液晶显示面板的制造方法

专利名称：液晶显示面板的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种利用滴落和贴合方法制造液晶显示面板的方法。即，本发明涉及一种液晶显示面板的制造方法，该制造方法包括以下步骤在将被贴合在一起的两块基板中的至少一块的主表面上涂布密封剂，在两块基板中的一块上滴落液晶，以及将两块基板贴合在一起。
背景技术：
在制造液晶显示面板时，必须将两块各具有透明电极、薄膜晶体管阵列或预先置于其表面上的类似元件的玻璃基板，以大约几μm的非常小的间隙彼此相对地布置，将两玻璃基板用密封剂相互贴合，在间隙内填充液晶，且执行密封。当把大玻璃基板(也称为“母玻璃基板”)用作基板的材料时，以下说明的方法已用于填充液晶和密封。
首先，在大气压力环境下，在母玻璃基板上布置多个密封图案。在一块母玻璃基板的表面上，沿将成为液晶单元的区域的周界涂布密封剂。密封剂被涂布以形成具有“注入口”的图案，也就是具有用于将液晶注入到液晶单元的开口的图案，而不是完全封闭的环状图案。在此状态下，将两块母玻璃基板贴合在一起，且执行按压和硬化。两块相互贴合且固定的母玻璃基板被称为“贴合的基板”。随后，贴合的基板被切割成端部布置有各图案的注入口的规定尺寸的基板，以获得空液晶单元。对如上获得的空液晶单元应用传统液晶注入技术以从注入口注入液晶，且随后密封该注入口。
在如上所述的填充液晶的方法中，必须分别执行将两块母玻璃基板贴合在一起的步骤和填充液晶的步骤。
作为对比，如在公开号为63-179323的日本专利(专利文献1)和公开号为11-109388的日本专利(专利文献2)中指出的技术，已作为能同时执行这两个步骤的方法被提出。在这些技术中的每一个中，液晶被滴落在其上形成有密封图案的基板的表面上，此后，两块基板在真空状态下被贴合在一起，以同时执行基板的贴合与液晶的填充。更具体而言，密封剂被涂在将在真空状态下被贴合在一起的两块基板中的一块上，液晶被滴落在基板中的一块上，且该两块基板被贴合在一起。
专利文献1公开号为63-179323的日本专利专利文献2公开号为11-109388的日本专利发明内容本发明解决的问题在上述文献中所述的在真空状态下滴落和贴合的方法包括下述问题。
在专利文献1中，液晶以矩阵状的形式被滴落在多点上，以便使放置于基板上的液晶扩散且大致同时到达密封剂各边的内侧表面。这在如专利文献1的第一实施例中所指出的液晶显示面板中是可能的，该液晶显示面板具有与至少7英寸的对角线尺寸相对应的180mm×80mm的封缄印刷尺寸。然而，在用于近年来广泛使用的手机或数码相机中的具有1-2.4英寸的对角线尺寸的小液晶屏幕中，由于其封缄印刷尺寸和大约22mm×17mm至50mm×40mm一样小，所以就确保滴落必要的节拍时间和滴落量的精确性而言，希望将一滴或两滴液晶滴落到各单元处。在此情况下，难以执行向多点滴落，且，由于密封图案本身小，以一滴或两滴滴落且扩散到达密封剂各边的内侧表面的液晶，不总是大致同时到达各边的内侧表面。结果，注入的液晶厚度(此后称为“单元厚度”)可能变得不均匀，或液晶可能没有扩散到密封图案的整个内表面上且可能留有间隙，即，可能生成所谓的“真空气泡”。
此外，在专利文献2的一个实施例中，在扩散的液晶接触密封剂前用紫外线或可见光硬化密封剂。这也可能导致不均匀的单元厚度或生成真空气泡。如上所述的问题在相对于显示区域的面积具有相对长的密封剂的印刷长度的小屏幕中变得更严重。
鉴于如上所述的传统问题，提出本发明。本发明的一个目标是提供一种液晶显示面板的制造方法，该制造方法能在利用滴落和贴合系统制造液晶显示面板的方法中实现均匀单元厚度且没有真空气泡的状态。
