检查液晶板的设备和制作液晶显示器的方法

专利名称：检查液晶板的设备和制作液晶显示器的方法
技术领域：
本发明涉及一种制作和检査液晶显示板的方法。
背景技术：
随着信息社会的发展，对于在能耗小、机体薄、重量轻的前提下能产生高 质量图像的显示器的需求日益提高。为了满足这些要求，现已研究了各种平板 显示装置，这些装置包括液晶显示器(LCD),等离子体显示器(PDP),电 致发光显示器(ELD)，和真空荧光显示器(VFD)。这些显示技术中的一部 分己经用于信息显示中。
在各种平板显示装置中，LCD可能是最广泛使用的一种显示装置。事实 上，在诸如笔记本PC机等便携式装置中，LCD技术作为选用的显示方式 己经替代了阴极射线管(CRT)技术。此外，甚至在台式PC机和TV监视 器中，也正越来越多地使用LCD装置。
基本的LCD包括对置的基板和设在基板之间的液晶材料。
液晶是具有介于液体和固体之间的特性的材料相。液晶具有液体的流动 性，但又具有固体的长程晶体有序性。由于液晶具有长程晶体有序性和流动性， 所以液晶具有光学各向异性。LCD的制作需要用多道工序来完成，这些工序包括形成阵列，形成滤色 片(CF)，填充(分配)液晶和制作组件(按顺序描述)。
形成矩阵的工序包括在第一基板(TFT基板)上进行沉积、照相制版和 蚀刻以形成薄膜晶体管(TFT)阵列。形成滤色片(CF )的工序包括在黑底 上形成红、绿和蓝滤色片，以及在CF基板上形成起共用电极作用的ITO (氧 化锢锡)膜。
液晶填充(分配)工序包括把TFT基板和CF基板组装到一起。通常， 将TFT基板和滤色片基板组装成在基板间形成小的间隙。然后，通过间隙开 口注入液晶以形成液晶板。
在制作组件的工序中，把处理输入和输出信号的驱动电路连接到液晶板 上。此外，加上边框制成液晶组件。
LCD通常是在生产线上组装的。在现有技术中，把分别装有多个TFT基 板或多个滤色片基板的盒子输入到装载设备上。每个TFT基板包括多条沿一 个方向延伸的选通线和多条垂直交叉的数据线。将薄膜晶体管和象素电极设置 在选通线和数据线之间区域的黑底上。每个CF基板都具有黑底层、滤色片 和共用电极。因此，黑底层将遮挡除了所希望的来自象素区的光之外的光漏。
通过装载设备从盒中分别取出每个TFT基板或滤色片基板并将其送到 取向层生产线的输入端。包含有手工编程机器人的生产线在每个基板上形成取 向层(参照图1中的取向工序歩骤1S)。
步骤1S包括清洗各个基板以便能够形成均匀取向涂层。然后，将取向材 料涂敷在基板上。接着，通过除去取向材料中的溶剂和/或使取向材料产生热 聚合反应对取向材料进行固化。固化后，对取向材料进行机械摩擦，从而形成 一个固定液晶使之取向一致的表面。最后，再次进行清洗工序，并形成取向层。
形成取向层的步骤1S完成后，需进行几道工序来形成间隙。这些工序可 以按续地或并行地进行。间隙形成工序包括清洗基板(TFT基板或滤色片基 板)的清洗工序(步骤2S)和把衬垫料分散到基板上的衬垫料分散工序(步 骤3S)。衬垫料用于保持间隙厚度衡定和一致。
可以不用形成间隙的工序，而是在基板上进行密封剂涂敷工序(歩骤4S) (一种基板[TFT或CF]经过形成间隙的工序，另一种基板进行密封剂涂 敷)。在清洗步骤2S之后，将密封材料置于基板的周边部分上。最终，用密封材料把TFT基板粘合到CF基板上，以形成组装板。应注意的是，密封剂涂 敷工序(4S)是在一种基板(TFT或CF)上进行的，而衬垫料分散是在另一 种基板上进行的。因此，如图1所示，生产线有两个分部。 一个分部进行清 洗(步骤2S)和分散衬垫料(步骤3S)。另一个分部进行清洗(步骤2S) 和密封(步骤4S)。
在衬垫料分散工序3S和密封剂涂敷工序4S之后，进行组装工序(5S)， 其包括对准、加热和把TFT基板与滤色片基板压到一起以便生产LCD板。 在组装工序中，把TFT基板和滤色片基板布置成相对的形式并使其相互结合 形成LCD板。
