計測定的25℃、0.5 rpm下的黏度η1與25℃、5.0 rpm下的黏度η2之比,即觸變指數η1/η2大於等於1.0且小於等於5.0。
[15]如[7]至[14]中所述的液晶顯示面板之承載基板的製造方法,其中上述第一密封劑中含有熱自由基產生劑,上述熱自由基產生劑的10小時半衰期溫度為30℃~80℃,該10小時半衰期溫度的定義是:於固定溫度下進行10小時的熱分解反應時熱自由基產生劑濃度達到一半時的溫度。
根據本發明,可提供一種單元間隙均勻的液晶顯示面板之承載基板。
1.液晶顯示面板之承載基板以及液晶顯示面板
本發明中,將兩塊基板黏合後,將規定顯示區域的第一密封件稱作主密封件,而將規定顯示區域以外之區域的第二密封件稱作虛設密封件(Dummy Seal)。而且,將形成著主密封件以及虛設密封件的基板作為液晶顯示面板之承載基板,沿著主密封件的外周切除,將除去虛設密封件的部分稱作液晶顯示面板。另外,有時將液晶顯示面板簡 稱為液晶面板或者面板。
一般而言,液晶顯示面板可使用將薄膜電晶體(Thin Film Transistor,TFT)等形成為矩陣狀的玻璃基板,以及形成著彩色濾光片(Color Filter)、黑色矩陣(Black Matrix)等的基板。基板的材質的例子包括聚碳酸酯(polycarbonate)、聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate)、聚醚碸(polyethersulphone)、或者聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl methacrylate,PMMA)等塑膠(plastic)以及玻璃。於本發明中,較好的是玻璃基板。另外,各基板的相向面亦可利用配向膜進行配向處理。上述配向膜並無特別限制,例如可使用眾所周知的含有機配向劑或無機配向劑的配向膜。
圖1是表示本發明的第一液晶顯示面板之承載基板10的概要的圖。液晶顯示面板之承載基板10中具備基板11、主密封件14以及虛設密封件15。主密封件14以及虛設密封件15設於兩塊基板之間。另外,在圖中,若沒有必要,則省略兩塊基板中位於上部的基板的圖式,僅顯示下部的基板11。而且為簡化圖式,故省略了形成於基板上的部件例如配向膜、薄膜電晶體、配線、彩色濾光片、黑色矩陣等,另外也省略於兩塊基板之間密封著的液晶。
主密封件14是以包圍像素陣列區域的方式而設的無端點(endless)的密封件,規定了顯示區域。顯示區域是排列著像素(pixel)的由主密封件包圍的區域。所謂像素,是指構成畫面或圖像的最小單位;所謂像素陣列區域,是指 排列著構成液晶顯示面板之像素的區域。
主密封件14的線寬根據目標液晶顯示面板的尺寸等而不同,將液晶密封使其不會洩漏至外部,大概為0.2 mm~4.0 mm較好。基板上形成著一個或一個以上的主密封件14。當一個基板上形成多個主密封件時,主密封件14與相鄰的另一個主密封件14的間隔D1較好的是大於等於0.5 mm且小於等於30.0 mm。由此,可使自液晶顯示面板之承載基板沿著各主密封件外周切割液晶顯示面板時的作業性提高,且可維持面板的平坦性。
而且,亦可於各個主密封件14之間設置輔助密封線(seal line)。輔助密封線的作用在於:當切割液晶顯示面板時防止切斷操作產生不良而擴大基板的裂痕。此時,一個主密封件14與相鄰的輔助密封線的間隔較好的是大於等於0.5 mm且小於等於30.0 mm。各個主密封件14之間可設有一個或者多個輔助密封線。當各個主密封件14之間設有多個輔助密封線時,相互的間隔較好的是大於等於0.5 mm且小於等於30.0 mm。
虛設密封件15位於主密封件14的外側且其部分具有斷線部15a。利用該具有斷線部15a的虛設密封件15規定了非閉合區域。虛設密封件15可為直線形或曲線形,或者是兩者的組合。斷線部15a是連接虛設密封件15的內側A1與外側A2的開口。於以下有詳細說明,通常而言,兩塊基板於幾帕(Pa)至幾千帕左右的減壓下重疊後,恢復至大氣壓下。此時,通過斷線部15a,使處於減壓狀態下的 A1、與減壓度較A1更低或者處於大氣壓狀態下的A2之氣壓差徐徐地得到緩和。因此可獲得預定的單元間隙,基板不產生變形,且形成均勻的單元間隙。斷線部15a不僅可以是圖1所示的開口,而且可以是由直線或者曲線中的兩根構成的管路。另外,關於管路狀的斷線部,於下文說明。
重疊的基板自減壓下恢復至大氣壓下時,A1與A2的氣壓差緩緩地緩和的速度可由斷線部15a的間隔D2進行控制。斷線部15a的間隔D2較好的是大於等於0.1 mm且小於等於20 mm。間隔D2是斷線部15a的非連接部的密封件的一端與另一端的間隔,於圖1中為起點16a與終點16b的間隔。通過適當地設定間隔D2,可獲得預定的單元間隙。另外,若適當地設定間隔D2,則A1、A2間的氣壓差可於幾秒至幾分鐘內消失,因此可獲得均勻的單元間隙,而基板並不產生變形。
黏合後的虛設密封件15的線寬較好的是大於等於0.2 mm且小於等於4.0 mm,更好的是大於等於0.5 mm且小於等於2.0 mm。由此可形成用以獲得單元間隙所需的足夠的減壓區域,且於經濟上亦有利。
如本實施形態所述,當以包圍主密封件14的方式設置虛設密封件15時,較好的是至少形成一個或一個以上的斷線部15a。當形成一個斷線部15a時,設置位置並無特別限定。當形成多個斷線部15a時,較好的是根據其設置數是偶數還是奇數來調整設置位置。例如,當斷線部15a的 設置數為偶數時,較好的是以虛設密封件15的中心對稱地設置。另外,當設置數為奇數時,只要以上述條件設置偶數個斷線部15a,而將另外一個斷線部15a設於任意位置即可。
為了容易地切割液晶顯示面板、且進一步保持面板的平坦性,主密封件14與虛設密封件15的間隔D3較好的是大於等於0.5 mm且小於等於30.0 mm。D3表示距離主密封件14最近的虛設密封件15與主密封件14的間隔。
當使基板彼此相黏合時,斷線部15a有時會因密封劑坍塌而結合。然而,因為這樣結合的部位非常薄,故容易被自減壓下恢復至大氣壓時的氣壓差等而破壞。因此,即使於此情形時亦可達成本發明的效果。
於本發明中,具有斷線部的虛設密封件並不限於上述形態。以下,參照圖式,對具有上述以外形態的虛設密封件的液晶顯示面板之承載基板進行說明。以下所示的任一圖式中,都是使玻璃基板彼此相黏合之後的液晶顯示面板之承載基板,是自上部觀察的平面圖。如上所述,為了簡化圖式,省略了位於上部的玻璃基板、基板上的配向膜以及兩塊基板之間的液晶等。另外,若無特別說明,則相鄰的主密封件之間的間隔D1、斷線部的間隔D2、主密封件與虛設密封件的間隔D3均符合圖1中所述的條件。
圖2是本發明的第二液晶顯示面板之承載基板的概略圖。本液晶顯示面板之承載基板上,於形成於基板30上的4個主密封件31的外周設著4個虛設密封件32。各虛設密 封件32上,於主密封件31側分別形成著具有預定尺寸的斷線部33。如上所述,當設著多個虛設密封件32時,較好的是使基板黏合時產生的吸引基板的力於基板面上變均等。因此較好的是設置偶數個虛設密封件,且以通過基板中心的中心線對稱地設置。各虛設密封件32的形狀可全部相同或互不相同,或者有的相同有的不同。為了不使基板產生變形、形成均勻的單元間隙,只要使黏合基板之後的虛設密封件32的主密封件31側與其外側部分的間隔D4大於等於0.5 mm且小於等於30.0 mm即可。於日本專利特開2002-328382號公報中有如下記載:因虛設密封件受損,故較好的是將線寬設為大於等於主密封件的1.5倍。然而,於本發明的形態下,設置著斷線部33,虛設密封件不會受損。因此,於本發明中,只要虛設密封件32的線寬大於等於主密封件31線寬的0.7倍且不到其1.5倍即可,由此可減少密封劑的使用量,故於經濟上有利。
圖3是本發明的第三液晶顯示面板之承載基板的概略圖。本液晶顯示面板之承載基板上,於形成於基板40上的6個主密封件41的外側設著兩個虛設密封件42。各虛設密封件42上,以主密封件41為基準對稱地形成著斷線部43。黏合基板之後的虛設密封件42的主密封件41側與其外側部分的間隔D4與上述相同。
圖4是本發明的第四液晶顯示面板之承載基板的概略圖。基板50的虛設密封件52上形成著管路狀的斷線部A。如上所述,若將具有管路狀斷線部A的虛設密封件52設 於主密封件51的外周,則當重疊的基板自減壓下恢復至大氣壓下時,與設著非管路狀斷線部的情況相比,氣壓差的緩和變得更慢。另外,圖5是本發明的第五液晶顯示面板之承載基板的概略圖。如圖5所示,亦可於基板60的主密封件61的外周設置具有兩個或兩個以上的管路狀斷線部B的虛設密封件62。當設置多個斷線部B時,較好的是儘可能地以主密封件61的中心對稱地設置。當形成管路狀斷線部A、B時,上述斷線部地間隔D2等於形成管路的密封件之間的平均距離。斷線部的間隔D2,於圖4中為D2',圖5中為D2"。管路狀的斷線部的長度無特別限制,但因斷線部內可能產生空氣阻力,故較好的是考慮空氣阻力來決定其長度。
圖6是本發明的第六液晶顯示面板之承載基板的概略圖。如圖6所示,虛設密封件72上設著兩個斷線部73。各斷線部73是以基板70的中心對稱地設置。斷線部73,可於形成無端點的虛設密封件72後,切除預期位置上的密封件而設置;亦可為各主密封件71的外側,以包圍該些主密封件71的方式自起點形成至終點。而且,亦可利用網版印刷(Screen Print)等方式塗佈成相同的形狀。
2.液晶顯示面板之承載基板的製造方法
