專利名稱：液晶顯示器件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示(LCD)器件的制造方法，更具體地，涉及使用精確的液晶量進(jìn)行滴注的液晶顯示器的制造方法。
背景技術(shù)：
超薄平板顯示器包括厚度為幾厘米(cm)或更薄的薄顯示器。液晶顯示器件是超薄平板顯示器件的一種，并具有這樣的特殊優(yōu)點由于驅(qū)動電壓低，它們消耗的功率低。此外，液晶顯示器件便于攜帶，從而它們可以廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域，例如便攜式計算機、監(jiān)視器、宇宙飛船、飛行器等。
液晶顯示器件包括下基板，其具有薄膜晶體管和其上形成的像素電極。液晶顯示器件還包括上基板，其上形成有公共電極。液晶層形成在上、下基板之間。像素電極和公共電極在兩個基板之間產(chǎn)生電場，從而操作和/或驅(qū)動液晶。一旦驅(qū)動了液晶，則控制了透光性，從而液晶顯示器件能夠顯示圖像?？梢岳谜婵兆⑷敕ㄊ褂妹?xì)現(xiàn)象來制造液晶顯示器件。將壓力差用于在上基板與下基板之間形成液晶層。
在真空注入法中，首先形成下基板和上基板。下基板包括薄膜晶體管和像素電極，上基板包括濾色器層和公共電極。在這兩個基板中的一個基板上形成具有注入孔的密封劑，以使這兩個基板相互連接。在連接了這兩個基板之后，密封劑被固化，基板被結(jié)合。接著，結(jié)合后的基板被放置在真空室中，以將這兩個基板之間的空間維持為真空，隨后將液晶浸入到該空間中。如上所述，當(dāng)基板之間的空間為真空時，由于毛細(xì)現(xiàn)象，液晶通過注入孔迅速吸收到該空間中。結(jié)果，液晶被注入到這兩個基板之間。
在真空注入法中，隨著顯示屏幕的表面變得更大，用于將液晶注入到基板之間的工藝時間被延長，降低了生產(chǎn)率。與真空注入法不同，液晶滴注法可減少工藝時間。
在液晶滴注法中，液晶被滴注在基板之一上。當(dāng)使用液晶滴注法時，液晶被直接滴注在基板上。因而不需要將液晶注入到基板之間的工藝步驟，并簡化了制造工藝。然而，在液晶滴注法中，可能無法精確地預(yù)先計算滴注的液晶量。
在真空注入法中，上、下基板被結(jié)合，通過注入孔將液晶填充在結(jié)合后的基板之間。不需要確定液晶量。相反，在液晶滴注法中，在滴注液晶之后結(jié)合基板。需要預(yù)先確定液晶的滴注量。如果滴注量少于所需的液晶量，可能在液晶單元內(nèi)出現(xiàn)液晶欠缺區(qū)(deficient area)。如果滴注量多于所需的液晶量，可能在液晶單元內(nèi)出現(xiàn)液晶超量區(qū)(excessivearea)。對于液晶欠缺區(qū)或液晶超量區(qū)來說，液晶顯示器件的圖片質(zhì)量將被劣化。
可以通過計算液晶單元內(nèi)的容積來確定液晶的滴注量?？梢酝ㄟ^將液晶單元的表面積與液晶單元的高度相乘來計算液晶滴注量。液晶單元的高度對應(yīng)于間隔體(其被形成以維持液晶單元的單元間隙)的高度。通過將液晶單元的表面積與間隔體的高度相乘來計算液晶滴注量。
圖1A是液晶顯示器件100的截面圖。下基板10和上基板30由密封劑70相互結(jié)合。在兩個基板10、30之間形成液晶層50。上基板30包括遮光層32、紅、綠、藍(lán)濾色器層34a～34c以及公共電極36。在公共電極36與下基板10之間形成間隔體38。
在液晶單元內(nèi)的空間中形成液晶層50。通過計算該空間的容積，可以確定液晶量。通過將液晶單元的表面積乘以其高度來計算液晶單元內(nèi)的空間容積。液晶單元的高度對應(yīng)于間隔體38的高度。液晶滴注量等于液晶單元的表面積與間隔體38的高度的乘積。
在確定滴注量時，在制造工藝期間可能出現(xiàn)臺階差(step difference)。在淀積濾色器層34a-34c期間，在濾色器層之間出現(xiàn)臺階差?？紤]到臺階差，當(dāng)在實際的制造工藝期間施加所計算的量時，可能由于所計算的液晶量不正確而出現(xiàn)欠缺區(qū)和超量區(qū)。