组装工序(步骤5S)之后，进行切割工序(步骤6S)，在该工序中通过 对组装好的空心板进行划线和裂片而将组装好的空心LCD板切割成多个单 元板。
完成切割工序(步骤6S)之后，通过密封材料上的液晶注入孔把液晶注 八到早兀极円，然后将汪入扎崈封(歩骤7S)。
最后，在步骤7S之后，参照步骤8S ，对每个液晶单元进行打磨(除去 切割的毛刺)，并进行检査。由此便制成了液晶盒。
图2中示意性地示出了每次经过步骤6S之后进行的典型的现有技术的 液晶灌注工序。如图中所示，将液晶25放入一个容器30中。容器30插在 真空室20内。将真空室20抽空一段时间以除去粘附在容器30内壁上的 水、液晶25中的水和液晶25中的微气泡。
进一步参照图2 ，随后把几块单元板40的密封口浸入到液晶中。在腔 室20中引入氮(N2)气使之产生大气压力。单元板40和腔室20的真空 之间的压力差迫使液晶进入单元板。
当各单元板40都注入液晶25后，将液晶注入口密封。然后对单元液晶 板进行清洗。由此完成了歩骤6S 。
尽管上述方法有其一定的益处，但是用上述方法注入液晶却存在一些问 题。例如，液晶注入过程需很长时间，例如，要灌注10英寸的板需要的时间 超过10小时。灌注时间如此之长，原因在于基板之间的间隙很小而需灌注的 面积则相对较大。当制作大面积LCD时，这个问题便显得尤为严重。此外， 由于液晶会遭受污染和/或因杂质和化学反应而导致的性能下降等原因，使得剩余的液晶材料不能重复使用，因而上述方法会造成液晶的浪费。为了克服这 些问题，建议采用滴注法施加液晶的方法。
下面将参照图3简单地介绍液晶滴注法。应注意的是，TFT和滤色片 基板优选采用大玻璃基板，这种基板包括多个最终形成各个LCD显示器的板 区(TFT阵列和滤色片阵列)。在液晶滴注法中，将液晶滴注到基板的各板 区上。当将第一和第二基板组装到一起时，滴注的液晶将随之分散在整个基板 的基板板区上。
现在参照图3，按照上述方法进行取向工序IOOS，使液晶具有一致的方 向性。然后，参照步骤102S,清洗TFT和CF基板。
接着，在步骤103S中，把经清洗的CF基板放到密封剂分配器上，并围 绕各基板板区的周边分配密封剂。密封剂优选的是光/热固树脂。应该注意的 是，其中不再需要液晶注入口 /开孔。
同时，在步骤105S中，把经清洗的TFT基板放到Ag (银)分配设备 上以使在TFT基板的共用电极供电线上形成银点。然后，在步骤106S中， 将TFT基板放到LC分配器上。接着，把液晶滴注到基板的板区上。
随后，在真空组装和固化步骤107S中，把TFT和CF基板放入真空室 内。之后，把TFT和CF基板组装到一起，从而使滴注的液晶均匀地充满基 板板区之间的间隙中。然后使密封剂固化以形成组合的LC板。组合的LC板 是具有多个单元液晶板区的大型板。
在S/B (划线/裂片)步骤108S中，将组合的LC板分成单个LC板。 S/B步骤108S包括用以金钢石为基础的笔在玻璃表面上形成切割线的划线 工序，和通过施加力把各LC板分离的裂片工序。
在打磨步骤109S中研磨各LC板的表面以除去毛刺/瑕疵。然后，执行 对每个LC板进行外观和A/P (自动检测)检测的步骤IIOS，从而完成了 LC显示器的制作工序。
A/P检测是用装置对各LC板进行的电性检测，所述装置向与单元LC 板中TFT基板的选通线和数据线相连的输入端施加预定电压。A/P检测对 于检査盒间隙的缺陷或LC泄漏等缺陷是非常有用的。
步骤110S之后，把驱动器工C、背光光源和组合边框集成到各LC板 上从而形成一个组件。不幸的是，液晶滴注法也有其自身的问题。例如，在将组合的LC板切
