CN1896819A - 液晶显示装置及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示一种液晶显示装置及其制造方法。将光阻式间隙子及既定数量的洒布式间隙子形成于同一液晶显示装置内的单元间隙之间，则该光阻式间隙子与洒布式间隙子可提供缓冲功能，使该液晶显示装置能够吸收一定程度外力，从而避免因触碰而造成显示画面产生漏光或对比不均或因扩音设备的震动而造成显示画面产生漏光或对比不均等现象发生。
Description
技术领域：
本发明有关于一种液晶显示装置及其制造方法，特别是有关于一种可提供更优良光学特性的液晶显示装置及其制造方法。
先前技术：
液晶显示技术是近年来甚为热门的技术领域之一，液晶显示装置具有体积小、重量轻、省电及全彩色等特性，大有取代目前阴极射线管显示器(CRT)的潜力。
如图1所示，图中显示的是典型的液晶显示装置，包含滤色片(color filter)基板101，以及阵列(array)基板102。滤色片基板101及阵列基板102之间以洒布式间隙子(ball spacer)170隔开，用以形成厚度均匀的单元间隙(cell gap)190。滤色片基板101及阵列基板102之间的单元间隙190内充满液晶材料180，通过液晶材料因施加电场而旋转的特性来控制光通过量。
如图2所示，图中显示的是另一种典型的液晶显示装置，包含滤色片基板201，以及阵列基板202。滤色片基板201及阵列基板202之间以光阻式间隙子(photo spacer)260隔开，用以形成厚度均匀的单元间隙290。在滤色片基板201及阵列基板202之间的单元间隙290内充满液晶材料280，通过液晶材料因施加电场而旋转的特性来控制光通过量。
如图3所示，图中显示的是传统使用洒布式间隙子及真空吸上式液晶注入技术的液晶显示装置的流程图。分别在步骤30a与步骤30b中形成滤色片基板及阵列基板后，进行步骤31的配向膜涂布，亦即在上述两基板分别涂布配向膜。接着进行步骤32的配向(rubbing)制程。其次，在任一基板的外围进行步骤33的形成密封胶但预留一开口的密封胶涂布制程。的后，步骤34于阵列基板上形成洒布式间隙子。接着，将滤色片基板与阵列基板进行步骤35的组立制程，然后进行步骤36，将已经组立的大玻璃基板切割为小玻璃面板(panel)的切割制程，随后利用真空吸上技术进行步骤37的液晶注入步骤，待液晶注入完全之后，便进行步骤38的封口制程，以及步骤39的面板清洗制程，而完成传统液晶显示装置的制作。所谓的吸上式液晶注入技术，是指将数枚面板放在充满液晶材料的容器内，使注入口向下，放进加热后的真空室中，使其在液晶储槽内浸渍，利用毛细现象和压力差将液晶注入面板之间隙中的一种液晶注入技术。
Lim等人(美国专利公开号20040125319 A1)揭示一种液晶显示装置及其制造方法，该装置利用传统真空吸上技术填充液晶，并针对因重力而产生的亮度不平均的缺陷(gravity mura)进行改善。
一般说来，传统用以隔开滤色片基板与阵列基板而形成均匀单元间隙的间隙子，大多为单一种间隙子，例如单一使用图1所示的洒布式间隙子，或单一使用图2所示的光阻式间隙子。但随着面板尺寸的增大，若只单独使用一种间隙子，可能会导致面板在承受外力时产生因触碰而造成显示画面的漏光或对比不均(即touch mura；以下简称为触碰式缺陷)，或因扩音设备的震动而造成显示画面产生漏光或对比不均(即sound mura；以下简称为震动式缺陷)等现象。
此外，传统真空吸上式液晶注入技术在日益增大的面板尺寸中亦有使用上的困难，尤其在大尺寸面板中更具有绝对的劣势。以三十英寸面板为例，传统真空吸上式液晶注入技术灌一片面板大约需要五天的时间，且注入过程中的液晶使用率仅约60％左右，对于竞争日益激烈的面板制造商而言非常不具经济效益。因此，的确需要一种能有效改善过长的液晶注入时间，并同时有效避免如触碰式缺陷与震动式缺陷等现象的液晶显示装置及其制造方法。
