TWI468786B - 製造輕薄液晶顯示裝置的方法 - Google Patents

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Description

製造輕薄液晶顯示裝置的方法
本發明涉及一種液晶顯示裝置，尤其是涉及一種使用具有厚度約為0.1t(毫米)至約為0.5t的玻璃基板製造輕薄型液晶顯示(liquid crystal display，LCD)裝置的方法。
近年來，由於社會已認真地進入資訊時代，將各種各樣的電氣信號呈現成視覺影像的顯示裝置的領域已迅速發展。尤其是，由於LCD裝置具有重量輕、薄以及低功率消耗的特點，LCD裝置已被廣泛地用作替代陰極射線管型的顯示裝置。
現有技術中的液晶顯示(LCD)裝置使用液晶分子的光學異向性和偏極化特性。液晶分子由於其細且長的形狀而具有明確的配向方向。液晶分子的配向方向可以藉由施加於穿過液晶分子的電場來控制。換句話說，當改變電場的強度或方向改變時，液晶分子的配向也會改變。LCD裝置包括藉由連接包含像素電極的陣列基板與包含公共電極的彩色濾光基板而形成的液晶面板。陣列基板與彩色濾光基板之間的液晶層中的液晶分子的配向方向藉由在像素電極與公共電極之間產生的電場來控制，從而可以藉由控制透光率來顯示影像。
由於主動矩陣型LCD(active matrix LCD，AM-LCD)裝置具有優良的高解析度以及顯示動態影像的特性，AM-LCD裝置已被廣泛地使用。尤其是，包括作為開關元件的薄膜電晶體(thin film transistor，TFT)的LCD裝置被稱為薄膜電晶體LCD(TFT-LCD)裝置。
第1圖為現有技術中的液晶面板的分解透視圖。如第1圖所示，液晶面板包括陣列基板10、彩色濾光基板20、以及液晶層30。陣列基板10與彩色濾光基板20彼此相對，而液晶層30插設於兩者之間。
陣列基板10包括第一基板12、閘極線14、資料線16、薄膜電晶體(TFT)Tr、以及像素電極18。閘極線14與資料線16均形成在第一基板12上並且相互交錯，以定義像素區域P。薄膜電晶體Tr形成在閘極線14與資料線16的交錯部分。像素電極18形成在像素區域P中，並且與薄膜電晶體Tr相連接。
彩色濾光基板20包括第二基板22、黑色矩陣25、彩色濾光層26、以及公共電極28。黑色矩陣25形成在第二基板22上，並且具有格子形狀。黑色矩陣25對應於第一基板12的非顯示區域。第一基板12的非顯示區域包括閘極線14、資料線16、以及薄膜電晶體Tr。彩色濾光層26對應於像素區域P，並且包括紅色濾光圖案26a、綠色濾光圖案26b、以及藍色濾光圖案26c。公共電極28形成在黑色矩陣25和彩色濾光層26上。公共電極28與像素電極18產生電場，從而藉由電場驅動液晶層30。
雖然圖中未示，密封圖案沿第一基板12和第二基板22的邊緣形成。密封圖案防止液晶層30溢出。此外，第一配向層和第二配向層可形成在第一基板12與液晶層30之間以及第二基板22與液晶層30之間。第一偏光板和第二偏光板可形成在第一基板12與第二基板22的其中之一的外表面上。
背光總成形成在第一基板12的後側，以將光施加於液晶面板。當通過閘極線14施加掃描信號至薄膜電晶體Tr以開啟薄膜電晶體Tr時，影像信號通過資料線16施加於像素電極18，從而在像素電極18與公共電極28之間產生電場。因此，藉由電場來驅動液晶層30中的液晶分子，以顯示影像。
通常，具有透明和絕緣特性的玻璃板用於第一基板12和第二基板22。也就是，藉由進行多個製程而使形成的陣列元件和彩色濾光元件均形成在玻璃基板上。不幸地是，在所述多個製程期間或兩製程之間的傳送期間，玻璃基板被下垂、裂開或損壞。
為了防止或將下垂、裂開或損壞問題的可能性降至最低，使用具有足夠厚度約為0.7t的玻璃基板。然而，使用厚度為0.7t的玻璃基板製造的液晶面板相對地重且厚，因而很難生產輕薄型LCD裝置。尤其是，由於個人移動終端機例如筆記型電腦、個人數位助理(personal digital assistant，PDA)，用於這些終端機的LCD裝置需要增加輕薄型。
因此，在液晶面板上連接第一偏光板和第二偏光板之前，液晶面板的玻璃基板暴露於氫氟酸(HF)溶液中，並且陣列基板和彩色濾光基板的外側被蝕刻，從而使用於陣列基板和彩色濾光基板的玻璃基板的厚度低於約0.5t。
然而，如第2圖所示，為說明液晶面板的外側的蝕刻製程的示意圖，使用蝕噴裝置90將氫氟酸溶液噴灑在液晶面板50的外側，從而蝕刻陣列基板10和彩色濾光基板20的每一個的外側。不幸地是，由於玻璃基板的整個表面不是均勻地蝕刻，在陣列基板10和彩色濾光基板20的外表面上具有細微的葛瑞芬微裂紋(Griffith flaw)或凹陷，從而增加粗糙度。
當第一偏光板和第二偏光板均連接於具有增加的粗糙度的液晶面板50的外側時，降低了黏著特性。此外，由於凹陷部分的厚度小於其他部分，玻璃基板的強度削弱或降低。尤其是，拉伸應變集中在凹陷部分，從而產生開裂並且玻璃基板損壞。
此外，由於具有HF溶液的玻璃基板的蝕刻製程需要十至幾十分鐘，降低了生產產量。
此外，厚度為0.7t的玻璃基板較厚度為0.5t的玻璃基板貴。為了在生產具有0.7t的玻璃基板的液晶面板之後，藉由蝕刻0.7t的玻璃基板來生產包含0.5t的玻璃基板的LCD裝置在成本和製造過程方面效率非常低。