本發明的液晶顯示面板之承載基板的製造方法,較好的是經過以下步驟而製造:(a1)對上述兩塊基板中的任一者,以包圍像素陣列區域的方式塗佈第一密封劑,從而形成框狀的顯示區域的 步驟;(b1)對上述兩塊基板中的任一者,以部分斷線之狀態塗佈第二密封劑,從而形成非閉合區域的步驟;(c)向上述顯示區域內滴下液晶的步驟;(d)於形成上述顯示區域之第一框的外側設有形成上述非閉合區域的第二框,且不使上述第一框與上述第二框接觸而於減壓下使上述兩塊基板重疊的步驟;(e)使上述重疊的兩塊基板自減壓下恢復至大氣壓下的步驟;及(f)使上述基板彼此黏合之後,使上述第一密封劑以及第二密封劑硬化的步驟。
上述步驟(a1)亦可為步驟(a2):對上述兩塊基板中之任一者或者兩者,以包圍像素陣列區域之方式塗佈第一密封劑,從而形成框狀的顯示區域的步驟。而且,上述步驟(b1)亦可為步驟(b2):對上述兩塊基板中之任一者或者兩者,以部分斷線之狀態塗佈第二密封劑,從而形成非閉合區域的步驟。以下,為了簡化說明,只要無特別說明,都是對經(a1)及(b1)的製造方法進行說明。
圖7是用於說明本發明的液晶顯示面板之承載基板的製造方法的圖。圖7中,表示兩塊基板黏合之前的狀態。
於步驟(a1)中,對兩塊基板中的任一者,以包圍像素陣列區域之方式塗佈第一密封劑,從而形成框狀的顯示區域。所謂以包圍像素陣列區域之方式塗佈第一密封劑是指,塗佈第一密封劑以包含液晶顯示面板的像素陣列區 域。以上述方式形成的第一框21,於黏合基板之後成為主密封件。
於步驟(b1)中,對兩塊基板中之任一者,以部分斷線之狀態塗佈第二密封劑,從而形成非閉合區域。以上述方式形成的第二框22成為虛設密封件。
當基板彼此相黏合之後,先調整各密封件之位置以使其間隔著預定的間隔。在圖7中,為了簡化圖式,僅對多個第一框21中的一個標記元件符號,而省略其他的符號。
密封劑的塗佈方法,可使用眾所周知的技術,並無特別限制。較好的方法可列舉使用分注器(Dispenser)的塗佈、以及使用網版印刷的塗佈。當製造小型液晶顯示面板時,自提高生產性之觀點考慮,較好的是使用網版印刷的塗佈。密封劑通常使用混合著紫外線硬化性樹脂與熱硬化性樹脂的混合型密封劑。密封劑不僅用於形成框,而且亦可用作使兩塊基板’隔開固定的間隔而黏合的黏接劑。形成各個框時所使用的密封劑無須相同,可根據用途等而使用不同的種類。關於本發明中較好的密封劑,於下文中加以詳細說明。
於本發明中,塗佈密封劑而形成的框,可形成於兩塊基板中的任一基板上,亦可形成於兩塊基板上。形成著塗佈第一密封劑而成的第一框、以及塗佈第二密封劑而成的第二框的基板的組合,例如可列舉如下所示的5種圖案。第一種圖案是所有第一框以及第二框設於其中一塊基板上。第二種圖案是所有第一框設於其中一塊基板上,而所 有第二框設於另一塊基板上。第三種圖案是所有第一框設於一塊基板上,而第二框設於兩塊基板上。第四種圖案是第一框設於兩塊基板上,而所有第二框設於其中一塊基板上。第五種圖案是第一框與第二框設於兩塊基板上。而且,形成於兩塊基板上的框亦包括以下情況,即,形成一個區域的一個框分設於兩塊基板上。
斷線部23的設置方法無特別限制。例如,當將用於形成虛設密封件的密封劑沿著第一框21的外周而塗佈於基板11上時,可自起點至終點進行塗佈,且該起點與終點互不相同,從而形成斷線部23。或者,亦可於塗佈用於形成虛設密封件的密封劑而設置無端點的框之後,去除成為斷線部23的部位的框的一部分。去除框的一部分時,可使用由塑膠或SUS不鏽鋼等而製成的刮刀等用於去除殘留物的治具而容易地去除。
於步驟(c)中,向各個第一框21的內部滴下適量的液晶24。通常是於大氣壓下滴下該液晶。較好的是根據第一框21的尺寸來滴下微小的液晶24,使其容納於第一框21內。由此可防止滴下的液晶24的容量超過黏合後的第一框21與基板所包圍空間的容量而對第一框21施加過大的壓力,從而使由第一框21形成的主密封件難以受損。
於步驟(d)中,滴下液晶24的基板11,於減壓下與其他基板27重疊。可使用例如真空黏合裝置進行上述重疊。該裝置只要能夠於減壓下使兩塊基板重疊即可,並無特別限制。基板是以不使第一框21與第二框22相接觸地 方式相向重疊。如上所述,為了不使第一框21與第二框22相接觸而使基板重疊,較好的是將第一框21與第二框22均設於同一基板上。此時,較好的是如圖7所示於基板27上預先散布著間隔件28。間隔件28可有效地保持單元間隙均勻,通常使用圓球狀的二氣化矽粒子。另外,密封劑中亦可含有間隔件28。間隔件28的種類及尺寸可根據預期的單元間隙而適當選擇。
於減壓下重疊的基板之間,於步驟(e)中自減壓下恢復至大氣壓下。如此重疊的基板如圖1所示。此時,位於虛設密封件15之內側、主密封件14之外側的區域(A1)處於減壓狀態,因此與虛設密封件15外側的區域(A2)之間產生氣壓差。因此兩塊基板受到來自該兩個外側之擠壓。此時,大氣自斷線部15a緩慢地進入至A2,A2內的減壓狀態接近於周圍的氣壓(A1的氣壓)。由此經過適當的時間後,兩者間的氣壓差消失,從而可不使基板產生變形地形成均勻的單元間隙。而且,其後無需對基板繼續施加不需要的壓力,故可確保基板的平坦性。
A1與A2的氣壓差的緩和速度亦可通過將基板所在環境的壓力自減壓下恢復至大氣壓下的速度來控制。另外,亦可由控制斷線部15a的間隔以及恢復至大氣壓的速度,來控制氣壓差的緩和速度。
此後,於步驟(f)中,使基板間的密封劑硬化。可利用照射電子束、紫外線、可見光等光,或者進行加熱來進行硬化。硬化條件可根據密封劑的組成而適當選擇。另外, 當製造顯示區域較小的液晶顯示面板時,利用黑色矩陣或橫切密封件的配線來提高遮光部的比率,故較好的是利用加熱實現硬化。所謂黑色矩陣,由光阻劑(photoresist)決定,包圍構成彩色濾光片的三原色光即R(紅)G(綠)B(藍)光且呈格子狀。而且,用於照射紫外線或者加熱的裝置無特別限制。加熱裝置的例子可列舉:烘箱(oven)、加熱板(hot plate)、以及熱壓機(hot press)。
為了防止加熱時基板間的偏移,可預先進行暫時接合(temporary joint)。暫時接合的方法並無特別限制,可使用眾所周知的技術。例如,可塗佈光硬化性的暫時接合劑,並使基板重疊後照射光。另外,亦可於第一框21的外周塗佈光硬化劑等,然後使基板重疊後照射光。另外,亦可利用含有光自由基聚合起始劑的密封劑來形成第二框22,進行暫時接合。
於上述步驟(f)中,將重疊的基板,於大於等於40℃、且不到上述液晶的向列-等向相轉變溫度的溫度下,加熱1分鐘~120分鐘,使上述密封劑硬化。若以上述方式使密封劑硬化,則可獲得密封部的變形、液晶向密封部的洩漏或者密封劑成分滲出至液晶部較少的液晶顯示面板。如此的液晶顯示面板具有優異的可靠性。密封部是指由密封劑形成的密封圖案,液晶部是指填充著液晶的部分。液晶的向列-等向相轉變溫度(簡稱為「NI溫度」)是指液晶自向列相轉變為不表現出液晶性的等向相的溫度。NI溫度亦取決於液晶的類型,通常為70℃~90℃。上述硬化亦稱作 「不到NI的硬化」。符號「~」表示包括其兩端的數值。
經不到NI的硬化步驟而製造出的液晶顯示面板中,密封部的變形、液晶向密封部的洩漏或者密封劑成分滲出至液晶部較少的機制(mechanism)推測如下。
以於液晶部內填充著液晶性物質且與未硬化的密封劑相接觸的情況為例進行說明。處於向列狀態的液晶性物質具有與結晶近似的性質,故與密封劑難以相容。因此,即便液晶部與密封劑直接接觸,密封劑成分、尤其是未硬化的有機成分亦難以溶出至液晶中。另一方面,若液晶性物質處於等向狀態,則已失去了液晶的性質且分子的秩序幾乎完全打亂,故變得容易與密封劑相容。另外,若液晶性物質處於等向狀態,則體積急遽膨脹,故當液晶部與密封劑直接接觸時,兩者的密著程度提高。因此密封劑的成分、尤其是未硬化的有機成分變得容易滲出至液晶部。而且,若液晶性物質為等向相,則流動性提高,故亦容易浸入密封部。因此,藉由於大於等於40℃且不到NI溫度的溫度下使密封劑硬化,可抑制密封劑成分、尤其是未硬化的有機成分溶出至液晶部、或者液晶性分子浸入至密封部。但是,其機制並不限於此。
另外,若密封劑於加熱硬化時的黏度過低,則產生容易液晶變得洩漏至密封部的問題。該現象的原因不僅在於如上所述的液晶與密封劑的「相容性良好」,亦在於密封件軟化後因液晶而導致密封部分產生變形或者潰決。然而,於不到NI的硬化過程中,因溫度較低,故具有以下優點: 難以導致密封劑的黏度降低,液晶難以洩漏至密封部。
於不到NI的硬化過程中,溫度的下限大於等於40℃。若該溫度不到40℃,則其與室溫之差變小,變得難以控制反應溫度。而且,若下限溫度較高,則易於推進密封劑的硬化反應,故下限溫度較好的是60℃。上述溫度的上限只要不到NI溫度即可,並無特別限制。然而,通常使用的液晶的NI溫度為70℃~90℃,因此較好的是硬化溫度的上限不到90℃。
不到NI的硬化過程中,硬化時間較好的是1分鐘~120分鐘。若硬化時間屬於上述範圍內,則密封劑可得到充分硬化,且製造效率亦優異。硬化時間特別好的是30分鐘~90分鐘。
不到NI的硬化之後,較好的是密封劑完全硬化,但只要硬化至某種程度的位準(level)即可。該硬化的位準是指將重疊的基板加熱至大於等於液晶的NI溫度時,密封劑成分不會滲出至液晶中、或者液晶不會浸入至密封部的位準。例如,當密封劑含有具有丙烯基等聚合基的化合物時,上述密封劑的硬化位準較好的是「聚合基的殘留率」小於等於60%。
