CN1089449C - 制造液晶元件的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

以低成本连续制造液晶元件的一种方法，采用卷绕在其相应的滚筒上的两个树脂衬底。用印制法形成滤色层和电极图形。此外，定向膜层也是印制的。这些制造工序通过转动各种滚筒连续进行。(图1)

Description

制造液晶元件的方法和设备
本发明涉及采用柔韧薄膜衬底的液晶电光器件的一种制造方法和制造这种采用柔韧薄膜衬底的液晶电光器件的一种设备。
大家知道，液晶电光器件是体积小，重量轻的显示器件。液晶电光器件由一对彼此间隔若干微米的衬底和夹在衬底之间的液晶材料组成。要求衬底能传输可见光，因而通常采用玻璃作衬底。玻璃衬底具备所要求的光学特性，而且不贵。
液晶电光器件必须满足下列技术要求：(1)体积小，重量轻；(2)降低制造成本，提高生产效率。
在这些要求中，要求(1)要求减小器件的厚度，减轻器件的重量。现行满足这些要求的结构采用透光的树脂衬底(通常叫做塑料衬底)。
采用树脂衬底，可以减小体积、减轻重量。这些衬底本身柔韧，因而可加上机械应力或者在弯曲状态下使用，从而进一步扩大液晶电光器件的用场。
然而，采用树脂衬底并不能降低造价、提高生产率。
本发明的目的是提供制造造价低、生产率高、采用柔韧衬底的液晶电光器件的方法。
本发明制造液晶元件的设备包括：第一滚筒，上面卷绕着第一柔韧衬底；第二滚筒，上面卷绕着第二柔韧衬底；液晶层形成装置，用以在第一衬底表面形成液晶材料层；和粘接装置，用以将第一衬底206和第二衬底201粘接在一起。
图1示出了上述设备结构的具体例子。图中，第一柔韧衬底206卷绕在第一滚筒119上，第二柔韧衬底201卷绕在第二滚筒101上，液晶材料滴加器135与将液晶材料滴加到第一衬底206表面。一套滚筒137和138是将第一衬底206和第二衬底201粘接在一起的装置。
柔韧衬底可由PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PEN(聚2，6-萘二甲酸乙二酯)、PES(聚亚硫酸乙酯)、聚酰亚胺或PAR(多芳基化合物)制得。
本发明制造液晶元件的方法包括下列工序：制备卷绕在第一滚筒上的第一柔韧衬底；制备卷绕在第二滚筒上的第二柔韧衬底；在第一和第二衬底之间挤压液晶材料，使其形成细长的液晶元件。
本发明制造液晶元件的另一种方法包括下列工序：将柔韧衬底卷绕到滚筒上；将定向薄膜印制到衬底上；使定向薄膜的分子沿一定的方向排列；在定向膜上喷涂隔离物；然后印制密封材料。这些制造工序都是顺次完成的。
图1示出了上述方法的具体实例。定向薄膜209借助于滚筒127和128在柔韧衬底206上形成，衬底206卷绕在滚筒119上。隔离层211是喷涂成的，密封材料(图中未示出)则是印制成的。
在下面说明本发明的过程中可了解到本发明的其它目的和特点。
图1是本发明制造液晶电光器件的设备的原理图。
本实例举的是能连续生产液晶电光器件的生产设备，每一个电光器件都采用柔韧的树脂衬底。图1中示出了这种生产设备的原理图，该设备用来制造卷绕在滚筒101和119上的柔韧树脂衬底，供制造各液晶电光器件用。
