CN1442738A - 液晶显示器件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种液晶显示器件及其制造方法，采用同时划线和裂片的步骤，便于在切割单元时执行单元切割步骤。本发明包括一个基板，基板上的封闭式主UV固化密封剂，以及处在主UV固化密封剂外围的封闭式虚拟UV固化密封剂，其中封闭式虚拟UV固化密封剂中与划线重叠的那一部分宽度比其他部分的宽度要窄。

Description

液晶显示器件及其制造方法
本申请要求享有2002年3月6日递交的韩国申请P2002-11923号的权益，该申请可供参考。
本申请合并参考了两件未决申请的全文，即2002年6月28日递交的名为″SYSTEM AND METHOD FOR MANUFACTURING LIQUID CRYSTALDISPLAY DEVICES″(Attorney DocketNumber 8733.666.00)的第10/184,096号和2002年6月28日递交的名为″SYSTEM FOR FABRICATING LIQUIDCRYSTAL DISPLAY AND METHOD OF FABRICATING LIQUID CRYSTALDISPLAY USING THE SAME″(8733.684.00)的第10/184,088号两件申请。
技术领域
本发明涉及到液晶显示器件，具体涉及到液晶显示器件和用液晶滴液制造液晶显示器件的方法。
背景技术
在具有几厘米厚度显示屏幕的超薄平板显示器当中的液晶显示器件(LCD)通常按低电压操作，功耗小且便于携带。这样的液晶显示器件在诸如笔记本计算机、监视器、太空船、飞机等各种领域中具有广泛的应用。这种液晶显示器件主要包括下基板，在上面形成薄膜晶体管和象素电极；上基板，在上面形成面对下基板的黑底矩阵层；彩色滤光器层和公共电极，以及在上、下基板之间形成的一个液晶层。用象素电极和公共电极产生的电场在基板之间产生一个电场去驱动液晶层。通过驱动液晶层控制液晶层的光透射而显示影像。
在如上构成的液晶显示器件中，是通过真空注入利用毛细现象和压力差在两个粘接的基板之间注入液晶而在上、下基板之间形成液晶显示层。然而，随着基板变大，这种方法需要很长时间来注入液晶，导致产量降低。
为了克服这一问题，新近提出了一种液晶滴液方法。以下要按照有关现有技术参照附图解释一种用液晶滴液制造液晶显示器件的方法。
图1A到1E的透视图表示按照有关现有技术用液晶滴液制造液晶显示器件的方法的透视图。
参见图1A，制备好上、下基板1和3。在下基板1上形成彼此交叉而限定各个象素区的多个栅极和数据线(图中没有表示)。在栅极和数据线之间的每一交叉点上形成一个薄膜晶体管(图中没有表示)。在各象素区中形成一个象素电极(图中没有表示)并连接到对应的薄膜晶体管。
在上基板3上形成黑底矩阵层，防止光从形成栅极线，数据线和薄膜晶体管的区域外泄。在上基板3上形成一个红、绿和蓝色彩色滤光器层。在上基板3上形成一个公共电极，在上基板3上形成一个公共电极。
在上、下基板1和3中至少一个上形成一个对准层，用来初步对准液晶。
参见图1B，在下基板1上形成主密封剂7和虚拟密封剂8。在下基板1上施加液晶5形成液晶层。在上基板3上分散有用来维持单元间隙的垫片(图中没有表示)。
主密封剂7防止液晶泄漏并且将上下基板彼此粘接。
虚拟密封剂8保护主密封剂7并且形成在主密封剂7外围的虚拟区内。
接着，在通过对基板施加液晶而形成LCD面板时，两个基板1和3的粘接是在滴注液晶之后执行的。因此，如果密封剂7采用热固化密封剂，密封剂7就会在加热过程中流动并污染液晶5。因此，在液晶电子设备中选用UV(紫外线)固化密封剂作为密封剂。
