专利名称：制造液晶显示器的方法
技术领域：
本发明涉及一种制造液晶显示器的方法。更具体地，本发明涉及一种制造液晶显示器的方法，该液晶显示器包括具有负介电各向异性的垂直排列液晶和光或热聚合的聚合物，该聚合物用于在施加电压时调整液晶分子的预倾斜角及其倾斜方向。
背景技术：
常规的MVA(多域垂直排列)型液晶显示器(随后称为“MVA-LCD”)包括具有负介电各向异性的垂直排列型液晶，和排列调整结构比如形成于基板上的线性凸起或切口。在MVA-LCD中，当施加电压时，液晶排列通过像素中多个方向上的排列调整结构来控制而无需摩擦(rubbing)处理。
与TN(扭曲向列)模式的液晶显示器相比，MVA-LCD具有良好视角特性的优点以及低白色亮度和黯淡显示的缺点。该缺点的主要原因源自排列调整结构上的一区域变成划分液晶分子排列的边界，并且该区域在视觉上表现为在整体上降低了像素的光透射因子的黯淡区域。然而在这种情况下，排列调整结构相对地削弱，在稳定排列之前需要延长的时段，并且响应时间变长。
为了实现以高亮度和高响应速度为特征的MVA-LCD，已经提出一种方法，该方法利用聚合物施加电压时调整液晶分子的预倾斜角和倾斜方向。按照该方法，在两个基板之间密封液晶合成物，该液晶合成物是液晶和将要通过光或热聚合的单体(可聚合成分)的混合物。预定电压施加于基板之间，在液晶分子倾斜并且在预定方向上排列的状态下，以紫外线照射液晶层，并且将该单体聚合以形成聚合物。由于聚合物形成于表面附近，即使在不再施加电压时，仍可调整液晶分子的排列方向及其预倾斜角。通过利用该聚合物调整液晶分子的排列方向及其预倾斜角，获得一种以高亮度和高响应速度为特征的MVA-LCD。
另外，近年来，已注意到一种滴注(drop-injection)方法(一次滴入填充方法)，通过该方法，基板被附着在一起，并且同时填充液晶。按照该滴注方法，首先，沿着一个框架形基板的外围施加一密封材料。接着，将预定量的液晶滴到例如另一基板上。在这种情况下，通过利用分配器(dispenser)，将液晶滴到基板上的多处。接着，两个基板在真空中被附着在一起，并且气压恢复到大气气压，从而使液晶被填充到两个基板之间。利用滴注方法使得极大缩短用于注入液晶的时间和简化用于制造液晶显示器的步骤成为可能。
然而，当利用滴注方法制造具有用以在施加电压时调整液晶分子的预倾斜角及其倾斜方向的聚合物的MVA-LCD时，难以获得良好的显示质量，因为常常看到亮点沿着滴入液晶合成物的部分的外围呈圆形连续。
发明内容
本发明的目的是提供一种制造以良好的显示质量为特征的液晶显示器的方法。
上述目的通过一种制造液晶显示器的方法来实现，该方法包括第一步骤，使液晶合成物去除泡沫，该液晶合成物由液晶和待由光或热聚合的可聚合成分混合而成；第二步骤，将该液晶合成物滴入或转移到一个基板上；第三步骤，在真空中将该基板与另一基板附着在一起，并且通过使真空恢复到大气气压在其中填充该液晶合成物；以及第四步骤，使该可聚合成分聚合。
按照本发明，可实现以良好显示质量为特征的液晶显示器。
图1A至1C是示意性说明按照本发明第一实施例的制造液晶显示器的方法的图；图2是说明按照本发明第一实施例的制造液晶显示器方法的流程图；图3是说明用于滴入液晶合成物的分配器的构成图。
图4是说明在将基板附着在一起的步骤中气压随着时间段变化的曲线图；以及图5是说明按照本发明第二实施例的制造液晶显示器的方法的流程图。
具体实施例方式
(第一实施例)现在将参照图1A至图4，描述按照本发明第一实施例的制造液晶显示器的方法。在通过聚合物调整液晶分子排列方向及其预倾斜角的MVA-LCD中，常常看到两点沿着液晶合成物滴入的部分的外围呈圆形连续，这被推想为是由于单体沉淀到上述部分的外围，扰乱了液晶的排列。可能由于在将基板附着在一起的同时，在真空中使得液晶合成物起泡沫，所以单体沉淀，造成单体浓度变得不均匀。因此在该实施例中，溶解于液晶合成物中的空气和低沸点物质被去除，并且在真空中抑制液晶合成物起泡沫，由此防止单体的沉淀。
