專利名稱：制作顯示面板的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制作顯示面板的方法，尤其涉及一種對配向膜材料進行紫 外光處理或等離子處理，以鈍化可交聯(lián)污染物的制作顯示面板的方法。
背景技術(shù)：
液晶顯示器是利用液晶分子在不同排列狀態(tài)下，對光線具有不同的穿透量 來控制顯示像素的亮度或色彩，進而使液晶顯示器得以產(chǎn)生豐富的影像。因此， 液晶顯示器中通常具有配向膜，用以讓鄰近配向膜的液晶分子產(chǎn)生特定配向方 向，以便調(diào)控像素內(nèi)的液晶傾倒方向。傳統(tǒng)的配向方法主要可區(qū)分為配向膜材 料涂布或形成以及配向處理兩個階段，其中配向膜的材質(zhì)通常以聚亞酰胺
(polyamide， PI)為主，在聚亞酰胺涂布于基板后，再進行配向處理。
針對配向膜材料涂布處理階段，若使用傳統(tǒng)的印刷式涂布處理中，轉(zhuǎn)印輥 (printing roller)表面通常會具有一層光刻膠層，以作為轉(zhuǎn)印之用。為了維 持良好的印刷效果，轉(zhuǎn)印輥表面的光刻膠層通常不會達到完全交聯(lián)的程度，但 這些未完全交聯(lián)的光刻膠可能會隨著印刷工藝一并轉(zhuǎn)印至基板上，導致污染。 即使進行清洗工藝，這些可交聯(lián)的污染物仍不易完全清除。
針對配向處理階段，傳統(tǒng)的刷磨式(rubbing)配向處理是以附有絨毛刷 的滾輪對聚亞酰胺進行刷磨，使聚亞酰胺的高分子主鏈會延伸而順向排列，達 到液晶配向排列的目的。刷磨式配向處理的優(yōu)點為刷磨所需的操作時間極短， 且在常溫下即可操作，因此，具有優(yōu)異的量產(chǎn)特性，然而，傳統(tǒng)的配向方法仍 有其缺點，舉例來說，絨毛刷上無可避免的在工藝中會沾附污染粒子，間接將 此些污染粒子帶到聚亞酰胺上，造成液晶顯示器顯像產(chǎn)生亮暗不均(mura)。
即使進行非接觸式的配向處理，例如光配向(photo alignment)、離子束 酉己向(ion beam alignment)、等離子束酉己向(plasma beam alignment)等處理， 可以減少滾輪接觸配向膜的機會，但是，這些非接觸式配向處理仍無法避免涂 布工藝將可交聯(lián)污染物摻雜到配向膜材料的可能，且環(huán)境中還可能有污染物掉落或接觸至配向膜中。
請參考圖1至圖3，圖1至圖3為現(xiàn)有制作顯示面板的方法示意圖。如圖 l所示，首先提供第一基板IO，接著于第一基板10的內(nèi)表面上形成一層配向 膜12，且配向膜12中摻雜了污染物14。其中，污染物14可能是隨著印刷式 涂布處理工藝一并轉(zhuǎn)印至第一基板10上的可交聯(lián)污染物，也可能是利用其它 方式掉落至配向膜中的污染物。
如圖2所示，之后，于第一基板10上滴加液晶材料16,再利用圖3所示 的步驟進行組裝(assembly)，以組合第一基板10與第二基板18。其中，第 二基板18的內(nèi)表面上也可先行形成一層配向膜20，且配向膜20也可能摻雜 了污染物14。如圖3所示，位于配向膜12與配向膜20表面的污染物14會受 到液晶材料16的張力影響，因此，污染物14容易聚集在液晶材料16的各個 小滴的交界處，而導致亮暗不勻現(xiàn)象(mura effect)。
尤其當應(yīng)用至高分子聚合配向(polymer stabilized alignment, PSA) 工藝時，雖然采用PSA工藝的顯示面板可以進行非接觸式配向處理，但配向膜 表面的可交聯(lián)污染物卻很容易會影響到液晶材料中的可交聯(lián)單體，使得液晶材 料中的可交聯(lián)單體與配向膜的污染物產(chǎn)生反應(yīng)，導致明顯的亮暗不勻現(xiàn)象。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種制作顯示面板的方法，以形成液晶顯示面板的 配向膜，并解決前述現(xiàn)有問題。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實施例提供一種制作顯示面板的方法。首先， 提供第一基板，接著于第一基板上涂布配向膜材料。其后，對配向膜材料進行 預(yù)烘烤工藝。于預(yù)烘烤工藝之后，對配向膜材料進行紫外光處理(UV treatment)或等離子處理(plasma treatment)，以鈍化摻雜于配向膜材料 中的可交聯(lián)污染物。隨后，提供第二基板，并于第一或第二基板上形成框膠， 然后于第一與第二基板之間形成液晶層，填充于框膠內(nèi)。
