CN100399123C - 制造液晶显示设备的方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种使用液晶分配对齐方法来制造液晶显示设备的方法，包括的步骤有：在对已经执行了擦拭处理的对齐层进行清洁之后，通过对衬底执行真空干燥处理来去除无机离子等；以及在分配液晶之前，通过执行用于使用具有特定形状的喷嘴来吸取异物的处理和用于通过使用施加了超声波的气体对异物进行吹风的处理中的任何一个来去除异物。另外，为了防止有机物质的激活(迁移)而降低了密封材料被完全固化的温度，以由此减少诸如对齐亮缺陷等可见缺陷。

Description

制造液晶显示设备的方法
技术领域
本发明涉及制造液晶显示设备的方法，并且更为确切地说，涉及使用常压分配对齐方法来制造液晶显示设备的方法。
背景技术
作为音视频机器和办公自动机器的显示设备，液晶显示设备(LCD)因其具有厚度薄、重量轻和低功耗等优点而得到广泛使用。对于这种液晶显示设备(以下简称为“LCD”)，液晶被填入一对相对放置的衬底之间的隙缝中。由位于每一个衬底上的电极产生的电场控制着液晶分子的对齐方向，并且从而调制照射到LCD上的光束。这样，LCD就显示出图像。
至于用于向LCD中填充液晶的方法，通常知道有下述几种方法。
首先，根据填充液晶的第一现有方法，使用密封材料将相对放置的衬底对齐，只留有一个区域用作填充液晶的端口(下文中将该端口称为“填充端口”)。接着，将对齐的衬底放入真空容器中，以便使对齐的衬底处于低压条件下。因此，当填充端口内保持为浸没于液晶中时，真空容器中的压强返回到大气压强。这就是称作利用压强差的方法。
根据填充液晶的第二现有方法，使用密封材料将相对放置的衬底对齐，只留有那些用作填充端口和用于排出空气的端口(下文中将后一端口称为“排气端口”)的区域。此后，将填充端口浸没于液晶中，并且通过排气端口排出空气，从而将液晶吸入到其中。
根据填充液晶的第三现有方法，在压强已经通过真空容器等得到减小的环境中，在两个衬底之一上涂敷上密封材料，并且分配了液晶，并且之后将两个衬底中的另一个在其上对齐。接着，其中放有衬底的压强返回到大气压强，使得密封材料固化(下文中将该方法称为“真空分配对齐方法”。例如，参见日本专利未决公开正式公报2002-318378)。
根据填充液晶的第四现有方法，在大气压中，在两个衬底之一上涂敷上密封材料，并且分配了液晶，并且之后将两个衬底中的另一个在其上对齐。接着，当压强在增加时，密封材料被固化(下文中将该方法称为“常压分配对齐方法”)。
通过利用压强差或排气来填充液晶的方法，需要在填充液晶之后使用树脂等密封填充端口。因此，这会引起一个问题，就是通过填充端口会将气泡混合到液晶中，并且液晶会被密封材料所污染。
比较填充液晶的方法，真空分配对齐方法能够大大减少填充液晶的时间，并且能够减少制造中所需的价值昂贵的液晶量。不过，在低压条件下用于执行分配液晶的处理和对齐衬底的处理需要较大的设备。另外，由于下面等等原因，真空分配对齐方法会引起LCD可靠性恶化的问题。所分配的液晶扩散地非常迅速，使得液晶在密封材料变干之前与密封材料相接触。因此，密封材料的组成物质溶解到液晶中。形成对照的是，常压分配对齐不需要将一对衬底保持在低压条件下，从而能够简化制造设备。另外，液晶的扩散能够容易得到控制，并且能够进行视觉的检查。因此，常压分配方法具有较好的可使用性特征。
这里，参考图1和图2A至2G来讲述现有的常压分配对齐方法。
图1为流程图，示出了使用现有的常压分配对齐方法来制造LCD的方法的部分。图2A～2G示出了截面处理流程，其中示意性地给出了衬底结构。
首先，制备TFT衬底2和相对衬底3。在TFT衬底2上，形成了诸如薄膜晶体管(TFT)等开关元件。在相对衬底3上，形成了彩色滤光器和黑色矩阵等。在TFT衬底和相对衬底上分别形成对齐层4之前，对TFT衬底和相对衬底进行使用清洁剂、有机溶剂和纯净水等的湿洗，以及使用紫外辐射(101a和101b)的。在进行这些清洗之后，通过使用热盘和IR加热机器等使将衬底干燥(102a和102b)。
接着，通过使用印刷机器在各个衬底的表面上涂敷上作为对齐层4的材料的聚酰亚胺溶液(103a和103b)。之后，通过使用热盘或IR加热机器等，将衬底临时烘烤到大约80℃的温度。然后，执行彻底的烘烤以通过加热使涂敷有聚酰亚胺溶液的层脱水收缩(104a和104b)，使得形成的对齐层4具有均匀的厚度(如图2A所示)。
接着，为了控制液晶的对齐方向，通过使用沿着旋转的金属滚子卷起来的擦拭布，在一个方向上来擦拭各个烘烤后对齐层4的表面的方式，对各个烘烤后对齐层4的表面分别进行擦拭处理(105a和105b)。在这种情况下，如图2B所示，诸如擦拭布废线和对齐层4的碎屑等残留物5粘到各个衬底的表面上。