由於蝕刻製程的成本約為玻璃基板的生產成本(0.7t的玻璃基板成本+蝕刻製程成本)的55%，LCD裝置由於蝕刻製程而失去價格競爭力。
因此，本發明的目的在提供一種製造輕薄液晶顯示裝置的方法，其基本上可以避免由於現有技術的不足和缺陷造成的一個或多個問題。
本發明的一個目的是提供製造一種製造輕薄液晶顯示裝置的方法。
本發明的另一個目的是提供一種以低生產成本製造LCD裝置的方法。
本發明的額外的特點和優點將在以下的說明書中闡述，且部分可以從說明中明確，或可藉由實踐本發明而瞭解。本發明的這些目的和其他優點藉由說明書及申請專利範圍以及所附說明書附圖中特定所指的結構獲得和瞭解。
為了獲得這些和其他優點並根據本發明的目的，如這裏具體而廣泛地描述，一種製造液晶顯示裝置的方法包括：在具有第一厚度的第一輔助基板上形成第一黏著圖案；藉由使用該第一黏著圖案連接具有小於該第一厚度的第二厚度的第一製程基板至該第一輔助基板形成第一製程面板；在該第一製程面板的該第一製程基板上形成陣列元件；在具有第三厚度的第二輔助基板上形成第二黏著圖案；藉由使用該第二黏著圖案連接具有小於該第三厚度的第四厚度的第二製程基板至該第二輔助基板形成第二製程面板；在該第二製程面板的該第二製程基板上形成彩色濾光元件；以在該第一製程面板及該第二製程面板之間的一液晶面板連接該第一製程面板與該第二製程面板；削弱該第一黏著圖案和該第二黏著圖案的黏著強度；以及分別從該第一製程基板和該第二製程基板分離該第一輔助基板與該第二輔助基板。
在本發明的另一方面，一種製造液晶顯示裝置的方法包括：藉由在第一製程基板上形成第一覆蓋層形成第一製程面板；在該第一製程面板的該第一製程基板上形成陣列元件；藉由在第二製程基板上形成第二覆蓋層形成第二製程面板；在該第二製程面板的該第二製程基板上形成彩色濾光元件；以及以在該第一製程面板及該第二製程面板之間的一液晶面板連接該第一製程面板及該第二製程面板，其中該第一覆蓋層和該第二覆蓋層的每一個由類鑽碳材料或玻璃纖維增強材料構成。
可以理解地是，前面的概述及後面的詳細描述為示例性及解釋性並意在為申請專利範圍所要保護的發明提供進一步解釋說明。
現在參考本發明的首選實施例，並參考所附圖式作出詳細說明。
在本發明中，不用蝕刻製程即可獲得厚度約為0.1t至0.5t的玻璃基板。將玻璃基板的下垂問題降低至最低。陣列基板和彩色濾光基板均用玻璃基板製造，並且在製造過程之間的傳送期間玻璃基板上沒有損壞。
由於厚度為0.1t至0.5t的玻璃基板容易下垂，玻璃基板的中心是下垂的。因此，在藉由如卡匣之傳送裝置傳送時出現問題。此外，當玻璃基板載入或退出製程裝置時，由小碰撞造成的下垂問題是強烈的，從而產生誤定位問題。因此，玻璃基板可藉由與製程裝置的元件碰撞而損壞。
在本發明的第一實施例中，為了避免下垂或損壞問題，使用輔助基板。即，藉由將厚度為0.1t至0.5t的玻璃基板連接在輔助基板上，具有輔助基板的玻璃基板具有大體上與厚度為0.7t的玻璃基板相同或小於厚度為0.7t的玻璃基板的下垂特性問題。玻璃基板容易連接在輔助基板上，並且容易與輔助基板分離，輔助基板的膨脹率與玻璃基板的膨脹率相似。
第3A圖至第3I圖為顯示根據本發明第一實施例製造LCD裝置的過程的剖視圖。
如第3A圖所示，第一黏著圖案105藉由沿著第一輔助基板101的邊緣塗佈黏合劑材料而形成。第一黏著圖案105可由矽基材料構成。例如，第一黏著圖案105可由苯基材料如矽倍半氧烷和聚二甲矽氧烷(polydimethylsiloxane，PDMS)或丙烯基黏合劑材料構成。
第一黏著圖案105的黏著特性能在高於230℃的製程溫度下保持而沒有其他特性的變化。第一黏著圖案105藉由溶劑或雷射光束而失去黏著特性，從而使第一製程基板110(見第3B圖)容易與第一輔助基板101分離。此外，在第一輔助基板101分離之後，在第一製程基板110上沒有黏合劑材料。
第一輔助基板101可由與第一製程基板110相同的材料構成。即，第一輔助基板101可由玻璃構成。因此，第一輔助基板101具有大體上與第一製程基板110相同的熱膨脹率，從而可防止在製程期間由於膨脹或收縮所造成的誤定位。
此外，第一輔助基板101的厚度大於0.4t。例如，第一輔助基板101的厚度為0.4t至1.0t。厚度約為0.1t的第一製程基板110連接於厚度約為0.4t的第一輔助基板101以及黏著圖案105，從而使製程面板192(第3C圖)的總厚度大於0.5t。製程面板192具有大體上與厚度為0.7t的玻璃基板相同的下垂問題。因此，在LCD裝置的生產線中加工厚度約為0.5t的製程面板192沒有問題。
此外，對於現有技術中的LCD裝置而言，第一輔助基板101由與陣列基板和彩色濾光基板的玻璃基板相同的材料構成，並且厚度與其相似，第一輔助基板101可投入現有技術中的LCD裝置生產線，而不需控制製程條件。
在另一方面，如凸起圖案的第一凹凸圖案103形成在第一輔助基板101上。由於第一凹凸圖案103，容易將第一輔助基板101與第一製程基板110分離。例如，藉由沉積無機絕緣材料如二氧化矽和氮化矽，而將無機絕緣材料層(圖未示)形成在第一輔助基板101上，或是藉由塗佈如光丙烯醯基材料(photo-acryl)、苯並環丁烯、以及聚醯亞胺，而將有機絕緣材料層(圖未示)形成在第一輔助基板101上。無機絕緣材料層或有機絕緣材料層藉由光罩製程形成圖案，所述光罩製程包括形成光阻(PR)層步驟、曝光步驟、顯影步驟以及蝕刻步驟，以形成凹凸表面。
