專利名稱：液晶顯示裝置的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示(下面簡稱為LCD)裝置的制造方法，該裝置需要數(shù)量級為幾個(gè)μm且偏差很小的高度精密單元間隙。本發(fā)明尤其涉及一種裝配LCD單元的方法。
裝配LCD屏的流行的傳統(tǒng)的方法是那些方法，其中，使面對面的兩塊玻璃基片對齊，然后由壓制機(jī)械或者真空壓(pack)緊法施壓，然后把預(yù)先在至少一塊玻璃基片上形成圖案的密封材料由熱或光(紫外線)固化。上述真空壓緊法是，面對面的兩塊玻璃基片氣密地密封在一個(gè)由柔軟材料制成的氣囊中，然后當(dāng)氣囊中的空氣被抽掉時(shí)，向面對面的兩塊玻璃基片通過氣囊的收縮壓力施壓。
為了得到適當(dāng)和精確的LCD屏單元間隙，預(yù)先在面對面的兩塊玻璃基片的至少一塊上噴射(散布)所謂的間隔物(諸如大約5μm直徑的由聚合物樹脂或玻璃制成的球或大約5μm直徑的玻璃纖維)。至于用于密封面對面的兩個(gè)玻璃基片的材料，使用熱固化型或光(紫外線)固化型材料。這些材料的主要成分是環(huán)氧樹脂，然后，密封材料通過絲網(wǎng)印刷法或通過撒布器(disperser)法被在兩個(gè)面對面的玻璃基片中的一個(gè)上形成圖案。
然后，使面對面的兩塊基片通過圖像識別系統(tǒng)精確地對齊。然后，為了得到均勻的單元間隙(大致上和上述間隙物尺寸相同)，把在基片上形成圖案的密封材料固化，同時(shí)使面對面的兩塊玻璃基片通過壓制機(jī)械受壓，或者在面對面的兩塊玻璃基片由真空壓緊法施壓后再固化密封材料。
但是，在上述傳統(tǒng)的方法中，有一個(gè)問題，即單元間隙在異物粘著點(diǎn)上變得局部較窄，并且還有由于玻璃基片上的異物引起的刮擦缺陷的問題。另外還有一個(gè)問題，即，難以實(shí)現(xiàn)均勻的單元間隙，因?yàn)椴ＡЩ瑫r(shí)常變形，因?yàn)殡y以均勻地使它們受壓。還有，在使用壓制機(jī)械的方法中，設(shè)備龐大，從而設(shè)備成本較高和空間是不便的。另外，在真空包裝方法中，有間接材料成本較高和由于工作效率低帶來的損失較大的問題。
本發(fā)明的目的是提供一種LCD裝置的制造方法，其中，改進(jìn)了生產(chǎn)步驟，從而提高了工作效率和降低了和生產(chǎn)成本，并且可以得到顯示質(zhì)量高的LCD裝置。
本發(fā)明的生產(chǎn)方法在裝配LCD屏中利用大氣壓。其方法包括在面對面的兩塊玻璃基片的至少一塊上形成LCD屏密封圖案，以密封LCD屏的步驟；沿玻璃基片的周界形成具有連續(xù)線的氣密密封圖案的步驟，和在真空環(huán)境中對齊和粘著面對面的兩塊玻璃基片的步驟。
還有，本發(fā)明的制造方法是，在真空環(huán)境中對齊和粘著面對面的兩塊玻璃基片之后，真空箱泄漏到大氣壓，然后通過利用由氣密密封圖案密封的空間中的壓力和大氣壓之間的壓力差，使面對面的兩塊玻璃基片受壓，從而形成LCD屏的均勻的單元間隙。
還有，本發(fā)明的制造方法是，在面對面的兩塊玻璃基片在真空環(huán)境中對齊，并通過由氣密密封圖案密封的空間中的真空度和通過將真空環(huán)境泄漏到大氣壓的大氣壓之間的壓力差而受壓后，玻璃基片進(jìn)一步保持在大氣壓，直到氣密密封圖案由于壓力差而破裂，而由氣密密封圖案密封的空間泄漏到大氣壓，然后使LCD密封圖案和氣密密封圖案的密封材料固化。通過上述制造方法，玻璃基片的變形減小了，因而提高了顯示質(zhì)量。