然后，为了从各个衬底的表面上去除残留物5，通过超声波清洗方法或喷雾方法等来清洗这些衬底，这些方法使用的是热的超纯净水和酒精等(106a和106b)。对于这些清洗步骤，对这些清洗方法施加限制，以便能够避免损害对齐层的对齐方向。由于这个原因，有些情况下，无法去除的残留物5仍然保留在各个衬底的表面上(如图2C所示)。接着，将衬底放入干燥炉中，以便通过热空气循环或IR加热机器等使衬底干燥(107a和107b)。
之后，通过使用屏幕印刷方法和分配器描画方法等，将由紫外固化树脂和热固化树脂等制成的密封材料6涂敷在两个相对的衬底之一上(在这种情况下为TFT衬底2)。另外，将Ag涂敷在衬底上(109)。通过使用湿喷方法或干喷方法，将诸如聚合体珠和石英珠等间隔物7喷到另一个衬底上(在这种情况下为相对衬底3)，并且使间隔物7粘到衬底上(110)(如图2D所示)。在这种情况下，根据喷射间隔物7的条件，间隔物7没有得到充分的分布，并且在有些情况下，凝结起来使得间隔物7a的凝结物可以保留在衬底上。
接着，通过使用用于分配液晶等的分配器在常压下将液晶8足量地分配在两个衬底之一(在这种情况下为TFT衬底)上的由密封材料6所包围的显示区域中(如图2E所示)。之后，放置和与其对齐另一个衬底(在这种情况下为相对衬底)  (如图2F所示)。然后，从各个衬底外部将衬底对相互挤压在一起，使得密封材料6被压扁，从而在两个衬底之间形成期望的隙缝。因此，通过将紫外线光束等从衬底(在这种情况下为TFT衬底)后部照射到密封材料6上，来临时固化密封材料6。之后，在大约120℃的温度下对密封材料6加热，并且从而将其彻底固化(114)  (如图2G所示)。接着，沿在密封材料6(115)的外部的预定部分来切割衬底对。通过上述处理过程形成LCD1。
不过，使用常压分配对齐方法来制造LCD的上述方法发生如下所述问题。
第一个问题是液晶板可靠性的恶化，这是由如下机制所造成的。根据常压分配对齐方法，每一个处理是在大气环境中执行的。由于这个原因，例如除了诸如酞酸脂(phthalate ester)和环硅氧烷(cyclicsiloxane)等有机物质之外，还有诸如Na+、K+和Cl-等无机离子残留物粘附到各个衬底的表面上。例如，如果将无机离子混合到液晶8中，则会引起泄漏等。因此造成可以看见的缺陷，例如除了在LCD的外围中可见斑点以外，还有应用到各个共用电极上的电压减小。
第二个问题是产量的减小，这是由如下机制所造成的。现有的常压分配对齐方法不具有在分配液晶之前对各个衬底表面立即进行清洗这一步骤。因此，在有些情况下还保留有残留物5，诸如无法除去的擦拭布废线和对齐层的碎屑等，以及诸如在喷射间隔物的步骤中粘附到各个衬底表面上的间隔物7a的聚合物等异物。在其中混合有残留物5和间隔物7a的聚合物的每一部分中，液晶8的厚度减少了，从而造成诸如可以看见的亮点缺陷(被称为亮缺陷)等可见缺陷。
第三个问题是另一个产量减小，这是由如下机制所造成的。在完全固化密封材料6的加热步骤中，在各个衬底(例如，对齐层4)表面上形成的有机物质可以被激活，从而造成迁移。因此，例如，对齐层4的对齐方向被打乱顺序，这样就造成诸如可见的亮缺陷(被称为对齐亮度)等可见缺陷。
本发明考虑到了上述问题。本发明的第一个目标是提供制造LCD的方法，其中通过安全地去除无机离子、包括有机物质在内的灰尘、残留物和诸如粘附到相对放置的衬底上的间隔物的凝结物等污染粒子，可以减少可见缺陷，从而提高LCD的可靠性和产量。
另外，本发明的第二个目标是提供制造LCD的方法，其中通过防止在衬底上形成的有机物质的激活，可以减少可见缺陷，从而提高LCD的产量。
发明内容
根据本发明制造LCD的基本方法包括下述步骤。该方法首先包括污染物去除步骤，即通过使用除了在对其中各个对齐层已经执行擦拭处理的一对衬底进行清洗之外的其他清洗手段，来去除各个对齐层表面上的污染物。另外，该方法包括液晶分配步骤，即将液晶分配在已经执行污染物去除步骤的该对衬底中至少一个衬底的对齐层上。进而，该方法包括在液晶分配步骤之后将该对衬底相对放置这一步骤和密封液晶这一步骤。
另外，本发明具有下述特点。本发明的第一个特点如下。在上述制造LCD的方法中，上述污染物至少为一组无机离子和一组有机物质之一，并且上述污染物去除步骤是指在低压环境中执行对该对衬底进行加热的真空干燥步骤。
本发明的第二个特点如下。在上述制造LCD的基本方法中，污染物是指在清洗步骤中不能被去除并且仍然得到保留的污染物粒子。污染物去除步骤是指通过使用在具有预定形状的喷嘴边沿附近的产生的气流来执行从该对衬底吸取污染物的吸取处理。
本发明的第三个特点如下。在上述制造LCD的基本方法中，污染物是指在清洗步骤中不能被去除并且仍然得到保留的污染物粒子。污染物去除步骤是指通过对该对衬底施加超声波来形成一股气流并且从而去除污染物的吹风处理。
本发明的第四个特点如下。上述制造LCD的基本方法进一步包括在执行液晶分配步骤之前将粒子间隔物喷射到该对衬底之一上的间隔物喷射步骤。污染物是指在间隔物喷射步骤中粘附到衬底的间隔物的凝结物，并且污染物去除步骤是指通过使用在具有预定形状的喷嘴边沿附近产生的气流来执行从该对衬底吸取间隔物的凝结物的吸取处理。