图1A至1C是示意性说明按照本实施例的制造液晶显示器的方法，图2是说明按照本实施例的制造液晶显示器的方法的流程图。首先，经过预定步骤，制造出包括形成于玻璃基板上的薄膜晶体管(TFT)、像素电极、栅极总线和漏极总线的TFT基板与包括形成于玻璃基板上的滤色层(CF)和公共电极的相对基板。
接着参照图1A，液晶合成物10被引入到预定容器12并且放置于真空室14中。液晶合成物10通过将具有负介电各向异性的负型液晶(Merck公司生产)与表现出向列液晶性质并且能被光(或热)聚合的重量比为0.3％的丙烯酸可聚合成分混合来获得。然后，通过利用真空泵16，使真空室14中环绕液晶合成物10的气氛下降到1×10-2托(Torr)(1托＝133.322Pa)或者比之更低的气压(真空度)，用以进行用于去除液晶合成物10中溶解的空气和低沸点物质的去除泡沫(除去气泡)处理(图2中的步骤S1)。在去除泡沫处理结束之后，惰性气体通过利用气体引入系统18被引入到真空室14中，以使气压恢复到大气气压，并且取出包含液晶合成物10的容器12。
接着参照图1B，经受去除泡沫处理的液晶合成物10在大气气压下被滴到TFT基板2上(或相对基板4上)(步骤S2)。图3表示用于滴入液晶合成物的分配器的构造。参照图3，活塞泵型的分配器30具有中空圆柱形的外壳32，并且随同接近在垂直方向上定向的圆筒的中心轴一起使用。纤细的杆形活塞34在外壳32中被支撑，以便在沿着圆筒中心轴的垂直方向上移动。活塞34的末端在垂直方向上、在设置于外壳32下端附近的喷嘴36内移动。液晶合成物容器38中的液晶合成物经过输送管道40，以及经过喷嘴36附近的外壳32侧壁中的开口，沿着所示箭头流入喷嘴36。根据活塞34末端在喷嘴36中的移动量，已到达喷嘴36内部的液晶合成物从喷嘴36滴入。除非受到外力，否则由于液晶合成物本身的表面张力，液晶合成物不会从喷嘴36吹出。
在外壳32内空气室的侧壁中，两个空气流入端口42和44在垂直方向上形成为彼此分离。分割壁46固定于活塞34，以将空气室的内部一分为二。分割壁46在空气流入端口42和44之间、在空气室的内壁上随同活塞34一起滑动。因此，当空气经过空气流入端口42流入空气室时，分割壁46在垂直方向上受到向下的压力，因此向下移动。当空气经过空气流入端口44流入空气室时，分割壁46在垂直方向上受到向上的压力，因此向上移动。由此，活塞34在垂直方向上移动预定的量。
空气流入端口42和44连接于泵控制器48。泵控制器48在预定时刻吸入空气并且将空气输送到空气流入端口42或44。如上所述构造的分配器30进行工作，例如每次滴入5mg的液晶合成物10。每次的滴入量通过控制活塞34在垂直方向上的移动量，利用固定于活塞34(向上凸出到外壳32之外)的微度量器52来调节。
在该步骤中，液晶合成物10从基板表面上方例如不大于20mm高度的位置滴入，以防止空气等再次溶解于已去除泡沫的液晶合成物10中。也就是说，在该实施例中，喷嘴36末端的高度h在TFT基板2(或相对基板4)表面上方不大于20mm(h≤20(mm))。液晶合成物10可被转移(transfer)到基板上，以取代利用滴入液晶合成物10的步骤。
