专利名称：一种lcos液晶屏制作方法
技术领域：
本发明公开一种LCOS液晶屏制作方法，是一种利用常规液晶生产线并针对LCOS 的一些特点采取了一些技术措施和新的工艺方法，制作出这种较常规液晶屏在结构、性能、 加工工艺差别很大LCOS屏产品，属于液晶显示器制造技术领域。
背景技术：
LCOS液晶显示器(即Liquid Crystal on Silicon)是近几年市场推出的新产品， 它被应用于投影设备、眼镜式微视显示器，特别是在便携式微型投影仪上得到了广泛应用。 但是由于它的结构与性能与常规的液晶屏有较大的差别，因此，LCOS屏在制作工艺上与常 规液晶屏也有较大不同，制作难度大了很多。LCOS较常规屏在制作上会遇到以下几个问题
1、异质结构，常规液晶屏主体结构是两块同质的玻璃之间夹有液晶，而LCOS的结构是 玻璃与硅片之间夹有液晶，为异质结构，由于玻璃和硅片的物理性质相差很大，这种已质结 构的屏在加工过程中容易产生结构应力而使屏发生形变。2、液晶屏的盒厚发生微小变化(如0. 1微米)会引起显示性能发生明显变化，为了 使盒厚能精确性控制并具有很好的均勻性，常规液晶屏是在两块玻璃之间必须按一定密度 分布着衬垫料，以此控制盒。但是由于LCOS是显示投影放大的图像，会把衬垫料清晰的显 示出来，影响画面质量，因此在LCOS的显示区不能像常规屏那样放置衬垫料。这种无衬垫 料的情况，如果按尺寸比例计算的话，这好比在一个边长15公里见方的大厅面没有一根支 柱支撑。因此无衬垫料极易造成“塌盒”，盒厚很难控制。3、LCOS多是用于显示动态视频图像，常规屏的盒厚一般为6微米左右，为了避免 常规屏容易出现图像拖尾现象，本发明采用屏超薄盒厚结构(1. 8 2. 8微米左右)，这样有 效地避免了图像拖尾，但是超薄盒制作难度较大。4、圆形硅片与矩形玻璃组合会遇到硅片在生产线上和玻璃一起传输和对位问题。 现有液晶生产线都是按矩形玻璃设计的，不适合圆形硅片的平稳传输。
发明内容
本发明公开一种LCOS液晶屏制作方法，利用常规液晶屏生产线生产LCOS液晶显示屏。本发明公开一种以光固化胶为主热固化胶为辅的混合胶替代常规热固化胶解决 LCOS由于异质结构在密封胶固化时引起屏变形的方法。本发明公开一种在LCOS屏的显示区不分布衬垫料，通过在封框胶中掺入一定粒 径适量衬垫料的方法，实现显示区无衬垫料而又能控制好盒厚的方法。本发明公开一种通过液晶屏在液晶注入后进行低温处理后再封口，以及屏切割前 先进行110°C的高温处理消除屏的应力等措施。解决由于液晶屏为了提高响应速度而设计 超薄盒厚所带来的盒厚均勻性难控制以及由于异质结构所带来的问题。
本发明公开一种采用托板承载硅片传输和在各个工位上加工的传输方法和二次 对位的对位方法。具体技术解决方案是，用1. Imm厚的生产线标准尺寸(例如370mmX 470mm)的ITO 玻璃，通过光刻的方法刻出两套对位标记作为托板，其中一套对位标记是托板与硅片进行 对位用；另一套是托板与液晶屏的那块ITO玻璃对位进行对位用。对位精度要控制在士2 微米以内。托板可以循环使用。主要工艺步骤如下
1)在托板玻璃上设有凹槽，硅片放置在凹槽中，托板玻璃的四个角及凹槽的边缘位置 设有对位标记，在硅片上设有与托板玻璃凹槽对位标相应的对位标记；
2)将ITO玻璃和硅片分别进行清洗、烘干，并将其表面涂覆感光胶、曝光、显影、烘干；
3)用硝酸和盐酸混合液对ITO玻璃上的ITO层进行腐蚀，刻蚀液的配比为盐酸硝 酸水=100 8 123 (体积比)；
4)用脱膜液将ITO玻璃上的感光胶去除，并清洗烘干；
5)在ITO玻璃表面和硅片表面涂覆PI层，烘干；
6)对PI层进行摩擦取向；
7)在ITO玻璃表面印制有掺入球状衬垫料的封框胶；所述的衬垫料为2.8^3微米的硅 球，与胶按(1. 8 2. 2)比100的比例混合均勻；
8)将ITO玻璃与硅片通过对准标记进行对盒，图像对位精度要小于士2微米；