本发明的第五个特点如下。上述制造LCD的基本方法进一步包括在执行液晶分配步骤之前将粒子间隔物喷射到该对衬底的至少一个上的间隔物喷射步骤。污染物是指在间隔物喷射步骤中粘附到衬底的间隔物的凝结物。污染物去除步骤是指通过对该对衬底施加超声波来形成一股气流并且从而去除污染物的吹风处理。
本发明的第六个特点如下。上述制造LCD的基本方法进一步包括在执行液晶分配步骤之前将粒子间隔物喷射到该对衬底的至少一个上的间隔物喷射步骤。污染物去除步骤包括在执行间隔物喷射步骤之前要执行的第一去除子步骤，以及在执行间隔物喷射步骤之后要执行的第二去除子步骤。第一去除子步骤是指在低压环境中执行加热衬底的真空干燥处理。第二去除子步骤是指执行通过吸取污染物来去除污染物的吸取处理和通过使用施加了超声波的气流来对衬底吹风从而去除污染物的吹风处理中的一个。
本发明的第七个特点如下。上述制造LCD的基本方法进一步包括在执行液晶分配步骤之前在该对衬底的至少一个上形成用于密封的密封材料的密封材料形成步骤。污染物去除步骤包括在执行密封材料形成步骤之前要执行的第一去除子步骤，以及在执行密封材料形成步骤之后要执行的第二去除子步骤。第一去除子步骤是指在低压环境中执行加热衬底的真空干燥处理。第二去除子步骤是指执行通过吸取污染物来去除污染物的吸取处理和通过使用施加了超声波的气流来对衬底吹风从而去除污染物的吹风处理中的一个。
本发明的第八个特点如下。上述制造LCD的基本方法进一步包括在执行液晶分配步骤之前在该对衬底的至少一个上形成用于密封的密封材料的密封材料形成步骤。密封材料固化步骤包括在该对衬底之间形成期望的隙缝之后要执行的完全固化子步骤，并且该完全固化子步骤是在等于密封材料被固化的最低温度的温度下执行的。
优选情况下，完全固化处理是在大约80℃的温度下执行的。另外，优选情况下，密封材料固化处理包括在该对衬底被对齐之后立即要执行的临时固化步骤。
根据制造本发明的LCD的方法，下述处理被添加到制造LCD的方法中，通过该处理，液晶在常压下被分配到一对衬底之一上，并且通过该处理使用密封材料将两个衬底对齐。所增加的处理是真空干燥处理。它是指在该对衬底上分别形成的对齐层上执行的擦拭处理之后的清洗步骤之后，在低压环境下加热该对衬底。
另外，根据制造本发明的LCD的方法，下述处理被添加到制造LCD的方法中，通过该处理，液晶在常压下被分配到该对衬底之一上，并且通过该处理使用密封材料将两个衬底对齐。所增加的处理是指在常压下将液晶分配到该对衬底之一上之前要执行的吸取处理和吹风处理中的任何一个。吸取处理是指通过使用在具有预定形状的喷嘴边沿附近产生的气流来吸取污染物粒子。吹风处理是指通过使用施加了超声波的气流来对该对衬底吹风从而去除污染物粒子。
进而，根据制造本发明的LCD的方法，下述修正处理被添加到制造LCD的方法中，在该处理中液晶在常压下被分配到该对衬底之一上，并且通过使用密封材料将两个衬底对齐。所增加的修正处理是指固化密封材料的处理。固化密封材料的处理是由在该对衬底对齐之后立即要执行的临时固化子处理和在该对衬底之间形成预期隙缝之后要执行的完全固化子处理组成。完全固化子处理是在等于密封材料被固化的最低温度的温度下执行的。优选情况下，完全固化子处理是在大约80℃的温度下执行的。
而且，根据本发明制造LCD的方法可以由从真空干燥处理、吸取处理和吹风处理之一以及完全固化处理中挑选的两个或多个处理构成。
如上所述，根据本发明，通过添加到使用常压分配对齐方法来制造LCD的方法的下述处理，可以安全地去除粘附到衬底上的污染物粒子。在对齐层形成之后的清洗步骤和干燥步骤之后，并且在使用密封材料的描画步骤之前，或者在间隔物喷射步骤之前，在预定低压环境下执行加热衬底的真空干燥处理。另外，使用密封材料的描画步骤之后或在间隔物喷射步骤之后，并且在分配液晶之前，执行使用具有特定形状的喷嘴的吸取步骤和使用施加了超声波的气流来对该对衬底吹风的超声波气流吹风步骤中的任何一个步骤。这样可以检查LCD可靠性的恶化，诸如共用电极的电势波动，以及在LCD周围中的斑点，因此能够减少诸如亮缺陷等可见缺陷，从而提高了产量。进而，本发明降低了密封材料固化的温度，从而抑制了在衬底上形成的有机物质的激活(迁移)。因此，诸如对齐亮缺陷等可见缺陷得到减少，从而能够提高产量。
附图说明
图1为流程图，示出了根据现有的常压分配对齐方法来制造LCD的步骤的部分；
图2A～2G示出了截面处理流程，其中示出了通过使用现有常压分配对齐方法来进行处理的各个衬底的结构；
图3为流程图，示出了通过使用根据本发明第一实施例的常压分配对齐方法来制造LCD的步骤的部分；
图4A～4H为截面处理流程，示出了通过使用根据本发明第一实施例的常压分配对齐方法来进行处理的各个衬底的结构；
图5A～5H为另一个截面处理流程，示出了通过使用根据本发明第一实施例的常压分配对齐方法来进行处理的各个衬底的结构；
图6为描述用于根据本发明第一实施例的吸取步骤的真空清洁器所起到的作用的图；
