CN104834118A - 液晶显示装置的制造方法和制造装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及液晶显示装置的制造方法和制造装置。详细而言，本发明提供一种即使是因UV照射而产生的杂质也能获得充分的清洗效果、并能提高成品率的液晶显示装置的清洗方法。在具有于基板间夹持有液晶层的显示面板的液晶显示装置的制造方法中，在清洗工序中，通过具有单峰的流量分布(c)的清洗液喷洒(322)来清洗基板。

Description

液晶显示装置的制造方法和制造装置
技术领域
本发明涉及液晶显示装置的制造方法和制造装置。
背景技术
液晶显示装置因其显示品质高且超薄、轻巧、低耗电量等优点而用途广泛，应用于从手机用显示屏、数码相机用显示器等用于便携装置的显示器，到台式电脑用显示器、用于印刷或设计的显示器、医疗用监视器，乃至液晶电视等各种用途。随着其用途的扩大，对于液晶显示装置要求更进一步的高画质化和高品质化，尤其强烈要求由高透过率化实现的高亮度化和低耗电化。另外，随着液晶显示装置的普及，对于低成本也有了强烈要求。
通常，液晶显示装置的显示是通过向夹在一对基板间的液晶层的液晶分子施加电场而使液晶分子的取向方向变化，通过由此产生的液晶层的光学特性的变化来进行。无电场施加时的液晶分子的取向方向由取向膜(对聚酰亚胺薄膜的表面实施过摩擦处理)来规定。但是，存在由摩擦导致的静电或异物的产生、由基板表面的凹凸导致的摩擦不均匀等问题，因而目前采用不需要与摩擦布接触的光取向法。关于光取向法，有通过向形成在基板表面上的有机膜的表面照射几乎以直线偏振后的UV光、而对有机膜的表面赋予取向功能的方法等。由于光取向膜被UV光照射后会产生杂质分解物，所以一直通过进行热处理等来清除。此外，关于用于进行光刻工序后的湿法清洗等的清洗装置，例如在专利文献1中有公开。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2004-273743号公报
发明内容
为了将在大型TV用液晶显示装置中具有实际成果的光取向膜适用于手机等中小型用液晶显示装置，本发明人进行了研究。然而，发现在进行了用于除去因向光取向膜UV照射而产生的分解物的热处理之后，彩色滤光片会劣化。但若热处理温度很低的话，则可判断出清除杂质是很困难的。
于是，发明人等尝试了通过湿法清洗来除去杂质。图1A表示所使用的清洗装置200的示意性结构的侧视图，图1B表示其俯视图。该清洗装置200具有水刀(Aqua Knife)部210、清洗液喷洒部220、和纯水喷洒部230。在水刀部210，向基板150供给水刀(帘状的纯水)211，该水刀211形成得比基板150的与搬运方向151交叉的方向上的宽度尺寸长。由此，能够在基板150的整个上表面上形成大致均匀的薄层状的纯水膜，抑制清洗处理中的清洗不均或污迹的产生。
清洗液喷洒部220相对于水刀部210配置在基板150的搬运方向151的下游侧。在清洗液喷洒部220上，安装有多个(在此为四个)喷嘴223的清洗液用喷嘴部221在与搬运方向151交叉的方向上并列排列有多级(在此为四级)。从喷嘴223喷射出的清洗液222变成雾状呈圆锥状扩散(全锥形喷嘴)。需要说明的是，以使得来自邻接的喷嘴223的清洗液222在基板150上部分重复的方式，设定清洗液222的扩散以及邻接的各喷嘴223的间隔、邻接的各清洗液用喷嘴部221的间隔。
