液晶显示器件及其制作方法技术

本发明专利技术是液晶显示器件及其制作方法。随着显示屏幕尺寸的不断加大，人们对实现高清晰度、高孔径效率、和高可靠性有了更强烈的需求。与此同时，对生产率的提高以及成本的降低的要求也更进一步提高。本发明专利技术通过喷墨法在大尺寸衬底110上提供的像素电极121上，也就是只在像素部分上喷射(或滴注)液晶材料，然后，粘合对面衬底于其上。另外，也可以在对面衬底上将密封材料的涂画和液晶的滴注双方都执行。通过用喷墨法形成液晶层，可以减少在制作过程中液晶的总体使用量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。例如，本专利技术涉及具有由薄膜晶体管(在下文中被称为TFT)构成其电路的以液晶显示屏板(panel)为典型的电光器件，以及其上搭载了这样的电光器件作为其部件的电子器具。
技术介绍
近年来，利用在具有绝缘表面的衬底上形成的半导体薄膜(厚度为几-几百nm左右)来构成薄膜晶体管(TFT)的技术受人关注。薄膜晶体管被广泛地应用于电子器件诸如IC (集成电路)、电光器件等，并且特别迫切需要将其开发作为图像显示器件的开关元件。长期以来，液晶显示器件作为图像显示器件是众所周知的。因其比无源矩阵型液·晶显示器件更能显示高清晰图像，所以有源矩阵型液晶显示器件被广泛利用。在有源矩阵型液晶显示器件中，因为驱动在以矩阵形式排列的像素电极，因此在显示屏幕上形成显示图案。更具体地说，因为在选择的像素电极和一个相应于这一选择的像素电极的相反的电极之间施加电压，因此在选择的像素电极和相反电极之间排列的液晶层被光学调制，而这一光调制作为显示图案由观看者识别。虽然这种有源矩阵型电光器件已广泛用于各种领域，但是仍然有对加大显示屏幕尺寸、实现高清晰度、高孔径效率、和高可靠性的强烈需求。与此同时，对生产率的提高以及成本的降低的要求也更进一步提高。另外，本专利技术的申请人在专利文件I中提出了滴注液晶的方案。专利文件IUSP 4, 691, 995随着屏板尺寸趋向于增大，用于屏板的材料成本也增高。尤其是夹在像素电极和相反电极之间的液晶材料价格昂贵。另夕卜，为了密封液晶，需要执行涂画密封材料；粘合对面衬底(countersubstrate);分割；注入液晶；密封液晶注入口等复杂工艺。特别是当屏板尺寸增大后，利用毛细现象注入液晶，并给密封图案围住的区域(至少包括像素部分)中填充液晶变得相当困难。另外，在粘合两张衬底，执行分割，从提供在分割面的液晶注入口处注入液晶材料时，从液晶注入口延伸到像素区域的作为液晶材料通道的部分会被液晶堵住。另外，当驱动电路部分和像素部分提供在同一个衬底时，不仅仅是像素部分，和驱动电路部分重叠的部分也会被液晶填充。象这样，显示部分以外的冗余部分也被填充了液晶材料。另外，从液晶注入口延伸到像素区域的液晶材料的通道，尤其是液晶注入口附近，跟屏板的其他部分比，该处通过的液晶量极大，这样在注入液晶时就有产生摩擦，从而导致定向膜(aligning film)表面起变化,最终引起液晶定向混乱的担忧
技术实现思路
