CN101630084A

CN101630084A - 制作显示面板的方法

Info

Publication number: CN101630084A
Application number: CN200910163389A
Authority: CN
Inventors: 陈兴达; 丘至和; 郑德胜; 李蔚德; 张善钧; 陈世明; 林熙干; 谢忠憬; 白家瑄; 童元鸿; 游长峯
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AU Optronics Corp
Priority date: 2009-08-17
Filing date: 2009-08-17
Publication date: 2010-01-20

Abstract

本发明提供一种制作显示面板的方法。首先，先提供第一基板，接着于第一基板上涂布配向膜材料，并对配向膜材料进行预烘烤工艺。其中，本发明可于预烘烤工艺之后，且形成框胶之前，对配向膜材料进行紫外光处理或等离子处理，以钝化掺杂于配向膜材料中的可交联污染物。随后，再于第一或第二基板上形成框胶，然后于第一与第二基板之间形成液晶层。如此一来，本发明可有效减少因为可交联污染物而导致的亮暗不匀现象。

Description

制作显示面板的方法

技术领域

本发明涉及一种制作显示面板的方法，尤其涉及一种对配向膜材料进行紫外光处理或等离子处理，以钝化可交联污染物的制作显示面板的方法。

背景技术

液晶显示器是利用液晶分子在不同排列状态下，对光线具有不同的穿透量来控制显示像素的亮度或色彩，进而使液晶显示器得以产生丰富的影像。因此，液晶显示器中通常具有配向膜，用以让邻近配向膜的液晶分子产生特定配向方向，以便调控像素内的液晶倾倒方向。传统的配向方法主要可区分为配向膜材料涂布或形成以及配向处理两个阶段，其中配向膜的材质通常以聚亚酰胺(polyamide，PI)为主，在聚亚酰胺涂布于基板后，再进行配向处理。

针对配向膜材料涂布处理阶段，若使用传统的印刷式涂布处理中，转印辊(printing roller)表面通常会具有一层光刻胶层，以作为转印之用。为了维持良好的印刷效果，转印辊表面的光刻胶层通常不会达到完全交联的程度，但这些未完全交联的光刻胶可能会随着印刷工艺一并转印至基板上，导致污染。即使进行清洗工艺，这些可交联的污染物仍不易完全清除。

针对配向处理阶段，传统的刷磨式(rubbing)配向处理是以附有绒毛刷的滚轮对聚亚酰胺进行刷磨，使聚亚酰胺的高分子主链会延伸而顺向排列，达到液晶配向排列的目的。刷磨式配向处理的优点为刷磨所需的操作时间极短，且在常温下即可操作，因此，具有优异的量产特性，然而，传统的配向方法仍有其缺点，举例来说，绒毛刷上无可避免的在工艺中会沾附污染粒子，间接将此些污染粒子带到聚亚酰胺上，造成液晶显示器显像产生亮暗不均(mura)。

即使进行非接触式的配向处理，例如光配向(photo alignment)、离子束配向(ion beam alignment)、等离子束配向(plasma beam alignment)等处理，可以减少滚轮接触配向膜的机会，但是，这些非接触式配向处理仍无法避免涂布工艺将可交联污染物掺杂到配向膜材料的可能，且环境中还可能有污染物掉落或接触至配向膜中。

请参考图1至图3，图1至图3为现有制作显示面板的方法示意图。如图1所示，首先提供第一基板10，接着于第一基板10的内表面上形成一层配向膜12，且配向膜12中掺杂了污染物14。其中，污染物14可能是随着印刷式涂布处理工艺一并转印至第一基板10上的可交联污染物，也可能是利用其它方式掉落至配向膜中的污染物。

如图2所示，之后，于第一基板10上滴加液晶材料16，再利用图3所示的步骤进行组装(assembly)，以组合第一基板10与第二基板18。其中，第二基板18的内表面上也可先行形成一层配向膜20，且配向膜20也可能掺杂了污染物14。如图3所示，位于配向膜12与配向膜20表面的污染物14会受到液晶材料16的张力影响，因此，污染物14容易聚集在液晶材料16的各个小滴的交界处，而导致亮暗不匀现象(mura effect)。

尤其当应用至高分子聚合配向(polymer stabilized alignment，PSA)工艺时，虽然采用PSA工艺的显示面板可以进行非接触式配向处理，但配向膜表面的可交联污染物却很容易会影响到液晶材料中的可交联单体，使得液晶材料中的可交联单体与配向膜的污染物产生反应，导致明显的亮暗不匀现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制作显示面板的方法，以形成液晶显示面板的配向膜，并解决前述现有问题。