发明内容：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种可避免产生如触碰式缺陷与震动式缺陷等类似因外力而导致缺陷的液晶显示装置的结构及其制造方法。
根据上述目的，本发明的一实施例揭示一种液晶显示装置，包括一第一基板，该第一基板大体上为透明；一第二基板，该第二基板大体上为透明，并与该第一基板相对；一门极线与数据线，形成于该第一基板上；一开关组件，形成于该门极线与该数据线的交会处；一滤色片，形成于该第二基板上；一洒布式间隙子，形成于该第一基板与该第二基板之间，该洒布式间隙子的截面可以是四、六、八等多边形或圆形，其中该洒布式间隙子的分布密度最好是介于160个/cm2至200个/cm2之间，且该洒布式间隙子具有吸收一外力的缓冲效果，而该外力可以是一压力，亦可以是由基板外围的扩音设备所造成的震动；一光阻式间隙子，形成于该第一基板与该第二基板之间，且该光阻式间隙子的截面可以是四、六、八等多边形或圆形，该光阻式间隙子亦可具有吸收外力的效果；以及一液晶材料，形成于该第一基板与该第二基板之间。
又根据上述目的，本发明的另一实施例揭示一种液晶显示装置的制造方法，包括提供一第一基板；提供一第二基板；在该第一基板上形成一光阻式间隙子，该光阻式间隙子可具有吸收外力的效果；在该第二基板上形成一洒布式间隙子，其中该洒布式间隙子的分布密度最好是介于160个/cm2至200个/cm2之间，且该洒布式间隙子具有吸收外力的缓冲效果；的后，在该第一基板与该第二基板中择一基板，在其上提供一液晶材料；以及将该第一基板与该第二基板组立密封。
又根据上述的目的，本发明的另一实施例揭示一种液晶显示装置的制造方法，包括：提供一第一基板；提供一第二基板；在该第一基板上形成一光阻式间隙子以及一洒布式间隙子，该光阻式间隙子可具有吸收外力的效果，其中该洒布式间隙子的分布密度最好是介于160个/cm2至200个/cm2之间，且该洒布式间隙子具有吸收外力的缓冲效果；之后，在该第一基板与该第二基板中择一基板，在其上提供一液晶材料；以及将该第一基板与该第二基板组立密封。
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：
附图说明：
图1示出使用洒布式间隙子的液晶显示装置的传统结构。
图2示出使用光阻式间隙子的液晶显示装置的传统结构。
图3示出传统使用洒布式间隙子与真空吸上式液晶注入技术的流程图。
图4a、4b与4e示出根据本发明的一实施例的液晶显示装置的部分结构。
图4c与4d图示出分散洒布式间隙子的实施方法的一例。
图5示出根据本发明的实施例用以制造液晶显示装置的流程图。符号说明：
101、201、400～滤色片基板；
102、202、400’～阵列基板；
170、470～洒布式间隙子；
180、280、480～液晶材料；
190、290、490～单元间隙；
260、460～光阻式间隙子；
401～第一基板；
402～第二基板；
410～黑色矩阵；
421、422、423～RGB滤色片；
430～透明导电层；
441～第一配向层；
442～第二配向层；
450～电路层；
30a、30b、31、32、33、34、35、36、37、38、39、51、52、53、54、51a、51b、52a、52b、52c、52d、53a、53b、53c～步骤
具体实施方式：
