CN100424549C - 制造液晶显示装置的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制造液晶显示器的生产线。所述生产线通过在进行后序处理之前，借助从存储的信息中得到的有关存在缺陷的资料，除去已被认定为有缺陷(NG)的各液晶板，从而减少了不必要的处理步骤。

Description

制造液晶显示装置的方法

本申请为要求2002年12月16日递交的申请号为02157177.5的分案申请，在此将其全部内容结合进来作为参考。

技术领域

本发明涉及一种液晶显示装置。更确切地说，本发明涉及制造液晶显示装置的设备和方法。

背景技术

随着信息社会的发展，对于在能耗小的前提下，生产机体薄、重量轻且能产生高质量图像的显示器的需求日益提高。为了满足这些要求，现已研究了各种平板显示装置，这些装置包括液晶显示器(LCD)，等离子体显示器(PDP)，电致发光显示器(ELD)，和真空荧光显示器(VFD)。这些显示技术中的一部分已经用于信息显示器中。

在各种平板显示装置中，LCD可能是最广泛使用的一种显示装置。事实上，在诸如笔记本PC机等便携式装置中，LCD技术作为选用的显示方式已经替代了阴极射线管(CRT)技术。此外，甚至在台式PC机和TV监视器中，也正越来越多地使用LCD装置。

基本的LCD包括对置的基板和设置在基板之间的液晶材料。

液晶代表的是具有液体和固体之间特性的材料相。液晶具有液体的流动性，但又具有固体的长程晶体有序性。由于液晶具有长程晶体有序性和流动性，所以液晶具有光学各向异性。

制作LCD需要多道工序，这些工序包括形成阵列，形成滤色片(CF)，灌注(分配)液晶和制作组件(按顺序描述)。

形成矩阵的工序包括在第一基板(TFT基板)上进行沉积、照相制版和蚀刻以形成薄膜晶体管(TFT)阵列。形成滤色片(CF)的工序包括在黑底上形成红、绿和蓝滤色片，和在CF基板上形成起共用电极作用的ITO(氧化铟锡)膜。

液晶灌注(分配)工序包括把TFT基板和CF基板组装到一起。通常，将TFT和滤色片基板装配成在基板间形成小的间隙。然后，通过间隙开口注入液晶以形成液晶板。

在制作组件的工序中，把处理输入和输出信号的驱动电路连接到液晶板上。此外，加上边框制成液晶组件。

LCD通常是在生产线上装配的。在现有技术中，把分别装有多个TFT基板或多个滤色片基板的盒子输送到装载设备上。每个TFT基板包括多条沿一个方向延伸的选通线和多条垂直交叉的数据线。将薄膜晶体管和象素电极设置在选通线和数据线之间区域内的黑底上。每个CF基板都具有黑底层、滤色片和共用电极。因此，黑底层将遮挡除了所需的来自象素区的光之外的光漏。

通过装载设备从盒中分别取出每个TFT基板或滤色片基板并将其送到取向层生产线的输入端。参照图1中的取向工序步骤1S，通过生产线在每个基板上形成取向层，所述生产线包含手工编程的机器人。

步骤1S包括：清洗各个基板以便能够形成均匀取向涂层。然后，将取向材料涂敷在基板上。接着，通过除去取向材料中的溶剂和/或使取向材料产生热聚合反应对取向材料进行固化。固化后，对取向材料进行机械摩擦，从而形成一个固定液晶使之取向一致的表面。最后，再次进行清洗工序，并形成取向层。

完成形成取向层的步骤1S后，需经过几道工序来形成间隙。这些工序可以按序进行或是并行进行。间隙形成工序包括清洗基板(TFT基板或滤色片基板)的清洗工序(步骤2S)和把衬垫料分散到基板上的衬垫料分散工序(步骤3S)。衬垫料用于保持间隙厚度衡定和一致。

也可以不使用形成间隙的工序，而是在基板上进行密封剂涂敷工序(步骤4S)(一块基板[TFT或CF]进行形成间隙的工序，另一块基板进行密封剂涂敷)。在清洗步骤2S之后，将密封材料置于基板的周边部分上。最终，用密封材料把TFT基板粘合到CF基板上，以形成组装板。应注意的是，密封剂涂敷工序(4S)是在一种基板(TFT或CF)上进行的，而衬垫料分散是在另一种基板上进行的。因此，如图1所示，生产线有两个分部。一个分部清洗(步骤2S)和分散衬垫料(步骤3S)。另一个分部清洗(步骤2S)和进行密封(步骤4S)。