图7为流程图，示出了通过使用根据本发明第二实施例的常压分配对齐方法来制造LCD的步骤的部分；
图8为证实根据本发明第一实施例的制造方法所起的作用的表；
图9为证实根据本发明第一实施例的制造方法所起的作用的另一个表；
图10为证实根据本发明第二实施例的制造方法所起到的作用的表；
图11为证实根据本发明第二实施例的制造方法所起到的作用的另一个表。
具体实施方式
下面参考解释性实施例来讲述本发明。本领域的普通技术人员都知道，许多可选实施例可以通过本发明的启发来实现，并且本发明并不限于用于解释目的的解释性实施例。
通过回顾现有技术所述，在常压下分配液晶的常压分配对齐方法的优势是能够简化制造设施，并且其另一个优势是能够容易控制液晶的扩散。相比之下，由于这些处理是在大气环境中执行的，因此在洁净房间的空气中所包含的无机离子和包括有机物质在内的灰尘容易粘附到衬底上。进而，在有些情况下，当执行擦拭处理时粘附到衬底上的残留物和当喷射间隔物时粘附到衬底上的间隔物的凝结物将保留在衬底上。这会引起一个问题，即造成可见缺陷，从而恶化LCD的可靠性，并且减少其产量。另外，即使能够去除这种污染物粒子，通过执行用于完全固化密封材料的加热处理可能会改变诸如对齐层等有机物质的状态。因此，仍然会造成可见缺陷。
制造LCD的方法包括许多特定步骤，诸如执行擦拭处理的步骤，以及执行间隔物喷射处理的步骤。有诸如在分别执行清洗处理和干燥处理时避免损坏对齐层对齐方向的必要性等多种限制。由于这个原因，有必要掌握在什么步骤下应该使用什么清洗方法和什么干燥步骤，以便有效和安全地去除污染物粒子。另外，即使能够完全去除污染物粒子，由于加热处理也可能改变诸如对齐层等有机物质的状态，从而造成可见缺陷。因此，当为加热处理设置温度时，需要注意温度对其他组成元件的影响。
本发明人已经进行实验并将上述观点考虑进去。实验结果发现上述问题能够通过在擦拭对齐层的处理之后的清洗步骤和干燥步骤之后并且在使用密封材料的描画步骤之前或在间隔物喷射步骤之前，在低压环境下执行加热衬底的真空干燥处理得到解决。另外，已经发现上述问题可以通过在使用密封材料的描画步骤之后或在间隔物喷射步骤之后，并且在分配液晶之前，执行下述两个处理得到解决。这两个处理是指通过使用具有特定形状的喷嘴来吸取位于各个衬底表面上的污染物粒子的吸取步骤，以及使用施加了超声波的气流来对衬底吹风的超声波吹风步骤。进而，已经发现上述问题可以通过在温度为大约80℃的低温下对密封材料执行完全固化处理来解决。下面将参考附图来对根据本发明制造LCD的方法进行详细讲述。
(第一实施例)
下面参考图3和图4A～4H来对根据本发明第一实施例制造LCD的方法进行讲述。一般地，LCD包括TFT衬底，其上形成有诸如TFT等开关器件；以及相对衬底，其上形成有彩色滤光器和黑色矩阵等。对于LCD，在相对放置的各个衬底的表面上形成已经执行了对齐处理的对齐层。之后，诸如具有预定形状的聚合体珠和石英(silica)珠等具有绝缘属性的间隔物分布在两个衬底的间隔中，从而形成预定隙缝。因此，通过使用由在两个衬底中的至少一个上形成的电极所产生的电场，LCD控制着密封于隙缝中的液晶的对齐方向，从而显示出图像。由于这个原因，一定不要将污染物粒子混合到两个衬底之间的隙缝中，以便能够提高LCD的可靠性和产量。考虑到这一方面，在本实施例中，通过使用下述方法制造出LCD，以便能够有效地去处在每一个步骤中粘附到衬底上的污染物粒子。
首先，如图3和图4A～4H所示，制备TFT衬底2和相对衬底3。在TFT衬底2上，形成诸如TFT等开关器件。在相对衬底3上，形成彩色滤光器和黑色矩阵等。在TFT衬底和相对衬底上分别形成对齐层4之前，对TFT衬底和相对衬底执行物理清洗、湿洗和干洗等(301a和301b)。物理清洗包括超声波清洗、刷洗和喷雾清洗。湿洗包括使用表面活性剂、清洁剂、有机溶剂和纯净水等化学清洗。干洗包括紫外臭氧清洗、等离子清洗和激光清洗。在进行这些清洗之后，通过使用热盘和IR加热机器等使衬底干燥。
接着，衬底对的各衬底的表面用印刷机器涂涂敷用于对齐层的材料，诸如用有机溶剂稀释过的聚酰亚胺溶液(303a和303b)。此后，利用热盘或IR加热机器等在大约80℃的温度下加热有机溶剂，并且由此(通过临时烘烤)使有机溶剂干燥。接着，执行通过加热来脱水使涂敷有聚酰亚胺溶液的层收缩的彻底的烘烤(304a和304b)，使得形成的对齐层4具有均匀的厚度(如图4A所示)。然后，通过使用绕着旋转的金属滚子卷起来的诸如棉布和人造丝布等擦拭布在一个方向上来擦拭各个烘烤后对齐层4的表面的方式，在各个烘烤后对齐层4的表面上分别执行用于控制液晶的初始对齐方向(预倾角)的擦拭处理，(305a和305b)。在这种情况下，使用擦拭布进行擦拭会产生静电，从而造成诸如擦拭布废线和对齐层的碎屑等残留物5粘附到各个衬底的表面上(如图4B所示)。