「聚合基的殘留率」的定義是「不到NI的硬化後密封劑中的聚合基量」與「不到NI的硬化前密封劑中的聚合基量」之比,是表示硬化反應的程度的指標。聚合基的例子可列舉:丙烯基、甲基丙烯醯基、以及環氧基。
聚合基的殘留率,例如可於與不到NI的硬化大致相 同的條件下,對本發明的密封劑進行加熱時所得的硬化發熱量進行測定而求得。測定時較好的是使用差示掃描熱分析(differential scanning calorimeter,DSC)。即,使用DSC,於與不到NI的硬化相同的條件下,對本發明的未硬化的密封劑進行加熱,求出該期間所測出的發熱量x。另一方面,於使密封劑完全硬化的條件下(例如150℃下1小時)對本發明的未硬化的密封劑進行加熱,求出此時所測出的發熱量y。聚合基的殘留率是使用x、y根據下式(1)求得。
聚合基的殘留率(%)=(1-x/y)×100 (1)
當本發明中所使用的密封劑中含有大量的具有丙烯基或者甲基丙烯醯基(將它們合稱為「(甲基)丙烯基」)的化合物時,只要(甲基)丙烯基的殘留率小於等於60%即可。密封劑含有大量的具有(甲基)丙烯基的化合物,表示密封劑中所含的聚合性官能基數量中(甲基)丙烯基佔50%或50%以上。
不到NI的硬化之後,亦可設有步驟(g):將上述基板加熱至大於等於上述NI溫度的溫度的步驟(亦稱為「後硬化」)。由此能夠確實地使密封劑硬化。而且,於步驟(g)中,若同時對液晶虛設加熱為等向相進行再配向、即液晶退火,則能夠提高液晶的性能,因此較好。於進行步驟(g)之前,密封劑已硬化至某一位準,因此即便步驟(g)中液晶成為等向相,密封劑成分亦難以滲出至液晶部,且液晶亦難以浸入至密封部。因此,步驟(g)中的溫度以及硬化 時間等並無特別限制,可根據使用的液晶及密封劑的種類等適當決定。
如圖1所示,本發明所製造的液晶顯示面板之承載基板的狀態為利用各密封件使兩塊基板緊密黏合。而且,即使利用氣壓差使基板彼此相黏合時,亦不會產生較大的氣壓差,即便產生了較大的氣壓差,該狀態亦不會持續,因此不會導致基板產生變形,且各主密封件的單元間隙亦均勻。因此,若沿著主密封件的外周以預定間隔對黏合的基板進行切割,只要可獲得品質非常優異的液晶顯示面板。
3.密封劑
用於形成主密封件的第一密封劑的使用E型黏度計測定的25℃、1.0 rpm下的黏度,較好的是大於等於20 Pa.s且小於等於500 Pa.s。若該黏度不到20 Pa.s,則密封件容易於基板上擴展。若如上所述密封件擴展,則可能會導致滴下的液晶厚度大於為了形成主密封件而塗佈於基板上的密封劑的厚度。因此液晶先於密封劑而接觸於重疊基板,故而可能會導致液晶到達基板面上擴展至第一框的外側,從而難以對液晶進行密封。另一方面,若上述黏度超過500 Pa.s,則即便欲利用氣壓差來使基板黏合,亦難以使密封劑到達預定的厚度,故而難以將單元間隙調節之較好的程度。自以上可知,上述黏度較好的是大於等於20 Pa.s且小於等於250 Pa.s,更好的是大於等於70 Pa.s且小於等於210 Pa.s。如此之密封劑,即便不處於高溫亦可確保適度的流動性,因此利用網版印刷法及分注器的塗佈方法等中任一 種方法中,密封劑的塗佈性均良好。另外,如此之密封劑於黏合基板時容易達到預定的厚度,因此基板難以產生變形,另外亦難以引起液晶洩漏。另外,本發明中的塗佈性是表示對基板塗佈密封劑的容易度的指標。若第一密封劑的黏度在此範圍內,則當利用本發明的製造方法製造液晶顯示面板之承載基板時,容易使密封劑形成預定間隔,且能夠較好地調節單元間隙,故而較好。
另外,第一密封劑的80℃、1.0 rpm下的黏度較好的是大於500 Pa.s。80℃下的黏度是指將上述組合物放入至E型旋轉黏度計的杯中,以5℃/min.的升溫速度升溫至80℃,然後於80℃下放置5分鐘,然後按照上述方法測定出的黏度。一般而言,熱硬化性樹脂於加熱硬化時樹脂的黏度一度降低,隨著硬化反應的進行,黏度再次升高。通常,當製造液晶顯示面板時,是使基板彼此重疊後對密封劑進行加熱使其硬化。加熱通常是在40℃~150℃左右的溫度範圍內進行。因此,若使用如上所述的密封劑,則密封劑能夠保持較高的黏度,因此不會引起液晶洩漏至密封部等問題。於80℃、1.0 rpm下的黏度,更好的是103 Pa.s~109 Pa.s,特別好的是103 Pa.s~107 Pa.s。而且,E型旋轉黏度計的測定極限,於使用轉子編號5時,通常約為780 Pa.s。因此,假設當80℃、1.0 rpm下的黏度超過780 Pa.s時,較好的是使用平行板法(parallel plate method)進行測定。利用平行板法進行測定時,可使用例如RheoStress RS150(HAAKE製造)等黏彈性型測定器,按照該機型的 標準法進行測定即可。
另外,本發明的密封劑的觸變指數較好的是大於等於1.0且小於等於5.0,更好的是大於等於1.1且小於等於5.0,特別好的是大於等於1.2且小於等於2.5。觸變指數是指由E型黏度計測出的25℃、0.5 rpm下的黏度η1與25℃、5.0 rpm下的黏度η2之比(η1/η2)。即,觸變指數是以較低的剪切速度所測定出的黏度與以較高的剪切速度所測定出的黏度之比。觸變指數較高的流體,於低剪切速度下具有高黏度,但於高剪切速度下則具有低黏度。因此,上述密封劑於高剪切速度的環境下進行塗佈時具有低黏度,可提高密封劑對基板的塗佈性。另一方面,當液晶洩漏至塗佈的主密封件時,密封劑處於低剪切速度的環境下。上述密封劑於低剪切速度的環境下具有高黏度,故而不容易造成液晶洩漏至密封部。密封劑的黏度是使用E型旋轉黏度計(例如,BROOKFIELD公司製造的數位流變計(degital rheometer)型DV-III ULTRA),且使用半徑為12 mm、角度為3∘的CP-52型錐板型感測器,將密封劑於預定溫度下放置5分鐘後測出的值。
從獲得上述黏度及強度等方面考慮,較好的是密封劑含有(1)丙烯酸系樹脂、(2)一分子內分別具有一個或一個以上環氧基以及(甲基)丙烯基的(甲基)丙烯酸改質環氧樹脂、(3)填充料。密封劑中可另外適當地含有(4)熱自由基產生劑、(5)環氧樹脂、(6)潛在性環氧硬化劑、(7)光自由基聚合起始劑、(8)熱塑性聚合物、以及(9)其他 添加劑。當利用加熱來使密封劑硬化時,較好的是使用(4)熱自由基產生劑;而當利用光來使密封劑硬化時,較好的是使用(7)光自由基聚合起始劑。另外,亦可併用熱自由基產生劑及光自由基聚合起始劑,利用光以及熱來使密封劑硬化。(2)一分子內分別具有一個或一個以上環氧基以及(甲基)丙烯基的(甲基)丙烯酸改質環氧樹脂被稱作「改質環氧樹脂」。
只要不損及本發明的效果,則可通過混合上述成分任意地製造密封劑。上述混合可例如使用雙腕式攪拌機、滾筒混練機、雙軸押出機、球磨混練機、行星式攪拌機等眾所周知的混練機械。關於混練溫度,為了不引起凝膠化而均勻地混練,滾筒混練時的密封劑溫度較好的是設為15℃~35℃。關於所得的混合物,較好的是根據需要使用過濾器進行過濾,然後再實施真空消泡處理,進一步於密封填充於玻璃瓶或聚合物容器中之狀態下進行保管。並且,若調節密封劑中所含的化合物中使用的樹脂的種類、分子量、混合比或填充料的粒徑、種類、混合比或者添加劑的使用量等,則可調節密封劑的黏度。
下面,對本發明的較佳的各成分進行詳細說明。
(1)丙烯酸系樹脂 密封劑中所含的丙烯酸系樹脂是指丙烯酸酯及/或甲基丙烯酸酯單體、或者它們的寡聚物。這些化合物的例子包括如下化合物。
聚乙二醇、丙二醇、聚丙二醇等的二丙烯酸酯及/或二 甲基丙烯酸酯;三(2-羥乙基)異氰脲酸酯的二丙烯酸酯及/或二甲基丙烯酸酯;1莫耳的新戊二醇中加成4莫耳或4莫耳以上的環氧乙烷或者環氧丙烷後所得的二醇的二丙烯酸酯及/或二甲基丙烯酸酯;1莫耳的雙酚A中加成2莫耳的環氧乙烷或者環氧丙烷後所得的二醇的二丙烯酸酯及/或二甲基丙烯酸酯;1莫耳的三羥甲基丙烷中加成3莫耳或3莫耳以上的環氧乙烷或者環氧丙烷後所得的三醇的二或三丙烯酸酯及/或二或三甲基丙烯酸酯;1莫耳雙酚A中加成4莫耳或4莫耳以上的環氧乙烷或者環氧丙烷後所得的二醇的二丙烯酸酯及/或二甲基丙烯酸酯;三(2-羥乙基)異氰脲酸酯三丙烯酸酯及/或三甲基丙烯酸酯;三羥甲基丙烷三丙烯酸酯及/或三甲基丙烯酸酯、或者其寡聚物;季戊四醇三丙烯酸酯及/或三甲基丙烯酸酯、或者其寡聚物;二季戊四醇的聚丙烯酸酯及/或聚甲基丙烯酸酯;三(丙烯醯氧基乙基)異氰脲酸酯;己內酯改性三(丙烯醯氧基乙基)異氰脲酸酯;己內酯改性三(甲基丙烯醯氧基乙基)異氰脲酸酯;烷基改性二季戊四醇的聚丙烯酸酯及/或聚甲基丙烯酸酯;己內酯改性二季戊四醇的聚丙烯酸酯及/或聚甲基丙烯酸酯;羥基特戊酸新戊二醇二丙烯酸酯及/或二甲基丙烯酸酯;己內酯改性羥基特戊酸新戊二醇二丙烯酸酯及/或二甲基丙烯酸酯;環氧乙烷改性磷酸丙烯酸酯及/或二甲基丙烯酸酯;環氧乙烷改性烷基化磷酸丙烯酸酯及/或二甲基丙烯酸酯;新戊二醇、三羥甲基丙烷、季戊四醇的寡聚丙烯酸酯及/或寡聚甲基丙烯酸酯等。
丙烯酸系樹脂的例子中亦包括使環氧樹脂的所有環氧基與(甲基)丙烯酸酸反應後所得的環氧樹脂完全(甲基)丙烯酸化的樹脂。
此時使用的環氧樹脂的例子包括:甲酚清漆型環氧樹脂、酚類酚醛清漆型環氧樹脂、雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、三酚甲烷型環氧樹脂、三酚乙烷型環氧樹脂、三酚型環氧樹脂、二苯醚型環氧樹脂、二環戊二烯型環氧樹脂、以及聯苯型環氧樹脂。
