专利名称：用于液晶显示器的板、包括其的液晶显示器及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种用于液晶显示器的板、包括该板的液晶显示器、及其制造方法。
背景技术：
一般而言，液晶显示器(LCD)为这样一种显示装置，其中具有介电各向异性的液晶夹在两块板之间。通过电极向液晶施加电场，透过板的光的透射率通过调节场强来控制，由此显示期望的图像映象。
LCD包括两块具有电极的板、以及夹在板之间的液晶。两块板通过沿板的周边印刷并封闭液晶的密封剂结合起来。两块板通过在该两块板之间分布的隔离物支撑。
在制造LCD的方法中，用于排列液晶中的液晶分子的取向膜涂覆在两块板的每一块上，且经过取向处理。球形隔离物分布在板中的一块上，并且密封剂沿板的周边印刷，使密封剂具有用于注入液晶的孔。两块板对准并通过热压彼此连接。在两块板之间通过注入孔注入液晶，且密封注入孔，从而形成液晶单元。用于将板彼此隔开的隔离物以单独的形式分布或形成在对应于屏幕区域的显示区域上。其它隔离物加到密封剂从而将板彼此隔开。
包括两块板的液晶单元的单元间隙在对应于屏幕区域的板的中心处以及对应于密封剂位置的其周边处测量。由于LCD已具有大尺寸，因此发展以稳定形式保持由玻璃、塑料或陶瓷制成的两块板之间的单元间隙的技术变得重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于液晶显示器的板、包括该板的液晶显示器、及其制造方法，能够保持两块基板之间的距离恒定。
一种用于液晶显示器的板及其制造方法，在显示区域上设置多个用于接触基板从而支撑基板的隔离物，使接触面积随着趋向显示区域的中心而增大，由此保持两块基板之间的距离恒定。
具体而言，用于液晶显示器的板包括形成在绝缘基板上的多个隔离物。隔离物接触绝缘基板从而以不同的接触面积支撑基板。
优选地，接触面积随着趋向显示区域的中心而增大。
用于液晶显示器的板还可包括形成在绝缘基板上且输送诸如扫描信号和图像信号的电信号的栅布线和数据布线、电连接至栅布线和数据布线并作为用于控制图像信号的开关元件的薄膜晶体管、以及接收用于驱动液晶分子的像素电压的像素电极。该板还可包括红、绿和蓝色滤色片。
还提供了一种液晶显示器，其包括两块基板，彼此面对且具有显示区域；密封剂，沿着基板的位于显示区域外部的周边形成，具有封闭环形形状，且支撑基板；液晶层，填充在由基板和密封剂封闭的室中；以及多个隔离物，形成在基板之间并以不同的接触面积接触基板从而支撑基板。
接触基板的隔离物的接触面积优选随着隔离物靠近显示区域的中心被设置而变大。
制造液晶显示器的方法，在两基板之一上滴注液晶材料从而形成液晶层，并在真空环境下结合两基板。
图1A和1B为示出通过真空挤压工艺制造的液晶显示板在其显示区域处的单元间隙的图形；图2为示出在本发明的实验中，液晶单元中的变化作为隔离物截面积的函数的表格；图3为根据本发明实施例的用于LCD的液晶板的平面图；图4为图3所示的液晶板沿线IV-IV’截取的截面图；以及图5示出单位液晶单元的显示区域中的隔离物的位置。
具体实施例方式
现在将在下文参照附图对本发明进行更为充分的描述，附图中示出本发明的优选实施例。然而，本发明可以以多种不同形式实施，而不应限制于在此展示的实施例。
附图中，为清楚起见，放大了层厚、膜和区域。相同的附图标记始终表示相同的元件。将可理解，当诸如层、膜、区域或基板的元件被称为在另一元件“上”时，其可以直接在该另一元件上或存在插在其间的元件。相反，在当元件被称为“直接”在另一元件上时，则不存在插在其间的元件。
现在，将参照附图描述根据本发明实施例的用于液晶显示器的板、包括该板的液晶显示器、及其制造方法。
