TWI298402B - Method for manufacturing liquid crystal display panel - Google Patents

Description

1298402 五、發明說明（1) 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種液晶顯示裝置之製造方法，特別有 關於以滴下注入法（ο n e d r 〇 p f i 1 1 )製程製造之液晶顯示 裝置及其製造方法。 【先前技術】 如第1 a以及1 b圖所示，習用之液晶顯示裝置1 0 0 a以及 1 0 0 b各包含兩個面對面設置基板1 0 2 (即彩色濾光片基板 )與基板1 0 4 (即薄膜電晶體基板）以及一層液晶層1 0 6夾 設在基板1 0 2以及基板1 0 4之間。此外，該兩個基板1 0 2與 1 04之間設有複數個間隔子（spacer )1 08，使該兩個基板之 間相隔一個預先設定距離之狹縫。 在液晶顯示裝置的製程中，一般係先將兩基板以密封材 料結合成一單元（c e 1 1 )並且僅留下一液晶注入口，再將液 晶材料注入該兩基板所組成之單元的狹小間隙，最後密封 該單元上的液晶注入口 。在組裝該兩基板之前，間隔子 (spacers)係被放置於基板其中之一用以在兩基板之間 保持一個精確的單元間隙（約在4 - 1 0毫米之間）。然後將 基板對正並且固化該密封材料。在兩基板組裝完成後，將 該液晶材料注入至間隔子形成的間隙中。接著，按壓兩基 板外側直到基板間的間隔達到該預先設定之單元間隙。在 將多餘的液晶從該單元邊緣擦掉之後，塗佈一密封劑，例 如環氧樹脂，來密封該填入口且將其固化。 在前述的習用方法中’液晶材料注入ϊ不太需要精確的 加以控制，因為可藉由該按壓步驟使多餘的液晶材料經由

00733.ptd 第5頁 1298402 五、發明說明（2) 該液晶注入口擠出’再將早元上多餘的液晶材料擦掉。 然而，目前提出一種新的技術，係根據頒發給I s h i h a r a 等人的美國第5263888號專利所揭示的滴下注入（one drop f i 1 1 ，簡稱0D F )之方法，採用事先在一基板上滴注液晶材 料再覆蓋另一基板的製程，大幅地減少液晶顯示裝置製程 的工序數目，增加製造效率。但是，這個方法的液晶材料 的滴注步驟係在密封兩個基板之前，因此滴注的液晶材料 之量必須精確控制，不然滴注量過少會使得密封後的液晶 顯示單元（c e 1 1 )具有氣泡，又滴注量過多則會使得該液晶 顯示單元之間隙不均勾而產生重力姆拉（gravity Mura)缺 陷。 幸好，形成該液晶顯示裝置之基板本身稍微具有彈性， 因此當液晶注入量稍微少於單元之預定容量時，外界壓力 會使該液晶顯不裝置的基板稱微幫曲而使得該液晶材料能 完全填滿該單元而不至於產生氣泡。然而基板可彎曲的程 度係取決於液晶顯示裝置中的間隔子分佈的疏密。第1 a圖 所示為間隔子分佈較疏（低密度）的液晶顯示裝置1 0 0 a， 第1 b圖所示為間隔子分佈較密（高密度）的液晶顯示裝置 1 0 0 b。參照第2圖，由於液晶顯示裝置1 0 0 a之間隔子分佈 較疏，因此基板的可彎曲程度較大，液晶滴入量要小於a 才會產生氣泡，大於d才會有重力姆拉缺陷，也就是說其 操作區間（p r 〇 c e s s w i n d 〇 w )係在a與d之間。相對地，由於 液晶顯示裝置1 0 0 b之間隔子分佈較密，因此基板的可彎曲 程度較小，液晶滴入量小於b便會產生氣泡，大於c便會有