第一凹凸圖案103位於第一黏著圖案105之間的間隔中。也就是，第一黏著圖案105形成在第一輔助基板101的邊緣，而第一凹凸圖案103形成在第一輔助基板101的中心。例如，在形成第一凹凸圖案103之後，使用注射器(圖未示)形成第一黏著圖案105在第一輔助基板101的邊緣。或者，在形成第一黏著圖案105之後，使用注射器(圖未示)形成第一凹凸圖案103在第一輔助基板101的中心。
接下來，如第3B圖所示，由玻璃構成且厚度約為0.1t至約為0.5t的第一製程基板110設置在包含第一凹凸圖案103和第一黏著圖案105的第一輔助基板101之上。第一製程基板110的厚度小於第一輔助基板101的厚度。第一製程基板110連接在第一輔助基板101上，並且固化第一黏著圖案105。連接的第一製程基板110與第一輔助基板101被稱為第一製程面板192。
在將第一製程基板110連接於第一輔助基板101之前，第一黏著圖案105的厚度大於第一凹凸圖案103的厚度。當第一製程基板110連接於第一輔助基板101時，第一製程面板192被擠壓，以使第一黏著圖案105的厚度降低至大體上等於第一凹凸圖案103的厚度。因此，第一製程基板110被第一黏著圖案105和第一凹凸圖案103支撐。
由於第一製程面板192的第一製程基板110和第一輔助基板101均由玻璃構成，第一製程基板110和第一輔助基板101的熱膨脹相同，因而在製造過程期間不存在由熱膨脹的差異產生的問題，例如下垂問題。
此外，由於厚度為0.1t至0.5t的第一製程基板110連接於第一輔助基板101上，第一製程面板192的下垂問題大體上與厚度為0.7t的玻璃基板相同或小於厚度為0.7t的玻璃基板。因此，在現有技術的LCD裝置生產線上的加工製程面板192中沒有問題。
接著，如第3C圖所示，陣列元件形成在第一製程面板192的第一製程基板110上。即，形成閘極線(圖未示)和資料線(圖未示)以及其間的閘極絕緣層117。閘極線與資料線相互交錯，以定義像素區域。在像素區域中，作為開關元件的薄膜電晶體(TFT)Tr形成在閘極線與資料線的交錯部分。例如，薄膜電晶體Tr可包括閘極電極115、包含本質非晶矽的主動層120a以及摻雜質之非晶矽的歐姆接觸層120b的半導體層120、源極電極133以及汲極電極136。閘極電極115與閘極線連接，源極電極133與資料線連接。汲極電極136與源極電極133分離。鈍化層140形成在薄膜電晶體Tr上。鈍化層140包括接觸孔，以暴露薄膜電晶體Tr的汲極電極136。像素電極148形成在鈍化層140上。像素電極148藉由接觸孔與汲極電極136接觸。像素電極148由透明的導電材料構成。
接著，如第3D圖所示，第二黏著圖案185藉由沿第二輔助基板180的邊緣塗佈黏合劑材料而形成。第二黏著圖案185由與第一黏著圖案105相同的材料構成。如凸起圖案的第二凹凸圖案183形成在第二輔助基板180上。第二凹凸圖案183位於第二黏著圖案185之間的間隔中。即，第二黏著圖案185形成在第二輔助基板180的邊緣，並且第二凹凸圖案183形成在第二輔助基板180的中心。例如，在形成第二凹凸圖案183之後，第二黏著圖案185形成在第二輔助基板180的邊緣。
接著，如第3E圖所示，由玻璃構成且厚度約為0.1t至約為0.5t的第二製程基板150設置在包含第二凹凸圖案183和第二黏著圖案185的第二輔助基板180之上。第二製程基板150連接於第二輔助基板180，並且固化第二黏著圖案185。連接的第二製程基板150和第二輔助基板180被稱為第二製程面板194。第二製程基板150的厚度小於第二輔助基板180的厚度。
隨後，將彩色濾光元件形成在第二製程面板194的第二製程基板150上。即，黑色矩陣153形成在像素區域的邊界，並且包含紅色、綠色以及藍色濾光圖案的彩色濾光層156形成在像素區域中。然後，公共電極158藉由沉積透明的導電材料而形成在彩色濾光層156上。具有預定高度的圖案間隔170形成在公共電極158上。圖案間隔170可對應於黑色矩陣153。
在這些彩色濾光製程中，由於第二製程面板194的下垂問題大體上與厚度為0.7t的玻璃基板相同，在第二製程基板150上沒有損壞。
接著，如第3F圖所示，密封圖案177形成在第一製程面板192和第二製程面板194的其中之一的邊緣上。然後，第一製程面板192和第二製程面板194如此排列，以使像素電極148面向公共電極158。然後，液晶層175形成在密封圖案177的內部的間隔中，並且第一製程面板192和第二製程面板194如此連接，以使圖案間隔170與鈍化層140接觸。
接著，如第3G圖所示，雷射光束LB使用雷射照射裝置199照射在第一製程面板192與第二製程面板194的外側上。雷射光束LB如此照射至第一黏著圖案105和第二黏著圖案185，以進行雷射消融製程。因此，第一黏著圖案105和第二黏著圖案185的每一個失去了黏著特性，或者第一黏著圖案105和第二黏著圖案185的每一個的黏著特性削弱或降低。雷射光束LB可集中在第一黏著圖案105與第一製程基板110之間以及第二黏著圖案185與第二製程基板150之間的接觸部分。
