CN1292298C - 液晶显示屏制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液晶显示器的制造方法。特别是涉及一种单基板无液晶注入过程，利用聚合物单体在聚合反应中与液晶发生相分离的过程，形成的液晶层被聚合物薄膜覆盖的双层结构，实现液晶材料的封装制作的液晶屏的制造方法。根据器件结构的需要，进一步利用涂布、溅射、光刻贴合等技术完成液晶屏的制造。同传统的液晶屏制造技术相比，省去了空盒制造和空盒注入液晶的过程。在塑料基板和大尺寸液晶显示器制造方面，具有明显优势。该工艺还可使用塑料基板，将液晶屏做得很薄，使液晶屏盒厚和重量降低50%以上。

Description

液晶显示屏制造方法

技术领域

本发明涉及一种液晶显示器的液晶显示屏制造方法。特别是涉及一种单基板无液晶注入过程，利用聚合物单体在聚合反应中与液晶发生相分离的过程，形成的液晶层被聚合物薄膜覆盖的双层结构，实现液晶材料的封装制作的液晶屏的制造方法。

背景技术

液晶显示器以其轻薄和低功耗等特性得到迅速发展，近年来已广泛应用于各类信息显示设备。市场对大面积，更轻薄的液晶显示器需求也越来越强烈。

现有的薄膜晶体管液晶显示器在液晶盒制造的阶段使用的是注入法，液晶被密封在TFT阵列基板和CF彩膜基板之间

如图1a所示在阵列基板10上印刷涂布PI膜11，并形成取向膜来控制液晶分子定向排列。如图1b所示将密封材料边框胶12用网板印刷或针式涂布法形成在基板边缘。如图1c所示将阵列基板10和功能基板13贴合在一起，用隔垫物控制两块基板间的厚度(未图示)，形成空的液晶盒。如图1d所示在真空条件下，利用毛细管原理通过液晶注入口14将液晶注入空盒中，并封闭注入口。这种方法在制造大面积液晶显示器和塑料基板液晶显示器时，其液晶注入时间长，不利于产能的提高和生产周期的缩短；另一方面，对于大面积液晶显示器，注入法还容易产生气泡和注不满的现象，严重影响成品率。另外，注入口密封材料在固化前与液晶接触，难免杂质进入液晶层，易产生白色拖尾现象，造成液晶显示器的短寿命和较低的显示质量。为制造轻薄的液晶显示器，确保基板的强度，塑料基板为新一代液晶显示器的目标。而在液晶注入过程中，由于空盒内外的压力差，塑料基板会发生严重的变形，直接影响产品质量和批量生产。因此，在大尺寸TFT-LCD制造中，如何解决液晶注入技术，提高产品的良品率，成为TFT-LCD制造工艺中的一个重要课题。

发明内容

本发明主要为了解决上述的技术问题，提供一种不需空盒注入过程的液晶显示器制造方法。

为了实现上述的目的，本发明提供一种液晶显示器的液晶屏的制造工艺技术，其步骤如下：

1.在TFT阵列基板表面印刷PI形成取向膜。

2.在形成取向膜的阵列基板表面周边，形成用来控制液晶层厚度的边框胶的支撑结构。

3.在基板表面边框胶支撑结构区域中，真空状态下均匀涂布液晶与聚合物单体的混合物。

4.通过紫外光照射使聚合物单体和液晶发生相分离，混合物最后形成了液晶层和聚合物层的双层结构，实现液晶材料的封装。

5.涂布光聚合材料形成保护层。

6.视器件结构的需要，在聚合物膜上淀积透明电极，并限定其图形。

7.贴付功能基板或后保护膜。

本发明其优势为：由于采用平面涂布滴入液晶法，显著降低了液晶层气泡产生的机会，适应制造大面积的高质量液晶显示器；由于不需要液晶注入过程，对于大面积液晶显示器可以缩短制盒阶段的制造周期；可以实现单基板液晶显示器，降低液晶显示器盒厚和重量；使用塑料基板的液晶显示器可减少其变形，从而可以实现塑料基板液晶显示器的批量生产；对于铁电液晶和反铁电液晶显示器，通常需要厚度在2um以下的液晶盒，并且排列很容易受外力影响。利用本技术，不需要薄盒的制造过程，并且聚合物单体聚合过程中在液晶层内形成稀疏网络结构，可以提高排列的稳定性。

附图说明

图1a～1d，为一般的液晶显示器的液晶注入制造方法的示意图。

附图的标号说明

10～阵列基板

11～PI层

12～密封材料

13～CF基板

14～注入孔

图2a～2g是本发明实施例液晶材料封装的示意图。

附图的标号说明

20～阵列基板

21～取向膜

22～厚度控制边框胶

23～混合物

24～液晶层

25～聚合物层

26～保护层

27～透明电极层

28～功能基板

具体实施方式

为了更清楚理解本发明的目的、特点和优势，下面结合附图和实施例对本发明做进一步的描述。

请参见图2a～2g是本发明实施例的结构示意图。

如图2a所示：在TFT阵列基板20的表面印刷PI取向膜21(可为聚丙烯树脂或聚酰亚胺树脂)，形成取向膜用来控制液晶分子定向排列。

如图2b所示：在形成取向膜的阵列基板20的四周边涂布一定高度的厚度控制边框胶围墙22(可为热固化型环氧树脂或紫外线固化型环氧树脂)。散布隔垫物用来控制液晶层厚度(未图示)，使阵列基板20与聚合物薄膜覆盖层形成均匀间隙。