9)紫外光照射使封框胶固化；
10)根据产品规格进行切片制得液晶盒；
11)液晶盒内注入液晶；
12)低温(0°C 4°C)下放置使液晶收缩；
13)封口；110°C烘固化120分钟，消除ITO玻璃与硅片间的应力，即得LCOS液晶屏。在本发明中是对在显示区外面的封框胶中添加的衬垫料粒径、密度以及成盒工艺 条件进行调整来控制盒厚使其满足要求。本发明还专门提供了一种托板玻璃承载着硅片传 输和到各个工位上加工。液晶屏制作过程中有两块玻璃上的ITO图形进行对位的工序，而 且要求对位的精度在2 3微米以内，然而由于硅片是圆形的并且不透明，按常规方法无法 实现对位，本发明采用的是二次对位法，即在托板上加工出两套对位标记。先利用托板中部 的一套标记和硅片对位；然后再用托板靠边缘的那套标记和ITO玻璃基板之间对位。前面所述的异质结构、无衬垫料、超薄盒虽是三个独立的问题，但是在工艺上要宗 合着一起来考虑，故此本工艺在封框胶中添加衬垫料、研究改善压盒方法的基础上采用了 液晶注入后进行低温(0°C 4°C)放置后再封口以及屏切割前在110°C温度下放置120分 钟用来消除屏的应力等方法，取得了良好的效果。本发明相对于现有技术具有的积极效果在于是一种利用常规液晶生产线并针对 LCOS的一些特点采取了一些技术措施和新的工艺方法，制作出这种较常规液晶屏在结构、 性能、加工工艺差别很大LCOS屏产品，由于硅片和ITO玻璃的物理性质差别较大，因此， LCOS制作过程中会出现一些对常规的IXD屏工艺不适应的问题，本发明是针对出现的这些 问题采取了解决措施。使用本方法可以在常规的液晶生产线顺利制作LCOS显示屏，这对现 有的IXD企业进入LCOS产品领域提供了有力帮助。
图1、本发明LCOS液晶屏结构示意图； 图2、本发明硅片托板示意图中:1、硅片；2、ITO玻璃；3、液晶；4、衬垫料；5、ITO层；6、PI层；7、封框胶；8、标记； 9、托板玻璃。
具体实施例方式通过以下实施例进一步举例描述本发明，并不以任何方式限制本发明，在不背离 本发明的技术解决方案的前提下，对本发明所作的本领域普通技术人员容易实现的任何改 动或改变都将落入本发明的权利要求范围之内。实施例1:
微视眼镜用LCOS液晶屏制作。该LCOS液晶屏的尺寸为0.7英寸，显示分辨率为 600X800。用0. 5mm厚的ITO玻璃和0. 7mm厚的硅片制作。LCOS全部制作过程必须在超高 级净化条件下进行(净化室的洁净度为< 1000级，设备内部< 100级)。1)在托板玻璃9上设有凹槽，硅片1放置在凹槽中，托板玻璃9的四个角及凹槽的 边缘位置设有对位标记8，在硅片1上也设有与托板玻璃9的凹槽对位标相应的对位标记 10 ；
在500倍的显微镜下进行硅片1与托板玻璃9之间对位，对位精度控制在士2微米以
内；
2)硅片1和ITO玻璃2分别经过清洗剂、超声波、纯水清洗，在显微镜下检查，不允许有 直径> 0. Olmm的脏点(常规标准为0. 15mm 0. 2mm)，涂覆光刻胶，胶膜厚0. 8微米，不允 许有直径彡0. Olmm的针孔，在105°C下烘干，在3%的NaOH溶液中显影；
3)在刻蚀液中刻蚀出ITO图形；，刻蚀液的配比为盐酸硝酸水=100 8 123 (体积比)；
4)用脱膜液将ITO玻璃2上的感光胶去除，并清洗烘干；
5)在ITO玻璃2表面和硅片1表面涂覆PI层6(取向剂)，PI膜厚控制在500埃，经 250°C的隧道式固化炉内固化；
6)对PI层6进行摩擦取向；
7)在ITO玻璃2表面印制有掺入球状衬垫料4的封框胶7；所述的衬垫料4为2. 8微 米的硅球，在封框胶7中掺入(1. 8^2. 2)%的粒径2. 8微米衬垫料，使用前搅拌30分钟。进 行封框胶丝网印刷，框胶印在有ITO图形的玻璃上，对位精度控制在士0. Imm以内，胶高为 0. 28mm ；