在衬垫料分散工序3S和密封剂涂敷工序4S之后，进行对准、加热和把TFT基板与滤色片基板压到一起以便进行制作LCD板的组装工序(5S)。在组装工序中，把TFT基板和滤色片基板布置成对置的形式并相互结合形成LCD板。

组装工序(步骤5S)之后，在切割工序(步骤6S)中通过对组装好的空心板进行划线和裂开而将组装好的空心LCD板切割成多个单元板。

完成切割工序(步骤6S)之后，通过密封材料上的液晶注入孔把液晶注入到单元板内，然后将注入孔密封(步骤7S)。

最后，在步骤7S之后，参照步骤8S，对每个液晶单元板进行研磨(除去切割的毛刺)，并进行检查。由此便制成了液晶盒。

图2中示意性地示出了每次经过步骤6S之后进行的典型的现有技术的液晶灌注工序。如图中所示，将液晶1放入一个容器3中。容器3插在真空室2内。将真空室2抽空一段时间以除去粘附在空器3内壁上的水、液晶1中的水和液晶1中的微气泡。

进一步参照图2，随后把几块单元板4的密封口浸入到液晶中。在腔室2中引入氮(N₂)气使之产生大气压力。单元板4和腔室2的真空之间的压力差迫使液晶进入单元板。

当各单元板4都注入液晶1之后，将液晶注入口密封。然后对单元液晶板进行清洗。由此完成了步骤7S。

尽管上述方法是有益的，但是用上述方法注入液晶存在一些问题。例如，液晶注入过程需花费很长时间，例如，要灌注10英寸的板需要的时间超过10小时。灌注时间如此之长，原因在于基板之间的间隙很小而需灌注的面积则相对较大。当制作大面积LCD时，这个问题使显得尤为严重。此外，由于液晶会遭受污染和/或因杂质和化学反应而导致性能下降等原因，使得无法重复使用剩余的液晶材料，因而上述方法会造成液晶浪费。为了克服这些问题，而建议采用通过滴注法来施加液晶的方法。

下面将参照图3简单地介绍液晶滴注法。应注意的是，TFT和滤色片基板优选采用大玻璃基板，这种基板包括最终形成单个LCD显示器的多个基板板区(TFT阵列和滤色片阵列)。在液晶滴注法中，将液晶滴注到基板的基板板区上。当将第一和第二基板组装到一起时，滴注的液晶将随之分散在整个基板的板区上。

如图3所示，在将TFT基板20和CF基板30组装到一起之前，把液晶25滴注到TFT基板20(也可以是CF基板)的基板板区上。

假设将液晶滴注到TFT基板20上，而将密封材料35分配到滤色片基板30的基板板区周边上。在滴注液晶和分配密封材料之后，将TFT基板20和滤色片基板30组装到一起使之成为具有多个单元液晶板区的液晶板。基板组件需对准、抽真空和加压。组装压力迫使液晶在每个单元液晶板区内分散并形成均匀的液晶层。

在液晶滴注方法中，可以把液晶迅速滴注(施加)到基板板区上。因此，液晶滴注法可明显节省时间，特别是对大面积液晶板来说更是如此。此外，由于滴注的液晶量是预定的，所以最大限度地减少了液晶消耗，降低了成本，减少了浪费。

不幸的是，即使是采用液晶滴注法也同样存在一些问题。下面将要讨论的一组问题是，这种方法产生的结果是在每个基板上具有多个基板板区。

如上所述，TFT基板和滤色片基板包括最终将形成多个独立液晶板的多个基板板区。例如，图4示出了第一基板100上的四个基板板区，和第二基板200上的四个基板板区。这些基板板区最终将相互匹配在一起。进一步参照图4，第一基板100和/或第二基板200上可能包含NG(不好的/有缺陷的)基板板区。

