TW201326996A - 液晶面板的製作方法 - Google Patents

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Abstract

一種液晶面板的製作方法。加熱一第一基板與一液晶材料至一第一製程溫度並同時進行一滴下式注入法使被加熱的液晶材料滴於第一基板上，且第一製程溫度小於70℃。於一第二製程溫度下將第一基板與一第二基板藉由一框膠組立在一起使液晶材料夾設於第一基板與第二基板之間並位於框膠所圍區域中，其中第二製程溫度為50℃至70℃。接著，固化框膠。

Description

液晶面板的製作方法
本發明是有關於一種面板的製作方法，且特別是有關於一種液晶面板的製作方法。
液晶顯示器由於具有體積小、重量輕、低電壓驅動、低電力消耗、易攜帶不佔空間等優點，因此逐漸成為攜帶式(portable)電子裝置的顯示工具，也成為人們不可或缺的日常用品。在液晶面板的製造過程中，為因應大尺寸液晶面板的量產需求，一種滴下式注入法(One Drop Fill,ODF)技術係被提出來。此種方法的液晶材料係採用「滴下」的方式讓具備流動性的液晶材料填充於面板中。滴下式注入法可以適當的控制液晶材料的使用量而節省液晶材料的成本，並可以大幅縮減灌注液晶所耗費的時間。整體而言，滴下式注入法可以明顯地提升製作液晶面板的效率。
本發明提供一種液晶面板的製作方法，具備高製程效率並且可使液晶面板具有理想的品質。
本發明提出一種液晶面板的製作方法。加熱一第一基板與一液晶材料至一第一製程溫度並同時進行一滴下式注入法使被加熱的液晶材料滴於第一基板上，且第一製程溫度小於70℃。於一第二製程溫度下將第一基板與一第二基板藉由一框膠組立在一起使液晶材料夾設於第一基板與第二基板之間並位於框膠所圍區域中，其中第二製程溫度為25℃至70℃。接著，固化框膠。
在本發明一實施例中，上述第一製程溫度至少等於液晶材料的一藍相點。
在本發明一實施例中，上述第一製程溫度為25℃至70℃。
在本發明一實施例中，上述第二製程溫度至少等於液晶材料的一均相點。
在本發明一實施例中，上述第二製程溫度為50℃至70℃，操作溫度與上述第一製程溫度相同。
在本發明一實施例中，上述液晶材料的黏滯度大於50cps。
在本發明一實施例中，上述液晶材料的黏滯度為700cps至1200cps。
在本發明一實施例中，上述固化框膠的方法包括光固法、熱固法或其組合。
在本發明一實施例中，上述於第二製程溫度下將第一基板與第二基板組立的方法包括於一腔體中組立第一基板與第二基板並同時加熱腔體至第二製程溫度。
在本發明一實施例中，上述第一基板為一主動元件陣列基板、一彩色濾光基板、一整合彩色濾光片的主動元件陣列基板或一電極基板。
在本發明一實施例中，上述第二基板為一主動元件陣列基板、一彩色濾光基板、一整合彩色濾光片的主動元件陣列基板或一電極基板。
在本發明一實施例中，上述固化框膠之後更對液晶材料進行一照光製程。
在本發明一實施例中，上述進行滴下式注入法之前更於第一基板上灑佈多個間隙物使得在第一基板與第二基板組立之後，間隙物位於框膠所圍區域內。
基於上述，本發明利用滴下式注入法製作液晶面板，過程中將基板與液晶材料加熱使液晶材料的各成分均勻混合以使液晶面板具有理想的品質。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
藍相液晶的組成通常包含主體液晶(host LC)、含旋光中心的添加物(chiral dopant)以及摻雜於其中的聚合單體。亦即，藍相液晶實質上為含聚合單體與不含聚合單體的一種複合液晶材料。藍相液晶具有快速應答時間與光學等向性等優點，因而藍相液晶逐漸受到重視。不過，由於藍相液晶由多種材料所組成，一但這些材料之間的互溶性不佳(無法均勻混合)，將使液晶材料無法具備藍相的特性。所以，利用此類液晶製作液晶面板時必須使各材料間具有良好的互溶性。當然，以藍相液晶以外的液晶材料製作液晶面板時也必須使得液晶材料中各種組成成分之間均勻混合以使液晶面板具有理想品質。因此，以下實施例提出液晶面板的製作方法可以在液晶面板製作過程中使液晶材料(無論是否為藍相液晶材料)維持於均勻混合的態樣。也就是說，以下實施例的製作方法並不侷限應用於藍相液晶材料上。