密封劑中所含的丙烯酸系樹脂的數量平均分子量較好的是300~2000。如此之丙烯酸系樹脂對於液晶的溶解性及擴散性變低,因此製造出的液晶顯示面板的顯示品質變得良好。而且,對(5)環氧樹脂的相容性亦提高。丙烯酸系樹脂的數量平均分子量例如可利用凝膠滲透層析法(Gel Permeation Chromatography,GPC),以聚苯乙烯為標準進行測定。密封劑中亦可組合含有上述丙烯酸系樹脂的幾種。較好的是利用水洗法等將密封劑中所含的丙烯酸系樹脂高純度化。
(2)改質環氧樹脂 改質環氧樹脂是一分子內同時具有(甲基)丙烯基及環氧基的化合物。如此之化合物的例子包括:將雙酚型環氧樹脂或酚醛清漆型環氧樹脂等環氧樹脂與(甲基)丙烯酸、甲基丙烯酸苯酯(phenyl methacrylate),於例如鹼性觸媒下反應所得的樹脂。如此之改質環氧樹脂於樹脂骨架內同時具有環氧基及(甲基)丙烯基,因此液晶密封劑的(1)丙 烯酸系樹脂與後述的(5)環氧樹脂的相容性優異。因此可獲得玻璃轉移溫度(Tg)高、且黏接性優異的硬化物。
成為改質環氧樹脂之原料的環氧樹脂的例子包括:甲酚清漆型環氧樹脂、酚類酚醛清漆型環氧樹脂、雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、三酚甲烷型環氧樹脂、三酚乙烷型環氧樹脂、三酚型環氧樹脂、二環戊二烯型環氧樹脂、以及聯苯型環氧樹脂。而且,較好的是利用分子蒸餾法或清洗法等將改質環氧樹脂高純度化。
本發明的密封劑中所含的(1)丙烯酸系樹脂與(2)改質環氧樹脂的比率為任意值。例如,本發明的密封劑可不含(2)改質環氧樹脂而僅含有(1)丙烯酸系樹脂。此時,可獲得使液晶難以洩漏至密封部的密封劑。而且,本發明的密封劑亦可不含(1)丙烯酸系樹脂而僅含有(2)改質環氧樹脂。此時,可利用與環氧硬化劑之組合而獲得具有良好的黏接強度的密封劑。另外,本發明的密封劑亦可含有(1)丙烯酸系樹脂以及(2)改質環氧樹脂。此時,兩種樹脂的含量之比(重量比),較好的是丙烯酸系樹脂10~70:改質環氧樹脂90~30,更好的是丙烯酸系樹脂20~50:改質環氧樹脂80~50。由此可提高密封劑的黏接可靠性。當混合含有(1)丙烯酸系樹脂與(2)改質環氧樹脂時,亦可稱作「樹脂單元」。
(3)填充料(filler) 填充料是指為了控制密封劑的黏度、提高密封劑的硬化物強度、控制線膨脹性等而添加的填充劑。通過填入填 充料,可提高密封劑的黏接可靠性。填充料只要是通常電子材料領域所使用的類型即可,並無其他限制。如此之填充料之例子包括無機填充料以及有機填充料。無機填充料之例子包括:碳酸鈣、碳酸鎂、硫酸鋇、硫酸鎂、矽酸鋁、矽酸錯、氧化鐵、氧化鈦、氧化鋁(Alumina)、氧化鋅、二氧化矽、鈦酸鉀、高嶺土(kaolin)、滑石(talc)、玻璃珠、絹雲母(sericite)活性白黏土、膨潤土(bentonite)、氮化鋁、以及氮化矽。有機填充料的例子包括利用環球法[JACT測試法:RS-2]測出的軟化點溫度超過120℃的聚合物粒子。如此之聚合物粒子的具體例包括:聚苯乙烯以及與能夠與其共聚的單體類共聚而成的共聚物的微粒子、聚酯微粒子、聚胺酯微粒子、以及樹膠微粒子。
其中,填充料較好的是無機填充料。其原因在於能夠降低密封劑的線膨脹係數,使密封劑保持良好的形狀。特別是二氧化矽或滑石具有難以透過紫外線的優點而較好。
上述填充料的形狀並無特別限制,可為球狀、板狀、針狀等規則形狀或者不規則形狀中的任一種。填充料的平均一次粒徑較好的是小於等於1.5μm,且其比表面積較好的是1 m2 /g~500 m2 /g。其原因在於若填充料的平均一次粒徑以及比表面積在上述範圍內,則含有該填充料的密封劑的觸變性與黏度的平衡度較優異。填充料的平均一次粒徑,可利用JIS Z8825-1中所揭示的雷射繞射法測定。而且,比表面積測定可利用JIS Z8830中揭示的BET法測定。
相對於100重量份樹脂單元,密封劑中的填充料的含 量較好的是1重量份~50重量份,更好的是10重量份~30重量份。若填充料的含量在上述範圍內,則容易將上述觸變指數控制在1.0~5.0內。
而且,較好的是密封劑含有兩種或兩種以上的上述填充料。具體而言,組合使用材質種類不同的兩種或兩種以上的填充料,或者組合使用材質相同而平均粒徑不同(平均粒徑的差距大於等於0.3 μm)的兩種或兩種以上的填充料。
(4)熱自由基產生劑 熱自由基產生劑是指加熱後產生自由基的化合物,即吸收熱能量經分解後產生自由基種的化合物。如此之熱自由基產生劑可較好地適用於利用加熱使密封劑硬化的情況。為了實現密封劑的黏度穩定性與硬化性的平衡,相對於100重量份的樹脂單元,密封劑中熱自由基產生劑的含量較好的是0.01重量份~3.0重量份。
熱自由基產生劑的10小時半衰期溫度較好的是30℃~80℃,更好的是50℃~70℃。10小時半衰期溫度是指使熱自由基產生劑於惰性氣體中以一定的溫度進行10小時的熱分解反應時,熱自由基產生劑濃度達到原來的一半時的溫度。一般而言,10小時半衰期溫度較低的熱自由基產生劑,於較低的溫度下亦容易產生自由基,故而含有其的密封劑即使於低溫下亦容易硬化。相反,10小時半衰期溫度較高的熱自由基產生劑不容易產生自由基,故而含有其的密封劑的硬化性較低。因此,若熱自由基產生劑的10 小時半衰期溫度在上述範圍內,則黏度穩定性與硬化性可良好地達到平衡。
尤其是當熱自由基產生劑的10小時半衰期溫度在上述範圍內時,在不到NI的硬化過程中能夠促進密封劑的硬化,故而較好。
10小時半衰期溫度能夠利用以下方法求得。若將熱分解反應以1次方程式表示,則以下式(2)成立。
ln(C0 /Ct )=kd×t (2) C0 :熱自由基產生劑的初始濃度Ct :經過時間t之後熱自由基產生劑的濃度kd:熱分解速度常數t:反應時間半衰期是指熱自由基產生劑的濃度成為一半的時間,即Ct =C0 /2成立的時間。熱自由基產生劑的半衰期為時間t時,以下式(3)成立。
kd=(1/t).ln2 (3)
另一方面,速度常數的溫度依存性以阿瑞尼斯(Arrhenius)方程式表示時,以下式(4)成立。
kd=Aexp(-△E/RT) (1/t).ln2=Aexp(-△E/RT) (4) A:頻率因數△E:活化能R:氣體常數(8.314 J/mol.K)T:絕對溫度(K)
kd以及△E的值,揭示於J.Brandrup等人著的「聚合物手冊」(第4版)、第一巻、第II-1頁~第II-69頁、WILEY-INTERSCIENCE(1999年)(Polymer Hand Book fourth edition volum 1、II-1~II-69)中。如上所述,若設為t=10小時,則可求出10小時半衰期溫度T。
熱自由基產生劑可使用眾所周知的類型,其例子包括:有機過氧化物、偶氮化合物、經取代的乙烷化合物等。有機過氧化物中,較好的是分類為過氧化酮、過氧縮酮、氧過氧化物、二烷基過氧化物、過氧酯、二醯基過氧化物、過氧化二碳酸酯的化合物,可適當地選擇眾所周知的類型。
有機過氧化物的例子如下所示。括號內的數字表示10小時半衰期溫度(可參照和光純藥目錄、API CORPORATION目錄、以及上述之聚合物手冊)。過氧化酮類的例子包括:甲基乙基酮過氧化物(109℃)、環乙酮過氧化物(100℃)等。
過氧縮酮類的例子包括如下化合物。
1,1-雙(第三己基過氧基)-3,3,5-三甲基環己烷(87℃)、1,1-雙(第三己基過氧基)環己烷(87℃)、1,1-雙(第三丁基過氧基)環己烷(91℃)、2,2-雙(第三丁基過氧基)丁烷(103℃)、1,1-(第三戊基過氧基)環己烷(93℃)、4,4-雙(第三丁基過氧基)戊酸正丁酯(105℃)、2,2-雙(4,4-二-第三丁基過氧基環己基)丙烷(95℃)。
氫過氧化物類的例子包括如下化合物。
過氧化氫對薄荷烷(128℃)、過氧化二異丙基苯 (145℃)、1,1,3,3-四甲基丁基過氧化氫(153℃)、氫過氧化異丙苯(156℃)、第三丁基過氧化氫(167℃)。
二烷基過氧化物的例子包括如下化合物。
α,α-雙(第三丁基過氧基)二異丙基苯(119℃)、過氧化二異丙苯(116℃)、2,5-二甲基-2,5-雙(第三丁基過氧基)己烷(118℃)、第三丁基異丙苯過氧化物(120℃)、第三戊基過氧化物(123℃)、二-第三丁基過氧化物(124℃)、2,5-二甲基-2,5-雙(第三丁基過氧化基)-3-己烯(129℃)。
過氧酯類的例子包括如下化合物。
過氧化新癸酸-異丙苯酯(37℃)、過氧化新癸酸-1,1,3,3-四甲基丁酯(41℃)、過氧化新癸酸-第三己酯(45℃)、過氧化新癸酸-第三丁酯(46℃)、過氧化新癸酸-第三戊酯(46℃)、過氧化特戊酸-第三己酯(53℃)、過氧化特戊酸-第三丁酯(55℃)、過氧化特戊酸-第三戊酯(55℃)、過氧化-2-乙基己酸-1,1,3,3-四甲基丁酯(65℃)、2,5-二甲基-2,5-雙(2-乙基己醯基過氧基)己烷(66℃)、己酸-第三己基過氧化基-2-乙酯(70℃)、己酸-第三丁基過氧基-2-乙酯(72℃)、己酸-第三戊基過氧基-2-乙酯(75℃)、第三丁基過氧基異丁酸酯(82℃)、第三己基過氧基異丙基單碳酸酯(95℃)、第三丁基過氧基馬來酸(96℃)、第三戊基過氧基正辛酸酯(96℃)、第三戊基過氧基異壬酸酯(96℃)、第三丁基過氧基-3,5,5-三甲基己酸酯(97℃)、第三丁基過氧基月桂酸酯(98℃)、第三丁基過氧基異丙基單碳酸酯(99℃)、第三丁基過氧基-2-乙基己基單碳酸酯 (99℃)、第三己基過氧基苯甲酸酯(99℃)、2,5-二甲基-2,5-雙(苯甲醯基過氧基)己烷(100℃)、第三戊基過氧基乙酸酯(100℃)、第三戊基過氧基苯甲酸酯(100℃)、第三丁基過氧基乙酸酯(102℃)、第三丁基過氧基苯甲酸酯(104℃)。