再参照图1B，TFT基板2(液晶合成物10已滴入到其上)和相对基板4(已在其上沿着其未被切除的外围部分施加密封材料20)通过利用真空附着装置在真空中被附着在一起(步骤S3)。图4是表示在附着基板的步骤中真空附着装置中的气压随着时间段变化的曲线图，其中横坐标表示从真空附着装置中的气压开始降低的时间段(秒)，纵坐标是真空附着装置中气压的对数表示(Pa)。参照图4，两个基板2和4在从气压开始下降时起经过大约50秒之后开始附着在一起。在这种情况下，真空附着装置中的气压大约为2.5Pa(＝1.9×10-2托)。两个基板2和4的附着在从气压下降时起经过大约200秒之后(在开始附着起大约150秒之后)结束。这时，真空附着装置中的气压大约为0.8Pa(＝6×10-3托)。随后，惰性气体被引入真空附着装置中，以使环绕基板2和4的气氛在大约5秒内恢复到大气气压，并且两个基板2和4之间的液晶合成物10如图1C所示扩散。然后，固化密封材料20以完成基板的附着和液晶的填充。
接着，将预定电压施加于基板2和4之间，在液晶分子已经倾斜和排列的状态下，以紫外光束照射液晶合成物10(或加热液晶合成物10)，以聚合液晶合成物10中的单体并且形成聚合物(步骤S4)。由于聚合物形成于基板2和4的表面附近，即使在不再施加电压之后，仍可调整液晶分子的排列方向和预倾斜角。经过上述步骤，完成液晶显示器。
在该实施例中，液晶合成物10在滴入到TFT基板2之前被去除泡沫。因此在附着基板的步骤中，液晶合成物10不起泡沫，单体浓度在液晶合成物10中不会变得不均匀，并且可抑制单体的沉淀。因此按照该实施例，不会看到由于液晶的不良排列所造成的亮点，并且可实现以良好的显示质量为特征的液晶显示器。
(第二实施例)接着参照图5，描述按照本发明第二实施例的制造液晶显示器的方法，图5是说明按照该实施例的制造液晶显示器的方法的流程图。与第一实施例不同，在该实施例中，如图5所示，尚未去除泡沫的液晶合成物10在大气中被滴入或转移到TFT基板2(或相对基板4)上(步骤S11)。通过将具有负介电各向异性的负型液晶(Merck公司制造)与表现出向列液晶性质并且能够被光(或热)聚合的重量比为0.3％的丙烯酸可聚合成分混合来产生液晶合成物10。
接着，TFT基板2(液晶合成物10已滴注到其上)和相对基板4(已在其上沿着其未被切除的外围部分施加密封材料20)被排列在例如真空附着装置中。然后，将环绕真空附着装置中液晶合成物10的气氛下降到1×10-2托或更低，以通过将液晶合成物10中溶解的空气和低沸点物质去除泡沫来进行去除处理(步骤S12)。这时，液晶合成物10在减压后的气氛中起泡沫，并且单体浓度变得不均匀。随后，惰性气体被引入到真空附着装置中，以使真空附着装置中的气压恢复到接近大气气压。然后，单体浓度在液晶合成物中变得均匀。这里，用于使液晶合成物10去除泡沫的处理可通过利用除真空附着装置之外的任一真空室来进行。
接着，当再次降低真空附着装置中的气压时，将两个基板2和4附着在一起(步骤S13)。这时，已被去除泡沫的液晶合成物10不会再起泡沫。随后，惰性气体等被引入真空附着装置中，以使环绕基板2和4的空气恢复到大气气压，从而使液晶合成物10在两个基板2和4之间扩散。然后，固化密封材料20以完成基板的附着和液晶的填充。
接着，将预定电压施加于基板2与4之间，在液晶分子已经倾斜和排列的状态下，以紫外光束照射液晶合成物10(或者加热液晶合成物10)，以使液晶合成物10中的单体聚合并且形成聚合物(步骤S14)。由于聚合物形成于基板2和4的表面附近，即使在不再施加电压之后，仍可调整液晶分子的排列方向和预倾斜角。经过上述步骤，完成液晶显示器。
在该实施例中，降低真空附着装置中的气压，以使液晶合成物10去除泡沫，然后真空附着装置中的气压恢复到接近大气气压，以使液晶合成物10中的单体浓度均匀。因此，液晶合成物10在附着基板的步骤中不起泡沫，并且单体浓度在液晶合成物10中不会变得不均匀，可抑制单体的沉淀。因此按照该实施例，不会看到由于液晶的不良排列所造成的亮点，并且可实现以良好的显示质量为特征的液晶显示器。
