CN1573433A - 制造液晶显示板的方法和液晶显示板制造设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种制造液晶显示板的方法，其中包括将一对基底彼此粘接使其间具有保持的间隙，限定基底之间的入口，在与室温相比加热的环境下将液晶通过入口注入到基底之间的空间中，在自液晶注入起保持加热的环境下用密封剂密封入口。

Description

制造液晶显示板的方法和液晶显示板制造设备

发明背景

本发明涉及一种制造液晶显示板的方法和液晶显示板制造设备。

通常，液晶显示板的形成包括下述步骤，即叠加一对其间插入衬垫料的玻璃基底，用框状密封件粘接基底，以及将液晶注入到由密封件和基底包围的空间中。衬垫料设置在一对基底之间以保持基底之间的间隙均匀并具有预定的厚度。由此，保证了整个屏幕的均匀显示品质。球形衬垫料如分散在基底上的塑料珠，棒状衬垫料如玻璃纤维，或者柱状衬垫料用作衬垫料，它们通过光刻法设置在基底上的所需部分，在该部分中光敏树脂涂布在基底上，然后受到曝光和显影处理。

在制造具有以上结构的液晶显示板的方法中，两个基底粘接在一起，每一个基底中形成有透明电极和对准膜，此后将液晶注入基底之间的空间。真空法用作通常的液晶注入方法。在真空法中，首先，具有打开的液晶入口的空显示板设置在真空设备中，显示板被抽真空。在该状态下，液晶入口浸入充满液晶的液晶船形器皿中，然后压力逐渐返回到大气压力以将液晶注入显示板。进一步，提出了一种缩短注入时间的方法，这种方法通过液晶在大气压力下的注入期间提高显示板的温度以降低液晶的粘性。这种方法称作加热注入。

在液晶注入步骤后，密封液晶入口。如在例如日本专利申请，申请人KOKAI，公开号2-87114中公开的，密封方法为加压密封法，其中液晶入口以加压液晶已注入显示板的状态进行密封。进一步，密封方法的例子为加热密封方法，其中液晶入口在加热液晶已注入显示板的状态下密封。

通常，在室温(约25℃)下将显示板从注入步骤传送到密封步骤。因此，当受到加热注入的液晶显示板进入密封步骤时，液晶显示板的温度降到大约室温。

根据结构如上所述的液晶显示板，在室温环境中，基底之间的间隙由衬垫料保持均匀，容纳在基底之间的液晶厚度在每个部分中保持均匀。因此，液晶显示板可以进行良好的图像显示。

然而，形成液晶显示板的衬垫料和液晶在高温环境下膨胀。特别地，液晶的膨胀系数远远大于衬垫料和玻璃等的膨胀系数。如果该板在高温环境下使用，那么由于膨胀系数的不同而出现显示的不均匀。

通常，包含颜料的柱状衬垫料的线性膨胀系数为约0.8×10^-4[/℃]或更小，而液晶的线性膨胀系数为约2.5×10^-4[/℃。例如，假定液晶显示板的基底之间的间隙在常温(室温)下为5.00[μm]，那么在50℃的高温下，柱状衬垫料膨胀到5.01[μm]的高度，而热膨胀液晶层的厚度为5.10[μm]。

因此，热膨胀液晶向外压基底，基底变形为凸起。结果，容纳在基底之间的衬垫料从基底分离，失去了保持基底之间的间隙的功能。进一步，通过热膨胀体积增加的液晶在板内移动，基底之间的空间变形为波状。

如果这种状态下的液晶显示板竖直放置，那么液晶层中体积增加的液晶由于它的自重而聚集在液晶显示板的较低部分。结果，液晶层的厚度在液晶显示板的较低部分增加，由此显示的不均匀出现在图像显示中，显示品质降低。

为了解决这样的问题，在密封步骤中，在将板加压以释放出过量的液晶后密封液晶入口。在这种情况下，液晶从狭窄的液晶入口中释放。因此，至少花费1小时来释放过量的液晶，所有释放的液晶被丢弃和浪费。