二醯基過氧化物類的例子包括如下化合物。
二異丁醯基過氧化物(33℃)、二-3,5,5-三甲基乙醯基過氧化物(60℃)、二月桂醯基過氧化物(62℃)、二琥珀酸過氧化物(66℃)、二苯甲醯基過氧化物(73℃)。
過氧化二碳酸酯類的例子包括如下化合物。
過氧化二碳酸二正丙酯(40℃)、過氧化二碳酸二異丙酯(41℃)、雙(4-第三丁基環己基)過氧化二碳酸酯(41℃)、二-2-乙基己基過氧化二碳酸酯(44℃)、第三戊基過氧基丙基碳酸酯(96℃)、第三戊基過氧基-2-乙基己基碳酸酯(99℃)。
偶氮系熱自由基產生劑的例子包括:水溶性偶氮系熱自由基產生劑、油溶性偶氮系熱自由基產生劑、以及高分子偶氮系熱自由基產生劑。
水溶性偶氮系熱自由基產生劑的例子包括如下化合物。
2,2'-偶氮雙[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二硫酸鹽二水合物(46℃)、2,2'-偶氮雙[N-(2-羧基乙基)-2-甲基丙脒]水合物(57℃)、2,2'-偶氮雙{2-[1-(2-羥乙基)-2-咪唑啉-2-基]丙烷}二鹽酸鹽(60℃)、2,2'-偶氮雙(1-亞胺基-1-四氫吡咯基 -2-乙基丙烷)二鹽酸鹽(67℃)、2,2'-偶氮雙[2-甲基-N-(2-羥乙基)丙醯胺](87℃)、2,2'-偶氮雙[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二鹽酸鹽(44℃)、2,2'-偶氮雙(2-甲基丙脒)二鹽酸鹽(56℃)、2,2'-偶氮雙[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷](61℃)、2,2'-偶氮雙{2-甲基-N-[1,1-雙(羥甲基)-2-羥乙基]丙醯胺}(80℃)。
油溶性偶氮系熱自由基產生劑的例子包括如下化合物。
2,2'-偶氮雙(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)(30℃)、二甲基-2,2'-偶氮雙(2-甲基丙酸酯)(66℃)、1,1'-偶氮雙(環己烷-1-甲腈)(88℃)、1,1'-[(氰基-1-甲基乙基)偶氮]甲醯胺(104℃)、2,2'-偶氮雙(N-環己基-2-甲基丙醯胺)(111℃)、2,2'-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)(51℃)、2,2'-偶氮雙(2-甲基丁腈)(67℃)、2,2'-偶氮雙[N-(2-丙烯基)-2-甲基丙醯胺](96℃)、2,2'-偶氮雙(N-丁基-2-甲基丙醯胺)(110℃)。
高分子偶氮系熱自由基產生劑的例子包括:含聚二甲基矽氧烷單元的高分子偶氮系熱自由基產生劑、以及含聚乙二醇單元的高分子偶氮系熱自由基產生劑。
密封劑中亦可任意地組合含有上述這些熱自由基產生劑。
(5)環氧樹脂 環氧樹脂是指在分子內具有一個或一個以上環氧基但不具有(甲基)丙烯基的化合物。密封劑中所含的環氧樹脂的較好的例子包括如下化學物: 以雙酚A、雙酚S、雙酚F、雙酚AD等為代表的芳香族二醇類與表氯醇反應後所得的芳香族多價縮水甘油醚化合物(以下,將例如以雙酚A為原料的樹脂記作「雙酚A型環氧樹脂」);使上述芳香族二醇類經乙二醇、丙二醇或烷二醇改性後所得的二醇類,以及表氯醇反應後所得的芳香族多價縮水甘油醚化合物;由酚或者甲酚與甲醛衍生出的酚醛清漆樹脂與表氯醇反應後所得的酚醛清漆型多價縮水甘油醚化合物。或者,由以聚烯基酚或其共聚物等為代表的多酚類與表氯醇反應後所得的酚醛清漆型多價縮水甘油醚化合物;以及苯二甲基酚樹脂的縮水甘油醚化合物。
其中,環氧樹脂較好的是:甲酚清漆型環氧樹脂、酚類酚醛清漆型環氧樹脂、雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、三酚甲烷型環氧樹脂、三酚乙烷型環氧樹脂、三酚型環氧樹脂、二環戊二烯型環氧樹脂、二苯醚型環氧樹脂、或者聯苯型環氧樹脂。
密封劑中可僅含有一種環氧樹脂,亦可含有多種環氧樹脂。
密封劑中所含的環氧樹脂較好的是由環球法測出的軟化點大於等於40℃、且重量平均分子量為1000~10000。如此之環氧樹脂對於液晶的溶解性及擴散性均較低,因此由其製成的液晶顯示面板的顯示特性良好。另外,該環氧樹脂與上述丙烯酸系樹脂的相容性較高,因此能夠提高密 封劑的黏接可靠性。環氧樹脂的重量平均分子量例如可利用凝膠滲透層析法(GPC),以聚苯乙烯為標準進行測定。較好的是利用分子蒸餾法等將該些環氧樹脂進行高純度化處理。
(6)潛在性環氧硬化劑 潛在性環氧硬化劑是指即使混合於環氧樹脂中後,於通常保存樹脂的狀態(室溫、可見光線下等)下亦不會使環氧樹脂硬化,但一旦遇到熱或光後便會使環氧樹脂硬化的硬化劑。若密封劑中含有潛在性環氧硬化劑,則熱硬化性會提高。本發明的潛在性環氧硬化劑只要是眾所周知的類型即可,為了提高密封劑的黏度穩定性,較好的是熔點或者由環球法測出的軟化點溫度大於等於100℃的潛在性環氧硬化劑。
較好的潛在性環氧硬化劑的例子包括:有機酸二醯肼化合物、咪唑、咪唑的衍生物、二氰基二醯胺、以及芳香胺。這些化合物可單獨使用,亦可組合使用多種。特別是含有熔點或者由環球法測出的軟化點溫度大於等於100℃的胺系潛在性硬化劑的液晶密封劑,於室溫下的黏度穩定性極其優異。因此,含有如此之胺系潛在性硬化劑的液晶密封劑,可使用網版印刷或分注器容易地塗佈於基板上,適合用於製造液晶顯示面板之承載基板。當利用網版印刷或分注器進行塗佈時,必需將液晶密封劑長時間置於裝置內,因此液晶密封劑必須具有較高的保存穩定性。
上述這樣的胺系潛在性硬化劑的例子包括如下化合 物。
二氰基二醯胺(熔點209℃)等二氰基二醯胺類。
己二酸二醯肼(熔點181℃)、1,3-雙(肼基羧乙基)-5-異丙基乙內醯脲(熔點120℃)等有機酸二醯肼。
2,4-二胺基-6-[2'-乙基咪唑-1'-基]-乙基三嗪(熔點215℃~225℃)、2-苯基咪唑(熔點137℃~147℃)等咪唑衍生物。
相對於100重量份樹脂單元,密封劑中潛在性環氧硬化劑的含量較好的是2重量份~30重量份。其原因在於,由此可提高密封劑的黏度穩定性以及黏接可靠性。較好的是利用水洗法、再結晶法等將上述潛在性環氧硬化劑高純度化處理。
(7)光自由基聚合起始劑 本發明的密封劑中亦可含有光自由基聚合起始劑。光自由基聚合起始劑是指由於光而產生自由基的化合物。若密封劑中含有光自由基聚合起始劑,則當製造液晶面板時可利用光硬化來使密封劑臨時硬化,使操作變容易。光自由基聚合起始劑可使用眾所周知的類型。如此之光自由基聚合起始劑的例子包括:安息香系化合物、苯乙酮類、二苯甲酮類、噻噸酮類、α-醯基肟酯類、苯甲醯甲酸酯(Phenylglyoxylate)類、二苯乙二酮(benzil)類、二苯硫醚系化合物、醯基膦氧化物系化合物、安息香類、安息香醚類、以及蒽醌類。
相對於100重量份樹脂單元,密封劑中光自由基聚合 起始劑的含量較好的是0.1重量份~5.0重量份。使上述含量大於等於0.1重量份,則能夠使上述樹脂組合物經光照射後之硬化性變得良好,使上述含量小於等於5.0重量份,則將其塗佈於基板時的穩定性變得良好。
(8)熱塑性聚合物 本發明中使用的熱塑性聚合物是經加熱後變軟而能夠成形為預期形狀的高分子化合物,且由環球法(JACT測試法:RS-2)所測定出的軟化點溫度為50~120℃,較好的是60~80℃。含有如此之熱塑性聚合物的密封劑,於熱硬化時熱塑性聚合物熔融,與密封劑中所含的丙烯酸系樹脂、改質環氧樹脂及環氧樹脂等各成分相容。因此,能夠抑制加熱時密封劑黏度下降,且能夠防止液晶自密封件洩漏。相對於100重量份樹脂單元,密封劑中熱塑性聚合物的含量較好的是1重量份~30重量份。為了使液晶密封劑表現出良好的相容性,熱塑性聚合物的平均粒徑通常在0.05 μm~5 μm範圍內,較好的是在0.07 μm~3 μm範圍內。
熱塑性聚合物只要使用眾所周知的類型即可。其中,較好的是使(甲基)丙烯酸酯單體、與能夠與該單體共聚的單體以50重量百分比~99.9重量百分比:50重量百分比~0.1重量百分比的比率(更好的是60重量百分比~80重量百分比:20重量百分比~40重量百分比的比率)共聚而獲得的共聚物。共聚物較好的是經乳化聚合或者懸浮聚合等而獲得的共聚物。
(甲基)丙烯酸酯單體的例子包括:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸十六烷酯、(甲基)丙烯酸十八烷酯、(甲基)丙烯酸丁氧基乙酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羥乙酯、或者(甲基)丙烯酸縮水甘油酯等單官能(甲基)丙烯酸酯單體。其中,熱塑性聚合物的原料單體較好的是(甲基)丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、或者甲基丙烯酸-2-乙基己酯。上述化合物可單獨使用,亦可組合使用。
能夠與(甲基)丙烯酸酯單體共聚的單體的例子包括:丙烯醯胺類、酸單體、芳香族乙烯化合物、共軛二烯類、以及多官能單體。
酸單體的具體例包括(甲基)丙烯酸、伊康酸、以及馬來酸。芳香族乙烯化合物的具體例包括苯乙烯以及苯乙烯衍生物。共軛二烯類的具體例包括1,3-丁二烯、1,3-戊二烯、異戊二烯、1,3-己二烯、以及氯丁二烯。多官能單體的具體例包括二乙烯苯以及二丙烯酸酯。
