专利名称：一种液晶层厚度可精确控制的液晶显示器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种液晶显示器。
背景技术：
由于液晶显示器对液晶层的厚度要求一般是非常高的，超扭曲液晶显示器的液晶层厚度约5微米，也就是说控制液晶层厚度的玻璃基板之间的距离为5微米，液晶厚度差异在0.05微米的情况就可以被肉眼观察出厚度的差异。相对于液晶的厚度，一个手机用的小显示器面积达到为3000微米×50000微米，玻璃的微小形变，就会对液晶层的厚度产生明显的影响，导致产品成为废品。所以，目前液晶显示器液晶层厚度方法一般采用喷洒衬垫料的方式，具体的情况是，在两张玻璃基板上喷散衬垫料，然后将两张玻璃组装到一起，形成盛放液晶材料的空盒。衬垫料是一种一定直径的树脂球，喷洒的方法有干式喷洒和湿式喷洒方式。喷洒的密度均匀性比较难控制，衬垫料是随机分布，与喷洒的气流等因素有很大关系，并且材料的厚度一致性也非常难控制，而且喷洒也会带入污染。这种方法对粒径、粒径均匀度、颗粒的材料等参数都有严格的要求。同时，由于液晶显示器的特殊要求，对喷洒工艺的要求很严格，要实现均匀的分布，较难实现。由于环境和质量控制问题，污染物或多或少会污染液晶显示器，同时由于显示面内有衬垫料，这些材料也相当于液晶的污染物，将直接影响液晶的定向分布，同时影响液晶的电光特性，造成显示效果的劣化，影响显示的对比度等参数。
因此现有技术的方法施工工艺要求高、材料要求高，对液晶层的控制难度大，难以精确控制。
发明内容本实用新型的目的就是为了解决以上问题，提供一种减少不良缺陷、提高显示效果的液晶层厚度可精确控制的液晶显示器。
为实现上述目的，本实用新型提出一种液晶层厚度可精确控制的液晶显示器，包括上偏光片、上基板、液晶、下基板、下偏光片，所述上偏光片、上基板、下基板、下偏光片由上而下依次层叠，所述液晶填充于所述上基板与下基板之间；还包括柱型的凸台衬垫料，设置于所述上基板与下基板之间，上下端面分别与所述上、下基板抵接。
上述的液晶层厚度可精确控制的液晶显示器，所述凸台衬垫料呈矩阵排列方式均匀分布。或所述凸台衬垫料呈多边形矩阵排列方式均匀分布。相邻凸台衬垫料之间的间距相等。所述凸台衬垫料为圆柱、锥柱、梯形柱、矩形柱、或其他多边形柱型结构。
由于采用了以上的方案，带来了如下的有益效果采取在基板之间设置凸台衬垫料的结构设计，施工工艺成熟，易实现控制，对材料特征的要求不高，易实现设计要求。
凸台衬垫料的高度一致，且其凸台平面与基板形成面接触，压力均匀分布，可以减少凸台衬垫料本身的形变，凸台衬垫料保证了二基板之间的间距，减少基板形变等因素对高度的影响，可以获得更加精密的厚度控制，因此可以实现比较薄的液晶层厚度，减少液晶排列的不良缺陷，提高显示效果。
由于凸台采用矩阵排列方式均匀分布，使其对二基板之间的间距控制精度进一步提高，由此对其中的液晶层厚度的控制精度也进一步提高；均匀分布的矩阵排列方式有利于液晶的定向分布，降低了衬垫料本身对液晶光电特性的影响，保证液晶的显示效果。
图1是本实用新型中的凸台衬垫料在玻璃基板分布示意图。
图2是本实用新型的液晶显示器的结构示意图。
具体实施方式下面通过具体的实施例并结合附图对本发明作进一步详细的描述。
如图2所示，本实用新型的液晶显示器包括上偏光片1、上基板2、液晶层4、下基板5、下偏光片6，依次层叠，上下基板上均分别设置有透明导电层及取向层，二基板之间设置凸台衬垫料，以控制二基板之间的间距。
凸台衬垫料的结构设计为圆柱、锥柱、梯形柱、矩形柱、以及其他多边形型柱型结构。柱高在2微米至7微米之间，根据显示器所需的液晶层厚度来决定。显示器显示平面内凸台衬垫料的排列结构是以矩阵结构排列，排列的方案可以是三角形、矩形、以及其他多边形形式矩阵均布。显示器显示平面内凸台衬垫料的排列结构是凸台衬垫料之间的距离均匀分布，间距在50位置至500微米之间，以控制玻璃基板之间的距离，达到控制液晶层厚度一致性的要求。凸台衬垫料阵列实现的工艺可采用辊桶转印印刷法或旋转涂附法成膜，并采取光刻法制备微型凸台衬垫料，利用微型凸台衬垫料控制液晶层厚度。这种方法形成的衬垫可以按照设计意图均匀分布，并且厚度控制也比较容易。
