CN1971383A - 液晶显示器的隔离物的制造方法及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液晶显示器的隔离物的制造方法及其应用，所述的制造方法包括以下步骤：将一网板精确定位在基板上；将隔离物原材料引入并固着到所述基板的相应位置上；把所述网板从所述基板上取下后形成隔离物。其中所述的隔离物原材料可以为硅化合物浆料、热固化树脂或光固化树脂。本发明中使用的网板上(包括掩膜板)开有为满足隔离物设计需要的具有一定几何形状的孔，且其开孔设计在网板上与基板非有效像素区域的任意对应区域，且开孔大小不超出其相对应的区域；在网板(包括掩膜板)对角线两端的位置处开有确保该网板与相应基板精确定位的限位槽。使用该方法使隔离物在有效像素部外与基板结合，克服了以往隔离物在基板内移动导致的各种问题。

Description

液晶显示器的隔离物的制造方法及其应用

技术领域

本发明涉及液晶显示器的隔离物及其制造方法及其应用，特别涉及利用硅化合物浆料、热固化树脂或光固化树脂为原材料的隔离物，以及采用网板或网板和掩膜板，将隔离物原材料固着在基板上形成隔离物的制造方法，及应用该方法制造的隔离物用于制作液晶盒和显示器。

背景技术

液晶显示器上下玻璃间即彩色滤光片基板和薄膜晶体管基板之间的间隙决定了液晶的厚度，一般为几个微米。为保证一定的基板间隙以及间隙的均匀性，因而使用隔离物，一直以来主要使用预定颗粒大小的玻璃球或者塑料球等，由于作为隔离物的玻璃球或者塑料球在基板上随意地分散，如果球状隔离物在有效的像素部存在，从液晶盒上可以透视看到隔离物，结果一方面会影响液晶材料的工作性能，另一方面甚至会影响液晶屏的显示质量。因此，提出了在有效像素部外用各种工艺形成隔离物的方法，这些方法避免上述隔离物带来的不利影响，同时具有如下优点，不仅解决了以往将玻璃球或者塑料球用作隔离物时，由于球状隔离物的随意分散而带来的各种不利影响，同行避免了由于要求调节液晶盒间隙必须设计新规格的隔离物球体而引起的不便，而且可以使用给定的掩膜自由地调节决定隔离物物理特征的图案形状和尺寸。

隔离物材料主要是用来控制液晶显示器(LCD)上、下两片面板玻璃的间隙，而液晶显示器面板的间隙均一性是由各种形状的隔离物的大小均一性及在面板的分布位置来决定，目前以硅或者塑胶为主体的球形或者柱形间隙控制材料，主要缺点如下：球形隔离物容易导致漏光而造成液晶屏面板对比度下降，并且由于机械强度不足会造成液晶屏面板强度不够，另外，隔离物由于是洒在液晶屏的基板玻璃上，所以会发生自由流动或发生凝聚现象，因此由于球形或柱状隔离物间隙的不均将造成面板无法预测的颜色变化。

发明内容

为解决上述问题，本发明目的是提供一种隔离物的制造方法，使隔离物在有效像素部外与基板牢靠地结合，克服以往隔离物在基板内相对移动导致液晶材料的工作性能降低和显示质量下降，或者由于隔离物间隙不均而影响面板承载压力下降等缺点；并扩大用于隔离物制作的原材料选择范围。

为实现上述目的，本发明提供了一种液晶显示器的隔离物的制造方法，包括以下步骤：

提供一基板；

将一网板精确定位在所述基板上；

将隔离物原材料引入并固着到所述基板上；

把所述网板从所述基板上取下后形成隔离物；

所述的隔离物原材料为：硅化合物浆料、热固化树脂或光固化树脂。

当隔离物原材料为硅化合物浆料时，采用印刷的方法将原材料从网板的开孔处引入并固着到基板上，然后取下网板，得到满足设计要求的隔离物。

当隔离物原材料为热固化树脂时，采用缝裂式、旋转涂布法、印刷或喷墨的方法将原材料从网板的开孔处引入到基板上，然后采用热固化或自行固化的方式将其固化，取下网板，得到满足设计要求的隔离物。