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的第一和第二實(shí)施例，其上形成有氣密密封圖案和LCD面板密封圖案的玻璃基片的透視圖；圖2是放大的局部平面圖，示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的已裝配玻璃基片；圖3是放大圖，示出在真空室剛好泄漏至大氣壓之后，沿圖2中的切割面線3-3已裝配玻璃基片厚度方向的截面圖；圖4是放大圖，示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，當(dāng)被氣密密封圖案密封的空間泄漏至大氣壓時(shí)，沿圖2中的切割面已裝配玻璃基片厚度方向的截面圖；及圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，在氣密密封被破壞之后氣密密封的粘度和單元間隙之間的關(guān)系，其中將氣密密封的較窄寬度部分的寬度作為參數(shù)。
下面是對本發(fā)明的第一實(shí)施例的解釋，該實(shí)施例參照圖1。玻璃基片1的尺寸接近于300平方毫米。根據(jù)需要將用于激勵(lì)液晶、濾色器、開關(guān)元件等等的電極在玻璃基片1的面向內(nèi)的表面上形成圖案，并預(yù)先提供使液晶分子取向的處理。在兩塊面對面的玻璃基片1的至少一塊上，形成密封LCD板用的、如圖1所示的具有各自開口的LCD密封圖案6。在這個(gè)實(shí)施例中，提供圖案，以得出四片大約六英對角線的LCD屏。在面對面的兩塊玻璃基片的至少一塊上，如圖中所示，沿玻璃基片的周界形成具有連續(xù)線的氣密密封圖案2。然后，把面對面的兩塊玻璃基片1在真空環(huán)境中對齊和放置。
一般，圖1中的密封圖案2和6通過絲網(wǎng)印刷法或撒布器法形成。在絲網(wǎng)印刷法中，使用由不銹鋼制成的#250網(wǎng)板(250行/英寸)，乳劑厚度75μm。在撒布器法中，通過使用0.3mm內(nèi)直徑的噴嘴以及將間隙以大約30μm設(shè)置在噴嘴和玻璃基片1之間來完成密封材料的圖案形成。
對于密封材料，使用紫外線固化型(熱固化型也可以使用)的材料，其主要成分是環(huán)氧樹脂，并且粘度和觸變性分別接近于40-200Pa.s和3-5。在密封材料中，把接近于5μm直徑的玻璃纖維作為確定單元間隙的間隔物預(yù)先分散。
在形成密封圖案之后，由橋接聚合體(其主要成分是二乙烯基苯)制成的塑料球噴射在玻璃基片1上，作為間隔物4。然后，面對面的兩塊玻璃基片1在真空室的真空環(huán)境中對齊和粘著。通過改變絲網(wǎng)印刷法的網(wǎng)板開口的寬度、壓印(squeeze)速度和壓印壓力或通過改變?nèi)霾计鞣ǖ娜霾计魉俣龋瑢⒚芊鈭D案2的線寬調(diào)節(jié)到接近于2mm。通過如上所述相同的改變將密封圖案6的線寬調(diào)節(jié)到接近于1mm。
此后，真空室泄漏到大氣壓(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)，然后通過利用由氣密密封圖案2密封的空間中的真空度和大氣壓之間的壓力差對玻璃基片1施加壓力。然后，氣密密封圖案2和LCD屏密封圖案6的材料由紫外線放射固化，這是裝配LCD單元的最后的步驟。這時(shí)，真空室中的真空度接近于10Pa，而真空室泄漏到大氣壓需要大約3秒鐘。
真空室中的最佳真空度因使用的密封材料的體積，即LCD屏的尺寸而不同。當(dāng)LCD屏的尺寸較小時(shí)，在面對面的兩塊玻璃基片1中形成的LCD圖案的數(shù)量增加，從而LCD密封圖案線總的面積變大，因此使用的密封材料的體積也變大。在此情況下，相對更高的真空度對除氣更好。例如，對于對角線為一到二英寸的LCD屏尺寸，需要接近于1Pa的真空度。另一方面，對于對角線為七英寸或更大的LCD屏尺寸，則使用較小體積的密封材料，從而接近于10Pa的相對較低的真空度更好，因?yàn)椴ＡЩ系淖冃螒?yīng)力更小。