(第三实施例)接着参照图5，将描述按照本发明第三实施例的制造液晶显示器的方法。在该实施例中，与第二实施例相似，尚未去除泡沫的液晶合成物10在大气中被滴入或转移到TFT基板2(或相对基板4)上(图5中的步骤S11)。通过将具有负介电各向异性的负型液晶(Merck公司制造)与表现出向列液晶性质并且能够被光(或热)聚合的重量比为0.3％的丙烯酸可聚合成分混合来产生液晶合成物10。
接着，液晶合成物10已滴入到其上的TFT基板2(和液晶合成物10)在80℃加热5分钟以实现去除泡沫处理(图5中的步骤S12)。气体在高温下比在常温下更少溶解于液晶合成物10中，因此，空气和低沸点物质从加热过的液晶合成物10中去除。在该步骤中，单体浓度不会变得不均匀。
接着，TFT基板2和相对基板4(已在其上沿着其未被切除的外围部分施加密封材料20)被排列在真空附着装置中。然后，当降低真空附着装置中的气压时，将两个基板2和4附着在一起(图5中的步骤S13)。随后，惰性气体被引入真空附着装置中，以使其中的气压恢复到大气气压，并且液晶合成物10在两个基板2和4之间扩散。然后，固化密封材料20以完成基板的附着和液晶的填充。
接着，将预定电压施加于基板2与4之间，在液晶分子已经倾斜和排列的状态下，以紫外光束照射液晶合成物10(或者加热液晶合成物10)，以使液晶合成物10中的单体聚合并且形成聚合物(图5中的步骤S14)。由于聚合物形成于基板2和4的表面附近，即使在不再施加电压之后，仍可调整液晶分子的排列方向和预倾斜角。经过上述步骤，完成液晶显示器。
在该实施例中，液晶合成物10已滴入到其上的TFT基板2被加热以实现去除泡沫处理。因此，液晶合成物10在附着基板的步骤中不起泡沫，并且单体浓度在液晶合成物10中不会变得不均匀，可抑制单体的沉淀。因此按照该实施例，不会看到由于液晶的不良排列所造成的亮点，并且可实现以良好的显示质量为特征的液晶显示器。
这里，依靠与上述方法相同的制造方法制造六个液晶显示器，不同的是在去除泡沫处理中，分别在40℃、45℃、50℃、55℃、60℃和70℃加热TFT基板2。通过在去除泡沫处理中在50℃、55℃、60℃和70℃加热TFT基板2而制造出的液晶显示器表现出与上述液晶显示器相似的良好显示质量。通过在去除泡沫处理中在40℃和45℃加热TFT基板2而制造出的液晶显示器会使亮点沿着液晶合成物10滴入的部分的外围呈圆形地连续出现，并且不能获得良好的显示质量。通过在去除泡沫处理中在50℃或更高温度加热TFT基板2，如上所述，可获得具有良好显示质量的液晶显示器。该实施例中所用的液晶合成物10具有150℃的抗热温度。因此在实践中，TFT基板在不低于50℃并且不高于150℃被加热。
(第四实施例)接着，将描述按照本发明第四实施例的制造液晶显示器的方法。与第二实施例相似，在该实施例中，尚未去除泡沫的液晶合成物10在大气中被滴入或转移到TFT基板2(或相对基板4)上。通过将具有负介电各向异性的负型液晶(Merck公司制造)与表现出向列液晶性质并且能够被光(或热)聚合的重量比为0.3％的丙烯酸可聚合成分混合来产生液晶合成物10。
接着，TFT基板2和相对基板4(已在其上沿着其未被切除的外围部分施加密封材料20)被排列在真空附着装置中。然后，当降低真空附着装置中的气压时，将两个基板2和4附着在一起。在该实施例中，基板2和4在真空附着装置中的气压变为大约1托(＝133.322Pa)时开始附着。这时，环绕液晶合成物10的气氛是相对低程度的真空，并且液晶合成物10不起泡沫。在降低气压时过去预定时段之后，完成两个基板2和4的附着。随后，惰性气体被引入真空附着装置中，以使其中的气压恢复到大气气压，并且液晶合成物10在两个基板2和4之间扩散。然后，固化密封材料20以完成基板的附着和液晶的填充。
接着，将预定电压施加于基板2与4之间，在液晶分子已经倾斜和排列的状态下，以紫外光束照射液晶合成物10(或者加热液晶合成物10)，以使液晶合成物10中的单体聚合并且形成聚合物。由于聚合物形成于基板2和4的表面附近，即使在不再施加电压之后，仍可调整液晶分子的排列方向和预倾斜角。经过上述步骤，完成液晶显示器。