实施例一采用旋转涂附成膜工艺，将形成凸台衬垫料的材料的液体溶液涂附到玻璃基板上，采用旋转涂附机高速旋转，利用离心力将溶液均匀涂附在玻璃表面上，制作7微米厚度的光刻型胶，厚度采用光学和接触法测试，保证膜厚均匀性在3％范围以内。针对成膜好的玻璃基板采用一定的温度进行初步的热处理，目的是将溶液内的溶剂挥发掉，使膜有一定的机械和物理化学加工强度，同时满足曝光工艺的需要；针对预热处理的玻璃基板采用UV光进行曝光处理，在这个过程需要用掩膜版形成凸台的平面图形板，掩膜版放在玻璃基板和UV光之间；针对曝光处理的玻璃基板进行对形成衬垫料的薄膜材料进行曝光和显影处理。曝光是用UV光照射薄膜，显影是采用一定的溶液腐蚀薄膜，根据薄膜材料的性质，接触到UV的部分将被去掉，其他保留。显影后，玻璃基板上形成正方形凸台柱高7微米、正方形边长7微米，凸台呈等边六边形矩阵分布、六边形边长为150微米的。凸台衬垫料的玻璃基板制备完成，需要对玻璃基板和凸台衬垫料进行固化处理，目的是将凸台衬垫料硬化，保证未来组装成液晶显示器所需要的机械强度和电光特性要求。
然后将带有凸台衬垫料的玻璃基板和另一片玻璃基板按照液晶显示器的制作工艺成盒并进一步制作成显示器。
实施例二请参考附图1，按照产品的技术要求设计凸台衬垫料结构，凸台的高度为5微米、直径10微米、间距P为200微米，矩形阵列均布。
首先设计掩膜版，设定衬垫料凸台的直径为10微米，间距为200微米的矩形阵列分布。采用旋涂工艺在玻璃基板上制作厚度为5微米的光刻型胶，厚度采用光学和接触法测试，保证膜厚均匀性在3％范围以内。在实际制作中，如果精度不足，可以采用抛光工艺进一步控制膜厚的均匀性。
对这种付有一定厚度的胶膜进行曝光、显影、固化等工艺加工后，具有凸台衬垫料阵列的玻璃基板制备完成。然后按照液晶显示器的加工工艺流程制作，传统的喷洒工序将取消。
通过测试可以判定，采用光刻法制备液晶显示器衬垫材料，即凸台衬垫料结构可以很好地完成液晶层厚度的控制，能获得比较满意的厚度和厚度均匀性，满足制作液晶显示器液晶层厚度控制要求。同时由于显示区域内没有衬垫料的掺杂，也减少液晶排列的不良缺陷，对显示效果有很大帮助。
采用微型凸台结构控制厚度测试数据见表1，采集了5个样品，每个样品均布测试9点。从测试的数据可见，厚度的平均值为5.076微米。
对比例采用传统的工艺设计制作5.55微米厚的液晶层，喷洒密度采用100个/mm2，通过测试，厚度测试数据见表2，采集了5个样品，每个样品均布测试9点。从测试的数据可见，厚度的平均值为5.585微米。通过比较可以看到，厚度数据的极差以及标准差上，采用凸台结构控制厚度的方法要优于常规控制方法。
表1，采用微型凸台控制厚度测试数据(单位微米) 表2，采用微常规控制厚度测试数据(单位微米)
权利要求1.一种液晶层厚度可精确控制的液晶显示器，包括上偏光片(1)、上基板(2)、液晶(4)、下基板(5)、下偏光片(6)，所述上偏光片(1)、上基板(2)、下基板(5)、下偏光片(6)由上而下依次层叠，所述液晶(4)填充于所述上基板与下基板之间；其特征是还包括柱型的凸台衬垫料(3)，设置于所述上基板与下基板之间，上下端面分别与所述上、下基板抵接。
2.根据权利要求1所述的液晶层厚度可精确控制的液晶显示器，其特征在于所述凸台衬垫料呈矩阵排列方式均匀分布。
3.根据权利要求1所述的液晶层厚度可精确控制的液晶显示器，其特征在于所述凸台衬垫料呈多边形矩阵排列方式均匀分布。
4.根据权利要求1或2或3所述的液晶层厚度可精确控制的液晶显示器，其特征在于所述凸台衬垫料为圆柱、锥柱、梯形柱、矩形柱、或其他多边形柱型结构。
5.根据权利要求2或3所述的液晶层厚度可精确控制的液晶显示器，其特征在于相邻凸台衬垫料之间的间距相等。
6.根据权利要求4所述的液晶层厚度可精确控制的液晶显示器，其特征在于相邻凸台衬垫料之间的间距相等。
专利摘要本实用新型公开一种液晶层厚度可精确控制的液晶显示器，在上基板与下基板之间设置柱型的凸台衬垫料，凸台平面与基板形成面接触，压力均匀分布，可以减少凸台本身的形变，凸台保证了二基板之间的间距，减少基板形变等因素对高度的影响，可以获得更加精密的厚度控制，因此可以实现比较薄的液晶层厚度，减少液晶排列的不良缺陷，提高显示效果。采取设置凸台衬垫料的结构设计，施工工艺成熟，易实现控制，对材料特征的要求不高，易实现设计要求。
文档编号G02B5/30GK2857051SQ200520036659
公开日2007年1月10日 申请日期2005年12月19日 优先权日2005年12月19日
发明者马振军 申请人:比亚迪股份有限公司