在這個(gè)實(shí)施例中，如上所述，通過使用真空度和大氣壓之間的壓力差，在只有空氣接觸到玻璃基片的條件下使玻璃基片受到壓力，從而由異物引起的間隙的缺陷和由刮擦玻璃基片的表面而引起的擦痕缺陷減少了，于是實(shí)現(xiàn)了在裝配步驟中的低的不合格率。并且，由于兩塊面對面的玻璃基片的單位區(qū)域上的壓力相等，故在LCD密封圖案上的應(yīng)力減小，從而防止了密封圖案的破裂。還有，實(shí)現(xiàn)了均勻的單元間隙，從而可以獲得顯示質(zhì)量高的LCD裝置。另外，和使用壓制機(jī)械的傳統(tǒng)的方法相比，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備成本的降低和空間的減小。還有，由于面對面的兩塊玻璃基片排列在真空環(huán)境中對齊，密封圖案同時(shí)被除氣，從而形成良好的密封。
第二實(shí)施例下面是參照圖1到圖4的本發(fā)明的第二實(shí)施例的解釋。在這個(gè)實(shí)施例中，和第一實(shí)施例一樣，在其上形成有電極等等并預(yù)先提供了對齊液晶分子處理的玻璃基片1上，形成有氣密密封圖案2和LCD密封圖案3，并且噴射間隔物4。此后，把LCD屏的面對面的兩塊玻璃基片1真空室的真空環(huán)境中對齊并粘著。在這個(gè)實(shí)施例中，和第一實(shí)施例不同，在氣密密封圖案上，如圖2中所示，當(dāng)圖案的大部分為寬的寬度時(shí)形成一些窄的寬度部分2b。
在真空室泄漏到大氣壓之后的某段時(shí)間間隙中，圖2中由標(biāo)號5示出的氣泡開始從幾個(gè)外部點(diǎn)滲入到尚未固化的氣密密封圖案中。然后圖2中較窄的寬度部分的一些點(diǎn)10被通過較窄的寬度部分滲入的氣泡弄破，然后由氣密密封圖案2密封的空間通過破裂的部分逐漸地泄漏至大氣壓。在由氣密密封圖案密封的空間泄漏至大氣壓后，氣密密封的圖案2和LCD密封圖案3由紫外線輻射固化。在這時(shí)，通過大致上關(guān)于玻璃基片表面的中心對稱地，設(shè)置多個(gè)窄的帶寬部分2b在氣密密封圖案破裂后短到大約15-30秒的時(shí)間間隙內(nèi)形成均勻的單元間隙。
圖3是放大圖，示出在真空室泄漏到大氣壓之后沿圖2中的切割面線100-100已裝配的玻璃基片的厚度的截面圖。在這個(gè)狀態(tài)下，單元間隙因?yàn)椴ＡЩ械氖Ｓ鄳?yīng)力而力不必是均勻的，從而在過壓過部分的間隙比間隔物直徑小，并且玻璃基片有時(shí)會(huì)變形。但是，在氣密密封圖案2破裂及由氣密密封圖案2密封的空間泄漏至大氣壓之后，玻璃基片的形變消失了，并且單元間隙變均勻，如圖4中所示。
在這個(gè)實(shí)施例中，即使有由大氣壓引起的LCD屏的變形的偏差，如圖3中所示，通過利用通過氣密密封圖案的破裂而導(dǎo)致的泄漏，減小變形的偏差，于是，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定和均勻的單元間隙。
重要的是，即，氣密密封材料的粘性和氣密密封圖案的窄的寬度部分的線寬如此設(shè)置，從而當(dāng)真空室泄漏至大氣壓時(shí)氣密密封圖案在面對面的玻璃基片受到壓力，直到單元間隙比需要的尺寸窄之后破裂。如果密封材料的粘性太低或氣密密封圖案的線寬太窄，因?yàn)樵诿鎸γ娴牟ＡЩ銐蚴軌阂郧皻饷苊芊鈭D案就泄漏了，故而得不到需要的間隙。下面將使用圖5的曲線圖解釋這一點(diǎn)。圖5示出當(dāng)氣密密封圖案的窄的寬度部分的線寬W2b分別是W2b=0.5mm、0.8mm、1mm和2mm時(shí)，在氣密密封剛剛破裂時(shí)，氣密密封的粘度η和得到的單元間隙g之間的關(guān)系。