解决问题的方法为了达到上述目标，依照本发明的液晶显示面板的制造方法包括以下步骤在将被贴合在一起的两块基板中的至少一块的主表面上涂布密封剂；在两块基板中的一块上滴落液晶；以及将两块基板贴合在一起，其中贴合步骤包括在两块基板都沿着密封剂的整个周界接触密封剂时，在夹于两块基板之间的液晶扩散成沿着密封剂的大致整个周界接触密封剂之后，硬化密封剂的步骤。通过采用此方法，由于在大致完成了液晶和密封剂的扩散以大致获得最终厚度，且单元厚度在整个区域上变得大致均匀时，硬化密封剂，所以能容易实现均匀单元厚度且没有真空气泡的状态。
在上述发明中，贴合步骤最好包括在两块基板都沿着密封剂的整个周界接触密封剂时，在夹于两块基板之间的液晶扩散成沿着密封剂的整个周界接触密封剂之后，硬化密封剂的步骤。通过采用此方法，液晶扩散到液晶单元的各角落，且单元厚度更可靠地变得稳定，且在整个单元中变得均匀。因此，能更可靠地实现均匀单元厚度且没有真空气泡的状态。
在上述发明中，密封剂最好为紫外线硬化密封剂，且硬化步骤包括用紫外线照射密封剂的步骤。通过采用此方法，可通过用紫外线照射的简单步骤硬化密封剂，来制造液晶显示面板。
在上述发明中，密封剂最好为紫外线硬化和热硬化密封剂，且硬化步骤包括用紫外线照射密封剂的临时硬化步骤，和加热密封剂的主要硬化步骤。通过采用此方法，可通过用紫外线照射和加热这两个步骤硬化密封剂，来制造液晶显示面板。此时，与仅用紫外线照射来完成硬化的情形相比，能减小紫外线照射量。
本发明的效果依照本发明，由于在大致完成液晶和密封剂的扩散后执行硬化步骤，所以硬化是在单元厚度变得稳定且均匀后执行的。因此，能得到具有均匀单元厚度且不包含真空气泡的液晶显示面板。


图1为依照本发明的第一实施例中的其上绘制有大量密封图案的母玻璃的平面图。
图2为用于说明刚贴合之后的状态的平面图和横断面视图，该贴合步骤为依照本发明的第一实施例中的液晶显示面板的制造方法的一个步骤。
图3为用于说明从向大气开放真空室开始经过大约20秒后的状态的平面图和横断面视图，该向大气开放真空室的步骤为依照本发明的第一实施例中的液晶显示面板的制造方法的一个步骤。
图4为用于说明液晶扩散成覆盖密封图案内的大致整个区域且密封剂的厚度变得均匀时的状态的平面图和横断面视图，此为依照本发明的第一实施例中的液晶显示面板的制造方法的一个步骤。
附图标记的说明1(用于印刷密封剂的一侧的)母玻璃，2密封图案，3液晶，10(用于滴落液晶的一侧的)母玻璃，21、22、23、24(密封图案的)边具体实施方式
如上所述，单元厚度为填充液晶的层的厚度。也可以说，单元厚度为液晶单元的内部空间的厚度。“液晶单元”指用于容纳由上下侧的两块基板和密封剂包围的液晶的空间，或用于容纳如此形成的容器状结构的空间。
作为发明者对应用专利文献1和2的技术时发生的如上所述问题的原因进行努力研究的结果，作出以下结论。
液晶单元的厚度是通过如下过程确定的。首先，在贴合过程中，密封剂通过加于上下基板的压力而扩散，即，通过来自贴合装置的机械压力，通过液晶单元内的真空空间和液晶单元外的大气压力之间的压力差等而扩散。液晶单元内的液晶也同时扩散。在此情形下，当密封剂的内侧表面没有接触液晶时，密封剂的各边以大致相等和恒定的速率扩散。然而，当密封剂的内侧表面在形成液晶单元的环状密封剂的任何部分处接触液晶时，密封剂和液晶在该部分互相挤压。结果，通过加于上下基板的压力而产生的密封剂的扩散速率仅在该部分被减小。
另一方面，在密封剂的内侧表面仍没有接触液晶的部分中，由于密封剂通过加于上下基板的压力而持续扩散，其厚度暂时比具有已接触液晶的密封剂内侧表面的部分的厚度小。
此后，密封剂的厚度在减小到密封部分隔离物的厚度时停止减小。密封部分隔离物为混合在密封剂中的或通过诸如照相平板印刷术的方法形成在基板上的隔离物。另一方面，在液晶部分中，液晶的厚度在减小到单元内部隔离物的厚度时停止减小。单元内部隔离物为分布在基板上的或通过诸如照相平板印刷术的方法形成在基板上的隔离物。
