CN1439914A - 液晶显示装置及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种LCD装置及其制造方法，其中在基板的虚拟区内布置聚集在分配装置喷嘴端部的密封剂，所以当将基板彼此附着在一起时不会污染液晶层而且容易完成盒切割工序。本发明所述制作LCD装置的方法包括，准备下基板和上基板；在下基板和上基板之一的虚拟区内布置辅助UV密封剂和主UV密封剂，将液晶施加于下基板和上基板中的一个基板上；将下基板和上基板附着到一起，和在附着的基板上照射UV光。

Description

液晶显示装置及其制作方法
本申请要求2002年2月20日申请的第P2002-8900号韩国专利申请的权益，相对于本申请涉及的所有目的，在本申请中将上述申请以引用的形式加以结合。
技术领域
本发明涉及一种液晶显示器(LCD)装置，更确切地说，涉及一种通过在基板表面上设置液晶来制作的LCD装置的密封剂结构。
背景技术
通常，超薄型平板显示器的显示屏厚度为几厘米或更薄。特别是，平板型LCD装置由于其能耗低且容易携带而被广泛用作笔记本电脑、空间飞行器和飞机的监视器。
这种LCD装置包括下基板，上基板，和液晶层。在下基板上形成薄膜晶体管(TFT)和像素电极。上基板与下基板相对设置。在上基板上形成遮光层、滤色片层、和公用电极。在下基板和上基板之间设置液晶层。工作时，通过像素电极和公用电极在下基板和上基板之间形成电场，并由电场“驱动”液晶层中的分子取向。通过驱动液晶层控制光的透射率，从而显示图像。
在上述LCD装置中，为了在下基板和上基板之间形成液晶层，通常采用以毛细管现象和压力差为基础的真空注入法。然而，这种真空注入法的问题在于，在将液晶注入大显示板中时，需花费很长时间，因此降低了生产率。
为了解决这一问题，而开发了一种将液晶置于一个基板上的方法。下面将参照图1A-1D进行说明。尽管附图中仅示出了一个单元盒，但是可以根据基板的尺寸制出多个单元盒。
如图1A所示，准备下基板1和上基板3。在下基板1上形成多条栅极线和数据线(未示出)。栅极线与数据线交叉形成像素区。在栅极线和数据线的每个交叉点上形成薄膜晶体管(未示出)。在像素区内形成与薄膜晶体管相连的像素电极(未示出)。
在上基板3上形成遮光层(未示出)以防止光从栅极线、数据线和薄膜晶体管上泄漏。在遮光层上形成红(R)、绿(G)和蓝(B)滤色片层，并在滤色片层上形成公用电极。在下基板1和上基板3中的至少一个基板上形成定向膜(未示出)以便于液晶分子的初始取向。
如图1B所示，在下基板1上设置密封剂7，并将液晶5施加到其上，由此形成液晶层。在上基板3上散布或喷洒衬垫料(未示出)以保持上基板和下基板之间的盒间隙。
在以液晶施加法为基础制作LCD装置的方法中，在密封剂7固化之前，在相互附着的基板上形成液晶层。所以，如果用热固型密封剂作为密封剂7，则液晶在受热时将变热、膨胀并流出基板。因此，将出现液晶5受污染的问题。所以，在以液晶施加法为基础制作LCD装置的方法中，使用在紫外(UV)光作用下至少可局部固化的密封剂作为密封剂7。
通过丝网印刷法或分配法来布置UV密封剂。在丝网印刷法中，由于丝网与基板接触，所以可能会损坏在基板上形成的定向膜。而且，如果基板的尺寸面积很大，则会增加密封剂的损耗。考虑到这些方面，优选使用分配法。
如图1C所示，将下基板1附着到上基板3上。
如图1D所示，通过UV辐射装置9发射UV光使密封剂7固化。
此后，虽然未示出，但需进行盒切割工序和最终的检验工序，进而制出液晶盒。
在此，图2A和2B是表示用分配法布置UV密封剂的过程的透视图。按照在基板彼此附着之前把液晶施加到其中一个基板上的方法，由于不需要液晶注入孔，所以可用分配装置8在下基板1上形成没有注入孔的密封剂7。
然而，由于密封剂7具有高粘稠度，所以在分配密封剂7之前，密封剂7会聚集在分配装置8的喷嘴端部。因此，在开始将密封剂7沉积到基板上的点处会过量沉积密封剂7的液滴“A”。
