專利名稱：制造液晶顯示板的方法和液晶顯示板制造設備的制作方法
背景技術：
本發(fā)明涉及一種制造液晶顯示板的方法和液晶顯示板制造設備。
通常，液晶顯示板的形成包括下述步驟，即疊加一對其間插入襯墊料的玻璃基底，用框狀密封件粘接基底，以及將液晶注入到由密封件和基底包圍的空間中。襯墊料設置在一對基底之間以保持基底之間的間隙均勻并具有預定的厚度。由此，保證了整個屏幕的均勻顯示品質。球形襯墊料如分散在基底上的塑料珠，棒狀襯墊料如玻璃纖維，或者柱狀襯墊料用作襯墊料，它們通過光刻法設置在基底上的所需部分，在該部分中光敏樹脂涂布在基底上，然后受到曝光和顯影處理。
在制造具有以上結構的液晶顯示板的方法中，兩個基底粘接在一起，每一個基底中形成有透明電極和對準膜，此后將液晶注入基底之間的空間。真空法用作通常的液晶注入方法。在真空法中，首先，具有打開的液晶入口的空顯示板設置在真空設備中，顯示板被抽真空。在該狀態(tài)下，液晶入口浸入充滿液晶的液晶船形器皿中，然后壓力逐漸返回到大氣壓力以將液晶注入顯示板。進一步，提出了一種縮短注入時間的方法，這種方法通過液晶在大氣壓力下的注入期間提高顯示板的溫度以降低液晶的粘性。這種方法稱作加熱注入。
在液晶注入步驟后，密封液晶入口。如在例如日本專利申請，申請人KOKAI，公開號2-87114中公開的，密封方法為加壓密封法，其中液晶入口以加壓液晶已注入顯示板的狀態(tài)進行密封。進一步，密封方法的例子為加熱密封方法，其中液晶入口在加熱液晶已注入顯示板的狀態(tài)下密封。
通常，在室溫(約25℃)下將顯示板從注入步驟傳送到密封步驟。因此，當受到加熱注入的液晶顯示板進入密封步驟時，液晶顯示板的溫度降到大約室溫。
根據(jù)結構如上所述的液晶顯示板，在室溫環(huán)境中，基底之間的間隙由襯墊料保持均勻，容納在基底之間的液晶厚度在每個部分中保持均勻。因此，液晶顯示板可以進行良好的圖像顯示。
然而，形成液晶顯示板的襯墊料和液晶在高溫環(huán)境下膨脹。特別地，液晶的膨脹系數(shù)遠遠大于襯墊料和玻璃等的膨脹系數(shù)。如果該板在高溫環(huán)境下使用，那么由于膨脹系數(shù)的不同而出現(xiàn)顯示的不均勻。
通常，包含顏料的柱狀襯墊料的線性膨脹系數(shù)為約0.8×10-4[/℃]或更小，而液晶的線性膨脹系數(shù)為約2.5×10-4[/℃。例如，假定液晶顯示板的基底之間的間隙在常溫(室溫)下為5.00[μm]，那么在50℃的高溫下，柱狀襯墊料膨脹到5.01[μm]的高度，而熱膨脹液晶層的厚度為5.10[μm]。
因此，熱膨脹液晶向外壓基底，基底變形為凸起。結果，容納在基底之間的襯墊料從基底分離，失去了保持基底之間的間隙的功能。進一步，通過熱膨脹體積增加的液晶在板內移動，基底之間的空間變形為波狀。
如果這種狀態(tài)下的液晶顯示板豎直放置，那么液晶層中體積增加的液晶由于它的自重而聚集在液晶顯示板的較低部分。結果，液晶層的厚度在液晶顯示板的較低部分增加，由此顯示的不均勻出現(xiàn)在圖像顯示中，顯示品質降低。
為了解決這樣的問題，在密封步驟中，在將板加壓以釋放出過量的液晶后密封液晶入口。在這種情況下，液晶從狹窄的液晶入口中釋放。因此，至少花費1小時來釋放過量的液晶，所有釋放的液晶被丟棄和浪費。
本發(fā)明是鑒于上述觀點而做出的。本發(fā)明的目的是提供一種制造液晶顯示板的方法和液晶顯示板制造設備，其中液晶顯示板可以不變地保持良好的顯示品質，而不會受到其使用環(huán)境溫度的影響。
發(fā)明簡述為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明一方面的制造液晶顯示板的方法包括將一對基底彼此粘接使其間具有保持的間隙，限定基底之間的入口；在與室溫相比加熱的環(huán)境中，將液晶通過入口注入到基底之間的空間中；和在自液晶注入起而保持加熱的環(huán)境下用密封劑密封入口。