該些單體可單獨使用,亦可組合使用。
(9)其他添加劑 本發明的密封劑中亦可含有上述以外的添加劑。如此之添加劑的例子包括:矽烷偶合劑等偶合劑、鏈轉移劑、離子捕捉劑、離子交換劑、均化劑、顏料、染料、增塑劑、導電性粒子、硬化延遲劑、以及消泡劑。
[實施例]
以下表示實施例,但本發明並不限於此。因此,只要不脫離本發明,便可適當改變材料、製造方法等。另外,以下所揭示的「%」、「份」,若無特別說明,則分別表示「重量百分比」、「重量份」。
[實施例1:圖1的液晶顯示面板之承載基板的製造]混合以下成分,製備密封劑a。
[密封劑a]
上述雙酚A型環氧樹脂改性二丙烯酸酯是在經過以下的純化處理後使用的。
將雙酚A型環氧樹脂改性二丙烯酸酯(共榮社化學公司製造的3002A,分子量600)溶解於甲苯中。反覆使用超純水清洗該溶液。
上述甲基丙烯酸改質環氧樹脂是以如下方式合成。
向具有攪拌機、導氣管、溫度計及冷卻管的500 ml的四口燒瓶中,裝入雙酚F型環氧樹脂(EpotohtoYDF-8170C:東都化成公司製造)160 g、甲基 丙烯酸43 g、三乙醇胺0.2 g,製備混合物。將該混合物置於乾燥的空氣流中,於110℃下加熱攪拌5小時,生成甲基丙烯酸改質環氧樹脂。對含有該甲基丙烯酸改質環氧樹脂的混合物,使用超純水清洗12次。利用常用的方法,自該清洗後的混合物中離析出甲基丙烯酸改質環氧樹脂。
上述填充料使用的是球狀二氧化矽(日本觸媒公司製造的C.Foster S-30;平均一次粒徑為0.3 μm、比表面積為11 m2 /g)。
上述環氧樹脂使用的是鄰甲酚清漆型固態環氧樹脂(日本化藥公司製造的EOCN-1020-75,環球法測出的軟化點為75℃、環氧當量為215 g/eq)。
上述潛在性環氧硬化劑使用的是1,3-雙(肼基羧乙基)-5-異丙基乙內醯脲(味之素公司製造的Amicure VDH,熔點為120℃)。
上述光自由基聚合起始劑使用的是1-羥基-環己基-苯基-酮(IRGACURE 184:汽巴精化有限公司製造)。
上述熱塑性聚合物使用的是甲基丙烯酸-烷基共聚物微粒子(日本ZEON公司製造的F-325、平均一次粒徑為0.5 μm)。
上述添加劑使用的是矽烷偶合劑(信越化學工業公司製造的KBM-403)。
利用攪拌器將上述各成分進行預備混合之後,使用三輥研磨機進行混練,直到固體原料小於等於4.8 μm,從而獲得組合物。接著利用孔徑為10 μm的過濾器 (MSP-10-E10S:ADVANTEC公司製造)對該組合物進行過濾,然後進行行星式攪拌以及真空消泡處理,由此獲得密封劑a。密封劑a於25℃下的黏度於0.5 rpm下為325 Pa.s,於1.0 rpm下為238 Pa.s,於5 rpm下為155 Pa.s。而且,觸變指數為2.1。另外,密封劑的黏度是利用E型旋轉型黏度計(BROOKFIELD公司製造:數位流變儀型DV-III ULTRA),並使用半徑為12 mm、角度為3度的CP-52型錐板型感測器,於0.5 rpm、1.0 rpm、5.0 rpm的轉速下測定出的。密封劑的黏度,是將密封劑放置於預定溫度下5分鐘以後測定出的。例如,將密封劑於25℃下放置5分鐘後所測出的黏度作為密封劑於25℃下的黏度。
於密封劑a中添加1%的直徑為4.8 μm的球狀間隔件,準備描繪用的密封劑(以下簡稱為「密封劑」)。使用該密封劑,如下所述,製作圖1中所示的液晶顯示面板之承載基板10。
首先,使用分注器(日立工業設備有限公司),於1塊基板11上塗佈密封劑並使線寬為250 μm、截面積為5000 μm2 ,形成4個((縱向2、橫向2))縱25.0 mm、橫25.0 mm的第一框21(參照圖7)。
兩塊基板使用的是塗佈著ITO(Indium Tin Oxide,氧化銦錫)以及配向膜的玻璃基板(縱110.0 mm、橫100.0 mm、厚0.7 mm)。而且,於玻璃基板上具有電壓施加部,可以不切斷面板的方式進行點燈試驗。另外,於玻璃基板上位於電壓施加部的相反側的一角配備有孔口(orifice)。 孔口是指黏合基板時使用的定位標記。
將基板的左側作為起點,以包圍上述4個第一框21的方式塗佈密封劑,從而形成第二框22。
向各個第一框21內分別滴下9滴液晶24(Merck公司製造的液晶MLC-11900-000)以使填充率成為110%(參照圖7)。此後,使用真空黏合裝置(信越Engineering公司製造),對準孔口位置,以使向滴入了液晶的基板及與其形狀相同的另一塊基板施加電壓後可進行面板顯示,然後於減壓下使其重疊。而且,自減壓下恢復至大氣壓下後使基板相黏合。黏合後的主密封件及虛設密封件的線寬均為1 mm。
由黏合兩塊基板後所形成的、相互鄰接的主密封件14之間的間隔D1為9.0 mm。兩塊基板黏合後的斷線部15a的間隔D2為9.0 mm,且兩塊基板黏合後斷線部15a與主密封件14的間隔D3為9.0 mm,基板11的電壓施加部側的端面與虛設密封件15的距離L1(未圖示)為20.0 mm。
利用光學顯微鏡對基板進行觀察,可看到主密封件14內液晶的填充情況。其結果是液晶完全填充於主密封件14內。接著,對重疊的基板照射2000 mJ/cm2 的紫外線,然後於120℃下加熱1小時使密封劑硬化。由此可獲得形成著4個液晶面板的液晶顯示面板之承載基板10。加熱處理後的密封件的線寬為1.0 mm。
接著,對製成的液晶顯示面板之承載基板10的主密封件的破損進行觀察、評價。並且沿著主密封件14的外周進 行切斷,切出液晶顯示面板後,將該液晶顯示面板作為樣本(sample),對其平坦性進行觀察、評價。各評價方法如下所述。
[主密封件的破損] 利用光學顯微鏡對所製成的液晶顯示面板之承載基板10進行觀察。此時,分成4個等級進行評價:當各液晶顯示面板上主密封件無破損且液晶未對密封線產生衝擊時記作◎,當可看到衝擊、但主密封件未破損時記作○,當主密封件有一處破損時記作△,當主密封件有兩處或兩處以上破損時記作×。
[面板的平坦性] 將所製成的液晶顯示面板作為樣品,使用單元間隙檢查裝置(大塚電子公司製造),測定樣本上主密封件內的間隙間隔的面內分佈情況。並且分成3個等級進行評價:當間隔的最大值、最小值中的任一個不在5 μm±0.2 μm之範圍時記作×,當間隔的最大值、最小值均在5 μm±0.2 μm範圍內、且最大值與最小值之差大於等於0.1 μm時記作△,當間隔的平均值在5 μm±0.2 μm範圍內、且最大值與最小值之差不到0.1 μm時記作○。
[實施例2:圖1的液晶顯示面板之承載基板的製造] 以與實施例1相同之方式,於1塊基板11上塗佈密封劑,形成4個(縱向2、橫向2)第一框21。接著,將基板的左側作為起點,以包圍上述4塊面板的方式塗佈密封劑,從而形成第二框22。第二框22是環狀的大致四邊形, 對該四邊形的直線部中1條邊上的密封件切除約10 mm的寬度,從而形成斷線部。
接著,向各個第一框21內分別滴下4滴液晶24(Merck公司製造的液晶MLC-11900-000)以使填充率成為105%。此後,使用真空黏合裝置(信越Engineering公司製造),使滴入了液晶的基板11、與形狀與其相同的另一塊基板27於減壓環境下重疊,然後開放至大氣壓下,由此使基板相黏合。
黏合後的各個密封件的線寬為1 mm。間隔D1為30 mm,D2、D3、L1與實施例1中相同。
以與實施例1相同之方式,觀察主密封件內液晶的填充情況,可知主密封件內完全填充了液晶。接著,以與實施例1相同之方式使密封劑硬化,可獲得形成著4個液晶面板的液晶顯示面板之承載基板。加熱處理後的密封件的線寬為1 mm。
[實施例3:圖2的液晶顯示面板之承載基板的製造] 使用網版印刷機(東海精機公司製造),以與實施例1相同之方式進行,於1塊基板上設置第一框。第一框的線寬為200 μm,截面積為5000 μm2 。同樣地形成圖2所示的第二框。第二框的形狀為縱10 mm、橫55 mm的長方形,一部分上形成著斷線部。第二框的線寬為140 μm,截面積為3500 μm2
接著,向各第一框內分別滴下2滴液晶(Merck公司製造的液晶MLC-11900-000)以使填充率成為110%。此 後,至利用加熱使密封劑硬化為止的步驟均與實施例1中相同。
黏合後的D1為3.0 mm,D2為0.2 mm,D3為2.0 mm。加熱處理後的主密封件31的線寬為1.0 mm,虛設密封件32的線寬為0.7 mm。
以與實施例1相同之方式,利用光學顯微鏡觀察液晶的填充情況,可知主密封件31內完全填充了液晶。
[實施例4:圖3的液晶顯示面板之承載基板的製造] 以與實施例3相同之方式,如圖3所示,於1塊基板上設置6個(縱3、橫2)第一框。每個第一框的形狀為縱25.0 mm、橫30.0 mm,且線寬為200 μm、截面積為5000 μm2 。同樣,如圖3所示,形成兩個第二框。第二框的形狀為縱85 mm、橫10 mm的長方形,且設著斷線部。第二框的線寬為140 μm、截面積為3500 μm2
接著,向各個第一框內分別滴下4滴液晶(Merck公司製造的液晶MLC-11900-000)以使填充率成為115%。使用真空黏合裝置(信越Engineering公司製造),使形成著各個框的基板、與形狀與其相同且塗佈著直徑4.8 μm的球狀間隔件的另一基板,於減壓下重疊,然後開放至大氣壓下,由此使基板相黏合。
D1為3.0 mm,D2為0.2 mm,D3為2.0 mm。