00733.ptd 第6頁 1298402 五、發明說明（3) 重力姆拉缺陷，其操作區間（process window)係在b與c之 間，明顯較液晶顯示裝置1 0 0 a的操作區間來得小。由此可 知，使用滴下注入製程的液晶顯示裝置如果採用相對低密 度之間隔子設計將可得到較大之操作區間。 然而，具有相對低密度之間隔子的液晶顯示裝置，在接 下來的壓著、真空吸著等製程中因支撐點較少，在受到外 力時其基板相對較容易變形，因而產生姆拉缺陷甚至破裂 的機會也變高。 【發明内容】 因此，本發明之目的係提供一種製造方法用以製得一液 晶顯示裝置可大致改善由於先前技術的限制及缺點所導致 的問題。 根據本發明之液晶顯示裝置製造方法，其包含以下步 驟。首先，將複數個第一間隔子以及複數個第二間隔子形 成於一對基板的其中之一上，其中每個第二間隔子之高度 都小於任何一個第一間隔子的高度。然後，將至少一密封 元件於該對基板的至少其中之一上。將一液晶材料滴注 (dispense)於該對基板的至少其中之一上。接著，將該對 基板的其中之一疊置於另一基板上。最後，固化該密封元 件。 根據本發明一實施例，該間隔子的形成步驟包含以下步 驟。首先，形成一負光阻（negative photoresist)薄膜於 該對基板之一基板上。然後，將一光罩置於該負光阻薄膜 的上方。該光罩包含一可透光基板以及一遮罩圖案形成於

00733.ptd 第7頁 1298402 五、發明說明（4) 其上，其中該 色調（halfton 的該可透光部 色調網部對準 接著，使得該 後，將曝光後 第二間隔子。 本發明亦提 一正光阻（pos 板上。然後， 包含一可透光 遮光圖案形成 於任何一個該 中，係以將該 預先設定位置 先設定位置的 穿過該光罩之 到該第一間隔 遮罩圖案包含複數個可透光部以 e )部。在置放光罩的步驟中，係 對準該第一間隔子的預先設定位 該第二間隔子的預先設定位置的 負光阻薄膜暴露於穿過該光罩之 之光阻薄膜顯影以得到該第一間 及複數個半 以將該光罩 置並且該半 方式設置。 光下。最. 隔子以及該 基板以 於其上 第二遮 光罩的 並且該 方式設 光下。 子以及 根據本發明所提供 種高度不同的間隔子 之基板以維持一第一 基板之間具有具有一 時，該高度較 供另一種製造該 i t i ve phot ores 將一光罩置於該 及複數個 ，其中每 於該第一單元 低的間 間距之 光圖 該第 第二 置。 最後 該第 的液 ，其 口口 —- 早兀 間隙 隔子 第二 案的 一遮 遮光 接著 ，將 二間 晶面 中高 間距 〇當 係用 ασ — 早兀 間隔子的 i s t)薄膜 正光阻薄 第一遮光 一第一遮 面積。在 光圖案對 圖案對準 ，使得該 曝光後之 隔子。 板製造方 度較高的 ，高度較 該液晶顯 以在該對 間距（c e 1 方法。 於該對 膜的上 圖案與 光圖案 置放光 準該第 該第二 正光阻 光阻薄 法，可 間隔子 低的間 示裝置 基板之 1 gap) 首先， 基板之 方。該 複數個 的面積 罩的步 一間隔 間隔子 薄膜暴 膜顯影 形成 一基 光罩 第二 係大 驟 子的 的預 露於 以得 製得至少兩 會抵住相對 隔子與相對 受到一外力 間維持一小

