製造液晶顯示裝置的設備和方法
2023-10-09 00:32:29 1
專利名稱：製造液晶顯示裝置的設備和方法
本申請要求2002年3月13日和2002年3月15日分別申請的第P2002-13529和P2002-14184號韓國專利申請的權益，上述申請在本申請中以引用的形式加以結合。
在各種平板顯示裝置中，LCD可能是最廣泛使用的一種顯示裝置。事實上，在諸如筆記本PC機等可攜式裝置中，LCD技術作為選用的顯示方式已經替代了陰極射線管(CRT)技術。此外，甚至在臺式PC機和TV監視器中，也正越來越多地使用LCD裝置。
基本的LCD包括對置的基板和設置在基板之間的液晶材料。
液晶代表的是具有液體和固體之間特性的材料相。液晶具有液體的流動性，但又具有固體的長程晶體有序性。由於液晶具有長程晶體有序性和流動性，所以液晶具有光學各向異性。
製作LCD需要多道工序，這些工序包括形成陣列，形成濾色片(CF)，灌注(分配)液晶和製作組件(按順序描述)。
形成矩陣的工序包括在第一基板(TFT基板)上進行沉積、照相製版和蝕刻以形成薄膜電晶體(TFT)陣列。形成濾色片(CF)的工序包括在黑底上形成紅、綠和藍濾色片，和在CF基板上形成起共用電極作用的ITO(氧化銦錫)膜。
液晶灌注(分配)工序包括把TFT基板和CF基板組裝到一起。通常，將TFT和濾色片基板裝配成在基板間形成小的間隙。然後，通過間隙開口注入液晶以形成液晶板。
在製作組件的工序中，把處理輸入和輸出信號的驅動電路連接到液晶板上。此外，加上邊框製成液晶組件。
LCD通常是在生產線上裝配的。在現有技術中，把分別裝有多個TFT基板或多個濾色片基板的盒子輸送到裝載設備上。每個TFT基板包括多條沿一個方向延伸的選通線和多條垂直交叉的數據線。將薄膜電晶體和象素電極設置在選通線和數據線之間區域內的黑底上。每個CF基板都具有黑底層、濾色片和共用電極。因此，黑底層將遮擋除了所需的來自象素區的光之外的光漏。
通過裝載設備從盒中分別取出每個TFT基板或濾色片基板並將其送到取向層生產線的輸入端。參照
圖1中的取向工序步驟1S，通過生產線在每個基板上形成取向層，所述生產線包含手工編程的機器人。
步驟1S包括清洗各個基板以便能夠形成均勻取向塗層。然後，將取向材料塗敷在基板上。接著，通過除去取向材料中的溶劑和/或使取向材料產生熱聚合反應對取向材料進行固化。固化後，對取向材料進行機械摩擦，從而形成一個固定液晶使之取向一致的表面。最後，再次進行清洗工序，並形成取向層。
完成形成取向層的步驟1S後，需經過幾道工序來形成間隙。這些工序可以按序進行或是並行進行。間隙形成工序包括清洗基板(TFT基板或濾色片基板)的清洗工序(步驟2S)和把襯墊料分散到基板上的襯墊料分散工序(步驟3S)。襯墊料用於保持間隙厚度衡定和一致。
也可以不使用形成間隙的工序，而是在基板上進行密封劑塗敷工序(步驟4S)(一塊基板[TFT或CF]進行形成間隙的工序，另一塊基板進行密封劑塗敷)。在清洗步驟2S之後，將密封材料置於基板的周邊部分上。最終，用密封材料把TFT基板粘合到CF基板上，以形成組裝板。應注意的是，密封劑塗敷工序(4S)是在一種基板(TFT或CF)上進行的，而襯墊料分散是在另一種基板上進行的。因此，如圖1所示，生產線有兩個分部。一個分部清洗(步驟2S)和分散襯墊料(步驟3S)。另一個分部清洗(步驟2S)和進行密封(步驟4S)。
在襯墊料分散工序3S和密封劑塗敷工序4S之後，進行對準、加熱和把TFT基板與濾色片基板壓到一起以便進行製作LCD板的組裝工序(5S)。在組裝工序中，把TFT基板和濾色片基板布置成對置的形式並相互結合形成LCD板。
