CN100428008C - 制造液晶显示器件的基板的方法 - Google Patents

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Abstract

制造液晶显示器件的基板的方法。一种用于形成液晶显示器件的基板的方法，包括以下步骤：在印刷辊中形成柱状间隔物图案；在具有该柱状间隔物图案的印刷辊中形成保护层图案；以及c)使该印刷辊在基板上转动，以同时将该保护层图案和柱状间隔物图案转印到基板上。由于在一个印刷辊中形成该柱状间隔物图案和保护层图案，所以可以通过单次转印工艺将柱状间隔物和保护层同时形成在基板上。这减少了处理时间并由此便于批量生产。

Description

制造液晶显示器件的基板的方法
技术领域
本发明涉及液晶显示(LCD)器件，更具体地，涉及一种用于形成LCD器件的保护层(overcoat layer)和柱状间隔物的方法。
背景技术
超薄平板显示器件具有厚度为几厘米的显示屏。特别地，由于其低驱动电压、低功耗，以及便携的尺寸等特征和优点，平板显示器件中的LCD器件被广泛用于笔记本电脑、太空船以及飞行器的监视器。
LCD器件包括下基板、上基板，以及形成在这些基板之间的液晶层。根据电场的存在来控制液晶层的配向，并且相对应地控制光透射率，以显示图像。
然而，LCD器件具有视角范围窄的缺点。为了解决这个缺点，提出了多畴LCD器件、垂直配向(VA)型LCD器件、面内切换(IPS)型LCD器件，等等。
在这些LCD器件中，IPS型LCD器件被设计用来通过在平行形成的两个电极之间产生的IPS来驱动液晶。以下将参照附图来说明现有技术的IPS型LCD器件。
图1是表示现有技术的IPS型LCD器件的剖视图，而图2A至图2D是表示在制造现有技术的IPS型LCD器件的上基板的工艺中制造柱状间隔物的工艺的剖视图。
如图1所示，公共电极12和像素电极16通过在其间插入绝缘膜14平行地形成在下基板10上。
光屏蔽层22和滤色器层24形成在上基板20上，并且在光屏蔽层22和滤色器层24上形成保护层26，以使基板20平坦。
在基板10和20之间形成柱状间隔物30以保持单元间隙。在基板的外部区域形成密封剂40，以将基板10和20接合在一起。另外，尽管未示出，在基板10和20之间形成有液晶层。
此时，在上基板20的保护层26上形成柱状间隔物30以后，通过基板10和20之间的接合工艺，使柱状间隔物30与下基板10相接触。下面将说明形成柱状间隔物30的方法。
首先，如图2A所示，在形成有光屏蔽层22和滤色器层24的上基板20上形成保护层26。
然后，如图2B所示，在保护层26上形成用于柱状间隔物的材料30a。
随后，如图2C所示，在用于柱状间隔物的材料30a上设置具有预定图案的掩模38，并使用光照射器(未示出)在将光照射到其上。
此后，如图2D所示，通过显影工艺完成柱状间隔物图案30。
如上所述，通过包括光照和显影工艺在内的光刻工艺形成了柱状间隔物图案30。
这种光刻工艺具有多个缺点。首先，由于该光刻工艺需要高成本的掩模38和光照射器，所以增加了制造成本。另外，由于需要曝光和显影工艺，所以工艺步骤复杂且处理时间长。
发明内容
因此，本发明旨在提供一种用于制造LCD器件的基板的方法，其基本上解决了由于现有技术的局限性和缺点而导致的一个或更多个问题。
下面的说明中将部分地阐述本发明的其他优点和特征，本领域的技术人员通过对以下说明的研究将部分明了这些优点和特征，或者可以通过对本发明的实践而习得。可以通过所撰写的说明书及其权利要求以及附图中具体指出的结构来实现和获得本发明的这些目的和其他优点。
为了实现这些优点并根据本发明，如此处具体实施和广泛描述的，形成LCD器件的基板的方法包括以下步骤：a)在印刷辊上形成柱状间隔物图案，b)在印刷辊上形成覆盖在柱状间隔物图案上的保护层图案，以及c)使印刷辊在基板上转动，以同时将保护层图案和柱状间隔物图案转印到基板上。
在本发明中，由于使用印刷辊来形成柱状间隔物图案，所以与现有技术的光刻工艺不同，不需要高成本的设备。另外，由于不需要曝光和显影工艺，所以可以减少工艺步骤。特别地，由于柱状间隔物图案和保护层图案两者形成在一个印刷辊中，所以可以通过一次转印工艺将柱状间隔物和保护层同时形成在基板上。这减少了处理时间并因此有利于批量生产。