纯水喷洒部230是为了冲洗在清洗液喷洒部220中附着在基板上的清洗液而设置的，其相对于清洗液喷洒部220配置在基板150的搬运方向151的下游侧。在纯水喷洒部230上，安装有多个(在此为四个)喷嘴233的纯水用喷嘴部231在与搬运方向151交叉的方向上并列排列有多级(在此为四级)。从喷嘴233喷射出的纯水232变成雾状呈圆锥状扩散(全锥形喷嘴)。此外，以使得来自邻接的喷嘴233的清洗液在基板150上部分重复的方式，设定纯水232的扩散以及邻接的各喷嘴233的间隔、邻接的各纯水用喷嘴部231的间隔。
使用上述清洗装置对因UV照射而产生的杂质进行清除，其结果是，仅能除去50％左右而无法获得充分的清洗效果。此外，若无法充分除去杂质，则会发生取向不良，并导致液晶显示装置的可靠性降低。
本发明的目的在于，提供一种即使是因UV照射而产生的杂质也能获得充分的清洗效果、并能提高成品率的液晶显示装置的清洗方法和清洗能力高的清洗装置。
作为用于达成上述目的的一个实施方式，提出了一种具有在基板间夹持有液晶层的显示面板的液晶显示装置的制造方法，其特征在于，具有：
准备第一基板的第一工序；和
通过具有单峰的流量分布的清洗液喷洒来清洗所述第一基板的第二工序。
另外，还提出了一种用于对构成液晶显示面板的基板进行清洗的液晶显示装置的制造装置，其特征在于，
具有：水刀部；清洗液喷洒部；纯水喷洒部；和将被清洗物从所述水刀部向所述清洗液喷洒部、进而向所述纯水喷洒部搬运的搬运机构部，
在所述清洗液喷洒部被喷射的清洗液的流量分布具有单峰。
附图说明
图1A是发明人等所研究的用于说明清洗处理的清洗装置的示意性侧视图。
图1B是发明人等所研究的用于说明清洗处理的清洗装置的示意性俯视图。
图2是发明人等所研究的用于说明清洗处理中的药液状态的图，(a)是表示从喷嘴喷射出的清洗液的扩散的立体图，(b)是表示从喷嘴喷射出的清洗液的扩散的俯视图，(c)是从喷嘴喷射出的清洗液的流量分布图。
图3A是本发明的第一实施例的清洗装置的示意性侧视图。
图3B是本发明的第一实施例的清洗装置的示意性俯视图。
图4是用于说明本发明的第一实施例的清洗处理中的药液状态的图，(a)是表示从喷嘴喷射出的清洗液的扩散的立体图，(b)是表示从喷嘴喷射出的清洗液的扩散的俯视图，(c)是从喷嘴喷射出的清洗液的流量分布图。
图5A是本发明的第一实施例的液晶显示装置的制造方法中的取向膜形成工序的流程图。
图5B是本发明的第一实施例的液晶显示装置的制造方法的光取向工序的流程图。
图6A是用于说明本发明的第一实施例的液晶显示装置的制造方法中的取向膜形成工序的TFT基板或对置基板的示意性剖视图。
图6B是用于说明本发明的第一实施例的液晶显示装置的制造方法中的取向膜形成工序的TFT基板或对置基板的示意性俯视图。
图7是液晶显示装置的示意性俯视图。
附图标记说明
100-液晶显示装置、110-多层结构膜、120-光取向膜、130-显示区域、140-驱动电路部、150-基板、151-基板的搬运方向、160-显示面板区域、200-清洗装置、210-水刀部、211-水刀、220-清洗液喷洒部、221-清洗液用喷嘴部、222-清洗液、223-喷嘴、223a-喷嘴的位置、230-纯水喷洒部、231-纯水用喷嘴部、232-纯水、233-喷嘴、321-清洗液用喷嘴部、322-清洗液、323-喷嘴、323a-喷嘴的位置。
具体实施方式
发明人等为了调查通过所使用的清洗装置无法获得充分的杂质清除效果的原因，尤其对作为清洗处理的主要构成部的清洗液喷洒部220进行了研究。图2是发明人等所研究的用于说明清洗处理中的清洗液222的状态的图，图2(a)是表示从喷嘴223喷射出的清洗液的扩散的立体图，图2(b)是表示从喷嘴223喷射出的清洗液222的扩散的俯视图，图2(c)是从喷嘴223喷射出的清洗液222的流量分布图。附图标记223a表示喷嘴的位置。其结果是，尤其从图2(c)的清洗液的流量分布能够推测出，在发明人等使用的全锥形喷嘴的情况下，清洗液对基板的击打力弱。即，能够推测出，由于流量分布均匀，所以清洗液对基板表面的击打力均匀化，另外清洗液在基板上的流过速度也在平面内均匀化。