利用光學顯微鏡對黏合基板進行觀察,可知液晶填充於主密封件41內。此後,對黏合基板以2000 mJ/cm2 照射紫外線,然後於120℃下加熱1小時。加熱處理後的密封 件的線寬為1.0 mm。
[實施例5:圖1的液晶顯示面板之承載基板的製造] 使用以下密封劑b來代替密封劑a,且於兩塊基板彼此相黏合之後,並不照射紫外線,而是立即於120℃下加熱1小時,除此之外以與實施例1相同的方法製造液晶顯示面板之承載基板。
[密封劑b] 將下述化合物混合而製備密封劑b。其中,上述熱自由基產生劑使用的是2,2'-偶氮雙(2-甲基丙酸)二甲酯(和光純藥公司製造的V-601;10小時半衰期溫度為66℃)。另外,除了熱自由基產生劑以外,其他均與密封劑a中使用的化合物相同。
利用攪拌器將上述各成分預備混合,另外用三輥研磨機將該混合物混練,直至固體原料小於等於4.8 μm,從而獲得組合物。接著,利用孔徑為10 μm的過濾器(ADVANTEC公司製造的MSP-10-E10S)將該組合物過濾後,進行行星式攪拌、以及真空消泡處理,由此製備成密封劑b。以上述方式而獲得的密封劑b於25℃下的黏度, 於0.5 rpm下為191 Pa.s,於1.0 rpm下為160 Pa.s,於5 rpm下為136 Pa.s,觸變指數為1.4。而且,於80℃下由E型旋轉型黏度計測出的黏度超過780 Pa.s,因此使用平行板法(RheoStress RS150,HAAKE製造)測出的黏度為9.00 E+05 Pa.s。
[實施例6:圖1的液晶顯示面板之承載基板的製造] 使用密封劑b來代替密封劑a,使基板彼此相黏合之後,並不照射紫外線,而是立即於120℃下加熱1小時,除此以外以與實施例2相同的方法製造液晶顯示面板之承載基板。
[實施例7:圖2的液晶顯示面板之承載基板的製造] 使用密封劑b來代替密封劑a,使基板彼此相黏合之後,並不照射紫外線,而是立即於120℃下加熱1小時,除此以外以與實施例3相同的方法製造液晶顯示面板之承載基板。
[實施例8:圖3的液晶顯示面板之承載基板的製造] 使用密封劑b來代替密封劑a,使基板彼此相黏合之後,並不照射紫外線,而是立即於120℃下加熱1小時,除此以外以與實施例4相同的方法製造液晶顯示面板之承載基板。
[比較例1:圖8的液晶顯示面板之承載基板的製造] 於基板76上形成一個縱70 mm、橫70 mm的框作為第一框,即主密封件77。而且,以包圍主密封件77的方式形成第二框,即環狀虛設密封件78,其與主密封件77 的形狀相同但倍率不同。形成各框時,使用的是與實施例1中相同的密封劑。第二框是以如下方式設置:基板彼此相黏合後,主密封件77與虛設密封件78的間隔D3達到5 mm。此後,向各個第一框內分別滴下25滴液晶(Merck公司製造的液晶MLC-11900-000)以使填充率成為100%。接著,使滴入了液晶的基板、與形狀與其相同且塗佈著直徑為4.8 μm的球狀間隔件的另一塊基板,於減壓下重疊,然後開放至大氣壓下,由此使基板相黏合。此時,液晶填充於主密封件77內。接著,以2000 mJ/cm2 照射紫外線之後,於120℃下加熱1小時。加熱處理後的密封件的線寬為1.0 mm。上述以外的製造條件與實施例1中相同。
[比較例2:圖9的液晶顯示面板之承載基板的製造] 使用與實施例1中相同的密封劑,於基板80上形成一個縱30 mm、橫30 mm的框作為第一框,即主密封件81。同樣,以包圍第一框的方式,於第一框四周的外側形成4個短邊20 mm、長邊30 mm的框作為第二框,即虛設密封件82。而且,於第一框的對角線延長線上,形成4個直徑為30 mm的圓形第二框。於基板重疊之後,該第二框形成為圓形部83。調節第一框以及第二框的配置以使兩塊基板黏合後的主密封件81與虛設密封件82的間隔D3達到10mm。
接著,向各個第一框內分別滴下9滴液晶(Merck公司製造的液晶MLC-11900-000)以使填充率成為100%。接著使滴入了液晶的基板、與形狀與其相同的另一塊基板 於減壓下重疊後,施加0.1 N/mm2 的壓力,使液晶填充至第一框內。此後自減壓下恢復至大氣壓下,由此使基板相黏合,然後照射紫外線2000 mJ/cm2 ,然後於120℃下加熱1小時。另外,上述以外的液晶顯示面板之承載基板的製造條件均與實施例1中相同。
[比較例3:圖10的液晶顯示面板之承載基板的製造] 使用與實施例1中相同的密封劑,於基板90上形成兩個縱30 mm、橫30 mm的框作為第一框,即主密封件91。同樣,形成6個長邊30 mm、短邊10 mm的長方形狀的框作為環狀第二框,即虛設密封件92。第二框是以包圍第一框的方式配置於其四周的外側。當塗佈密封劑時,利用分注器(日立工業設備有限公司製造),使第一框的線寬為200 μm、截面積為5000 μm2 ,使環狀第二框的線寬為400μm、截面積為10000 μm2 。而且使兩塊基板黏合之後各個主密封件91之間的間隔D1為2 mm,主密封件91與虛設密封件92的間隔D3為10 mm。
接著,向各個第一框內分別滴下9滴液晶(Merck公司製造的液晶MLC-11900-000)以使填充率成為。接著,使滴入了液晶的基板、與形狀與其相同且分佈著直徑為4.8 μm的球狀間隔件的另一塊基板於減壓環境下重疊,然後開放至大氣壓下,由此使基板彼此相黏合。此時,利用光學顯微鏡觀察液晶的填充情況,可知液晶已完全充滿主密封件91內的四個角落。照射紫外線2000 mJ/cm2 之後,於120℃下加熱1小時。
[比較例4:圖8的液晶顯示面板之承載基板的製造] 使用密封劑b來代替密封劑a,使基板彼此相黏合之後,並不照射紫外線,而是立即於120℃下加熱1小時,除此以外以與比較例1相同的方法製造液晶顯示面板之承載基板。
[比較例5:圖9的液晶顯示面板之承載基板的製造] 使用密封劑b來代替密封劑a,使基板彼此相黏合之後,並不照射紫外線,而是立即於120℃下加熱1小時,除此以外以與比較例2相同的方法製造液晶顯示面板之承載基板。
[比較例6:圖10的液晶顯示面板之承載基板的製造] 使用密封劑b來代替密封劑a,使基板彼此相黏合之後,並不照射紫外線,而是立即於120℃下加熱1小時,除此以外以與比較例3完全相同的方法製造液晶顯示面板之承載基板。
[實施例9:圖1的液晶顯示面板之承載基板的製造] 利用三輥研磨機對以下成分進行混練直至固體原料小於等於5 μm。接著,利用孔徑為10 μm的過濾器(MSP-10-E10S,ADVANTEC公司製造)對該組合物進行過濾之後,進行真空消泡處理,從而獲得密封劑c。
雙酚A型環氧樹脂改性二丙烯酸樹脂與填充料使用與實施例1中相同的化合物。
丙烯酸改質環氧樹脂是以下列方式合成。
在具備攪拌機、導氣管、溫度計、冷卻管的500 ml的四口燒瓶中,裝入雙酚F型環氧樹脂(EpotohtoYDF-8170C,東都化成公司製造)160 g、丙烯酸36 g、三乙醇胺0.2 g,獲得混合物。接著,將該混合物於乾燥空氣流下、於110℃下加熱攪拌5小時使其反應,生成丙烯酸改質環氧樹脂。對含有該丙烯酸改質環氧樹脂之混合物,使用超純水清洗12次。利用常用的方法,自該清洗後的混合物中離析出丙烯酸改質環氧樹脂。
熱自由基產生劑使用的是10小時半衰期溫度為75℃的Lupasol 575(API公司製造)。
以上述方式所獲得的密封劑c於25℃下的黏度,於0.5 rpm下為260 Pa.s,於1.0 rpm下為180 Pa.s,於5 rpm下為120 Pa.s。該密封劑的於80℃下的黏度,於1.0 rpm下為650 Pa.s。
而且,利用平行板法(RheoStressRS150:HAAKE製造)測定該密封劑於80℃下的黏度為3.5E+05 Pa.s。觸變指數為2.2。
使用所獲得的密封劑,以與實施例5相同的方法製造液晶顯示面板之承載基板。其中,使用密封劑c來代替密封劑b,對黏合的基板進行加熱的步驟中,是於70℃下加熱30分鐘後,於120℃下加熱60分鐘。所使用的液晶 (MLC-11900-000:Merck公司製造)的NI溫度為3℃,因此「於70℃下加熱」是指於不到NI溫度下加熱,相當於上述不到NI的硬化。
使用以上述方式所得的液晶顯示面板之承載基板進行如下評價。
[密封劑的可靠性] 根據液晶顯示面板之承載基板的密封件的形狀,對密封件的變形、液晶向密封部的洩漏、密封劑成分滲出至液晶部(該等情況統稱為「密封劑的可靠性」)進行評價。評價指標如下所述。
[密封件的最大寬度與最小寬度的比率]%=[密封件的最小寬度]/[密封件的最大寬度]×100上述比率大於等於95%:○大於等於50%且不到95%:△不到50%:×
[不到NI的硬化後密封劑中的聚合基的殘留率] 對以上述方式製備的10 mg密封劑,按照如下方式利用DSC(SII公司製造)進行熱分析,測定不到NI的硬化後密封劑中的聚合基的殘留率。
首先,使未硬化的密封劑自室溫下以55℃/min的速度升溫至70℃。然後,於70℃下保持30分鐘,求出此期間內散發的熱量x。
繼而,使未硬化的密封劑自室溫下以55℃/min的速度升溫至150℃。然後,於150℃下保持1小時,求出此期間 內散發的熱量y。假設密封劑進行100%硬化反應時的發熱量為y,則利用(1-x/y)×100求出不到NI的硬化後密封劑中的聚合基的殘留率。
[實施例10:圖1的液晶顯示面板之承載基板的製造] 使用以下成分,以與實施例9相同的方式調製密封劑d。
雙酚A型環氧樹脂改性二丙烯酸樹脂、丙烯酸改質環氧樹脂及填充料使用與實施例9中相同的化合物。