進一步，根據(jù)本發(fā)明另一方面的液晶顯示板制造設備包括一個室，包括液晶船形器皿以將液晶注入一對基底之間的空間，涂布機構，將密封劑涂布到該對基底上，和加熱器。
本發(fā)明的其他優(yōu)點將在以下的描述中提出，部分從說明書中顯而易見，或者可以通過本發(fā)明的實施而了解。本發(fā)明的優(yōu)點可以通過下文特別指出的設備和結合來認識和獲得。
附圖簡述所附的附圖結合在說明書中并構成說明書的一部分，說明了本發(fā)明的實施例，并與以上給出的概括描述和下文給出的實施例的詳細描述一起，用來解釋本發(fā)明的原理。


圖1是根據(jù)本發(fā)明一實施例的制造設備的平面圖，該設備包括注入裝置，傳送機構和密封裝置。
圖2是根據(jù)本發(fā)明該實施例的液晶顯示板在常溫下的橫截面圖。
圖3是圖2所示的液晶顯示板的透視圖。
圖4是液晶顯示板的示意圖，說明了液晶入口，特別是密封劑吸入寬度。
圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的制造設備變形的平面圖，該變形的設備包括注入裝置和密封裝置。
發(fā)明詳述現(xiàn)在將參考附圖詳細說明根據(jù)本發(fā)明實施例的液晶顯示板的制造方法和制造設備。
首先，說明通過制造方法制造的液晶顯示板的結構。
如圖2和3所示，液晶顯示板1包括彼此相對設置的第一基底2和第二基底4。其間具有預定間隙的第一基底2和第二基底4通過形成在基底之一上的多個柱狀襯墊料3保持。第一基底2設有柵極線，源極線，開關元件，像素電極和對準膜，這些沒有示出。進一步，第二基底4設有公共電極和定向膜，這些沒有示出。
第一和第二基底2和4的邊緣部分通過框狀密封件5粘接。液晶入口7形成在密封件中。將液晶注入到由第一基底2、第二基底4和密封件5封閉的區(qū)域中，以形成液晶層6。液晶入口7用密封劑8密封。
下面，詳細描述如上所述結構的液晶顯示板的制造方法和制造設備。
如圖1所示，制造液晶顯示板1的制造設備10包括進行液晶注入的注入裝置11，進行密封的密封裝置13，和在注入裝置和密封裝置之間傳送液晶顯示板的傳送機構12。
注入裝置11包括注入室14，其用作液晶注入室用來容納空的顯示板1a和液晶。在注入室14中，設有用作第一加熱裝置的加熱器18a和液晶船形器皿19。注入裝置11還具有將液晶供給液晶船形器皿19的液晶供給裝置20，抽空注入室14的抽空裝置21和設置在注入室中的顯示板1a。
密封裝置13包括涂布室16，容納已注入液晶的顯示板1a。在用作涂布室的涂布室16中，設有液晶擦拭部分13a，將密封劑8涂布到板上的涂布機構13b，等待部分13c，和用作加熱涂布室內部的第二加熱裝置的加熱器18c。密封裝置13還具有固化室17，起紫外線照射室的作用。在固化室17中，設有紫外線照射部分13d和用作加熱固化室內部的加熱裝置的加熱器18d。
傳送機構12具有運載工具15，其在注入室14和涂布室16之間可移動。在運載工具中，形成傳送室22，其用作容納顯示板1a的傳送室。進一步，運載工具15設有加熱傳送室22內部的加熱器18b。作為以上制造設備10的變形，可以沒有傳送機構12，注入室14和涂布室16可以直接互相連通。進一步，制造設備可以具有這樣的結構，其中設有包含液晶船形器皿19的一個室，液晶擦拭部分13a，涂布機構13b，和將它們加熱的公共加熱器。
其次，詳細描述通過如上所述結構的制造設備10制造的液晶顯示板1的制造方法。
首先，制備空的顯示板1a，并將其傳送到注入室14中。這里，空的顯示板1a具有通過密封件5粘接的第一基底2和第二基底4，形成在密封件5中的液晶入口7打開。在傳送空的顯示板1a后，在注入室14中將液晶注入顯示板。在這個步驟中，首先，抽空裝置21抽空注入室14，顯示板1a設置在注入室中。