在把第一基板100和第二基板200组装成组合的液晶板之后，具有好的TFT和好的CF基板板区的单元液晶板区能构成好的单元液晶板。然而，具有NGTFT和/或NG CF基板板区的液晶板区则存在缺陷。

此外，随着基板上基板板区数量的增加，会有更多的NG基板板区与好的基板板区(或是与其他NG基板板区)相配。在把单元液晶板切割成单个液晶板之后，需要对各NG液晶板进行诸如研磨、清洗和测试等多余的处理。这样即浪费了工人的时间又增加了加工成本。

因此，非常需要提供一种避免对各NG液晶板进行多余处理的方法。

发明内容

因此，本发明在于提供一种制造单个液晶板的设备和方法，所述设备和方法基本上克服了因现有技术的局限和缺点而引导致的一个或多个问题。

本发明的优点是提供一种制造液晶板的设备和方法，所述设备和方法可避免进行多余的工序。

本发明的其它特征和优点将在下面的说明中给出，其中一部分特征和优点可以从说明中明显得出或是通过本发明的实践而得到。通过在文字说明部分、权利要求书以及附图中特别指出的结构，可以实现和获得本发明的目的和其它优点。

为了得到这些和其它优点并根据本发明的目的，作为概括性的和广义的描述，所述制造液晶显示器的方法包括的步骤有：制备具有多个单元液晶板区的组合液晶板，每个液晶板区由彼此相匹配的基板板区所组成。所述步骤进一步包括产生关于NG单元液晶板区和好的单元液晶板区的信息，所述NG单元液晶板区包括至少一个NG基板板区，所述好的单元液晶板区由好的基板板区构成。然后，通过切割，把组合液晶板分离成多个单元液晶板，把NG液晶板移送到缓冲隔离盒中，研磨好的单元液晶板的表面，检查外观并测试好的液晶板的电特性。

很显然，上面对本发明的一般性描述和下面的详细说明都是示例性和解释性的，其意在对本发明的权利要求作进一步解释。

附图说明

本申请所包含的附图用于进一步理解本发明，其与说明书相结合并构成说明书的一部分，所述附图表示本发明的实施例并与说明书一起解释本发明的原理。

附图中：

图1表示用真空注入法制作LCD的流程图；

图2表示按照图1的流程中使用的方法进行真空注入；

图3表示液晶滴注法；

图4是基板的示例性示图，所述基板具有好的和NG基板板区；

图5是表示按照本发明所述取向层形成工序的流程图；

图6是按照本发明所述间隙形成工序的流程图；

图7表示基板的示例性示图，所述基板具有好的和NG基板板区；和

图8表示按照本发明所述生产线的布置图。

具体实施方式

现在将详细说明本发明的实施例，所述实施例的实例示于附图中。

图5是表示按照本发明所述取向层形成工序的流程图，图6是按照本发明所述间隙形成工序的流程图，图7表示基板的示例性示图，所述基板具有好的和不好的(NG)基板板区，和图8表示按照本发明所述生产线的过程布置图。

通过形成阵列的工序和形成滤色片的工序(未示出)来制成各自具有多个基板板区的第一基板和第二基板。一些基板板区是好的，一些是不好(NG)的。可以通过电测和目测来识别好的基板板区和NG基板板区。第一基板和第二基板包括TFT单元基板和CF单元基板。在完成形成阵列和形成滤色片的工序后，把第一基板和第二基板放入第一和第二盒中并运送到另一条生产线，在该生产线上把第一和第二基板组装到一起。

下面将说明制造单元液晶板区的工序。整个工序包括三条分生产线，每条生产线上都设有装载器和卸载器。这些生产线包括取向工序生产线、间隙工序生产线和测试工序生产线。

取向工序生产线完成清洗工序、取向层涂敷工序、取向层固化工序、摩擦工序和测试工序。间隙工序生产线完成清洗工序、液晶滴注工序、密封材料滴注工序、真空组装工序，和密封材料固化工序。测试工序完成划线/裂开工序、研磨工序、和液晶板测试工序。