組裝工序(步驟5S)之後，在切割工序(步驟6S)中通過對組裝好的空心板進行劃線和裂開而將組裝好的空心LCD板切割成多個單元板。
完成切割工序(步驟6S)之後，通過密封材料上的液晶注入孔把液晶注入到單元板內，然後將注入孔密封(步驟7S)。
最後，在步驟7S之後，參照步驟8S，對每個液晶單元板進行研磨(除去切割的毛刺)，並進行檢查。由此便製成了液晶盒。
圖2中示意性地示出了每次經過步驟6S之後進行的典型的現有技術的液晶灌注工序。如圖中所示，將液晶1放入一個容器3中。容器3插在真空室2內。將真空室2抽空一段時間以除去粘附在空器3內壁上的水、液晶1中的水和液晶1中的微氣泡。
進一步參照圖2，隨後把幾塊單元板40的密封口浸入到液晶中。在腔室2中引入氮(N2)氣使之產生大氣壓力。單元板4和腔室2的真空之間的壓力差迫使液晶進入單元板。
當各單元板4都注入液晶1之後，將液晶注入口密封。然後對單元液晶板進行清洗。由此完成了步驟7S。
儘管上述方法是有益的，但是用上述方法注入液晶存在一些問題。例如，液晶注入過程需花費很長時間，例如，要灌注10英寸的板需要的時間超過10小時。灌注時間如此之長，原因在於基板之間的間隙很小而需灌注的面積則相對較大。當製作大面積LCD時，這個問題便顯得尤為嚴重。此外，由於液晶會遭受汙染和/或因雜質和化學反應而導致性能下降等原因，使得無法重複使用剩餘的液晶材料，因而上述方法會造成液晶浪費。為了克服這些問題，而建議採用通過滴注法來施加液晶的方法。
下面將參照圖3簡單地介紹液晶滴注法。應注意的是，TFT和濾色片基板優選採用大玻璃基板，這種基板包括最終形成單個LCD顯示器的多個基板板區(TFT陣列和濾色片陣列)。在液晶滴注法中，將液晶滴注到基板的基板板區上。當將第一和第二基板組裝到一起時，滴注的液晶將隨之分散在整個基板的板區上。
如圖3所示，在將TFT基板20和CF基板30組裝到一起之前，把液晶25滴注到TFT基板20(也可以是CF基板)的基板板區上。
假設將液晶滴注到TFT基板20上，而將密封材料35分配到濾色片基板30的基板板區周邊上。在滴注液晶和分配密封材料之後，將TFT基板20和濾色片基板30組裝到一起使之成為具有多個單元液晶板區的液晶板。基板組件需對準、抽真空和加壓。組裝壓力迫使液晶在每個單元液晶板區內分散並形成均勻的液晶層。
在液晶滴注方法中，可以把液晶迅速滴注(施加)到基板板區上。因此，液晶滴注法可明顯節省時間，特別是對大面積液晶板來說更是如此。此外，由於滴注的液晶量是預定的，所以最大限度地減少了液晶消耗，降低了成本，減少了浪費。
不幸的是，既使是採用液晶滴注法也同樣存在一些問題。下面將要討論的一組問題是，這種方法產生的結果是在每個基板上具有多個基板板區。
如上所述，TFT基板和濾色片基板包括最終將形成多個獨立液晶板的多個基板板區。例如，圖4示出了第一基板100上的四個基板板區，和第二基板200上的四個基板板區。這些基板板區最終將相互匹配在一起。進一步參照圖4，第一基板100和/或第二基板200上可能包含NG(不好的/有缺陷的)基板板區。
在把第一基板100和第二基板200組裝成組合的液晶板之後，具有好的TFT和好的CF基板板區的單元液晶板區能構成好的單元液晶板。然而，具有NG TFT和/或NG CF基板板區的液晶板區則存在缺陷。
此外，隨著基板上基板板區數量的增加，會有更多的NG基板板區與好的基板板區(或是與其他NG基板板區)相配。在把單元液晶板切割成單個液晶板之後，需要對各NG液晶板進行諸如研磨、清洗和測試等多餘的處理。這樣即浪費了工人的時間又增加了加工成本。