濾色器層34a～34c重復(fù)形成紅(R)色、綠(G)色和藍(lán)(B)色。紅(R)、綠(G)和藍(lán)(B)濾色器層是單獨淀積的。如圖1B所示，當(dāng)執(zhí)行這三種淀積工藝時，各顏色的高度可能不統(tǒng)一，最終在各濾色器層之間導(dǎo)致臺階差(h)。當(dāng)出現(xiàn)了這種臺階差(h)時，間隔體38可能縱向地挨著具有臺階差的濾色器層(例如藍(lán)濾色器層)形成。間隔體38的高度可能與整個液晶單元的高度不相同。此外，在紅濾色器層和綠濾色器層的區(qū)域中的液晶單元的高度可能高于間隔體38的高度。該高度差等于臺階差(h)。在這種情況下，所計算的液晶量小于實際需要量，從而導(dǎo)致液晶欠缺區(qū)。當(dāng)間隔體38挨著紅濾色器層或綠濾色器層形成時，所計算的液晶量大于實際需要量，從而出現(xiàn)了液晶超出區(qū)。
因而，需要一種能夠基本上消除現(xiàn)有技術(shù)的缺點的液晶顯示器件的制造方法。

發(fā)明內(nèi)容
僅以介紹的方式，在一個實施例中，提供了一種用于液晶顯示器件的制造方法。在該制造方法中，制備第一基板和第二基板。在第一基板上形成遮光層和多個濾色器層。在第一基板與第二基板之間提供間隔體以維持單元間隙。根據(jù)液晶單元的表面積(A)和液晶單元的高度(H)來確定液晶量。該液晶單元的高度(H)包括間隔體的高度(D)和濾色器層的臺階差。所確定的液晶量被滴注在第一基板和第二基板中的一個基板上。
在另一實施例中，液晶顯示器件包括一對基板、濾色器層、間隔體和液晶。該對基板包括第一基板和第二基板。濾色器層形成在第一基板上。間隔體將第一基板和第二基板分開預(yù)定的單元間隙。液晶置于單元間隙中。根據(jù)單元間隙的容積確定滴注的液晶量，而單元間隙的容積由間隔體的高度、液晶單元的表面積、以及濾色器層的至少一個臺階差確定。
應(yīng)該理解，前面的一般說明和后面對優(yōu)選實施例的詳細(xì)說明都是示例性和解釋性的，旨在為所要求的本發(fā)明提供進(jìn)一步的解釋。


所包括的附圖用于進(jìn)一步理解本發(fā)明，其被并入本申請中，并構(gòu)成了本申請的一部分，示出了本發(fā)明的實施例，并與說明書一起解釋本發(fā)明的原理。在附圖中圖1A是現(xiàn)有技術(shù)液晶顯示器件的截面圖；圖1B是示出了圖1A的液晶顯示器件的臺階差(h)的截面圖；圖2到圖4是具有各種形式的臺階差的濾色器層的截面圖；圖5A到圖5C是示出了液晶顯示器件的制造工藝的立體圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在詳細(xì)說明優(yōu)選實施例，其示例在附圖中示出。只要可能，在全部附圖中使用相同的附圖標(biāo)記表示相同或類似的部件。
如下地確定液晶滴注量。
液晶滴注量的計算圖2-4示出了具有各種形式的臺階差的濾色器層。在圖2所示的液晶顯示器件350中，下基板100和上基板300由密封劑700相互結(jié)合。在兩個基板100與300之間形成液晶層500。遮光層320、第一、第二、第三濾色器層340a、340b、和340c、以及公共電極360依次形成在上基板300上。在另一實施例中，對于板內(nèi)切換(IPS)型液晶顯示器件，公共電極360可以形成在下基板100上。三個濾色器層340a、340b和340c可以包括紅、綠、藍(lán)濾色器，但不限于此。
在該兩個基板100與300之間形成間隔體380。具體地，間隔體380縱向地挨著第三濾色器層340c形成。在另外的實施例中，間隔體380可縱向地挨著第一濾色器層340a和/或第二濾色器層340b形成。在第三濾色器層340c與其他兩個濾色器層(例如第一濾色器層340a和第二濾色器層340b)之間形成臺階差(h)。通過計算液晶單元的容量，也就是液晶單元的表面與液晶單元的高度的乘積，可以獲得液晶的滴注量。
間隔體380挨著三個濾色器層中的第三濾色器層340c形成。與整個液晶單元的1/3對應(yīng)的區(qū)域的高度可以被計算為間隔體380的高度(D)。與液晶單元的剩余2/3對應(yīng)的區(qū)域的高度可以被計算為間隔體380的高度(D)與臺階差(h)的和值(D+h)。整個液晶單元的高度(H)可以被計算為H＝1/3(D)+2/3(D+h) (1)值h也可代表全部臺階差的平均值(X)。
在圖3中，除液晶層340之間的臺階差之外，液晶顯示器件450與圖2中的液晶顯示器件相同。參照圖3，在第三液晶層340c和第二液晶層340b之間沒有臺階差。間隔體380縱向地挨著第三液晶層340c和第二液晶層340b形成。然而，在第一濾色器層340a和第三濾色器層340c之間存在臺階差(h)。
