用于形成膜的方法
【专利摘要】根据一实施例，一种用于形成膜的方法，所述膜包括设置在基板上的第一部分和沿着第一部分的外边缘设置且围绕第一部分的第二部分，所述方法包括通过在基板上喷射液滴来形成第二部分的步骤，每个液滴包含第二部分的材料。所述方法还包括通过在基板中的区域上喷射其它液滴来形成第一部分的步骤，所述区域由第二部分围绕，且每个所述其它液滴包含第一部分的材料。
【专利说明】用于形成膜的方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请基于并要求享有2013年9月21日提交的日本专利申请N0.2012-208920的优先权，该日本专利申请的全部内容通过引用并入本文。
【技术领域】
[0003]实施例总体涉及一种用于形成膜的方法。
【背景技术】
[0004]液晶显示装置包括使用例如喷墨系统来形成的取向膜。在喷墨系统中可以通过减小油墨粘度或通过减小油墨的表面张力来形成具有均匀厚度的取向膜。在喷墨系统中也可以通过减小油墨在基板上的接触角来形成均匀膜。然而，这些方法使得油墨在基板上散布得更广，且使得取向膜具有粗糙的边缘。因此，难于将该喷墨系统应用于希望周边区域是较小的小型装置。
【发明内容】
[0005]根据一实施例，一种用于形成膜的方法，所述膜包括设置在基板上的第一部分和沿着第一部分的外边缘设置且围绕第一部分的第二部分，所述方法包括通过在基板上喷射液滴来形成第二部分的步骤，每个液滴包含第二部分的材料。所述方法还包括通过在基板中的区域上喷射其它液滴来形成第一部分的步骤，所述区域由第二部分围绕，且每个所述其它液滴包含第一部分的材料。
[0006]根据另一实施例，液晶显示装置包括基板和设置在基板上的取向膜。该取向膜包括设置在与显示部对应的区域中的第一部分和沿着第一部分的外边缘设置且围绕第一部分的第二部分，第二部分被设置为高于第一部分。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1A至IC是示出根据第一实施例的用于液晶显示装置的基板单元的示例的示意图；
[0008]图2是示出根据第一实施例的液晶显示装置的示例的部分截面图；
[0009]图3是示出用于制造根据第一实施例的液晶显示装置的示例性过程的流程图；
[0010]图4是示出用于形成根据第一实施例的取向膜的示例性过程的流程图；
[0011]图5A和5B是示出用于制造根据第一实施例的液晶显示装置的示例性方法的透视图；
[0012]图6A至6F是示出用于制造根据第一实施例的液晶显示装置的示例性方法的示意图和曲线图；
[0013]图7是示出用于制造根据第一实施例的液晶显示装置的示例性需要条件(requirement)的曲线图；[0014]图8是示出用于制造根据第一实施例的液晶显示装置的另一示例性需要条件的曲线图；
[0015]图9是示出用于制造根据第一实施例的液晶显示装置的又一示例性需要条件的曲线图；
[0016]图10是示出用于制造根据第一实施例的对比示例的液晶显示装置的示例性方法的示意性透视图；
[0017]图11是示出用于根据第二实施例的液晶显示装置的基板单元的示例的示意性平面图；
[0018]图12A至13C是示出根据第二实施例的液晶显示装置的取向膜的周边框架的示例的平面图和曲线图；
[0019]图14A至14D是示出根据第三实施例的液晶显示装置的基板单元的示例的示意图；
[0020]图15A至15C是示出根据第四实施例的液晶显示装置的基板单元的示例的示意性截面图；以及
[0021]图16A和16B是示出根据对比示例的液晶显示装置的基板单元的示例的示意性截面图。
【具体实施方式】
[0022]在下文中，参考附图来描述实施例。
[0023]第一实施例
[0024]图1A是示出根据第一实施例的液晶显示装置的基板单元I的透视图。图1B是基板单元I的平面图，而图1C是沿着图1B中所示的线AA’截取的截面图。
[0025]图2是示出根据第一实施例的液晶显示装置100的部分截面图。
[0026]如图2所示，液晶显示装置100包括第一基板单元la、第二基板单元lb、以及设置于它们之间的液晶层20。
[0027]第一基板单元Ia包括阵列基板IOa和取向膜12。阵列基板IOa包括例如玻璃基板19、保护层17和透明电极16。驱动电路(未示出)设置于玻璃基板19和保护层17之间。驱动电路包括例如TFT晶体管等，且该电路经由透明电极16来驱动液晶层20。
[0028]第二基板单元Ib包括彩色滤光(CF)基板IOb和取向膜12。CF基板IOb包括例如玻璃基板19、彩色滤光层29和透明电极16。
