專利名稱：液晶顯示屏制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示器的液晶顯示屏制造方法。特別是涉及一種單基板無液晶注入過程，利用聚合物單體在聚合反應(yīng)中與液晶發(fā)生相分離的過程，形成的液晶層被聚合物薄膜覆蓋的雙層結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)液晶材料的封裝制作的液晶屏的制造方法。
背景技術(shù)：
液晶顯示器以其輕薄和低功耗等特性得到迅速發(fā)展，近年來已廣泛應(yīng)用于各類信息顯示設(shè)備。市場對大面積，更輕薄的液晶顯示器需求也越來越強烈。
現(xiàn)有的薄膜晶體管液晶顯示器在液晶盒制造的階段使用的是注入法，液晶被密封在TFT陣列基板和CF彩膜基板之間如圖1a所示在陣列基板10上印刷涂布PI膜11，并形成取向膜來控制液晶分子定向排列。如圖1b所示將密封材料邊框膠12用網(wǎng)板印刷或針式涂布法形成在基板邊緣。如圖1c所示將陣列基板10和功能基板13貼合在一起，用隔墊物控制兩塊基板間的厚度(未圖示)，形成空的液晶盒。如圖1d所示在真空條件下，利用毛細(xì)管原理通過液晶注入口14將液晶注入空盒中，并封閉注入口。這種方法在制造大面積液晶顯示器和塑料基板液晶顯示器時，其液晶注入時間長，不利于產(chǎn)能的提高和生產(chǎn)周期的縮短；另一方面，對于大面積液晶顯示器，注入法還容易產(chǎn)生氣泡和注不滿的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響成品率。另外，注入口密封材料在固化前與液晶接觸，難免雜質(zhì)進入液晶層，易產(chǎn)生白色拖尾現(xiàn)象，造成液晶顯示器的短壽命和較低的顯示質(zhì)量。為制造輕薄的液晶顯示器，確保基板的強度，塑料基板為新一代液晶顯示器的目標(biāo)。而在液晶注入過程中，由于空盒內(nèi)外的壓力差，塑料基板會發(fā)生嚴(yán)重的變形，直接影響產(chǎn)品質(zhì)量和批量生產(chǎn)。因此，在大尺寸TFT-LCD制造中，如何解決液晶注入技術(shù)，提高產(chǎn)品的良品率，成為TFT-LCD制造工藝中的一個重要課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要為了解決上述的技術(shù)問題，提供一種不需空盒注入過程的液晶顯示器制造方法。
為了實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明提供一種液晶顯示器的液晶屏的制造工藝技術(shù)，其步驟如下1.在TFT陣列基板表面印刷PI形成取向膜。
2.在形成取向膜的陣列基板表面周邊，形成用來控制液晶層厚度的邊框膠的支撐結(jié)構(gòu)。
3.在基板表面邊框膠支撐結(jié)構(gòu)區(qū)域中，真空狀態(tài)下均勻涂布液晶與聚合物單體的混合物。
4.通過紫外光照射使聚合物單體和液晶發(fā)生相分離，混合物最后形成了液晶層和聚合物層的雙層結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)液晶材料的封裝。
5.涂布光聚合材料形成保護層。
6.視器件結(jié)構(gòu)的需要，在聚合物膜上淀積透明電極，并限定其圖形。
7.貼付功能基板或后保護膜。
本發(fā)明其優(yōu)勢為由于采用平面涂布滴入液晶法，顯著降低了液晶層氣泡產(chǎn)生的機會，適應(yīng)制造大面積的高質(zhì)量液晶顯示器；由于不需要液晶注入過程，對于大面積液晶顯示器可以縮短制盒階段的制造周期；可以實現(xiàn)單基板液晶顯示器，降低液晶顯示器盒厚和重量；使用塑料基板的液晶顯示器可減少其變形，從而可以實現(xiàn)塑料基板液晶顯示器的批量生產(chǎn)；對于鐵電液晶和反鐵電液晶顯示器，通常需要厚度在2um以下的液晶盒，并且排列很容易受外力影響。利用本技術(shù)，不需要薄盒的制造過程，并且聚合物單體聚合過程中在液晶層內(nèi)形成稀疏網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可以提高排列的穩(wěn)定性。