間隔體380挨著第三濾色器層340c形成。與整個液晶單元的1/3對應(yīng)的區(qū)域的高度可以被計算為間隔體380的高度(D)。與整個液晶單元的1/3對應(yīng)的第二濾色器層340b的區(qū)域的高度也可以被計算為間隔體380的高度(D)。與整個液晶單元的剩余1/3對應(yīng)的第一濾色器層340a的區(qū)域的高度可以被計算為間隔體380的高度(D)與臺階差(h)的和值(D+h)。整個液晶單元的高度(H)可以被計算為H＝[1/3(D)+1/3(D)+1/3(D+h)]＝[1/3(D)+1/3(2D+h)]＝[1/3(D)+2/3(D+h/2)]...(2)值h/2代表全部臺階差的平均值(X)。
在圖4中，除液晶層340之間的臺階差之外，液晶顯示器件550與圖3中的液晶顯示器件相同。參照圖4，在第三濾色器層340c與第二濾色器層340b之間形成臺階差(h1)。在第三濾色器層340c與第一濾色器層340a之間形成臺階差(h2)。在濾色器層之間形成如上所述的臺階差的情況下，計算液晶顯示單元的高度的方法如下。
間隔體380縱向地挨著三個濾色器層中的第三濾色器層340c形成。與整個液晶單元的1/3對應(yīng)的區(qū)域的高度可以被計算為間隔體380的高度(D)。與整個液晶單元的另1/3對應(yīng)的第二濾色器層340b的區(qū)域的高度也可以被計算為和值(D+h1)。與整個液晶單元的剩余1/3對應(yīng)的第一濾色器層340a的區(qū)域的高度可以被計算為和值(D+h2)。整個液晶單元的高度(H)為H＝[1/3(D)+1/3(D+h1)+1/3(D+h2)]＝[1/3(D)+1/3(2D+h1+h2)]＝[1/3(D)+2/3(D+(h1+h2)/2)]... (3)值(h1+h2)/2代表全部臺階差的平均值(X)。
因此，當(dāng)在濾色器層之一上形成間隔體380時，液晶單元的高度(H)可以計算為H＝1/3(D)+2/3(D+X)...(4)在圖2到圖4中，將間隔體380示為只縱向地挨著第三濾色器層340c形成。在其他實施例中，間隔體380也可以形成在第一濾色器層340a和/或第二濾色器層340b上。圖2到圖4示出了的間隔體380被形成為縱向地挨著高于其他濾色器層的濾色器層。臺階差的平均值(X)被增加到間隔體的高度(D)上。在其他實施例中，間隔體380可被形成為縱向地挨著低于其他濾色器層的濾色器層。在那樣的實施例中，臺階差的平均值(X)被從間隔體的高度(D)中減去。為此，在公式(1)～(4)中，臺階差的平均值(X)可以為負(fù)值。
另選地或附加地，間隔體380可以被形成為縱向地挨著低于另一濾色器層而高于其他濾色器層的濾色器層上。在該濾色器層和該另一濾色器層之間形成第一臺階差。在該濾色器層和該其他濾色器層之間形成第二臺階差。通過比較第一和第二臺階差，臺階差的平均值(X)可以從間隔體的高度(D)中增加或減去。
液晶顯示器件的制造方法圖5A到圖5C是示出了圖2-4的液晶顯示器件350、450、550的制造工藝的立體圖。在圖5A到5C中，只示出了一個液晶單元。然而，可以形成與基板的大小對應(yīng)的多個液晶單元。
參照圖5A，制備了下基板100和上基板300。雖然未示出，但在下基板100上形成有相互交叉以限定像素區(qū)的多條選通線和數(shù)據(jù)線。在選通線和數(shù)據(jù)線之間的各交叉上形成薄膜晶體管。薄膜晶體管包括柵極、半導(dǎo)體層、源極和漏極。在像素區(qū)形成與薄膜晶體管相連的像素電極。
此外，在上基板300上形成遮光層。遮光層防止光從形成選通線、數(shù)據(jù)線以及薄膜晶體管的區(qū)域漏出。隨后，第一、第二和第三濾色器層形成在遮光層上。在濾色器層上形成公共電極。在濾色器層之間可能出現(xiàn)臺階差。
當(dāng)形成板內(nèi)切換(IPS)型液晶顯示器件時，在下基板100而不是上基板300上形成公共電極。更具體地，公共電極被形成為與像素電極平行，以在像素電極和公共電極之間引發(fā)橫向電場。
在下基板100和上基板300之一上形成用于維持液晶單元的間隙的間隔體。該間隔體縱向地挨著該第一、第二、第三濾色器層之一形成。這些濾色器層可包括R、G、B濾色器。間隔體可以以球間隔體或柱間隔體(column spacer)的形式形成。柱間隔體更理想，因為它可以為大的表面提供一致的間隙。