如图2C所示，当将下基板1附着到上基板3上时，过量分布的密封剂分散到有源区(基板中部)和虚拟区(基板外部)。在这种情况下，会出现密封剂分散到有源区并污染液晶的问题，同时，特别是在密封剂固化后，分散到虚拟区的密封剂会对盒切割工序造成困难。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种LCD装置及其制作方法，其基本上克服了因现有技术的限制和缺点而带来的一个或多个问题。
本发明的优点在于，在其所提供的LCD装置及其制作方法中，将密封剂布置成在将两基板彼此附着时不会污染液晶而且能容易地进行盒切割工序的形式。
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对于本领域的普通技术人员来说在随后的检验中可以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，本发明所述制作LCD装置的方法包括，准备下基板和上基板；在下基板和上基板的其中之一上布置辅助密封剂并且接着布置主密封剂，其中将辅助密封剂布置在虚拟区内并使其与主密封剂相接；将液晶施加于下基板和上基板中的一个基板上；将下基板和上基板附着到一起，并且至少使主密封剂固化。
按照本发明的一个实施例，辅助的UV密封剂并不承担密封剂的常规功能，即，其并不防止液晶泄漏。而主UV密封剂则起限制液晶范围的密封剂的作用。
按照本发明的另一方面，所述制作液晶显示器(LCD)装置的方法包括，准备下基板和上基板；在下基板和上基板的其中之一上布置辅助密封剂和主密封剂，其中将辅助密封剂布置在虚拟区内并使其从主密封剂延出；将液晶施加于下基板和上基板中的一个基板上；将下基板和上基板附着到一起，并在附着的基板上照射UV光。
按照本发明的一个方面，将辅助UV密封剂布置在基板的虚拟区内，然后布置封闭型主UV密封剂，从而将聚集在分配装置喷嘴端部的密封剂布置到基板上的虚拟区内。
很显然，上面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。
附图简要说明
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本申请的一部分，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1A-1D是表示按照现有技术的液晶施加法制作LCD装置的方法透视图；
图2A和2B是表示用现有技术的分配法布置UV密封剂的过程的透视图；
图2C是表示在将基板彼此附着后用现有技术的分配法布置密封剂的透视图；
图3A-3D是表示按照本发明的第一实施例所述制作LCD装置的方法的透视图；
图4A-4D是表示在按照本发明第二实施例所述制作LCD装置的过程中布置UV密封剂的过程的透视图；
图5A和5B是表示在按照本发明第三实施例所述制作LCD的方法中布置密封剂的过程的透视图；
图6是表示按照本发明第四实施例所述LCD装置的透视图；和
图7A和7B是取自图6中的线I-I的剖面图。
具体实施方式
现在将详细说明本发明所述的实施例，所述实施例的实例示于附图中。在所有附图中将尽可能用相同的参考标记表示相同或同样的部件。
图3A-3D是表示按照本发明第一实施例所述制作LCD方法的透视图。
尽管附图中仅示出了一个单元盒，但是根据基板的尺寸可以制作多个单元盒。
如图3A所示，为整个过程准备下基板10和上基板30。在下基板10上形成多条栅极线和数据线(未示出)。栅极线与数据线交叉形成像素区。在栅极线和数据线的每个交叉点上形成具有栅极、栅极绝缘层、半导体层、欧姆接触层、源/漏极、和保护层的薄膜晶体管(未示出)。在像素区内形成与薄膜晶体管相连接的像素电极(未示出)。
在像素电极上形成供液晶分子初始取向的定向膜(未示出)。定向膜可以用经摩擦的聚酰胺或聚酰亚胺基化合物、聚乙烯醇(PVA)、和聚酰胺酸制成。此外，也可以通过光学取向法用诸如聚乙烯肉桂酸盐(PVCN)、聚硅氧烷肉桂酸盐(PSCN)或肉桂酸盐纤维素(CelCN)基化合物等光敏材料制作定向膜。