于是，发明人等针对用于在提高清洗液对基板表面的击打力的同时、加快清洗液从基板上流过的速度的方法进行研究，从而想到了以扇形扁平型喷嘴来代替全锥形喷嘴。图4表示使用扇形扁平型喷嘴的情况下的清洗液的状态，图4(a)是表示从喷嘴323喷射出的清洗液322的扩散的立体图，图4(b)是表示从喷嘴323喷射出的清洗液322的扩散的俯视图，图4(c)是从喷嘴323喷射出的清洗液322的流量分布图。附图标记323a表示喷嘴的位置。通过使用扇形扁平型喷嘴，清洗液从喷嘴顶端呈扇形喷射，在表示俯视图的图4(b)中扩散成椭圆状。清洗液的流量分布成为具有单峰的山形，对基板表面的击打力会产生强弱之分。由此，清洗液的紊流被激活，能够提高清洗液在基板上从击打力强的区域向击打力弱的区域流动的速度，从而能提升由清洗实现的杂质清除效果。此外，关于杂质清除，与增大击打力的绝对值相比，清洗液的流量分布更重要。即使通过全锥形喷嘴增加清洗液的流量，对杂质清除的改善效果也很小。
以下，参照附图对本发明的各实施方式进行说明。
需要说明的是，以下公开的只是一个示例，对于本领域技术人员来说，在保持发明主旨不变的情况下进行适当改变是容易想到的，当然也包含在本发明的范围内。另外，为了更明确地说明附图，与实际的形态相比，存在示意性地表示各部分的宽度、厚度、形状等的情况，但也只是一个示例，并不用于对本发明的解释进行限定。
另外，在本说明书和各图中，对于已出现的附图，对与前述内容相同的要素附加相同的附图标记，并且会适当地省略其具体说明。
[实施例1]
使用图3A、图3B及图4对本发明的第一实施例的液晶显示装置的制造装置(清洗装置)进行说明。图3A是在本实施例的液晶显示装置的制造方法中在光取向后的清洗处理中使用的清洗装置的示意性侧视图，图3B是其俯视图。
如图3A、图3B所示，该清洗装置200具有水刀部210、清洗液喷洒部220、纯水喷洒部230、和将被清洗物依次向各部搬运的搬运机构部。在水刀部210，向基板150供给水刀(帘状的纯水)211，该水刀211形成得比基板150的与搬运方向151交叉的方向上的宽度尺寸长。由此，能够在基板150的整个上表面上形成大致均匀的薄层状的纯水膜，抑制由清洗液喷洒部220进行的清洗处理中的清洗不均匀或污迹的产生。由于只要在基板上形成液膜就能抑制清洗处理中的清洗不均等，所以只要是反应性低的液体就能作为水刀使用，但考虑到来自液体的污染等，优选纯水。
清洗液喷洒部220相对于水刀部210配置在基板150的搬运方向151的下游侧。在清洗液喷洒部220上，安装有多个(在此为四个)扇形扁平型喷嘴323的清洗液用喷嘴部321在与搬运方向151交叉的方向上并列排列有多级(在此为四级)。从喷嘴323喷射出的清洗液322变成雾状呈扇形扩散。此外，清洗液322的扩散以及邻接的各清洗液用喷嘴部321的间隔被设定成使来自邻接的喷嘴323的清洗液322在基板150上部分重复以使得清洗液遍及整个基板上。另外，若水刀与清洗液喷洒之间的距离过长的话，则通过水刀形成的纯水膜会蒸发而基板的局部或全部露出，从而在基板面内、尤其是搬运方向的上下会发生清洗不均。由此，它们之间的距离优选设为通过纯水膜的蒸发而使基板露出的距离范围以内。