请参照图4a，其示出一滤色片基板400，包括一第一基板401，该基板大致上为透明，可使用表面平整均匀的玻璃基板、石英基板或塑料基板所构成。第一基板401上有黑色矩阵410、RGB滤色片421、422、423、透明导电层430以及第一配向层441。黑色矩阵410可使用例如铬或合成树脂等遮光材料所构成。滤色片可使用已知的颜料或染料，通过已知的染色法、颜料分散法、印刷法、干膜法或电着法等制程将红、绿、蓝三原色分别形成于第一基板401上。透明导电层430可使用如铟锡氧化物(ITO)等一或多层金属氧化物薄膜所构成。第一配向层441可使用如聚酰亚胺等有机高分子材料，通过目前已知而常用的凹版涂布法(gravure coating method)形成一厚度大体上介于500至1000埃的薄层于基板上。之后，使用光刻与蚀刻技术，在一预定的距离之间，例如每相邻一个象素形成一间隙子，在黑色矩阵410上形成高度大体上均一的光阻式间隙子460，用以支撑第一及第二基板，并形成如图4e所示的均匀的单元间隙(cell gap)490，而该光阻式间隙子460具有吸收外力的功效。虽上述实施例是将光阻式间隙子460形成于第一基板401上，然而本发明不限于此，亦可将光阻式间隙子460分散于如图4b所示的第二基板402上。该光阻式间隙子460可以是四、六或八边形等多边形柱状体或圆柱体等任何具支撑功能的形状。
请参照图4b，其示出一阵列基板400’，包括一第二基板402，该基板大致上为透明，可使用表面平整均匀的玻璃基板、石英基板或塑料基板所构成。其上有电路层450以及第二配向层442。虽然图中并未绘出，但电路层450中亦包含了已知的电路以及其它结构，例如门极线(gate line)、数据线、开关组件、钝化层(passivation layer)及透明导电层等结构。接着，在电路层450上形成第二配向层442，用以使后续注入的液晶在第一、第二基板间能够规则地排列。第二配向层442可以使用与第一配向层441相同或类似的材料所构成。
请参照图4c，其显示的是利用已知的干式洒布法或湿式洒布法，在阵列基板400’上形成粒径均一的洒布式间隙子470，用以支撑并形成一均匀的单元间隙(cell gap)。该洒布式间隙子470的分布密度可介于160个/cm2至300个/cm2之间，其中又以介于160个/cm2至250个/cm2之间较佳，且以介于160个/cm2至200个/cm2之间最好。虽上述实施例是将洒布式间隙子470分散于第二基板402上，然而本发明不限于此，亦可将洒布式间隙子470分散于第一基板401上。该洒布式间隙子470可以是四、六或八边形等多边形类球体或球体等任何具支撑功能的形状。此洒布式间隙子可使用树脂类、硅酸盐类、玻璃纤维类或柱状感旋光性材料所构成。洒布式间隙子470亦具有吸收外力的能力，此外力是以直接或间接方式施加于基板上，造成基板的动量产生改变的物理量。此物理量可以是直接施加于基板上的压力，例如测试本发明的一实施例的2kgf滚轮压力。亦可以是由基板外围的扩音设备所造成的震动，例如测试本发明的一实施例的80MHz & 160MHz& 320MHz等三种频率。
请参照图4d，其显示的是利用滴下式注入法(one drop fill；ODF)将液晶材料480滴于滤色片基板400上，之后使用预先涂覆于任一基板外围的密封胶(sealant)将第一、第二基板组立封合成一液晶显示装置，使液晶材料均匀充满于如图4e所示的单元间隙490内。虽上述实施例是将液晶材料480形成于第一基板401上，然而本发明不限于此，亦可将液晶材料480形成于第二基板402上。第一与第二基板组立后的情形，如图4e所示。
请参照图4e，图4e显示的是根据上述实施例所制造的一种液晶显示装置，包括一大体上为透明的第一基板401。一大体上为透明第二基板402，并与该第一基板相对。一电路层450，形成于该第二基板上，其中，电路层450中亦包含了已知的电路以及其它结构，例如门极线(gate line)、数据线、开关组件、钝化层(passivation 1ayer)及透明导电层等结构。一RGB滤色片421、422与423，形成于该第一基板401上。一洒布式间隙子470形成于该第一基板401与该第二基板402之间的单元间隙490，该洒布式间隙子470的截面可以是四、六、八等多边形或圆形，其中该洒布式间隙子470的分布密度最好介于160个/cm2至200个/cm2之间，且该间隙子具有吸收一外力的缓冲效果，而该外力可以是一压力，亦可以是由基板外围的扩音设备所造成的震动。一光阻式间隙子460，形成于该第一基板与该第二基板之间，且该光阻式间隙子460的截面可以是四、六、八等多边形或圆形，且该间隙子亦可具有吸收外力的效果。以及一液晶材料480，形成于该第一基板与该第二基板之间的单元间隙490。
