CN102707495B

CN102707495B - 液晶显示器的制造方法

Info

Publication number: CN102707495B
Application number: CN201110076030.7A
Authority: CN
Inventors: 沈宏明; 杨凯能; 黄婉玲
Original assignee: Innolux Shenzhen Co Ltd; Innolux Display Corp
Current assignee: Innocom Technology Shenzhen Co Ltd; Innolux Shenzhen Co Ltd; Chi Mei Optoelectronics Corp; Innolux Corp
Priority date: 2011-03-28
Filing date: 2011-03-28
Publication date: 2015-03-11
Anticipated expiration: 2031-03-28
Also published as: CN102707495A

Abstract

本发明提供一种液晶显示器的制造方法，该制造方法包括以下步骤：提供一第一基板与一第二基板，其中第一基板与第二基板相对设置；填入一混合溶液于第一基板与第二基板之间，其中混合溶液包括多个液晶分子与多个单体；对混合溶液进行一紫外光照射工艺，使单体聚合形成一第一配向控制层于第一基板的一面对液晶分子的表面上，以及形成一第二配向控制层于第二基板的一面对液晶分子的表面上，其中第一配向控制层的厚度与第二配向控制层的厚度比值为1/2～2/1。本发明同时进行双面紫外光照射，或者是轮流对第一基板与第二基板进行照射，以降低位于两基板上的配向控制层的厚度差异，可解决液晶面板局部区域亮点的问题，进而提高工艺良率。

Description

液晶显示器的制造方法

技术领域

本发明系有关于一种液晶显示器的制造方法，且特别是有关于一种具有配向控制层的液晶显示器制造方法。

背景技术

液晶显示器(liquid crystal display)由于具有轻、低消耗功率、无辐射等优点，目前已应用于各种个人电脑、个人数位助理(personal digital assistant，PDA)、手机、电视等。传统的液晶面板主要由一对基板与形成于基板之间的液晶层所组成，其中于形成液晶层之前，基板上需先涂布配向层(alignmentlayer)，再经由磨擦法以完成液晶配向，其中配向层的功能在于使液晶分子于基板之间呈现特定的排列，且最常使用聚亚酰胺(polyimide，PI)作为配向层的材料。

然而，配向层的工艺步骤繁琐且费时，之后，有研究开发出不需配向层的技术，其于薄膜晶体管(thin film transistor，TFT)基板与彩色滤光片(colorfilter，CF)基板之间填入单体与液晶分子，之后从薄膜晶体管基板的一侧(或彩色滤光片基板的一侧)进行单面紫外光照射，使单体聚合形成高分子，高分子再进行相分离(phase separation)而聚集于薄膜晶体管基板与彩色滤光片基板之上。

然而，进行单面照射时，由于基板两边照射不均匀，会使得位于薄膜晶体管基板上高分子的厚度高于(或低于)彩色滤光片基板上高分子的厚度，因此，使液晶面板局部区域(domain)造成亮点，进而影响工艺良率(process yield)。

因此，业界亟需提出一种液晶显示器与其制造方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明提供一种液晶显示器的制造方法，包括以下步骤：提供一第一基板与一第二基板，其中第一基板与第二基板系相对设置；填入一混合溶液于第一基板与第二基板之间，其中混合溶液包括多个液晶分子与多个单体；对混合溶液进行一紫外光照射工艺，使所述单体聚合形成一第一配向控制层于第一基板的一面对液晶分子的表面上，以及形成一第二配向控制层于第二基板的一面对液晶分子的表面上，其中第一配向控制层的厚度与第二配向控制层的厚度比值为1/2～2/1。

本发明所揭露的制造方法中，同时进行双面紫外光照射，或者是轮流对第一基板与第二基板进行照射，使第一配向控制层的厚度与第二配向控制层的厚度比值为约1/2～2/1，以降低位于两基板上的配向控制层的厚度差异，可解决液晶面板局部区域(domain)亮点(bright point)的问题，进而提高工艺良率。