00733.ptd 第8頁 1298402 五、發明說明（5) 本發明所提供之液晶顯示裝置係具有相對較低密度分佈 的間隔子（前述的第一間隔子），因此以滴下注入製程製 造該液晶顯示裝置時，形成該液晶顯示裝置的基板可具有 較大的可變形性，藉此在液晶滴入製程得到較大的操作區 間。然而當該液晶顯示裝置在該液晶顯示裝置的其他製程 (例如壓著或真空吸著）中受到一外力時，該面板的第二 間隔子亦可支撐該液晶顯示裝置之基板而使得該液晶顯示 裝置不至於過度變形而產生姆拉缺陷或是破裂。因此本發 明提供之液晶顯示裝置具有良好的機械強度且在液晶滴入 製程有較大的操作區間。 【實施方式】 第3圖所示係為根據本發明一實施例之液晶顯示裝置 3 0 0，其包含兩基板3 0 2、3 0 4，一液晶層3 0 6夾設於該基板 3 0 2以及3 0 4之間，以及複數個間隔子3 0 8以及3 1 0設在基板 3 0 4上。該基板3 0 2係為一彩色濾光基板，其上設有複數個 彩色濾光區3 1 2、一光遮蔽陣列3 1 4於相鄰之彩色濾光區 3 1 2之間以及一相對電極3 1 6大致覆蓋於該基板3 0 2的整個 表面。該基板3 0 4係為一薄膜電晶體基板’其上設有複數 個平行的資料線路（未示於圖中）、複數個平行的閘線路 (未示於圖中）、薄膜電晶體3 1 8設於每一資料線路以及 閘線路的交錯處以及像素電極3 2 0設於每一個由交錯的資 料線路以及閘線路所界定的區域中對應於基板3 0 2上之彩 色濾光區3 1 2。在第3圖所示之實施例中，該複數個間隔子 3 0 8、3 1 0係設在基板3 0 4上；然而，該複數個間隔子3 0 8、

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五、發明說明（6) 310亦可設在基板上。 間隔子3 0 8係用以在基板3 0 2與基板3 0 4之間維持_大 固定的單元間距（ce 1 1 gap)。如第3圖所示，間隔子3〇8 基板3 0 2的間隙g 1 —般係趨近於零。間隔子3 1 0突出於該^ 板3 0 4表面之高度則低於該間隔子3 08突出於該基板3 〇4~表土 面之高度，當該液晶顯示裝置未受到外力的時候，間隔&子 310與基板3 0 2之間具有一大於間隙gl之間隙g2，較佳二， 該間隙g 2與間隙g 1的差距係介於約1髀至約2髂之間。 此外，間隔子3 1 0的設計係允許當該液晶顯示裝置遭受 到一外力使得基板3 0 2或是3 0 4稍微變形時，該間隔子3 1 〇 亦可用於可支撐該基板3 0 2以及3 0 4，使得該基板3 0 2以及 3 0 4之間維持另一大致固定的單元間距（c e 1 1 g a p )，藉此 有效增加該液晶顯不裝置3 0 0的支撑點，提南έ玄液晶顯示 裝置3 0 0的機械強度以及抗變形性。 製 在步 個間 詳 一負 旋轉 將一 膜的 如石 圖案 造前述液晶顯不裝置的方法係來日居第4圖描述如後。 驟4 0 2中，兩種高度不同的複數個間隔子3 0 8以及複數 隔子3 1 0被形成在基板3 0 4上。 細言之，該步驟4 0 2可利用下列製程達成。首先，將 光阻（n e g a t i ν e p h 〇 t 〇 r e s i s t)薄膜利用習知方法例如 塗佈法（s p i n c o a t i n g )形成於該基板3 0 4上。然後’— 半色調（ha If tone)光罩5 0 0 (見^5土圖）置於該負光阻薄 上方。參照第5圖，該光罩5 〇 〇包含〆玎透光基板（例 英基板）502以及一遮罩圖案形$於其上，其中該遮罩 包含複數個可透光部5 0 4以及複數個半色調