在裝配過程中的真空度保持恒定(1-10Pa)，而且氣密密封圖案的寬的寬度部分的線寬W2a保持常數(shù)(W2a=2mm)。橫坐標(biāo)以對數(shù)刻度表示，但把橫坐標(biāo)中粘度范圍η=40-200Pa.s加以放大，如圖5中的箭頭10所示在此曲線圖中，粘度范圍η=40-200Pa.s.，和線寬W2b=1mm的條件適用于這個(gè)實(shí)施例。在這個(gè)有利的情況下，在氣密密封剛好破裂時(shí)的單元間隙g小于5μm的所需值，并且此后，間隙逐步地恢復(fù)到所需值5μm，如圖5中的箭頭11所示。如果粘度η為例如低至η=1Pa.s，則氣密密封在單元間隙g達(dá)到所需值5μm之前破裂，而得到的單元間隙g保持比如圖5中的小方塊記號12所示的所需值5μm更寬。當(dāng)密封的線寬是W2b=0.8mm時(shí)，氣密密封的粘度η必需增加到大于100Pa.s，以獲得小于所需值5μm的單元間隙g。當(dāng)密封線寬W2b進(jìn)一步減小到0.5mm時(shí)，即使使用更高粘度η的氣密密封。氣密也在單元間隙g達(dá)到理想值5μm之前破裂。如果氣密密封的窄的寬度部分的線寬W2b設(shè)置為寬達(dá)2mm，則氣密密封的粘度η可以減小到1Pa.s，仍滿足單元間隙為5μm的條件。但是，由于窄的寬度部分和寬的寬度部分的線寬在這種情況下相同，故氣密密封破裂的部分無法預(yù)先控制，導(dǎo)致了在氣密密封圖案破裂之后單元間隙g的較差的均勻性。
如圖2中所示，通過在氣密密封圖案2上形成至少一個(gè)不同的線寬部分，即，通過形成具有寬部分2a和至少一個(gè)窄部分2b的氣密密封圖案，當(dāng)真空室泄漏到大氣壓時(shí)，破裂位置預(yù)先被確定，從而由氣密密封圖案密封的空間泄漏到大氣壓的時(shí)間間隙縮短，并且改進(jìn)了單元間隙的均一性。
如上所述，本發(fā)明提供了一種LCD裝置的制造方法，該方法使玻璃基片的變形減小，并且使LCD屏的單元間隙更加均勻。
還有，用了如上所述的制造方法，在LCD單元裝配步驟中縮減了成本和設(shè)備空間和提高了工作效率，還有，由異物導(dǎo)致的間隙缺陷和來自玻璃基片的表面上的刮擦的擦痕缺陷在裝配的步驟中減少了。并且，由于在裝配的過程中玻璃基片上的單位面積上的壓力相等，故玻璃基片的形變減小，從而改進(jìn)了LCD裝置的顯示質(zhì)量。
權(quán)利要求
1．一種制造LCD裝置的方法，其特征在于包括下述步驟在第一玻璃基片上形成LCD屏密封圖案；沿所述玻璃基片的周界形成具有連續(xù)線條的氣密密封圖案；和在真空中將所述第一玻璃基片和第二玻璃基片對齊和放置在一起。
2．如權(quán)利要求1所述的制造LCD裝置的方法，其特征在于還包括下述步驟通過使真空泄漏到大氣壓和將所述第一和第二玻璃基片壓在一起形成所述LCD裝置均勻的單元間隙。
3．如權(quán)利要求2所述的制造LCD裝置的方法，其特征在于還包括下述步驟固化氣密密封圖案和LCD屏密封圖案。
4．如權(quán)利要求2所述的制造LCD裝置的方法，其特征在于根據(jù)用于形成LCD密封圖案的密封材料的數(shù)量控制真空的真空度。
5．如權(quán)利要求1所述的制造LCD裝置的方法，其特征在于所述氣密密封圖案形成得其第一部分的寬度比其第二部分的寬度窄。
6．如權(quán)利要求4所述的制造LCD裝置的方法，其特征在于在沿所述玻璃基片的周界形成的氣密密封圖案上形成至少一個(gè)較窄寬度的部分。
7．如權(quán)利要求5所述的制造LCD裝置的方法，其特征在于所述第一部分是所述多個(gè)第一部分中的一個(gè)，所述多個(gè)第一部分具有比所述第二寬度部分較窄的寬度，所述多個(gè)第一部分大致上關(guān)于所述玻璃基片表面的中心對稱地設(shè)置。