圖1A至圖1E繪示為本發明一實施例的液晶面板的製作流程示意圖。請參照圖1A，本實施例的製作方法例如先提供一第一基板110，其中第一基板110上可以形成有主動元件陣列、彩色濾光陣列、電極層或這些構件之組合。也就是說，第一基板110在此可以是一主動元件陣列基板、一彩色濾光基板、一整合彩色濾光片的主動元件陣列基板或一電極基板。另外，第一基板110上還可以撒佈有多個間隙物115，或是在製作主動元件陣列、彩色濾光陣列、電極層等構件時同時於第一基板110上製作間隙物115。因此，間隙物115可以是多個玻璃球或是由光阻材料或是由其他材料構成的結構物。
接著，請參照圖1B，進行一滴下式注入法(ODF)使一液晶材料120滴於第一基板110上。在此步驟中，第一基板110與液晶材料120同樣地被加熱至一第一製程溫度，其中第一製程溫度可以小於70℃。也就是說，圖1B所繪示的步驟是使被加熱的液晶材料120滴於被加熱的第一基板110上。此時，第一基板110與液晶材料120之溫度維持在高於室溫並且小於70℃的條件下，其中此處所指的室溫之溫度範圍例如約為23℃至25℃之間，但本發明不以此為限。
具體而言，加熱第一基板110的方式可以是將第一基板110置放於一承載裝置(未繪示)上，並且藉由此承載裝置加熱第一基板110。或是，加熱第一基板110的方式可以是於一腔室中進行滴下式注入法，並藉由使腔室升溫來加熱第一基板110。另外，液晶材料120的加熱方式可以是將液晶材料120放置於滴入設備的容納槽(未繪示)中並且加熱容納槽。當然，上述的加熱方式僅為舉例說明之用，並非用以限定本發明可以涵蓋的製作方式。在其他實施例中，可以將第一基板110與液晶材料120加熱至所設定的溫度或是高於室溫的方法都符合本發明的精神。
在本實施例中，液晶材料120例如是藍相液晶材料。藍相液晶材料具備特定的物理性質且由多種組成成份所構成，所以圖1B之加熱液晶材料120的步驟有助於提升液晶材料120滴第一基板110上的製作良率。舉例而言，第一製程溫度至少等於液晶材料120的一藍相點(blue phase point)，因此液晶材料120在滴下式注入法的過程中各組成成分之間可以均勻地混合在一起而維持藍相。換言之，藉由加熱的方式，液晶材料120不容易發生組成成分之不均勻現象。
當然，隨液晶材料120可以由反應性液晶基(reactive mesogen,RM)、光起始劑、主液晶化合物(host liquid crystal)、對掌性摻雜物等材料所製作而成，當上述材料的組成成份不一樣或是材料種類不同，液晶材料120的藍相點也會有所不同，因而在滴下式注入法時所採用的第一製程溫度可以由液晶材料120的藍相點而決定。舉例而言，表一示例性的表示數種樣本之液晶材料120的組成成分與其藍相點範圍。值得一提的是，表一所表示的數值以及材料的型號僅是舉例說明，並非意圖限定本發明。
上述反應性液晶基中，RM257的分子結構式如下：
HEA的分子結構式如下：
TMPTA(三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，trimethylolpropane triacrylate)的分子結構式如下：
上述光起始劑DMP AP的分子結構式如下：
上述主液晶化合物中，JC1041XX包括以下分子結構式的化合物：
上述主液晶化合物中，5CB的分子結構式如下：
上述對掌性摻雜物中，IS-1的分子結構式如下：
IS-2的分子結構式如下：
ID-1的分子結構式如下：
ID-2的分子結構式如下：
由表一可知，隨組成成分不同，液晶材料120可的藍相點可以有所不同，因此第一製程溫度可以落在上述藍相點範圍內，例如25℃以上。
另外，液晶材料120與第一基板110同樣地都被加熱至藍相點以上的溫度條件，所以液晶材料120接觸於第一基板110時不會發生瞬間降溫而造成點狀缺陷(drop mura)。進一步而言，液晶材料120在藍相點時，黏滯度一般大於50cps，甚至為700cps至1200cps。陣列型液晶材料與垂直型液晶材料的黏滯度僅約20cps到40cps。所以，相較之下，液晶材料120在藍相點時，黏滯度明顯較高。如此一來，在滴下式注入法的過程中使第一基板110與液晶材料120的溫度至少高於藍相點有助於避免液晶材料120滴到第一基板110後快速灘流開來。