图5表示取向工序生产线的工作情况。通过清洗工序20S除去颗粒。然后在取向层涂敷工序21S中涂覆取向层。在取向层涂敷工序21S中，将取向材料的溶液滴注到在分配器中转动的Doctor辊和Anilox辊之间。所述取向材料以液体膜的形式保持在Aililox辊的表面上。取向材料从Anilox辊转移到带有印刷橡胶板的印刷辊上。通过把基板固定到涂敷机的工作台上，将印刷辊上的取向材料印刷到基板上。

进一步参照图5，通过增塑工序22S对取向层进行固化。在工序22S中，除去印刷到基板上的取向材料中的溶剂，和/或使取向材料聚合。

进一步参照图5，通过检验工序235检验取向层，通过摩擦工序24S对取向层进行摩擦以形成取向表面。此后，便完成了摩擦工序23S。最后，通过测试工序24S测试取向层以便识别因有缺陷的取向层而导致出现的NG单元基板区。例如，可以通过目测找出NG单元基板区。把该信息存储到计算机或其他类型的处理单元中。应注意的是，在第一和第二基板上都要进行取向工序。

完成取向工序后，把第一和第二基板卸送到第三和第四盒中。然后，通过产生间隙的第二条生产线上的装载器装载第三盒和第四盒。第二条生产线分成处理第一基板的第一间隙生产线，处理第二基板的第二间隙生产线，和把第一基板及第二基板组装到一起的组装线。也就是说，用两条分离的生产线处理第一基板(所说的具有TFT单元基板区的基板)和第二基板(所说的具有CF单元基板区的基板)。组装线是连续的生产线。

间隙形成工序按下述步骤进行。

如图6所示，清洗选定的基板(25S)。使第一基板经过液晶分配设备，使第二基板经过银(Ag)分配设备和密封剂分配设备。

在能够使多个单元CF基板区的共用电极和多个单元TFT基板区的象素电极之间实现电性连接的第二基板上涂敷银(Ag)点(步骤26S)。在每个单元CF基板区的边缘部分涂敷密封材料(步骤27S)。可作为密封材料使用的可以是光敏树脂或热固树脂。在将第一基板和第二基板组装好之后，通过光处理或热处理使密封材料固化。

其间，在液晶分配工序中，把液晶滴注到TFT基板的每个基板板区上(步骤28S)。这些基板板区与CF基板上的基板板区相对应。

液晶滴注工序28S按以下步骤进行。首先，通过抽真空除去液晶容器内包含的液晶中的溶解空气。液晶容器安装在液晶分配设备头部的液晶注射器中。然后滴注液晶使之在每个单元TFT基板区上形成具有统一间距的液晶点。

参照步骤30S，把通过上述工序加工好的第一基板和第二基板放到真空腔内并组装成组合液晶板。由此，液晶在整个基板板区上均匀散布从而形成单元液晶板区。此后，将密封材料固化后形成由两个基板板区构成的具有多个单元液晶板区的组合液晶板。

组装工序30S按下述步骤进行。

首先，优选用第一吸附装置将第一基板安装到真空容器内的工作台上，所述真空容器能沿水平方向移动。然后，通过真空吸附把第二基板固定到第二吸附装置上，使得第二基板处于第一基板上方。关闭真空腔并形成真空。然后，使第二吸附装置下降至在第一和第二基板之间留出预定间隙的位置。然后，水平移动第一基板使之与第二基板对准。

接着，让第二吸附装置下降到使得第二基板通过密封剂与第一基板相配合。然后，将第一和第二基板压到一起，并且使液晶填充在单元液晶板区域中(液晶分散到整个单元液晶板区)。因此，便制造出具有多个单元液晶板区的组合液晶板。此后，将组合液晶板从真空腔中取出并用紫外线照射组合液晶板从而固化密封材料。然后需对组合液晶板进行测试。采集和储存与NG单元基板区有关的信息以备后用。

组合液晶板具有对应于TFT和CF基板板区的多个单元液晶板区。图7表示分别形成在第一和第二基板500和600上的九个TFT基板板区300和九个CF基板板区400。第一和第二基板500和600可能包含通过阵列形成工序和滤色片形成工序制作的NG(不好的)TFT或CF基板板区。