然后，为了从各个衬底的表面上去除诸如擦拭布废线和对齐层的碎屑等的残留物5，对这些衬底进行清洗(306a和306b)。在这一点上，如上所述，对于擦拭处理之后要进行的清洗，为了使擦拭处理不损害通过擦拭处理分别提供给对齐层4的对齐特性，不能使用重负载清洗方法。由于这个原因，一般地，使用超声波清洗方法或喷雾方法等类似方法，这些方法使用的是热的超纯净水或酒精等。因此，有些情况下无法完全去除残留物5。
接着，通过使用IR加热机器等使清洗过的衬底干燥(307a和307b)。在这一点上，根据常压分配对齐方法，每一个处理是在洁净房间的环境中执行的。甚至在洁净房间中，除了诸如酞酸脂和环硅氧烷等有机物质之外，诸如Na+、K+和Cl-等无机离子也飘浮在大气中。因此，无机离子和有机物质粘附到各个衬底的表面上。例如，如果将无机离子混合到液晶8中，则会引起泄漏等。这是造成可见缺陷的原因，可见缺陷例如除了在LCD的外围中可以看见斑点以外，还有应用到各个共用电极上的电压减小。
考虑到这些，在本实施例中，将这样干燥的衬底放进真空干燥炉中，如图3中的步骤(308a和308b)所示。例如，在真空干燥炉中压强的减小不大于1Pa的条件下，在将衬底上的温度设置为100℃～120℃的范围内对衬底加热不少于一个小时。通过执行这种真空干燥处理(308a和308b)，能够有效地去除无机离子和包括有机物质在内的灰尘等类似物。顺便提及，在这种情况下，真空干燥处理(308a和308b)是在衬底被干燥(307a和307b)之后执行的。不过，在清洗衬底(306a和306b)之后可以立即执行真空干燥处理(308a和308b)。
接着，通过使用分配器等，在两个衬底之一(在这种情况下为TFT衬底2)上使用由树脂等制成的并通过紫外光束和热量进行固化的密封材料6，来执行描画，例如，宽度为0.3mm～0.4mm，并且高度为30μm～40μm，从而限定了液晶被密封的区域。可以使用混合型密封材料作为这种密封材料6，该混合型材料是由紫外固化树脂和热固化树脂的混合物制成的。另外，使用密封材料6形成图形的方法并不限于通过使用分配器进行涂敷，还可以通过使用屏幕印刷系统来进行涂敷。接着，涂敷上例如银(Ag)等用于布线的材料，以便电气连接TFT衬底上的电极和相对衬底上的电极(309)。
另外，为了控制衬底之间的隙缝，通过使用湿喷射方法或干喷射方法将诸如聚合体珠和石英珠等间隔物7喷射到这两个衬底中另一个衬底(在这种情况下为相对衬底3)的显示区域上，从而使间隔物7粘附到衬底(310)上(如图4D所示)。湿喷射方法是指喷射由间隔物7与诸如水和酒精等溶剂的混合物组成的溶液，并且然后干燥和去除溶剂。干喷射方法是指通过使用由压缩的干氮等组成的气流直接喷射粉状间隔物7。在这些情况下，如上所述，根据喷射间隔物7的状态，也有一些情况是其中间隔物7喷射得不均匀，使得间隔物7a发生凝结。
接着，将要分配液晶。根据制造LCD的现有方法，在分配液晶之前(5至10分钟)不马上清洗衬底。由于这个原因，有些情况下仍然保留有诸如擦拭布废线和碎屑等在擦拭处理之后的清洗步骤中不能被去除的残留物5，并且在其他一些情况下，也可能保留有在喷射间隔物7时所生成的诸如间隔物7a的凝结物等污染物粒子。如果这种残留物被保留，则在保留有残留物的部分液晶的厚度将变化。因此，可能会引起诸如可见的亮点缺陷(亮缺陷)等可见缺陷。
考虑到这些，在本实施例中，为了能够安全地去除这些污染物粒子，执行了通过使用被称为真空清洁器的吸取机器的处理(下文中称为“吸取处理”)或者通过使用被称为US清洁器的超声波气流生成机器的处理(下文中称为“超声波气流吹风处理”)(311a和311b)。
上述真空清洁器具有喷嘴9，其边沿被处理成特定形状，如图6所示。另外，通过将喷嘴9内部的气压减小到例如等于或低于1Pa，在绕着喷嘴9的边沿处产生了快速的气流。从而，能够吸取粘附到衬底上的污染物粒子。在本实施例中，为了有效地去除残留物5和间隔物7a的凝结物，要把每一个衬底和喷嘴9之间的距离设置为大约1mm或短于1mm。吹气压力被设置为大约6KPa。工作台的速度被设置为大约100mm/sec。在这些条件下，喷嘴9在每一个衬底上前后来回移动大约6次。另外，US清洁器用于吹风应用了超声波的诸如纯净空气和氮气等的气体。因此与常规吹风处理相比，US清洁器能够安全地去除粘附到衬底上的污染物粒子。通过以这种方式执行吸取处理和超声波气流吹风处理，能够安全地去除残留物5和间隔物7a的凝结物，从而能够保持各个衬底表面的清洁，如图4E所示。顺便说一下，在本实施例中，除了执行真空干燥处理和超声波气流吹风处理的结合以外，还执行真空干燥处理和吸取处理的结合。不过，可以仅执行这两个结合中的任何一个。可选地，可以执行包括真空干燥处理、吸取处理和超声波气流吹风处理在内的所有处理。
接着，通过使用用于分配液晶的分配器等，以在密封材料6的压缩状态下将液晶8填充到衬底之间的隙缝中的方式，来将足够的液晶8分配到由位于TFT衬底上的密封材料6所包围的预定内部区域中(312)(如图4F所示)。