当隔离物原材料为光固化树脂时，采用缝裂式、旋转涂布法、喷墨或印刷的方法将原材料从网板的开孔处引入到基板上，再引入一掩膜板，采用微显影工艺形成满足设计要求的隔离物。

上述掩膜板的开孔形状、位置和大小与网板开孔形状、位置和大小相同或在对应于基板非有效像素区域处与网板开孔成互补关系。

上述的光固化树脂可以为黑色光固化树脂，作为黑色着色剂的可以是颜料黑6或7，其中所使用的光活性聚合物是可发生自由基聚合和阳离子聚合的复合物。

一种上述隔离物的制造方法中使用的网板，该网板上与基板非有效像素区域的任意对应区域上设置有一定几何形状的开孔，且开孔不超出其相对应的区域；在该网板对角线两端的位置开有确保该网板与基板精确对位的限位槽。

所述限位槽的形状为：成任一角度交叉的十字形、成任一弧度弯曲的弧形或成任一角度的拐角形。

本发明还提供一种利用上述方法制造的隔离物的应用，用于制作液晶盒。

本发明还提供一种液晶显示器，其中包含上所述液晶盒。

本发明通过引入网板，使隔离物在有效像素部外与基板牢靠地结合，克服了以往隔离物在基板内相对移动导致液晶材料的工作性能降低和显示质量下降，或者由于隔离物间隙不均而影响面板承载压力下降等缺点；还可以通过改变网板厚度或者网板上图形的设计来很容易地获得各种所需规格的隔离物，避免了由于要求调节液晶盒间隙必须设计新规格的隔离物而引起的不便；同时扩大了隔离物原材料的使用范围。

附图说明

图1a是网板正视示意图；

图1b是网板上十字交叉形状限位槽示意图；

图1c是网板上拐角形限位槽示意图；

图1d是网板上弧形限位槽示意图；

图1e是网板侧视示意图；

图1f是网板与薄膜晶体管基板上薄膜晶体管所在区域相对位置关系的正视示意图；

图1g是网板开孔与彩色滤光片基板黑矩阵区域形状相同的示意图；

图1h是网板上与薄膜晶体管基板薄膜晶体管区域形状相同的开孔示意图；

图2a是彩色滤光片基板正视示意图；

图2b是彩色滤光片基板侧视示意图；

图2c是彩色滤光片基板上十字交叉形状限位槽示意图；

图2d是彩色滤光片基板上拐角形限位槽示意图；

图2e是彩色滤光片基板上弧形限位槽示意图；

图3a是对应基板非有效像素区域开孔与网板互补的掩膜板正视示意图；

图3b是开孔与网板相同的掩膜板正视示意图；

图3c是掩膜板上拐角形限位槽示意图；

图3d是掩膜板上十字交叉形状限位槽示意图；

图3e是掩膜板上弧形限位槽示意图；

图3f是掩膜板侧视示意图。

附图标记说明

1              彩色滤光片基板的黑矩阵区域；

2、2’、2”    限位槽；

3              网板上开孔；

4              网板上彩色滤光片基板黑矩阵区域的对应区域；

5              网板上薄膜晶体管基板薄膜晶体管区域的对应区域；

6              网板；

7              彩色滤光片基板；

8              掩膜板上彩色滤光片基板黑矩阵区域的对应区域；

9              掩膜板上薄膜晶体管基板薄膜晶体管区域的对应区域；

10             非有效像素区域内与网板开孔互补的掩膜板开孔；

11             与网板开孔相同的掩膜板开孔；

12                         掩膜板。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施进行详细的阐述。