在另一实施例中，用于形成LCD器件的基板的方法包括：在基板上形成光屏蔽层和滤色器层；在印刷辊上形成柱状间隔物图案；在印刷辊上形成覆盖柱状间隔物图案的保护层图案；以及使印刷辊在基板上转动，以将保护层图案和柱状间隔物图案同时转印到基板上，其中柱状间隔物图案覆盖在保护层上，并基本上与光屏蔽层对齐。
应该理解，本发明的前述总体说明和下面的详细说明都是示例性和说明性的，旨在提供对所要保护的本发明的进一步的理解。
附图说明
包含附图以提供本发明的进一步理解，并入附图并构成本申请的一部分，附图示出了本发明的(多个)实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。附图中：
图1是表示现有技术的IPS型LCD器件的剖视图；
图2A至图2D是表示在制造现有技术的IPS型LCD器件的上基板的工艺中，制造柱状间隔物的工艺的剖视图；
图3A至图3E是表示用于形成根据本发明第一实施例的LCD器件的基板的方法的剖视图；
图4A至图4F是表示用于形成根据本发明第二实施例的LCD器件的基板的方法的剖视图；
图5A至图5E是表示用于形成根据本发明第三实施例的LCD器件的基板的方法的剖视图；
图6A至图6F是表示用于形成根据本发明第四实施例的LCD器件的基板的方法的剖视图；
图7A至图7E是表示用于形成根据本发明第五实施例的LCD器件的基板的方法的剖视图；
图8A至图8F是表示用于形成根据本发明第六实施例的LCD器件的基板的方法的剖视图；
图9A是表示根据本发明的印刷设备的立体图；
图9B是沿图9A的线A-A截取的剖视图；以及
图9C是沿图9A的线B-B截取的剖视图。
具体实施方式
下面将详细说明本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。只要有可能，在所有附图中使用相同的标号来表示相同或相似的部分。
第一实施例
图3A至图3E是表示用于形成根据本发明第一实施例的LCD器件的基板的方法的剖视图。
如图3A所示，使用印刷设备130将用于柱状间隔物的材料300a淀积在印刷辊100上。
然后，如图3B所示，印刷辊100在配备有具有预定形状的突起的印刷板160上转动，以使用于柱状间隔物的材料300b部分地转印到印刷板160的突起上，以在印刷辊100中形成具有预定形状的柱状间隔物300。
随后，如图3C所示，使用印刷设备130在形成有柱状间隔物300的印刷辊100上淀积保护层350。
此后，如图3D和图3E所示，印刷辊100在基板200上转动，以将柱状间隔物300和保护层350同时转印到基板200上，由此将保护层350和柱状间隔物300转印到基板200上。
同时，在IPS型LCD器件中，如图所示，在基板200上形成有光屏蔽层220和滤色器层240。保护层350和柱状间隔物300依次形成在光屏蔽层220和滤色器层240上。此时，柱状间隔物300优选地形成在光屏蔽层220上，以使光透射率的减小最小。
优选地，柱状间隔物300由丙烯酸材料形成。根据现有技术，应该在柱状间隔物的丙烯酸材料中添加光敏剂(photoinitiator)，因为需要光刻工艺来形成柱状间隔物。然而，因为没有使用光刻工艺，所以本发明不需要光敏剂。
此外，柱状间隔物300可以形成为将球状间隔物或固定类型的间隔物散布在丙烯酸材料中。
保护层350可以由丙烯酸材料形成。在这种情况下，优选地，向丙烯酸材料中添加粘性增强剂，以增强对于淀积有柱状间隔物300的印刷辊100的粘性。
第二实施例
图4A至图4F是表示用于形成根据本发明第二实施例的LCD器件的基板的方法的剖视图。
除了在将保护层350淀积在印刷辊100上(参见图3C)之后，另外去除该保护层的预定区域以外，第二实施例与第一实施例相同。因此，在所有附图中使用相同的标号来表示相同或相似的部分，并且省略对其的说明。即，由于图4A至图4C与图3A至图3C相同，所以将省略对它们的说明。下面将说明图4D至图4F。
如图4D所示，具有柱状间隔物300和保护层350的印刷辊100在配备有具有预定形状的凸起结构的第二印刷板180上转动。因此，保护层的与没有形成柱状间隔物300的区域相对应的某些区域350a被转印到第二印刷板180的突起结构上，并随后将其去除。