其中，該后烘烤工藝是于該預(yù)烘烤工藝之后進行，以固化該配向膜材料成 為一配向膜。
其中，該鈍化處理是于該后烘烤工藝之前或之后進行。
其中，該后烘烤工藝的溫度范圍為150 'C至300°C，該后烘烤工藝持續(xù)
5進行900秒至10800秒。
其中，該預(yù)烘烤工藝的溫度范圍為50°C至15(TC。
其中，于該第一或該第二基板上形成該框膠的步驟是于該鈍化處理之后進行。
其中，該鈍化處理包括紫外光處理或等離子處理。
其中，該紫外光處理的紫外光強度大于每平方公分0毫瓦且小于等于 100mW/cm2。
由于本發(fā)明可于預(yù)烘烤工藝之后，以及/或形成框膠之前，對配向膜材料 進行紫外光處理或等離子處理，以鈍化摻雜于配向膜材料中的可交聯(lián)污染物， 因此，可有效減少可交聯(lián)污染物導致的亮暗不勻現(xiàn)象。
圖1至圖3為現(xiàn)有制作顯示面板的方法示意圖4為本發(fā)明第一較佳實施例制作顯示面板的方法的流程示意圖； 圖5為根據(jù)本發(fā)明第一較佳實施例所制作的顯示面板的示意圖； 圖6為本發(fā)明第二較佳實施例制作顯示面板的方法的流程示意圖； 圖7為本發(fā)明第三較佳實施例制作顯示面板的方法的流程示意圖。 其中，附圖標記
12:配向膜 16:液晶材料 20:配向膜
200:顯示面板 204:共同電極 208:像素像素電極 .貼/云 214:配向膜
配向膜 218:框膠
10:第一基板 14:污染物 第二基板 -122:步驛 第一基板 第二基板
18:
102 202 206
212 216
液r曰-
具體實施例方式
為使本領(lǐng)域技術(shù)人員能更進一步了解本發(fā)明，下文特列舉本發(fā)明的數(shù)個較
佳實施例，并配合所附附圖，詳細說明本發(fā)明的構(gòu)成內(nèi)容及所欲達成的功效。請參考圖4與圖5，圖4為本發(fā)明第一較佳實施例制作顯示面板的方法的 流程示意圖，而圖5為根據(jù)本發(fā)明第一較佳實施例所制作的顯示面板200的示 意圖。附圖僅以說明為目的，并未依照原尺寸作圖。
如圖4與圖5所示，第一較佳實施例制作顯示面板的流程依序如下-
步驟102:開始； 步驟104:提供基板；
步驟106:配向前預(yù)清潔(pre PI cleaner); 步驟108:涂布配向膜材料；
步驟110:對配向膜材料進行預(yù)烘烤工藝(pre-bake process);
步驟110a:對配向膜材料進行紫外光處理或等離子處理；
步驟112:對配向膜材料進行后烘烤工藝(post-bake process);
步驟114:進行基板接合前預(yù)清潔；
步驟115:進行配向膜配向處理；
步驟116:形成框膠(seal dispensing);
步驟118:開鄉(xiāng)成液晶層(liquid crystal dispensing);
各步驟的詳細介紹如下。依照步驟104，首先提供圖5的第一基板202。 第一基板202可以是具有彩色濾光片的彩色濾光片基板(color filter substrate)，而于內(nèi)表面處可具有透明的共同電極204。于其它實施例中， 第一基板202也可以是具有薄膜晶體管的陣列基板(array substrate)，而 于內(nèi)表面處可具有像素電極。之后，可依照步驟106，進行配向前預(yù)清潔步驟， 使得第一基板202可具有清潔的表面，進而促進第一基板202與后續(xù)的配向膜 的接合穩(wěn)定性，且減少配向膜被污染的可能性。