因此，非常需要提供一種避免對各NG液晶板進行多餘處理的方法。
發明內容
因此，本發明在於提供一種製造單個液晶板的設備和方法，所述設備和方法基本上克服了因現有技術的局限和缺點而引導致的一個或多個問題。
本發明的優點是提供一種製造液晶板的設備和方法，所述設備和方法可避免進行多餘的工序。
本發明的其它特徵和優點將在下面的說明中給出，其中一部分特徵和優點可以從說明中明顯得出或是通過本發明的實踐而得到。通過在文字說明部分、權利要求書以及附圖中特別指出的結構，可以實現和獲得本發明的目的和其它優點。
為了得到這些和其它優點並根據本發明的目的，作為概括性的和廣義的描述，在包含裝載器和卸載器且用於生產液晶顯示器的生產線中，所述生產線包括用於完成取向工序的第一生產線，和用於完成間隙形成工序的第二生產線，以及完成測試工序的第三生產線，其中第三生產線是連續的生產線。
按照本發明的另一方面，連續生產線包括可以裝載大型組合液晶板的裝載部分；把大型組合液晶板分割成多個獨立液晶板的切割部分；有益地利用存儲的NG基板板區信息，區分具有至少一個NG基板板區的單個液晶板的緩衝隔離部分；和只研磨每個好的液晶板切割表面的研磨部分，其中所述生產線是進行連續製造用的生產線。
按照本發明的另一方面，所述製造液晶顯示器的方法包括的步驟有製備具有多個單元液晶板區的組合液晶板，每個液晶板區由彼此相匹配的基板板區所組成。所述步驟進一步包括產生關於NG單元液晶板區和好的單元液晶板區的信息，所述NG單元液晶板區包括至少一個NG基板板區，所述好的單元液晶板區由好的基板板區構成。然後，通過切割，把組合液晶板分離成多個單元液晶板，把NG液晶板移送到緩衝隔離盒中，研磨好的單元液晶板的表面，檢查外觀並測試好的液晶板的電特性。
很顯然，上面對本發明的一般性描述和下面的詳細說明都是示例性和解釋性的，其意在對本發明的權利要求作進一步解釋。
附圖中圖1表示用真空注入法製作LCD的流程圖；圖2表示按照圖1的流程中使用的方法進行真空注入；圖3表示液晶滴注法；圖4是基板的示例性示圖，所述基板具有好的和NG基板板區；圖5是表示按照本發明所述取向層形成工序的流程圖；圖6是按照本發明所述間隙形成工序的流程圖；圖7表示基板的示例性示圖，所述基板具有好的和NG基板板區；和圖8表示按照本發明所述生產線的布置圖。
圖5是表示按照本發明所述取向層形成工序的流程圖，圖6是按照本發明所述間隙形成工序的流程圖，圖7表示基板的示例性示圖，所述基板具有好的和不好的(NG)基板板區，和圖8表示按照本發明所述生產線的過程布置圖。
通過形成陣列的工序和形成濾色片的工序(未示出)來製成各自具有多個基板板區的第一基板和第二基板。一些基板板區是好的，一些是不好(NG)的。可以通過電測和目測來識別好的基板板區和NG基板板區。第一基板和第二基板包括TFT單元基板和CF單元基板。在完成形成陣列和形成濾色片的工序後，把第一基板和第二基板放入第一和第二盒中並運送到另一條生產線，在該生產線上把第一和第二基板組裝到一起。
下面將說明製造單元液晶板區的工序。整個工序包括三條分生產線，每條生產線上都設有裝載器和卸載器。這些生產線包括取向工序生產線、間隙工序生產線和測試工序生產線。
取向工序生產線完成清洗工序、取向層塗敷工序、取向層固化工序、摩擦工序和測試工序。間隙工序生產線完成清洗工序、液晶滴注工序、密封材料滴注工序、真空組裝工序，和密封材料固化工序。測試工序完成劃線/裂開工序、研磨工序、和液晶板測試工序。