此后，如图4E和图4F所示，印刷辊100在形成有光屏蔽层220和滤色器层240的基板200上转动，以将柱状间隔物300和保护层350同时转印到基板200上，由此将保护层350和柱状间隔物300转印到基板200上。
此时，与第一实施例的图3E不同，如图4F所示，由于去除了保护层的某些区域350a，所以没有在基板200的两侧形成保护层350。这是为了改善稍后要形成的密封剂的粘合。即，在基板200上形成保护层350和柱状间隔物300后，优选地在基板的去除了保护层的两侧形成密封剂。这是为了通过在基板200上而不是保护层上直接形成密封剂，在LCD器件的接合工艺过程中，获得两个基板之间的优异的粘合。
第三实施例
图5A至图5E是表示用于形成根据本发明第三实施例的LCD器件的基板的方法的剖视图。
如图5A所示，在配备有具有预定形状的凹入部分的印刷板160上淀积柱状间隔物300。
然后，如图5B所示，印刷辊100在印刷板160上转动，以将形成在印刷板160的凹入部分中的柱状间隔物300转印到印刷辊100上。
随后，如图5C所示，使用印刷设备130在形成有柱状间隔物300的印刷辊100上淀积保护层350。
然后，如图5D和图5E所示，印刷辊100在形成有光屏蔽层和滤色器层240的基板200上转动，以将柱状间隔物300和保护层350同时转印到基板200上，由此将保护层350和柱状间隔物300转印到基板200上。
柱状间隔物300和保护层350由与第一实施例相同的材料形成。
第四实施例
图6A至图6F是表示用于形成根据本发明第四实施例的LCD器件的基板的方法的剖视图。
除了在将保护层350淀积在印刷辊100上(参见图5C)之后，另外去除该保护层的预定区域以外，第四实施例与第三实施例相同。因此，在所有附图中使用相同的标号来表示相同或相似的部分，并且省略对其的说明。即，由于图6A至图6C与图5A至图5C相同，所以将省略对它们的说明。下面将说明图6D至图6F。
如图6D所示，具有柱状间隔物300和保护层350的印刷辊100在配备有具有预定形状的凸起结构的第二印刷板180上转动。因此，保护层的与没有形成柱状间隔物300的区域相对应的某些区域350a被转印到第二印刷板180的凸起结构上，并随后将其去除。
此后，如图6E和图6F所示，印刷辊100在形成有光屏蔽层220和滤色器层240的基板200上转动，以将柱状间隔物300和保护层350同时转印到基板200上，由此将保护层350和柱状间隔物300转印到基板200上。
此时，以与第三实施例相似的方式，在基板200上形成保护层350和柱状间隔物300之后，优选地在基板的去除了保护层350的两侧形成密封剂。
第五实施例
图7A至图7E是表示用于形成根据本发明第五实施例的LCD器件的基板的方法的剖视图。
如图7A所示，将用于柱状间隔物的材料300a淀积在印刷板160上。
然后，如图7B所示，配备有具有预定形状的凸起结构150的印刷辊100在具有用于柱状间隔物的材料300a的印刷板160上转动，以将柱状间隔物300转印到凸起结构150上。
随后，如图7C所示，使用印刷设备130在形成有柱状间隔物300的印刷辊100上淀积保护层350。
然后，如图7D和图7E所示，印刷辊100在形成有光屏蔽层和滤色器层240的基板200上转动，以将柱状间隔物300和保护层350同时转印到基板200上，由此将保护层350和柱状间隔物300转印到基板200上。
柱状间隔物300和保护层350由与第一实施例相同的材料形成。
第六实施例
图8A至图8F是表示用于形成根据本发明第六实施例的LCD器件的基板的方法的剖视图。
除了在将保护层350淀积在印刷辊100上(参见图7C)之后，另外去除该保护层的预定区域以外，第六实施例与第五实施例相同。因此，在所有附图中使用相同的标号来表示相同或相似的部分，并且省略对其的说明。即，由于图8A至图8C与图7A至图7C相同，所以将省略对它们的说明。下面将说明图8D至图8F。
如图8D所示，具有柱状间隔物300和保护层350的印刷辊100在配备有具有预定形状的凸起的第二印刷板180上转动。因此，保护层的与没有形成柱状间隔物300的区域相对应的某些区域350a被转印到第二印刷板180的凸起上，并随后将其去除。
此后，如图8E和图8F所示，印刷辊100在形成有光屏蔽层220和滤色器层240的基板200上转动，以将柱状间隔物300和保护层350同时转印到基板200上，由此在基板200上完成保护层350和柱状间隔物300。