纯水喷洒部230是为了冲洗在清洗液喷洒部220附着在基板上的清洗液而设置的，其相对于清洗液喷洒部220配置在基板150的搬运方向151的下游侧。在纯水喷洒部230上，安装有多个(在此为四个)全锥形喷嘴233的纯水用喷嘴部231在与搬运方向151交叉的方向上并列排列有多级(在此为四级)。从喷嘴233喷射出的纯水232变成雾状呈圆锥状扩散。此外，纯水232的扩散以及邻接的各喷嘴233的间隔、邻接的各纯水用喷嘴部231的间隔被设定成为了防止附着在基板上的清洗液残留而使得来自邻接的喷嘴233的清洗液在基板150上部分重复。
接着，以取向膜工序为中心，使用图5A、图5B、图6A、图6B对液晶显示装置的制造方法进行说明。图5A是本实施例的液晶显示装置的制造方法中的取向膜形成工序的流程图。此外，在使用形成有薄膜晶体管等的TFT基板的情况下，也只是与TFT基板相对的对置基板的层结构不同，而取向膜形成工序是基本相同的，因此，在此以对置基板为例进行说明(CF工序)。但根据TFT基板、对置基板的层结构，也能通过热处理而不是湿法清洗来除去杂质。
首先，准备形成有彩色滤光片的基板150。然后，使用中性洗涤剂等药液，进行相对于该基板形成取向膜之前的PI(聚酰亚胺)前清洗(步骤S400)。接着，通过柔性印刷或喷墨涂敷来形成取向膜(PI膜)(步骤S410)。接着，在40℃左右的温度下对PI膜进行预烧制(步骤S420)。接下来，在加热到150℃左右的烧结炉中对PI膜进行主烧制(步骤S430)。接着，进行PI膜的光取向处理(步骤S440)。如图5B所示，光取向处理(步骤S440)包括：通过UV照射进行的PI光分解(步骤S441)；通过加热进行的分解部交联、再排列(步骤S442)；和通过清洗(湿法)进行的异物清除和杂质等的清除(步骤S443)。步骤S443使用在清洗液喷洒部220上具有扇形扁平型喷嘴的图3A、图3B所示的清洗装置来进行。此外，作为清洗液，能够使用碱性水、富氢水(Hydrogen Water)、中性洗涤剂等无机清洗液，和丙酮、四甲基氢氧化铵、异丙醇等有机溶剂。
图6A表示形成有光取向膜的基板的剖视图的示例。图6A中，在是对置基板的情况下，附图标记110例如是包括彩色滤光片、黑矩阵、保护膜等构成要素的多层结构膜。另外，在形成有薄膜晶体管(TFT)的TFT基板的情况下，附图标记110例如是包括栅极绝缘膜及栅电极、半导体层、源极/漏极电极、无机保护膜、有机保护膜、像素电极等构成要素的多层结构膜。在多层结构膜110上形成有光取向膜120。另外，图6B表示基板的俯视图的示例。基板150具有多个显示面板区域160。
使形成有光取向膜的TFT基板与对置基板以光取向膜相对的方式贴合，并在基板之间夹持液晶层，分割成一个一个的显示面板。之后，通过在各个显示面板上组合背光源等(图5A的步骤S450)，完成多个例如图7所示的液晶显示装置100。附图标记130表示显示区域，附图标记140表示驱动电路部。
通过在清洗液喷洒部使用扇形扁平型喷嘴代替全锥形喷嘴而制造出液晶显示装置，结果能够大概100％地除去因UV照射而产生的光取向膜中的杂质，从而能提供高品质的液晶显示装置。另外，能够实现成品率的提高(生产性的提高)、药液及能耗的减少，能削减制造成本。
此外，在本实施例中，以用于清除因UV照射而产生的杂质的光取向膜的清洗为例进行了说明，但并不限于光取向膜的清洗，还能在用于清除变质层的有机膜的清洗中、或用于清除布线图案化后的异物的清洗中适用。
以上，根据本实施例，提供一种即使是因UV照射而产生的杂质也能获得充分的清洗效果、并能提高成品率的液晶显示装置的清洗方法和清洗能力很高的清洗装置。
在本发明的技术构思的范畴内，只要是本领域技术人员，就能想到各种变化例和修改例，可知那些变化例和修改例也属于本发明的范围内。例如，对于上述各实施方式，本领域技术人员不管是进行了适当的构成要素的追加、删除或设计改变，还是工序的追加、省略或条件改变，只要具有本发明的要旨，就都包含在本发明的范围内。
