CN1272660C - 液晶显示装置的制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种液晶显示装置的制造方法包括：提供第一基板；采用喷墨法在第一基板上形成定向层，以形成暴露第一基板一些部分的多个孔；和采用喷墨法在多个孔的每一个孔内形成一个衬垫料。

Description

液晶显示装置的制造方法
本发明要求享有2002年12月27日于韩国提出的第2002-85624号韩国专利申请的权益，其在此引用以作参考。
技术领域
本发明涉及一种显示装置的制造方法，更具体地说，涉及一种液晶显示装置的制造方法。
背景技术
随着移动电话、个人数字助理(PDA)和笔记本计算机等各种便携式电子装置的发展，对那些外积小、重量轻且能耗低的平板显示装置的需求已日益提高。目前，已经开发了用于实现作为平板显示装置的液晶显示(LCD)装置、等离子体显示板(PDP)装置、场发射显示(FED)装置、和真空荧光显示(VFD)装置。然而，由于LCD装置简便的大规模生产技术、简易的驱动系统、和能够产生高质量的图像，所以目前仍在制造LCD装置。
图1是根据现有技术的液晶显示装置的剖面图。在图1中，LCD装置1包括作为驱动装置基板的下基板5、上基板3、和形成于下基板5和上基板3之间的液晶层7。虽然图中未表示，但是在下基板5上形成多个象素，在每一个象素中形成薄膜晶体管，并在下基板5和上基板3上分别形成象素电极和公共电极。上基板3是滤色片基板，其包括用于产生彩色光的滤色片层。此外，在上基板3上形成定向层，用于使液晶层7的液晶分子取向。
用密封材料9将下基板5和上基板3粘结在一起，并在其中形成用于通过使用形成于下基板5上的驱动装置来驱动液晶分子的液晶层7，以便控制穿过液晶层的光。LCD装置的制造工艺可以分为：驱动装置阵列基板工序，其中驱动装置形成于下基板5上；滤色片基板工序，其中滤色片形成于上基板3上；和液晶盒工序。
图2是按照现有技术的液晶显示装置制造方法的流程图。在图2中，步骤S101包括，采用驱动装置阵列基板工序在下基板上形成多条栅极线和多条数据线，用以限定多个象素区，和包括在象素区内形成与栅极线和数据线相连的薄膜晶体管。此外，形成一通过驱动装置阵列工序与薄膜晶体管相连的象素电极，以用于当通过薄膜晶体管传输信号时驱动液晶层。
步骤S104包括采用滤色片工序在上基板上形成红、绿、蓝(R、G、B)色的滤色片层和公共电极。
步骤S102和S105包括在上基板和下基板上形成定向层，其中摩擦定向层以为形成于下基板与上基板之间液晶层的液晶分子提供初始定向或表面固定力(即，预倾角和取向方向)。
步骤S103包括将多个衬垫料散布到下基板上，以在上基板与下基板之间保持均匀的盒间隙。
步骤S106包括沿上基板的外部区域形成密封材料。
步骤S107包括通过对上基板和下基板共同施压将下基板与上基板粘结在一起。
步骤S108包括将粘结后的下基板和上基板分成多个单独的液晶板。
步骤S109包括通过液晶注入孔将液晶材料注入到液晶板中，其中将该液晶注入孔密封以形成液晶层。
步骤S110包括检验注入后的液晶板。
LCD装置的工作原理是利用液晶材料的光电效应，其中，液晶材料的各向异性使得液晶分子沿特定的方向取向。所以，对液晶分子的控制极大地影响着LCD装置的图像稳定性。由此，对于制造能够产生高质量图像的LCD装置来说，形成定向层和衬垫料是至关重要的。
然而，在衬垫料散布工序中，向将要通过其进行光传输的象素区提供衬垫料。因此，象素区内的衬垫料类似于能阻止液晶分子取向的杂质，这样就会降低孔径比。由此，应当在LCD装置的整个显示屏上控制衬垫料的分布密度并保持其均匀分布。例如，即使衬垫料的分布密度高，且可以保持均匀的盒间隙，但因为衬垫料能使光线分散，所以会降低黑底荧光屏的显示能力并减小对比度。
为了解决上述问题，通过进行沉积(涂敷)、显影和蚀刻有机高分子材料的光刻技术，在所期望的位置形成带有图案的柱状衬垫料。此外，必须增加掩模工序来形成柱状衬垫料，从而增加了制造成本并使整个制造工艺复杂化。但是，在形成定向层之后，要采用散布方法来形成衬垫料，尽管使用带有图案的柱状衬垫料意味着在形成带有图形的柱状衬垫料之后要形成定向层。例如，定向层工序通常采用的是滚涂(roller coating)法。
