CN1896827A - 制造液晶显示器的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种制造液晶显示器的装置，其包括：第一支撑构件，用于支撑基板和设置在基板上的转移光敏膜；第二支撑构件，具有与第一支撑构件相对的第一表面；弹性构件，与第二支撑构件的第一面相邻设置；驱动机构，用于将第一支撑构件和第二支撑构件朝着彼此或远离彼此移动；以及真空腔，用于容纳第一支撑构件和第二支撑构件。

Description

制造液晶显示器的装置和方法
技术领域
本发明总地涉及一种用于制造液晶显示器的装置和方法，更特别地，本发明涉及一种通过将转移光敏膜紧密地结合到将用作液晶显示器面板的基板上来制造液晶显示器的装置和方法。
背景技术
液晶显示器(LCD)包括液晶面板、背光单元和驱动单元。液晶面板包括其上形成有薄膜晶体管(TFT)的薄膜晶体管基板、其上提供有滤色器的滤色器基板和夹置在这两个基板之间的液晶层。对于绝缘基板，最近已经使用塑料基板来替代玻璃基板，因为与玻璃相比，塑料基板可以是更薄且更柔性的基板，这是移动电话的显示器所设想的。
在制造薄膜晶体管基板的工艺中，栅电极、源/漏电极、有源区、无机层、有机层和像素电极以设想的图案形成。而且，在制备滤色器基板的工艺中，黑矩阵和滤色器以设想的图案形成。为了形成这些设想的图案，根据设想反复进行多个工艺，比如沉积薄膜、在薄膜上制备光刻胶层、将光刻胶层显影和曝光、以及蚀刻薄膜。
光刻胶层的制备通常通过在基板上提供的待构图的薄膜上涂覆液体光刻胶，然后由软烘焙(soft bake)工艺蒸发包含在液体光刻胶中的溶剂。或者，可以通过层叠转移光敏膜到在基板上提供的待构图的薄膜上来制备光刻胶层。
在前述方法中，涂覆有液体光刻胶的基板应该进行软烘焙工艺由此蒸发溶剂等，该软烘焙工艺是在120摄氏度加热以处理液体光刻胶的热工艺。因此，该方法的缺点在于，在软烘焙期间由塑料制成的绝缘基板可能变形。为了克服这样的问题，提出了一种方法，其中将由塑料制成的绝缘基板在涂覆光刻胶之前预加热以避免软烘焙工艺期间的热变形。
但是在后一种方法中，由塑料制成的绝缘基板经受高压以将转移光敏膜紧密地附着到该基板上。提供有待构图的基板通常具有粗糙的表面。因此，如果使用高压没有完全地将转移光敏膜附着到基板上，则在基板和转移光敏膜之间可能存在气泡。因此，为了解决上述问题，转移光敏膜薄膜包括在光刻胶层上的缓冲层。该缓冲层使得光刻胶层完全地沿着基板的表面依靠自身的弹性附着，因此减少了在叠加光敏膜之后在光刻胶和基板之间残留的气泡的数量。因此，为了减少气泡的数量，缓冲层应该是弹性的。在预定温度范围内，随着温度上升，缓冲层的弹性增加。因此，应该对转移光敏膜施加适当的热以减少气泡的数量。
但是，这样的热处理存在问题，因为这可能导致塑料制成的绝缘基板变形，增加制造成本。
发明内容
因此，本发明的一个方面是提供一种用于制造液晶显示器的装置，其能够防止塑料制成的绝缘基板的热变形，降低制造成本并提高产率。
而且，本发明的另一个方面是提供一种用于制造液晶显示器的方法，其能够防止塑料制成的绝缘基板的热变形，降低制造成本并提高产率。
本发明的附加技术特征将在下面的说明中阐述，并且由该说明内容部分地变得明显，或可以通过实践本发明获知。
通过提供制造液晶显示器的装置获得了本发明的前述和/或其它方面，该装置包括：第一支撑构件，用于支撑基板和设置在所述基板上的转移光敏膜；第二支撑构件，具有与所述第一支撑构件相对的第一表面；弹性构件，与所述第二支撑构件的第一面相邻设置；驱动机构，用于将所述第一支撑构件和所述第二支撑构件朝着彼此或远离彼此移动；以及真空腔，用于容纳所述第一支撑构件和所述第二支撑构件。