接著，如第3H圖所示，將第一輔助基板101與第一製程基板110分離，並且將第二輔助基板180與第二製程基板150分離。因此，獲得了包含第一製程基板110與第二製程基板150的液晶面板196，其中第一製程基板110與第二製程基板150的每一個的厚度約為0.1t至約為0.5t。
由於第一黏著圖案105和第二黏著圖案185與第一製程基板110和第二製程基板150的黏著強度被雷射光束LB削弱或降低，第一輔助基板101與第二輔助基板180容易與液晶面板196分離。
第3G圖和第3H圖顯示了照射雷射光束LB和分離第一輔助基板101與第二輔助基板180的製程。或者，在第一黏著圖案105與第二黏著圖案185均暴露至用於蝕刻第一黏著圖案105和第二黏著圖案185的蝕刻劑之後，第一輔助基板101與第二輔助基板180可與液晶面板196分離。
與液晶面板196分離的第一輔助基板101與第二輔助基板180在移開第一黏著圖案105和第二黏著圖案185之後可再次使用。即，在完全地自第一輔助基板101與第二輔助基板180移開由於雷射消融而失去黏著特性的第一黏著圖案105與第二黏著圖案185之後，新的第一黏著圖案與第二黏著圖案分別形成在第一輔助基板101與第二輔助基板180上，以再次使用。
第一製程基板110與第二製程基板150的每一個的厚度約為0.1t至約為0.5t。然而，由於第一製程基板110與第二製程基板150均自液晶面板196連接，不產生液晶面板196的下垂問題。此外，即使液晶面板196下垂，液晶面板196下垂至稍大於厚度為0.1t至0.7t的單個玻璃基板。因此，在其他製程期間的液晶面板196中不存在問題，例如下垂問題。
接著，如第3I圖所示，第一偏光板187與第二偏光板188分別連接於第一製程基板110與第二製程基板150的外側，以獲得液晶顯示裝置109。
由上述製程製造且具有0.1t至0.5t厚度基板的LCD裝置的總厚度小於現有技術中包含0.7t厚度玻璃基板的LCD裝置。此外，上述LCD裝置的重量小於現有技術中的LCD裝置。即，根據本發明的LCD裝置為輕薄型。
此外，由於不需要液晶面板的基板的外側的蝕刻製程以降低基板的厚度，改善了生產產量。此外，使用價格比0.7t厚度的基板便宜的0.1t至0.5t厚度的基板，從而降低生產成本。再者，藉由使用輔助基板，不會造成問題，例如下垂問題，即使使用較薄的基板。
第3A圖至第3I圖顯示了包含在第一製程基板110上的像素電極148以及在第二製程基板150上的公共電極158的LCD裝置。或者，可製造包含公共電極與像素電極的輕薄型平面切換(in-plane switching，IPS)模式LCD裝置，所述公共電極在第一製程基板上與公共線連接。在這種情況下，像素電極與公共電極為條形並且相互交替排列。在第二製程基板上，沒有公共電極的黑色矩陣、彩色濾光層以及覆蓋層形成。公共線可形成在與閘極電極相同的一層，並且由與閘極電極相同的材料構成。
在IPS模式LCD裝置中，由透明導電材料如銦錫氧化物(indium-tin oxide，ITO)和銦鋅氧化物(indium-zinc oxide，IZO)構成的透明電極位於第二製程基板的外表面上。用於防止被靜電極損壞的透明電極可在連接第二輔助基板180之前形成。或者，透明電極可在連接第二偏光板188之前以及分離第二輔助基板180之後形成。
在本發明的第二實施例與第三實施例中，為了避免下垂問題或損壞問題，將輔助基板連接於厚度約為0.1t至約為0.5t的玻璃基板上，或者在玻璃基板上形成鈍化薄膜。即，藉由將輔助基板連接於0.1t至0.5t厚度的玻璃基板，或者在玻璃基板上形成鈍化薄膜，具有輔助基板或鈍化層的玻璃基板具有大體上與0.7t厚度的玻璃基板相同的下垂問題。因此，即使相對薄的玻璃基板用於LCD裝置，在製造過程期間，在玻璃基板上沒有損壞如下垂問題。
第4A圖至第4I圖為顯示根據本發明第二實施例之製造LCD裝置的過程的剖視圖。
如第4A圖所示，第一黏著圖案205藉由使用注射器塗佈黏合劑材料以及提供熱或照射雷射光束而沿第一輔助基板201的邊緣形成。即，在塗佈黏合劑材料之後，黏合劑材料被熱或雷射光束固化。第一黏著圖案205由矽基材料構成。例如，第一黏著圖案205可由苯基矽倍半氧烷、苯基聚二甲矽氧烷(PDMS)或丙烯基黏合劑材料構成。上述材料被熱或雷射光束所固化。
在這種情況下，第一黏著圖案205的形狀為第5A圖至第5D圖所示的不同改進。如第5A圖所示，第一黏著圖案205可具有單一矩形形狀。即，第一黏著圖案205具有與第一輔助基板201相同的形狀。如第5B圖所示，第一黏著圖案205可具有雙重矩形的形狀。如第5C圖所示，第一黏著圖案205可具有多重矩形的形狀。即，具有不同尺寸的多個矩形圖案構成了第一黏著圖案205。如第5D圖所示，第一黏著圖案205可具有格子形狀。第4A圖顯示了具有單一矩形形狀的第一黏著圖案205。
在另一方面，第一黏著圖案205可由玻璃料構成。第一糊狀物使用注射器或絲網印刷塗佈，以使第一黏著圖案205具有第5A圖至第5D圖所示的其中之一的形狀。
第一輔助基板201可由與第一製程基板210(第4B圖的)相同的材料構成，並且厚度大於0.5t。例如，第一輔助基板201的厚度為0.5t至1.0t。即，第一輔助基板201可由玻璃構成。因此，第一輔助基板201具有大體上與第一製程基板210相同的熱膨脹率，從而可防止在製程期間根據膨脹或收縮的誤定位。
