CN1862348A - 液晶滴落装置以及使用该装置滴落液晶的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能够精细地调整滴落在基板上的液晶的量的液晶滴落装置，以及使用该装置滴落液晶的方法，从而改进工序余量。液晶滴落装置包括填充有液晶的液晶容器；形成在液晶容器的下端用于滴落填充在液晶容器的液晶的喷嘴；以及用于当喷嘴滴落液晶时将电场施加到喷嘴的电场施加单元。

Description

液晶滴落装置以及使用该装置滴落液晶的方法

本申请要求享有2005年5月11日在韩国递交的申请号为No.2005-39403的申请的权益，在此引用其全部内容作为参考。

技术领域

本发明涉及一种用于制造液晶显示器件的装置及方法，特别是涉及一种能精细地调整滴落在基板上的液晶量的液晶滴落装置以及使用该装置滴落液晶的方法。

背景技术

通常，液晶显示器件具有例如工作电压低、功耗低、全色彩实现、重量轻、外形薄、以及小型化的特性，从而被广泛应用于不同领域，从时钟、计算器、PC的监视器、和笔记本型计算机到TV、航空监视器、移动终端、和便携式电话。

液晶显示器件包含用于显示图像的液晶显示面板和用于驱动液晶显示面板的电路单元。

液晶显示面板包含其上形成有TFT阵列的第一基板、其上形成有滤色片阵列的第二基板、以及在第一和第二基板之间形成的液晶层。

在其上形成有TFT阵列的第一基板上形成有：用于限定像素区的沿一个方向以固定间隔排列的多条栅线、沿垂直于栅线的排列方向的方向以固定间隔排列的多条数据线，形成在像素区中用于显示图像的多个像素电极，以及在像素区中栅线和数据线的交叉点处形成的、并且通过驱动栅线的信号来切换导通/截止的、用于将数据线的图像信号传输到像素电极的多个TFT。

此外，在其上形成有滤色片阵列的第二基板上形成用于遮挡在除了像素区之外部分的光的黑矩阵层，以及形成在对应于用于表示色彩的像素区的部分的R、G和B滤色片层，以及形成在包括滤色片层的第二基板的整个表面上的公共电极。在共平面开关(IPS)模式液晶显示器件中，公共电极可以形成在第一基板上。

上述第一和第二基板彼此粘接，从而在其间形成指定的空间，并且在第一和第二基板之间的空间中形成液晶层。

此处，通过液晶注入法或液晶滴落法进行液晶层的形成。根据上述方法，用于制造液晶显示面板的工序改变。

图1示出了普通液晶显示器件的分解透视图。

如图1所示，普通液晶显示器件包含彼此粘接在一起以在其间形成指定空间的下基板1和上基板2，以及注入到下基板1和上基板2之间的空间中的液晶层3。

更具体的，在下基板1上形成有：用于限定像素区(P)的沿一个方向以固定间隔排列的多条栅线4和沿垂直于栅线4的排列方向的方向以固定间隔排列的多条数据线5、形成在栅线4和数据线5彼此交叉的像素区(P)中的像素电极6，以及形成在栅线4和数据线5交叉处的TFT(T)。

此外在上基板2上形成用于遮挡在除像素区(P)之外部分的光的黑矩阵层7、用于表示色彩的R、G和B滤色片层、以及用于形成图像的公共电极9。

各TFT(T)包含从栅线4突出的栅极、形成在第一基板的整个表面上的栅绝缘膜(未示出)和形成在栅极的上部分上的栅绝缘膜上的有源层、从数据线5突出的源极、以及与源极相对的漏极。

像素电极6由具有高透光率的透明导电金属制成，例如氧化铟锡(ITO)。

在上述的液晶显示器件中，位于像素电极6上的液晶层3根据由TFT(T)施加的信号进行取向，并且通过液晶层3的取向角度调整通过液晶透射的光的量。从而，液晶显示器件显示图像。

图2示出了使用液晶注入法来制造液晶显示器件的传统方法的流程图。

如图2所示，在第一基板上形成TFT阵列(未示出)(1S)，并且在第二基板上形成滤色片阵列(未示出)(5S)。

之后，在第一基板和第二基板上分别形成用于取向液晶的取向膜，并且对取向膜进行摩擦(2S和6S)，并且分别清洗第一基板和第二基板(3S和7S)。

然后，在第一基板上散布用于在将第一和第二基板彼此粘接之后保持液晶显示面板的盒间隙的衬垫料(4S)，以及将用于连接公共线和公共电极的Ag和用于将第一和第二基板彼此粘接在一起的密封剂涂敷到第二基板的边缘(8S)。此处，涂敷的密封剂具有带有液晶入口的图案。