[0029]将第二基板单元Ib设置为经由间隔层18来面对第一基板单元la，且液晶层20设置于第一基板单兀Ia的取向膜12和第二基板单兀Ib的取向膜12之间。偏振滤光器15附着到第一基板单元Ia和第二基板单元Ib中的每一个的背面(与设置取向膜12的表面相反一侧的表面)。
[0030]在图1A至IC所示的基板单元I示出了在第一基板单元Ia和第二基板单元Ib之间的共同结构。也就是说，基板单元I包括基板10和设置在基板10的上表面IOc上的取向膜12。
[0031]如图1A和图1B中所示，取向膜12包括设置在与液晶显示部相对应的区域中的第一部分13和围绕第一部分设置的第二部分14。取向膜12例如为聚酰亚胺膜。[0032]在基板10的上表面IOc上的第一部分13的投影形状是矩形，且该矩形的两组平行边例如具有75mm和53mm的长度。第一部分13的厚度是83nm至140nm,例如lOOnm。
[0033]第二部分14沿着第一部分13的外边缘13b设置，且与第一部分13相邻接。第二部分的宽度，即在第一部分的外边缘13b和第二部分外边缘之间的间隔例如为54μπι至3mm ο
[0034]如图1C中所示，第二部分14具有沿着第一部分13的外边缘13b而设置的凸起14a和沿着凸起14a的外边缘而设置的凸起14b。将凸起14a和14b设置为高于第一部分，且例如凸起14a和14b距基板的高度可在170到200nm的范围内。相比之下，在凸起14a和凸起14b之间的凹部14c的高度例如为15到40nm。如后所述，可通过反复地将聚酰亚胺(PD涂敷到第二部分14，来将凸起14a和14b的高度增大至1.5 μ m到4 μ m。
[0035]因此，取向膜12的涂敷于第一部分13的材料可被防止越过第二部分14向外散布。因此，基板单元I在取向膜12的外边缘和其外边缘之间的周边部分可设计得较窄，并能够将液晶显示装置100小型化。
[0036]接下来，参考图3到图5B来描述制造液晶显示装置100的方法。
[0037]图3是示出根据第一实施例的液晶显示装置的制造过程的流程图。
[0038]图4是示出形成根据第一实施例的取向膜的过程的流程图。
[0039]图5A和5B是示出用于制造根据第一实施例的液晶显示装置的方法的透视图。
[0040]如步骤Sll所示，透明电极16形成在阵列基板IOa和CF基板IOb上。接着，将基板IOa和IOb在纯净水中使用超声波清洗两分钟，且暴露于紫外线照射60秒。由此，包含取向膜12的材料的有机溶剂在透明电极16上的接触角变得更小，例如3度或更小。
[0041]接下来，如步骤S12所示，在阵列基板IOa和CF基板IOb上分别形成取向膜12。
[0042]如图4中所示，在两个分离的步骤中设置取向膜12。在步骤S21中设置第二部分14，其中将周边框架形成在基板上。接着，将第一部分13形成在周边框架内的区域上。
[0043]如图5A和5B中所示，例如使用喷墨(IJ)法来形成取向膜12。在喷墨法中，从U头61朝向基板10喷射液滴(即油墨)。每个液滴包含作为取向膜12材料的聚酰亚胺(PD。也就是说，这里使用的油墨是分散有聚酰亚胺的有机溶剂，且包含例如按重量计3%聚酰亚胺(PD、67% N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)和30%丁基-纤维素溶剂(BC)。
[0044]如图5A中所示，在步骤S21中，IJ头61沿着将形成第二部分14的区域而移动，并将包含第二部分的材料的油墨涂敷在其上。同时，阵列基板IOa和CF基板IOb的温度例如保持在60°C。
[0045]随后，涂敷的油墨在例如230°C和14分钟的条件下固化，以形成周边框架(第二部分 14)。
[0046]接下来，如图5B中所示，将包含第一部分13的材料的油墨涂敷到周边框架内的区域(步骤S22)。
[0047]用于形成第一部分13的油墨可以是与用于周边框架(第二部分14)的油墨相同的油墨，且包含例如按重量计3%聚酰亚胺(PI) ,67% N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)和30%丁基-纤维素溶剂(BC)。
[0048]为了保持油墨的粘度，当将油墨涂敷到周边框架内的区域时，阵列基板IOa和CF基板IOb保持较低温度。例如，可在室温下喷射涂敷到第一部分13的油墨。如上所述，透明电极16的被涂敷油墨的表面在喷射油墨之前被处理，以使得其上油墨的接触角变为3度或更小。因此，从IJ头61喷射的油墨可易于散布在涂敷面上。因此，油墨均匀地散布在框架内，且在固化处理后提供的第一部分13具有均匀的厚度。