上述装置是根据本发明所施行的一实施例。虽前述实施例是将光阻式间隙子460形成于第一基板401，洒布式间隙子470形成于第二基板402，液晶材料480形成于第一基板401上，然而本发明不限于此，亦包含有其它可能的实施方式。
如图5所示，图中显示的是根据本发明的实施例用以制造液晶显示装置的流程图。整体而论，在步骤51将两基板形成，步骤52将两间隙子形成，之后，在步骤53将液晶材料形成，并在步骤54将两基板组立。更进一步的说，在步骤51中，步骤51a将滤色片基板形成，步骤51b将阵列基板形成。接着，到了步骤52中，可依照步骤52a将光阻式间隙子形成于滤色片基板上，洒布式间隙子形成于阵列基板上，亦可依照步骤52b将光阻式间隙子形成于阵列基板上，洒布式间隙子形成于滤色片基板上，亦可依照步骤52c将光阻式间隙子与洒布式间隙子形成于滤色片基板上，亦可依照步骤52d将光阻式间隙子与洒布式间隙子形成于阵列基板上。然后，到了步骤53中，可依照步骤53a将液晶材料形成于滤色片基板上，亦可依照步骤53b将液晶材料形成于阵列基板上，亦可依照步骤53c将液晶材料分别形成于滤色片基板与阵列基板上。之后，到了步骤54中，将前述滤色片基板与阵列基板组立贴合，形成根据本发明所制造的液晶显示装置。
根据本发明的在ODF制程中同时使用光阻式间隙子与洒布式间隙子的构想，将预定的分布密度的洒布式间隙子分散于滤色片基板与阵列基板之间可提供吸收外力，达到缓冲效果，并有效减轻、甚至避免触碰式缺陷与震动式缺陷的功效，已经通过根据本发明所制造的液晶显示装置做验证，且发现根据本发明所制造的液晶显示装置确实无触碰式缺陷与震动式缺陷等现象发生。
根据本发明的一实施例，在单元间隙为4.5um下，使用尺寸大体上为18um*18um*4.7um，分布密度大体上为1个/象素的光阻式间隙子的同时，亦形成直径大体上介于4.6um至4.8um之间的洒布式间隙子于滤色片基板与阵列基板之间，在洒布式间隙子的分布密度大体上介于160个/cm2至200个/cm2之间时，使用2kgf压力的滚轮由左至右滚压三次，均发现无触碰式缺陷产生。并使用80MHz & 160MHz &320MHz等三种频率测试此根据本发明所制造的液晶显示装置，亦发现无震动式缺陷产生。而施加此三种测试频率于仅使用洒布式间隙子或仅使用光阻式间隙子的液晶显示装置时，均产生震动式缺陷。
须注意的是，由于图标并没有依照真正的比例绘示，因此发明并不限于图标中的比例。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，本领域的熟练技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作更动与等效替换，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定者为准。
Claims (53)
1、一种液晶显示装置，包括：
一第一基板，该第一基板大体上为透明；
一第二基板，该第二基板大体上为透明，并与该第一基板相对；
一门极线与数据线，形成于该第一基板上；
一开关组件，形成于该门极线与该数据线的交会处；
一滤色片，形成于该第二基板上；
一洒布式间隙子，形成于该第一基板与该第二基板之间；
一光阻式间隙子，形成于该第一基板与该第二基板之间；以及
一液晶材料，形成于该第一基板或该第二基板上，
其中该第一基板与该第二基板被组立密封。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，还包括一第一配向层，形成于该第一基板上，以及一第二配向层，形成于该第二基板上。
