CN1189782C - 用于制造液晶显示器件的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种液晶显示器件具有介于第一和第二衬底之间并由周边密封剂围绕的液晶。把液晶滴注到第一衬底上由第一衬底的密封剂限定的区域中。在真空室中在压力作用下把第一衬底和第二衬底接合或粘合在一起。然后在保持第一衬底和第二衬底受压的同时，把该室暴露于大气。然后解除该压力，之后把光照射到周边密封剂上。真空室包括用于支持衬底的顶面板和底面板。顶面板和底面板包括静电卡盘和在卡盘中提供的真空吸力通道。

Description

用于制造液晶显示器件的方法和装置

技术领域

本发明涉及液晶显示器件的制造方法和装置。

背景技术

液晶显示器件包括第一衬底和第二衬底，和夹在两个衬底之间的液晶。第一和第二衬底中的一个例如是一个支持TFT的TFT衬底，另一个衬底是一个支持滤色器的滤色器衬底。第一衬底利用由可光致固化的密封材料构成的周边密封剂形成，在把第一和第二衬底接合在一起后，通过照射紫外光使周边密封剂固着。液晶被布置在由周边密封剂围绕的区域中。

在制造液晶显示器件的该常规方法中，在周边密封剂中形成一个注入孔，并且在把第一和第二衬底接合在一起后，在一个真空室中通过周边密封剂中形成的注入孔把液晶注入。然后，封闭周边密封剂的注入孔，并把包括第一和第二衬底的液晶板从真空室取出，按压周边密封剂以形成一个适当的单元间隙。通过紫外光的照射使周边密封剂固着。

日本未审专利公开No.8-190099和No.2000-66163公开了一种制造液晶显示器件的方法，称为滴注法。在滴注法中，在第一衬底上形成周边密封剂，并把液晶滴到该衬底上。然后，在一个真空室中在压力作用下把第一衬底和第二衬底接合在一起。然后，解除对第一和第二衬底的压力，使第一和第二衬底暴露于大气压力中。通过紫外光的照射，使周边密封剂固着。根据滴注法，缩短了制造过程，并且减少了液晶显示器件的制造成本。

在滴注法中，在一个真空室中在压力作用下把第一衬底和第二衬底接合在一起。为此目的，在真空室中，第一衬底和第二衬底由各自的支持部件支持。这些支持部件称为顶面板和底面板。把其上滴注了液晶的第一衬底固定到底面板，而把第二衬底固定到顶面板。顶面板是可移动的，并且通过把顶面板向底面板移动，可以在真空室中在压力作用下把第一衬底和第二衬底接合在一起。

第一衬底和第二衬底通过静电卡盘分别被固定到顶面板和底面板上。静电卡盘通常用作一个用于在半导体制造工艺中固定一个衬底的装置。但是，静电卡盘有时不能产生足够的吸力以吸住玻璃衬底(作为一个用作液晶显示器件的衬底)。例如，除非玻璃衬底的表面与静电卡盘的表面紧密接触，静电卡盘可能不能充分地固定玻璃衬底。鉴于这种情况，已经尝试通过同时使用静电卡盘的吸力和真空吸力来把玻璃衬底充分地固定在顶面板和底面板上。

在同时使用利用静电吸力固定玻璃衬底的装置和利用真空吸力固定玻璃衬底的装置时，在真空环境中按压第一衬底和第二衬底并使它们相互连接，在真空室中把顶面板从底面板移开以便解除压力，然后把真空室暴露于大气。但是，当在真空室中解除施加到衬底上的压力的情况下，周边密封剂可能在除去压缩力时从压缩状态扩张，结果使周边密封剂具有不规则形状，从而导致液晶泄漏或间隙失败的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种制造液晶显示器件的方法和装置，其中当把衬底接合在一起时可以适当地固定衬底。

根据本发明，提供一种制造液晶显示器件的方法，该液晶显示器件包括第一和第二衬底、夹在第一和第二衬底之间的液晶、和布置在第一和第二衬底之间以围绕液晶的密封剂，该方法包括以下步骤：在第一衬底上形成密封剂，把液晶滴注到第一衬底上的、由第一衬底的密封剂限定的区域内，在真空室中在压力作用下把第一和第二衬底接合在一起，在保持第一和第二衬底受压的同时把真空室暴露于大气，并在解除对第一和第二衬底的压力后固着密封剂。