在下基板100和上基板300之一上形成定向?qū)?orientation layer)，用于液晶的初始定向?？赏ㄟ^摩擦材料，例如聚酰胺或聚酰胺基化合物(polyimide group compound)、聚乙烯醇(PVA)、聚醯胺酸(polyamic acid)等，形成定向?qū)?。也可通過光配向感光材料，例如聚乙烯醇肉桂酸酯(polyvinylcinnamate，PVCN)基化合物、聚硅氧烷肉桂酸酯(polysiloxanecinnamate，PSCN)基化合物、纖維素肉桂酸酯(cellulosecinnamate，CelCN)基化合物等形成定向?qū)印?br> 參照圖5B，將液晶500滴注在下基板100上，從而形成液晶層。在上基板300上形成密封劑700。密封劑700形成在上基板300的邊緣部分，為沒有注入孔的封閉圖案。利用屏幕印刷法或配送法形成密封劑圖案(sealant pattern)。密封劑700由UV(紫外線)硬化密封劑形成。更具體地，UV硬化密封劑可包括具有與各端相結(jié)合的丙烯酸基、并與引發(fā)劑(initiator)相混合的聚合物，或另選地，該聚合物可包括與一端相組合的丙烯酸基以及與另一端相組合的環(huán)氧基，并與引發(fā)劑相混合。
如上所述地確定液晶500的滴注量。優(yōu)選地在下基板100的中央部分上滴注足量的經(jīng)計算的液晶500。這是因為如果液晶500在密封劑700被硬化之前與密封劑700相接觸，則液晶500可能在隨后的工藝中被污染。即使在密封劑700硬化之后，滴注在下基板100的中央部分上的液晶500也會擴散，從而在整個基板上形成具有一致密度的液晶層。
在圖5B中，液晶500滴注在下基板100上，并在上基板300上形成密封劑700。在其他實施例中，液晶500可滴注在上基板300上，而密封劑700形成在下基板100上。此外，液晶500和密封劑700可以滴注并形成在同一基板上。
在圖5C中，下基板100和上基板300相互連接。其上滴注有液晶的下基板100被放置在下方。上基板300被翻轉(zhuǎn)，從而形成表面(即其上形成有密封劑的表面)的層朝向下基板100的上表面。
隨后，雖然未示出，在連接工藝之后進(jìn)一步施加硬化密封劑700的工藝。依據(jù)用于形成密封劑700的材料施加該硬化密封劑700的工藝。如上所述，對于UV硬化密封劑，可僅通過使用照射工藝硬化該密封劑。另選地或附加地，可以施加UV照射工藝和加熱工藝兩者。
如果通過照射UV射線來硬化密封劑，則在結(jié)合后的基板的整個表面上照射UV射線可能會劣化器件(例如基板上形成的薄膜晶體管)的特性。此外，用于液晶初始定向的定向?qū)拥念A(yù)傾斜角可能改變。因此，當(dāng)照射UV射線以硬化密封劑時，優(yōu)選地通過用掩膜覆蓋密封劑以外的區(qū)域而僅在密封劑的區(qū)域上照射UV射線。
如上所述，該液晶顯示器件的制造方法具有可以精確地計算液晶滴注量的優(yōu)點。除間隔體的高度之外，還考慮了濾色器層之間的臺階差。
很顯然，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下進(jìn)行各種修改和變型。因此，只要這些修改和變型在本發(fā)明的權(quán)利要求及其等同的范圍內(nèi)，就是本發(fā)明所意圖包括的。
本申請要求2005年6月20日提交的韓國專利申請第P2005-53149號的優(yōu)先權(quán)，通過引用并入其全部內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示器件的制造方法，包括以下步驟制備第一基板和第二基板；在第一基板上形成遮光層和多個濾色器層；在第一基板和第二基板之間提供間隔體以維持單元間隙；根據(jù)液晶單元的表面積(A)和液晶單元的高度(H)確定液晶量，所述液晶單元的高度(H)包括間隔體的高度(D)和濾色器層之間的臺階差；以及在第一基板和第二基板之一上滴注所確定量的液晶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述間隔體縱向地挨著所述濾色器層之一布置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，確定液晶量的步驟包括將液晶單元的高度(H)確定為H＝1/3(D)+2/3(D+X)其中X代表臺階差的平均值，所述臺階差出現(xiàn)在形成有間隔體的濾色器層和其它濾色器層之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括在所述濾色器層上提供公共電極的步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述提供間隔體的步驟包括利用柱間隔體形成間隔體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在第一基板和第二基板中的一個基板上提供密封劑的步驟，該第一基板和第二基板中的一個基板不包含滴注的液晶。