割成单个LC板之后，要由工人来检査外观和电性综合性能。由于必须用预 定的模式驱动所有单个LC板的驱动线来测试各LC板，所以要完成测试比 较困难而且很费时。由此增加了检测时间并使得工人很疲劳。
因此，采用自动检査组合LC显示器的电性综合性能和目测性能的方法 是十分有益的。更有益的是，使所采用的自动检查组合LC显示器的电性综 合性能和目测性能的方法不会给工人带来过大压力或对生产产生明显影响。

发明内容
因此，本发明在于提供一种检测液晶板的设备和制作单个液晶板的方法， 本发明所采用的方式基本上克服了因现有技术的局限和缺点而引导致的一个 或多个问题。
本发明的一个优点是提供一种检测组合液晶板的设备，该设备具有特定的 电极结构。本发明的另一目的是提供一种制作组合液晶显示器的方法，所述液
晶显示器具有特定电极结构从而能把组合液晶显示板分成单个液晶板，更有益 的是只需对各液晶板进行少量测试。
本发明的其它特征和优点将在下面的说明中给出，其中一部分特征和优点 可以由本领域的普通技术人员在随后进行的审査中明显得出或是通过本发明 的实践而得到。通过在文字说明部分、权利要求书以及附图中特别指出的结构， 可以实现和获得本发明的目的和其它优点。
为了实现这些和其它优点并根据本发明的目的，作为概括性的和广义的描 述，本发明所述的制作液晶显示器的方法包括制备第一和第二基板，所述基板 粘合到一起时形成具有多个单元LC板区的组合液晶板。所述方法进一步包 括，通过粘合将第一和第二基板组装到一起，然后进行A/P检测，该检测检 査的是组合液晶板的电性故障和视觉缺陷。
按照本发明的另一方面，制作液晶显示器包括的歩骤有制备第一和第二
基板，每个基板具有多个基板板区，在围绕第一和第二基板中一个基板的基板 板区上涂敷密封剂，在第一和第二基板中另一个基板的基板板区上滴注液晶， 通过把第一和第二基板粘合到一起使第一和第二基板的基板板区相对，形成具
有多个单元液晶板区的组合液晶板，进行A/P (自动检测)测试，以确定单元大液晶板区内的电性故障和视觉缺陷，切割组合液晶板使之形成多个单独的 液晶板，然后研磨单个液晶板的表面。
按照本发明的另一方面，所述检测设备包括具有转轴的工作台，所述转轴 能使工作台倾斜；设在工作台内部的光源，所述光源能实现基本上均匀的光辐 射；设置在光源上方且尺寸能覆盖待测组合液晶板的第一偏振器；和至少两个 电压端口，该端口可向组合液晶板提供预定的电压。
很显然，上面对本发明的一般性描述和下面的详细说明都是示例性和解释 性的，其意在对本发明的权利要求所要保护的发明作进一步解释。


本申请所包含的附图用于进一步理解本发明，其与本申请相结合并构成申 请的一部分，所述附图表示本发明的实施例并与说明书一起解释本发明的原 理。
图1表示用真空注入法制作LCD的流程图2表示按照图1的流程中使用的方法进行真空注入；
图3表示利用在基板上施加(滴注)液晶制作LCD的流程图4示意性地表示按照本发明一个实施例所述LC板的第一基板； 图5示意性地表示按照本发明一个实施例所述的LC板；
图6表示图5中区域'A'的放大了的剖面图7表示按照本发明一个实施例所述LCD制作方法的流程图8表示按照本发明一个实施例所述的检测设备；和
图9示意性地表示按照本发明一个实施例所述LC板的结构布置。
具体实施例方式
现在将详细说明本发明的实施例，所述实施例的实例示于附图中。在所有 附图中将尽可能地用相同的参考标记表示相同或相似的部件。
图4示意性地表示按照本发明一个实施例所述LC板的第一基板，图5 示意性地表示按照本发明一个实施例所述的单元LC板，图6表示图5中区 域'A'的放大了的剖面图，图7表示按照本发明一个实施例所述LCD制作 方法的流程图，图8表示按照本发明一个实施例所述的检测设备，和图9示意性地表示按照本发明一个实施例所述组合LC板的结构布置。