而且，根据本发明，提供一种用于制造液晶显示器件的装置，该液晶显示器件包括第一和第二衬底、介于所述第一和第二衬底之间的液晶、和布置在所述第一和第二衬底之间以围绕所述液晶的密封剂，所述装置包括：一个室，可以选择性地向其中引入真空和大气压；在所述室中的第一支持部件，支持所述第一衬底，所述第一衬底上布置有所述密封剂并且在由所述密封剂限定的区域中滴注了液晶；在所述室中的第二支持部件，支持所述第二衬底，所述第一和第二支持部件之一是可移动的；静电卡盘，布置在至少一个支持部件中，用于把一个相应衬底固定到所述可移动的一个支持部件上；真空吸力通道，形成在所述静电卡盘中，用于把所述衬底固定到所述支持部件上；真空吸力管路，其第一端连接到一个真空源，其第二端连接到所述真空吸力通道，用于把真空提供到所述真空吸力通道中，所述真空吸力管路具有设置在所述室外部的第一阀；和连通管路，其第一端连接到所述第一阀和所述真空吸力通道之间的所述真空吸力管路，其第二端向所述室的内部开放，用于把所述真空吸力通道连通到所述室的内部，所述连通管路具有设置在所述室外部的第二阀。

在上述结构中，在真空室中把第一衬底和第二衬底接合在一起之后，在保持受压的同时把它们暴露于大气。因此，迄今为止施加到衬底上的压力可以在大气中解除，从而消除周边密封剂的形状的不规则性。

根据本发明，还提供一种使用一个装置来制造液晶显示器件的方法，该装置具有一个室、所述室中的一对用于支持衬底的支持部件、布置在所述对支持部件的至少一个中的静电卡盘、布置在所述静电卡盘中的真空吸力通道、用于把真空引入所述真空吸力通道的真空吸力管路、和用于把所述真空吸力通道连通到所述室内部的连通管路，所述方法包括以下步骤：把真空引入所述静电卡盘的真空吸力通道以利用真空吸住衬底；关闭所述室；利用所述静电卡盘静电吸引所述衬底；关闭所述真空吸力管路；打开所述连通管路；对所述室抽取真空；利用密封剂把所述一对支持部件上的衬底接合在一起；向所述室中引入惰性气体；打开所述室；以及固着所述密封剂。

附图说明

通过以下参考附图对优选实施例的说明，可以对本发明有更清楚的理解，在附图中：

图1是显示根据本发明实施例的液晶显示器件的一个衬底的透视图；

图2是示意性显示包括图1的衬底的液晶显示器件的剖视图；

图3是显示根据本发明的制造液晶显示器件的方法和装置的剖视图；

图4是显示图3的制造装置的剖视图，其中图3中的上壳体向下壳体移动；

图5是显示图4的制造装置的剖视图，其中图4中的顶面板向底面板移动；

图6是显示具有不规则形状的周边密封剂的例子的图；以及

图7是显示静电卡盘的另一个例子的图。

具体实施方式

下面参考附图对本发明的实施例进行说明。

图1是显示根据本发明实施例的液晶显示器件的一个衬底的透视图；图2是示意性显示包括图1所示的衬底的液晶显示器件的剖视图。

在图2中，液晶显示器件10包括第一和第二衬底12和14，夹在第一和第二衬底12和14之间的液晶16，和布置在第一和第二衬底12和14之间以围绕液晶16的密封剂(周边密封剂)18。液晶显示器件10是一种有源矩阵型器件，并且其中一个衬底是在其上形成有TFT的TFT衬底，另一个衬底是在其上形成有滤色器的滤色器衬底。液晶显示器件10由滴注法制造。