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括以下步驟在第一基板和第二基板之一上形成密封劑；以及連接所述第一基板和第二基板。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括在連接所述第一基板和第二基板之后，硬化密封劑的步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，硬化所述密封劑的步驟包括用紫外線光線照射所述密封劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，硬化所述密封劑的步驟包括紫外線照射工藝和加熱工藝。
11.一種液晶顯示器件，包括一對基板，包括第一基板和第二基板；濾色器層，形成在所述第一基板上；間隔體，將所述第一基板和第二基板分開預(yù)定的單元間隙；液晶，設(shè)置在所述單元間隙中，其中液晶量是根據(jù)單元間隙的容量確定的，而單元間隙的容量由間隔體的高度、液晶單元的表面積以及濾色器層的至少一個臺階差(h)確定。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的器件，其中，所述濾色器層包括至少兩個濾色器層，所述臺階差(h)出現(xiàn)在形成有間隔體的濾色器層和其它濾色器層之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的器件，其中，液晶單元的高度(H)包括間隔體的高度和臺階差(h)，并被確定為H＝1/3(D)+2/3(D+X)其中D代表間隔體的高度，X代表臺階差(h)的平均值。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的器件，其中，所述濾色器層包括第一濾色器層、第二濾色器層和第三濾色器層。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的器件，其中，所述臺階差(h)形成在形成有所述間隔體的所述第三濾色器層和第二濾色器層之間，并且液晶單元的高度(H)被確定為H＝1/3(D)+2/3(D+h)其中第一濾色器層和第二濾色器層具有相同的高度。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的器件，其中，所述臺階差(h)形成在形成有所述間隔體的所述第三濾色器層和第一濾色器層之間，液晶單元的高度(H)被確定為H＝1/3(D)+2/3(D+h/2)其中第二濾色器層和第三濾色器層具有相同的高度。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的器件，其中，所述臺階差包括第一臺階差h1和第二臺階差h2，所述第一臺階差h1形成在第一濾色器層和第三濾色器層之間，所述第二臺階差h2形成在第二濾色器層和第三濾色器層之間。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的器件，其中，所述液晶單元的高度(H)被確定為H＝1/3(D)+2/3(D+(h1+h2)/2)。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的器件，其中，所述濾色器層包括藍(lán)濾色器層、紅濾色器層和綠濾色器層。
20.根據(jù)權(quán)利要求11所述的器件，還包括形成在所述濾色器層上的公共電極。
全文摘要
液晶顯示器件的制造方法。所提供的液晶顯示器件的制造方法使用液晶滴注工藝。一基板包括第一、第二和第三濾色器層。形成用于維持單元間隙的間隔體，其縱向地挨著所述第一、第二和第三濾色器層之一布置。為確定液晶的滴注量，將液晶單元的表面積(A)和液晶單元的高度(H)相乘。通過使間隔體的高度(D)與濾色器層之間的臺階差相加來確定液晶單元的高度(H)。在確定液晶單元的高度(H)時，考慮了濾色器層之間的臺階差，因而可以精確地確定液晶的滴注量。
文檔編號G02F1/1341GK1885138SQ20051010573
公開日2006年12月27日 申請日期2005年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月20日
發(fā)明者金賢俊 申請人:Lg.菲利浦Lcd株式會社