之后，以其上分配了液晶8的表面和其上分配了间隔物7的表面相对放置的方式，来放置TFT衬底和相对衬底。从而，对齐了TFT衬底和相对衬底(313)(如图4G所示)。然后，从两个衬底中每一个的后部照射出紫外线束，从而临时固化了密封材料6(314)。接着，通过从两个衬底的外部添加大约0.1N/mm2的负载来压缩密封材料6。同时，加热该对衬底，从而完全固化密封材料6。因此，液晶8得到密封(如图4H所示)。之后，沿着由密封材料6所包围区域的外部的预定部分来切割TFT衬底2和相对衬底3(315)。以这种方式，形成了LCD1。
需要指出的是，所提供的描述示出了根据本实施例制造LCD的方法的例子。用于除了真空干燥处理(308a和308b)、吸取处理和超声波气流吹风处理(311a和311b)之外的处理步骤的条件等并不限于上述各条件。换句话说，可以省略掉干燥步骤(307a和307b)等。可选情况下，可以根据需要来添加除了上述步骤之外的步骤。图3和图4A～4H示出的情况是在TFT衬底2上执行使用密封材料6的描画和在TFT衬底2上分配液晶8而在相对衬底3上喷射间隔物7。不过，可以在相对衬底3上进行使用密封材料6的描画并且可以在相对衬底3上分配液晶8而在TFT衬底2上喷射间隔物7。另外，如图5A～5H所示，可以在两个衬底之一(在这种情况下为TFT衬底)上进行使用密封材料6的描画，并且还可以在同一个衬底上喷射间隔物7(或使用其中混合有间隔物7的密封材料6来涂敷同一个衬底)。进而，对在干燥步骤(307a和307b)之后立即执行真空干燥处理(308a和308b)的配置，以及在分配液晶(312)之前立即执行一组吸取处理和一组超声波气流吹风处理中的任何一种的配置进行了讲述。不过，在干燥步骤(307a和307b)之后或在液晶分配(312)之前可立即同时执行真空干燥处理和吸取处理的结合，以及真空干燥处理和超声波气流吹风处理的结合。
在根据本实施例制造LCD的方法中，在以上述方式进行擦拭处理之后的清洗步骤和干燥步骤之后，执行真空干燥处理。进而，在使用密封材料进行描画之后或在喷射间隔物之后执行吸取处理或超声波气流吹风处理，从而能够安全地去除诸如无机离子和包括有机物质在内的灰尘等粘附到衬底上的污染物粒子，以及其保留在衬底上的残留物5和间隔物7a的凝结物。结果，可以防止面板的可靠性因各个共用电极电压的波动而发生恶化和衬底外围中的斑点等，并且还能够减少亮缺陷。因此，可以提高产量。
接下来，为了检查根据本发明第一实施例的制造方法的效果，计算了当执行吸取处理时所引起的污染物粒子的数目和当不执行吸取处理时所引起的污染物粒子的数目。另外，还计算了当执行真空干燥处理时所引起的可见缺陷(亮缺陷)的数目和当不执行真空干燥处理时所引起的可见缺陷(亮缺陷)的数目。结果如图8和图9所示。
如图8所示，已经发现通过使用真空清洁器来执行吸取处理，在面板上引起的残留物的数目减少到不执行吸取处理时面板上引起的残留物的数目的大约一半。因此，已经证实根据本实施例的吸取处理对于提高产量具有积极影响。而且，如图9所示，已经发现在只执行了加热处理的样品中所引起的可见缺陷的数目大约为在不加热就执行干燥处理的样品中所引起的可见缺陷的数目的一半，并且在执行了根据本实施例的真空干燥处理的样品中所引起的可见缺陷的数目为在不加热就执行干燥处理的样品中所引起的可见缺陷的数目的三分之一(从1.2至0.4)。因此，已经证实根据本实施例的真空干燥处理对提高产量具有积极作用。
(第二实施例)
接下来，参考图7来讲述根据本发明第二实施例制造LCD的方法。图7为流程图，示出了根据第二实施例制造LCD的处理的部分。
使用根据第一实施例的上述制造方法能够提高面板的可靠性并且增加产量。不过，例如即使去除了位于各个衬底表面上的污染物粒子，例如，诸如形成于TFT衬底2和相对衬底3上的对齐层等有机物质随着温度上升而被激活和迁移。例如，已经知道，作为激活和产物的结果，对齐层的初始对齐方向改变了，结果产生了诸如造成LCD部分明亮显示的缺陷(这被称为对齐亮缺陷)等可见缺陷。考虑到这一点，根据第二实施例，将密封材料完全固化的温度设置得较低，从而抑制了上述可见缺陷的形成。下面参考图7来讲述实现这一点的具体方法。
与第一实施例的情况一样，通过使用预定湿清洗方法或预定干清洗方法来清洁TFT衬底2和相对衬底3(701a和701b)。接着，通过使用热盘或IR加热机器等来干燥衬底(702a和702b)。之后，通过使用印刷机器，将诸如使用有机溶剂稀释了的聚酰亚胺溶液等用于对齐层的材料涂敷在各个衬底的表面上(703a和703b)。然后，通过使用热盘或IR加热机器等在大约80℃的温度下对衬底进行临时烘烤。因此，执行用于通过加热脱水来集中被聚酰亚胺所涂敷的层的完全烘烤(704a和704b)，以便形成的对齐层4具有具有均匀的厚度。
接着，为了控制液晶的初始对齐方向(预倾角)，以仅使用绕着旋转的金属滚子卷起来的擦拭布来在一个方向上对各个烘烤后对齐层4的表面进行擦拭的方式，在各个烘烤后对齐层4的表面上分别执行擦拭处理(705a和705b)。