另外，本专利技术提供一种在大尺寸衬底上高效率制作液晶显示器件的方法，这样的大尺寸衬底具体包括例如 320mmX400mm、370mmX470mm、550mmX650mm、600mmX 720mm、680mmX880mm、IOOOmmX 1200mm、IlOOmmX 1250mm 或 1150mmX 1300mm 的尺寸。而且，本专利技术还提供使用衬底尺寸甚至为1500mmX 1800mm、1800mmX 2000mm、2000mmX 2100mm、2200mmX 2600mm,2600mmX 3100mm这样的大尺寸衬底制作液晶显示器件的方法，并且该制作方法适合批量生产。针对上述问题，本专利技术在减压的气氛中，利用喷墨法仅向提供在衬底上的像素电极上，也就是像素部分上喷射(或者滴注)液晶，然后，在其上粘合提供有密封材料的对面衬底。另外，可以在对面衬底上即涂画密封材料又滴注液晶，也可以在提供有像素部分的衬底上即涂画密封材料又滴注液晶。另外，涂画密封材料的图案要围住像素部分并且是封闭的，在封闭的空间中填充液晶。作为喷墨法可以采用利用喷墨打印的压力方式，这是因为该方式对墨滴的控制性好，并且墨的选择范围自由度高。另外，压力方式包括多层压MLP (Multi Layer Piezo)类型和 方式。本专利技术向像素电极喷射(或滴注)多滴微量液晶。通过使用喷墨法，可以自由控制喷出次数，或喷出点的个数等微量液晶的量。另外，可以在用喷墨法执行液晶的喷射(或者滴注)的处理室内设置识别相机，使在检查喷射位置的同时可以带动移动喷墨头的机构，成为可以反馈(feed back)的系统。例如，按照存储在存储器的模式移动喷墨头，用识别相机将位置错开的地方作为数据导入，并依据该数据修正或微调接存储在存储器的喷射模式。另外，使用喷墨法的液晶喷射(或滴注)最好在减压的情况下执行以防止杂质混入。另外，在执行液晶喷射(或滴注)期间，加热衬底以降低液晶的粘度。另外，如果有必要还可以在使用喷墨法的液晶滴注后，实施旋涂以求均匀的膜的厚度。还有，在粘合作业中，最好在减压的情况下执行粘合以防止在粘合时进入气泡。另外，密封材料的涂画可以应用使用分配设备的成形法，印刷法，或喷墨法。密封材料的涂画最好在减压的情况下执行以防止杂质混入。液晶即使在减压的情况下被滴注，也不会发生变质，固化等，然而密封材料却有可能需要添加介质来调节其粘度。所以，在减压的情况下描画密封材料时，为了防止密封材料变质，固化，最好选用所含介质是不容易挥发的密封材料。公开在本说明书的本专利技术的结构为一种液晶显示器件的制作方法，包括以下步骤在减压的情况下，向像素电极喷射多滴液晶或含有液晶的液滴；所述液晶附着在所述像素电极，以形成液晶层。根据本专利技术，因只在需要的地方滴注需要的液晶量，所以没有材料的损失。另外，由于密封材料图案是闭环状，这样就不需要液晶注入口和通道的密封材料图案。其结果是不会出现只在液晶注入时才产生的缺陷(比如定向缺陷)。另外，液晶只要能从使用喷墨法的喷嘴里喷出来，就没有特殊限制，可以将液晶材料和光固化材料或热固化材料混合，以提高在滴注液晶后一对衬底之间的粘接强度。液晶的取向方式(orientation mode)采用液晶分子的排列以从光的射入到光的射出90°扭转取向的扭转向列TN(Twisted Nematic)方式的情况较多。在制作TN方式的液晶显示器件时，在两个衬底上形成定向膜，执行磨光(rubbing)处理后，粘合两个衬底并使衬底的磨光方向正交。另外，也可以顺着磨光方向扫描喷墨的喷嘴以形成液晶层。另外，密封材料最好选择即使和液晶接触也不会溶解于液晶或和液晶起反应的材料。另外，还可以提供围住像素部分，并围住和液晶连接的第一密封材料的第二密封材料，这样就对液晶形成了 2重围。另外，在减压的情况下粘合时，优选在第一密封材料和第二密封材料之间填充不是液晶的比如树脂的填充材料。在本专利技术中，可以在减压并且不将衬底暴露于处理室外的情况下，执行附着密封材料，滴注液晶，以及粘合衬底的工艺。所以，可以减少加工处理时间。 另外，最好在向两个衬底喷射(或滴注)液晶后执行粘合以防止在粘合时进入气泡。