上述第一和第二基板被放入粘接装置(未示出)中，并且在粘接装置中彼此粘接在一起(9S)。

之后，粘接的第一和第二基板被装载在硬化炉(未示出)中，并且在该炉内硬化密封剂(10S)。

在完成密封剂的硬化之后，通过划线和断开工序将粘接的第一和第二基板切割为单位液晶显示面板(11S)，并且在真空腔中通过液晶入口将液晶注入到各单位液晶显示面板的第一和第二基板之间的空间中，并且密封液晶入口(12S)。

即，当在保持用密封剂粘接的第一和第二基板之间的空间为真空状态的条件下将液晶入口浸入到液晶溶剂中时，液晶由于渗透作用注入到第一和第二基板之间的空间中。在液晶注入到第一和第二基板之间的空间中之后，用密封剂密封液晶入口。

之后，测试并送出单位液晶显示面板(13S)。

在上述液晶注入法中，因为在保持用密封剂粘接的第一和第二基板之间的空间为真空状态的条件下将液晶入口浸入到液晶溶剂中，需要长时间来注入液晶，因而降低了生产率。另外，当为了制造大尺寸液晶显示面板，向第一和第二基板之间的空间中注入液晶时，液晶没有完全注入到液晶显示面板中，因而制造了差的液晶显示面板。

因此，通过液晶注入法制造便携式电话或PDA电话的液晶显示面板，并且通过液晶滴落法制造大尺寸液晶显示面板。

以下，将描述使用液晶滴落法来制造液晶显示器件的传统方法。

图3示出了使用液晶滴落法来制造液晶显示器件的传统方法的流程图。

如图3所示，在第一基板上形成TFT(21S)，并且在第二基板上形成滤色片阵列(25S)。

在第一基板和第二基板上分别形成用于取向液晶的取向膜，并且对取向膜进行摩擦(22S和26S)，以及分别清洗第一基板和第二基板(23S和27S)。

之后，在第一基板上滴落足量的液晶(24S)。此处，液晶滴落在各液晶面板区域的中央部分，并直到密封剂完全硬化以保持盒间隙才与密封剂接触。

然后，密封剂和Ag球散布在第二基板的各液晶面板区域的边缘(28S)。此处，在液晶面板区域中独立构图密封剂。

之后，在其上滴落有液晶的第一基板上散布衬垫料(36S)。

将上述第一和第二基板放入真空粘接腔(未示出)中，并且在真空粘接腔中彼此粘接在一起(29S)。

即，翻转第二基板从而第二基板中沉积有密封剂的表面朝下，并且安装在真空粘接腔的上工作台上，并且滴落有液晶的第一基板安装在真空粘接腔的下工作台上。然后，真空粘接腔的里面被抽真空从而使第一和第二粘接基板彼此粘接在一起。

上述粘接后的第一和第二基板从真空粘接腔装载到UV硬化炉(未示出)，并且通过将UV射线照射到密封剂上来在其中硬化密封剂(30S)。

即，通过使用具有在粘接后的第一和第二基板上除了涂敷有密封剂的部分之外的部分上的遮光膜的掩模(未示出)，通过将UV射线照射到密封剂上来硬化密封剂。

之后，粘接后的第一和第二基板装载在热硬化炉中，并且密封剂被热硬化(31S)。此时，滴落在各液晶面板上的液晶散开。

在完成密封剂的UV硬化和热硬化之后，粘接后的第一和第二基板被切割为单位液晶显示面板(32S)。然后，对单位液晶显示面板进行抛光(33S)，并且对其进行测试并送出(34S和35S)。