先谈谈树脂衬底卷绕到滚筒119上的制造工序。在本实例中，卷绕在滚筒119上的树脂衬底由PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)薄膜组成。三色(红、绿、蓝)滤光层203印制到从滚筒112抽出的PET薄膜200表面上。这个PET膜层在滤色层203形成的过程中起了基底层的作用。滤色层203用三套滚筒113形成。制造单色液晶显示器时不需要该三套滚筒。
形成滤色层203之后，形成卷绕在滚筒115上的保护膜205，将原先形成的滤色层覆盖住。接着，将卷绕在滚筒116上的自粘附式的薄膜204粘附到基底层的背面，即没有滤层形成的另一表面。一系列制造工序是采用一对滚筒117和118进行的。
然后用一套压力滚筒120和121通过自粘附式薄膜204粘附到卷绕在滚筒119上形成基底层的另一PET薄膜206。接着，用滚筒123剥除保护膜层205，并将其卷绕到滚筒122上。
这之后，用一套滚筒123和124印制被覆膜层，以便平整因形成滤色层203而造成的不平整。该被覆膜207由透光的树脂材料制成。
接着，用一套滚筒125和126印制所要求的电极图形208。电极图形208用导电墨汁绘成。
接着，用一套滚筒127和128印制定向薄膜209。令定向薄膜209通过加热炉129进行烘焙，于是得出固化了定向薄膜210。
令定向薄膜210通过滚筒130与131之间，以便抹拭定向薄膜210的表面，从而使薄膜的分子定向排列。然后从隔离物喷洒器132喷射隔离物，将隔离物211装到定向膜210上。
这之后，印制密封材料(图中未示出)，使对置的衬底粘接在一起，并防止液晶材料从各衬底之间的间隙漏出。
接着，用液晶材料滴加器135滴加液晶材料，形成液晶材料层212。这样，一个衬底就完成了。到此为止所述的各制造工序是通过转动各种滚筒连续进行的。
另一衬底按下述方式制取。用一对滚筒102和103在从滚筒101抽出的PET薄膜201上形成所要求的电极图形。然后用一对滚筒104和105印制定向薄膜214。薄膜经过加热炉108烘焙，从而形成固化的定向薄膜215。这之后，令衬底通过一对滚筒109与110之间，并将其引到滚筒137和138以制成液晶元件。
液晶元件就是按至此所述的各工序在PET膜对上形成的。令PET膜对通过一对滚筒137和138之间，用密封材料将两片薄膜粘接在一起。
接着在加热炉139中加热，使密封材料固化，从而使各衬底粘接起来。得出的衬底组件用切割器150切成所要求的大小。这样，这完成了液晶元件。
到此为止所述的各制造工序是通过转动各种滚筒连续进行的。液晶元件就这样通过用切割器150切割衬底组件连续制造出来。
在本实例中，制造的是无源液晶元件。这里出可以制造有源液晶元件，方法是用印刷法同时制取非线性器件和TFT(薄膜晶体管)。
在本实例中，液晶元件是在工业上经常用作磁带的PET薄膜上形成的。除PET之外，还可以采用PEN(聚2，6-萘二甲酸乙二酯)、PES(聚亚硫酸乙酯)、聚酰亚胺和PAR(多芳基化合物)。
采用PET或PES薄膜时，会产生双折射现和象，在此情况下，对显示在液晶显示器上的图象会有不利的影响。另一方面，无论是PES薄膜还是PAR薄膜，都不会引起双折射现象，两者都满足每一个显示器必须满足的光学特性。
在本发明中，制造柔性液晶元件时，采用卷绕在滚筒上的柔韧衬底，因而液晶元件的制造过程可连续进行。