图3是按照现有技术采用滚涂法形成定向层的方法示意图。在图3中，随着网纹传墨辊22(anylox roll)和刮刀辊(doctor roll)23的旋转，在呈圆柱体状的网纹传墨辊22和刮刀辊23之间均匀地提供定向材料21。使用具有注射器形状的分配器1来提供定向材料21。然后，当网纹传墨辊22旋转并与其上附着有橡皮凸版(rubber plate)25的印刷辊24接触时，形成于网纹传墨辊22表面上的定向材料21传送到橡皮凸版25上。将橡皮凸版25与其上将提供定向材料21的基板26对准。当其上载有基板26的印刷台27移动并接触到印刷辊24时，定向材料21传送到橡皮凸版25上，并再次传送到基板26上，以形成定向层(未示出)。因为定向层的厚度大约是500～1000，所以100的定向层厚度差可以在LCD装置屏幕上产生污点。因此，均匀的定向层厚度对于在LCD装置屏幕上显示高质量的图像是至关重要的。
然而，因为分配器1采用沿网纹传墨辊22的上部分左右移动的方式将定向材料21提供到网纹传墨辊22上，所以不能得到均匀厚度的最终定向层。例如，随着基板26尺寸的增加，形成具有均匀厚度的定向层会变得越来越困难。而且，由于传送到橡皮凸版25上的所有定向层材料21没有全部再次传送到基板26上，且与再次传送到基板26上的定向层材料21的量相比而言，会有大量的定向层材料21浪费掉，而所浪费的定向层材料21的量会增加不必要的生产成本。
发明内容
因此，本发明在于提供一种液晶显示装置的制造方法，其基本上避免了因现有技术的局限和缺点带来的一个或多个问题。
本发明的一个目的在于提供一种液晶显示装置的制造方法，所述的显示装置在基板的整个表面上具有均匀的定向层，从而减少了材料的浪费。
本发明的另一个目的在于提供一种液晶显示装置的制造方法，所述的制造方法具有简化的衬垫料形成工序，从而在所期望的精确位置形成衬垫料。
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对本发明的实践而得到。通过说明书、权利要求书以及附图，可以实现和获得本发明的这些和其它优点。
为了实现这些和其它优点，根据本发明具体和概括的描述的目的，一种液晶显示装置的制造方法包括：提供第一基板；采用喷墨法(ink jet method)在第一基板上形成定向层，并且同时形成暴露第一基板一些部分的多个孔；和采用喷墨法在多个孔的每一个孔内形成一个衬垫料。
按照另一方面，一种液晶显示装置的制造方法包括：提供下基板和上基板，其中下基板上形成有薄膜晶体管而上基板上形成有滤色片；采用喷墨法在下基板和上基板之一上形成定向层，并且同时形成暴露所述下基板和上基板之一的一些部分的多个孔；和在下基板和上基板之一上采用喷墨法形成多个衬垫料。
按照另一方面，一种液晶显示装置的制造方法包括：提供下基板和上基板，其中下基板上形成有薄膜晶体管而上基板上形成有滤色片；采用喷墨法沿着下基板的整个表面提供第一定向层；采用喷墨法沿着上基板的表面提供第二定向层，并且同时形成暴露上基板表面部分的多个孔；和采用喷墨法在形成于上基板被暴露的表面部分上的多个孔的每一个孔中形成一个衬垫料。
按照另一方面，一种液晶显示装置的制造方法包括：提供第一基板和第二基板；在第一基板的第一表面部分上分配第一定向材料，并且同时形成暴露第一基板的第一表面的一些其它部分；和在第二基板的第二表面部分上分配第一定向材料，并且同时形成暴露第二基板的第二表面的一些其它部分。
很显然，上面的概括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
用来提供对本发明进一步理解并且构成本说明书一部分的附图示出了本发明的实施例，它们连同文字部分一起用来解释本发明的原理。这些附图中：
图1是根据现有技术的液晶显示装置的剖面图；
图2是根据现有技术的液晶显示装置制造方法的流程图；
图3是按照现有技术采用滚涂法形成定向层的方法示意图；
图4A是按照本发明采用示例性薄膜晶体管阵列工序制造的示例性第一基板的平面图；
图4B是按照本发明采用示例性滤色片工序制造的示例性第二基板的透视图；
图4C是按照本发明用于形成定向层的示例性方法的示意性剖面图；
图4D是按照本发明用于形成衬垫料的示例性方法的示意性剖面图；
图5是按照本发明采用图4C和4D的方法在基板上形成定向层和衬垫料的透视图。
具体实施方式
现在将详细说明本发明的优选实施例，所述实施例的实例示于附图中。
图4A是按照本发明采用示例性薄膜晶体管阵列工序制造的示例性第一基板的平面图，图4B是按照本发明采用示例性滤色片工序制造的示例性第二基板的透视图，图4C是按照本发明用于形成定向层的示例性方法的示意性剖面图，和图4D是按照本发明用于形成衬垫料的示例性方法的示意性剖面图。图4A中，在薄膜晶体管阵列工序中，可以沿着横向和纵向方向在第一基板100a上来设置多条栅极线101和数据线102，由此限定多个象素区“P”，每一个象素区具有与栅极线101和数据线102相连的薄膜晶体管103。然后，沿着薄膜晶体管103和象素区“P”的整个区域形成钝化层(未示出)，并且可以在钝化层上形成透明象素电极105。