另外，关于通过本实施方式中记载的方案所获得的其他作用效果，从本说明书的记载中得知的效果、或者本领域技术人员能够适当地想到的效果，当然可以理解为其是根据本发明获得的。

Claims (17)

1.一种用于对构成液晶显示面板的基板进行清洗的液晶显示装置的制造装置，其特征在于，
具有：水刀部；清洗液喷洒部；纯水喷洒部；和将被清洗物从所述水刀部向所述清洗液喷洒部、进而向所述纯水喷洒部搬运的搬运机构部，
在所述清洗液喷洒部被喷射的清洗液的流量分布具有单峰。
2.根据权利要求1所述的制造装置，其特征在于，所述单峰位于所述流量分布的中央部。
3.根据权利要求1所述的制造装置，其特征在于，配置于所述清洗液喷洒部的喷嘴是扇形扁平型喷嘴。
4.根据权利要求3所述的制造装置，其特征在于，在清洗液用喷嘴部设有多个所述喷嘴，所述清洗液用喷嘴部配置在所述清洗液喷洒部，并沿着相对于由所述搬运机构部实现的所述被清洗物的搬运方向交叉的方向延伸。
5.根据权利要求4所述的制造装置，其特征在于，所述清洗液用喷嘴部沿着相对于所述被清洗物的搬运方向交叉的方向并列配置有多级。
6.根据权利要求1所述的制造装置，其特征在于，所述清洗液喷洒部的清洗对象是因紫外线照射而产生的光取向膜内的杂质。
7.根据权利要求6所述的制造装置，其特征在于，所述水刀部在所述被清洗物的表面上形成液膜。
8.根据权利要求7所述的制造装置，其特征在于，所述液膜是纯水膜。
9.根据权利要求1所述的制造装置，其特征在于，配置在所述纯水喷洒部的喷嘴是全锥型喷嘴。
10.一种具有在基板间夹持有液晶层的显示面板的液晶显示装置的制造方法，其特征在于，具有：
准备第一基板的第一工序；和
通过具有单峰的流量分布的清洗液喷洒来清洗所述第一基板的第二工序。
11.根据权利要求10所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于，所述单峰位于所述流量分布的中央部。
12.根据权利要求10所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于，所述清洗液喷洒使用扇形扁平型喷嘴来喷射。
13.根据权利要求10所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于，在通过所述第一工序准备的所述第一基板的表面上形成有经过紫外线照射的光取向膜，清洗的对象是所述光取向膜内的杂质。
14.根据权利要求10所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于，所述第二工序包括在通过清洗液喷洒来清洗所述第一基板之前形成液膜的工序。
15.根据权利要求14所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于，所述液膜是纯水膜，通过水刀形成。
16.根据权利要求13所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于，所述液晶层被夹持在具有经过了清洗的所述光取向膜的所述第一基板、与形成有取向膜的第二基板之间。
17.根据权利要求10所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于，所述第一基板包括彩色滤光片，所述第二基板包括薄膜晶体管，形成在所述第二基板上的所述取向膜是光取向膜。
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