根据本发明的示范性实施例，所述基板包括由塑料制成的绝缘基板。
根据本发明的示范性实施例，所述装置还包括：流体注入结构，用于将流体注入到所述第二支撑构件和所述弹性构件之间，以及其中所述弹性构件由所述真空腔或所述第二支撑构件支撑。
根据本发明的示范性实施例，所述弹性构件由橡胶制成。
根据本发明的示范性实施例，所述流体是空气。
根据本发明的示范性实施例，所述真空腔包括：第一容纳部分，用于容纳所述第一支撑构件；以及第二容纳部分，用于容纳所述第二支撑构件。
根据本发明的示范性实施例，所述装置还包括发热结构，所述发热结构与所述第一支撑构件和所述第二支撑构件中至少一个相关联。
根据本发明的示范性实施例，所述发热结构由电阻发热元件构成。
根据本发明的示范性实施例，所述装置还包括转移机构，所述转移机构用于将所述转移光敏膜和所述基板中至少一个转移到所述第一支撑构件的容纳部分上。
根据本发明的示范性实施例，所述转移机构包括辊子。
通过提供制造液晶显示器的方法获得了本发明的前述和/或其它方面，该装置包括：(a)将基板设置在第一支撑构件的容纳位置上，所述基板在基板的表面上具有转移光敏膜；(b)提供第二支撑构件，所述第二支撑构件具有面对所述第一支撑构件的第一表面；以及(c)将所述第一支撑构件和所述第二支撑构件相彼此移动以将所述转移光敏膜压在所述基板上。
根据本发明的示范性实施例，所述方法还包括：(b)排空所述基板和所述转移光敏膜之间的空气。
根据本发明的示范性实施例，所述第二支撑构件还包括与所述第二支撑构件的第一表面相邻设置的弹性构件，以及在(c)中流体被注入到所述第二支撑构件和所述弹性构件之间。
根据本发明的示范性实施例，所述转移光敏膜包括：光刻胶层；在所述光刻胶层上的氧渗透保护层；在所述光渗透保护层上的基层；以及在所述基层上的静电保护层。
根据本发明的示范性实施例，(a)包括将所述转移光敏膜和所述基板中至少一个转移到所述第一支撑构件的容纳位置上。
根据本发明的示范性实施例，所述转移包括移动支撑在第一材料网上的基板或支撑在第二材料网上的转移光敏膜或移动二者到所述容纳位置中。
根据本发明的示范性实施例，所述第一支撑构件和所述第二支撑构件设置在真空腔中，并且通过将真空应用到所述真空腔来将空气排空。
根据本发明的示范性实施例，所述将热施加到所述第一支撑构件和所述第二支撑构件中至少一个。
根据本发明的示范性实施例，使用电阻发热结构施加热。
应该理解，前面总的说明书以及随后详细的说明是示例性和解释性的，并用来提供对要求保护的发明的进一步说明。
附图说明
图1是根据本发明第一实施例的制造液晶显示器的装置的剖面图。
图2A到2D是说明使用根据本发明第一实施例的装置制造液晶显示器的方法的剖面图。
图3是根据本发明第二实施例的制造液晶显示器的装置的剖面图。
图4是根据本发明第三实施例的制造液晶显示器的装置的剖面图。
具体实施方式
下面详细的对本发明的示范性实施例进行说明，在附图中对本发明的示例进行了图示，其中通篇类似的标号指代类似的元件，并且在第一实施例曾经解释过的类似元件在对不同实施例的解释中将省略。
下面将参考图1对制造液晶显示器的装置的第一实施例进行说明。图1是根据本发明第一实施例的制造液晶显示器的装置的剖面图。
参考图1，根据本发明第一实施例的液晶显示器制造装置包括第一支撑构件10、第二支撑构件20、弹性构件30、驱动部分60、真空腔40和流体注射构件50。