此外，第一輔助基板201由與現有技術中LCD裝置的陣列基板與彩色濾光基板的玻璃基板相同的材料構成，並且具有相似的厚度，第一輔助基板201可投入現有技術中的LCD裝置生產線，而不需要控制製程條件。
接著，如第4B圖所示，由玻璃構成且厚度約為0.1t至約為0.5t的第一製程基板210設置在包含第一黏著圖案205的第一輔助基板101之上。第一製程基板210與第一輔助基板201連接，並且固化第一黏著圖案205。連接的第一製程基板210與第一輔助基板201被稱為第一製程面板292(第4C圖)。第一製程基板210的厚度小於第一輔助基板201。
當第一黏著圖案205由熱固化黏合劑材料或雷射固化黏合劑材料構成，照射熱或雷射光束，以固化第一黏著圖案205。或者，當第一黏著圖案205由玻璃料構成時，依序地照射熱和雷射光束，以固化第一黏著圖案205。
由於第一製程面板292的第一製程基板210和第一輔助基板201均由玻璃構成，第一製程基板210與第一輔助基板201的熱膨脹如此相同，從而在製造過程期間不存在由熱膨脹的差異產生的問題，例如下垂問題。
此外，由於厚度為0.1t至0.5t的第一製程基板210連接於第一輔助基板201，第一製程面板292的下垂問題大體上與0.7t厚度的玻璃基板相同或者小於0.7t厚度的玻璃基板。因此，在現有技術的LCD裝置生產線上加工製程面板292中沒有問題。
接著，如第4C圖所示，陣列元件形成在第一製程面板292的第一製程基板210上。即，閘極線(圖未示)和資料線(圖未示)與其間的閘極絕緣層217形成。閘極線與資料線相互交錯，以定義像素區域。在像素區域中，作為開關元件的薄膜電晶體(TFT)Tr形成在閘極線與資料線的交錯部分。例如，薄膜電晶體Tr可包括：閘極電極215、包含本質非晶矽的主動層220a以及摻雜質之非晶矽的歐姆接觸層220b的半導體層220、源極電極233、以及汲極電極236。閘極電極215與閘極線連接，源極電極233與資料線連接。汲極電極236與源極電極233分離。鈍化層240形成在薄膜電晶體Tr上。鈍化層240包括接觸孔，以暴露薄膜電晶體Tr的汲極電極236。像素電極248形成在鈍化層240上。像素電極248藉由接觸孔與汲極電極236接觸。像素電極248由透明的導電材料構成。
接著，如第4D圖所示，第二黏著圖案285藉由沿著第二輔助基板280的邊緣塗佈黏合劑材料而形成。第二輔助基板280可具有大體上與第一輔助基板201相同的厚度，並且可由大體上與第一輔助基板201相同的材料構成。第二黏著圖案285可具有大體上與第一黏著圖案205相同的形狀，並且可由大體上與第一黏著圖案205相同的材料構成。第4D圖顯示了單一矩形形狀的第二黏著圖案285。
接著，由玻璃構成且厚度約為0.1t至約為0.5t的第二製程基板250設置在包含第二黏著圖案205的第二輔助基板280之上。第二製程基板250與第二輔助基板280連接，並且固化第二黏著圖案285。連接的第二製程基板250與第二輔助基板280被稱為第二製程面板294。第二製程基板250的厚度小於第二輔助基板280。
當第二黏著圖案285由熱固化黏合劑材料或雷射固化黏合劑材料構成時，照射熱或雷射光束，以固化第二黏著圖案285。或者，當第二黏著圖案285由玻璃料構成時，順序照射熱和雷射光束，以固化第二黏著圖案285。
接著，如第4E圖所示，彩色濾光元件形成在第二製程面板294的第二製程基板250上。即，黑色矩陣253形成在像素區域的邊界，並且包含紅色、綠色以及藍色濾光圖案的彩色濾光層256形成在像素區域中。然後，公共電極258藉由沉積透明的導電材料形成在彩色濾光層256上。具有預定高度的圖案間隔270形成在公共電極258上。圖案間隔270可對應於黑色矩陣253。
在這些彩色濾光製程期間，由於第二製程面板294的下垂問題大體上與0.7t厚度的玻璃基板的相同，在第二製程基板250上沒有損壞。
接著，如第4F圖所示，密封圖案277形成在第一製程面板292與第二製程面板294的其中之一的邊緣上。然後，第一製程面板292與第二製程面板294如此排列，以使像素電極248面向公共電極258。然後，液晶層275形成在密封圖案277的內部的間隔中，並且第一製程面板292與第二製程面板294如此連接，以使圖案間隔270與鈍化層240接觸。
接著，如第4G圖所示，進行第一黏著圖案205和第二黏著圖案285的黏著強度削弱或降低製程。例如，雷射光束LB使用雷射照射裝置299照射在第一製程面板292與第二製程面板294的外側上，以造成雷射消融。因此，第一黏著圖案205和第二黏著圖案285的黏著強度削弱或降低。雷射光束LB可集中在第一黏著圖案205與第一製程基板210之間以及第二黏著圖案285與第二製程基板250之間的接觸部分。用於雷射消融之雷射光束LB的雷射源、功率及波長不同於用於固化第一黏著圖案205與第二黏著圖案285的雷射光束的雷射源、功率及波長。藉由雷射光束照射製程，第一黏著圖案205與第二黏著圖案285的每一個失去了黏著特性，或者第一黏著圖案205與第二黏著圖案285的每一個的黏著特性削弱或降低。