3.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中该洒布式间隙子与该光阻式间隙子形成于该开关组件与该滤色片之间。
4.根据权利要求2所述的液晶显示装置，其中该洒布式间隙子形成于该第一配向层或该第二配向层之上。
5.根据权利要求2所述的液晶显示装置，其中该光阻式间隙子形成于该第二配向层之上。
6.根据权利要求1所述的液晶显示装置，还包括一黑色矩阵，形成于该第二基板上，且该光阻式间隙子形成于该第一基板与该第二基板之间与该黑色矩阵相对应之处。
7.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中该洒布式间隙子的分布密度大体上至少大于160个/cm2。
8.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中该洒布式间隙子的分布密度大体上介于160个/cm2至300个/cm2之间。
9.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中该洒布式间隙子的分布密度大体上介于160个/cm2至250个/cm2之间。
10.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中该洒布式间隙子的分布密度大体上介于160个/cm2至200个/cm2之间。
11.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中该洒布式间隙子具有吸收一外力的缓冲效果。
12.根据权利要求11所述的液晶显示装置，其中该外力是指一以直接或间接方式施加于基板上，造成基板的动量产生改变的物理量。
13.根据权利要求12所述的液晶显示装置，其中该外力还包括一压力。
14.根据权利要求12所述的液晶显示装置，其中该外力还包括一由基板外围的扩音设备所造成的震动。
15.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中该洒布式间隙子的截面大体上为多边形。
16.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中该洒布式间隙子的截面大体上为圆形。
17.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中该光阻式间隙子的截面大体上为多边形。
18.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中该光阻式间隙子的截面大体上为圆形。
19.一种液晶显示装置的制造方法，包括：
提供一第一基板；
提供一第二基板；
在该第一基板上形成一光阻式间隙子；
在该第二基板上形成一洒布式间隙子；以及
在该第一基板与该第二基板中择一基板，在其上提供一液晶材料，之后将该第一基板与该第二基板组立密封。
20.根据权利要求19所述的液晶显示装置的制造方法，其中该第一基板还包括一开关组件，该第二基板还包括一滤色片。
21.根据权利要求19所述的液晶显示装置的制造方法，其中该第一基板还包括一滤色片，第二基板还包括一开关组件。
22.根据权利要求19所述的液晶显示装置的制造方法，还包括在该第一基板上形成一第一配向层，以及在该第二基板上形成一第二配向层。
23.根据权利要求22所述的液晶显示装置的制造方法，其中该洒布式间隙子形成于第二配向层之上。
24.根据权利要求22所述的液晶显示装置的制造方法，其中该光阻式间隙子形成于第一配向层之上。
25.根据权利要求20所述的液晶显示装置的制造方法，还包括在该第二基板上形成一黑色矩阵，并且在该第一基板上与组立后的该黑色矩阵相对应之处形成该光阻式间隙子。
26.根据权利要求21所述的液晶显示装置的制造方法，还包括在该第一基板上形成一黑色矩阵，并且在该第一基板上与该黑色矩阵相对应的处形成该光阻式间隙子。