第一支撑构件10支撑基板200，基板200在表面上具有阶梯部分，并且将提供有多个图案和转移光敏膜300，转移光敏膜300设置在基板200上并且通过按压装置紧密地附着到基板200。第一支撑构件10和第二支撑构件20相互挤压，从而基板200和转移光敏膜300相互紧密地接触。第一支撑构件10可以由铝或其它材料构建，具有足够的硬度以承受施加到其上的压力并且表现出高的热导率。
基板200可以是用于制备液晶显示器面板的薄膜晶体管基板或滤色器基板。基板200包括绝缘基板210，并且绝缘基板210可以由可实现薄且柔的基板的塑料制成，但是不限于此。即，绝缘基板210也可以由玻璃形成。适当的塑料材料包括聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚醚砜(PES)、聚丙稀酸酯(PAR)、聚萘二酸乙二醇酯(PEN)和聚对苯二甲酸乙二酯(PET)。基板200在其表面上提供有待构图的薄膜。基板200的表面具有阶梯部分，因为多个构图工艺步骤在其上形成了多个图案，即基板200在其表面上具有凸出部分(由参考符号“A”表示)和凹入部分(由参考符号“B”表示)。
如图2A所示，转移光敏膜300包括从其底部顺序堆叠的基层330、氧渗透保护层320和光刻胶层310。覆盖层(未示出)曾经设置在光刻胶层310的上部，但是在将光敏膜附着到基板200的表面上之前被去除了。在基层330的背面，提供了静电保护层340。在典型的LCD制备工艺中，在基层330和氧渗透保护层320之间提供由缓冲层。但是，当使用根据本发明第一实施例的制备装置时，该缓冲层不是必需的。因此，通过使用根据本发明第一实施例的制备装置可以减小LCD的制造成本。其原因如下所述。
基层330作为保持转移光敏膜300的形状的框架，并且在转移光敏膜300的光刻胶层310胶合到基板200且曝光之后随同静电保护层340一起被去除。
氧渗透保护层320设置在基层330的上部。氧渗透保护层320防止氧在光刻胶层310通过曝光硬化之前渗入到光刻胶层中。氧渗透保护层320可以在曝光和蚀刻工艺进行之后随同光刻胶层310以灰化方法去除。
光刻胶层310设置在氧渗透保护层320上部。光刻胶层310是基本上胶合到基板200的表面上然后在曝光工艺期间硬化的层。光刻胶层310在它设置在基板200上时处于固体状态，因为它在施加到基板200之前进行了比如软烘焙工艺的热工艺去除了其中含有的溶剂。
基层330在其后表面上提供有静电保护层340。该静电保护层340保护基板200免受静电的影响，该静电是在完成了胶合转移光敏膜300到基板200之后去除基层330的工艺期间造成的。
第二支撑构件20设置来与第一支撑构件10面对，使得在制造工艺期间第二支撑构件20和第一支撑构件10相互挤压。第二支撑构件20和第一支撑构件10可以由相同的材料形成，即，它由具有优异热导率和足够硬度的铝形成。
在第二支撑构件20的表面上，设置了弹性构件30。当第二支撑构件20和第一支撑构件10相互挤压时，弹性构件30将第二支撑构件20的压力转移到容纳在第一支撑构件10上的光敏膜300。弹性构件30是可扩展的，由此可使得转移光敏膜300紧密地结合到基板200的阶梯上表面上，并且它由具有弹性的橡胶材料形成，由此当施加到其上的压力抬起时回复到它最初的形状。弹性构件30的边缘固定到真空腔40的第二容纳部分42。
第二支撑构件20和第一支撑构件10容纳在真空腔40中。真空腔40包括其上容纳了第一支撑构件10的第一容纳部分41，和其上容纳了第二支撑构件20的第二容纳部分42。当第一容纳部分41和第二容纳部分42彼此组合时，真空腔40关闭。腔驱动部分(未示出)安装在真空腔40的外部以移动第一容纳部分41和第二容纳部分42彼此接近或彼此远离。