参照图4和图5 ，其表示的第一和第二基板100和200分别是TFT阵 列基板和滤色片阵列基板。第一基板100包括多个第一基板板区100a ，而 第二基板200包括一组与上述板区匹配的第二基板板区。将做好的第一和第 二基板100和200放到进入LC (液晶)生产线的盒上。每个第一基板板区 100a包括按预定间隔沿一个方向设置的多条选通线50 ，和按预定间隔沿垂 直方向设置的多条数据线60。矩阵型象素区70由选通线50和数据线60限 定。在象素区70上形成多个薄膜晶体管TFT和象素电极。由多个象素区70 构成图象显示区50。此外，尽管在图中没有示出，但是每个薄膜晶体管TFT 的栅极与相应的选通线50相连，而源极与相应的数据线相连。每个薄膜晶体 管的漏极与象素区70中的象素电极相连。此外，多条选通线和数据线50和 60与选通垫和数据垫90和110相连，所述垫沿TFT单元基板区100a的 周边设置。
此外，第一和第二金属线121和123在靠近第一基板100的边缘处沿 列和行的方向形成。外端口 121a和123a形成在第一和第二金属线121和 123的端部。第一和第二金属线121和123是导线，其在A/P测试期间将 用于测试组合液晶板。第一和第二金属线121和123最后可以废弃。
每个基板板区的列短路条120和行短路条122通过分别连接到垫90和 110上而使选通线50和数据线60的端部短路。行短路条122电性连接到 第一金属线121上，而列短路条120电性连接到第二金属线123上。结果 是，所有第一基板板区100a上的全部选通线50连在一起，而所有第一基板 板区100a上的全部数据线60连在一起。应该注意到，在选通垫90和数据 垫110中任一个上产生的静电都将通过短路条释放到所有第一基板的板区 100a上。
特别是参照图5，在第二基板200上形成多个第二基板板区200a。每个 第二基板板区200a包括黑底层210，所述黑底层能阻止光穿过第二基板板区 200a上除了象素区70以外的区域。第二基板板区还包括三个主要颜色的滤 色片，沿第二基板的整个表面布置的共用电极，和柱形衬垫料(有利于大型 LCD )。柱形衬垫料对应于第一基板100上的选通线和数据线而形成。
设置黑色周边部分220以遮挡来自显示区50外围的不需要的光。用由光固或热固树脂制成的密封剂把具有第一和第二基板板区IOOa和200a的第 一和第二基板100和200组装到一起。
图6表示图5中区域'A'的放大了的剖面图。如图中所示，在第一基 板100上的列短路条和行短路条120和122之间插入绝缘层127，以便使 列短路条和行短路条120和122彼此绝缘。用图7的工艺流程把上述结构 的第一和第二基板100和200制成单个LC板。如图中所示，用装载器把第 一和第二基板输送到LC盒处理站。LC盒处理站完成三个主要步骤，步骤500、 600和700 。
第一步500是取向工序，该工序使液晶具有一致的方向性。取向工序是 通过以下步骤完成的，即基板清洗20S、随后的取向层印刷21S、接下来的取 向层增塑22S、其后的取向层检测23S和最后的取向层摩擦24S。
对步骤500进行一些说明是很有用的。在通过清洗工序205除去颗粒之 后，准备对基板进行印刷。将取向层液体滴注在分配器中转动的道克特 (Doctor )辊和阿尼洛克斯(Anilox )辊之间。取向层液体以液体膜的形 式保持在阿尼洛克斯辊的表面上并被送到具有印刷橡胶板的印刷辊上。然后通 过转印将取向层液体膜涂敷到第一和第二基板上。
接着，参照步骤22S，通过烘干工序对取向层进行增塑。烘干使得取向层 液体中的溶剂蒸发。然后对取向层进行检测(步骤23S)和摩擦(步骤24S)。
然后进行第二步600 。对带有取向层的基板进行清洗(步骤25S)。如 果基板是CF基板，则在步骤26S，在第二基板板区的周围涂敷密封剂。要注 意的是，密封剂上不留注入口。