图4B中，在滤色片工序中，可以在第二基板100b上形成黑色矩阵(blackmatrix)111，在对应第一基板100a(图4A中)的象素区“P”的一个区域内形成滤色片113，和在滤色片113上形成公共电极115。
图4C中，采用喷墨法可以在基板200上形成定向层，所述基板可以是第一和第二基板100a和100b(图4A和4B中)中的一个。喷墨法可以包括使用喷墨系统250将定向材料230提供到基板200上，例如所述基板可以是第一和第二基板100a和100b(图4A和4B中)之一或是两者。可以在基板200上将由喷墨系统250提供的定向材料230形成定向层240。尽管未示出，喷墨系统250可以包括用于将定向材料230提供到基板200上的喷嘴和用于将定向材料230提供到喷嘴里的定向材料供应单元。此外，在喷嘴上形成多个孔，其中由孔的打开与闭合来控制定向材料230的供应量。而且，可以通过控制喷嘴的总数来控制形成定向层240的加工时间。
可以通过沿着基板200的整个上部分移动喷嘴来实现定向层240的形成，其中所形成的定向层240在基板200的整个表面具有均匀的厚度。因此，沿着基板200，当喷嘴一通过便可提供定向材料230，通过选择地闭合/打开形成于喷嘴中的一些孔，可以在基板200上形成定向层240。
图4C中，形成的定向层240可以是包括孔220的带有图案的形状，通过所述的孔可以暴露基板200的一些部分。因此，可以在接下来形成衬垫料的区域形成孔220，即栅极线区域和数据线区域。由此，可以在第一基板和第二基板之一上形成定向层240。此外，可以摩擦定向层240，为接下来要提供的液晶材料层的液晶分子提供初始的取向定向。
图4D中，在摩擦定向层240之后，可以在定向层240的孔220中形成衬垫料260。虽然可以在第一和第二基板100a和100b(图4A和4B中)之一上形成衬垫料260，但是，衬垫料260优选形成在其上形成有定向层240的基板200上。因此，可以采用与形成定向层240相同的喷墨法来形成衬垫料260。
在采用喷墨法形成衬垫料260的过程中，喷墨系统350的喷嘴(未示出)可以沿着形成定向层240的区域穿过，并且选择性地将有机材料270(即，感光材料)滴注到形成于定向层240中的孔220中。然后，将有机材料270硬化而形成衬垫料260，其中每一个衬垫料都具有预定的高度。此外，使用溶剂来注射有机材料270，以控制有机材料270的粘度。因此，可以基于溶剂的挥发量来选择已注射的有机材料270的量。由此，在定向层240中所形成的孔220可以起到保持衬垫料260形状的作用，其目的是为了防止滴注到孔220中的有机材料270扩散。例如，衬垫料260可以具有一定的高度(即，3微米或大于3微米)，以便在将第一和第二基板100a和100b(图4A和4B中)粘结在一起时能够在二者之间保持均匀的盒间隙。
然而，由于有机材料270的物理性质，当使用有机材料270而没有使用隔离条(未示出)时，形成衬垫料260会有困难。由此，可以预先在将要形成作为隔离条的衬垫料260的位置形成暴露部分基板200的孔220。因此，如果孔220可以保持有机材料270的高度而不妨碍液晶材料的注入，那么可以将形成于定向层240中的孔220形成为具有特定的形状。例如，可以不必在定向层240上形成用于形成衬垫料260的隔离条。然而，由于额外的掩模工序对形成隔离条来说是必要的，所以，当形成定向层240时有必要预先形成孔220。
当已完成衬垫料260的时候，可以将液晶材料分配到已经形成了薄膜晶体管的第一基板100a(图4A中)的液晶板区域上，并且可以在第二基板100b(图4B中)上沿着液晶板的外部提供密封材料。然后，可以通过密封材料将第一和第二基板100a和100b(图4A和4B中)粘结在一起。接着，可以通过切割工序将粘结后的第一和第二基板分为多个单独的液晶板。
虽然可以将液晶材料滴注到第一和第二基板100a和100b(图4A和4B中)的任意一个上，但是，应当将在其上分配有液晶材料的基板设置为粘结后的第一和第二基板中的下基板。或者，在切割工序之后，将液晶材料注入到多个单独的液晶板中，但是，优选采用液晶分配法，这是由于注射液晶材料需要相当长的加工时间，并会导致浪费大量的液晶材料。因此，在液晶分配法中，由于液晶材料可以在相当短的时间内直接分配到基板上，所以可以非常快速地在大尺寸LCD装置中进行液晶材料层的形成工序。此外，由于只将所需要的液晶材料滴注到基板上，所以极大地减少了液晶材料的浪费。由此，可以极大地降低LCD装置的制造成本。