在图1中，从一个滴注器(dispenser)20以液滴的形式把液晶16滴注到第二衬底14上。滴注器20在图1所示箭头方向移动的同时把液晶16排出到由周边密封剂18限定的区域中。形成周边密封剂18的密封材料由可UV固化的粘合树脂或适于通过UV和热的组合使用来固着的粘合树脂制成。把这种密封材料施加到第二衬底14上，然后固着。第一衬底12涂覆有粘性间隔层(adhesive spacers)，该粘性间隔层由涂覆有粘结剂的间隔层构成。通过提供柱(posts)代替间隔层，可以消除间隔层喷涂过程。

图3是显示根据本发明的用于制造液晶显示器件的方法和装置的剖视图。图4是显示图3的制造装置的剖视图，其中图3中的上壳体向下壳体移动，图5是显示图4的制造装置的剖视图，其中图4中的顶面板向底面板移动。

在图3到5中，制造液晶显示器件的装置22包括室24。室24包括一个可移动上壳体26和一个固定的下壳体28。一个垫料(30)介于上壳体26和下壳体28之间，并且室24的内部32形成一个密封空间。

室24具有一个连接到真空泵34的用于引入真空的真空通道36和一个用于引入大气压的清除通道40。真空通道36中设置一个阀38，清除通道40中设置一个阀42。清除通道40适于把诸如氮的  惰性气体引入室24。

底面板44被设置在下壳体28中，并支持第二衬底14，其中在第二衬底14上形成有周边密封剂18并且在由周边密封剂18限定的区域中滴注了液晶16。底面板44包括一个静电卡盘46，静电卡盘46包括真空吸力通道48。静电卡盘46包括一个公知的电极(未示出)，并且通过向电极施加电源所产生的静电力把设置在静电卡盘46上的第二衬底14固定到静电卡盘46上。真空吸力通道48连通到静电卡盘46的表面，并且通过从真空源提供的真空力把布置在静电卡盘46上的第二衬底14固定到静电卡盘46上。

顶面板50可移动地布置在上壳体26中，并支持第一衬底12。顶面板50包括一个静电卡盘52，静电卡盘包括真空吸力通道54。静电卡盘52具有一个公知的电极(未示出)，并且通过给电极加电所产生的静电力把布置在静电卡盘52之下的第一衬底12固定到静电卡盘52。真空吸力通道54连通到静电卡盘52的表面，并且通过来自真空源的真空力把布置在静电卡盘52下的第二衬底14固定到静电卡盘。

此外，把真空吸力管路56连接到底面板44的静电卡盘46的真空吸力通道48，以便为真空吸力通道48提供真空。真空吸力管路56包括一个阀58。真空吸力管路56通过室24的内部32延伸。真空吸力管路60连接到顶面板50的静电卡盘52的真空吸力通道54，以便为真空吸力通道54提供真空。真空吸力管路60包括一个阀62，并通过室24的内部32延伸。

此外，压力平衡管路64的一头在真空吸力管路56的阀58的下游位置连接到真空吸力管路56，另一头连接到室24的内部32。压力平衡管路64包括一个阀66。压力平衡管路68的一头在真空吸力管路60的阀62的下游位置连接到真空吸力管路60，另一头连接到室24的内部32。压力平衡管路68包括一个阀70。

在图3中，可移动上壳体26与下壳体28间隔一定距离，并且室24是打开的。在此情况下，把第一衬底12和第二衬底14分别安装到顶面板50的静电卡盘52和底面板44的静电卡盘46上。在此过程中，真空吸力管路56和60的阀58和62是打开的，而压力平衡管路64和68的阀66和70是关闭的。

真空被引入静电卡盘46和52的真空吸力通道48和54，使得第一衬底12和第二衬底14分别被真空吸力紧密吸贴到静电卡盘46和52上。在此时或之后，把一个电压提供给真空卡盘46和52的电极，使得第一衬底12和第二衬底14分别被静电吸力吸贴到静电卡盘46和52上。如果不提供真空吸力，将减小静电吸力的效果，除非第一和第二衬底12和14的表面是平坦的。但是，考虑到在真空吸力之后施加了静电吸力的事实，第一和第二衬底12和14被静电卡盘46和52牢固地固定。