然后，顯示板1a的液晶入口7浸入放在液晶船形器皿19中的液晶。在這種狀態(tài)下，注入室14中的大氣壓逐漸回復到大氣壓力。由此，通過利用毛細管作用液晶從液晶入口7注入到顯示板1a中。
進一步，當液晶注入時，加熱器18a工作以加熱注入室14內的空氣并保持注入溫度不小于液晶顯示板1在其使用溫度范圍內的最大使用溫度。注入溫度可以小于最大使用溫度5℃。這里，液晶顯示板1的最大使用溫度為液晶顯示板可以使用的溫度范圍內的最大溫度。在該實施例中，注入室14中的環(huán)境控制為50±5℃，假定最大使用溫度為50℃。
通過如上所述加熱注入室14的內部，將注入液晶的顯示板1a也被加熱并保持在50±5℃的注入溫度。進一步，將注入到顯示板1a中的液晶在注入的同時也被加熱到注入溫度，在熱膨脹的狀態(tài)下注入顯示板。
通過上述步驟，由顯示板1a的兩個基底和密封件5封閉的區(qū)域充滿了膨脹的液晶，隨后注入完成。在注入期間，顯示板1a和注入液晶保持在注入溫度。在加熱狀態(tài)下注入液晶可以減小液晶的粘性和縮短注入時間。在上述注入步驟中，將液晶通過顯示板1a加熱。然而，將液晶本身加熱到注入溫度，其后將其注入到空的顯示板中也是可能的。例如，比室溫下的液晶膨脹更大的液晶可以注入到顯示板中。
在液晶注入完成之后，將顯示板1a從注入裝置11傳送到傳送機構12的傳送室22中。傳送室22中的環(huán)境通過加熱器18b預先保持在50±5℃的傳送溫度。然后，通過運載工具15將容納已注入液晶顯示板1a的傳送室22從注入裝置11傳送到密封裝置13，其后將顯示板從傳送室傳送到涂布室16中。
由此，在液晶注入后保持在最大使用溫度的狀態(tài)下，將顯示板1a和其中的注入液晶從注入室14送到涂布室16中。涂布室16中的環(huán)境通過加熱器18c預先保持在50±5℃的涂布溫度。涂布室16的內部保持在大氣壓力下，對顯示板1a應用任何具體的壓力不是必要的。
其次，在涂布室16中將顯示板1a的液晶入口7封閉。在該步驟中，首先，液晶擦拭部分13a擦去剩在液晶入口7上的過量液晶。然后，涂布機構13b將密封劑8涂布到液晶入口7上以封閉液晶入口。由于在擦去附著在液晶入口上的液晶以后涂布密封劑8，因此可以進行極好的涂布。如上所述擦去液晶在液晶入口中產生空間，其間接收密封劑8。使用例如紫外線固化密封劑作為密封劑8。通過上述步驟，以注入液晶保持在最大使用溫度和熱膨脹的狀態(tài)下通過密封劑8密封顯示板1a的液晶入口7。
在用密封劑8密封液晶入口7以后，將顯示板1a移動到等待部分13c。然后，加熱器18c將涂布室16中的環(huán)境從涂布溫度改變到例如55±5℃的等待溫度。在該狀態(tài)下，顯示板1a保持在等待部分13c中一段預定時間以調整密封劑8相對于液晶入口7的吸入寬度W，如圖4所示。這里，通過調整等待溫度，或者控制注入到顯示板1a中的液晶的粘性，可以將吸入寬度W控制到一個所需的值。盡管該實施例中用密封劑密封液晶入口7后的等待期間溫度發(fā)生改變，但是當涂布密封劑8時溫度可能已經發(fā)生改變。在該實施例中，“形成密封劑”的步驟包括涂布和涂布后等待的時間。
假定等待溫度或涂布時的溫度設定為100℃，其高于注入溫度50℃，那么密封劑8的吸入寬度W為0.0mm。如果等待溫度或涂布時的溫度等于或像這樣高于注入溫度，那么顯示板1a中的液晶進一步膨脹并將涂布的密封劑8推出液晶入口7。因此，縮小了吸入寬度W。
同時，假定等待溫度或涂布時的溫度設定為30℃，其低于注入溫度20℃，那么密封劑8的吸入寬度W為5.0mm。明確地，如果等待溫度或涂布時的溫度低于注入溫度，那么顯示板1a中的液晶收縮，涂布到液晶入口7的密封劑8被吸進液晶入口7。因此，加寬密封劑8的吸入寬度W。