为实现上述目的，本发明的实施例提供一种制作显示面板的方法。首先，提供第一基板，接着于第一基板上涂布配向膜材料。其后，对配向膜材料进行预烘烤工艺。于预烘烤工艺之后，对配向膜材料进行紫外光处理(UVtreatment)或等离子处理(plasma treatment)，以钝化掺杂于配向膜材料中的可交联污染物。随后，提供第二基板，并于第一或第二基板上形成框胶，然后于第一与第二基板之间形成液晶层，填充于框胶内。

其中，该后烘烤工艺是于该预烘烤工艺之后进行，以固化该配向膜材料成为一配向膜。

其中，该钝化处理是于该后烘烤工艺之前或之后进行。

其中，该后烘烤工艺的温度范围为150℃至300℃，该后烘烤工艺持续进行900秒至10800秒。

其中，该预烘烤工艺的温度范围为50℃至150℃。

其中，于该第一或该第二基板上形成该框胶的步骤是于该钝化处理之后进行。

其中，该钝化处理包括紫外光处理或等离子处理。

其中，该紫外光处理的紫外光强度大于每平方公分0毫瓦且小于等于100mW/cm²。

由于本发明可于预烘烤工艺之后，以及/或形成框胶之前，对配向膜材料进行紫外光处理或等离子处理，以钝化掺杂于配向膜材料中的可交联污染物，因此，可有效减少可交联污染物导致的亮暗不匀现象。

附图说明

图1至图3为现有制作显示面板的方法示意图；

图4为本发明第一较佳实施例制作显示面板的方法的流程示意图；

图5为根据本发明第一较佳实施例所制作的显示面板的示意图；

图6为本发明第二较佳实施例制作显示面板的方法的流程示意图；

图7为本发明第三较佳实施例制作显示面板的方法的流程示意图。

其中，附图标记：

10：第一基板 12：配向膜

14：污染物 16：液晶材料

18：第二基板 20：配向膜

102～122：步骤 200：显示面板

202：第一基板 204：共同电极

206：第二基板 208：像素像素电极

212：液晶层 214：配向膜

216：配向膜 218：框胶

具体实施方式

为使本领域技术人员能更进一步了解本发明，下文特列举本发明的数个较佳实施例，并配合所附附图，详细说明本发明的构成内容及所欲达成的功效。

请参考图4与图5，图4为本发明第一较佳实施例制作显示面板的方法的流程示意图，而图5为根据本发明第一较佳实施例所制作的显示面板200的示意图。附图仅以说明为目的，并未依照原尺寸作图。

如图4与图5所示，第一较佳实施例制作显示面板的流程依序如下：

步骤102：开始；

步骤104：提供基板；

步骤106：配向前预清洁(pre PI cleaner)；

步骤108：涂布配向膜材料；

步骤110：对配向膜材料进行预烘烤工艺(pre-bake process)；

步骤110a：对配向膜材料进行紫外光处理或等离子处理；

步骤112：对配向膜材料进行后烘烤工艺(post-bake process)；

步骤114：进行基板接合前预清洁；

步骤115：进行配向膜配向处理；

步骤116：形成框胶(seal dispensing)；

步骤118：形成液晶层(liquid crystal dispensing)；

各步骤的详细介绍如下。依照步骤104，首先提供图5的第一基板202。第一基板202可以是具有彩色滤光片的彩色滤光片基板(color filtersubstrate)，而于内表面处可具有透明的共同电极204。于其它实施例中，第一基板202也可以是具有薄膜晶体管的阵列基板(array substrate)，而于内表面处可具有像素电极。之后，可依照步骤106，进行配向前预清洁步骤，使得第一基板202可具有清洁的表面，进而促进第一基板202与后续的配向膜的接合稳定性，且减少配向膜被污染的可能性。

接着依照步骤108，于第一基板202上涂布配向膜材料，此时配向膜材料呈现未配向状态。其中，配向膜材料110可包含硅氧类(siloxane materials)材料，例如聚酰胺酸(polyamic acid，PAA)或聚亚酰胺(polyimide，PI)的材料。或者于其它实施例中，配向膜材料也可包括氢化类钻石排列碳薄膜(hydrogenated diamond like carbon，DLC)、或碳硅化合物(SiC)、氧硅化物(SiO₂)、氮硅化物(Si₃N₄)、氧化铝(Al₂O₃)等材料。于第一基板202上涂布配向膜材料的方法包括狭缝涂布(slit coating)、旋转涂布(spincoating)、非旋转涂布(spinless coating)、喷墨式(inkjet)涂布或滚动印刷式涂布的方式所形成。这里所谓的滚动印刷式涂布方式可以通过滚动的转印辊将配向膜材料涂布于第一基板202上。而这里所谓的喷墨式涂布方式可以先将配向膜材料填充于喷墨装置(inkjet device)中，并且利用喷墨装置的喷墨头(inkjet head)直接将配向膜材料滴加于第一基板202上。使用喷墨式涂布方式形成配向膜材料时，可以避免转印辊等工具接触配向膜材料与第一基板202的机会，因此，对于减少污染物的目的具有更好的效果。