把与NG基板板区有关的信息存储到能处理有关生产线所有信息的中央处理单元中。将这些信息输送到随后接着进行操作的测试生产线的就地处理单元上。

其间，在完成间隙形成工序之后，把组合液晶板放到第三条生产线上。第三条生产线是连续的生产线，在该生产线上把液晶板切割成多个独立的液晶板，并且该生产线还包括对各个液晶板的切割表面进行研磨的研磨工序，和检查各液晶板的外观并确定其电气故障的测试工序。

图8表示按照本发明所述测试用生产线800的工序过程设置。如图中所示，将装有多个组合液晶板的盒(未示出)设置在装载器810上。然后，将组合液晶板切割成单个液晶板。

切割工序30S通过用以预定压力压到组合液晶板上的切割轮在组合液晶板上形成具有预定深度的沟线来制作多个独立的液晶板。然后，通过借助外部冲击使所述沟线形成的裂缝向下扩展而实现切割。

接着，进入检验步骤31S。在该步骤中，检查每个液晶板切割部分的状态，以便确定沿每个液晶板的切割线是否存在毛刺。

参见步骤32S，在将切割好的单个液晶板运往对单元液晶板的切割表面进行研磨的研磨工序段的途中，使其经过缓冲隔离站1000(32S)。然而，按照本发明的实施例，在研磨工序32S之前，就地处理单元900接收到与NG单元基板区相关的信息。缓冲隔离站1000能够根据从中央处理单元接收到的信息判断通过缓冲隔离站1000的某个特定液晶板是否被认定为有缺陷(NG)，这是因为有缺陷的液晶板由至少一个NG基板板区制成。

被认定为无缺陷的单元液晶板(因为它们由好的基板板区制成)将送到研磨工序。但同时要将每个NG液晶板取出并存放到缓冲隔离盒中。最后，可丢弃缓冲隔离盒中的单元液晶板。

因此，本发明能够通过除去每个被认定为NG的液晶板来达到减少研磨和随后进行的测试的目的。由此能够降低工人处理有缺陷的单元时的疲劳度和所花费的时间。

在研磨之后，通过最后的检查步骤33S检查每个液晶板的外观和电性综合性能。然后，将每个液晶板卸到设在卸载器910上的盒中。由此便完成了制造工序。

检查步骤优选包括检查外观和进行A/P(自动/检测器)测试以确定出现的问题，这些问题包括交叉带状斑纹、黑色斑纹、滤色片突起、倾斜的斑纹、摩擦带、针孔、选通线和数据线的断路或短路等。这些斑纹状瑕疵都能被观察者的眼睛或是CCD(电荷耦合器件)自动查出。

此后，在组装工序(未示出)完成驱动器IC、背光光源等的安装。

因此，液晶显示器的生产线及其制造方法具有以下优点或效果。由于缓冲隔离盒能够根据与NG基板区有关的信息存放和处理每个NG液晶板，因此减少了对认定为有缺陷的单元板的研磨和测试步骤，进而降低了工人的疲劳度并减少了所花费的时间。

对于熟悉本领域的技术人员来说，很显然，在本发明的基础上，可以做出各种改进和变型。因此，本发明意在覆盖那些落入所附权利要求及其等同物范围内的改进和变型。

Claims (6)

1. 一种制造液晶显示器的方法，其包括：

制备具有多个单元液晶板区的组合液晶板，其中每个单元液晶板区由两个基板板区构成；

识别有缺陷的单元液晶板区并存储有缺陷的单元液晶板的信息；

把组合液晶板分成多个独立的液晶板，每个液晶板由单元液晶板区构成；

根据存储的信息除去每个有缺陷的液晶板；和研磨每个好的液晶板的表面。

2. 根据权利要求1所述的制造液晶显示器的方法，进一步包括对每个好的液晶板进行目测和电测。

3. 根据权利要求2所述的方法，其中通过用密封剂将第一和第二基板板区粘合到一起形成单元液晶板区，和其中在粘合之前将液晶施加到第一基板上。

4. 根据权利要求2所述的方法，其中根据所收集的与有缺陷的单元液晶板区有关的信息，除去每个有缺陷的液晶板。

5. 根据权利要求4所述的方法，其中根据基板板区中的缺陷识别与有缺陷的单元液晶板区有关的信息。

6. 根据权利要求2所述的方法，进一步包括检查每个好的液晶板上的突起。

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