随后，当液晶扩散成接触密封剂内侧表面的大致整个周界时，在具有先前接触液晶的密封剂内侧表面的部分中，密封剂的厚度也减小到密封部分隔离物的厚度，且液晶部分的厚度减小到单元内部隔离物的厚度，尽管与其它部分相比厚度的减小被延迟了。
在此情形下，当在液晶接触密封剂内侧表面的大致整个周界之前开始密封剂的硬化时，具有先前接触液晶的密封剂内侧表面的部分中的密封剂以大厚度被硬化。这可导致在应用专利文献1和2的技术的过程中发生的单元厚度的不均匀。另外，当将密封剂硬化成局部具有大厚度时，会产生具有固定为大于预期值的值的单元厚度的部分，且液晶单元的容量会变得大于期望值。结果，液晶变得不足，且产生真空气泡。这可能是在应用专利文献1和2的技术的过程中产生真空气泡的原因。
另外，当在液晶接触密封剂的内侧表面的大致整个周界之前开始密封剂的硬化时，由于在液晶的扩散过程中执行硬化，所以密封剂在显示区域内的单元间隙仍然大于将达到的最终值时被硬化。因此，玻璃基板之间的距离在接近密封剂的部分处和在显示区域处不同，且在接近密封剂的部分和显示区域之间残留有变形应力的状态下被固定。这也可导致单元厚度的不均匀。
发明者发现，如果在包括于贴合步骤中的硬化步骤中，在两块基板都沿着密封剂的整个周界接触密封剂时，在夹于两块基板之间的液晶扩散成沿着密封剂的大致整个周界接触密封剂之后，硬化密封剂，则能解决这些问题。为了验证此发现，发明者进行了如下所述的实验。
(第一实施例)(构造)现将参照图1-4(a)、(b)来说明依照本发明的第一实施例中的液晶显示面板的制造方法。图1示出具有620mm×750mm尺寸的母玻璃1，其上绘制有密封剂的图案(此后称为“密封图案”)2，这些图案与由各自具有1.5英寸对角线尺寸的面板的14列×20行形成的280个单元相对应。需要注意的是，“1.5英寸的对角线尺寸”表示一种标准，它是指在完成液晶显示面板时，包含液晶的区域的轮廓具有1.5英寸的对角线。
密封图案2具有大致为矩形的形状，其长边为21、22且短边为23、24。密封图案2的内侧尺寸为大约32mm×24mm。贴合后的平均单元厚度为4.25μm，尽管厚度在单元内部并不均匀。滴落的液晶具有1.01g/cm3的密度，且每单元中滴落大约3.3mg的液晶。
图2-4显示出包括在本实施中的液晶显示面板的制造方法中的贴合步骤中的液晶单元内的液晶和密封剂的扩散方式。此处，准备了其上印刷有密封图案2的母玻璃1和与其相对的母玻璃10，将液晶滴落在母玻璃10的表面上，且随后将母玻璃1叠放在母玻璃10上以执行贴合。考虑到用于基板的节拍时间，在每一个单元中将液晶滴落在一点上。
图2(a)、(b)示出刚贴合后的状态。贴合在真空室内被执行，且还没有向大气开放真空室。液晶3没有大量扩散。
图3(a)、(b)示出从向大气开放真空室开始经过20秒后的状态。作为液晶3扩散的结果，尽管液晶3与具有24mm宽度的彼此相对的边21、22的各边相接触，液晶3仍然没有接触具有36mm宽度的彼此相对的边23、24的各边。在此情形下，由于密封剂和液晶3相互挤压，密封剂的扩散速率在密封图案2的边21、22的各边处被减小，这导致此处厚度大于边23、24的各边处的厚度。
图4(a)、(b)示出如下状态液晶3除接触边21、22外还接触边23、24，且扩散成覆盖密封图案2内的大致整个区域，且密封剂的厚度变得均匀。
作为发明者观察的结果，达到图4(a)、(b)中所示的状态，需要在贴合后从向大气开放真空室开始经过40-50秒。
在此实施例中，在基板的贴合后从向大气开放真空室开始经过90秒后，开始硬化密封剂的步骤。
(功能和效果)依照本实施例，能获得具有均匀单元厚度且不含有真空气泡的液晶显示面板。
当把紫外线硬化密封剂用作密封剂时，在硬化步骤中可执行用紫外线照射密封剂的步骤。
当把紫外线硬化和热硬化密封剂用作密封剂时，在硬化步骤中可包括用紫外线照射密封剂的临时硬化步骤，和加热密封剂的主要硬化步骤。