熱自由基產生劑使用的是1-偶氮雙(2,4-環己烷-1-甲腈)(V-40,和光純藥公司製造)。該熱自由基產生劑的10小時半衰期溫度為88℃。
環氧樹脂使用的是鄰甲酚清漆型固態環氧樹脂(EOCN-1020-75,日本化藥公司製造,由環球法測出的軟化點為75℃,環氧當量為215 g/eq)。
潛在性環氧硬化劑使用的是1,3-雙(肼基羧乙基)-5-異丙基乙內醯脲(Amicure VDH,味之素公司製造,熔點為120℃)。
以上述方式所獲得的密封劑d於25℃下的黏度,於0.5 rpm下為450 Pa.s,於1.0 rpm下為275 Pa.s,於5 rpm下為180 Pa.s。該密封劑於80℃下的黏度,於1.0 rpm下為760 Pa.s。
而且,利用平行板法(RheoStressRS150:HAAKE製造)測定該密封劑於80℃下的黏度為3.5E+05 Pa.s。觸變指數為2.5。
使用密封劑d來代替密封劑c,以與實施例9中相同的方法製造液晶顯示面板之承載基板,並對其進行評價。
[實施例11:圖1的液晶顯示面板之承載基板的製造] 除了將使密封劑硬化的加熱條件設為120℃、60分鐘以外,以與實施例9相同的方式製造液晶顯示面板之承載基板,並對其進行評價。於120℃下加熱60分鐘後的密封劑中聚合基的殘存量可按照如下方法求出。
將未硬化的密封劑自室溫以55℃/min的速度升溫至120℃。然後於120℃下保持1小時,求出此期間內散發的熱量x。
繼而,將未硬化的密封劑自室溫以55℃/min的速度升溫至150℃。然後於150℃下保持1小時,求出此期間內散發的熱量y。假設密封劑進行100%硬化反應時的發熱量為y,則利用(1-x/y)×100求出於120℃下加熱60分鐘後的密封劑中聚合基的殘存量。
[實施例12:圖1的液晶顯示面板之承載基板的製造] 除了將使密封劑硬化的加熱條件設為120℃、60分鐘以外,以與實施例10相同的方法製造,並進行評價。
各評價的結果如表1~表3所示。
根據實施例1~實施例8與比較例1~比較例6的結果,可知若於主密封件的外側設置具有斷線部的虛設密封件,則能夠不使基板產生變形而黏合兩塊基板。此時,主密封件亦不會受損。另一方面,當設置閉合的虛設密封件時,難以抑制基板的變形,另外亦觀察到主密封件有破損, 因此無法避免液晶顯示面板之承載基板的品質下降。
通過對實施例9、10與實施例11、12進行比較,可知經第一硬化步驟所製造出的液晶顯示面板之承載基板具有更優異的可靠性。
[產業上的可利用性]
由本發明的液晶顯示面板之承載基板所獲得的液晶顯示面板,能夠防止密封件的配置錯位,且主密封件不會受損。而且,通過減小基板的變形,可使單元間隙均勻,因此承載於辦公事務機器或行動電話等上時,能夠提供非常優異的顯示品質。
本申請案主張基於2007年5月14日申請的申請案JP2007-128220、以及2007年6月22日申請的申請案JP2007-165679的優先權。該申請說明書以及圖式中所揭示的內容全部引用到本申請說明書中。
10‧‧‧液晶顯示面板之承載基板
11、30、40、50、60、70、76、80、90‧‧‧基板
14、31、41、51、61、71、77、81、91‧‧‧主密封件
15、32、42、52、62、72、78、82、92‧‧‧虛設密封件
15a、23、33、43、73、B‧‧‧斷線部
16a‧‧‧起點
16b‧‧‧終點
21‧‧‧第一框
22‧‧‧第二框
24‧‧‧液晶
27‧‧‧另一基板
28‧‧‧間隔件
83‧‧‧圓形部
A1‧‧‧內側
A2‧‧‧外側
D1、D2、D3、D4、D2'、D2"‧‧‧間隔
圖1是本發明的第一液晶顯示面板之承載基板的概略圖。
圖2是本發明的第二液晶顯示面板之承載基板的概略圖。
圖3是本發明的第三液晶顯示面板之承載基板的概略圖。
圖4是本發明的第四液晶顯示面板之承載基板的概略圖。
圖5是本發明的第五液晶顯示面板之承載基板的概略圖。
圖6是本發明的第六液晶顯示面板之承載基板的概略圖。
圖7是表示本發明的液晶顯示面板之承載基板的製造方法的一例的圖。
圖8是比較例中使用的液晶顯示面板之承載基板的概略圖。
圖9是比較例中使用的液晶顯示面板之承載基板的概略圖。
圖10是比較例中使用的液晶顯示面板之承載基板的概略圖。
11‧‧‧基板
21‧‧‧第一框
22‧‧‧第二框
23‧‧‧斷線部
24‧‧‧液晶
27‧‧‧另一基板
28‧‧‧間隔件

Claims (14)

  1. 一種液晶顯示面板之承載基板,包括:兩塊基板,經由密封劑而黏合;一個或者兩個或兩個以上的顯示區域,位於所述兩塊基板之間,由無端點的第一密封件決定,且所述第一密封件的內部以滴下方式封入著液晶;以及非閉合區域,在所述兩塊基板之間,位於所述顯示區域外側,由具有斷線部的第二密封件決定,其中所述斷線部是由直線或者曲線形成的管路。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的液晶顯示面板之承載基板,其中所述第二密封件的所述斷線部的間隔D2是大於等於0.1mm且小於等於20mm。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的液晶顯示面板之承載基板,其中所述第二密封件是由直線組合而成。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的液晶顯示面板之承載基板,其中所述第二密封件包含曲線。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的液晶顯示面板之承載基板,其中所述第二密封件的線寬大於等於0.2mm且小於等於4.0mm。
  6. 一種液晶顯示面板之承載基板的製造方法,是經由密封劑使相向的兩塊基板黏合而製造的液晶顯示面板之承載基板的製造方法,包括:(a1)對所述兩塊基板中的任一者,以包圍像素陣列區域的方式塗佈一第一密封劑,從而形成框狀的顯示區域 的步驟;(b1)對所述兩塊基板中的任一者,以部分斷線之狀態塗佈一第二密封劑,從而形成非閉合區域的步驟;(c)向所述顯示區域內滴下液晶的步驟;(d)於形成所述顯示區域之第一框的外側設有形成所述非閉合區域的第二框,且不使所述第一框與所述第二框接觸而於減壓下使所述兩塊基板重疊的步驟;(e)使所述重疊的兩塊基板自減壓下恢復到大氣壓下的步驟;以及(f)在所述基板彼此黏合後,使所述第一密封劑以及所述第二密封劑硬化的步驟,其中,在所述步驟(b1)中的斷線之部位是所述步驟(d)中在所述第二框所形成的斷線部,所述斷線部是由直線或者曲線形成的管路。
  7. 一種液晶顯示面板之承載基板的製造方法,是經由密封劑使相向的兩塊基板黏合而製造的液晶顯示面板之承載基板的製造方法,包括:(a2)對所述兩塊基板中之任一者或者兩者,以包圍像素陣列區域之方式塗佈一第一密封劑,從而形成框狀的顯示區域的步驟;(b2)對所述兩塊基板中之任一者或者兩者,以部分斷線之狀態塗佈一第二密封劑,從而形成非閉合區域的步驟;(c)向所述顯示區域內滴下液晶的步驟; (d)於形成所述顯示區域之第一框的外側設有形成所述非閉合區域的第二框,且不使所述第一框與所述第二框接觸而於減壓下使所述兩塊基板重疊的步驟;(e)使所述重疊的兩塊基板自減壓下恢復到大氣壓下的步驟;以及(f)在所述基板彼此黏合後,使所述第一密封劑以及所述第二密封劑硬化的步驟,其中,在所述步驟(b2)中的斷線之部位是所述步驟(d)中在所述第二框所形成的斷線部,所述斷線部是由直線或者曲線形成的管路。
  8. 如申請專利範圍第6項或第7項所述的液晶顯示面板之承載基板的製造方法,其中所述步驟(f)包括加熱所述重疊的兩塊基板的步驟。
  9. 如申請專利範圍第6項或第7項所述的液晶顯示面板之承載基板的製造方法,其中所述步驟(f)中,對所述重疊的兩塊基板,在大於等於40℃、且不到所述液晶的向列-等向相轉變溫度的溫度下,加熱1分鐘~120分鐘,使所述第一密封劑以及所述第二密封劑硬化。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的液晶顯示面板之承載基板的製造方法,其中於所述步驟(f)之後,更包括以下步驟(g):將所述重疊的兩塊基板,加熱至大於等於所述液晶的向列-等向相轉變溫度的步驟。
  11. 如申請專利範圍第6項或第7項所述的液晶顯示面板之承載基板的製造方法,其中所述第一密封劑,由E型 黏度計於25℃、1.0rpm之條件下測定的黏度大於等於20Pa.s且小於等於500Pa.s。
  12. 如申請專利範圍第6項或第7項所述的液晶顯示面板之承載基板的製造方法,其中所述第一密封劑,由E型黏度計於80℃、1.0rpm之條件下測定的黏度超過500Pa.s。
  13. 如申請專利範圍第6項或第7項所述的液晶顯示面板之承載基板的製造方法,其中所述第一密封劑,由E型黏度計測定的25℃、0.5rpm下的黏度η1與25℃、5.0rpm下的黏度η2之比,即觸變指數η1/η2大於等於1.0且小於等於5.0。
  14. 如申請專利範圍第9項所述的液晶顯示面板之承載基板的製造方法,其中所述第一密封劑中含有熱自由基產生劑,所述熱自由基產生劑的10小時半衰期溫度為30℃~80℃,該10小時半衰期溫度的定義是:於固定溫度下進行10小時的熱分解反應時,熱自由基產生劑濃度達到一半時的溫度。
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