如图2c所示：将液晶材料和可以光聚合的聚合物单体(可为丙烯酸酯类或甲基丙烯酸盐和酯类)混合成为混合物，并脱除气泡。在真空条件下用自动注射器将混合体均匀滴注涂布在水平放置的阵列基板表面的边框胶围墙22内，形成液晶与聚合物单体的混合物23。利用加热和超生波振动技术进一步脱泡同时使液晶层均匀分布，并将其升温至85℃，保持15分钟。为实现设计的液晶层厚度，需要选择和控制液晶材料和聚合物单体的比例(一般为液晶材料∶聚合物单体＝8∶2)。

如图2d所示：将带有混合物涂层的基板置于高精度曝光机下，照射10分钟。严格控制照射光束的焦平面或干涉光束的干涉平面的位置，使其位于混合物层的表面。聚合物单体在紫外线的照射下，发生聚合反应，并逐渐与液晶发生相分离。由于照射光能量大部分集中在混合物层的上表面，所以聚合反应也主要发生在上表面。混合物最后分离成液晶层24和聚合物薄膜层25的双层结构，聚合物薄膜层覆盖在液晶层上面，实现液晶层的封装。

如图2e所示：在聚合物层25上通过旋转法涂布形成厚度2um的聚合物单体，并通过光照聚合，形成保护层26。形成该保护层26主要目的是为增加聚合物层强度，将液晶层与外界环境更充分的分离。

如图2f所示：通过溅射的方法在保护层26上淀积透明导电层27如：氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)，利用掩膜光刻技术形成电极图形，与基板上的电极或驱动元件相配合，用来驱动液晶层，从而实现信息显示。

如图2h所示：在已形成的电极图形27上贴付保护膜或功能基板28(可为玻璃基板或塑料基板或彩色滤光膜基板)，并贴合偏振片(未图示)，完成液晶屏制作。

本发明采用了在单基板上利用聚合物单体在聚合反应中与液晶发生相分离的过程，形成液晶层被聚合物薄膜覆盖的双层结构，实现液晶材料的封装。进一步利用涂布、溅射、光刻贴合等技术完成液晶屏的制造。同传统的液晶屏制造技术相比，省去了空盒制造和空盒注入液晶的过程。在塑料基板和大尺寸液晶显示器制造方面，具有明显优势。生产大尺寸液晶显示器可缩短生产周期20％以上。该工艺可使用塑料基板，将液晶屏做得很薄，使液晶屏盒厚和重量降低50％。从而可实现缩短生产周期、降低成本、大批量生产。

Claims (9)

1.一种薄膜晶体管液晶显示器液晶屏的制造方法，包含步骤：

在基板表面形成取向膜；

在形成取向膜的基板表面周边，形成边框胶的支撑结构；

在基板上面的边框胶支撑结构所围绕的区域内涂布液晶和聚合物单体的混合物；

混合物在紫外线的照射下使聚合物单体逐渐和液晶发生相分离，实现液晶材料的封装；

涂布聚合物单体材料形成保护层；

根据器件结构，必要时在聚合物膜上形成透明电极图形；

贴付功能基板或保护膜。

2.根据权利要求书1所述液晶屏的制造方法，其特征在于：在形成取向膜的基板表面四周边，形成用来控制液晶层厚度及密封液晶屏的边框胶的支撑结构，该边框胶可为热固化型环氧树脂或紫外线固化型环氧树脂。

3.根据权利要求书1所述液晶屏的制造方法，其特征在于：在真空状态下将混合体滴注在水平放置的基板表面的边框胶支撑结构区域中。

4.根据权利要求书3所述液晶屏的制造方法，其特征在于：其混合体由液晶材料和可以光聚合的聚合物单体混合而成，为实现设计的液晶层厚度，需要选择和控制液晶材料和聚合物单体的比例，一般为液晶材料∶聚合物单体＝8∶2。

5.根据权利要求书4所述液晶屏的制造方法，其特征在于：液晶材料可为向列相液晶或铁电液晶及反铁电液晶；其聚合物单体可为丙烯酸酯类或甲基丙烯酸盐和酯类。

6.根据权利要求书1所述液晶屏的制造方法，其特征在于：将带有混合物涂层的基板置于高精度曝光机下，使其混合物层的聚合物单体在紫外线的照射下，发生聚合反应，而使聚合物单体逐渐与液晶发生相分离，进而混合物最后分离成液晶层和聚合物层的双层结构，并且聚合物层覆盖在液晶层上面，实现液晶层的封装，从而实现使用单基板制造液晶显示器。

7.根据权利要求书1所述液晶屏的制造方法，其特征在于：在聚合物层上涂布聚合物单体，并光照聚合，形成保护层。

8.根据权利要求书1所述液晶屏的制造方法，其特征在于：透明电极可为氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)。

9.根据权利要求书1所述液晶屏的制造方法，其特征在于：贴付的功能基板或保护膜可为玻璃基板或塑料基板或彩色滤光膜基板。

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