27.根据权利要求20所述的液晶显示装置的制造方法，还包括在该第一基板上形成一门极线与数据线。
28.根据权利要求21所述的液晶显示装置的制造方法，还包括在该第二基板上形成一门极线与数据线。
29.根据权利要求19所述的液晶显示装置的制造方法，其中该洒布式间隙子的分布密度大体上至少大于160个/cm2。
30.根据权利要求19所述的液晶显示装置的制造方法，其中该洒布式间隙子的分布密度大体上介于160个/cm2至300个/cm2之间。
31.根据权利要求19所述的液晶显示装置的制造方法，其中该洒布式间隙子的分布密度大体上介于160个/cm2至250个/cm2之间。
32.根据权利要求19所述的液晶显示装置的制造方法，其中该洒布式间隙子的分布密度大体上介于160个/cm2至200个/cm2之间。
33.根据权利要求19所述的液晶显示装置的制造方法，其中该洒布式间隙子具有吸收一外力的缓冲效果。
34.根据权利要求33所述的液晶显示装置的制造方法，其中该外力是指一以直接或间接方式施加于基板上，造成基板的动量产生改变的物理量。
35.根据权利要求34所述的液晶显示装置的制造方法，其中该外力还包括一压力。
36.根据权利要求34所述的液晶显示装置的制造方法，其中该外力还包括由基板外围的扩音设备所造成的震动。
37.一种液晶显示装置的制造方法，包括：
提供一第一基板；
提供一第二基板；
在该第一基板上形成一光阻式间隙子以及一洒布式间隙子；以及
在该第一基板与该第二基板中择一基板，在其上提供一液晶材料，之后将该第一基板与该第二基板组立密封。
38.根据权利要求37所述的液晶显示装置的制造方法，其中该第一基板还包括一开关组件，第二基板还包括一滤色片。
39.根据权利要求37所述的液晶显示装置的制造方法，其中该第一基板还包括一滤色片，第二基板还包括一开关组件。
40.根据权利要求38所述的液晶显示装置的制造方法，还包括在该第一基板上形成一门极线与数据线。
41.根据权利要求39所述的液晶显示装置的制造方法，还包括在该第二基板上形成一门极线与数据线。
42.根据权利要求37所述的液晶显示装置的制造方法，还包括在该第一基板上形成一第一配向层，以及在该第二基板上形成一第二配向层。
43.根据权利要求42所述的液晶显示装置的制造方法，其中该光阻式间隙子以及该洒布式间隙子形成于第一配向层之上。
44.根据权利要求38所述的液晶显示装置的制造方法，还包括在该第二基板上形成一黑色矩阵，并且在该第一基板上与组立后的该黑色矩阵相对应的处形成该光阻式间隙子。
45.根据权利要求39所述的液晶显示装置的制造方法，还包括在该第一基板上形成一黑色矩阵，并且在该第一基板上与该黑色矩阵相对应的处形成该光阻式间隙子。
46.根据权利要求37所述的液晶显示装置的制造方法，其中该洒布式间隙子的分布密度大体上至少大于160个/cm2。
47.根据权利要求37所述的液晶显示装置的制造方法，其中该洒布式间隙子的分布密度大体上介于160个/cm2至300个/cm2之间。
48.根据权利要求37所述的液晶显示装置的制造方法，其中该洒布式间隙子的分布密度大体上介于160个/cm2至250个/cm2之间。
49.根据权利要求37所述的液晶显示装置的制造方法，其中该洒布式间隙子的分布密度大体上介于160个/cm2至200个/cm2之间。
50.根据权利要求37所述的液晶显示装置的制造方法，其中该洒布式间隙子具有吸收一外力的缓冲效果。
51.根据权利要求50所述的液晶显示装置的制造方法，其中该外力是指一以直接或间接方式施加于基板上，造成基板的动量产生改变的物理量。
52.根据权利要求51所述的液晶显示装置的制造方法，其中该外力还包括一压力。
53.根据权利要求51所述的液晶显示装置的制造方法，其中该外力还包括由基板外围的扩音设备所造成的震动。
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