制造LCD的方法包括通过将基板黏附到平板上并压所述平板从而连接两块基板的热压工艺，以及通过保持由基板和密封剂封闭的室处于真空状态并将基板暴露于大气而连接两块基板的真空挤压工艺。在通过真空挤压工艺制造的液晶板中，显示区域周边通过包含具有小弹性的固体隔离物的密封剂支撑，同时大部分显示区域通过具有出色弹性的隔离物支撑。在外界大气压均匀施加于基板的整个表面且保持由基板和密封剂封闭的内室处于真空状态时，基板之间的距离在显示区域的中心减小，使得基板之间的单元间隙不均匀。现在这将参照附图描述。
图1A和1B为示出通过真空挤压工艺制造的液晶显示板在其显示区域处的单元间隙的图形。图中，水平轴X表示液晶板的水平方向，而垂直轴Y表示液晶板的垂直方向。
如图1A和1B所示，测得的单元间隙在显示区域的周边A处为4.6至4.8微米，在显示区域的中心C处为4.4至4.5微米，并且在显示区域的周边A与其中心C之间的区域处为4.5至4.6微米。即，测得的液晶板的单元间隙是不均匀的。
本发明的实验评估了支撑基板的隔离物的截面积对单元间隙的影响。通过光刻形成多个立方体隔离物，且一个隔离物分配给每12个像素。支撑基板的隔离物的面积为18.8×18.8平方微米、23.0×23.0平方微米、以及26.6×26.6平方微米。液晶板的液晶层通过在基板上滴注液晶材料而形成。两块基板通过真空挤压彼此连接。单元间隙的初始值为4.6微米。液晶材料的滴注量为预定有效体积的97％。在距离密封剂0mm、6mm、12mm、18mm、以及24mm的位置处测量单元间隙。
图2为示出在本发明的实验中，液晶单元中的变化作为隔离物截面积的函数的表格。
如图2所示，在对于所有的情况单元间隙在任何位置都规定为4.6微米时，设置有密封剂的液晶板的周边处测得的单元间隙对于所有的情况保持在4.6微米。测得的单元间隙随着支撑基板的隔离物的面积的减小而降低。即，测得的单元间隙随着用于基板的隔离物的支撑面积增大而增大。已经证明单元间隙可以通过增大隔离物对基板的接触面积而保持均匀。
对单元间隙施加影响的因素有几个，诸如液晶材料的量、以及隔离物的高度和密度。由于除液晶材料的量和隔离物对基板的接触面积以外的因素几乎不对单元间隙产生影响，因此将单元间隙作为液晶材料的量和隔离物面积的函数来测量。在隔离物最小面积等于15×15平方微米且液晶材料的量等于96％的情况下和隔离物最大面积等于30×30平方微米且液晶材料的量等于98％的情况下测得的单元间隙在4.6±0.15微米的范围内，其包括允许误差。由此，为了保持单元间隙恒定，优选隔离物最大面积对最小面积的比例等于或小于3。
现在将详细介绍用于LCD的液晶板及使用滴注技术的其制造方法。
图3为根据本发明实施例的用于LCD的液晶板的平面图；图4为图3所示的液晶板沿线IV-IV’截取的截面图；以及图5示出单位液晶单元的显示区域中的隔离物的位置。
如图3和4所示，经过根据本发明的实施例的液晶注入和基板结合的步骤后为单板的液晶板100包括多个液晶单元。例如，如图所示，液晶板100包括两个绝缘基板110和120、以及置于两基板110和120之间的液晶层130。通过点线a和b示出的四个液晶单元区域形成在液晶板100中。每个单元区域具有用于显示图像的显示区域101、102、103或104。用于保持基板110和120平行的多个隔离物141和142形成在液晶板100中。密封剂150沿每个单元区域的周边形成，而液晶层130通过密封剂150密封。
如图5所示，隔离物141和142接触基板110和120，从而支撑基板110和120，且其接触面积不同。隔离物141和142与基板110和120的接触面积随着从显示区域101至104的靠近密封剂150的边缘到显示区域101至104的中心而变得更大。然而，在显示区域101至104的中心处的隔离物142的接触面积等于或小于最靠近显示区域101至104的边缘的隔离物141的接触面积的3.2倍是优选的。