此时，以与第五实施例相似的方式，在基板200上形成保护层350和柱状间隔物300之后，优选地在基板的去除了保护层的两侧形成密封剂。
同时，在第一到第三实施例中，可以通过控制从印刷设备130中释放的图案材料的量来适当地修改保护层350和柱状间隔物300的高度。在这种情况下，优选地使用图9中所示的印刷设备。
图9A是表示根据本发明的印刷设备的立体图，图9B是沿图9A的线A-A截取的剖视图；而图9C是沿图9A的线B-B截取的剖视图。由于该印刷设备包括可以单独控制所释放的图案材料量的多个喷嘴，所以可以容易地控制涂覆在印刷辊上的图案材料的量，由此使图案的厚度控制便利。以下将参照图9A至图9C更详细地说明该印刷设备。
如图9A所示，本发明的印刷设备包括主体部分400、形成在主体部分400下方的多个喷嘴部分500、用于向主体部分400提供图案材料的供应管600，以及将图案材料从主体部分400排出的排出管700。尽管在图中形成有两个喷嘴部分500，但是它们并不限于这种情况。
参照图9B和9C，在主体部分400内部形成有多个槽450，用于在其中容纳图案材料。
喷嘴部分500配备有与槽450相连的狭缝550，以使得狭缝550可以释放待涂覆在印刷辊上的图案材料。
此外，主体部分400内部形成有间隔物470，并且通过控制间隔物470的宽度来控制各个狭缝550的尺寸。
参照图9A，与主体部分400相连的供应管600包括多个子供应管620和一主供应管640。子供应管620分别与槽450相连，以向槽450提供图案材料。主供应管640与子供应管620相互连接。
此外，主供应管620配备有主阀645，用于控制提供给子供应管620的图案材料的流速。子供应管620配备有子阀625，用于控制提供给槽450的图案材料的流速。
如上所述，在通过子供应管620将图案材料容纳在槽450中之后，通过狭缝550将其涂覆在印刷辊上。此时，通过主阀645对释放到狭缝550的图案材料的量进行整体控制。另外，通过子阀625对释放到狭缝550的图案材料的量进行单独控制。因此可以随意控制图案材料的释放量。这使得可以容易地控制涂覆在印刷辊上的图案材料。
如上所述，这种制造LCD器件的基板的方法具有以下优点。
首先，由于使用印刷辊来形成柱状间隔物图案，所以与现有技术的光刻工艺不同，无需高成本的设备。另外，由于无需曝光和显影工艺，所以可以减少工艺步骤。特别地，由于柱状间隔物图案和保护层图案都形成在一个印刷辊中，所以可以通过一次转印工艺将柱状间隔物和保护层同时形成在基板上。这减少了处理时间并由此便于批量生产。
其次，由于不使用光刻工艺，所以不需要使用光敏剂来构成柱状间隔物和保护层的材料。
最后，由于使用了包括多个喷嘴部分的印刷辊，所以可以容易地控制柱状间隔物和保护层的高度。
对于本领域的技术人员，显然可以在不脱离本发明的主旨和范围的情况下进行多种修改和变化。因此，本发明旨在涵盖这些修改和变化，只要它们落入所附权利要求及其等价物的范围内。
本申请要求2004年12月23日提交的韩国申请No.P2004-111152的优先权，在此通过引用并入其全部内容。

Claims (28)

1、一种用于形成液晶显示器件的基板的方法，所述方法包括以下步骤：
a)在印刷辊上形成柱状间隔物图案；
b)在所述印刷辊上形成覆盖所述柱状间隔物图案的保护层图案；以及
c)使所述印刷辊在所述基板上转动，以将所述保护层图案和柱状间隔物图案同时转印到所述基板上。
2、根据权利要求1所述的方法，其中步骤a)还包括以下步骤：使用印刷设备在所述印刷辊上淀积间隔物材料；以及使所述印刷辊在配备有具有预定形状的突起的印刷板上转动。
3、根据权利要求2所述的方法，其中使所述印刷辊转动还包括：将所述间隔物材料转印到所述印刷板的突起上；以及留下所述间隔物材料的剩余部分，以在所述印刷辊上形成所述柱状间隔物图案。
4、根据权利要求1所述的方法，其中步骤a)还包括以下步骤：在形成在印刷板中的具有预定形状的凹入部分上淀积间隔物材料；以及使所述印刷辊在所述印刷板上转动。
5、根据权利要求4所述的方法，其中使所述印刷辊转动还包括：将所述间隔物材料转印到所述印刷辊上，以在所述印刷辊上形成所述柱状间隔物图案。