本发明设计了一种具有一定规格及形状的网板6(其中图1a为网板正视示意图，图1b为网板上十字交叉形状限位槽示意图，图1c为网板上拐角形限位槽示意图，图1d为网板上弧形限位槽示意图、图1e为网板侧视示意图、图1f为网板与薄膜晶体管基板上薄膜晶体管所在区域相对位置关系的正视示意图、图1g为网板开孔与彩色滤光片基板黑矩阵区域形状相同的示意图、图1h为网板上与薄膜晶体管基板薄膜晶体管区域形状相同的开孔示意图)，所述网板精确定位在彩色滤光片基板7上(其中图2a是彩色滤光片基板正视示意图；图2b是彩色滤光片基板侧视示意图，图2c是彩色滤光片基板上十字交叉形状限位槽示意图，图2d是彩色滤光片基板上拐角形限位槽示意图，图2e是彩色滤光片基板上弧形限位槽示意图)，且该网板上设计有一定几何形状的开孔，其开孔所在区域与基板的非有效像素区域相对应，非有效像素区域例如：与彩色滤光片基板的黑矩阵区域1、彩色滤光片基板黑矩阵所在行与列形成的公共区域或薄膜晶体管基板的薄膜晶体管区域任一或两个以上区域。网板材料可采用常规的网板材料，如石英或低膨胀玻璃，为适应对不同隔离物规格及形状的要求，可以通过更改网板上开孔3的几何形状以及网板自身的特性来保证隔离物的设计要求，网板上开孔3的几何形状决定了隔离物的形状，网板的厚度决定了隔离物的厚度。

为保证以上提及的网板上开孔3图案满足隔离物的设计要求、并获得高对比度、高透过率等显示性能的液晶屏，因此在制取隔离物时要确保网板与玻璃基板的精确对正，也就是要求网板上开孔3所在区域要与基板非有效像素区域精确对正，网板开孔所在区域例如：与网板上彩色滤光片基板黑矩阵区域的对应区域4、网板上彩色滤光片基板黑矩阵所在行与列形成的公共区域的对应区域或网板上薄膜晶体管基板薄膜晶体管区域的对应区域5其中之一区域或两种以上区域，该对位精度是依靠玻璃基板与网板对角线上的限位槽2、2’、2”来保证。限位槽的形状是成任一角度交叉的十字形(图1b、图2c、图3d)、成任一弧度弯曲的弧形(图1d、图2e、图3e)、或成任一角度的拐角形(图1c、图2d、图3c)。并且要求网板上开孔的几何尺寸要不超过其相对应区域的几何尺寸，这样形成的隔离物在保证不影响其自身性能的条件下，又不会影响液晶材料的工作性能，从而保证了液晶显示器的开口率、亮度等显示质量。

根据以上网板的具体实施方式，列举以下实施例，对实施方式加以说明，但不构成对实施的限制。

实施例1：

网板的开孔设置在与基板上黑矩阵所在区域相对应的区域，其开孔形状为五角形，且其限位槽为十字交叉形状，网板厚度为2.0μm。

实施例2：

网板的开孔设置在与黑矩阵所在行与列所形成公共区域的对应区域，其开孔形状为正方形，且其限位槽为拐角形，网板厚度为2.2μm。

实施例3：

网板的开孔设置在与基板上薄膜晶体管所在区域的对应区域，其开孔形状为圆形，且其限位槽为弧形，网板厚度为2.3μm。

实施例4：

网板的开孔设置在与下基板薄膜晶体管所在区域和黑矩阵所在行与列所形成公共区域的对应区域，其开孔形状为三角形，且其限位槽为弧形，网板厚度为2.4μm。

利用上述的网板完成隔离物的制作方法，列举如下具体实施例，但不构成对实施的限制。

实施例1：

当隔离物原材料为硅化合物浆料时，首先通过拐角形限位槽，将开孔几何形状为菱形且开孔位置在彩色滤光片的黑矩阵区域相对应区域的网板和基板精确固定，采用印刷的方法将原材料通过网板开孔引入并固着在基板上，取下网板，即得到菱形的隔离物。

实施例2：

当隔离物原材料为热固化树脂时，如热固性丙烯酸树脂或者自硬树脂，如尿烷类自硬树脂等，其制作方法是将隔离物材料采用喷墨的方式喷洒在隔离物区域，然后采用热固化方式或者是采用自行固化的方式来形成隔离物。同时热固化或自行固化的材料还可以采用印刷的工艺将原材料印刷在基板相应的区域，然后采用热固化或自行固化的方式来形成隔离物。