圖1a～1d，為一般的液晶顯示器的液晶注入制造方法的示意圖。
附圖的標(biāo)號說明10～陣列基板11～PI層12～密封材料13～CF基板14～注入孔圖2a～2g是本發(fā)明實施例液晶材料封裝的示意圖。
附圖的標(biāo)號說明20～陣列基板21～取向膜22～厚度控制邊框膠23～混合物24～液晶層25～聚合物層26～保護層27～透明電極層28～功能基板
具體實施例方式
為了更清楚理解本發(fā)明的目的、特點和優(yōu)勢，下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步的描述。
請參見圖2a～2g是本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖2a所示在TFT陣列基板20的表面印刷PI取向膜21(可為聚丙烯樹脂或聚酰亞胺樹脂)，形成取向膜用來控制液晶分子定向排列。
如圖2b所示在形成取向膜的陣列基板20的四周邊涂布一定高度的厚度控制邊框膠圍墻22(可為熱固化型環(huán)氧樹脂或紫外線固化型環(huán)氧樹脂)。散布隔墊物用來控制液晶層厚度(未圖示)，使陣列基板20與聚合物薄膜覆蓋層形成均勻間隙。
如圖2c所示將液晶材料和可以光聚合的聚合物單體(可為丙烯酸酯類或甲基丙烯酸鹽和酯類)混合成為混合物，并脫除氣泡。在真空條件下用自動注射器將混合體均勻滴注涂布在水平放置的陣列基板表面的邊框膠圍墻22內(nèi)，形成液晶與聚合物單體的混合物23。利用加熱和超生波振動技術(shù)進一步脫泡同時使液晶層均勻分布，并將其升溫至85℃，保持15分鐘。為實現(xiàn)設(shè)計的液晶層厚度，需要選擇和控制液晶材料和聚合物單體的比例(一般為液晶材料∶聚合物單體＝8∶2)。
如圖2d所示將帶有混合物涂層的基板置于高精度曝光機下，照射10分鐘。嚴(yán)格控制照射光束的焦平面或干涉光束的干涉平面的位置，使其位于混合物層的表面。聚合物單體在紫外線的照射下，發(fā)生聚合反應(yīng)，并逐漸與液晶發(fā)生相分離。由于照射光能量大部分集中在混合物層的上表面，所以聚合反應(yīng)也主要發(fā)生在上表面。混合物最后分離成液晶層24和聚合物薄膜層25的雙層結(jié)構(gòu)，聚合物薄膜層覆蓋在液晶層上面，實現(xiàn)液晶層的封裝。
如圖2e所示在聚合物層25上通過旋轉(zhuǎn)法涂布形成厚度2um的聚合物單體，并通過光照聚合，形成保護層26。形成該保護層26主要目的是為增加聚合物層強度，將液晶層與外界環(huán)境更充分的分離。
如圖2f所示通過濺射的方法在保護層26上淀積透明導(dǎo)電層27如氧化銦錫(ITO)或氧化銦鋅(IZO)，利用掩膜光刻技術(shù)形成電極圖形，與基板上的電極或驅(qū)動元件相配合，用來驅(qū)動液晶層，從而實現(xiàn)信息顯示。
如圖2h所示在已形成的電極圖形27上貼付保護膜或功能基板28(可為玻璃基板或塑料基板或彩色濾光膜基板)，并貼合偏振片(未圖示)，完成液晶屏制作。
本發(fā)明采用了在單基板上利用聚合物單體在聚合反應(yīng)中與液晶發(fā)生相分離的過程，形成液晶層被聚合物薄膜覆蓋的雙層結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)液晶材料的封裝。進一步利用涂布、濺射、光刻貼合等技術(shù)完成液晶屏的制造。同傳統(tǒng)的液晶屏制造技術(shù)相比，省去了空盒制造和空盒注入液晶的過程。在塑料基板和大尺寸液晶顯示器制造方面，具有明顯優(yōu)勢。生產(chǎn)大尺寸液晶顯示器可縮短生產(chǎn)周期20％以上。該工藝可使用塑料基板，將液晶屏做得很薄，使液晶屏盒厚和重量降低50％。從而可實現(xiàn)縮短生產(chǎn)周期、降低成本、大批量生產(chǎn)。