接著依照步驟108,于第一基板202上涂布配向膜材料，此時配向膜材料 呈現(xiàn)未配向狀態(tài)。其中，配向膜材料110可包含硅氧類(siloxane materials) 材料，例如聚酰胺酸(polyamic acid， PAA)或聚亞酰胺(polyimide， PI) 的材料。或者于其它實施例中，配向膜材料也可包括氫化類鉆石排列碳薄膜 (hydrogenated diamond like carbon, DLC)、或碳硅化合物(SiC)、氧硅 化物(Si02)、氮硅化物(Si扎)、氧化鋁(A1A)等材料。于第一基板202 上涂布配向膜材料的方法包括狹縫涂布(slit coating)、旋轉(zhuǎn)涂布(spin coating)、非旋轉(zhuǎn)涂布(spinless coating)、噴墨式(inkjet)涂布或滾動印刷式涂布的方式所形成。這里所謂的滾動印刷式涂布方式可以通過滾動的轉(zhuǎn)印
輥將配向膜材料涂布于第一基板202上。而這里所謂的噴墨式涂布方式可以先 將配向膜材料填充于噴墨裝置(inkjet device)中，并且利用噴墨裝置的噴 墨頭(inkjet head)直接將配向膜材料滴加于第一基板202上。使用噴墨式 涂布方式形成配向膜材料時，可以避免轉(zhuǎn)印輥等工具接觸配向膜材料與第一基 板202的機會，因此，對于減少污染物的目的具有更好的效果。
然后，依照步驟IIO，對配向膜材料進行預(yù)烘烤工藝。其中，此預(yù)烘烤工 藝的溫度范圍本質(zhì)上為可介于50 'C至150'C之間，并持續(xù)進行約50秒至300 秒，以去除配向膜材料所含的部分溶劑，但不會使配向膜材料完全硬化。
于預(yù)烘烤工藝之后，依照步驟110a對配向膜材料進行鈍化處理 (passivate)，譬如是紫外光處理(UV treatment)或等離子處理(plasma treatment)，以鈍化慘雜于配向膜材料中的可交聯(lián)污染物，所謂鈍化是指將 可交聯(lián)污染物或其它污染物使不易起化學或物理變化，或者是將可交聯(lián)污染物 或其它污染物裂解揮發(fā)，總而言之，避免污染物影響到液晶顯示器的顯像質(zhì)量。 為了鈍化可交聯(lián)污染物，且同時不會破壞或改變配向膜材料的特性，本發(fā)明的 紫外光處理的紫外光強度較佳應(yīng)控制在大于每平方公分O毫瓦(OmW/cm2)且 小于等于IOO譜/，2的范圍，能量強度較佳應(yīng)控制在大于等于每平方公分3 焦耳(3 J/cm2)且小于等于30 J/cm2的范圍，而波長范圍較佳應(yīng)控制在300 納米至450納米之間。根據(jù)前述的工藝參數(shù)，對配向膜材料持續(xù)進行紫外光處 理約100至1000秒即可有效鈍化可交聯(lián)污染物，較佳為150秒，但不限于此， 只要對配向膜材料進行紫外光處理即可具有鈍化可交聯(lián)污染物的效果，因此本 發(fā)明的紫外光處理的紫外光強度、能量強度與波長范圍也不需局限于前述數(shù) 值。
若本發(fā)明是利用等離子處理來鈍化可交聯(lián)污染物時，為了鈍化可交聯(lián)污染
物，且不破壞配向膜材料的特性，本發(fā)明的等離子處理可包含提供氬氣(argon， Ar)作為惰性氣體，真空度較佳小于10—5托耳(to:rr),操作功率較佳約控制 在10瓦(10 watts)至100 watts之間，操作溫度較佳約控制在120。C至250 'C之間，而操作時間較佳約控制在5分鐘至120分鐘之間。同樣地，只要對配 向膜材料進行等離子處理即可具有鈍化可交聯(lián)污染物的效果，因此，本發(fā)明的 等離子處理的惰性氣體種類、真空度、操作功率、操作溫度與操作時間不需局
8限于前述數(shù)值。
于紫外光處理或等離子處理之后，依照步驟112對配向膜材料進行后烘烤 工藝(post-baking),以使配向膜材料固化且硬化成為配向膜214。其中，此 處之后烘烤工藝的溫度范圍本質(zhì)上為可介于15(TC至30(TC之間，并持續(xù)持續(xù) 進行約900秒至10800秒，后烘烤工藝的溫度范圍較佳為20(rC至30(TC， 并持續(xù)持續(xù)進行約1000秒至9600秒，但不限于此。后烘烤工藝可將配向膜材 料中所含的聚酰胺酸環(huán)化(imidization)成為聚亞酰胺薄膜。
接下來依照步驟114，提供第二基板206，并對第一基板202與第二基板 206進行基板接合前預(yù)清潔步驟。第二基板206于內(nèi)表面處可具有像素電極208 與配向膜216，其中配向膜216較佳可以是利用前述步驟102至步驟112所形 成，但也可利用其它方式所形成。于本實施例中，第一基板202為彩色濾光片 基板，而第二基板206可以為陣列基板，且第二基板206于內(nèi)表面處可具有像 素電極208。當?shù)谝换?02為陣列基板時，第二基板206則可以為具有彩色 濾光片與共同電極的彩色濾光片基板?；褰雍锨邦A(yù)清潔步驟可使第一基板 202與第二基板206均具有清潔的表面，進而促進第一與第二基板202、 206 與后續(xù)的框膠的接合穩(wěn)定性，且減少后續(xù)的液晶層被污染的可能性。