在上述传统的液晶滴落法中，可以显著地减少滴落液晶的时间，从而提高生产率并消除由于大尺寸液晶显示器件中液晶的不完全注入而产生的问题。

图4示出了传统的液晶滴落装置的示意图。

如图4所示，传统的液晶滴落装置包含填充有液晶10的液晶容器20、以及连接到液晶容器20的下端用于滴落填充在液晶容器20内的液晶10的喷嘴30。

当氮(N₂)气提供到传统的液晶滴落装置的液晶容器20时，氮气的压力使得填充在液晶容器20内的液晶10通过喷嘴30滴落在基板上。

在基板上的液晶滴的尺寸通过其表面张力和重力影响来确定，并且通过垂直地移动液晶滴落装置或改变喷嘴30的形状来调节。

为了在液晶显示器件上充分地显示图像，必须精细地滴落足量的液晶。

然而，因为从上述传统的液晶滴落装置的喷嘴30滴落的液晶10的表面张力通过液晶10的物理属性来确定，所以通过上述方法的液晶滴的尺寸调节受到限制。

发明内容

因此，本发明涉及一种液晶滴落装置以及使用该装置滴落液晶的方法。

本发明的第一个目的是提供一种能够精细地调整滴落在基板上的液晶的量的液晶滴落装置，以及使用该装置滴落液晶的方法，从而改进工序余量。

为了实现这些和其它优点，按照本发明的目的，作为具体和广义的描述，一种用于向基板滴落液晶的液晶滴落装置包括填充有液晶的液晶容器；形成在液晶容器的下端用于滴落液晶容器中液晶的喷嘴；以及用于当喷嘴滴落液晶时控制喷嘴的控制单元。

在本发明的另一个方面，一种用于将液晶容器中液晶滴落在基板上的方法包括沿基板的边缘涂敷密封剂；将液晶从液晶容器的喷嘴滴落到基板的中央部分上，其中在该基板上涂敷有密封剂；以及当喷嘴滴落液晶时控制喷嘴。

应该理解，上面的概括性描述和下面的详细描述都是示意性和解释性的，意欲对本发明的权利要求提供进一步的解释。

附图说明

本申请所包括的附图用于提供对本发明的进一步理解，并且包括在该申请中并且作为本申请的一部分，示出了本发明的实施方式并且连同说明书一起用于解释本发明的原理。附图中：

图1示出了普通液晶显示器件的分解透视图；

图2示出了使用液晶注入法来制造液晶显示器件的传统方法的流程图；

图3示出了使用液晶滴落法来制造液晶显示器件的传统方法的流程图；

图4示出了传统的液晶滴落装置的示意图；

图5示出了根据本发明的液晶滴落装置的示意图；

图6示出了使用本发明的液晶滴落法来滴落液晶的方法的流程图；以及

图7A和图7B示出了根据施加到本发明的液晶滴落装置的喷嘴的电场强度的变化液晶滴尺寸的变化的图。

具体实施方式

现在具体描述本发明的优选实施方式，它们的实施例示于附图中。尽可能，所有附图采用相同的附图标记表示相同或类似部件。

在使用液晶滴落法来制造液晶显示器件的方法中用于精确地形成具有期望厚度的液晶层的重要因素是滴落的液晶的位置和量。

具体地，因为液晶层的厚度与盒间隙密切相关，滴落的液晶的位置和量对于防止液晶面板错误很重要。

因此，需要滴落正确量的液晶的液晶滴落装置。本发明提供了液晶滴落装置。

图5示出了根据本发明的液晶滴落装置的示意图。

如图5所示，本发明的液晶滴落装置包含填充有液晶100的液晶容器200、连接到液晶容器200的下端用于滴落填充在液晶容器200的液晶100的喷嘴300、以及用于当喷嘴300滴落液晶100时将AC或DC电场施加到喷嘴300的电场施加单元400。

此处，可以使用AC或DC电场。因为由于滴落的液晶的表面电荷的瑞利不稳定性DC电场使得滴落的液晶的广分散，所以优选地使用AC电场。

即，当使用AC电场时，减少了滴落的液晶的表面电荷的瑞利不稳定性，并且滴落的液晶狭窄地分散。

电场施加单元400的一端连接到喷嘴300，并且电场施加单元400的另一端连接到电极410，该电极将DC或AC电压从外部施加到液晶滴落装置。

因此，在电场施加单元400和喷嘴300之间产生AC电场。

当氮(N₂)气施加到本发明的上述液晶滴落装置的液晶容器200时，氮气的压力使得填充有液晶容器200的液晶100通过喷嘴300滴落在基板上。

此时，喷嘴300通过在喷嘴300和电场施加单元400之间产生的AC电场滴落液晶100，从而能够减小液晶滴的尺寸。

通常，液晶100一滴一滴地滴落在基板上。沿X和Y轴的方向以固定间隔设置基板。另外，当液晶100滴落在基板上时，可以固定基板并且液晶滴落装置可以沿X和Y轴的方向移动从而以固定间隔滴落液晶100。