[0049]接下来，如图3的步骤S13所示，对取向膜12进行诸如表面清洗的表面处理。随后，如步骤S14中所示，在阵列基板IOa和CF基板IOb中的至少一个上形成间隔层18。将间隔层18形成在设置有取向膜12的面上。
[0050]接下来，如步骤S15中所示，将阵列基板IOa设置在CF基板IOb之上，以使得其分别设置有取向膜12的面彼此相对。也可以将CF基板设置在阵列基板IOa之上。随后，阵列基板IOa和CF基板IOb经由间隔层18接合在一起。
[0051]接下来，如步骤S16中所示，将液晶注入阵列基板IOa的形成有取向膜12的表面和CF基板IOb的形成有取向膜12的表面之间。随后，如图S17中所示，将液晶密封以形成液晶层20。
[0052]接下来，如步骤S18中所示，偏振滤光器15被分别附着到阵列基板IOa的与形成有取向膜12的表面相反一侧的背面和CF基板IOb的与形成有取向膜12的表面相反一侧的背面。因此，完成了图2中所示的液晶显示装置100。
[0053]接下来，参考图6A到6F和图7来描述用于形成取向膜12的第二部分14 (下文中的“周边框架”)的需要条件。
[0054]图6A至图6C是示意性示出用于形成周边框架的方法的平面图。
[0055]图6D是示出在形成周边框架时的基板温度与在基板上形成的墨点的直径之间关系的曲线图。竖轴代表直径，而横轴代表基板温度。
[0056]图6E和图6F是周边框架的示意性截面图。
[0057]从IJ头61喷射的液滴在基板10上形成例如包含取向膜12的材料的墨点30。通过在移动IJ头61时喷射液滴，周边框架形成在基板上，在该基板中，墨点30在规定方向上排列。
[0058]如图6A所不，设直于基板上的墨点30排列在直线上。墨点30以比每个墨点30的直径更窄的间距彼此邻接，从而彼此重叠。在每个墨点30的中心和基板10的外边缘IOd之间保持固定距离。由此，周边框架成直线延伸，并能够抑制在其外边缘中的杂乱程度。
[0059]图6B和图6C是示出彼此以不同温度形成在基板上的墨点30的示意性平面图。图6C示出了将油墨涂敷在保持比图6B所示的示例中更高温度的基板上的示例。将每一个与另一个相比较，会发现通过将基板10保持在较高温度来使墨点30的直径变得更小。
[0060]也就是说，如图6D中所示，墨点30的直径随着基板温度升高而降低。例如，在室温(25°C )墨点30的直径是0.35mm，而在基板温度升高到60°C时它下降到0.14mm。
[0061]此外，可以通过将基板保持在较高温度，来将通过接合墨点30所形成的周边框架的外边缘中的杂乱程度Λ抑制得更小(Λ 1> Λ 2)。例如，当墨点30的间距和直径之间的比例不变时，可通过利用提供小直径的较高温度条件来抑制杂乱程度。而且，在较高温度下加热的基板使有机溶剂较快地蒸发，而使得油墨的流动性较小。由此，在沿着基板表面的横向方向上抑制油墨散布。通过使设置墨点30的间距变窄，来使涂敷于基板上的油墨变得较厚。也就是说，能够提高直径与间距的比，而减小在周边框架的外边缘中的杂乱程度Λ。
[0062]图6Ε和图6F示意性示出周边框架的截面，其对应图1C的第二部分14的截面。在图6F中所示的示例中，喷射油墨时的基板温度比图6E中所示的实施例中要高。如两图中所示，凸起14a和14b形成在周边框架两边上的边缘部分，从而突出于中心部分以上且形成了其之间的凹部14c。当在两端的干燥速度慢于中心部分的干燥速度时，这就是所谓的咖啡环的现象，且取决于油墨的干燥速度而引起。
[0063]如图6F中所示，当基板10的温度较高时，凸起14a和14b的高度H大于凹部14c的高度。也就是说，在正交于周边框架的延伸方向的截面中，两边缘部分的厚度厚于凹部14c的厚度C。
[0064]如图6E中所示，当基板10的温度较低时，在边缘部分的干燥速度与中心部分的干燥程度之间的差较小。因此，在凸起14a和14b的高度H和凹部14c的厚度C之间的差变得较小。如图6E中所示的凸起14a和14b的高度小于图6F中所示的高度。也就是说，当形成周边框架时，将基板温度设定得越高，将使得凸起14a和14b的高度H和凹部14c的厚度C之间的差越大，并使得凸起14a和14b越高。由此，能防止涂敷在周边框架内的油墨越过周边框架散布。
[0065]如表1中所示，当基板温度为25°C时，凸起14a和14b的高度H是40到48nm，且凹部14c的厚度C为4到9nm。另一方面，当基板温度设定为60°C时，凸起14a和14b的高度H是177到200nm。凹部14c的厚度为15到36nm。
[0066]表1
[0067]
【权利要求】