圖5表示取向工序生產線的工作情況。通過清洗工序20S除去顆粒。然後在取向層塗敷工序21S中塗覆取向層。在取向層塗敷工序21S中，將取向材料的溶液滴注到在分配器中轉動的Doctor輥和Anilox輥之間。所述取向材料以液體膜的形式保持在Anilox輥的表面上。取向材料從Anilox輥轉移到帶有印刷橡膠板的印刷輥上。通過把基板固定到塗敷機的工作檯上，將印刷輥上的取向材料印刷到基板上。
進一步參照圖5，通過增塑工序22S對取向層進行固化。在工序22S中，除去印刷到基板上的取向材料中的溶劑，和/或使取向材料聚合。
進一步參照圖5，通過檢驗工序23S檢驗取向層，通過摩擦工序24S對取向層進行摩擦以形成取向表面。此後，便完成了摩擦工序23S。最後，通過測試工序24S測試取向層以便識別因有缺陷的取向層而導致出現的NG單元基板區。例如，可以通過目測找出NG單元基板區。把該信息存儲到計算機或其他類型的處理單元中。應注意的是，在第一和第二基板上都要進行取向工序。
完成取向工序後，把第一和第二基板卸送到第三和第四盒中。然後，通過產生間隙的第二條生產線上的裝載器裝載第三盒和第四盒。第二條生產線分成處理第一基板的第一間隙生產線，處理第二基板的第二間隙生產線，和把第一基板及第二基板組裝到一起的組裝線。也就是說，用兩條分離的生產線處理第一基板(所說的具有TFT單元基板區的基板)和第二基板(所說的具有CF單元基板區的基板)。組裝線是連續的生產線。
間隙形成工序按下述步驟進行。
如圖6所示，清洗選定的基板(25S)。使第一基板經過液晶分配設備，使第二基板經過銀(Ag)分配設備和密封劑分配設備。
在能夠使多個單元CF基板區的共用電極和多個單元TFT基板區的象素電極之間實現電性連接的第二基板上塗敷銀(Ag)點(步驟26S)。在每個單元CF基板區的邊緣部分塗敷密封材料(步驟27S)。可作為密封材料使用的可以是光敏樹脂或熱固樹脂。在將第一基板和第二基板組裝好之後，通過光處理或熱處理使密封材料固化。
其間，在液晶分配工序中，把液晶滴注到TFT基板的每個基板板區上(步驟28S)。這些基板板區與CF基板上的基板板區相對應。
液晶滴注工序28S按以下步驟進行。首先，通過抽真空除去液晶容器內包含的液晶中的溶解空氣。液晶容器安裝在液晶分配設備頭部的液晶注射器中。然後滴注液晶使之在每個單元TFT基板區上形成具有統一間距的液晶點。
參照步驟30S，把通過上述工序加工好的第一基板和第二基板放到真空腔內並組裝成組合液晶板。由此，液晶在整個基板板區上均勻散布從而形成單元液晶板區。此後，將密封材料固化後形成由兩個基板板區構成的具有多個單元液晶板區的組合液晶板。
組裝工序30S按下述步驟進行。
首先，優選用第一吸附裝置將第一基板安裝到真空容器內的工作檯上，所述真空容器能沿水平方向移動。然後，通過真空吸附把第二基板固定到第二吸附裝置上，使得第二基板處於第一基板上方。關閉真空腔並形成真空。然後，使第二吸附裝置下降至在第一和第二基板之間留出預定間隙的位置。然後，水平移動第一基板使之與第二基板對準。
接著，讓第二吸附裝置下降到使得第二基板通過密封劑與第一基板相配合。然後，將第一和第二基板壓到一起，並且使液晶填充在單元液晶板區域中(液晶分散到整個單元液晶板區)。因此，便製造出具有多個單元液晶板區的組合液晶板。此後，將組合液晶板從真空腔中取出並用紫外線照射組合液晶板從而固化密封材料。然後需對組合液晶板進行測試。採集和儲存與NG單元基板區有關的信息以備後用。