在这种情况下，液晶滴由于液晶滴落装置的移动而摆动，因而导致滴落在基板上的液晶100的位置或量的错误。因此，优选地，固定液晶滴落装置并且移动基板。

为了减小基板上液晶滴的尺寸，本发明的液晶滴落装置向喷嘴300施加电场。

即，喷嘴300在施加到其上的AC电场的作用下均匀振动，从而与传统液晶滴落装置相比允许在喷嘴300的尖端形成的液晶100的滴以较小尺寸滴落在基板上。

本发明的液晶滴落装置的液晶容器200安装在壳210中。液晶容器200由聚乙烯制成并填充有液晶100，并且壳210由不锈钢制成并在其中容纳液晶容器200。

通常具有良好弹性的聚乙烯可以容易地形成具有期望形状的容器。另外，因为聚乙烯不与液晶100反应，所以聚乙烯主要用作液晶容器200的材料。

然而，聚乙烯强度低，并且甚至由外部弱冲击下而容易受损。因此，当液晶容器200由聚乙烯制成时，液晶容器200可以变形，因而导致难以将液晶100滴落在精确的位置。因此，由聚乙烯制成的液晶容器200容纳在由具有高强度的不锈钢制成的壳210中。

虽然图中未示出，但是连接到外部气体提供单元的供气管安装在液晶容器200上。例如氮(N₂)气的气体通过供气管从外部气体提供单元提供到液晶容器200，并且填充液晶容器200中没有填充有液晶100的部分，从而将压力施加到液晶100以使液晶100滴落在基板上。

另一方面，液晶容器200可以由例如不锈钢的金属制成。在这种情况下，因为液晶容器200不被外部冲击损坏，所以不需要壳210。因此，可以减少液晶滴落装置的制造成本。在液晶容器200由金属制成的情况下，为了防止填充液晶容器200的液晶100与金属化学反应，优选的是在液晶容器200的内表面涂覆氟树脂膜。

以下，将描述使用本发明的上述液晶滴落装置来滴落液晶的方法。

图6示出了使用本发明的液晶滴落法来滴落液晶的方法的流程图。

如图6所示，沿TFT阵列基板或滤色片阵列基板的边缘涂敷密封剂(S100)。

在沿TFT阵列基板的边缘涂敷密封剂的情况下，在TFT阵列基板上形成彼此交叉用于限定像素区的多条栅线和多条数据线，形成在栅线和数据线的交叉处的分别具有栅极、栅绝缘膜、半导体层、欧姆接触层、源极/漏极、以及钝化膜的TFT，以及连接到TFT并形成在像素区中的像素电极。

此外，在像素电极上形成用于初始取向液晶的取向膜。此处，通过摩擦例如聚酰胺或聚酰亚胺基化合物、聚乙烯醇(PVA)、或聚酰胺酸的材料，或者通过将光施加到例如聚乙烯醇肉桂酸酯(polyvinyl cinnamate，PVCN)、聚硅氧烷肉桂酸酯(polysiloxane cinnamate，PSCN)或纤维素肉桂酸酯(CelCN)基化合物的光反应材料来形成取向膜。

另外，在沿滤色片阵列基板的边缘涂敷密封剂的情况下，在滤色片阵列基板上形成用于避免在栅线、数据线和TFT的区域漏光的遮光膜，遮光膜上的R、G和B滤色片层、以及滤色片层上的公共电极。

可以在滤色片层和公共电极之间进一步形成涂敷层。另外，上述取向膜形成在公共电极上。

点状的Ag施加到TFT阵列基板上，从而在TFT阵列基板和滤色片阵列基板彼此粘接之后，使得电压施加到滤色片阵列基板上的公共电极。

在共平面开关(IPS)模式液晶显示器件中，用于形成水平电场的公共电极和像素电极形成在相同的下基板上，并且Ag点不施加到基板。

涂敷在基板的边缘的密封剂用于防止液晶泄漏到外面并且用于将两个基板彼此粘接在一起。此处，主要使用例如环氧密封剂的热硬化密封剂。

通过丝网印刷法或分配法将密封剂涂敷到基板。

丝网印刷法是方便的，并因而被普遍使用。在丝网印刷法中，密封剂涂敷在具有开孔的掩模的整个表面，并且在位于基板上的掩模上沿一个方向旋转橡胶棒，从而将密封剂涂敷到对应于掩模的开孔的基板的区域。