之後，請參照圖1C，於一第二製程溫度下將第一基板110與一第二基板130藉由一框膠140組立在一起，使液晶材料120夾設於第一基板110與第二基板130之間並位於框膠140所圍區域中。第二製程溫度例如為25℃至70℃，或50℃至70℃。也就是說，本實施例是於第二製程溫度下進行第一基板110與第二基板130的組立製程。
在此，第二基板130上也可以形成有主動元件陣列、彩色濾光陣列、電極層或這些構件之組合。也就是說，第二基板130在此可以是一主動元件陣列基板、一彩色濾光基板、一整合彩色濾光片的主動元件陣列基板或一電極基板。值得一提的是，第一基板110與第二基板130的組合可以為主動元件陣列基板與電極基板的組合、主動元件陣列基板與彩色濾光基板的組合或是整合彩色濾光片的主動元件陣列基板與電極基板的組合等。
另外，由於液晶材料120在滴下式注入法的過程中具備高黏滯度而不易灘流開來。所以，框膠140在本實施例中例如是先製作於第二基板130上，而後與第一基板110組裝在一起。亦即，滴下式注入法的製作步驟中可選擇性地不將框膠140預先設置在第一基板110上。不過，本發明不以此為限。在其他實施例中，以黏滯度較低的陣列型液晶材料與垂直型液晶材料應用於本實施例的製作方法時，框膠140將會先製作於第一基板110上，再進行滴下式注入法。換言之，框膠140可以選擇性地製作在第一基板110與第二基板130其中一者上。
一般來說，組立第一基板110與第二基板130的過程是於一真空腔室(未繪示)中進行的。因此，本實施例可以藉由將此真空腔室加熱至第二製程溫度以於第二製程溫度下進行第一基板110與第二基板130的組立製程。此時，加溫的液晶材料120可以具有適當的流動性以均勻地分布在第一基板110與第二基板130之間。如此，第一基板110與第二基板130組立的過程中，液晶材料120可以受到第一基板110與第二基板130的擠壓而實質上充份地填滿框膠140所圍區域。另外，在組立過程中，位於框膠140所圍區域內的間隙物115可以抵頂於第一基板110與第二基板130以使第一基板110與第二基板130之間維持理想的間隙。
在本實施例中，加熱的液晶材料120可以使各組成成份良好地混合在一起，而讓液晶材料120具有所需的藍相性質。因此，本實施例的第二製程溫度可以高於液晶材料120的均相點(isotropic point)以避免液晶材料120的各成分在組立過程中無法均勻混合。當然，隨液晶材料120的組成成份不一樣，液晶材料120的均相點也會有所不同，因而在組立過程中所採用的第二製程溫度可以由液晶材料120的均相點而決定。
接著，請參照圖1D，對框膠140進行固化製程。框膠140的固化法可以是使一能量源E透過一遮罩M照射於框膠140，以藉由能量源E提供的能量固化框膠140。一般來說，能量源E的選用與框膠140的材質有關。所以，框膠140的材質具有光固化特性時，可以選用光固化法來固化框膠140，也就是能量源E是用以提供光線(例如紫外光)。框膠140的材質具有熱固化特性時，可以選用熱固化法來固化框膠140，也就是能量源E是用以提供熱量。不過，本發明也不排除採用光固化法以及熱固化法兩種方式來將框膠140固化。舉例而言，在一實施例中，框膠140的固化方法可以是先進行光固化法再進行熱固化法或是先進行熱固化法再進行光固化法。
在本實施例中，使能量源E透過遮罩M照射於框膠140以將框膠140固化有助於避免液晶材料120受到能量源E的照射而變質。當然，在其他實施例中，液晶材料120不會因為能量源E的照射而變質時，可以讓能量源E直接進行照射而不使用遮罩M。
隨後，為了使液晶材料120的特性穩定下來，請參照圖1E，進行一照光製程，對液晶材料120照射光線L以使液晶材料120中的組成成份發生光反應，即可完成液晶面板100。在此，光線L的能量可以由液晶材料120來決定，因此光線L可以是紫外光或是其他具備所需能量以使液晶材料120發生反應的光。在此，對液晶材料120進行照光製程的步驟僅為舉例說明之用，當液晶材料120不需藉由光反應而具備特定特性時，可以省略照光製程。