組合液晶板具有對應於TFT和CF基板板區的多個單元液晶板區。圖7表示分別形成在第一和第二基板500和600上的九個TFT基板板區300和九個CF基板板區400。第一和第二基板500和600可能包含通過陣列形成工序和濾色片形成工序製作的NG(不好的)TFT或CF基板板區。
把與NG基板板區有關的信息存儲到能處理有關生產線所有信息的中央處理單元中。將這些信息輸送到隨後接著進行操作的測試生產線的就地處理單元上。
其間，在完成間隙形成工序之後，把組合液晶板放到第三條生產線上。第三條生產線是連續的生產線，在該生產線上把液晶板切割成多個獨立的液晶板，並且該生產線還包括對各個液晶板的切割表面進行研磨的研磨工序，和檢查各液晶板的外觀並確定其電氣故障的測試工序。
圖8表示按照本發明所述測試用生產線800的工序過程設置。如圖中所示，將裝有多個組合液晶板的盒(未示出)設置在裝載器810上。然後，將組合液晶板切割成單個液晶板。
切割工序30S通過用以預定壓力壓到組合液晶板上的切割輪在組合液晶板上形成具有預定深度的溝線來製作多個獨立的液晶板。然後，通過藉助外部衝擊使所述溝線形成的裂縫向下擴展而實現切割。
接著，進入檢驗步驟31S。在該步驟中，檢查每個液晶板切割部分的狀態，以便確定沿每個液晶板的切割線是否存在毛刺。
參見步驟32S，在將切割好的單個液晶板運往對單元液晶板的切割表面進行研磨的研磨工序段的途中，使其經過緩衝隔離站1000(32S)。然而，按照本發明的實施例，在研磨工序32S之前，就地處理單元900接收到與NG單元基板區相關的信息。緩衝隔離站1000能夠根據從中央處理單元接收到的信息判斷通過緩衝隔離站1000的某個特定液晶板是否被認定為有缺陷(NG)，這是因為有缺陷的液晶板由至少一個NG基板板區製成。
被認定為無缺陷的單元液晶板(因為它們由好的基板板區製成)將送到研磨工序。但同時要將每個NG液晶板取出並存放到緩衝隔離盒中。最後，可丟棄緩衝隔離盒中的單元液晶板。
因此，本發明能夠通過除去每個被認定為NG的液晶板來達到減少研磨和隨後進行的測試的目的。由此能夠降低工人處理有缺陷的單元時的疲勞度和所花費的時間。
在研磨之後，通過最後的檢查步驟33S檢查每個液晶板的外觀和電性綜合性能。然後，將每個液晶板卸到設在卸載器910上的盒中。由此便完成了製造工序。
檢查步驟優選包括檢查外觀和進行A/P(自動/檢測器)測試以確定出現的問題，這些問題包括交叉帶狀斑紋、黑色斑紋、濾色片突起、傾斜的斑紋、摩擦帶、針孔、選通線和數據線的斷路或短路等。這些斑紋狀瑕疵都能被觀察者的眼睛或是CCD(電荷耦合器件)自動查出。
此後，在組裝工序(未示出)完成驅動器IC、背光光源等的安裝。
因此，液晶顯示器的生產線及其製造方法具有以下優點或效果。由於緩衝隔離盒能夠根據與NG基板區有關的信息存放和處理每個NG液晶板，因此減少了對認定為有缺陷的單元板的研磨和測試步驟，進而降低了工人的疲勞度並減少了所花費的時間。
對於熟悉本領域的技術人員來說，很顯然，在本發明的基礎上，可以做出各種改進和變型。因此，本發明意在覆蓋那些落入所附權利要求及其等同物範圍內的改進和變型。
權利要求
1.一種用於生產單個液晶顯示器的組合生產線，其包括用於在第一基板上形成取向層和在第二基板上形成取向層的第一生產線；用於把第一基板組裝到第二基板上並在第一和第二基板之間設置液晶的第二生產線；和把組裝的第一和第二基板分割使之形成多個獨立液晶板並對每個液晶板進行檢驗的第三生產線；其中第三生產線是連續的生產線。
2.根據權利要求1所述的生產線，其中第三生產線包括把組裝的第一和第二基板分割成多個獨立液晶板的切割裝置。