显然，对于熟悉本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思或范围的情况下，可以对本发明的液晶显示装置的制造方法做各种改进和变型。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 (18)

1.一种液晶显示装置的制造方法，包括：
提供第一基板；
采用喷墨法在第一基板上形成定向层，并且同时形成暴露第一基板的一些部分的多个孔；和
采用喷墨法在多个孔的每一个孔内形成一个衬垫料。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，提供第一基板的步骤包括：
在透明基板上形成沿着横向和纵向方向设置的栅极线和数据线以限定多个象素区；
在栅极线和数据线的交叉点处形成一薄膜晶体管；
沿着包括薄膜晶体管的透明基板的整个表面形成钝化层；和
在每个象素区内形成象素电极。
3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，提供第一基板的步骤包括：
在透明基板上形成黑色矩阵；
在黑色矩阵上形成滤色片；和
在滤色片上形成公共电极。
4.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，采用喷墨法在第一基板上形成定向层的步骤包括：
向具有多个孔的喷嘴供应定向材料；和
将一定量的定向材料通过所述多个孔滴注到第一基板表面上。
5.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，通过打开或闭合形成于喷嘴中的多个孔来控制滴注到第一基板表面上的定向材料的量。
6.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，通过喷嘴的移动将定向材料提供到第一基板的表面上。
7.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，衬垫料包括有机材料。
8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，有机材料包括感光材料。
9.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，进一步包括将液晶材料分配到第一基板上的步骤。
10.一种液晶显示装置的制造方法，包括：
提供下基板和上基板，其中下基板上形成有薄膜晶体管而上基板上形成有滤色片；
采用喷墨法在下基板和上基板之一上形成定向层，并且同时形成暴露所述下基板和上基板之一的一些部分的多个孔；和
在下基板和上基板之一上采用喷墨法形成多个衬垫料。
11.根据权利要求10所述的制造方法，其特征在于，在多个孔的每一个孔内形成多个衬垫料的每一个衬垫料。
12.根据权利要求10所述的制造方法，其特征在于，进一步包括：
在上基板上提供密封材料；和
将液晶材料分配到下基板上。
13.一种液晶显示装置的制造方法，包括：
提供下基板和上基板，其中下基板上形成有薄膜晶体管而上基板上形成有滤色片；
采用喷墨法沿着下基板的整个表面提供第一定向层；
采用喷墨法沿着上基板的表面提供第二定向层，并且同时形成暴露上基板一些表面部分的多个孔；和
采用喷墨法在形成于上基板被暴露的一些表面部分上的多个孔的每一个孔中形成一个衬垫料。
14.一种液晶显示装置的制造方法，包括：
提供第一基板和第二基板；
在第一基板的第一表面的一些部分上分配第一定向材料，并且同时形成暴露第一基板的第一表面的一些其它部分；和
在第二基板的第二表面的一些部分上分配第一定向材料，并且同时形成暴露第二基板的第二表面的一些其它部分。
15.根据权利要求14所述的制造方法，其特征在于，第一基板是滤色片基板，而第二基板是薄膜晶体管基板。
16.根据权利要求14所述的制造方法，其特征在于，分配步骤包括：
将喷嘴定位于第一基板的被暴露的第一表面的一些部分；和
将第一定向材料分配到第一基板的被暴露的第一表面的一些部分和第二基板的被暴露的第二表面的一些部分。
17.根据权利要求16所述的制造方法，其特征在于，分配步骤包括第一基板的移动和第二基板的移动。
18.根据权利要求16所述的制造方法，其特征在于，分配步骤包括喷嘴的移动。
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