如果與如上所述的注入溫度相比，等待溫度或涂布時的溫度控制在-20℃到+50℃的范圍內，那么吸入寬度W可以在0.0mm到5.0mm的范圍內調整。吸入寬度W優(yōu)選控制在0.1mm到1.0mm的范圍內。這是由于在液晶入口7附近的第一基底2和第二基底4設有圖像顯示的顯示區(qū)域，從而太寬的吸入寬度W對圖像顯示有不利的影響。在該實施例中，注入溫度設定為50±5℃，等待溫度或涂布時的溫度設定為55±5℃，由此密封劑8的吸入寬度W控制在0.9mm。因此，液晶入口7中密封劑8的吸入寬度W可以通過將液晶注入時的溫度改變到液晶入口密封時的溫度來控制。液晶入口7密封時的溫度不同于液晶注入時的溫度。
在控制密封劑8的吸入寬度W后，將顯示板1a從涂布室16傳送到固化室17中。固化室17中的環(huán)境通過加熱器18d預先保持在55±5℃的固化溫度。明確地，將固化溫度調整到等于等待溫度的溫度。
其次，在固化室17中，涂布到液晶入口7的密封劑8固化以密封入口。在該步驟中，紫外線照射部分13d用紫外線照射密封劑8。以保持在等待部分13c中調整的吸入寬度W的狀態(tài)使密封劑8固化。由此，密封液晶入口7，完成了用膨脹的液晶注入的液晶顯示板1。
根據(jù)本發(fā)明實施例的制造液晶顯示板的方法和設備，結構如上所述，液晶顯示板1通過下述步驟形成，即將溫度加熱到高于最大使用溫度的液晶注入到空的顯示板1a中，和密封液晶入口7，保持注入時液晶的溫度。由此，液晶顯示板1容納有相應于液晶顯示板體積的正常量的熱膨脹液晶。因此，即使液晶顯示板1在使用溫度范圍內的任何溫度下使用，液晶層在整個液晶顯示板上保持均勻的厚度，良好的顯示品質不變地保持。
例如，如果液晶顯示板1在最大使用溫度的環(huán)境中使用，每個構成元件例如液晶和柱狀襯墊料3通過加熱膨脹。然而，如上所述，在溫度加熱到高于最大使用溫度的熱膨脹的狀態(tài)下，容納在液晶顯示板1中的液晶設定為適當?shù)牧?。因此，即使液晶在高溫環(huán)境中膨脹，仍然沒有過量的液晶存在于液晶顯示板1中，防止第一基底2和第二基底4通過膨脹的液晶向外的壓力而變形這樣的缺陷是可能的。因此，第一和第二基底2和4不變地保持與襯墊料接觸，第一和第二基底之間的間隙通過襯墊料保持在預定的值。例如，即使液晶顯示板1豎直放置，液晶層6的厚度在整個液晶板上保持均勻，具有保持的顯示品質的良好的圖像顯示是可能的。因此，得到防止顯示不均勻的發(fā)生并在使用溫度范圍內的任何溫度下保持良好的顯示品質的液晶顯示板1是可能的。
進一步，根據(jù)本實施例的制造液晶顯示板的方法，當密封液晶入口7時，如在先技術中進行的，通過擠壓從液晶入口中排出過量的液晶是不必要的。因此，導入時間縮短，制造效率增加。同時，浪費的液晶減小，液晶作為原料使用的效率得到提高。
進一步，在密封步驟中，加熱器18c和18d的溫度控制在低于液晶注入步驟中板溫度20℃到高于所述溫度50℃的范圍內。由此，密封劑8的吸入寬度W調整到最佳值，液晶入口7可靠的密封。
在上述實施例中，說明的是制造液晶顯示板的最大使用溫度50℃的情況。然而，最大使用溫度并不限制為50℃，而可以改變?yōu)槿魏嗡璧闹道?0℃。即使最大使用溫度設定為80℃，注入步驟、涂布步驟和密封步驟仍然可以以與上述相同的方式進行。然而，最大使用溫度優(yōu)選設定為等于或高于液晶的沸點。
在上述實施例中，注入溫度、傳送溫度和涂布溫度設定為最大使用溫度±5℃。進一步，傳送溫度和涂布溫度優(yōu)選與注入溫度相同或高于注入溫度。
同樣關于其他點，本發(fā)明并不限制于上述實施例，而可以是在本發(fā)明范圍中的各種變形。例如，如圖5所示，制造設備10可以通過直接將注入裝置11與密封裝置13粘接使得它們彼此連通而形成。根據(jù)這種結構，在注入裝置11和密封裝置13之間的傳送機構可以省略，制造設備10小型化。進一步，當顯示板1a從注入裝置傳送到密封裝置中時，這種結構防止注入液晶溫度的降低，并縮短了導入時間。