在本發明中，由於第一黏著圖案205與第二黏著圖案285作為犧牲層，藉由進行雷射消融而使第一輔助基板201及第二輔助基板280分別與第一製程基板210及第二製程基板250分離的步驟不需要雷射消融製程的額外的犧牲層。
接著，如第4H圖所示，第一輔助基板201與第一製程基板210分離，第二輔助基板280與第二製程基板250分離。因此，獲得了包含第一製程基板210和第二製程基板250的液晶面板296，所述第一製程基板210和第二製程基板250的每一個的厚度約為0.1t至約為0.5t。
由於第一黏著圖案205及第二黏著圖案285與第一製程基板210及第二製程基板250的黏著強度被雷射光束LB削弱或降低，第一輔助基板201與第二輔助基板280容易與液晶面板296分離。
第4G圖和第4H圖顯示了照射雷射光束LB以及分離第一輔助基板201與第二輔助基板280的製程。或者，在第一黏著圖案205與第二黏著圖案285均暴露於用於蝕刻第一黏著圖案205和第二黏著圖案285的蝕刻劑之後，第一輔助基板201與第二輔助基板280可與液晶面板296分離。
與液晶面板296分離的第一輔助基板201與第二輔助基板280可在移除第一黏著圖案205與第二黏著圖案285之後再次使用。即，在完全地自第一輔助基板201與第二輔助基板280移除由於雷射消融而失去黏著特性的第一黏著圖案205與第二黏著圖案285之後，新的第一黏著圖案和第二黏著圖案分別形成在第一輔助基板201和第二輔助基板280上，以再次使用。
第一製程基板210與第二製程基板250的每一個的厚度約為0.1t至約為0.5t。然而，由於第一製程基板210與第二製程基板250均自液晶面板296連接，不產生液晶面板296的下垂問題。此外，即使液晶面板296下垂，液晶面板296下垂至稍大於0.1t至0.7t厚度的單一的玻璃基板。因此，在其他製程期間，在液晶面板296中不存在問題，例如下垂問題。
接著，如第4I圖所示，第一偏光板287與第二偏光板288分別連接在第一製程基板210和第二製程基板250的外側，以獲得液晶顯示裝置209。
由上述製程製造且具有0.1t至0.5t厚度的基板的LCD裝置的總厚度小於現有技術中包含0.7t厚度的玻璃基板的LCD裝置。此外，上述LCD裝置的重量小於現有技術中的LCD裝置的重量。即，根據本發明的LCD裝置為輕薄型。
此外，由於不需要液晶面板的基板的外側的蝕刻製程以降低基板的厚度，改善了生產產量。此外，使用價格比0.7t厚度的基板便宜的0.1t至0.5t厚度的基板，以降低生產成本。再者，藉由使用輔助基板，不引起如下垂問題的問題，即使使用較薄的基板。
第6A圖至第6F圖為顯示根據本發明第三實施例之製造LCD裝置的過程的剖視圖。用滾動式方法製造LCD裝置。
如第6A圖所示，類鑽碳(diamond-like carbon，DLC)材料在約為300至約為500℃的溫度下被沉積在厚度約為0.1t至0.5t以及厚度約為0.5μm至約為5μm的母玻璃基板301的至少一個表面上。該DLC材料具有類似鑽石的固體結構。DLC材料被淬火(迅速冷卻)，以在母玻璃基板301上形成覆蓋層305。由於所述覆蓋層305，降低了母玻璃基板301的下垂問題，並且改善了母玻璃基板301的僵硬特性。或者，代替沉積和冷卻DLC材料，透明的玻璃纖維增強材料如聚乙烯醇縮丁醛在室溫下被塗佈於厚度約為0.5μm至約為5μm的母玻璃基板301的至少一個表面上，以形成覆蓋層305。
第6A圖顯示了在母玻璃基板301的一個表面上的覆蓋層305。或者，覆蓋層305也可形成在母玻璃基板301的上表面和下表面上。
接著，如第6B圖所示，使用切割單元410切割母玻璃基板301，其中所述覆蓋層305形成在母玻璃基板301上，以獲得用於LCD裝置的第一製程基板310和第二製程基板350。第一製程基板310與覆蓋層305的結合被稱為第一製程面板，第二製程基板350與覆蓋層305的結合被稱為第二製程面板。
第一製程基板310與第二製程基板350的每一個具有與0.7t厚度的玻璃基板相似的下垂問題，其中覆蓋層305形成在第一製程基板310與第二製程基板350的每一個上。此外，由於覆蓋層305，第一製程基板310與第二製程基板350的僵硬特性與0.7t厚度的玻璃基板相似。因此，即使母玻璃基板301(第6A圖)具有相對低的厚度，第一製程基板310與第二製程基板350用於沒有損壞的LCD裝置製造裝置。
第7圖顯示了根據本發明第三實施例中具有0.5μm的DLC材料的覆蓋層的0.2t厚度的玻璃基板的下垂和剛性，第8圖顯示了不具有覆蓋層的0.2t厚度的玻璃基板的下垂和剛性。
參考第7圖和第8圖，與第8圖所示的玻璃基板相比較，第7圖所示之具有0.5μm的覆蓋層的玻璃基板下垂較少。此外，第7圖所示之具有0.5μm覆蓋層的玻璃基板的平均僵硬程度大於第8圖所示之玻璃基板的平均僵硬程度。
因此，具有覆蓋層的玻璃基板具有降低的下垂問題以及改善的僵硬特性，從而使具有覆蓋層的玻璃基板用於沒有任何損壞的LCD裝置製造裝置。