本发明是鉴于上述观点而做出的。本发明的目的是提供一种制造液晶显示板的方法和液晶显示板制造设备，其中液晶显示板可以不变地保持良好的显示品质，而不会受到其使用环境温度的影响。

发明简述

为了解决上述问题，根据本发明一方面的制造液晶显示板的方法包括：

将一对基底彼此粘接使其间具有保持的间隙，限定基底之间的入口；

在与室温相比加热的环境中，将液晶通过入口注入到基底之间的空间中；和

在自液晶注入起而保持加热的环境下用密封剂密封入口。

进一步，根据本发明另一方面的液晶显示板制造设备包括：

一个室，包括液晶船形器皿以将液晶注入一对基底之间的空间，涂布机构，将密封剂涂布到该对基底上，和加热器。

本发明的其他优点将在以下的描述中提出，部分从说明书中显而易见，或者可以通过本发明的实施而了解。本发明的优点可以通过下文特别指出的设备和结合来认识和获得。

附图简述

所附的附图结合在说明书中并构成说明书的一部分，说明了本发明的实施例，并与以上给出的概括描述和下文给出的实施例的详细描述一起，用来解释本发明的原理。

图1是根据本发明一实施例的制造设备的平面图，该设备包括注入装置，传送机构和密封装置。

图2是根据本发明该实施例的液晶显示板在常温下的横截面图。

图3是图2所示的液晶显示板的透视图。

图4是液晶显示板的示意图，说明了液晶入口，特别是密封剂吸入宽度。

图5是根据本发明实施例的制造设备变形的平面图，该变形的设备包括注入装置和密封装置。

发明详述

现在将参考附图详细说明根据本发明实施例的液晶显示板的制造方法和制造设备。

首先，说明通过制造方法制造的液晶显示板的结构。

如图2和3所示，液晶显示板1包括彼此相对设置的第一基底2和第二基底4。其间具有预定间隙的第一基底2和第二基底4通过形成在基底之一上的多个柱状衬垫料3保持。第一基底2设有栅极线，源极线，开关元件，像素电极和对准膜，这些没有示出。进一步，第二基底4设有公共电极和定向膜，这些没有示出。

第一和第二基底2和4的边缘部分通过框状密封件5粘接。液晶入口7形成在密封件中。将液晶注入到由第一基底2、第二基底4和密封件5封闭的区域中，以形成液晶层6。液晶入口7用密封剂8密封。

下面，详细描述如上所述结构的液晶显示板的制造方法和制造设备。

如图1所示，制造液晶显示板1的制造设备10包括进行液晶注入的注入装置11，进行密封的密封装置13，和在注入装置和密封装置之间传送液晶显示板的传送机构12。

注入装置11包括注入室14，其用作液晶注入室用来容纳空的显示板1a和液晶。在注入室14中，设有用作第一加热装置的加热器18a和液晶船形器皿19。注入装置11还具有将液晶供给液晶船形器皿19的液晶供给装置20，抽空注入室14的抽空装置21和设置在注入室中的显示板1a。

密封装置13包括涂布室16，容纳已注入液晶的显示板1a。在用作涂布室的涂布室16中，设有液晶擦拭部分13a，将密封剂8涂布到板上的涂布机构13b，等待部分13c，和用作加热涂布室内部的第二加热装置的加热器18c。密封装置13还具有固化室17，起紫外线照射室的作用。在固化室17中，设有紫外线照射部分13d和用作加热固化室内部的加热装置的加热器18d。

传送机构12具有运载工具15，其在注入室14和涂布室16之间可移动。在运载工具中，形成传送室22，其用作容纳显示板1a的传送室。进一步，运载工具15设有加热传送室22内部的加热器18b。作为以上制造设备10的变形，可以没有传送机构12，注入室14和涂布室16可以直接互相连通。进一步，制造设备可以具有这样的结构，其中设有包含液晶船形器皿19的一个室，液晶擦拭部分13a，涂布机构13b，和将它们加热的公共加热器。