8．如權(quán)利要求6所述的制造LCD制造的方法，其特征在于所述第一部分是所述多個(gè)第一部分中的一個(gè)，所述多個(gè)第一部分具有比所述第二部分較窄的寬度，所述所述第一部分大致上關(guān)于所述玻璃基片表面的中心對稱地設(shè)置。
9．如權(quán)利要求2所述的制造LCD裝置的方法，其特征在于氣密密封圖案的線條在單元間隙比所需尺寸窄時(shí)破裂。
10．如權(quán)利要求4所述的制造LCD裝置的方法，其特征在于，氣密密封圖案的線條在單元間隙比所需尺寸窄時(shí)破裂。
11．如權(quán)利要求5所述的制造LCD裝置的方法，其特征在于，氣密密封圖案的線條在單元間隙比所需的尺寸窄時(shí)破裂。
12．如權(quán)利要求6所述的制造LCD裝置的方法，其特征在于，氣密密封圖案的線條在單元間隙比所需的尺寸窄時(shí)破裂。
13．如權(quán)利要求7所述的制造LCD裝置的方法，其特征在于，氣密密封圖案的線條在單元間隙比所需的尺寸窄時(shí)破裂。
14．如權(quán)利要求8所述的制造LCD裝置的方法，其特征在于，氣密密封圖案的線條在單元間隙比所需的尺寸窄時(shí)破裂。
15．如權(quán)利要求9所述的制造LCD裝置的方法，其特征在于，氣密密封圖案的粘度約為40到200Pa，并且氣密密封圖案的較窄的寬度部分大于1mm。
16．如權(quán)利要求10所述的制造LCD裝置的方法，其特征在于，氣密密封圖案的粘度約為40到200Pa，并且氣密密封圖案的較窄的寬度部分大于1mm。
17．如權(quán)利要求11所述的制造LCD裝置的方法，其特征在于，氣密密封圖案的粘度約為40到200Pa，并且氣密密封圖案的較窄的寬度部分大于1mm。
18．如權(quán)利要求12所述的制造LCD裝置的方法，其特征在于，氣密密封圖案的粘度約為40到200Pa，并且氣密密封圖案的較窄的寬度部分大于1mm。
19．如權(quán)利要求13所述的制造LCD裝置的方法，其特征在于，氣密密封圖案的粘度約為40到200Pa，并且氣密密封圖案的較窄的寬度部分大于1mm。
20．如權(quán)利要求14所述的制造LCD裝置的方法，其特征在于，氣密密封圖案的粘度約為40到200Pa，并且氣密密封圖案的較窄的寬度部分大于1mm。
21．如權(quán)利要求3所述的制造LCD裝置的方法，其特征在于，根據(jù)用于形成LCD密封圖案的密封材料的數(shù)量控制真空的真空度。
22．如權(quán)利要求2所述的制造LCD裝置的方法，其特征在于，所述氣密密封圖案形成得其第一部分比其第二部分窄。
23．如權(quán)利要求3所述的制造LCD裝置的方法，其特征在于所述氣密密封圖案形成得其第一部分比其第二部分窄。
24．如權(quán)利要求3所述的制造LCD裝置的方法，其特征在于，所述氣密密封圖案的線條在所述單元間隙比所需的尺寸窄時(shí)破裂。
全文摘要
一種制造LCD裝置的方法利用了大氣壓。LCD密封圖案形成在玻璃基片上。氣密密封圖案沿玻璃基片的周界形成。一塊玻璃基片和另一塊玻璃基片對齊。兩塊玻璃基片被一起放置在真空中。真空被泄漏到大氣壓(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)。由此形成均勻的單元間隙。
文檔編號G02F1/13GK1217478SQ9812147
公開日1999年5月26日 申請日期1998年10月30日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月30日
發(fā)明者田中一成, 田中好紀(jì) 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社