CN100437231C - 一种防止导电金球短路的液晶显示器及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于防止导电金球短路的液晶显示器及其制作方法，液晶空盒由分别在上、下片ITO玻璃基板制作的转印点与密封胶框喷洒衬垫料后对位贴合，再热压、固化而成，所述转印点设置在需要形成上、下片ITO玻璃基板行、列电极转移导通即引出行电极的小部分边框范围，所述密封胶框设置在不需要引出行电极的大部分边框范围，所述密封胶框与转印点的设计宽度相匹配，确保转印点与密封胶框的重叠部位热压膨胀后的宽度相等。本发明能够防止转印点中的导电金球进入可导致电极短路的走线区域，明显提高成品率。用投影仪测量转印点与密封胶框的宽度与膨胀范围，宽度差为±0.3mm，转印点与密封胶框的重叠部位热压膨胀后不断胶、不肥大，个别出现肥大现象的重叠部位也不会造成短路不良。

Description

一种防止导电金球短路的液晶显示器及其制作方法

技术领域

本发明涉及基于液晶用于来自控制独立光源的光的强度、颜色、相位、偏振或方向的器件或装置的制造方法，其是涉及一种防止导电金球短路的液晶显示器及其制作方法。

背景技术

液晶显示器LCD设有上、下片氧化铟与氧化锡复合膜ITO玻璃基板，还包括彩色滤光片、偏光板、配向膜，在ITO玻璃基板上设有行电极和列电极，在电极表面涂附有取向材料，ITO玻璃基板之间留有空间一般不到5×10^-6m的间隙，间隙之间灌注有液晶材料，上、下片ITO玻璃基板由密封胶密封边框而成液晶空盒。现有大多数液晶显示器都采用单边引出电极的方式，其行电极和列电极的驱动是通过压贴在单一玻璃上的驱动芯片实现的，这种单边引出电极方式的行电极必须通过某种方式与列电极所在基板上的引出电路连接。

目前在液晶显示器的制作方法中，用密封胶实现将行电极转移到列电极基板表面的的方式主要有两种：一种是主要用于中等精密度的STN产品的边框转移方式，它是在整个边框范围的一片ITO玻璃基板上丝网印刷分散有导电金球的转印密封胶，再贴合、热压、固化成液晶空盒。另一种是主要用于TN产品、高精密度的STN产品、CSTN产品的转印点方式，它是在需要形成上、下片ITO玻璃基板行、列电极转移导通即引出行电极的小部分边框范围的一片ITO玻璃基板部位上，丝网印刷分散有导电金球的转印密封胶，制作转印点，而在不需要的引出行电极的大部分边框范围的同一片ITO玻璃基板部位上，丝网印刷密封胶，制作密封胶框，再将转印点与密封胶框接合、热压、固化成液晶空盒。

高精密度的STN产品，特别是CSTN产品，其电极间隙已经非常小，典型的间隙只有10μm～15μm左右，如果采用边框转移方式进行电极转移，导电金球进入边框部位的电极走线区域，很容易在走线之间形成短路，特别是两、三个导电金球聚集一起进入边框部位的电极走线区域，短路的可能性更大，因此，这些产品一般是采用转印点方式进行电极转移。在设计时转印点部位的电极间隙可以大很多，只是在与转印点相邻0.1mm～0.5mm的电极走线区域，一般要求保持10μm～15μm的间隙。在丝网印刷转印点、边框，特别是转印点与边框的接头部位时，既要求转印点与边框之间必须有足够的重叠部位，以形成接合饱满的边框，确保提供足够的产品可靠性，又要求边框宽度，特别是转印点与边框的重叠部位宽度必须受到控制。转印点与边框之间的重叠部位下胶量过多，会造成重叠部位肥大，转印点印刷位置发生偏移，也会造成转印点与边框之间的的重叠部位过多而形成局部肥大，这样转印点会侵入临近的走线区域，导致转印点的导电金球在间隙10μm～15μm的密集走线之间造成短路。例如胶框设计宽度为0.35mm，转印点设计宽度为0.33mm，接头部位为半圆形，重叠部位的最大宽度为0.25mm左右。丝网印刷后的胶框平均宽度为0.82mm，转印点平均宽度为0.84mm，重叠部位平均宽度1.05mm，重叠部位出现肥大，肥大部分边缘有导电金球分布，转印点中的导电金球进入导致电极短路的走线区域，有可能造成短路不良。