權(quán)利要求
1.一種薄膜晶體管液晶顯示器液晶屏的制造方法，步驟及特征如下在基板表面形成取向膜；在形成取向膜的基板表面周邊，形成邊框膠的支撐結(jié)構(gòu)；在基板表面邊框膠支撐結(jié)構(gòu)區(qū)域涂布液晶和聚合物單體的混合物；使聚合物單體和液晶發(fā)生相分離，實現(xiàn)液晶材料的封裝；涂布聚合物單體材料形成保護層；根據(jù)器件結(jié)構(gòu)，必要時在聚合物膜上形成透明電極圖形；貼付功能基板或保護膜；
2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述液晶屏的制造方法，其特征在于在形成取向膜的基板表面四周邊，形成用來控制液晶層厚度及密封液晶屏的邊框膠的支撐結(jié)構(gòu)，該邊框膠可為熱固化型環(huán)氧樹脂或紫外線固化型環(huán)氧樹脂。
3.根據(jù)權(quán)利要求書2所述液晶屏的制造方法，其特征在于基板可為具有要求功能(包括驅(qū)動電極或驅(qū)動電路，也可帶有彩色濾光膜)的玻璃基板或塑料基板及硅單晶基板。
4.根據(jù)權(quán)利要求書1所述液晶屏的制造方法，其特征在于在真空狀態(tài)下將混合體滴注在水平放置的基板表面的邊框膠支撐結(jié)構(gòu)區(qū)域中。
5.根據(jù)權(quán)利要求書4所述液晶屏的制造方法，其特征在于其混合體由液晶材料和可以光聚合的聚合物單體混合而成，為實現(xiàn)設(shè)計的液晶層厚度，需要選擇和控制液晶材料和聚合物單體的比例(一般為液晶材料∶聚合物單體＝8∶2)。
6.根據(jù)權(quán)利要求書5所述液晶屏的制造方法，其特征在于液晶材料可為向列相液晶或鐵電液晶及反鐵電液晶；其聚合物單體可為丙烯酸酯類或甲基丙烯酸鹽和酯類。
7.根據(jù)權(quán)利要求書1所述液晶屏的制造方法，其特征在于將帶有混合物涂層的基板置于高精度曝光機下，使其混合物層的聚合物單體在紫外線的照射下，發(fā)生聚合反應(yīng)，并逐漸與液晶發(fā)生相分離，混合物最后分離成液晶層和聚合物層的雙層結(jié)構(gòu)，聚合物層覆蓋在液晶層上面，實現(xiàn)液晶層的封裝，從而實現(xiàn)使用單基板制造液晶顯示器。
8.根據(jù)權(quán)利要求書1所述液晶屏的制造方法，其特征在于在聚合物層上涂布聚合物單體，并光照聚合，形成保護層。
9.根據(jù)權(quán)利要求書1所述液晶屏的制造方法，其特征在于透明電極可為氧化銦錫(ITO)或氧化銦鋅(IZO)。
10.根據(jù)權(quán)利要求書1所述液晶屏的制造方法，其特征在于貼付的功能基板或保護膜可為玻璃基板或塑料基板或彩色濾光膜基板。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種液晶顯示器的制造方法。特別是涉及一種單基板無液晶注入過程，利用聚合物單體在聚合反應(yīng)中與液晶發(fā)生相分離的過程，形成的液晶層被聚合物薄膜覆蓋的雙層結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)液晶材料的封裝制作的液晶屏的制造方法。根據(jù)器件結(jié)構(gòu)的需要，進一步利用涂布、濺射、光刻貼合等技術(shù)完成液晶屏的制造。同傳統(tǒng)的液晶屏制造技術(shù)相比，省去了空盒制造和空盒注入液晶的過程。在塑料基板和大尺寸液晶顯示器制造方面，具有明顯優(yōu)勢。該工藝還可使用塑料基板，將液晶屏做得很薄，使液晶屏盒厚和重量降低50％以上。
文檔編號G02F1/13GK1556434SQ20031011600
公開日2004年12月22日 申請日期2003年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月30日
發(fā)明者邵喜斌, 黃芳芳, 郭曉東, 王榮艷, 蔡麗杰, 于暢 申請人:吉林北方彩晶數(shù)碼電子有限公司