然后，依照步骤110，对配向膜材料进行预烘烤工艺。其中，此预烘烤工艺的温度范围本质上为可介于50℃至150℃之间，并持续进行约50秒至300秒，以去除配向膜材料所含的部分溶剂，但不会使配向膜材料完全硬化。

于预烘烤工艺之后，依照步骤110a对配向膜材料进行钝化处理(passivate)，譬如是紫外光处理(UV treatment)或等离子处理(plasmatreatment)，以钝化掺杂于配向膜材料中的可交联污染物，所谓钝化是指将可交联污染物或其它污染物使不易起化学或物理变化，或者是将可交联污染物或其它污染物裂解挥发，总而言之，避免污染物影响到液晶显示器的显像质量。为了钝化可交联污染物，且同时不会破坏或改变配向膜材料的特性，本发明的紫外光处理的紫外光强度较佳应控制在大于每平方公分0毫瓦(0mW/cm²)且小于等于100mW/cm²的范围，能量强度较佳应控制在大于等于每平方公分3焦耳(3J/cm²)且小于等于30J/cm²的范围，而波长范围较佳应控制在300纳米至450纳米之间。根据前述的工艺参数，对配向膜材料持续进行紫外光处理约100至1000秒即可有效钝化可交联污染物，较佳为150秒，但不限于此，只要对配向膜材料进行紫外光处理即可具有钝化可交联污染物的效果，因此本发明的紫外光处理的紫外光强度、能量强度与波长范围也不需局限于前述数值。

若本发明是利用等离子处理来钝化可交联污染物时，为了钝化可交联污染物，且不破坏配向膜材料的特性，本发明的等离子处理可包含提供氩气(argon，Ar)作为惰性气体，真空度较佳小于10-5托耳(torr)，操作功率较佳约控制在10瓦(10watts)至100watts之间，操作温度较佳约控制在120℃至250℃之间，而操作时间较佳约控制在5分钟至120分钟之间。同样地，只要对配向膜材料进行等离子处理即可具有钝化可交联污染物的效果，因此，本发明的等离子处理的惰性气体种类、真空度、操作功率、操作温度与操作时间不需局限于前述数值。

于紫外光处理或等离子处理之后，依照步骤112对配向膜材料进行后烘烤工艺(post-baking)，以使配向膜材料固化且硬化成为配向膜214。其中，此处之后烘烤工艺的温度范围本质上为可介于150℃至300℃之间，并持续持续进行约900秒至10800秒，后烘烤工艺的温度范围较佳为200℃至300℃，并持续持续进行约1000秒至9600秒，但不限于此。后烘烤工艺可将配向膜材料中所含的聚酰胺酸环化(imidization)成为聚亚酰胺薄膜。

接下来依照步骤114，提供第二基板206，并对第一基板202与第二基板206进行基板接合前预清洁步骤。第二基板206于内表面处可具有像素电极208与配向膜216，其中配向膜216较佳可以是利用前述步骤102至步骤112所形成，但也可利用其它方式所形成。于本实施例中，第一基板202为彩色滤光片基板，而第二基板206可以为阵列基板，且第二基板206于内表面处可具有像素电极208。当第一基板202为阵列基板时，第二基板206则可以为具有彩色滤光片与共同电极的彩色滤光片基板。基板接合前预清洁步骤可使第一基板202与第二基板206均具有清洁的表面，进而促进第一与第二基板202、206与后续的框胶的接合稳定性，且减少后续的液晶层被污染的可能性。

然后依照步骤115，对配向膜进行配向处理，配向处理举例为刷磨式(rubbing)配向处理、光配向(photo alignment)处理、离子束配向(ion beamalignment)处理或等离子束配向(plasma beam alignment)等处理。

其后依照步骤116，于第一基板202或第二基板206上形成框胶218，并依照步骤118于第一基板202与第二基板206之间形成液晶层212，填充于框胶118内。液晶层212可以是利用滴下式或真空注入式的方式所形成。当使用滴下式的方式形成液晶层212时，先利用喷墨装置将液晶材料滴落于设置有框胶118的基板上，待达到所需液晶量之后，再使第二基板206相对应于第一基板202而设置，进行热压而利用框胶218接合第一基板202与第二基板206。当使用真空注入式的方式形成液晶层212时，为先使第二基板206相对应于第一基板202而设置，进行热压而利用框胶218接合第一基板202与第二基板206，再利用真空的压力将液晶材料注入于框胶118内侧的第一与第二基板202、206之间。