如果基板是TFT基板，则在步骤25S对基板进行清洗。然后，在步骤27 形成银(Ag)点，以便能够将TFT基板电性连接到CF基板的共用电极上。 随后，在与滤色片基板上的密封剂内侧相对应的位置上，把液晶施加到第一基 板板区上。有益的是，通过在歩骤29S中滴注液滴来施加液晶。
通过用真空除去液晶中的气泡、把LC滴注装置放到LC分配设备上、把 第一基板放到LC分配设备上、和用LC滴注装置在第一基板上滴注液晶来完 成液晶滴注。
尽管上面讨论了在CF基板上设置密封剂，和在TFT基板上滴注液晶的 方案，但在实践中，也可以在TFT基板上设置密封剂和在CF基板上滴注液在第二步600之后，进行第三步700 。在真空组装设备中把第一和第二
基板组装到一起，使第一和第二基板板区相对置。然后将紫外线(uv射线)
照射到密封剂上使密封剂固化，由此形成组合LC板。
尽管在附图中没有示出，但是组装工序是按以下步骤完成的。首先，优选 使用第一吸附装置把第一基板装到能沿水平方向运动的真空容器的平台上。然 后，通过真空抽吸把第二基板固定到第二吸附装置上，使第二基板处于第一基 板之上。然后关闭真空室并形成真空。随之使第二吸附装置下降并在第一和第 二基板之间留出预定间隔。然后水平移动第一基板使之与第二基板对准。
此后，第二吸附装置下降通过密封剂把第二基板组装到第一基板上。然后 把第一和第二基板压到一起并使液晶填充液晶单元板区(液晶分散穿越第一基 板液晶单元板区)。由此，制成具有多个液晶单元板区的大LC板。随后，从
真空室取出该板，井用紫外光照射，由此固化密封材料。
然后，参照步骤40S，进行电光检测。电光检测按以下步骤进行。现在参 照图7和图8 ，在步骤41S中通过机器手把大LC板放到检测设备400上。 如图8所示，检测设备400包括工作台300 ，布置成使工作台300和由机 器手放置的组合LC板之间具有最小接触区的至少三个突起310 ，可倾斜的 旋转件320 ，和设在工作台300内的光源330 。光源330从工作台内侧均 匀地照射光。第一偏振器327设置在光源330的上方。当工作台转动时，固 定部分(图中未示出)把组合LC板固定到工作台300上。
参照图4，检测设备400进一步包括至少两个向外接端口 121a和123a (参见图4 )提供电压的电压端口，外端口 121a和123a能够向选通垫90 和数据垫110 (参照图5)提供电能。
现在参照图8，在由机器手把组合LC板放到检测设备400上之后，检测 设备遵OO借助于旋转件320旋转预定角度(参见步骤41S和42S)。组合LC 板通过外接端口接收外部电源。
接着，使用者用具有预定尺寸的第二偏振器329进行A/P测试，所述第 二偏振器与检测设备偶联，由此，第一和第二偏振器把组合LC板夹在中间(参 见步骤44S)。
图9表示按照本发明的一个实施例所述组合LC板的布置。如图所示，外部电压通过外接端口施加到与第一金属线121相连的端口 121a和与第 二金属线123相连的外接端口 123a上。而且，将预定的DC (直流)电压 施加到第二基板200的共用电极上。这样便可以参照图7中的步骤44S，进 行A/P (自动检测)测试。
检测设备400带着夹在第一和第二偏振器之间的组合LC板，与来自光 源300的光和施加的电源一起模拟操作产生固态像的LC显示器组件。由于 区域将是空白的(或有其他畸变)，所以选通线和数据线开路或短路等电气故 障在视觉上是很明显的。此外，诸如交叉带区、黑区、滤色片突起、倾斜的斑 纹、摩擦带、针孔、选通线和数据线的开路或短路等图像瑕疵都能被观察者或 是CCD (电荷藕合器件)观察到。
完成A/P测试之后，使检测设备400旋转返回到初始位置(参照步骤 45S)。然后用机器手把LC板放到盒内(参见步骤46S)。
有益的是，在生产组装线上进行A/P测试，由此可防止不必要的延迟和 不便。