举例如：采用热固化树脂为原材料，首先通过弧形限位槽将一开孔形状为三角形的网板与基板精确对应固定，该网板厚度2.8μm；将粘度为39Pa·s的热固化树脂采用印刷的方法通过网板开孔均匀涂覆在基板相应位置上，然后将印刷上热固化树脂的网板和基板固定结构采用热固化的方式进行处理，固化温度为120℃，时间是5分钟；取下网板，得到2.8μm厚的三角形隔离物。

对于采用印刷方式制取隔离物的方法，工艺相对简单，只要将网板与基板精确对正，并且严格保证网板上网孔的尺寸精度，采用相对很少的工序即可获得精度较高的隔离物，如将印刷好的基板采用光固化或热固化的方式将隔离物材料固化，然后除去网板即可得到与基板结合可靠的隔离物。

实施例3：

当隔离物原材料为光固化树脂时，在形成隔离物时要求两块网板，除上述涉及的网板外，另一网板是在对材料进行固化时使用，即为掩膜板12(其中图3a是对应基板非有效像素区域开孔与网板互补的掩膜板正视示意图，3b是开孔与网板相同的掩膜板正视示意图；图3c是掩膜板上拐角形限位槽示意图，图3d是掩膜板上十字交叉形状限位槽示意图，图3e是掩膜板上弧形限位槽示意图，图3f是掩膜板侧视示意图)，通过掩膜板对紫外光的选择性透过，实现对光固化树脂的曝光，以获得所需要规格的隔离物；该掩膜板的开孔与网板开孔相同或在非有效像素区域内开孔与网板开孔互补，包括开孔的位置、形状和大小，如图3a所示非有效像素区域内与网板开孔互补的掩膜板开孔10；图3b所示与网板开孔相同的掩膜板开孔11。掩膜板开孔方式举例如：掩膜板上彩色滤光片基板黑矩阵区域的对应区域8、掩膜板上彩色滤光片基板黑矩阵所在行与列形成的公共区域的对应区域或掩膜板上薄膜晶体管基板薄膜晶体管区域的对应区域9其中之一区域或两个以上区域内开孔与网板开孔相同，或该区域内与网板开孔互补。且掩膜板上的开孔大小不超出非有效像素区域；在该掩膜板对角线两端的位置开有确保该掩膜板与基板精确对位的限位槽。

光固化树脂可以是用颜料或者染料制得的颜料光阻，可以是用来制作彩色滤光片用的黑色、红色、蓝色、绿色颜料光阻，也可以是正型或者负型光阻材料，感光树脂可以是作为染料媒体的感光树脂，一般采用可染的及水溶性的透明感光树脂，如天然高分子材料中的明胶、酪素等，或合成高分子材料中的聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮等，其具有优越的涂敷性、感光性、透明性、分辨性及与玻璃基板的良好粘合性，可根据情况添加重铬酸铵之类的增感剂以助感光。采用该类光阻制取隔离物的具体方法是采用光微显影技术，直接将光阻材料涂布在玻璃基板上，然后经过曝光、显影等步骤获得所需规格的隔离物，也可以采用喷墨技术将光阻直接喷在基板上的黑矩阵所在区域、黑矩阵所在的行与列所形成的公共区域或者是下基板薄膜晶体管所对应的区域，然后采用光固化的方式制得所需规格的隔离物，同时可以通过调整工艺参数获得所需规格的隔离物，将具有如此工艺形成隔离物的基板制作取向膜后与另一块基板贴合，相邻的隔离物之间便形成液晶槽。