同时，密封剂150可以包括用于支撑基板110和120使其彼此平行的隔离物。
在制造LCD的方法中，液晶板100可以在其划分为液晶单元之前或之后设置液晶层130。附图标记a和b表示在液晶注入及基板结合完成后用于分隔液晶板为单元区域的切割线。
液晶板100的基板110和120之一设置有彼此交叉的多条栅布线和多条数据布线从而限定像素区域和传送诸如扫描信号或图像信号的电信号、电连接于栅布线和数据布线且起到用于控制图像信号的开关元件的作用的多个薄膜晶体管、以及接收用于驱动液晶分子的像素电压的多个像素电极。这结果是成为薄膜晶体管阵列板。另一基板设置有对着像素电极的公共电极从而产生用于驱动液晶分子的电场、以及顺序形成在像素区域中的多个红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)滤色片。这结果是成为显示屏(counter panel)。滤色片或公共电极可以形成在薄膜晶体管阵列板上。
现在将详细介绍用于LCD的液晶板的制造方法。
多条低电阻栅布线、多条低电阻数据布线、多个薄膜晶体管、以及由透明导电材料或反光导电材料构成的多个像素电极形成在液晶板100的初始基板110上。有机绝缘材料沉积在基板110上，并通过光刻构图从而形成多个隔离物141和142。隔离物141和142设置在像素区域之间。此时，公共电极和多个红、绿、蓝色滤色片形成在另一基板120上。如上所述，滤色片或公共电极可以与薄膜晶体管一同形成在基板上。优选地，隔离物141和142的尺寸等于液晶板100的基板110与120之间距离的大约10-30％。隔离物141和142可以形成在基板110和120的任何一个上。使用光刻形成隔离物141和142使隔离物141和142能够均匀排列，使得单元间隙可以在板100中始终均匀，从而获得薄的单元间隙，并防止隔离物141和142设置在像素区域上，由此改善显示特性。
其后，密封剂150涂覆在基板110和120中设置有隔离物141和142的一个上。密封剂150形成封闭环而没有用于注入液晶的注入孔。密封剂150可以由热固性(thermosetting)材料或紫外硬化(ultraviolet-hardening)材料制成。密封剂150可以包括多个用于保持基板110与120之间间隙的隔离物。由于密封剂150不具有注入孔，因此准确控制液晶材料的量十分重要。为解决液晶材料的量过大或过小导致的任何问题，优选在密封剂150处设置即使在基板结合结束后仍不具有液晶材料的缓冲区。同时，优选地，密封剂150在其表面上具有不是与液晶层130的反应物的抗反应膜(anti-reaction film)。
使用液晶涂覆机(coater)将液晶材料涂覆或滴注在基板110和120的任何一个上。液晶涂覆机可以具有方块形状，使得其可以在液晶单元区域101至104处滴注液晶材料。液晶可以喷射至液晶单元区域101至104的整个表面上。在此情况下，液晶涂覆机具有喷射器形状。
基板110和120被输送至真空室的组装装置。由基板110和120及密封剂150包围的室抽成真空状态，且基板110和120通过大气压彼此紧密黏合，使得基板110与120之间的距离达到期望的单元间隙。密封剂150使用曝光装置利用UV光线照射完全硬化。这样，两基板110和120结合起来，由此完成液晶板100的形成。在黏合基板110和120的步骤以及于密封剂150上照射UV光线的步骤期间，两块基板110和120精确地对准至微小量级。基板110和120的显示区域101至104的周边由包括具有微小弹性的隔离物的密封剂支撑，同时大部分显示区域101至104由具有出色弹性的隔离物141和142支撑。当外界大气压均匀施加于基板的整个表面且保持由基板110和120以及密封剂150封闭的内部空间处于真空状态时，若隔离物141和142的接触面积彼此相等，基板110和120之间的距离在显示区域101至104的中心处变小，使得基板110和120之间的单元间隙变得不均匀。为解决这样的问题，本发明使隔离物141和142与基板110和120的接触面积随着从显示区域101至104的靠近密封剂150的边缘到显示区域101至104的中心而变大。然而，优选地，显示区域101至104的中心处的隔离物142的接触面积等于或小于最靠近显示区域101至104的边缘的隔离物141的接触面积的3.2倍。