1298402 五、發明說明（7) (halftone)部506a。該半色調部506a係包含可透光區以及 平行排列之條紋狀光遮蔽區。 參照第6圖，根據本發明之半色調光罩之遮罩圖案可包 含複數個可透光部5 0 4 (僅有一個示於第6圖中）以及複數 個具有不同單位面積透光率之半色調（halftone)部506a、 5 0 6 b (各僅有一個示於第6圖中）。該半色調部5 0 6 b係包 含可透光區以及呈交錯網狀排列的條紋狀光遮蔽區。應可 瞭解的是，在第6圖中，該半色調部506a之單位面積透光 率係大於該半色調部5 0 6 b之單位面積透光率。如圖所示， 在置放光罩的步驟中，係以將該光罩的該可透光部5 0 4對 準高度較高的該間隔子3 0 8的預先設定位置，該半色調部 5 0 6 a對準高度較低的該間隔子3 1 0的預先設定位置以及該 半色調部5 0 6 b對準高度低於該間隔子3 1 0之間隔子3 1 0 a的 方式設置。 接著，使得該負光阻薄膜暴露於穿過該半色調光罩之光 下。在曝光步驟中，該間隔子3 0 8的預先設定位置的曝光 量大於該間隔子3 1 0的預先設定位置，而該間隔子3 1 0的預 先設定位置的曝光量大於該間隔子3 1 0 a的預先設定位置。 最後，將曝光後之光阻薄膜顯影便能得到高度不同之該間 隔子308、310以及310a。 此外，該步驟4 0 2亦可利用下列製程達成。首先，形成 一正光阻（positive photoresist)薄膜於該基板304上。 然後，將一光罩7 0 0 (見第7圖）置於該正光阻薄膜的上方。 參照第7圖，該光罩7 0 0包含一可透光基板（例如石英基板）

00733.ptd 第11頁 1298402 五、發明說明（8) 702以及複數個第一遮光圖案704與複數個第二遮光圖案形 706成於其上。應注意的是，每一第一遮光圖案704的面積 係大於任何一個該第二遮光圖案7 0 6的面積。在置放光罩 的步驟中，係以將該光罩7 0 0的該第一遮光圖案7 0 4對準該 較高間隔子3 0 8的預先設定位置並且該第二遮光圖7 0 6案對 準該較低間隔子3 1 0的預先設定位置的方式設置。接著， 使得該正光阻薄膜暴露於穿過該光罩700之光下。在曝光 步驟中，該間隔子3 0 8的預先設定位置的曝光量小於該間 隔子3 1 0的預先設定位置。最後，將曝光後之光阻薄膜顯 影便能得到高度不同之該間隔子3 0 8以及3 1 0。 接著，在步驟4 0 4中，將一密封劑（較佳為輻射固化密封 劑，例如紫外線固化密封劑）塗佈於基板3 0 2或是該基板 3 0 4上以形成一密封件（未示於圖中）。 在步驟4 0 6中，將一液晶材料以滴注等方式滴注於該基 板3 0 2或3 0 4上。 接著，將兩個基板302以及304的其中之一疊置於另一基 板上。最後執行該密封件的硬化製程，藉此製得該液晶顯 示裝置3 0 0。 應注意的是，本發明所提供之間隔子3 0 8、3 1 0較佳地係 形成於該光遮蔽陣列3 1 4所覆蓋的區域，以避免影像該液 晶顯示裝置的透光率。本發明的主要係藉由高度不同之間 隔子3 0 8以及3 1 0與相對基板3 0 4之間不同的間隙，而使該 液晶顯示裝置3 0 0或4 0 0在不受外力時具有低密度之間隔子 3 0 8，而在該液晶顯示裝置的其他製程（例如壓著或真空

00733.ptd 第12頁 1298402 五、發明說明（9) 吸著）中受到一外力時具有高密度的支撐件（間隔子3 0 8 + 間隔子3 1 0 )。因此以滴下注入製程製造該液晶顯示裝置 · 時，既便液晶注入量稍微少於基板間之預定容量，間隔子 -3 1 0亦容許外界壓力使該液晶顯示裝置的基板稍微彎曲而 - 使得該液晶材料能完全填滿該單元而不至於產生氣泡，藉 此在液晶滴入製程得到較大的操作區間。然而當該液晶顯 _ 示裝置在該液晶顯示裝置的其他製程（例如壓著或真空吸 _ 著）中受到一外力時，除了間隔子3 0 8之外，該間隔子3 1 0 亦可支撐該液晶顯示裝置之基板而使得該液晶顯示裝置不 至於過度變形而產生姆拉缺陷或是破裂。因此本發明提供 之液晶顯示裝置具有良好的機械強度且在液晶滴入製程有 較大的操作區間。 雖然本發明已以前述較佳實施例揭示，然其並非用以限 定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和 範圍内，當可作各種之更動與修改，因此本發明之保護範 圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