接著，如第6C圖所示，陣列元件形成在第一製程基板上。即，閘極線(圖未示)和資料線(圖未示)與其間的閘極絕緣層317形成。閘極線與資料線相互交錯，以定義像素區域。在像素區域中，作為開關元件的薄膜電晶體(TFT)Tr形成在閘極線與資料線的交錯部分。例如，薄膜電晶體Tr可包括：閘極電極315、包含本質非晶矽的主動層320a以及摻雜質的非晶矽的歐姆接觸層320b的半導體層320、源極電極333、以及汲極電極336。閘極電極315與閘極線連接，源極電極333與資料線連接。汲極電極336與源極電極333分離。鈍化層340形成在薄膜電晶體Tr上。鈍化層340包括接觸孔，以暴露薄膜電晶體Tr的汲極電極336。像素電極348形成在鈍化層340上。像素電極348藉由接觸孔與汲極電極336接觸。像素電極348由透明的導電材料構成。
第6C圖顯示了陣列元件如閘極電極315形成在覆蓋層305上。或者，陣列元件可形成在第一製程基板310上。
接著，如第5D圖所示，彩色濾光元件形成在第二製程基板上。即，黑色矩陣353形成在像素區域的邊界，並且包含紅色、綠色、以及藍色濾光圖案的彩色濾光層356形成在像素區域中。然後，公共電極358藉由沉積透明的導電材料而形成在彩色濾光層356上。具有預定高度的圖案間隔370形成在公共電極358上。圖案間隔370可對應於黑色矩陣353。
第6D圖顯示了彩色濾光元件如彩色濾光層356形成在覆蓋層305上。或者，彩色濾光元件可形成在第二製程基板350上。
在這些彩色濾光製程期間，因為第二製程基板350的下垂問題由於覆蓋層305大體上與0.7t厚度的玻璃基板相同，在第二製程基板350上沒有損壞。
接著，如第6E圖所示，密封圖案377形成在第一製程基板310與第二製程基板350的其中之一的邊緣上。然後，第一製程基板310與第二製程基板350如此排列，以使像素電極348面向公共電極358。然後，液晶層375形成在密封圖案377的內部的間隔中，並且第一製程基板310與第二製程基板350如此連接，以使圖案間隔370與鈍化層340接觸。
接著，如第6F圖所示，第一偏光板387與第二偏光板388分別連接於第一製程基板與第二製程基板的外側，以獲得液晶顯示裝置309。
第6A圖顯示了覆蓋層形成在母玻璃基板上。或者，在將母玻璃基板切割為單位玻璃基板之後，輔助基板連接於第一實施例或第二實施例所示的單位玻璃基板。然後，藉由沉積DLC材料或塗佈玻璃纖維增強材料而使覆蓋層形成在單位玻璃基板上，並且分離輔助基板。
由上述製程製造且具有0.1t至0.5t厚度的基板的LCD裝置的總厚度小於現有技術中包含0.7t厚度的玻璃基板的LCD裝置。此外，上述LCD裝置的重量小於現有技術中的LCD裝置的重量。即，根據本發明的LCD裝置為輕薄型。
此外，由於不需要液晶面板的基板的外側的蝕刻製程以降低基板的厚度，改善了生產產量。此外，使用價格比0.7t厚度的基板便宜的0.1t至0.5t厚度的基板，降低了生產成本。
第4A圖至第4I圖以及第6A圖至第6F圖顯示了包含在第一製程基板上的像素電極與在第二製程基板上的公共電極的LCD裝置。或者，可製造包含公共電極與像素電極的輕薄型平面切換(IPS)模式LCD裝置，所述公共電極在第一製程基板上與公共線連接。在這種情況下，像素電極與公共電極為條形並且可相互交替排列。在第二製程基板上，不具有公共電極的黑色矩陣、彩色濾光層以及覆蓋層形成。公共線可形成在與閘極電極相同的層並且可由與閘極電極相同的材料構成。
可以理解地是，本領域的技術人員在不脫離本發明的精神或範圍下，可以對本發明作出各種修改及變換。因此，可以意識到本發明涵蓋在所附申請專利範圍及其等同物的範圍內所提供的本發明的修改及變換。
本申請案主張於2011年5月12日提交的韓國專利申請第10-2011-0044669號及2011年6月10日提交的韓國專利申請第10-2011-0056069號的權益，該等專利申請在此全部引用作為參考。
10．．．陣列基板
12．．．第一基板
14．．．閘極線
16．．．資料線
18．．．像素電極
20．．．彩色濾光基板
22．．．第二基板
25．．．黑色矩陣
26．．．彩色濾光層
26a．．．紅色濾光圖案
26b．．．綠色濾光圖案
26c．．．藍色濾光圖案
28．．．公共電極
30．．．液晶層
50．．．液晶面板
90．．．蝕噴裝置
101、201．．．第一輔助基板
103．．．第一凹凸圖案
105、205．．．第一黏著圖案
109、209、309．．．液晶顯示裝置
110、210、310．．．第一製程基板
115、215、315．．．閘極電極
117、217、317．．．閘極絕緣層
120a、220a、320a．．．主動層
120b、220b、320b．．．歐姆接觸層
120、220、320．．．半導體層
133、233、333．．．源極電極
136、236、336．．．汲極電極
140、240、340．．．鈍化層
148、248、348．．．像素電極
150、250、350．．．第二製程基板
153、253、353．．．黑色矩陣
156、256、356．．．彩色濾光層
158、258、358．．．公共電極
170、270、370．．．圖案間隔
175、275、375．．．液晶層
177、277、377．．．密封圖案
180、280．．．第二輔助基板
183．．．第二凹凸圖案
185、285．．．第二黏著圖案
187、287、387．．．第一偏光板
188、288、388．．．第二偏光板
192、292．．．第一製程面板
194、294．．．第二製程面板
196、296．．．液晶面板
199、299．．．雷射照射裝置