为让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

附图说明

图1至图2为一系列剖面图，用以说明本发明一实施例的液晶显示器的制造方法。

图3A图3B为一系列剖面图，用以说明本发明第二实施例的液晶显示器的制造方法。

附图标号：

100～第一基板

100a～第一基板的一面对液晶分子的表面

200～第二基板

200a～第二基板的一面对液晶分子的表面

310～液晶分子

320～单体

321～第一配向控制层

322～第二配向控制层

400～光源

401～紫外光照射

500～第一光源

501～第一照射

550～紫外光吸收物质

600～第二光源

601～第二照射

T₁～第一配向控制层的厚度

T₂～第二配向控制层的厚度

具体实施方式

本发明提供一种液晶显示器的制造方法，图1至图2显示本发明一实施例的液晶显示器的工艺步骤。首先，请参见图1，提供第一基板100与第二基板200，其中第一基板100与第二基板200相对设置(opposite to each other)。于一实施例中，第一基板100为薄膜晶体管基板，第二基板200为彩色滤光片基板，其中薄膜晶体管基板100尚包括薄膜晶体管结构、像素电极、扫描线与数据线等像素控制结构(图中未显示)。

之后，填入混合溶液于第一基板100与第二基板200之间，可通过液晶滴入法(one drop filling，ODF)或灌注法(injection)将混合溶液注入第一基板100与第二基板200之间，其中混合溶液包括多个液晶分子310与多个单体320。单体320可由一或多个不同种类的单体所组成，其照光后会聚合形成聚合物，为了加速聚合反应，亦可于混合溶液中加入硬化起始剂(initiator)。

于一实施例中，单体320包括第一单体与第二单体，第一单体与第二单体以1∶2～1∶50的重量比例进行聚合反应，第一单体具有下列化学式(I)：

其中n为大于1的整数，X为丙酰基(acrylate group)或甲基丙酰基(methacylate group)；

第二单体具有下列式(II)：

其中n为大于1的整数，Y为甲烷基或氢。

于另一实施例中，单体320包括第一单体与第二单体，第一单体具有下列化学式(III)：

第二单体具有下列式(IV)：

其中n为大于1的整数，Y为甲烷基或氢。

接着，请参见图2，对混合溶液进行一紫外光照射工艺，首先设置一对光源400于第一基板100与第二基板200的远离液晶分子310的一侧，之后同时对第一基板100与第二基板200进行紫外光照射401。

单体320经过紫外光照射后，会进行聚合反应形成聚合物，由于聚合反应过程中聚合物的分子量逐渐增加，因此，聚合物会与液晶分子310产生相分离，最后沉积到第一基板100的一面对液晶分子310(face the liquid crystal)的表面100a上，以形成第一配向控制层(alignment control layer)321，以及沉积到第二基板200的一面对液晶分子310的表面200a上，以形成第二配向控制层322。须注意的是，第一、第二配向控制层321、322具有类似现有聚亚酰胺的形态，并具有液晶配向效果。

上述第一配向控制层321的厚度T₁与第二配向控制层322的厚度T₂各自为约40埃～80埃，较佳为60埃～70埃，且第一配向控制层321的厚度T₁与第二配向控制层322的厚度T₂比值为约1/2～2/1。

上述紫外光照射工艺的时间为约10秒～20小时，较佳为约5秒～30分钟，光源400的能量为约100～10,000mJ/cm²，较佳为1,000～8,000mJ/cm²，光源400的波长范围为约200nm～380nm，较佳为240nm～280nm，以及光源400的功率为约5～200mW/cm²，较佳为50～120mW/cm²。

于一实施例中，以波长范围为约300nm，功率为100mW的光源400照射第一基板100与第二基板200约5小时，可制得第一配向控制层321的厚度T₁为约60埃，而第二配向控制层322的厚度T₂为约70埃。

须注意的是，本发明利用单体聚合形成配向控制层，藉以取代现有的聚亚酰胺配向膜，亦即，本案不需进行PI配向膜涂布与相关的配向摩擦(rubbing)等工艺，因此，本发明可简化工艺步骤，进而节省工艺成本。

图3A至图3B显示本发明的液晶显示器的制造方法的第二实施例，其中标号与图2相同者，代表相同元件，在此不再赘述。

请参见图3A，将混合溶液填入第一基板100与第二基板200之间后，设置第一光源500于第一基板100的一远离液晶分子310的一侧，之后对第一基板100进行一第一照射501。此外，可于设置第一光源500的同时，设置紫外光吸收材质550(例如为黑色材质)于第二基板200的一远离液晶分子310的一侧，用以吸收第一光源550的能量。之后，可形成第一配向控制层321于第一基板100的一面对液晶分子310的表面100a上。