在分配法中，其上装载有基板的工作台沿所有方向移动，并且填充有密封剂的密封剂容器以指定的压力将密封剂分配到基板上，从而将密封剂涂敷到基板的边缘。

之后，连接到填充有液晶的液晶容器的喷嘴将液晶滴落在涂敷有密封剂的基板的中央部分(S200)。

然后，当喷嘴向基板上滴落液晶时，电场施加到喷嘴(S300)。

当电场施加到喷嘴时，通过改变电场强度和频率强度来精细地调整液晶滴的尺寸。从而，因为在基板上滴落具有精确尺寸的液晶，所以可以更精确地控制滴落在基板上的液晶的量。

图7A和图7B示出了根据施加到本发明的液晶滴落装置的喷嘴的电场强度的变化液晶滴的尺寸的变化的图。

如图7A所示，电场强度越高，液晶滴的尺寸越小。

另外，如图7B所示，频率强度越高，液晶滴的尺寸越小。

因此，因为通过改变电场强度而自由调节液晶滴的尺寸，可以精细地并准确地控制滴落在基板上的液晶的量。

如上所述，根据本发明的液晶滴落装置以及使用该装置滴落液晶的方法具有如下几个效果。

第一，因为电场施加到喷嘴从而在喷嘴的尖端形成的液晶滴以小尺寸滴落在基板上，小的液晶量滴落在基板上并且提高滴落的液晶量的工序余量，因而改进了液晶显示器件的质量。

第二，因为可以根据施加到喷嘴的电场或频率的强度来调节基板上的液晶滴的尺寸，滴落在对应于液晶面板的基板的各位置上的液晶的量可以是不同的，从而增加工序速度。

很明显，本领域技术人员可在不背离本发明精神或范围的基础上对本发明做出修改和变化。因此，本发明意欲覆盖落入本发明权利要求及其等效范围内的各种修改和变化。

Claims (14)

1、一种用于向基板上滴落液晶的液晶滴落装置，包括：

填充有液晶的液晶容器；

形成在所述液晶容器的下端用于滴落所述液晶容器中液晶的喷嘴；以及

用于当所述喷嘴滴落液晶时控制所述喷嘴的控制单元。

2、根据权利要求1所述的液晶滴落装置，其特征在于，所述控制单元是用于向所述喷嘴施加电场的电场施加单元。

3、根据权利要求2所述的液晶滴落装置，其特征在于，所述电场是交流电场。

4、根据权利要求1所述的液晶滴落装置，其特征在于，所述控制单元是用于向所述喷嘴施加频率的电场施加单元。

5、根据权利要求1所述的液晶滴落装置，其特征在于，所述控制单元通过当所述喷嘴滴落液晶时均匀地振动所述喷嘴控制所述喷嘴。

6、根据权利要求1所述的液晶滴落装置，其特征在于，还包括用于容纳所述液晶容器的壳体。

7、根据权利要求6所述的液晶滴落装置，其特征在于，所述液晶容器由聚乙烯制成并且所述壳体由金属材料制成。

8、根据权利要求1所述的液晶滴落装置，其特征在于，所述液晶容器由金属材料制成。

9、一种用于将液晶容器中的液晶滴落在基板上的方法，包括：

沿基板的边缘涂敷密封剂；

将液晶从液晶容器的喷嘴滴落到基板的中央部分上，其中所述基板上涂覆有密封剂；以及

当所述喷嘴滴落液晶时控制所述喷嘴。

10、根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述控制喷嘴的步骤包括使用电场施加单元向所述喷嘴施加电场。

11、根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述施加到喷嘴的电场的强度可以调节。

12、根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述施加到喷嘴的电场是交流电场。

13、根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述控制喷嘴的步骤包括使用电场施加单元向所述喷嘴施加频率。

14、根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述施加到喷嘴的频率的强度可以调节。

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