液晶板100使用划线机(scribing machine)分为液晶单元区域101至104。
如上所述，本发明使支撑基板的隔离物的面积随着趋向显示区域的中心而变大，从而单元间隙可以保持恒定。
权利要求
1.一种用于液晶显示器的板，该板包括绝缘基板，具有显示区域；以及多个隔离物，形成在所述绝缘基板上且接触所述绝缘基板从而支撑所述绝缘基板，其中接触所述基板的所述隔离物的接触面积随着所述隔离物靠近所述显示区域的中心而变大。
2.如权利要求1所述的板，其中所述显示区域中心处的所述隔离物的接触面积等于或小于最靠近所述显示区域边缘的所述隔离物的接触面积的3.2倍。
3.如权利要求2所述的板，还包括形成在所述绝缘基板上且输送诸如扫描信号和图像信号的电信号的栅布线和数据布线、电连接至所述栅布线和所述数据布线并作为用于控制所述图像信号的开关元件的薄膜晶体管、以及接收用于驱动液晶分子的像素电压的像素电极。
4.如权利要求2所述的板，还包括形成在所述绝缘基板上的红色、绿色和蓝色滤色片。
5.一种液晶显示器，包括两块基板，彼此面对且具有显示区域；密封剂，沿着所述基板的位于所述显示区域外部的周边形成，具有封闭环形状，且支撑所述基板；液晶层，填充在由所述基板和所述密封剂封闭的室中；以及多个隔离物，形成在所述基板之间并以不同的接触面积接触所述基板从而支撑所述基板。
6.如权利要求5所述的液晶显示器，其中接触所述基板的所述隔离物的接触面积随着隔离物靠近所述显示区域的中心而变大。
7.如权利要求6所述的液晶显示器，其中在所述显示区域中心处的所述隔离物的接触面积等于或小于最靠近所述显示区域边缘的所述隔离物的接触面积的3.2倍。
8.一种制造液晶显示器的方法，该方法包括在具有显示区域的两块基板中的一个上形成多个隔离物，所述隔离物位于两块基板中的所述一个的显示区域上且以不同的接触面积接触所述基板从而支撑所述基板；在所述基板中的一个上施加密封剂；在施加有所述密封剂的所述基板上滴注液晶材料；以及在真空环境下结合所述基板。
9.如权利要求8所述的方法，其中接触所述基板的所述隔离物的接触面积随着所述隔离物靠近所述显示区域的中心而变大。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述基板的所述结合包括对准所述基板；将所述基板之间的室抽真空；利用真空环境黏合所述基板；利用大气压对所述基板加压；利用所述密封剂连接所述基板；以及通过硬化所述密封剂结合所述基板。
11.如权利要求10所述的方法，其中在结合所述基板时，所述显示区域中心处的所述隔离物的接触面积等于或小于最靠近所述显示区域边缘的所述隔离物的接触面积的3.2倍。
全文摘要
一种液晶显示器包括彼此面对且具有显示区域的两基板。用于支撑基板的密封剂沿着基板的位于显示区域外的周边形成，且具有封闭环形形状。液晶层填充在由基板和密封剂封闭的室中。多个隔离物形成在基板之间并以不同的接触面积与基板接触从而支撑基板。接触两基板的隔离物的接触面积随着隔离物靠近显示区域的中心被设置而变大。
文档编号G02F1/1339GK1672088SQ02829706
公开日2005年9月21日 申请日期2002年9月18日 优先权日2002年8月2日
发明者全栢均, 郑盛旭, 李愚植, 柳基天 申请人:三星电子株式会社