参见图1C，将上下基板1和3彼此粘接。
参见图ID，来自一个UV发光器(灯)9的紫外线照射在需要固化的密封剂7上，使上下基板1和3彼此完全粘接。
参见图1E，将粘接的基板1和3切割成单元单位分别构成液晶单元。
图2表示的透视图用来解释按照现有技术将基板切割成单元单位的单元切割步骤。
参见图2A，用划线装置例如是一种硬度大于通常被用作基板材料的玻璃的金刚石笔在粘接的基板1和3表面上形成一条划线(划线步骤)。然后用一个裂片装置沿着划线对粘接的基板1和3施加机械振动(裂片步骤)而获得多个单元单位。
或者是将划线和裂片步骤组合成单一步骤用金刚石笔或轮获得各个单元单位。
同时，仅仅在图2中表示了单元切割步骤而没有单元划线。然而，在基板被切割成单元单位时要明显地形成多条单元划线以消除外围的虚拟区。
图3被用来表示单元划线的细节，并且表示了液晶显示器件中上面有密封剂7和8的一个下基板的布局，用来表示按照现有技术的单元划线10。
参见图3，单元划线10在预定区域(圆圈)与虚拟密封剂8重叠。在这种情况下，虚拟密封剂8在单元切割步骤之前已经被UV照射步骤固化。
此时，用划线再裂片来形成单元单位的方法不受固化的虚拟密封剂8的影响。然而，同时划线和裂片将基板切割成单元单位来形成单元单位的方法由于固化的虚拟密封剂8而无法操作。
发明内容
本发明涉及到液晶显示器件及其制造方法，它能基本上消除因现有技术的局限和缺点造成的这些问题。
本发明的优点是提供了一种液晶显示器件及其制造方法，同时执行划线和切割步骤，便于在切割单元时执行单元切割步骤。
以下要说明本发明的附加特征和优点，一部分可以从说明书中看出，或者是通过对本发明的实践来学习。采用说明书及其权利要求书和附图中具体描述的结构就能实现并达到本发明的目的和其他优点。
为了按照本发明的意图实现上述目的和其他优点，以下要具体和广泛地说明，按照本发明的液晶显示器件包括一个基板，基板上的封闭式主UV固化密封剂，以及处在封闭式主UV固化密封剂外围的封闭式虚拟UV固化密封剂，其中封闭式虚拟UV固化密封剂中与划线重叠的那一部分宽度比其他部分的宽度要窄。
按照本发明的另一方面，制造液晶显示器件的方法包括制备上、下基板，在上、下基板之一上形成封闭式主UV固化密封剂，在主UV固化密封剂外围形成封闭式虚拟UV固化密封剂，使UV固化密封剂中与划线重叠的那一部分宽度比其他部分的宽度要窄，在上、下基板之一上施加液晶，将上、下基板彼此粘接，对粘接的基板施加UV光，并且沿着划线将粘接的基板切割成单元单位。
具体地说，本发明的特征在于所形成的与单元划线重叠的虚拟UV-固化密封剂的宽度比较窄，便于将粘接的基板切割成单元单位。
应该意识到以上的概述和下文的详细说明都是解释性的描述，都是为了进一步解释所要求保护的发明。
附图说明
用来便于进一步理解本发明并且作为本申请一个组成部分的附图表示了本发明的实施例，连同说明书一起可用来解释本发明的原理。
在附图中：
图1A到1E表示一个透视图，表示按照现有技术通过施加液晶制造液晶显示器件的一种方法；
图2表示的透视图用来解释按照现有技术的单元切割步骤；
图3被用来表示按照现有技术的单元划线，还表示了液晶显示器件中上面有密封剂的一个下基板的布局(layout)；
图4A表示按照本发明一个实施例中液晶显示器件一个基板的布局；
图4B和4C分别表示按照本发明另一实施例中液晶显示器件的基板布局；
图5A到5E表示的透视图被用来解释按照本发明一个实施例制造液晶显示器件的步骤；
以及
图6的透视图表示按照本发明另一实施例制造液晶显示器件的方法中的UV照射。
具体实施方式
以下要具体参照在附图中表示的本发明的最佳实施例。在可能的情况下，所有图中都会用相同的标号代表相同或类似的部件。