301．．．母玻璃基板
305．．．覆蓋層
410．．．切割單元
LB．．．雷射光束
P．．．像素區域中
Tr．．．薄膜電晶體
所附圖式，其中提供關於本發明的進一步理解並且結合與構成本說明書的一部份，說明本發明的實施例並且描述一同提供對於本發明的原則的解釋。
第1圖為現有技術中液晶面板的分解透視圖；
第2圖為說明液晶面板的外側的蝕刻製程的示意圖；
第3A圖至第3I圖為顯示根據本發明第一實施例之製造LCD裝置的過程的剖視圖；
第4A圖至第4I圖為顯示根據本發明第二實施例之製造LCD裝置的過程的剖視圖；
第5A圖至第5D圖為顯示根據本發明第二實施例之用於LCD裝置的製造過程的第一黏著圖案的示意圖；
第6A圖至第6F圖為顯示根據本發明第三實施例之製造LCD裝置的過程的剖視圖；
第7圖為顯示根據本發明第三實施例之具有0.5μm的DLC材料的覆蓋層之厚度為0.2t的玻璃基板的下垂和剛性；以及
第8圖為顯示沒有覆蓋層的厚度為0.2t的玻璃基板的下垂和剛性。
101．．．第一輔助基板
103．．．第一凹凸圖案
105．．．第一黏著圖案
110．．．第一製程基板

Claims (14)

  1. 一種製造輕薄液晶顯示裝置的方法，包括：在具有一第一厚度的一第一輔助基板上形成一第一黏著圖案；藉由使用該第一黏著圖案連接具有小於該第一厚度之一第二厚度的一第一製程基板至該第一輔助基板形成一第一製程面板；在該第一製程面板的該第一製程基板上形成一陣列元件；在具有一第三厚度的一第二輔助基板上形成一第二黏著圖案；藉由使用該第二黏著圖案連接具有小於該第三厚度之一第四厚度的一第二製程基板至該第二輔助基板形成一第二製程面板；在該第二製程面板的該第二製程基板上形成一彩色濾光元件；以在該第一製程面板及該第二製程面板之間的一液晶面板連接該第一製程面板與該第二製程面板；削弱該第一黏著圖案與該第二黏著圖案的黏著強度；分別從該第一製程基板與該第二製程基板分離該第一輔助基板與該第二輔助基板；在形成該第一黏著圖案的步驟之前，或是在形成該第一黏著圖案的步驟之後以及在形成該第一製程面板的步驟之前，在該第一輔助基板上形成一第一凹凸圖案；以及在形成該第二黏著圖案的步驟之前，或是在形成該第二黏著圖案的步驟之後以及在形成該第二製程面板的步驟之前，在該第二輔助基板上形成一第二凹凸圖案。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述之製造輕薄液晶顯示裝置的方法，其中該第一厚度與該第三厚度的每一個約為0.4毫米至約為1.0毫米，而該第二厚度與該第四厚度的每一個約為0.1毫米至約為0.5毫米。
  3. 依據申請專利範圍第1項所述之製造輕薄液晶顯示裝置的方法，其中該第一輔助基板和該第二輔助基板以及該第一製程基板和該第二製程基板中的每一個由玻璃構成。
  4. 依據申請專利範圍第1項所述之製造輕薄液晶顯示裝置的方法，其中削弱該第一黏著圖案與該第二黏著圖案的黏著強度的步驟包括將一雷射光束照射至該第一黏著圖案和該第二黏著圖案，或是將該第一黏著圖案和該第二黏著圖案暴露於一蝕刻劑。
  5. 依據申請專利範圍第1項所述之製造輕薄液晶顯示裝置的方法，其中形成該陣列元件的步驟包括：形成一閘極線以及與該閘極線交錯的一資料線；形成與該閘極線和該資料線連接的一薄膜電晶體；以及形成與該薄膜電晶體連接的一像素電極。
  6. 依據申請專利範圍第5項所述之製造輕薄液晶顯示裝置的方法，其中形成該彩色濾光元件的步驟包括：形成一彩色濾光層；以及形成面向該像素電極的一公共電極。
  7. 依據申請專利範圍第5項所述之製造輕薄液晶顯示裝置的方法，其中形成該陣列元件步驟進一步包括形成一公共電極，其中該像素電極與該公共電極相互交替地排列。
  8. 依據申請專利範圍第7項所述之製造輕薄液晶顯示裝置的方法，進一步包括在該第二製程基板的一外表面上形成一透明電極。
  9. 依據申請專利範圍第1項所述之製造輕薄液晶顯示裝置的方法，進一步包括：在分離該第一輔助基板和該第二輔助基板之後，分別在該第一製程基板和該第二製程基板的外側上形成一第一偏光板和一第二偏光板。
  10. 依據申請專利範圍第1項所述之製造輕薄液晶顯示裝置的方法，其中該第一黏著圖案和該第二黏著圖案的每一個由矽倍半氧烷、聚二甲矽氧烷、以及丙烯基黏合劑材料的其中之一構成。
  11. 依據申請專利範圍第10項所述之製造輕薄液晶顯示裝置的方法，其中形成該第一製程面板的步驟包括藉由熱或雷射光束固化該第一黏著圖案，以及形成該第二製程面板的步驟包括藉由熱或雷射光束固化該第二黏著圖案。
  12. 依據申請專利範圍第1項所述之製造輕薄液晶顯示裝置的方法，其中該第一黏著圖案和該第二黏著圖案的每一個由一玻璃料構成。
  13. 依據申請專利範圍第12項所述之製造輕薄液晶顯示裝置的方法，其中形成該第一製程面板的步驟包括藉由雷射光束固化該第一黏著圖案，以及形成該第二製程面板步驟包括藉由雷射光束固化該第二黏著圖案。
  14. 依據申請專利範圍第1項所述之製造輕薄液晶顯示裝置的方法，其中該第一黏著圖案和該第二黏著圖案的每一個具有一單一矩形形狀、一雙重的矩形形狀、一多矩形形狀以及一格子形狀的其中之一。
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