在图4中，可移动上壳体26被压向下壳体28，并且室24关闭。在第一衬底12和第二衬底14分别被静电吸贴到静电卡盘46和52上后，或者当建立了图4所示的状态时，真空吸力管路56和60的阀58和62都被关闭，并且压力平衡管路64和68的阀66和70都被打开。结果，室24的内部32中的压力或真空没有通过压力真空管路56和60被释放到外部，并且静电卡盘46和52的真空吸力通道48和54被连接到室24的内部32，使得流体可以从中通过，从而在这些部分中得到相同压力。在被静电吸贴到静电卡盘46和52上后，第一和第二衬底12和14通过静电吸力被静电卡盘46和52牢固地固定，即使减小了静电卡盘46和52的真空吸力通道48和54的压力。

在此情况下，真空通道36的阀38被打开，使得真空被引入室24的内部32。室24的内部32被排气至例如大约1pa。该真空一方面作用于第一和第二衬底12和14的表面，并且另一方面通过压力平衡管路64和68被引入静电卡盘46和52的真空吸力通道48和54。因此，相同的压力被施加到第一和第二衬底12和14的上侧和下侧，使得第一和第二衬底12和14通过静电吸力被静电卡盘46和52牢固地固定。如果不提供压力平衡管路64和68，那么如果从真空管路36引入室24的内部32的真空强烈地作用于第一和第二衬底12和14的一个表面、以致克服了静电吸力，则第一和第二衬底12和14可能从静电卡盘46和52脱离。

然后，在图5中，顶面板50相对于上壳体26向底面板44移动。第一衬底12被压向第二衬底14，使得第一衬底12的表面与第二衬底14的周边密封剂18接触，并且第一衬底12的间隔层与第二衬底14的表面接触。第一衬底12被初始接合到第二衬底14，然后通过在大约10到500公斤压力下把顶面板50压向底面板44，使第一衬底12精确地最终接合到第二衬底14。

周边密封剂18被压缩，并且当第一衬底12和第二衬底14之间的单元间隙达到一个适当值时，顶面板50向底面板44的移动被停止。以此方式，第一衬底12和第二衬底14在真空环境中被接合或粘合到一起，而液滴形式的液晶16沿着第二衬底14的表面扩散，使得液晶16中不遗留空气。

在第一衬底12和第二衬底14的接合完成后，把静电卡盘52断电，并且打开清除通道40的阀42，而维持第一衬底12和第二衬底14之间的压力。通过清除通道40把一种惰性气体(例如氮)引入室24，使得室24与大气相通。同时，打开压力平衡管路68的阀70，并且关闭压力平衡管路64的阀66。不过，可以把压力平衡管路64和68的阀66和70都打开。

惰性气体一方面作用于第一和第二衬底12和14的表面，并且另一方面通过压力平衡管路68被引入静电卡盘52的真空吸力通道54。真空被施加到静电卡盘52的真空吸力通道54。而且，把静电卡盘46断电。

然后，把顶面板50从底面板44移开。通过压力平衡管路68把相同压力施加到第一衬底12的上侧和下侧，并且因此随顶面板50上升的静电卡盘52可以平顺地从第一衬底12分离。如果真空被施加到第一衬底12的上侧，第一衬底12将被静电卡盘52拉拽，可能导致不完全粘合。在顶面板50上升期间，压力平衡管路64的阀66被关闭，并且因此真空作用于第二衬底14的下侧，使得第二衬底14(即液晶板)被底面板44的静电卡盘46固定。

在顶面板50的移动完成时，打开压力管路64的阀66。把上壳体26从下壳体28移开，并且打开室24。然后，把紫外光照射到周边密封剂18上，从而使周边密封剂18固着。

如上所述，如果在第一衬底12和第二衬底14的接合完成之后，当室24处于真空状态时把第一衬底12和第二衬底14上的压力解除，周边密封剂18的形状将变得不规则，从而导致液晶泄漏或间隙失败的问题。图6是显示在这种情况下周边密封剂18的例子的图。周边密封剂18的端部A和B正常，而周边密封剂18的中间部分C在某些局部变细，这是因为当从压缩状态解除压缩力时周边密封剂18是向上伸展的。根据本发明，在维持第一衬底12和第二衬底14之间压力的同时恢复大气压，并且在大气压环境下解除该压力。因此，可以防止周边密封剂18过度变形。