光固化树脂还可以是来自自行开发的彩色光阻，如紫外光固化材料，其中含有有机颜料、分散剂、光活性聚合物、光引发剂、溶剂等，其中颜料可以是酞菁蓝、酞菁绿等酞菁颜料、可以是蒽醌颜料、二酮吡咯并吡咯颜料、偶氮颜料、喹吖啶酮颜料等各种有机颜料或染料。特别值得说明的是本发明中所涉及的黑色光阻材料，其中作为黑色着色剂的可以是颜料黑6或7(C.I.Pigment Black6～7)，如：C151、C311、C312、C611、C351、C355、C655；本发明所涉及的自行开发的颜料光阻内的光活性聚合物除传统丙烯酸酯以外，还包括自行开发的可发生自由基聚合和阳离子聚合的光活性聚合物，如多硫醇-多烯烃低聚物等；同时所涉及的光引发剂可选用自由基型光引发剂或阳离子型光引发剂或二者结合。

当隔离物原材料为光固化树脂时，制作隔离物的方法是首先将有预设隔离物形状开孔的网板与基板精确固定，然后采用缝裂式、旋转涂布法、印刷或者喷墨的方式将光固化树脂通过网板开孔引入到基板的相应位置处，待光固化树脂薄膜涂覆均匀、平坦后，后续采用相应的微显影工艺工序，将基板放入烘箱进行前烘处理，再放置掩膜板，然后采用紫外光进行曝光、显影以及后烘等工序，最终制得与基板结合牢固、可靠的隔离物。同时可以根据要求改变设计两个网板(一个用来引入隔离物材料的网板，另一个作为掩膜板用来选择性透过紫外光的网板)上的图形规格与形状来满足对各种隔离物的要求。

举例如：首先通过限位槽将一开孔形状为矩形、厚度2.5μm的网板与基板精确对应固定；将粘度为18mPa·s的光固化树脂，通过旋转涂布的方式通过网板开孔均匀涂覆在基板相应位置上；将基板与网板固定结构放到烘箱中，80℃，2min前烘处理；使用掩膜板，在200mJ/cm²，4秒紫外曝光；显影；后烘；取下网板，得到2.5μm厚的矩形隔离物。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，均应涵盖在本发明的范围内。

Claims (10)

1、一种液晶显示器的隔离物的制造方法，其特征是包括以下步骤：

提供一基板；

将一网板精确定位在所述基板上；

将隔离物原材料引入并固着到所述基板上；

把所述网板从所述基板上取下后形成隔离物；

所述的隔离物原材料为：硅化合物浆料、热固化树脂或光固化树脂。

2、根据权利要求1所述的制造方法，其中所述的隔离物原材料为硅化合物浆料时，采用印刷的方法将原材料从网板上的开孔处引入并固着到基板上，然后取下网板，得到液晶显示器的隔离物。

3、根据权利要求1所述的制造方法，其中所述的隔离物原材料为热固化树脂时，采用缝裂式、旋转涂布法、印刷或喷墨的方法将原材料从网板的开孔处引入到基板上，然后采用热固化或自行固化的方式将其固化，取下网板，得到液晶显示器的隔离物。

4、根据权利要求1所述的制造方法，其中所述的隔离物原材料为光固化树脂时，采用缝裂式、旋转涂布法、喷墨或印刷的方法将原材料从网板的开孔处引入到基板上，再引入一掩膜板，采用微显影工艺形成液晶显示器的隔离物。

5、根据权利要求4所述的制造方法，其中所述掩膜板的开孔形状、位置和大小与网板开孔形状、位置和大小相同或在对应于基板非有效像素区域处与网板开孔成互补关系。

6、根据权利要求4所述的制造方法，其中所述的光固化树脂为黑色光固化树脂，作为黑色着色剂的是颜料黑6或7，其中的光活性聚合物为可发生自由基聚合和阳离子聚合的复合物。

7、一种权利要求1所述制造方法中使用的网板，其特征是该网板上与基板非有效像素区域的任意对应区域上设置有几何形状的开孔，且开孔大小不超出其相对应的区域；在该网板对角线两端的位置开有确保该网板与基板精确对位的限位槽。

8、根据权利要求7所述网板，其中所述限位槽的形状为：成任一角度交叉的十字形、成任一弧度弯曲的弧形或成任一角度的拐角形。

9、一种权利要求1至6任一项所述方法制造的隔离物的应用，用于制作液晶盒。

10、一种液晶显示器，其中包含权利要求9所述的液晶盒。

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