图4A表示按照本发明一个实施例中液晶显示器件一个基板的布局。形成了四个单元单位，但单元单位的数量是随意的。
参见图4，在基板100上按没有入口的闭合图形形成主UV-固化密封剂700。
在主UV-固化密封剂700外围安闭合图形形成虚拟UV-固化密封剂800。在这种情况下，所形成的虚拟UV-固化密封剂800与一条单元划线600重叠的那部分的宽度比虚拟UV-固化密封剂800的其余部分要窄。
在这种情况下，在没有与单元划线600重叠在区域内形成的虚拟UV-固化密封剂800其他宽度最好是1.1*0.3mm，而虚拟UV-固化密封剂800与一条单元划线600重叠的那部分的宽度最好是0.5*0.3mm。
另外，具有较窄宽度的区域最好是以单元切割线600为中心围绕其延伸大约5mm长。
主UV-固化密封剂700和虚拟UV-固化密封剂800最好是各自采用单体或低聚体的混合物，用引发剂将其两端连接到丙烯酸官能团，或者是单体或低聚体的另一种混合物，它的两端分别由引发剂连接到丙烯酸和环氧官能团。
同时，在图4A所示的本发明一个实施例中，虚拟UV-固化密封剂在与单元划线600重叠的所有区域内的宽度变窄。然而，在按照同时划线和裂片步骤沿单元划线切割各单元的情况下，如果是在基板右侧边沿或左侧边沿处沿单元划线切割基板，基板左右侧边沿处的虚拟UV-固化密封剂就户会被消除。因此，消除虚拟UV-固化密封剂不会影响后续的单元切割步骤。
因此，如图4B所示，如果仅仅是沿着基板上下边沿形成并且与单元划线重叠的虚拟UV-固化密封剂的宽度变窄，或者是如图4C所示，如果仅仅是沿着基板左右边沿形成的虚拟UV-固化密封剂的宽度变窄，同样具有便于单元切割步骤的效果。
图4B所示的方法当然可以用于首先在上、下方向切割该单元的情况。而图4C所示的另一种方法适合首先在左、右方向切割该单元的另一种情况。
同时，液晶显示器包括上、下基板和形成在两个基板之间的液晶层，可以在两个基板之一上形成密封剂。
因此，如果用于图4A到图4C所示的本发明一个实施例的液晶显示器件的两个基板之一是下基板，栅极和数据线，薄膜晶体管和象素电极就形成在基板100上。否则就在基板100上形成黑底层矩阵和彩色滤光器层。
另外可以在液晶显示器件的一个基板上安置维持单元间隙的圆柱垫片。形成这种圆柱垫片的区域对应着栅极或数据线形成区，并且最好是由光敏有机树脂制成。
图5A到5E的透视图表示按照本发明一个实施例制造液晶显示器件的方法，在图中形成四个单元单位，但是单元单位的数量是随意的。
参见图5A，制备好下基板200和上基板300。
尽管在图中没有表示，在下基板200上分别形成有多个栅极和数据线，它们彼此交叉而限定了象素区。在栅极和数据线之间的各个交叉点上形成一个薄膜晶体管，它包括栅极电极，栅极绝缘层，半导体层，电阻接触层，源极/漏极电极和一个无源层。在每个象素区内形成一个连接到薄膜晶体管的象素电极。
另外，在象素电极上形成用来初步对准液晶的一个对准层。在这种情况下，可以对一种材料采用摩擦对准处理而形成对准层，例如是聚酰亚胺、聚酰亚胺基化合物、聚乙烯醇(PVA)、聚酰胺酸等等或是一种光学反应材料，例如是一种聚乙烯肉硅酸酯(PVCN)、聚硅氧烷肉硅酸酯(PSCN)、或纤维素肉硅酸酯(CelCN)基化合物。
在上基板300上面形成一个黑底矩阵层，防止光从形成栅极线，数据线和薄膜晶体管的区域外泄。在上基板3上形成一个红、绿和蓝色彩色滤光器层。在上基板3上形成一个公共电极。还可以在彩色滤光器层和公共电极之间形成一个覆盖层。另外可以在公共电极上形成上述的对准层。
在下基板200上形成银(Ag)点，在完成对基板200和300的粘接步骤之后可以对上基板300上的公共电极施加一个电压。