8)将ITO玻璃2与硅片1通过对准标记进行对盒，图像对位精度要小于士2微米；把 有托板玻璃9的硅片1作为下片、有图形的ITO玻璃2作为上片，对位是使上下板靠近边缘 的标记互相对准，对位精度控制在士2微米以内；
9)封框胶7固化；在紫外固化炉进行UV光固化处理3分钟，然后进入红外加热炉， 115°C固化25分钟；
10)根据产品规格进行切片制得液晶盒；11)液晶盒内注入液晶3;
12)低温(0°C 4°C)下放置使液晶3收缩；
13)封口；110°C烘固化120分钟，消除ITO玻璃2与硅片1间的应力，即得LCOS液晶屏。经过测试响应时间12mS，对比度180 1，显示良好，达到预期效果。实施例2:
制作微型投影仪用的LCOS显示屏，其尺寸为0. 9英寸显示分辨率为680 X 1024，ITO玻 璃厚度为0. 7mm。1)在托板玻璃9上设有凹槽，硅片1放置在凹槽中，托板玻璃9的四个角及凹槽的 边缘位置设有对位标记8，在硅片1上也设有与托板玻璃9的凹槽对位标相应的对位标记 10 ；
2)将ITO玻璃2和硅片1分别进行清洗、烘干，并将其表面涂覆感光胶、曝光、显影、烘
干；
3)用盐酸硝酸水=100 8 123 (体积比)的刻蚀液对ITO玻璃2上的ITO层5 进行腐蚀；
4)用脱膜液将ITO玻璃2上的感光胶去除，并清洗烘干；
5)在ITO玻璃2表面和硅片1表面涂覆PI层6，烘干；
6)对PI层进行摩擦取向；
7)在ITO玻璃2表面印制有掺入球状衬垫料4的封框胶7；所述的衬垫料4为2. 8 微米的硅球，与胶按(1. 8 2. 2)比100混合；
8)将ITO玻璃2与硅片1通过对准标记进行对盒，图像对位精度要小于士2微米；
9)紫外光照射使胶固化；
10)根据产品规格进行切片制得液晶盒；
11)液晶盒内注入液晶3;
12)低温(0°C 4°C)下放置使液晶3收缩；
13)封口；110°C烘固化120分钟，消除ITO玻璃2与硅片1间的应力，即得LCOS液晶屏。
权利要求
1. 一种LC0S液晶屏制作方法，包括以下步骤1)在托板玻璃(4)上设有凹槽，硅片(1)放置在凹槽中，托板玻璃(4)的四个角及凹槽 的边缘位置设有对位标记(8)，在硅片(1)上设有与托板玻璃(4)凹槽对位标相应的对位标 记(10)；2)将IT0玻璃(2)和硅片(1)分别进行清洗、烘干，并将其表面涂覆感光胶、曝光、显影、 烘干；3)用硝酸和盐酸混合液对IT0玻璃(2)上的IT0层(5)进行腐蚀；4)用脱膜液将IT0玻璃(2)上的感光胶去除，并清洗烘干；5)在IT0玻璃(2)表面和硅片(1)表面涂覆PI层(6 )，烘干；6)对PI层(6)进行摩擦取向；7)在IT0玻璃(2)表面印制有掺入球状衬垫料(4)的封框胶(7);所述的衬垫料(4)为 2.8 3微米的硅球，与胶按(1.8 2.2)比100的比例混合均勻；8)将IT0玻璃(2)与硅片(1)通过对准标记进行对盒，图像对位精度要小于士2微米；9)紫外光照射使封框胶(7)固化；10)根据产品规格进行切片制得液晶盒；11)液晶盒内注入液晶(3)；12)低温(0°C 4°C)下放置使液晶(3)收缩13)封口；110°C烘固化120分钟，消除IT0玻璃(2)与硅片(1)间的应力，即得LC0S液晶屏。
全文摘要
本发明公开一种LCOS液晶屏制作方法，利用常规液晶屏生产线生产LCOS液晶显示屏；本发明在LCOS屏的显示区不分布衬垫料，通过在封框胶中掺入一定粒径适量衬垫料的方法，实现显示区无衬垫料而又能控制好盒厚的方法，通过液晶屏在液晶注入后进行低温处理后再封口，以及屏切割前先进行110℃的高温处理消除屏的应力等措施。解决由于液晶屏为了提高响应速度而设计超薄盒厚所带来的盒厚均匀性难控制以及由于异质结构所带来的问题。
文档编号G02F1/1341GK102004359SQ20101052066
公开日2011年4月6日 申请日期2010年10月27日 优先权日2010年10月27日
发明者丁科学, 仲凯, 叶红卫, 姚振罡, 马仁祥 申请人:姚振罡, 马仁祥