真空产生部件45安装在真空腔40的外部，并且通过真空排出管47连接到真空腔40的内部。真空产生部件45在打开真空阀46之后清除真空腔40中的空气。真空产生部件45可以是真空泵。
还在真空腔40的外部，驱动部分60设置在第一容纳部分41的下部，使得它连接到第一支撑构件10，并穿透第一容纳部分41。驱动部分60移动移动第一容纳部分41和第二容纳部分42，使得设置在第一容纳部分41上的第一支撑构件10和设置在第二容纳部分42上的第二支撑构件20彼此接近，由此将第二支撑构件20和第一支撑构件10相互挤压。即，第二支撑构件20和第一支撑构件10通过驱动部分60反复穿梭以彼此接近和彼此远离。驱动部分60可以安装在与第二容纳部分42上方的当前位置对应的位置，或安装在第一容纳部分41和第二容纳部分42的两侧上。
仍然在真空腔40的外部，流体注入构件50通过流体注入管53安装并连接到真空腔40的内部。流体注入构件50设置来将弹性构件30向着转移光敏膜300移动，使得转移光敏膜300完全地结合到基板200的整个上表面上。即，如果流体注入构件50在第二支撑构件20和弹性构件30之间注入流体时，弹性构件30由于所注入的流体而膨胀，使得转移光敏膜300完全地与基板200的表面紧密地接触，并且即使特别地与具有阶梯表面的基板200上的凹部表面(由参考标号B表示)均匀接触。由于易于处理，可以使用空气作为流体。
下面，将参考图2A到2D说明使用根据本发明第一实施例的制造装置制造液晶显示器的方法。图2A到2D是说明本发明的方法的剖面图。
根据本发明的方法，参考图2A，将基板200设置在第一支撑构件10上，然后将转移光敏膜300设置在基板200上。在该步骤中，打开真空室40，即，将第一容纳部分41和第二容纳部分42分离。因此，将基板200和转移光敏膜300加载到第一容纳部分41上的第一支撑构件10上的工作变得容易。
参考图2B，去除基板200和转移光敏膜300之间的空气。在该步骤中，腔驱动部分(未示出)移动第一容纳部分41和第二容纳部分42以彼此接近，然后最终相互组合，由此关闭和密封真空室40。之后，通过打开为真空泵的真空产生部件45的真空阀46，并且开启该真空泵，而将真空室40中的空气排出。在该步骤中，去除基板200和转移光敏膜300之间的空气，尤其是去除在基板200的凹部(由参考标号B表示)中的空气。通过该步骤，可以减少在基板200和转移光敏膜300的光刻胶层310之间所产生的气泡的量。因此，在本发明的方法中，缓冲层不是必需的，因为将导致气泡的空气在该步骤中已基本上被完全排出了。而且，由于去除空气的热工艺不是必需的，所以可以防止由塑料制成的绝缘基板变形。因此，可以减小液晶显示器的制造成本以及缺陷百分比，并且通过缩短制造工艺周期可以增加产率。
如图2C所示，第一支撑构件10和第二支撑构件20被压在一起，由此移动光敏膜300与基板200紧密地接触。在该步骤中，连接到第一支撑构件10的驱动部分60移动第一支撑构件10以接近第二支撑构件20，如图2C所示。于是，光敏膜300移动来与第二支撑构件20上的弹性构件30紧密接触。
接下来，参考图2D，流体注入构件50的流体阀52打开，并且流体通过流体注入管53被注入到第二支撑构件20和弹性构件30之间。在该实施例中，由于其易于处理，空气是优选的流体。于是，在第二支撑构件20上的弹性构件30通过弹性构件30的弹力对转移光敏膜300施压，弹性构件30由于流体的压力而膨胀。转移光敏膜300因此移动来与基板200的非均匀表面配合，特别是与基板200的凹部的表面(由B表示)相配合，使得转移光敏膜300在整个表面上与基板200更加完全地紧密接触。