重点是，贴合步骤包括在两块母玻璃1、10都沿着密封图案2的整个周界接触密封剂时，在夹于两块母玻璃1、10之间的液晶3扩散成沿着密封图案2的大致整个周界接触密封剂之后，硬化密封剂的步骤。优选地，将此情况下的术语“沿着大致整个周界”替换成“沿着整个周界”。
当液晶沿着大致整个周界接触密封剂时，液晶和密封剂的扩散大致完成以达到最终厚度或接近最终厚度的厚度。在此状态下执行密封剂的硬化时，可认为单元厚度是稳定的。当液晶完全沿着整个周界接触密封剂时，单元厚度能更可靠地变得稳定，且在整个单元内变得均匀。因此，最好在达到如上状态时执行密封剂的硬化。
上述专利文献2提及在硬化密封剂前液晶接触密封剂时，由于密封剂的成分溶出到液晶中而导致的液晶劣化的问题。然而，同专利文献2申请的时间相比，近年来技术已取得了进步，已发展了在硬化前接触液晶时不使液晶劣化的密封剂。即，前提在很大程度上不同于专利文献2的申请时间。当实现本发明时，可适当地选择和使用在硬化前接触液晶时不使液晶劣化的密封剂，以避免液晶的劣化。
应注意的是，尽管在本实施例中指出了在每个单元内仅将液晶滴落在一点上的实例，但是当执行在每个单元内将液晶滴落在多点上的操作时，也可应用本发明。
应注意的是，尽管在本实施例中，用于滴落液晶的一侧的基板和用于印刷密封剂的一侧的基板互不相同，但也可在从两块基板中选出的同一侧的基板上执行密封剂的印刷和液晶的滴落。可选地，可仅在基板中的一块上执行液晶的滴落，并可在两块基板上都执行密封剂的印刷。
此处公开的实施例在所有要点中是说明性的，而不是限制性的。本发明的范围不由上述说明所指定，而是由所附权利要求的范围所指定，且包括与所附权利要求的范围等同的涵义和范围内的所有变更。
工业适用性本发明可应用于通过滴落和贴合方法制造液晶显示面板的方法。
权利要求
1.一种液晶显示面板的制造方法，其包括以下步骤在将被贴合在一起的两块基板(1、10)中的至少一块的主表面上涂布密封剂(2)；在所述两块基板中的一块(10)上滴落液晶(3)；和将所述两块基板(1、10)贴合在一起；其中，所述贴合步骤包括在所述两块基板(1、10)都沿着所述密封剂(2)的整个周界接触所述密封剂(2)时，在夹于所述两块基板(1、10)之间的所述液晶(3)扩散成沿着所述密封剂(2)的大致整个周界接触所述密封剂(2)之后，硬化所述密封剂(2)的步骤。
2.如权利要求1所述的液晶显示面板的制造方法，其特征在于所述贴合步骤包括在所述两块基板(1、10)都沿着所述密封剂(2)的整个周界接触所述密封剂(2)时，在夹于所述两块基板(1、10)之间的所述液晶(3)扩散成沿着所述密封剂(2)的整个周界接触所述密封剂(2)之后，硬化所述密封剂(2)的步骤。
3.如权利要求1所述的液晶显示面板的制造方法，其特征在于所述密封剂(2)为紫外线硬化密封剂，且所述硬化步骤包括用紫外线照射所述密封剂(2)的步骤。
4.如权利要求1所述的液晶显示面板的制造方法，其特征在于所述密封剂(2)为紫外线硬化和热硬化密封剂，且所述硬化步骤包括用紫外线照射所述密封剂的临时硬化步骤，和加热所述密封剂的主要硬化步骤。
全文摘要
一种液晶显示面板的制造方法，其包括以下步骤在将被贴合在一起的两块基板中的至少一块的主表面上涂布密封剂(2)；在两块基板的一块(10)上滴落液晶(3)；以及将两块基板(1、10)贴合在一起，其中贴合步骤包括在两块基板(1、10)都沿着密封剂(2)的整个周界接触密封剂(2)时，在夹于两块基板(1、10)之间的液晶(3)扩散成沿着密封剂(2)的大致整个周界接触密封剂(2)之后，硬化密封剂(2)的步骤。
文档编号G02F1/1341GK1864096SQ20048002934
公开日2006年11月15日 申请日期2004年9月15日 优先权日2003年10月8日
发明者森本光昭 申请人:夏普株式会社