然后依照步驟115，對配向膜進行配向處理，配向處理舉例為刷磨式 (rubbing)酉己向處5里、光酉己向(photo alignment)處i里、離子束酉己向(ion beam alignment)處I里或等離子束酉己向(plasma beam alignment)等處理。 其后依照步驟116，于第一基板202或第二基板206上形成框膠218，并 依照步驟118于第一基板202與第二基板206之間形成液晶層212，填充于框 膠118內(nèi)。液晶層212可以是利用滴下式或真空注入式的方式所形成。當使用 滴下式的方式形成液晶層212時，先利用噴墨裝置將液晶材料滴落于設(shè)置有框 膠118的基板上，待達到所需液晶量之后，再使第二基板206相對應(yīng)于第一基 板202而設(shè)置，進行熱壓而利用框膠218接合第一基板202與第二基板206。 當使用真空注入式的方式形成液晶層212時，為先使第二基板206相對應(yīng)于第 一基板202而設(shè)置，進行熱壓而利用框膠218接合第一基板202與第二基板 206，再利用真空的壓力將液晶材料注入于框膠118內(nèi)側(cè)的第一與第二基板 202、 206之間。
當木發(fā)明應(yīng)用至PSA工藝時，此處的液晶層212可包含液晶分子與混合在液晶分子中的單體(monomer)。通過施加電壓于液晶盒(liquid crystal cell) 中，使得混合在液晶中的單體隨著液晶分子在電壓下排列，再經(jīng)由照射紫外光 等方式而交聯(lián)固化這些排列的單體，以產(chǎn)生特定的預(yù)傾角(pre-tilt angle)。 如此一來可以有效控制液晶配向的能力，進而減少漏光現(xiàn)象且提升對比。由于 本發(fā)明可有效地利用紫外光處理或等離子處理等鈍化處理來鈍化可交聯(lián)污染 物，因此，配向膜表面的污染物較不會影響液晶材料中的可交聯(lián)單體，尤其使 用于那些應(yīng)用PSA工藝的的示面板。之后，可對第一基板202與第二基板206 進行基板切割工藝，以形成本發(fā)明的顯示面板200。
如圖4所示，除了前述的紫外光處理、等離子處理與噴墨式涂布配向膜材 料的步驟可以減少污染之外，本發(fā)明也可選擇性包括步驟122的高溫加熱工 藝，進一步減少或鈍化基板上或配向膜中的污染物。其中，本發(fā)明的高溫加熱 工藝可以于預(yù)烘烤工藝之后、形成框膠之前的任兩個工藝步驟之間進行，或是 搭配預(yù)烘烤工藝之后、形成框膠之前的任何工藝步驟一并進行。
根據(jù)研究的結(jié)果與實際的工藝狀況發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的紫外光處理或等離子處 理可以于預(yù)烘烤工藝之后、形成框膠之前的任兩個工藝步驟之間進行，而可以 達到鈍化位于配向膜中的污染物的效果。請參考圖6與圖7，圖6與圖7分別 為本發(fā)明第二與第三較佳實施例制作顯示面板的方法的流程示意圖，其中相同 的步驟沿用相同的符號來表示。與第一較佳實施例的主要差別在于，第二與第 三較佳實施例進行紫外光處理或等離子處理的工藝順序不同。
如圖6所示，于第二較佳實施例中，紫外光處理或等離子處理的步驟112a 可以于后烘烤工藝之后、于進行基板接合前預(yù)清潔步驟之前進行。如圖7所示, 于第三較佳實施例，紫外光處理或等離子處理的步驟114a可以于進行基板接 合前預(yù)清潔步驟之后、于形成框膠之前進行。根據(jù)第二與第三較佳實施例也可 制作出圖5所示的顯示面板200。