之后，为了从各个衬底的表面上去除诸如擦拭布废线和对齐层的碎屑等残留物5，对衬底进行清洗(706a和706b)。接着，通过使用IR加热机器等来干燥经过清洁的衬底(707a和707b)。然后，为了去除从环境中粘附到衬底上的无机离子和包括有机物质的灰尘，将经过干燥的衬底放入真空干燥炉中，并且执行真空干燥处理(708a和708b)，例如，在真空干燥炉中的压强减小到等于或小于1Pa的条件下，以将衬底上的温度设置为100℃～120℃的范围内对衬底加热大于一个小时。
接着，通过使用分配器等，在两个衬底之一(在这种情况下为TFT衬底2)上使用由通过紫外光束和热量进行固化的树脂等制成的密封材料6来执行描画。之后，在衬底上涂敷Ag，用于电气连接TFT衬底上的电极和相对衬底上的电极(709)。
另外，为了控制衬底之间的隙缝，通过使用湿喷射方法或干喷射方法将诸如聚合体珠和石英珠等间隔物7喷射到这两个衬底中另一个衬底(在这种情况下为相对衬底3)的显示区域上。顺便说一句，在使用湿喷射方法的情况下，溶剂被去除，并且间隔物7被粘附到相对衬底3上(710)。
接着，为了去除诸如擦拭布废线和碎屑等不能在擦拭处理之后的清洗步骤中去除的残留物5，以及诸如在喷射间隔物7时形成的间隔物7a的凝结物等污染物粒子，执行了通过使用诸如真空清洁器等吸取机器的吸取处理和通过使用诸如US清洁器等用于生成超声波气流的机器的超声波气流吹风处理中的任何一个(711a和711b)。
然后，通过使用用于分配液晶的分配器等，以在密封材料6的压缩状态下液晶8填充到衬底之间的隙缝中的方式，来将足够的液晶8分配(712)到由TFT衬底上的密封材料6所包围的预定内部区域中。之后，将其上分配了液晶8的表面和其上分配了间隔物7的表面的相对放置的方式，来放置TFT衬底和相对衬底，从而对齐了TFT衬底和相对衬底(713)。然后，密封材料6被固化(714)。
固化密封材料6的步骤包括用于临时固定该对衬底的临时固化和用于完全固定该对衬底的完全固化。现有的临时固化是在当使用紫外线束照射进行加热或当将温度设置为大约80℃进行加热时执行的。另外，现有的完全固化是通过在大约120℃的温度下加热大约一个小时来执行的。
不过，当想要使密封材料6完全固化时，对密封材料6进行加热的温度较高一些。由于这个原因，诸如形成于各个衬底上的对齐层4等有机物质被激活，使得迁移发生。迁移使得例如对齐层4的对齐特性失常。因此，由于这种失常，造成了诸如可见的亮缺陷等可见缺陷。另外，已知在预定的温度下，液晶8将从向列液晶相转变为各向同性(isotropic)液晶相(相变温度：TNI)。通过这种相变，当密封材料6被固化的温度超过相变温度后，液晶8的化学结构将会改变。由于这个原因，需要检查一下密封材料6被完全固化的温度，以便该温度等于或低于相变温度。另一方面，如果用于完全固化的温度等于或低于密封材料6中所包含的聚合引发剂的反应温度，则密封材料6不固化，使得该对衬底不能被牢固地固定在一起。
考虑到这一点，通过改变用于固化的温度和用于固化的时间长度来计算所引起的可见缺陷(对齐亮缺陷)的数目，以便能够确定用于完全固化密封材料6的优化温度。结果如图10所示。
如图10所示，当用于固化的温度等于和高于90℃时，会产生可见缺陷，而在80℃时执行更长时间的固化也不会产生可见缺陷。顺便说一句，对于热固化型环氧密封材料6，由于聚合引发剂的反应温度为80℃，因此用于固化的温度不能够等于或低于80℃。因此，在本实施例中，使用了相变温度高于80℃的液晶8，并且对密封材料6在大约80℃的温度下加热更长时间(八个小时)，从而抑制了可见缺陷的产生。
之后，沿着预定部分(715)来切割TFT衬底2和相对衬底3。这样，就得到LCD1。
如上所述，在密封材料6能够完全固化和液晶8的相变能够得到阻止的情况下，用于固化密封材料6的温度被设置得尽可能地低。通过此举，能够抑制诸如在各个衬底上形成的对齐层等有机物质的激活，从而防止发生迁移。因此，可以抑制由于对齐层4的对齐特性失常所引起的可见缺陷。
接下来，为所制备的每一个下述样品计算了引起可见缺陷的数目，以便能够检查通过根据本实施例的降低固化密封材料的温度和通过根据第一实施例进行真空干燥处理所引起的效果。结果如图11所示。
如图11所示，在温度为125℃时固化的密封材料6的每一个样品中产生了大量的可见缺陷，无论对该样品是否已经执行了真空干燥处理。相比之下，在温度为80℃时固化的密封材料6的每一个样品中没有产生可见缺陷，无论对该样品是否已经执行了真空干燥处理。通过这一观察，已经证实可见缺陷的数目通过降低密封材料6所能完全固化的温度而得到减少。另外，在将固化温度设置为80℃的条件下，没有产生可见缺陷，无论是否已经执行了真空干燥处理。进而，在已经执行了真空干燥处理的样品(23个样品)中的任何一个样品中没有不产生可见缺陷的。这样，通过降低执行完全固化的温度并且同时通过执行真空干燥处理，几乎能够完全防止可见缺陷的发生。