接着，请参见图3B，移除第一光源500，设置第二光源600于第二基板200的一远离液晶分子310的一侧，之后对第二基板200进行第二照射601，以形成第二配向控制层322于第二基板200的一面对液晶分子310的表面200a上。同样的，可于设置第二光源600的同时，设置紫外光吸收材质550(例如黑色材质)于第一基板100的一远离液晶分子310的一侧，用以吸收第二光源600的能量。之后，可形成第二配向控制层322于第二基板200的一面对液晶分子310的表面200a上。

此外，于另一实施例中，亦可先对第二基板200进行紫外光照射，再对第一基板100进行紫外光照射，本领域技术人员可通过控制紫外光照射的顺序与时间，以制得想要的第一配向控制层321与第二配向控制层322厚度。

须注意的是，第二实施例中先对第一基板(或第二基板)进行照射，再对第二基板(或第一基板)进行照射，系轮流对基板进行照射，轮流次数可为一次或多次，以分别调整第一配向控制层321与第二配向控制层322的厚度，使第一配向控制层321的厚度与第二配向控制层322的厚度比值为约1/2～2/1。

上述第一照射501与第二照射601的时间各自为约10秒～20小时，第一光源500与第二光源600的能量各自为约100～10,000mJ/cm²、波长范围各自为约200nm-380nm，以及功率各自为约5mW～200mW/cm²。

须注意的是，于现有技术中，如果仅对薄膜晶体管基板进行单面的紫外光照射，会使得位于薄膜晶体管基板上的高分子的厚度明显高于彩色滤光片基板上的高分子，进而使得液晶分子的配向效果变差，因此，本发明所揭露的制造方法中，同时进行双面紫外光照射，或者是轮流对第一基板与第二基板进行照射，使第一配向控制层的厚度与第二配向控制层的厚度比值为约1/2～2/1，以降低位于两基板上的配向控制层的厚度差异，可解决液晶面板局部区域(domain)亮点(bright point)的问题，进而提高工艺良率。

本发明的液晶显示器能应用于广视角液晶显示器，例如包括MVA(multi-domain vertical alignment)、ASV(advanced super-V)、PVA(patternedvertical alignment)、PSA(polymer stable alignment)等。

虽然本发明已以数个较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作任意的更动与润饰，因此本发明的保护范围当以权利要求所界定的为准。

Claims

1.一种液晶显示器的制造方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：

提供一第一基板与一第二基板，其中所述第一基板与所述第二基板相对设置；

填入一混合溶液于所述第一基板与所述第二基板之间，其中所述混合溶液包括多个液晶分子与多个单体；

对所述混合溶液进行一紫外光照射工艺，使所述单体聚合形成一第一配向控制层于所述第一基板的一面对所述液晶分子的表面上，以及形成一第二配向控制层于所述第二基板的一面对所述液晶分子的表面上，其中所述第一配向控制层的厚度与所述第二配向控制层的厚度比値为1/2～2/1，其中，所述紫外光照射工艺包括以下步骤：

设置一第一光源于所述第一基板的一远离所述液晶分子的一侧；

对所述第一基板进行一第一照射；

移除所述第一光源；

设置一第二光源于所述第二基板的一远离所述液晶分子的一侧；以及

对所述第二基板进行一第二照射。

2.如权利要求1所述的液晶显示器的制造方法，其特征在于，所述第一配向控制层的厚度与所述第二配向控制层的厚度各自为60埃-70埃。

3.如权利要求1所述的液晶显示器的制造方法，其特征在于，所述第一照射及所述第二照射的时间各自为10秒～20小时。

4.如权利要求1所述的液晶显示器的制造方法，其特征在于，所述第一光源与所述第二光源的能量各自为100～10,000mJ/cm²。

5.如权利要求1所述的液晶显示器的制造方法，其特征在于，所述第一光源与所述第二光源的波长范围各自为200nm-380nm。

6.如权利要求1所述的液晶显示器的制造方法，其特征在于，所述第一光源与所述第二光源的功率各自为5mW～200mW/cm²。

7.如权利要求1所述的液晶显示器的制造方法，其特征在于，设置所述第一光源于所述第一基板的一远离所述液晶分子的一侧的同时，还包括：

设置一紫外光吸收材质于所述第二基板的一远离所述液晶分子的一侧。

8.如权利要求1所述的液晶显示器的制造方法，其特征在于，设置所述第二光源于所述第二基板的一远离所述液晶分子的一侧的同时，还包括：

设置一紫外光吸收材质于所述第一基板的一远离所述液晶分子的一侧。