另外，由于在粘合两个衬底时要使衬底的磨光方向正交，所以可以顺着各自的磨光方向扫描喷墨的喷嘴以形成液晶层。还有，不仅仅是液晶层，定向膜也可以用喷墨法选择性地被形成。另外，一对衬底之间的间距可以通过散布间隔球形(spacing sphere),或形成由树脂构成的圆柱状的间隔物，或使密封材料含有填充物来实现。本专利技术在粘合两个衬底后进行分割。本专利技术在取单面的情形中，通过粘合预先分割好的对面衬底，以节省分割工艺。传统上是将液晶注入口设置在边缘面，所以在粘合后执行分割，然后在边缘面上形成液晶注入口。在提供有像素部分的衬底上不但执行涂画密封材料而且本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制作液晶显示器件的方法，步骤包括：在第一衬底上形成围住像素区域的密封图案；在第一衬底上自喷嘴在密封图案内释放含有液晶的有机材料；粘合第一衬底和第二衬底；以及分割第一衬底和第二衬底，其中喷嘴在第一衬底上扫描以便喷射含有液晶的有机材料。

【技术特征摘要】
2003.01.16 JP 8869/20031.ー种制作液晶显示器件的方法，步骤包括在第一衬底上形成围住像素区域的密封图案；在第一衬底上自喷嘴在密封图案内释放含有液晶的有机材料；粘合第一衬底和第二衬底；以及分割第一衬底和第二衬底，其中喷嘴在第一衬底上扫描以便喷射含有液晶的有机材料。2.根据权利要求I所述的制作液晶显示器件的方法，其中形成密封图案的步骤、释放含有液晶的有机材料的步骤以及粘合第一衬底和第二衬底的步骤是在减压或惰性气氛下执行的。3.ー种制作液晶显示器件的方法，步骤包括在第一衬底上形成围住第一像素区域的第一密封图案和围住第二像素区域的第二密封图案；在第一衬底上自第一喷嘴在第一密封图案内释放含有液晶的有机材料；在第一衬底上自第二喷嘴在第二密封图案内释放含有液晶的有机材料；粘合第一衬底和第二衬底；以及分割第一衬底和第二衬底，其中在第一衬底上第一喷嘴在第一密封图案内扫描并且第二喷嘴在第二密封图案内扫描以便喷射含有液晶的有机材料。4.根据权利要求3所述的制作液晶显示器件的方法，其中形成第一密封图案和第二密封图案的步骤、释放含有液晶的有机材料的步骤以及粘合第一衬底和第二衬底的步骤是在减压或惰性气氛下执行的。5.ー种制作液晶显示器件的方法，步骤包括在第一衬底上形成围住第一像素区域的第一密封图案和第二密封图案；在第一衬底上自喷嘴在第一密封图案内释放含有液晶的有机材料；粘合第一衬底和第二衬底；以及分割第一衬底和第二衬底，其中喷嘴在第一密封图案内扫描以便喷射含有液晶的有机材料。6.根据权利要求5所述的制作液晶显示器件的方法，其中形成第一密封图案、第二密封图案的步骤、释放含有液晶的有机材料的步骤以及粘合第一衬底和第二衬底的步骤是在减压或惰性气氛下执行的。7.ー种制作液晶显示器件的方法，步骤包括在第一衬底上形成围住第一像素区域的第一密封图案和第二密封图案以及围住第二像素区域的第三密封图案和第四密封图案；在第一衬底上自第一喷嘴在第一密封图案内释放含有液晶的有机材料；在第一衬底上自第二喷嘴在第三密封图案内释放含有液晶的有机材料；粘合第一衬底和第二衬底；以及分割第一衬底和第二衬底，其中在第一衬底上第一喷嘴在第一密封图案内扫描并且第二喷嘴在第三密封图案内扫描以便喷射含有液晶的有机材料。8.根据权利要求7所述的制作液晶显示器件的方法，其中形成第一密封图案、第二密封图案、第三密封图案和第四密封图案的步骤、...

【专利技术属性】
技术研发人员：山崎舜平，桑原秀明，
申请(专利权)人：株式会社半导体能源研究所，
类型：发明
国别省市：