图7是显示静电卡盘的另一个例子的图。在静电卡盘52的表面的周边部分中与第一衬底12的对应端交叉地形成多个槽72。在图7中，槽72被形成为垂直地延伸到方形静电卡盘52的边、并且成一排平行地延伸到卡盘52的边。由此，在为得到真空而进行排气时，可以防止空气遗留在静电卡盘52和第一衬底12之间。而且，在清除时(连通大气)，惰性气体进入静电卡盘52和第一衬底12之间的间隙，因此可以促进第一衬底12从静电卡盘52的分离。

如上所述，根据本发明，可以利用滴注法以较低成本可靠地制造液晶显示器件。

Claims (8)

1.一种制造液晶显示器件的方法，该液晶显示器件包括第一和第二衬底、介于所述第一和第二衬底之间的液晶、和布置在所述第一和第二衬底之间以围绕所述液晶的密封剂，所述方法包括以下步骤：

在所述第一衬底上布置密封剂；

把液晶滴注到所述第一衬底上由所述第一衬底的密封剂限定的区域中；

在真空室中在压力作用下把所述第一和第二衬底接合在一起；

在保持所述第一和第二衬底受压的同时，把所述真空室暴露于大气，以及

在去除施加到所述第一和第二衬底上的压力后，固着所述密封剂。

2.根据权利要求1所述的方法，其中通过一静电卡盘的吸力和在所述静电卡盘中布置的一真空吸力通道中提供的真空吸力，把相应的衬底固定到相应的支持部件上。

3.根据权利要求2所述的方法，其中以流体相通方式把所述真空吸力通道连接到所述真空室中的内部空间。

4.一种用于制造液晶显示器件的装置，该液晶显示器件包括第一和第二衬底、介于所述第一和第二衬底之间的液晶、和布置在所述第一和第二衬底之间以围绕所述液晶的密封剂，所述装置包括：

一个室，可以选择性地向其中引入真空和大气压；

在所述室中的第一支持部件，支持所述第一衬底，所述第一衬底上布置有所述密封剂并且在由所述密封剂限定的区域中滴注了液晶；

在所述室中的第二支持部件，支持所述第二衬底，所述第一和第二支持部件之一是可移动的；

静电卡盘，布置在至少一个支持部件中，用于把一个相应衬底固定到所述可移动的一个支持部件上；

真空吸力通道，形成在所述静电卡盘中，用于把所述衬底固定到所述支持部件上；

真空吸力管路，其第一端连接到一个真空源，其第二端连接到所述真空吸力通道，用于把真空提供到所述真空吸力通道中，所述真空吸力管路具有设置在所述室外部的第一阀；和

连通管路，其第一端连接到所述第一阀和所述真空吸力通道之间的所述真空吸力管路，其第二端向所述室的内部开放，用于把所述真空吸力通道连通到所述室的内部，所述连通管路具有设置在所述室外部的第二阀。

5.根据权利要求4所述的装置，其中在所述静电卡盘的表面的周边部分中与衬底的对应端交叉地形成有多个槽。

6.根据权利要求5所述的装置，其中所述槽被布置在四个边上。

7.一种使用一个装置来制造液晶显示器件的方法，该装置具有一个室、所述室中的一对用于支持衬底的支持部件、布置在所述对支持部件的至少一个中的静电卡盘、布置在所述静电卡盘中的真空吸力通道、用于把真空引入所述真空吸力通道的真空吸力管路、和用于把所述真空吸力通道连通到所述室内部的连通管路，所述方法包括以下步骤：

把真空引入所述静电卡盘的真空吸力通道以利用真空吸住衬底；

关闭所述室；

利用所述静电卡盘静电吸引所述衬底；

关闭所述真空吸力管路；

打开所述连通管路；

对所述室抽取真空；

利用密封剂把所述一对支持部件上的衬底接合在一起；

向所述室中引入惰性气体；

打开所述室；以及

固着所述密封剂。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述静电吸引步骤在所述关闭所述室的步骤之前执行。

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