同时，对于IPS(共面切换)模式的液晶显示器件，公共电极是形成在上面有象素电极的下基板上，无需形成银点就能感应出水平电场。
参见图5B，在上基板300上形成主UV-固化密封剂700，并在主UV-同化密封剂700外围形成闭合的虚拟UV-固化密封剂800，使与单元划线重叠的那一部分的宽度比其余部分窄。
在图中没有表示虚拟UV-固化密封剂800的细节，但是可以参照图4A到图4C来理解。
可以用丝网印刷方法或分配方法等形成密封剂700和800。然而，丝网印刷方法的屏幕可能直接接触到基板，有可能造成基板上对准层的损伤。另外，如果对大面积基板采用丝网印刷方法，密封剂有很大的损失，因而在经济上是不可行的。所以更多地采用分配方法。
为了用分配方法覆盖虚拟UV-固化密封剂800，在与单元划线重叠的区域上涂敷密封剂的速度大于在其他区域上涂敷密封剂的速度。在这种情况下，在各自与单元划线有大约5mm长度交叉的那一部分上以大约110mm/s的速度涂敷大约0.5±0.3mm宽度的密封剂。在其余部分上以大约90mm/s的速度涂敷大约1.1±0.3mm宽度的密封剂。
主UV-固化密封剂700或虚拟UV-固化密封剂800可以采用单体和低聚体的混合物，用引发剂将其两端连接到丙烯酸官能团，或是单体和低聚体的另一种混合物，它的两端分别由引发剂连接到丙烯酸和环氧官能团。
在下基板200上分配液晶500形成一个液晶层。
液晶层500如果接触到尚未固化的UV-固化密封剂700就会受到污染。因此要在下基板200的中心部位上分配或滴注液晶500。滴注到中心部位的液晶500即使在主UV-固化密封剂70固化后也能缓慢扩散，均匀分布到基板上并具有相同的密度。
同时，图5B表示在下基板200上施加完液晶500之后在上基板300上涂敷密封剂700和800的步骤。也可以分别在上下基板200和300上形成液晶500和UV-固化密封剂700和800。
此外，可以在同一基板上形成液晶500及UV--固化密封剂700和800。进而，在液晶500及UV-固化密封剂700和800形成在同一基板上的情况下，在形成具有液晶500及UV-固化密封剂700和800的基板与形成没有液晶500及UV-固化密封剂700和800的基板之间会产生加工步骤数量上的不平衡，这样会导致延长总加工时间。由于液晶和密封剂被形成在同的基板上，在粘接之前难以清洁具有密封剂的基板以消除污染。因而最好是分别在不同的基板上形成液晶和密封剂。
此外，尽管在图中没有表示，可以在基板200和300之一上形成垫片来维持单元间隙，并且最好是在上基板上。
可以将球垫混合在适当浓度的溶液中形成垫片，并且通过分配喷嘴用高压将包括球垫的混合溶液散布到基板上，或是对应着上面已形成栅极和数据线的区域在基板上安置圆柱垫片。由于对大尺寸基板采用球垫会使单元间隙变得不均匀，最好是在大面积基板上形成圆柱垫片。
在这种情况下可以用光敏(光学反应)有机树脂形成圆柱垫片。
参见图5C，上、下基板200和300被彼此接合。
所执行的接合步骤是将上面滴注有液晶的那一个基板固定在底面上，旋转180°将另一个基板放置在固定的基板上面，使形成的层面朝下，并且在固定的基板上面挤压基板使两个基板彼此接合，或是在基板之间的空隙中形成真空状态，并且解除真空状态使基板彼此粘合。
参见图5D，用UV(紫外)发光器900(例如是UV灯)在粘接的基板上照射UV光。
在照射UV光时，被构成UV-固化密封剂700和800的引发剂激活的单体或低聚体发生聚合反应形成聚合物将上、下基板200和300彼此粘接。
在这种情况下，在形成单体或低聚体的UV-固化密封剂700和800时，其一端被粘接到一个丙烯酸官能团，而另一端连接到一个环氧官能团，混合着引发剂，环氧官能团不容易响应UV线照射。因此在UV线完成密封剂固化之后需要有另外的加热步骤使密封剂完全固化。加热步骤是在大约120℃下执行一小时。