在该实施例中，第一支撑构件10和第二支撑构件20在流体注入之前彼此紧密地接触，但是本发明的方法不限于此。流体可以在第一支撑构件10和第二支撑构件20彼此接近之前被注入，或者可以在第一支撑构件10和第二支撑构件20彼此接近时被注入。
在通过流体注入构件移除流体压力和移除真空腔40的真空之后，将基板200取出真空腔400，转移光敏膜300紧紧地附着到基板200的表面上。
如上所述，根据本发明，用于结合到基板200的光敏膜300的缓冲层不是必须的，并且在制造液晶显示器的工艺中，也可以省略去除气泡的热工艺。所以，防止了由塑料支撑的绝缘基板210的变形，导致制造成本降低和产率增加。
下面将说明根据本发明第二实施例的制造液晶显示器的装置。图3是根据本发明第二实施例的制造装置的剖面图。
在根据本发明第二实施例的制造装置2中，弹性构件32固定到第二支撑构件，具体而言固定到第二支撑构件20的横向侧，与第一实施例相比，在第一实施例中弹性构件30固定到真空腔40的第二容纳部分42。因此，作为将流体注入到第二支撑构件20和弹性构件30之间的通道的流体注入管53穿过第二支撑构件20并且延伸到第二支撑构件20上。根据本发明第二实施例的制造装置2与根据本发明第一实施例的制造装置1具有相同的优点。
根据本发明第二实施例的制造装置2还提供有发热部分，比如在第一支撑构件10的内侧上对其施加了电势的电阻丝12。电阻丝12对第一支撑构件10提供量小于导致塑料制成的绝缘基板变形的热量，由此增加了转移光敏膜300和基板200之间的结合。电阻丝或者可以设置在第二支撑构件20的内侧上，或可以提供到第一支撑构件10和第二支撑构件20二者。
如上所述，根据本发明第二实施例的制造装置2在某些元件不同，但是使用根据第二实施例的制造装置2制造液晶显示器的方法与使用根据第一实施例的制造装置1的方法相同。因此，对使用根据第二实施例的制造装置2制造液晶显示器的方法就不再重复了。
下面将参考图4对根据本发明第三实施例的制造液晶显示器的装置进行说明。图4是根据本发明第三实施例的制造液晶显示器的装置的剖面图。
参考图4，根据本发明第三实施例的制造装置3另外提供有辊系统70，以从真空腔40的外部到内部移动基板200和转移光敏膜300，辊系统70包括辊子72和74。
下辊子72连续地移动基板200以将基板200设置在第一支撑构件10的容纳位置。上辊子70连续地移动以将光敏膜300转移到对应设置在第一支撑构件10上的基板200的位置，使得转移光敏膜300设置在基板200上。多个基板200通过耦合构件400连续地连接，使得基板200可以连续地向第一支撑构件10移动并设置在第一支撑构件10上。而且，多个光敏膜300通过耦合构件400连续地连接，使得它们可以连续地向对应的基板200移动并结合到对应的基板200上。耦合构件400可以由比如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的合成树脂形成，其薄但是强度大。当真空腔40的第一容纳部分41和第二容纳部分42组合时，耦合构件400压在第一容纳部分41和第二容纳部分42之间。因为耦合构件400薄且柔，所以它对真空腔400没有负作用。
根据本发明第三实施例的制造装置3具有与根据本发明第一和第二实施例的制造装置1和2具有相同的优点。根据本发明第三实施例的制造装置3还具有额外的优点，即光敏膜300对基板200的结合工艺可以连续地进行，而非以分批次的工艺进行。因此，进一步增加了液晶显示器的制造产率。
如上所述，根据本发明第三实施例的制造装置3与根据本发明第一和第二实施例的制造装置1和2在某些元件方面不同，但是使用根据第三实施例的制造装置3制造液晶显示器的方法与使用制造装置1和2的方法相同。因此，不需要对使用制造装置3的液晶显示器制造方法进一步说明了。