1.一种用于形成膜的方法， 所述膜包括: 第一部分，其被设置在基板上；以及 第二部分，沿着所述第一部分的外边缘设置且围绕所述第一部分，所述方法包括: 通过在所述基板上喷射液滴来形成所述第二部分，每个所述液滴包含所述第二部分的材料；以及 通过在所述基板中的区域上喷射其它液滴来形成所述第一部分，所述区域由所述第二部分围绕，且每个所述其它液滴包含所述第一部分的材料。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，用于形成所述第二部分的所述基板的温度高于用于形成所述第一部分的所述基板的温度。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，形成所述第二部分，以包括多个点。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述液滴和所述其它液滴中的每一个均包括有机溶剂和分散在其中的聚酰亚胺。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二部分被形成为使得所述第一部分成为矩形。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述第二部分上反复涂敷所述第二部分的材料，以使得所述第二部分变得厚于所述第一部分。
7.根据权利要求1所述的方法，`还包括: 在所述基板上形成透明电极， 其中，包含所述第一部分的材料的所述液滴在所述透明电极上的接触角变得小于其在所述基板上的接触角。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，通过在所述基板上喷射所述其它液滴来在所述第一部分中形成点，以使得每个点所具有的直径大于在所述其它液滴的喷射位置之间的最小距离。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，通过喷射部分的所述液滴来沿着所述第二部分的外边缘形成点，以使得每个点的中心保持距所述基板的外边缘固定距离。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，通过在所述基板上喷射所述液滴来在所述第二部分中形成点，以使得每个点所具有的直径小于在所述液滴的喷射位置之间的最小距离。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，通过在所述基板上喷射所述液滴来在所述第二部分中形成点，以使得每个点所具有的直径与在所述液滴的喷射位置之间的最小距离几乎相等。
12.根据权利要求1所述的方法，其中 第二部分包括沿着所述第一部分的外边缘形成的第一框架和沿着所述第一边框的外边缘形成的第二框架，并且 每个所述其它液滴在所述第二框架上的接触角大于其在所述第一框架上的接触角。
13.—种液晶显示装置,包括: 基板；以及 取向膜，其被设置在所述基板上， 所述取向膜包括:第一部分，其被设置在对应于显示部的区域；以及 第二部分，其沿着所述第一部分的外边缘设置，且围绕所述第一部分，所述第二部分被设置为高于所述第一部分。
14.根据权利要求13所述的装置，其中，所述第二部分包括比所述第一部分厚的部分。
15.根据权利要求13所述的装置，其中，所述第二部分包括多个点。
16.根据权利要求15所述的装置，其中，所述多个点被设置为彼此分离开。
17.根据权利要求15所述的装置，其中，所述多个点被设置为彼此相接触。
18.根据权利要求13所述的装置，其中 所述第二部分包括沿着所述第一部分的外边缘而设置的第一凸起和沿着所述第一凸起的外边缘而设置的第二凸起；并且 所述第一凸起和所述第二凸起高于所述第一部分。
19.根据权利要求13所述的装置，其中 所述第二部分包括沿着所述第一部分的外边缘而设置的第一框架和沿着所述第一框架的外边缘而设置的第二框架；并且 涂敷到所述第一部分的油墨在所述第一框架上的接触角小于所述油墨在所述第二框架上的接触角。
20.根据权利要求13所述的装置，其中 所述第二部分包括: 第三框架，其包括沿着所述第一部分的外边缘而设置的第一凸起和沿着所述第一凸起的外边缘而设置的第二凸起；以及 第四框架，其被设置在所述第一凸起和所述第二凸起之间，并且 涂敷到所述第一部分的油墨在所述第三框架上的接触角小于其在所述第四框架上的接触角。
【文档编号】G02F1/1337GK103676325SQ201310472443
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月6日 优先权日:2012年9月21日
【发明者】渊上安彦, 佐藤强 申请人:株式会社东芝