其次，详细描述通过如上所述结构的制造设备10制造的液晶显示板1的制造方法。

首先，制备空的显示板1a，并将其传送到注入室14中。这里，空的显示板1a具有通过密封件5粘接的第一基底2和第二基底4，形成在密封件5中的液晶入口7打开。在传送空的显示板1a后，在注入室14中将液晶注入显示板。在这个步骤中，首先，抽空装置21抽空注入室14，显示板1a设置在注入室中。

然后，显示板1a的液晶入口7浸入放在液晶船形器皿19中的液晶。在这种状态下，注入室14中的大气压逐渐回复到大气压力。由此，通过利用毛细管作用液晶从液晶入口7注入到显示板1a中。

进一步，当液晶注入时，加热器18a工作以加热注入室14内的空气并保持注入温度不小于液晶显示板1在其使用温度范围内的最大使用温度。注入温度可以小于最大使用温度5℃。这里，液晶显示板1的最大使用温度为液晶显示板可以使用的温度范围内的最大温度。在该实施例中，注入室14中的环境控制为50±5℃，假定最大使用温度为50℃。

通过如上所述加热注入室14的内部，将注入液晶的显示板1a也被加热并保持在50±5℃的注入温度。进一步，将注入到显示板1a中的液晶在注入的同时也被加热到注入温度，在热膨胀的状态下注入显示板。

通过上述步骤，由显示板1a的两个基底和密封件5封闭的区域充满了膨胀的液晶，随后注入完成。在注入期间，显示板1a和注入液晶保持在注入温度。在加热状态下注入液晶可以减小液晶的粘性和缩短注入时间。在上述注入步骤中，将液晶通过显示板1a加热。然而，将液晶本身加热到注入温度，其后将其注入到空的显示板中也是可能的。例如，比室温下的液晶膨胀更大的液晶可以注入到显示板中。

在液晶注入完成之后，将显示板1a从注入装置11传送到传送机构12的传送室22中。传送室22中的环境通过加热器18b预先保持在50±5℃的传送温度。然后，通过运载工具15将容纳已注入液晶显示板1a的传送室22从注入装置11传送到密封装置13，其后将显示板从传送室传送到涂布室16中。

由此，在液晶注入后保持在最大使用温度的状态下，将显示板1a和其中的注入液晶从注入室14送到涂布室16中。涂布室16中的环境通过加热器18c预先保持在50±5℃的涂布温度。涂布室16的内部保持在大气压力下，对显示板1a应用任何具体的压力不是必要的。

其次，在涂布室16中将显示板1a的液晶入口7封闭。在该步骤中，首先，液晶擦拭部分13a擦去剩在液晶入口7上的过量液晶。然后，涂布机构13b将密封剂8涂布到液晶入口7上以封闭液晶入口。由于在擦去附着在液晶入口上的液晶以后涂布密封剂8，因此可以进行极好的涂布。如上所述擦去液晶在液晶入口中产生空间，其间接收密封剂8。使用例如紫外线固化密封剂作为密封剂8。通过上述步骤，以注入液晶保持在最大使用温度和热膨胀的状态下通过密封剂8密封显示板1a的液晶入口7。

在用密封剂8密封液晶入口7以后，将显示板1a移动到等待部分13c。然后，加热器18c将涂布室16中的环境从涂布温度改变到例如55±5℃的等待温度。在该状态下，显示板1a保持在等待部分13c中一段预定时间以调整密封剂8相对于液晶入口7的吸入宽度W，如图4所示。这里，通过调整等待温度，或者控制注入到显示板1a中的液晶的粘性，可以将吸入宽度W控制到一个所需的值。尽管该实施例中用密封剂密封液晶入口7后的等待期间温度发生改变，但是当涂布密封剂8时温度可能已经发生改变。在该实施例中，“形成密封剂”的步骤包括涂布和涂布后等待的时间。

假定等待温度或涂布时的温度设定为100℃，其高于注入温度50℃，那么密封剂8的吸入宽度W为0.0mm。如果等待温度或涂布时的温度等于或像这样高于注入温度，那么显示板1a中的液晶进一步膨胀并将涂布的密封剂8推出液晶入口7。因此，缩小了吸入宽度W。