00733.ptd 第13頁 1298402 圖式簡單說明 【圖式簡單說明】 為了讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明 顯，下文特舉本發明較佳實施例，並配合所附圖示，作詳 細說明如下。 第1 a圖：習用之液晶顯示裝置的部分剖視圖，其中該液 晶顯示裝置具有分佈密度較低的間隔子； 第1 b圖：習用之液晶顯示裝置的部分剖視圖，其中該液 晶顯示裝置具有分佈密度較高的間隔子； 第2圖：使用滴下注入製程之液晶顯示裝置其液晶滴注 量與單元間隙的關係圖； 第3圖：根據本發明一實施例之液晶顯示裝置的部分剖 視圖， 第4圖：根據本發明一實施例之液晶顯示裝置製造方法 的流程圖， 第5圖：使用於本發明一實施例之光罩的上視圖； 第6圖：以簡圖說明光罩上之圖案所形成之對應間隔 子；以及 第7圖：使用於本發明另一實施例之光罩的上視圖。 圖號說明： 100a 液 晶 顯 示 裝 置 100b 液 晶 顯示裝置 102 基 板 104 基 板 108 間 隔 子 300 液 晶 顯 示 裝 置 302 基 板 304 基 板 306 液 晶 層

00733.ptd 第14頁 1298402 圖式簡單說明

308 間 隔 子 310 間 隔 子 310a 間 隔 子 312 彩 色 濾 光 區 314 光 遮 蔽 陣 列 316 相 對 電 極 318 薄 膜 電 晶 體 320 像 素 電 極 gl 間 隙 g2 間 隙 402 形 成 兩 種 度 不 同之間 隔子 404 形 成 密 封 元 件 406 滴 注 液 晶 材 料 408 疊 置 基 板 410 固 化 該 密 封 元 件 500 光 罩 502 可 透 光 基 板 504 可 透 光 部 5 0 6 a 半 色 調 部 5 0 6b 半 色 調 部 700 光 罩 702 可 透 光 基 板 704 遮 光 圖 案 706 遮 光 圖 案 00733.ptd 第15頁

Claims (1)

1. 委 I 本 η it 後 是 Φ 變 更 原 Η 質 内 容 1298402 __案號 92122008 六、申請專利範圍 . 1、一種液晶顯示裝置製造方法，其包含以下步驟： 形成複數個第一間隔子以及複數個第二間隔子於一對美 板的其中之一上，其中每個第二間隔子之高度都小於任5 一個第一間隔子的高度，使得當設有該第一及第二間隔子 之基板疊置於另一基板上時，第二間隔子並未接觸到另— 基板而只有第一間隔子接觸到另一基板，該間隔子的形成 步驟包含以下步驟： 形成一負光阻（negative photoresist)薄膜於該基板 上； 1 k供一光罩，該光罩包含一可透光基板以及一遮罩圖 案形成於其上，其中該遮罩圖案包含複數個可透光部以及 複數個半色調（halftone)部； 將該光罩置於該負光阻薄膜的上方使得該可透光部對 準該第一間隔子的預先設定位置並且該半色調部對準該第 二間隔子的預先設定位置； 使得該負光阻薄膜暴露於穿過該光罩之光下；以及 顯影曝光後之光阻薄膜以得到該第一間隔子以及該第 一間隔子； 形成至少一密封元件於該對基板的至少其中之一上； 將一液晶材料滴注（dispense)於該對基板的至少其中之 一上； 將該對基板的其中之一疊置於另一基板上；以及 固化該密封元件。