当本发明应用至PSA工艺时，此处的液晶层212可包含液晶分子与混合在液晶分子中的单体(monomer)。通过施加电压于液晶盒(liquid crystal cell)中，使得混合在液晶中的单体随着液晶分子在电压下排列，再经由照射紫外光等方式而交联固化这些排列的单体，以产生特定的预倾角(pre-tilt angle)。如此一来可以有效控制液晶配向的能力，进而减少漏光现象且提升对比。由于本发明可有效地利用紫外光处理或等离子处理等钝化处理来钝化可交联污染物，因此，配向膜表面的污染物较不会影响液晶材料中的可交联单体，尤其使用于那些应用PSA工艺的的示面板。之后，可对第一基板202与第二基板206进行基板切割工艺，以形成本发明的显示面板200。

如图4所示，除了前述的紫外光处理、等离子处理与喷墨式涂布配向膜材料的步骤可以减少污染之外，本发明也可选择性包括步骤122的高温加热工艺，进一步减少或钝化基板上或配向膜中的污染物。其中，本发明的高温加热工艺可以于预烘烤工艺之后、形成框胶之前的任两个工艺步骤之间进行，或是搭配预烘烤工艺之后、形成框胶之前的任何工艺步骤一并进行。

根据研究的结果与实际的工艺状况发现，本发明的紫外光处理或等离子处理可以于预烘烤工艺之后、形成框胶之前的任两个工艺步骤之间进行，而可以达到钝化位于配向膜中的污染物的效果。请参考图6与图7，图6与图7分别为本发明第二与第三较佳实施例制作显示面板的方法的流程示意图，其中相同的步骤沿用相同的符号来表示。与第一较佳实施例的主要差别在于，第二与第三较佳实施例进行紫外光处理或等离子处理的工艺顺序不同。

如图6所示，于第二较佳实施例中，紫外光处理或等离子处理的步骤112a可以于后烘烤工艺之后、于进行基板接合前预清洁步骤之前进行。如图7所示，于第三较佳实施例，紫外光处理或等离子处理的步骤114a可以于进行基板接合前预清洁步骤之后、于形成框胶之前进行。根据第二与第三较佳实施例也可制作出图5所示的显示面板200。

根据本发明的实施态样，本发明不需局限于仅对单一配向膜材料或配向膜进行单次紫外光处理或单次等离子处理，本发明也可对单一配向膜材料或配向膜既进行紫外光处理也进行等离子处理，且也可于前述的合适工艺阶段中进行多次的紫外光处理或等离子处理。此外，本发明尤其适用于搭配PSA工艺的显示面板，减少液晶材料中的可交联单体与配向膜的污染物产生反应的可能性，但本发明的运用不限于此，本发明实际上可适用于各式的配向膜工艺之中。

综上所述，由于本发明可于预烘烤工艺之后，以及/或形成框胶之前，对配向膜材料进行紫外光处理或等离子处理，以钝化掺杂于配向膜材料中的可交联污染物，因此，可有效减少可交联污染物导致的亮暗不匀现象。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种制作显示面板的方法，其特征在于，包括：

提供一第一基板；

于该第一基板上涂布一配向膜材料；

对该配向膜材料进行一预烘烤工艺；

于该预烘烤工艺之后，对该配向膜材料进行一钝化处理，以钝化掺杂于该配向膜材料中的一可交联污染物；

对该配向膜材料进行一配向处理；

提供一第二基板；

于该第一或该第二基板上形成一框胶；以及

于该第一与该第二基板之间形成一液晶层，填充于该框胶内。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括一后烘烤工艺，其中该后烘烤工艺是于该预烘烤工艺之后进行，以固化该配向膜材料成为一配向膜。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该钝化处理是于该后烘烤工艺之前或之后进行。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该后烘烤工艺的温度范围为150℃至300℃，该后烘烤工艺持续进行900秒至10800秒。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该预烘烤工艺的温度范围为50℃至150℃。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，于该第一或该第二基板上形成该框胶的步骤是于该钝化处理之后进行。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该钝化处理包括紫外光处理或等离子处理。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，该紫外光处理的紫外光强度大于每平方公分0毫瓦且小于等于100mW/cm²。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，该紫外光处理的紫外光波长约300纳米至450纳米。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，该等离子处理包含提供氩气，其中该等离子处理的真空度小于10^-5托耳，该等离子处理的操作功率为10瓦至100瓦，该等离子处理的操作温度为120℃至250℃，该等离子处理的操作时间为5分钟至120分钟。