如上所述，本发明提供了制造液晶显示器的装置和方法，能够降低制造成本、增加产率并防止塑料制成的绝缘基板变形。
虽然仅说明了本发明的三个实施例，但是本领域的普通技术人员应该理解不脱离本发明的原理和精神可以对这些实施例进行变化，本发明的范围由权利要求及其等同特征界定。术语第一和第二不是用来表示任何顺序或重要性，相反术语第一和第二用来将一个元件与另一个相区别。而且，使用单数形式及类似的术语并不表示数量限定，而表示存在至少一个提及的项目。

Claims (19)

1、一种制造液晶显示器的装置，包括：
第一支撑构件，用于支撑基板和设置在所述基板上的转移光敏膜；
第二支撑构件，具有与所述第一支撑构件相对的第一表面；
弹性构件，与所述第二支撑构件的第一面相邻设置；
驱动机构，用于将所述第一支撑构件和所述第二支撑构件朝着彼此或远离彼此移动；以及
真空腔，用于容纳所述第一支撑构件和所述第二支撑构件。
2、根据权利要求1的装置，其中，所述基板包括由塑料制成的绝缘基板。
3、根据权利要求1的装置，还包括：
流体注入结构，用于将流体注入到所述第二支撑构件和所述弹性构件之间，以及
其中所述弹性构件由所述真空腔或所述第二支撑构件支撑。
4、根据权利要求1的装置，其中，所述弹性构件由橡胶制成。
5、根据权利要求3的装置，其中，所述流体是空气。
6、根据权利要求1的装置，其中，所述真空腔包括：
第一容纳部分，用于容纳所述第一支撑构件；以及
第二容纳部分，用于容纳所述第二支撑构件。
7、根据权利要求1的装置，还包括发热结构，所述发热结构与所述第一支撑构件和所述第二支撑构件中至少一个相关联。
8、根据权利要求7的装置，其中，所述发热结构由电阻加热元件构成。
9、根据权利要求1的装置，还包括转移机构，所述转移机构用于将所述转移光敏膜和所述基板中至少一个转移到所述第一支撑构件的容纳部分上。
10、根据权利要求9的装置，其中，所述转移机构包括辊子。
11、一种制造液晶显示器的方法，包括：
(a)将基板设置在第一支撑构件的容纳位置上，所述基板在基板的表面上具有转移光敏膜；
(b)提供第二支撑构件，所述第二支撑构件具有面对所述第一支撑构件的第一表面；以及
(c)将所述第一支撑构件和所述第二支撑构件朝着彼此移动以将所述转移光敏膜压在所述基板上。
12、根据权利要求11的方法，还包括：
(b)排空所述基板和所述转移光敏膜之间的空气。
13、根据权利要求11的方法，其中，所述第二支撑构件还包括与所述第二支撑构件的第一表面相邻设置的弹性构件，以及在(c)中流体被注入到所述第二支撑构件和所述弹性构件之间。
14、根据权利要求11的方法，其中，所述转移光敏膜包括：
光刻胶层；
在所述光刻胶层上的氧渗透保护层；
在所述光渗透保护层上的基层；以及
在所述基层上的静电保护层。
15、根据权利要求11的方法，其中，(a)包括将所述转移光敏膜和所述基板中至少一个转移到所述第一支撑构件的容纳位置上。
16、根据权利要求15的方法，其中，所述转移包括移动支撑在第一材料网上的基板或支撑在第二材料网上的转移光敏膜或移动二者到所述容纳位置中。
17、根据权利要求12的方法，其中，所述第一支撑构件和所述第二支撑构件设置在真空腔中，并且通过将真空应用到所述真空腔来将空气排空。
18、根据权利要求11的方法，其中，所述将热施加到所述第一支撑构件和所述第二支撑构件中至少一个。
19、根据权利要求18的方法，其中，使用电阻发热结构施加热。
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