在上基板30上形成遮光层(未示出)以遮挡从栅极线、数据线和薄膜晶体管区漏出的光。在遮光层上形成R、G和B滤色片层(未示出)。在滤色片层上形成公用电极(未示出)。此外，可以在滤色片层和公用电极之间形成涂层(未示出)。在公用电极上形成定向膜。
在下基板10的外侧形成银(Ag)点以便在将下基板10和上基板30彼此附着后，向上基板30上的公用电极施加电压。此外，也可以将银点设置在上基板30上。
对面内开关(IPS)模式的LCD而言，公用电极与像素电极一样形成在下基板上，而且在公用电极和像素电极之间水平地感生电场。在基板上并不设置银点。
如图3B所示，在下基板10上设置液晶50以形成液晶层。
在上基板30的一个角区的虚拟区内布置辅助的UV可固化密封剂70a，接着，用分配法布置没有注入孔的主UV可固化密封剂70b。
辅助UV密封剂70a能防止可能因聚集在分配装置喷嘴端部上的密封剂而引起的任何问题。因此，将辅助UV密封剂70a布置在基板虚拟区内的哪个位置并不重要，只要形成的所有密封剂液滴都离开液晶显示装置的有源区并离开将液晶板从母基板组件上切下的区域即可。应先布置辅助UV密封剂70a，然后布置主UV密封剂70b。可以将辅助UV密封剂70a布置成如图中所示的直线状。此外，也可以将辅助UV密封剂70a布置成曲线或其它形状，只要是布置在虚拟区内即可。
可以使用两端与混合有引发剂的丙烯酸基偶联的单体或低聚物作为UV密封剂70a和70b。此外，还可以使用一端与丙烯酸基偶联而另一端与混合有引发剂的环氧基偶联的单体或低聚物作为密封剂70a和70b。
而且，如果在主UV密封剂70b固化前使液晶与主UV密封剂70b接触的话，液晶50会受到污染。因此，优选将液晶50布置在下基板10的中部。在这种情况下，液晶50会在主UV密封剂70b固化后逐渐均匀地分散。这样，就可使液晶50均匀地分布到基板上。
可以将液晶50设置在上基板30上而将UV密封剂70a和70b设置在下基板10上。但也可以将液晶50和UV密封剂70a、70b设置在一个基板上。在这种情况下，在制作过程中，在带有液晶及密封剂的基板和不带液晶及密封剂的基板的加工次数之间将出现不平衡。为此，会增加制作加工的总时间。而且，当在一个基板上形成液晶和密封剂时，在将两块基板彼此附着之前，即使密封剂受到污染也不能清洗基板。
因此，在将UV密封剂70a、70b设置到上基板30上之后，在附着工序之前，需增设清洗上基板30的清洗工序。
同时，在两个基板10和30中的任一个上布置衬垫料以保持盒间隙。优选的是，在上基板30上设置衬垫料。
可以用球形或柱形衬垫料作为衬垫料使用。可以用这样的方式设置球形衬垫料，即，把它们与合适浓度的溶液混合，然后从喷嘴高压分散到基板上。将柱形衬垫料设置到与栅极线或数据线对应的那部分基板上。对大尺寸基板而言，由于球形衬垫料可能会使盒间隙不均匀，所以，对于大尺寸基板优选使用柱形衬垫料。可以用光敏有机树脂制作柱形衬垫料。
如图3C所示，通过下述步骤将下基板10和上基板30附着到一起。首先，将滴加了液晶的一块基板放到下侧。将另一块基板旋转180°后放到上侧，并使其具有多层的部分面对下侧的基板。然后，在上侧基板上施压，使两块基板彼此附着。此外，可以将基板之间的空间保持在真空状态，从而可通过解除真空状态使两块基板彼此附着在一起。
然后，如图3D所示，通过UV辐射装置90在相互附着的基板上照射UV光。
在照射UV光的过程中，被构成UV密封剂的引发剂激活的单体或低聚物发生聚合和固化，从而将下基板10粘接到上基板30上。
如果用一端与丙烯酸基偶联而另一端与混合有引发剂的环氧基偶联的单体或低聚物作为UV密封剂，则通过施加UV光不会使环氧基完全聚合。所以在UV照射后，必须将密封剂在约120℃下另外加热一小时，从而使密封剂完全固化。