在圖5的上述制造設備10中，它的其他結構與上述實施例中相同。同樣的參考數(shù)字表示同樣的構成元件，它們的詳細說明省略。
進一步，密封劑8并不限制為紫外線固化物質，而是可以根據(jù)環(huán)境選擇?？梢愿鶕?jù)采用的密封劑選擇固化密封劑8的各種手段。
在液晶比室溫下的液晶膨脹更大的情況下可以進行液晶的擦拭。通過將液晶注入時液晶的膨脹狀態(tài)改變到入口密封時液晶的膨脹狀態(tài)，可以控制入口中密封劑的吸入寬度。入口密封時的液晶可以膨脹大于液晶注入時的液晶。
權利要求
1.一種制造液晶顯示板的方法，其特征在于包括將一對基底彼此粘接使其間具有保持的間隙，限定基底之間的入口；在與室溫相比加熱的環(huán)境中，通過入口將液晶注入到基底之間的空間中；和在自液晶注入起保持加熱的環(huán)境下用密封劑密封入口。
2.根據(jù)權利要求1的方法，進一步包括在液晶注入后擦去附著在入口的液晶，在與室溫相比加熱的環(huán)境中進行液晶的擦拭。
3.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于進一步包括通過將注入時的溫度改變到入口密封時的溫度來控制入口中密封劑的吸入寬度，密封時的溫度不同于液晶注入時的溫度。
4.根據(jù)權利要求3的方法，其特征在于入口密封時的溫度高于液晶注入時的溫度。
5.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于在大氣壓力下進行入口的密封。
6.一種制造液晶顯示板的方法，其特征在于包括將一對基底彼此粘接使其間具有保持的間隙，限定基底之間的入口；將液晶通過入口注入到基底之間的空間中，所述液晶比室溫下的液晶膨脹更大；和自液晶注入起液晶保持膨脹的情況下用密封劑密封入口。
7.根據(jù)權利要求6的方法，進一步包括在液晶注入后擦去附著在入口的液晶，和在液晶比室溫下的液晶膨脹更大的情況下進行液晶的擦拭。
8.根據(jù)權利要求6的方法，其特征在于進一步包括通過將液晶注入時液晶的膨脹狀態(tài)改變到入口密封時液晶的膨脹狀態(tài)來控制入口中密封劑的吸入寬度。
9.根據(jù)權利要求8的方法，其特征在于入口密封時的液晶比液晶注入時的液晶膨脹更大。
10.根據(jù)權利要求6的方法，其特征在于在大氣壓力下進行入口的密封。
11. 一種液晶顯示板制造設備，其特征在于包括液晶注入室，具有第一加熱器和將液晶注入一對基底之間的空間的液晶船形器皿；和涂布室，與液晶注入室連通，具有將密封劑涂布到該對基底上的涂布機構，和第二加熱器。
12.根據(jù)權利要求11的液晶顯示板制造設備，進一步包括具有第三加熱器的傳送機構，和液晶注入室和涂布室彼此連通，傳送機構插入在其間。
13.根據(jù)權利要求11的液晶顯示板制造設備，其特征在于涂布室具有液晶擦拭部分，和液晶擦拭部分設在液晶注入室和涂布機構之間。
14.一種液晶顯示板制造設備，其特征在于包括一個室，包括液晶船形器皿以將液晶注入一對基底之間的空間，涂布機構，將密封劑涂布到該對基底上，和加熱器。
15.根據(jù)權利要求14的液晶顯示板制造設備，其特征在于該室進一步包括液晶擦拭部分。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種制造液晶顯示板的方法，其中包括將一對基底彼此粘接使其間具有保持的間隙，限定基底之間的入口，在與室溫相比加熱的環(huán)境下將液晶通過入口注入到基底之間的空間中，在自液晶注入起保持加熱的環(huán)境下用密封劑密封入口。
文檔編號G02F1/13GK1573433SQ20041006395
公開日2005年2月2日 申請日期2004年6月17日 優(yōu)先權日2003年6月17日
發(fā)明者室內克德, 立川雅史 申請人:東芝松下顯示技術有限公司