在该实施例中，基板2和4在相对低程度的真空中开始附着。因此，液晶合成物10在附着基板的步骤中不起泡沫，并且单体浓度在液晶合成物10中不会变得不均匀，使得可以抑制单体的沉淀。因此在该实施例中，不会看到由于液晶的不良排列所造成的亮点，并且可实现以良好的显示质量为特征的液晶显示器。
这里，依靠与上述方法相同的制造方法制造多个液晶显示器，但是改变开始附着基板时在真空附着装置中的气压。当在真空附着装置中的气压较高的状态下开始附着基板时，亮点在液晶显示器中形成得较少。当在真空附着装置中的气压不低于1托的状态下开始基板的附着时，在液晶显示器中看不到亮点。通过在不低于1托(低于大气气压)的相对低程度的真空中开始附着基板2和4，可获得以良好显示质量为特征的液晶显示器。
权利要求
1.一种制造液晶显示器的方法，包括第一步骤，使液晶合成物去除泡沫，该液晶合成物由液晶和待由光或热聚合的可聚合成分混合而成；第二步骤，将该液晶合成物滴入或转移到一个基板上；第三步骤，在真空中将该一个基板与另一基板附着在一起，并且通过使真空恢复到大气气压在其中填充该液晶合成物；以及第四步骤，使该可聚合成分聚合。
2.如权利要求1所述的制造液晶显示器的方法，其中该第二步骤在该第一步骤之后进行。
3.如权利要求2所述的制造液晶显示器的方法，其中在将环绕该液晶合成物的气氛降低到预定气压的同时，该第一步骤进行该去除泡沫处理。
4.如权利要求3所述的制造液晶显示器的方法，其中该预定气压不高于1托。
5.如权利要求2所述的制造液晶显示器的方法，其中在该第二步骤中，该液晶合成物从该一个基板上方不大于20mm的高度滴入。
6.如权利要求1所述的制造液晶显示器的方法，其中该第一步骤在该第二步骤之后进行。
7.如权利要求6所述的制造液晶显示器的方法，其中在将环绕该液晶合成物的气氛降低到预定气压的同时，该第一步骤进行该去除泡沫处理，并且在该第一步骤与该第三步骤之间插入一步骤，用于使环绕该液晶合成物的气氛恢复到接近大气气压。
8.如权利要求7所述的制造液晶显示器的方法，其中该预定气压不高于1托。
9.如权利要求6所述的制造液晶显示器的方法，其中在预定温度加热该液晶合成物的同时，该第一步骤进行该去除泡沫处理。
10.如权利要求9所述的制造液晶显示器的方法，其中该预定温度不低于50℃。
11.如权利要求9所述的制造液晶显示器的方法，其中该预定温度不高于150℃。
12.一种制造液晶显示器的方法，包括第一步骤，将液晶合成物滴入或转移到一个基板上，该液晶合成物由液晶和待由光或热聚合的可聚合成分混合而成；第二步骤，在预定气压的气氛中，将该一个基板和另一基板附着在一起，其中在该预定气压下该液晶合成物不起泡沫；并且通过使该气压恢复到大气气压在其中填充该液晶合成物；以及第三步骤，使该可聚合成分聚合。
13.如权利要求12所述的制造液晶显示器的方法，其中该预定气压不低于1托，但低于大气气压。
全文摘要
一种制造具有良好显示质量的液晶显示器的方法，包括去除泡沫处理步骤，使液晶合成物去除泡沫，该液晶合成物由液晶和待由光或热聚合的可聚合成分混合而成(步骤S1)；液晶合成物滴入步骤，将该液晶合成物滴入或转移到一个基板上(步骤S2)；基板附着步骤，在真空中将该一个基板与另一基板附着在一起，并且通过使真空恢复到大气气压，在其中填充该液晶合成物(步骤S3)；以及聚合步骤，使该可聚合成分聚合(步骤S4)。
文档编号G02F1/1334GK1667456SQ20041008813
公开日2005年9月14日 申请日期2004年10月14日 优先权日2004年3月11日
发明者槙本彰太, 井上弘康, 井上雄一, 村田聪 申请人:富士通显示技术株式会社, 友达光电股份有限公司