   92092TW·再審.ptc 第17頁 1298402 _塞號92122008 _年月 a 六、申請專利範圍 之光遮敝區。 ;士申明專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置製造方法， 其中該遮罩圖案之半色調部係包含可透光區以及呈交錯網 狀排列之光遮蔽區.。 1、一種液晶顯示裝置製造方法，其包含以下步驟： 形成複數個第一間隔子以及複數個第二間隔子於一對基 板的f中之一上，其中每個第二間隔子之高度都小於任何 一個第:間隔子的高度，使得當設有該第一及第二間隔子 之基板資置於另一基板上時，第二間隔子並未接觸到另一 土板而/、有第~間隔子接觸到另一基板，該間隔子的形成 步驟包含以下步驟： 的办成 幵少成正光阻（positive photoresist)薄膜於該基板 JL· , ^供光罩’該光罩包含一 f透光基板以及複數個第 了遮光圖案與複數個第二遮光圖案形成於其上，其中每一 第遮光圖案的面積係大於任何一個該第二遮光圖案的面 積； … 安將該光軍置於該正光阻薄膜的上方使得該第一遮光圖 木對準該第—間隔子的預先設定位置並且該第二遮光圖案 對準該ΐ f間隔子的預先設定位置； 使得该正光阻薄膜暴露於穿過該光罩之光下；以及 顯影曝光後之光阻薄膜以得到該第一間隔子以及該第

   92092TW-再審.ptc 第19頁 1298402 ___Wu 92122008__年月 日 倏正_ 六、申請專利範圍 將一液晶材料滴注（d i s p e n s e )於該對基板的至少其中之 ，上， 將該對基板的其中之一疊置於另一基板上；以及 固化該密封元件。 5、一種液晶顯示裝置，其包含： 一第一基板； 一第二基板； 一液晶層夾設於該第一基板以及該第二基板之間； 複數個第一間隔子以及複數個第二間隔子設於該第一基 板上，其中每個第二間隔子之高度都小於任何一個第一間 隔子的高度，使得第二間隔子並未接觸到第二基板而只有 第一間隔子接觸到第二基板，並且該第一以及第二間隔子 係由以下步驟形成： 形成一負光阻（negative Photoresist)薄膜於該第一 基板上； 提供一光罩’該光罩包含一可透光基板以及一遮罩圖 案形成於其上’其中該遮罩圖案包含複數個可透光部以及 複數個半色調（halftone)部； 將該光罩置於該負光阻薄膜的上方使得該可透光部對 準該第一間隔子的預先設定位置並且該半色調部對準該第 二間隔子的預先設定位置； Λ 使得該負光阻薄膜暴露於穿過該光罩之光下；以及 顯影曝光後之光阻薄膜以得到該第一間隔子以及該第二間

   92092爪再審.ptc 第20頁 1298402 _案號 92122008_年月日_ 六、申請專利範圍 隔子。

   920921^-再審.ptc 第21頁 1298402 -~ -—1^92122008 _ 1 月 一r … 六、申請專利範圍 ---^~^- 6“如安申請專利範圍第5項所述之液晶顯示裝置，其中該遮 回”之半色调部係包含{透光區以及平行排列之光遮蔽 、如申請專利範圍第5項所述之液晶顯示裝置，其中該遮 圖案之半色調部係包含巧透光區以及呈交錯網狀排列之 光遮蔽區。 8、一種液晶顯示裝置，其包含： 一第一基板； 一第二基板； 一液晶層夾設於該第一基板以及該第二基板之間； 複數個第一間隔子以及複數個第二間隔子設於該第一基 板上’其中每個第二間隔子之高度都小於任何一個第一間 子的南度’使得第二間隔子並未接觸到第二基板而只有 第一間隔子接觸到第二基板，並且該第一以及第二間隔子 係由以下步驟形成： 形成一正光阻（p0sihVe photoresist)薄膜於該第一 基板上； 提供一光罩，該光罩包含一可透光基板以及複數個第 一遮光圖案與複數個第二遮光圖案形成於其上，其中每一 第一遮光圖案的面積係大於任何一個該第二遮光圖案的面 積， 將該光罩置於該正光阻薄膜的上方使得該第一遮光圖

   1298402 _案號92122008_年月日_ί±ί_ 六、申請專利範圍 案對準該第一間隔子的預先設定位置並且該第二遮光圖案 對準該第二間隔子的預先設定位置； 使得該正光阻薄膜暴露於穿過該光罩之光下；以及 顯影曝光後之光阻薄膜以得到該第一間隔子以及該第 二間隔子。

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