随后，进行S/B (划线/裂开)工序(参照步骤47S) 。 S/B工序包括 用金刚石基的笔在玻璃表面上形成切割线的划线步骤和通过施加力来切割玻 璃的裂开步骤。S/B工序把大LC板分成多个称之为盒单元的单元LC板。
然后，在步骤45S进行打磨工序以研磨单元LC板的表面，由此完成第 三歩700。
此后，进行组装工序，在该工序中安装驱动器IC、背光光源等。 因此，按照本发明所述制作液晶显示器的方法具有以下优点。 首先，电极结构能在得到各LC板之前实现对组合LC板的电检测和目测 检测。这样能实现减少检测时间和降低工人疲劳度的单次检测。此外，本发明 在早期生产阶段进行A/P测试，因此能够反馈故障信息，改善批量生产的产
1=1
对于熟悉本领域的技术人员来说，很显然，在本发明的基础上，可以做出 各种改进和变型。因此，本发明意在覆盖那些落入所附权利要求及其等同物范 围内的改进和变型。
权利要求
1、一种制作液晶显示器的方法，其包括组装具有第一和第二基板的液晶板，所述第一和第二基板彼此连在一起，其中组装好的液晶板包括多个单元液晶板区；和测试组装的液晶板，以检测多个单元液晶板区的电气工作情况。
2、 根据权利要求1所述的方法，其中利用自动检测器的测试完成对组装 的液晶板的测试从而检测其电气工作情况。
3、 根据权利要求1所述的方法，其中液晶板的组装包括以下歩骤 选择性地在第一基板上涂敷密封剂以确定密封区；和在第一和第二基板中的任何一块基板上滴注液晶并使液晶处于密封区内。
4、 根据权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤 通过切割液晶板形成多个单元液晶板； 研磨单元液晶板的表面。
5、 根据权利要求1所述的方法，进一步包括目测组装的液晶板。
6、 根据权利要求5所述的方法，其中目测包括检查组装好的液晶板的对 准情况。
7、 根据权利要求5所述的方法，其中目测包括 把第一偏振器设置到组装好的液晶板上； 把第二偏振器设置到组装好的液晶板上； 在组装好的液晶板上照射光并使光穿过第二偏振器；和 在使组装好的液晶板倾斜的同时，目视检测组装好的液晶板。
8、 一种制作液晶显示器的方法，包括以下步骤 制作第一和第二基板；选择性地在第一和第二基板中的任何一块基板上涂敷密封剂； 在第一和第二基板中的一块基板上施加液晶； 把第一和第二基板组装到一起以形成组合液晶板； 电性测试液晶板；和 把液晶板分离成多个单独的液晶板。
9、 根据权利要求8所述的方法，其中借助于自动检测器的测试完成对组合液晶板的电性测试。
10、 根据权利要求9所述的方法，其中自动检测器测试包括 把第一偏振器设置到液晶板上；把第二偏振器设置到液晶板上；通过第二偏振器在液晶板上照射光；和在使液晶板倾斜的同时，目视检测液晶板以确定 缺陷；和对组合液晶板进行电气缺陷测试。
11、 根据权利要求8所述的方法，进一步包括打磨各液晶板表面的步骤。
12、 根据权利要求8所述的方法，其中制作第一和第二基板包括 在第一基板上制作多个TFT单元基板区，每个区上具有多条交叉的选通线和数据线；在第二基板上制作多个滤色片单元基板区，每个区上具有黑底层，主滤色 片，和共用电极。
全文摘要
与检测站互相作用以模拟液晶显示器工作的组合液晶板，以及制作和测试这种液晶板的方法。组合液晶板能够向多个单元液晶板区提供工作电压。检测站设有工作电源，照射光源，和第一及第二偏振器。当电源施加到组合液晶板上时，便产生图像。该图像将显现单元液晶板区内的缺陷。有益的是，检测站倾斜时有利于问题的识别。
文档编号G02F1/1333GK101430448SQ200810180410
公开日2009年5月13日 申请日期2002年12月16日 优先权日2002年2月26日
发明者孙海晙, 权赫珍, 金完洙 申请人:乐金显示有限公司