同时，假定等待温度或涂布时的温度设定为30℃，其低于注入温度20℃，那么密封剂8的吸入宽度W为5.0mm。明确地，如果等待温度或涂布时的温度低于注入温度，那么显示板1a中的液晶收缩，涂布到液晶入口7的密封剂8被吸进液晶入口7。因此，加宽密封剂8的吸入宽度W。

如果与如上所述的注入温度相比，等待温度或涂布时的温度控制在-20℃到+50℃的范围内，那么吸入宽度W可以在0.0mm到5.0mm的范围内调整。吸入宽度W优选控制在0.1mm到1.0mm的范围内。这是由于在液晶入口7附近的第一基底2和第二基底4设有图像显示的显示区域，从而太宽的吸入宽度W对图像显示有不利的影响。在该实施例中，注入温度设定为50±5℃，等待温度或涂布时的温度设定为55±5℃，由此密封剂8的吸入宽度W控制在0.9mm。因此，液晶入口7中密封剂8的吸入宽度W可以通过将液晶注入时的温度改变到液晶入口密封时的温度来控制。液晶入口7密封时的温度不同于液晶注入时的温度。

在控制密封剂8的吸入宽度W后，将显示板1a从涂布室16传送到固化室17中。固化室17中的环境通过加热器18d预先保持在55±5℃的固化温度。明确地，将固化温度调整到等于等待温度的温度。

其次，在固化室17中，涂布到液晶入口7的密封剂8固化以密封入口。在该步骤中，紫外线照射部分13d用紫外线照射密封剂8。以保持在等待部分13c中调整的吸入宽度W的状态使密封剂8固化。由此，密封液晶入口7，完成了用膨胀的液晶注入的液晶显示板1。

根据本发明实施例的制造液晶显示板的方法和设备，结构如上所述，液晶显示板1通过下述步骤形成，即将温度加热到高于最大使用温度的液晶注入到空的显示板1a中，和密封液晶入口7，保持注入时液晶的温度。由此，液晶显示板1容纳有相应于液晶显示板体积的正常量的热膨胀液晶。因此，即使液晶显示板1在使用温度范围内的任何温度下使用，液晶层在整个液晶显示板上保持均匀的厚度，良好的显示品质不变地保持。

例如，如果液晶显示板1在最大使用温度的环境中使用，每个构成元件例如液晶和柱状衬垫料3通过加热膨胀。然而，如上所述，在温度加热到高于最大使用温度的热膨胀的状态下，容纳在液晶显示板1中的液晶设定为适当的量。因此，即使液晶在高温环境中膨胀，仍然没有过量的液晶存在于液晶显示板1中，防止第一基底2和第二基底4通过膨胀的液晶向外的压力而变形这样的缺陷是可能的。因此，第一和第二基底2和4不变地保持与衬垫料接触，第一和第二基底之间的间隙通过衬垫料保持在预定的值。例如，即使液晶显示板1竖直放置，液晶层6的厚度在整个液晶板上保持均匀，具有保持的显示品质的良好的图像显示是可能的。因此，得到防止显示不均匀的发生并在使用温度范围内的任何温度下保持良好的显示品质的液晶显示板1是可能的。

进一步，根据本实施例的制造液晶显示板的方法，当密封液晶入口7时，如在先技术中进行的，通过挤压从液晶入口中排出过量的液晶是不必要的。因此，导入时间缩短，制造效率增加。同时，浪费的液晶减小，液晶作为原料使用的效率得到提高。

进一步，在密封步骤中，加热器18c和18d的温度控制在低于液晶注入步骤中板温度20℃到高于所述温度50℃的范围内。由此，密封剂8的吸入宽度W调整到最佳值，液晶入口7可靠的密封。

在上述实施例中，说明的是制造液晶显示板的最大使用温度50℃的情况。然而，最大使用温度并不限制为50℃，而可以改变为任何所需的值例如80℃。即使最大使用温度设定为80℃，注入步骤、涂布步骤和密封步骤仍然可以以与上述相同的方式进行。然而，最大使用温度优选设定为等于或高于液晶的沸点。