6、根据权利要求1所述的方法，其中步骤a)还包括以下步骤：在印刷板上淀积间隔物材料；在所述印刷辊上形成具有预定形状的凸起结构；以及使所述印刷辊在所述印刷板上转动。
7、根据权利要求6所述的方法，其中使所述印刷辊转动还包括：将所述间隔物材料的一部分转印到所述凸起结构上，以在所述印刷辊上形成所述柱状间隔物图案。
8、根据权利要求1所述的方法，在步骤b)之后还包括以下步骤：使具有所述柱状间隔物和所述保护层图案的印刷辊在包括具有预定形状的凸起结构的第二印刷板上转动。
9、根据权利要求8所述的方法，其中使所述印刷辊转动还包括：将对应于没有形成柱状间隔物的区域的保护层图案转印到所述凸起结构上；以及在所述印刷辊上留出与没有形成所述柱状间隔物的区域相对应的间隙。
10、根据权利要求9所述的方法，其中使所述印刷辊在所述基板上转动以转印所述保护层图案包括：留出所述基板的与所述印刷辊上的间隙相对应的未覆盖部分。
11、根据权利要求10所述的方法，所述方法还包括以下步骤：在所述基板的所述未覆盖部分上形成密封剂。
12、根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括以下步骤：在所述保护层图案上形成密封剂。
13、根据权利要求1所述的方法，其中所述基板包括形成在其上的光屏蔽层和滤色器层。
14、根据权利要求13所述的方法，其中将所述柱状间隔物图案形成在所述光屏蔽层上。
15、根据权利要求1所述的方法，其中所述柱状间隔物图案包括丙烯酸材料。
16、根据权利要求15所述的方法，其中形成所述柱状间隔物图案包括形成散布在所述丙烯酸材料中的球状间隔物或固定类型间隔物之一。
17、根据权利要求1所述的方法，其中形成保护层图案包括向丙烯酸材料中添加粘性增强剂。
18、根据权利要求1所述的方法，其中使用下述的印刷设备来执行步骤a)或步骤b)，该印刷设备包括主体部分和形成在该主体部分下方的多个喷嘴部分，该主体部分包括用于在其中容纳图案材料的多个槽，并且各个喷嘴部分都包括与该多个槽相连以释放所述图案材料的狭缝。
19、一种用于形成液晶显示器件的基板的方法，所述方法包括以下步骤：
在所述基板上形成光屏蔽层和滤色器层；
在印刷辊上形成柱状间隔物图案；
在所述印刷辊上形成覆盖所述柱状间隔物图案的保护层图案；以及
使所述印刷辊在所述基板上转动，以将所述保护层图案和所述柱状间隔物图案同时转印到所述基板上，
其中所述柱状间隔物图案覆盖在所述保护层上并基本上与所述光屏蔽层对齐。
20、根据权利要求19所述的方法，其中同时转印所述保护层图案包括留下一部分未覆盖的基板，并且其中所述方法还包括在所述基板的该部分上形成密封剂。
21、根据权利要求19所述的方法，其中在所述印刷辊上形成所述柱状间隔物图案包括：使用印刷设备在所述印刷辊上淀积间隔物材料；以及使所述印刷辊在印刷板上转动，该印刷板上具有间隔物图案。
22、根据权利要求21所述的方法，其中使所述印刷辊转动包括：将所述间隔物材料转印到所述印刷板的所述间隔物图案上；以及在所述印刷辊上留下所述间隔物材料的剩余部分，以形成所述柱状间隔物图案。
23、根据权利要求19所述的方法，其中在所述印刷辊上形成柱状间隔物图案包括使所述印刷辊在印刷板上转动，该印刷板包括具有预定形状的凹入部分，其中该凹入部分填充有柱状间隔物材料。
24、根据权利要求23所述的方法，其中使所述印刷辊转动包括将所述间隔物材料转印到所述印刷辊上，以在所述印刷辊上形成所述柱状间隔物图案。
25、根据权利要求19所述的方法，其中形成柱状间隔物图案还包括：在印刷板上淀积间隔物材料；在所述印刷辊上形成具有预定形状的凸起结构；以及使所述印刷辊在该印刷板上转动。
26、根据权利要求25所述的方法，其中使所述印刷辊转动包括将一部分间隔物材料转印到所述凸起结构上，以在所述印刷辊上形成所述柱状间隔物图案。
27、根据权利要求26所述的方法，其中在形成保护层之后，所述方法还包括：使所述印刷辊在包括具有预定形状的凸起结构的第二印刷板上转动；将所述保护层的一部分转印到该凸起结构上；以及在所述印刷辊上留下与未形成柱状间隔物的区域相对应的间隙。
28、根据权利要求21所述的方法，其中在所述印刷辊上形成保护层图案包括使用所述印刷设备在所述印刷辊上淀积覆盖所述柱状间隔物图案的保护层。
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