根據(jù)本發(fā)明的實施態(tài)樣，本發(fā)明不需局限于僅對單一配向膜材料或配向膜 進行單次紫外光處理或單次等離子處理，本發(fā)明也可對單一配向膜材料或配向 膜既進行紫外光處理也進行等離子處理，且也可于前述的合適工藝階段中進行 多次的紫外光處理或等離子處理。此外，本發(fā)明尤其適用于搭配PSA工藝的顯 示面板，減少液晶材料中的可交聯(lián)單體與配向膜的污染 產(chǎn)生反應(yīng)的可能性， 但本發(fā)明的運用不限于此，本發(fā)明實際上可適用于各式的配向膜工藝之中。綜上所述，由于本發(fā)明可于預(yù)烘烤工藝之后，以及/或形成框膠之前，對 配向膜材料進行紫外光處理或等離子處理，以鈍化摻雜于配向膜材料中的可交 聯(lián)污染物，因此，可有效減少可交聯(lián)污染物導致的亮暗不勻現(xiàn)象。
當然，本發(fā)明還可有其它多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情 況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但 這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種制作顯示面板的方法，其特征在于，包括提供一第一基板；于該第一基板上涂布一配向膜材料；對該配向膜材料進行一預(yù)烘烤工藝；于該預(yù)烘烤工藝之后，對該配向膜材料進行一鈍化處理，以鈍化摻雜于該配向膜材料中的一可交聯(lián)污染物；對該配向膜材料進行一配向處理；提供一第二基板；于該第一或該第二基板上形成一框膠；以及于該第一與該第二基板之間形成一液晶層，填充于該框膠內(nèi)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括一后烘烤工藝，其 中該后烘烤工藝是于該預(yù)烘烤工藝之后進行，以固化該配向膜材料成為一配向 膜。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，該鈍化處理是于該后烘烤 工藝之前或之后進行。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，該后烘烤工藝的溫度范圍 為150 'C至30(TC，該后烘烤工藝持續(xù)進行900秒至10800秒。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該預(yù)烘烤工藝的溫度范圍 為50。C至15(TC。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，于該第一或該第二基板上 形成該框膠的步驟是于該鈍化處理之后進行。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該鈍化處理包括紫外光處理或等離子處理。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，該紫外光處理的紫外光強 度大于每平方公分0毫瓦且小于等于100mW/cm2。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，該紫外光處理的紫外光波長 約300納米至450納米。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，該等離子處理包含提供氬氣，其中該等離子處理的真空度小于1CT托耳，該等離子處理的操作功率為10瓦至100瓦，該等離子處理的操作溫度為12(TC至250°C，該等離子處理的 操作時間為5分鐘至120分鐘。
全文摘要
本發(fā)明提供一種制作顯示面板的方法。首先，先提供第一基板，接著于第一基板上涂布配向膜材料，并對配向膜材料進行預(yù)烘烤工藝。其中，本發(fā)明可于預(yù)烘烤工藝之后，且形成框膠之前，對配向膜材料進行紫外光處理或等離子處理，以鈍化摻雜于配向膜材料中的可交聯(lián)污染物。隨后，再于第一或第二基板上形成框膠，然后于第一與第二基板之間形成液晶層。如此一來，本發(fā)明可有效減少因為可交聯(lián)污染物而導致的亮暗不勻現(xiàn)象。
文檔編號G02F1/13GK101630084SQ200910163389
公開日2010年1月20日 申請日期2009年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月17日
發(fā)明者丘至和, 張善鈞, 李蔚德, 林熙干, 游長峯, 白家瑄, 童元鴻, 謝忠憬, 鄭德勝, 陳世明, 陳興達 申請人:友達光電股份有限公司