此后，尽管没有示出，但是将粘合的基板切割成单元盒并进行最后的检验工序。
在切割工序中，用笔或切割轮在基板的表面上形成切割线而完成划线工序，笔或切割轮的材料硬度大于玻璃的硬度，例如可以是金刚石，然后通过机械撞击(断裂工序)沿切割线切割基板。此外，可以用金刚石或基他硬质材料的笔或切割轮同时完成划线和断裂工序。
切割工序的切割线设置在可以是密封剂液滴A的辅助密封剂起点和与最初形成的辅助UV密封剂70a相交的主UV密封剂之间。最后，除去过量分布的辅助UV密封剂70a的实体部分。
图4A-4D是表示在按照本发明第二实施例所述制作LCD装置的方法中，照射UV光的工序的透视图。第二实施例除了UV照射工序外，其他部分均与第一实施例相同。在第二实施例中，在照射UV光之前，用掩模盖住不设置密封剂的区域。由于第二实施例的其他部件与第一实施例相同，所以将用相同的参考标记表示相同的部件并且省略对这些部件的详细说明。
如果将UV光照射到彼此附着的基板的整个表面上，UV光可能会使基板上的诸如薄膜晶体管等装置的特性变坏并且可能会改变为使液晶初始定向而设置的定向膜的预倾角。
因此，在本发明的第二实施例中，需在用掩模覆盖不设置密封剂的区域时照射UV光。
参照图4A，用掩模80覆盖不设置辅助UV密封剂70a和主UV密封剂70b的区域。将掩模80置于相互附着的基板上侧，并照射UV光。
而且，也可以将掩模80设在附着的基板下侧。此外，尽管如图中所示，在附着的基板上表面30上照射UV光，但是，也可以通过旋转附着的基板而在下基板10上照射UV光。
如果来自UV辐射装置90的UV光被反射并照射到相对侧上，则可能如上所述使基板上诸如薄膜晶体管等装置以及定向膜的特性变坏。因此，优选将掩模设置在附着的基板的下侧和上侧。
也就是说，如图4B所示，把覆盖不设置密封剂70a和70b的区域的掩模80和82设置在互相附着的基板的上侧和下侧。然后在基板上照射UV光。
同时，由于辅助UV密封剂70a并不起密封剂的作用，所以并不需要固化。而且，由于在后面的盒切割工序中，辅助UV密封剂70a的区域与盒切割线重叠，所以，对于盒切割工序来说，更希望辅助UV密封剂70不固化。
参照图4C和4D，当用掩模只盖住不设置主UV密封剂70b的区域，即用掩模同时盖住辅助密封剂70a时，通过照射UV光不会使辅助UV密封剂70a固化。
在这种情况下，在图4C中，在掩模80处于附着的基板下侧或上侧的情况下照射UV光。在图4D中，在掩模80分别处于附着的基板下侧和上侧时照射UV光。
图5A和5B是表示在按照本发明第三实施例所述制作LCD装置的方法中，设置UV密封剂的工序的透视图。
第三实施例除了UV照射工序外，其他部分均与第二实施例相同。在第三实施例中，以一定的倾斜角照射UV光。由于第三实施例的其它部件与第二实施例相同，所以将用相同的参考标记表示相同的部件并且省略对它们的详细说明。
如果在设有UV密封剂的区域上设置遮光层和诸如栅极线和数据线这样的金属线，则UV线将照射不到该区域，因此不会使密封剂固化。这样，会降低下基板和上基板之间的附着力。
因此，在本发明的第三实施例中，UV光以一定的倾角照射在设有UV密封剂的基板上，所以，即使是在UV光照射表面和密封剂之间形成遮光层或金属线层，UV密封剂也同样能固化。
为了以一定倾角照射UV光，如图5A中所示，水平设置附着的基板并将UV辐射装置90设置成具有一定的倾角θ。此外，如图5B所示，也可以将附着的基板设置成具有一定倾角而将UV辐射装置90设置成水平状态。
而且，当用图4A-4D所示掩模盖住不设置密封剂的区域时，可以以一定倾角照射UV光。
图6是表示按照本发明第四实施例所述LCD装置的透视图，图7A和7B是取自图6中线I-I和II-II的剖面图。
如图6和图7所示，按照本发明所述的LCD装置包括下基板10和上基板30，设在下基板10和上基板30之间的UV密封剂，所述密封剂包括设在虚拟区内的辅助UV密封剂70a和与辅助UV密封剂70a相接的周边主UV密封剂70b，在下基板10和上基板30之间设有液晶层50。