在上述实施例中，注入温度、传送温度和涂布温度设定为最大使用温度±5℃。进一步，传送温度和涂布温度优选与注入温度相同或高于注入温度。

同样关于其他点，本发明并不限制于上述实施例，而可以是在本发明范围中的各种变形。例如，如图5所示，制造设备10可以通过直接将注入装置11与密封装置13粘接使得它们彼此连通而形成。根据这种结构，在注入装置11和密封装置13之间的传送机构可以省略，制造设备10小型化。进一步，当显示板1a从注入装置传送到密封装置中时，这种结构防止注入液晶温度的降低，并缩短了导入时间。

在图5的上述制造设备10中，它的其他结构与上述实施例中相同。同样的参考数字表示同样的构成元件，它们的详细说明省略。

进一步，密封剂8并不限制为紫外线固化物质，而是可以根据环境选择。可以根据采用的密封剂选择固化密封剂8的各种手段。

在液晶比室温下的液晶膨胀更大的情况下可以进行液晶的擦拭。通过将液晶注入时液晶的膨胀状态改变到入口密封时液晶的膨胀状态，可以控制入口中密封剂的吸入宽度。入口密封时的液晶可以膨胀大于液晶注入时的液晶。

Claims (15)

1.一种制造液晶显示板的方法，其特征在于包括：

将一对基底彼此粘接使其间具有保持的间隙，限定基底之间的入口；

在与室温相比加热的环境中，通过入口将液晶注入到基底之间的空间中；和

在自液晶注入起保持加热的环境下用密封剂密封入口。

2.根据权利要求1的方法，进一步包括：

在液晶注入后擦去附着在入口的液晶，

在与室温相比加热的环境中进行液晶的擦拭。

3.根据权利要求1的方法，其特征在于进一步包括：

通过将注入时的温度改变到入口密封时的温度来控制入口中密封剂的吸入宽度，密封时的温度不同于液晶注入时的温度。

4.根据权利要求3的方法，其特征在于

入口密封时的温度高于液晶注入时的温度。

5.根据权利要求1的方法，其特征在于

在大气压力下进行入口的密封。

6.一种制造液晶显示板的方法，其特征在于包括：

将一对基底彼此粘接使其间具有保持的间隙，限定基底之间的入口；

将液晶通过入口注入到基底之间的空间中，所述液晶比室温下的液晶膨胀更大；和

自液晶注入起液晶保持膨胀的情况下用密封剂密封入口。

7.根据权利要求6的方法，进一步包括：

在液晶注入后擦去附着在入口的液晶，和

在液晶比室温下的液晶膨胀更大的情况下进行液晶的擦拭。

8.根据权利要求6的方法，其特征在于进一步包括：

通过将液晶注入时液晶的膨胀状态改变到入口密封时液晶的膨胀状态来控制入口中密封剂的吸入宽度。

9.根据权利要求8的方法，其特征在于

入口密封时的液晶比液晶注入时的液晶膨胀更大。

10.根据权利要求6的方法，其特征在于

在大气压力下进行入口的密封。

11.  一种液晶显示板制造设备，其特征在于包括：

液晶注入室，具有第一加热器和将液晶注入一对基底之间的空间的液晶船形器皿；和

涂布室，与液晶注入室连通，具有将密封剂涂布到该对基底上的涂布机构，和第二加热器。

12.根据权利要求11的液晶显示板制造设备，进一步包括：

具有第三加热器的传送机构，和

液晶注入室和涂布室彼此连通，传送机构插入在其间。

13.根据权利要求11的液晶显示板制造设备，其特征在于

涂布室具有液晶擦拭部分，和

液晶擦拭部分设在液晶注入室和涂布机构之间。

14.一种液晶显示板制造设备，其特征在于包括：

一个室，包括液晶船形器皿以将液晶注入一对基底之间的空间，涂布机构，将密封剂涂布到该对基底上，和加热器。

15.根据权利要求14的液晶显示板制造设备，其特征在于

该室进一步包括液晶擦拭部分。

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