显然可以认为，每一个上述实施例可以被应用到任意一个具有两个相对放置的衬底中间插入有液晶这种结构的液晶显示面板。显然还可以认为，每一个上述实施例可以被应用到任何类型的液晶显示面板，诸如为两个衬底的每一个都提供了透明电极并且通过在衬底之间的垂直方向上使用电场来驱动液晶的TN模式LCD，以及为两个衬底之一提供了梳状电极并且通过在梳状电极之间使用电场来驱动液晶的IPS模式LCD。
如上所述，使用根据本发明的常压分配对齐方法来制造LCD的方法具有如下作用。
本发明的第一个作用是，可以抑制诸如各个共用电极的电势波动的面板可靠性的恶化和LCD外围中的斑点等，以便能够减少诸如亮缺陷等可见缺陷，从而提高了产量。
第一个作用的原因是，通过执行真空干燥处理，以及吸取处理和超声波气流吹风处理中的任何一个，可以安全地去除粘附到衬底上的污染物粒子(无机离子，包括有机物质在内的灰尘，诸如擦拭布废线和对齐层的碎屑等残留物，以及间隔物的凝结物等)。在预定低压环境下用于加热各个衬底的真空干燥处理是在对齐层形成之后的清洗步骤和干燥步骤之后，并且在使用密封材料的描画之前，或者在间隔物喷射之前执行的。另外，分别在使用密封材料的描画之后或在间隔物喷射之后，并且在分配液晶之前，在衬底上执行使用诸如真空清洁器等具有特定形状的喷嘴的吸取机器的吸取处理。在使用密封材料的描画之后或在间隔物喷射之后，并且在分配液晶之前，在各个衬底上执行通过使用诸如用于使用施加了超声波的气流对样品进行吹风的US清洁器等来进行的超声波气流吹风处理。
进而，本发明的第二个作用是，能够减少诸如对齐亮缺陷等可见缺陷，从而能够提高产量。
第二个作用的原因是，参考密封材料的聚合的反应温度和液晶的相变温度，密封材料完全固化的温度被设置得尽可能地低，因此能够抑制在衬底上形成的有机物质被激活(迁移)。
明显地，本发明并不限于上述实施例，只要不偏离本发明的范围和精神主旨，可以对其进行修正和变化。

Claims (8)

1.一种制造液晶显示设备的方法，包括如下步骤：
制备一对衬底，其上分别形成了用于液晶显示的对齐层；
对该对衬底的每一个对齐层执行擦拭处理；
清洗步骤，对执行了擦拭处理的该对衬底的每一个进行清洗；
干燥步骤，在清洗步骤之后对该对衬底中的每一个进行干燥；
第一污染物去除步骤，在干燥之后，通过在低压环境中执行加热该对衬底的真空干燥处理以去除第一污染物，其中所述第一污染物是一组无机离子和一组有机物质中的任何一个，从而去除各个对齐层表面上的所述第一污染物；
密封材料形成步骤，在该对衬底的至少一个上形成用于密封的密封材料；
第二污染物去除步骤，在密封材料形成步骤之后，通过执行吸取处理和吹风处理中的任何一个，去除各个对齐层表面上的第二污染物，其中所述吸取处理通过使用在具有预定形状的喷嘴边沿附近产生的气流来吸取第二污染物，所述吹风处理通过施加了超声波的气流吹风该对衬底来去除第二污染物，所述第二污染物是指在所述清洗步骤中未能去除的污染物；
液晶分配步骤，将液晶分配在已经执行了第二污染物去除步骤的该对衬底中至少一个衬底的对齐层上；以及
在液晶分配步骤之后，将该对衬底相对放置，并且密封液晶，
其中所述密封液晶的步骤包含固化密封材料的处理。
2.如权利要求1所述的制造液晶显示设备的方法，
进一步包括间隔物喷射步骤，在执行液晶分配步骤之前将粒子间隔物喷射到该对衬底的至少一个上，
其中第三污染物是在间隔物喷射步骤中粘附到该对衬底上的间隔物的凝结物，并且
第二污染物去除步骤进一步包括通过使用在具有预定形状的喷嘴边沿附近产生的气流来执行用于吸取第三污染物的吸取处理。
3.如权利要求1所述的制造液晶显示设备的方法，
进一步包括间隔物喷射步骤，在执行液晶分配步骤之前将粒子间隔物喷射到该对衬底的至少一个上，
其中第三污染物是在间隔物喷射步骤中粘附到该对衬底上的间隔物的凝结物，并且
第二污染物去除步骤进一步包括通过施加了超声波的气流吹风该对衬底来执行用于去除第三污染物的吹风处理。
4.如权利要求1所述的制造液晶显示设备的方法，
其中所述用于固化密封材料的处理包括在该对衬底之间形成期望的隙缝之后要执行的完全固化子处理，并且该完全固化子处理是在使密封材料硬化的最低温度下执行的。
5.如权利要求4所述的制造液晶显示设备的方法，
其中完全固化子处理是在80℃的温度下执行的。
6.如权利要求4所述的制造液晶显示设备的方法，
进一步包括在该对衬底被结合之后立即要进行的执行临时固化处理的步骤。
7.如权利要求5所述的制造液晶显示设备的方法，
进一步包括在该对衬底被结合之后立即要进行的执行临时固化处理的步骤。
8.如权利要求1所述的制造液晶显示设备的方法，
其中所述用于固化密封材料的处理包括在该对衬底之间形成期望的隙缝之后要执行的完全固化子处理，并且该完全固化子处理是在使密封材料硬化的预定温度处执行的，该温度等于或低于相变温度，在该相变温度处，液晶从向列液晶相转变为各向同性液晶相。
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