綜上所述，液晶材料在製作過程中可以維持於均勻混合的狀態而不致使液晶材料無法具備理想的藍相性質。既然液晶面板中的液晶材料可以具有藍相特性，液晶面板可以具有反應快速的特點。並且，在液晶面板的組立過程中，液晶材料具有合適的流動性使得液晶材料可以均勻地分布於第一基板與第二基板之間，這也有助於提高液晶面板的品質。此外，液晶材料滴入於第一基板的過程中具備一定的黏滯度，不易過度地攤流，所以框膠可以選擇性地製作在第一基板與第二基板其中一者上，而不需特別地侷限。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100．．．液晶面板
110．．．第一基板
115．．．間隙物
120．．．液晶材料
130．．．第二基板
140．．．框膠
E．．．能量源
L．．．光線
M．．．遮罩
圖1A至圖1E繪示為本發明一實施例的液晶面板的製作流程示意圖。
110．．．第一基板
115．．．間隙物
120．．．液晶材料

Claims (13)

  1. 一種液晶面板的製作方法，包括：加熱一第一基板與一液晶材料至一第一製程溫度並同時進行一滴下式注入法使被加熱的該液晶材料滴於該第一基板上，且該第一製程溫度小於70℃；於一第二製程溫度下將該第一基板與一第二基板藉由一框膠組立在一起使該液晶材料夾設於該第一基板與該第二基板之間並位於該框膠所圍區域中，其中該第二製程溫度為25℃至70℃；以及固化該框膠。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶面板的製作方法，其中該第一製程溫度至少等於該液晶材料的一藍相點。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之液晶面板的製作方法，其中該第一製程溫度為25℃至70℃。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之液晶面板的製作方法，其中該第二製程溫度至少等於該液晶材料的一均相點。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之液晶面板的製作方法，其中該第二製程溫度為50℃至70℃。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之液晶面板的製作方法，其中該液晶材料的黏滯度大於50cps。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之液晶面板的製作方法，其中該液晶材料的黏滯度為700 cps至1200cps。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之液晶面板的製作方法，其中固化該框膠的方法包括光固法、熱固法或其組合。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之液晶面板的製作方法，其中於該第二製程溫度下將該第一基板與該第二基板組立的方法包括於一腔體中組立該第一基板與該第二基板並同時加熱該腔體至該第二製程溫度。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之液晶面板的製作方法，其中該第一基板為一主動元件陣列基板、一彩色濾光基板、一整合彩色濾光片的主動元件陣列基板或一電極基板。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之液晶面板的製作方法，其中該第二基板為一主動元件陣列基板、一彩色濾光基板、一整合彩色濾光片的主動元件陣列基板或一電極基板。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之液晶面板的製作方法，其中固化該框膠之後更對該液晶材料進行一照光製程。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之液晶面板的製作方法，其中進行該滴下式注入法之前更於該第一基板上灑佈多個間隙物使得在該第一基板與該第二基板組立之後，該些間隙物位於該框膠所圍區域內。
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