3.根據權利要求2所述的生產線，其中第三生產線包括緩衝隔離單元，該單元可獲得識別各個有缺陷液晶板的信息，而且其中緩衝隔離單元能除去每個有缺陷的液晶板。
4.根據權利要求3所述的生產線，其中第三生產線進一步包括研磨裝置，該裝置用於研磨各液晶板的表面。
5.根據權利要求4所述的生產線，其中第三生產線進一步包括對各液晶板進行目測和電測的檢測站。
6.根據權利要求1所述的生產線，其中通過第二生產線將液晶施加到第一基板上。
7.根據權利要求1所述的生產線，其中通過第二生產線在施加液晶後把第一和第二基板組裝到一起。
8.根據權利要求1所述的生產線，其中根據第一和第二基板中一個基板的基板板區中存在的缺陷來識別有缺陷的單元液晶板區，而且其中存儲識別信息以備後用。
9.根據權利要求8所述的生產線，其中第三生產線包括接收和存儲識別信息的就地處理單元。
10.根據權利要求9所述的生產線，其中緩衝隔離單元根據存儲在就地處理單元中的識別信息除去每個有缺陷的液晶板。
11.根據權利要求1所述的生產線，其中第三生產線包括檢測站，該檢測站檢查每個液晶板上的切割突起。
12.一種把液晶板分成多個單元液晶板的生產線，其包括接受液晶板的裝載器；切割器，其從裝載器上接受液晶板並把接受的液晶板分成多個獨立液晶板，其中一些獨立的液晶板是好的而一些是有缺陷的；緩衝隔離單元，該單元帶有用於識別形成有缺陷的獨立液晶板的有缺陷基板板區的信息，經過切割之後，緩衝隔離單元能除去每個有缺陷的液晶板；和研磨器，其用於研磨每個好的液晶板的切割表面；其中所述生產線是進行連續製造用的生產線。
13.根據權利要求12所述的生產線，其中緩衝隔離單元包括就地處理單元，其接收來自中央處理單元的信息，而中央處理單元收集了與有缺陷的獨立液晶板有關的信息。
14.根據權利要求13所述的生產線，其中與有缺陷的獨立液晶板區有關的信息是根據第一和第二基板之一的基板區中的缺陷識別的。
15.根據權利要求14所述的生產線，其中第一和第二基板中的缺陷是通過目測或電測識別的。
16.根據權利要求12所述的生產線，其中生產線包括檢測站，該檢測站檢查每個好的液晶板上出現的切割突起。
17.一種製造液晶顯示器的方法，其包括製備具有多個單元液晶板區的組合液晶板，其中每個單元液晶板區由兩個基板板區構成；識別有缺陷的單元液晶板區並存儲有缺陷的單元液晶板的信息；把組合液晶板分成多個獨立的液晶板，每個液晶板由單元液晶板區構成；根據存儲的信息除去每個有缺陷的液晶板；和研磨每個好的液晶板的表面。
18.根據權利要求17所述的製造液晶顯示器的方法，進一步包括對每個好的液晶板進行目測和電測。
19.根據權利要求18所述的方法，其中通過用密封劑將第一和第二基板板區粘合到一起形成單元液晶板區，和其中在粘合之前將液晶施加到第一基板上。
20.根據權利要求18所述的方法，其中根據所收集的與有缺陷的單元液晶板區有關的信息，除去每個有缺陷的液晶板。
21.根據權利要求20所述的方法，其中根據基板板區中的缺陷識別與有缺陷的單元液晶板區有關的信息。
22.根據權利要求18所述的方法，進一步包括檢查每個好的液晶板上的突起。
全文摘要
製造液晶顯示器的生產線。所述生產線通過在進行後序處理之前，藉助從存儲的信息中得到的有關存在缺陷的資料，除去已被認定為有缺陷(NG)的各液晶板，從而減少了不必要的處理步驟。
文檔編號G02F1/13GK1444079SQ0215717
公開日2003年9月24日 申請日期2002年12月16日 優先權日2002年3月13日
發明者魚智欽, 蔡景洙 申請人:Lg.菲利浦Lcd株式會社