同时，尽管图中未示出，但是在下基板10上设置薄膜晶体管、像素电极、和定向膜。在上基板30上设置黑底层(未示出)、滤色片层(未示出)、公用电极(未示出)和定向膜(未示出)。而且，在下基板10和上基板30之间设置衬垫料以保持基板之间的盒间隙。
如上所述，按照本发明所述的LCD装置及其制作方法具有以下优点。
由于是在基板的虚拟区内布置聚集在分配装置喷嘴端部的密封剂，所以不会因附着基板的工序而污染液晶层并且容易完成盒切割工序。
此外，当在附着的基板下侧和/或上侧设置掩模时，如果在基板上照射UV光，则UV光仅照射到设有UV密封剂的区域。在这种情况下，不会损坏形成在基板上的定向膜，也不会使诸如薄膜晶体管等装置的特性变坏。
最后，如果以一定的倾角照射UV光，即使是在密封剂上形成遮光层或金属线，也能使密封剂固化，因此可避免下基板和上基板之间的附着力下降。
对于熟悉本领域的技术人员来说，很显然，可以对本发明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 (22)

1、制作液晶显示器(LCD)装置的方法包括：
准备下基板和上基板；
在下基板和上基板的其中之一上布置辅助密封剂并且接着布置主密封剂，其中将辅助密封剂布置在虚拟区内并使其与主密封剂相接；
将液晶施加于下基板和上基板中的一个基板上；
将下基板和上基板附着到一起，并且
至少使主密封剂固化。
2、根据权利要求1所述的方法，其中，通过照射UV光使主密封剂和辅助密封剂至少部分固化而且固化主密封剂包括照射UV光。
3、根据权利要求1所述的方法，其中辅助密封剂和主密封剂彼此邻接。
4、根据权利要求2所述的方法，其中用两端与丙烯酸基偶联的低聚物构成密封剂。
5、根据权利要求2所述的方法，其中用两端与丙烯酸基偶联的单体构成密封剂。
6、根据权利要求2所述的方法，其中用一端与丙烯酸基偶联而另一端与环氧基偶联的低聚物构成密封剂。
7、根据权利要求2所述的方法，其中用一端与丙烯酸基偶联而另一端与环氧基偶联的单体构成密封剂。
8、根据权利要求2所述的方法，进一步包括在照射UV光之后加热密封剂。
9、根据权利要求6所述的方法，进一步包括在照射UV光之后加热密封剂。
10、根据权利要求7所述的方法，进一步包括在照射UV光之后加热密封剂。
11、根据权利要求2所述的方法，其中在用UV光照射期间，用掩模覆盖不设置密封剂的区域。
12、根据权利要求2所述的方法，其中在用UV光照射期间，用掩模覆盖不设置主UV密封剂的区域。
13、根据权利要求2所述的方法，其中相对于附着的基板以一定的倾斜角照射UV光。
14、根据权利要求1所述的方法，进一步包括在上基板上设置柱形衬垫料。
15、根据权利要求1所述的方法，其中在上基板上形成主密封剂和辅助密封剂并且在下基板上施加液晶。
16、根据权利要求1所述的方法，进一步包括切割附着的基板。
17、根据权利要求16所述的方法，其中穿过辅助密封剂部分切割附着的基板。
18、根据权利要求2所述的方法，进一步包括：
在照射UV光之前，在不设置主密封剂的区域上设置掩模，从而使辅助密封剂不暴露于UV光下；和
切割附着的基板。
19、根据权利要求1所述的方法，其中施加液晶包括将液晶滴加到上基板和下基板中的一个基板上。
20、根据权利要求19所述的方法，其中将液晶按预定图形施加在上基板和下基板中的一个基板上。
21、一种制作液晶显示器(LCD)装置的方法包括：
准备下基板和上基板；
在下基板和上基板的其中之一上布置辅助UV密封剂和主UV密封剂，其中将辅助UV密封剂布置在虚拟区内并使其从主UV密封剂延出；
将液晶施加于下基板和上基板中的一个基板上；
将下基板和上基板附着到一起，和
在附着的基板上照射UV光。
22、根据权利要求21所述的方法，其中使UV光相对于附着的基板以一定倾角照射。
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