同时，如果用UV--照射步骤对粘接基板的整个表面施加UV线，形成在基板上的诸如薄膜晶体管等等器件的特性就会劣化，而初步对准液晶的预倾斜对准角度也会改变。
因此最好是在施加UV线之前用掩模950覆盖主UV-固化密封剂700内部的有效区域。
参见图5E，将粘接的基板切割成单元单位。
切割成单元单位的步骤是这样执行的，沿着单元划线600用切割装置例如金刚石笔或是带锯齿的切割轮同时执行划线/裂片一个一个地切割成各单元单位。
本发明采用的切割装置能够同时执行划线/裂片步骤，这样就能缩小设备所占据的空间并且缩短切割加工时间。
然后，尽管在图中没有表示，在切割步骤之后要执行一个最后检查步骤。
最后检查步骤是在被裂片成单元单位的基板被装配到液晶模块内之前检查合格/故障的一个步骤，并且是按有无施加电压来正确驱动各个象素的方式来执行的。
本发明使与单元划线重叠的那部分虚拟UV-固化密封剂的宽度变窄，这样能便于同时执行划线/裂片步骤将粘接的基板切割成单元单位。
本领域的技术人员能够看出，无需脱离本发明的原理或范围还能对本发明进行各种各样的修改和变更。因此，本发明应该覆盖属于权利要求书及其等效物范围内对本发明的修改和变更。

Claims (14)

1.一种液晶显示器件，其特征在于，包括：
一个基板；
基板上的封闭式主UV固化密封剂；以及
处在主UV固化密封剂外围的封闭式虚拟UV固化密封剂，其中封闭式虚拟UV固化密封剂中与划线重叠的那一部分宽度比封闭式虚拟UV固化密封剂其他部分的宽度要窄。
2.按照权利要求1的器件，其特征在于，所述宽度较窄的那部分是形成在封闭式虚拟UV固化密封剂的上下或左右两侧。
3.按照权利要求1的器件，其特征在于，还包括：
基板上的薄膜晶体管；以及
连接到薄膜晶体管的象素电极。
4.按照权利要求1的器件，其特征在于，还步包括：
基板上的黑底层矩阵；
黑底层矩阵上面的彩色滤光器层；以及
彩色滤光器层上面的公共电极。
5.按照权利要求1的器件，其特征在于，还包括：基板上面的圆柱垫片。
6.一种制造液晶显示器件的方法，其特征在于，包括：
制备上、下基板；
在上、下基板之一上形成封闭式主UV固化密封剂；
在主UV固化密封剂外围形成封闭式虚拟UV固化密封剂，使UV固化密封剂中与划线重叠的那一部分宽度比其他部分的宽度要窄；
在上、下基板之一上施加液晶；
将上、下基板彼此粘接；
对粘接的基板施加UV光；并且
沿着划线将粘接的基板切割成单元单位。
7.按照权利要求6的方法，其特征在于，用分配方法形成封闭式主UV固化密封剂和虚拟UV固化密封剂。
8.按照权利要求7的方法，其特征在于，在形成虚拟UV固化密封剂时，在与划线重叠的那部分上涂敷的速度比其他部分上的涂敷速度要高。
9.按照权利要求6的方法，其特征在于，用两端以丙烯酸官能团结合的单体和低聚体各自形成主UV固化密封剂和虚拟UV固化密封剂。
10.按照权利要求6的方法，其特征在于，用两端以丙烯酸和环氧官能团结合的单体或低聚体各自形成主UV固化密封剂和虚拟UV固化密封剂。
11.按照权利要求10的方法，其特征在于，还包括在施加UV光之后加热。
12.按照权利要求6的方法，其特征在于，将粘接的基板切割成单元单位是通过划线和裂片步骤执行的。
13.按照权利要求6的方法，其特征在于，所述施加UV线是通过遮掩主UV-固化密封剂内部的有效区来执行的。
14.按照权利要求6的方法，其特征在于，所述主和虚拟UV-固化密封剂被形成在上基板上，而液晶被施加在下基板上。
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