Claims (14)

1.一种制造液晶元件的设备，包括：
第一卷绕装置，供卷绕第一柔韧衬底用；
第二卷绕装置，供卷绕第一柔韧衬底用；
第一传送装置，用于沿第一方向传送从第一卷绕装置拉出的第一衬底；
第二传送装置，用于沿第二方向传送从第二卷绕装置拉出的第二衬底；
第三卷绕装置，用于卷绕基膜；
用于在从所述第三卷绕装置拉出的所述基膜上形成滤色层的装置；
用于在所述滤色层上形成保护层的装置；
在所述基膜的后表面上形成粘结膜的装置；
通过所述粘结膜将所述第一衬底粘结到所述基膜上的装置；
液晶层形成装置，用以在所述第一衬底的表面上形成至少一个液晶层；
用于在所述第二衬底上形成至少一个电极图案的装置；
用于粘结所述第一和第二衬底以形成衬底组件的装置，使所述液晶材料和所述电极图案相互面对；和
用于切割所述衬底组件以形成多个液晶元件的装置。
2.根据权利要求1的设备，其中所述保护膜卷绕在第四卷绕装置上，所述粘结膜卷绕在第五卷绕装置上。
3.根据权利要求1的设备，还包括：
用于剥离和卷绕所述保护膜的装置；和
用于在所述滤色片上形成被覆膜以使其表面平整的装置。
4.根据权利要求1的设备，包括：
供在所述第一衬底上形成电极图形的装置；
在所述电极图形上形成定向膜的装置；
加热装置，用以加热所述形成的定向薄膜，制取固化的定向薄膜；
抹拭装置，供抹拭所述固化的定向薄膜的表面用；
隔离物放置装置，供在所述经抹找的表面上安置隔离物。
5.根据权利要求1的设备，它还包括：
密封材料形成装置，供形成所述第一衬底的密封材料，以便与所述第二衬底粘接，从而防止所述液晶材料从所述第一与第二衬底之间的间隔漏出。
6.根据权利要求1的设备，它还包括：
定向薄膜形成装置，用以在所述第二衬底的所述电极图形上形成定向薄膜；
加热装置，用以加热所形成的所述定向薄膜，制取固化的定向薄膜。
7.一种制造液晶元件的方法，其特征在于，它包括下列工序：
将第一柔韧衬底卷绕在第一卷绕装置上；
将第二柔韧衬底卷绕在第二卷绕装置上；
沿第一方向传送从第一卷绕装置拉出的第一衬底；
沿第二方向传送从第二卷绕装置拉出的第二衬底；
将基膜卷绕在第三卷绕装置上；
在从所述第三卷绕装置拉出的所述基膜上形成滤色层；
在所述滤色层上形成保护层；
在所述基膜的后表面上形成粘结膜；
通过所述粘结膜将所述第一衬底粘结到所述基膜上；
在所述第一衬底的表面上形成至少一个液晶层；
在所述第二衬底上形成至少一个电极图形；
粘结所述第一和第二衬底以形成衬底组件，使所述液晶材料和所述第二衬底上的电极图案相互面对；和
切割所述衬底组件以形成多个液晶元件。
8.根据权利要求7的方法，其中所述保护膜卷绕在第四卷绕装置上，所述粘结膜卷绕在第五卷绕装置上，且其中所述保护膜和所述粘结膜通过一对压辊形成在所述基膜上。
9.根据权利要求7的方法，还包括：
从所述第一衬底剥离所述保护膜；和
在所述滤色层上形成被覆膜。
10.根据权利要求7的方法，还包括：
在所述第一衬底上形成电极图形；
在所述第一衬底的所述电极图形上形成定向膜；
加热所述形成的定向薄膜，制取固化的第一定向薄膜；
抹拭所述第一定向薄膜的表面；
在所述第一定向薄膜的表面上安置隔离物。
11.根据权利要求7的方法，它还包括：
形成所述第一衬底的密封材料，以便与所述第二衬底粘接，从而防止所述液晶材料从所述第一与第二衬底之间的间隔漏出。
12.根据权利要求7的方法，它还包括：
在所述第二衬底的所述电极图形上形成定向薄膜；和
加热所形成的所述定向薄膜，制取固化的第二定向薄膜。
13.根据权利要求7的方法，其中所述基膜是聚对苯二甲酸乙二醇酯。
14.根据权利要求7的方法，其中所述第一和第二基底是从包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯萘胺、聚亚硫乙烯、聚酰亚胺和多芳基化合物的组中选择的一种材料。
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