要控制出现这种现象，就必须足够精确地控制下胶量、印刷尺寸等丝网印刷工艺参数，但是，影响丝网印刷工艺的因素很多，诸如湿度、温度、胶粘度、丝网印刷压力、刮刀速度、刮刀角度、丝网印刷平台的平坦度、丝网张力、丝网与基板间距等，使得工艺控制难度太大，以致难以避免出现上述短路现象。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题是，从改变转印点与密封胶框的重叠部位结构入手，有效防止转印点中的导电金球进入可导致电极短路的走线区域，提出一种防止导电金球短路的液晶显示器，这种液晶显示器可以有效地控制转印点中的导电金球，不会导致高档液晶显示器，特别是CSTN产品发生短路现象，明显提高成品率。

本发明所要解决的另一个技术问题是，提出上述防止导电金球短路方法的液晶显示器的制作方法。该制作方法中的丝网印刷工艺控制简便，可以基本克服通常制作方法容易出现导电金球造成短路的缺陷。

对于本发明的防止导电金球短路的液晶显示器来说，上述技术问题是这样加以解决的：

这种防止导电金球短路的液晶显示器，设有上、下片ITO玻璃基板，还包括彩色滤光片、偏光板、配向膜，在ITO玻璃基板上设有行电极和列电极，在电极表面涂附有取向材料，ITO玻璃基板之间留有间隙，间隙之间灌注有液晶材料，液晶空盒由分别在上、下片ITO玻璃基板制作的转印点与密封胶框喷洒衬垫料后对位贴合，再热压、固化而成，所述制作转印点的ITO玻璃基板是上、下片中的任意一片ITO玻璃基板，制作密封胶框的ITO玻璃基板是上、下片中的另一片ITO玻璃基板。

这种防止导电金球短路的液晶显示器的特点是：

所述转印点设置在需要形成上、下片ITO玻璃基板行、列电极转移导通即引出行电极的小部分边框范围，所述转印点由丝网印刷分散有导电金球的转印密封胶制作，所述密封胶框设置在不需要引出行电极的大部分边框范围，所述密封胶框由丝网印刷密封胶制作，所述密封胶框与转印点的设计宽度相匹配，确保转印点与密封胶框的重叠部位热压膨胀后的宽度相等。转印点与密封胶框的重叠部分最容易造成胶框肥大，而肥大部分侵入电极走线部位，就会导致导电金球短路。本发明的转印点与密封胶框接头部位采用这种对位贴合结构，控制转印点与密封胶框的重叠部位的胶宽和胶量，避免转印点中的导电金球进入可导致电极短路的走线区域。

对于本发明的防止导电金球短路的液晶显示器来说，上述技术问题可以是这样进一步加以解决的：

所述制作转印点的ITO玻璃基板是上、下片中的任意一片ITO玻璃基板，制作密封胶框的ITO玻璃基板是上、下片中的另一片ITO玻璃基板。

所述转印点的设计宽度为0.15mm～0.60mm，丝网印刷后的实际宽度为0.30mm～1.00mm，所述密封胶框的设计宽度为0.18mm～0.63mm，丝网印刷后的实际宽度为0.30mm～1.00mm，优选宽度为0.50mm～0.80mm。例如转印点的设计宽度为0.22mm，热压膨胀后的宽度约为0.60mm，与转印点的设计宽度相匹配的密封胶框的设计宽度应该为0.25mm，热压膨胀后的宽度也约为0.60mm，确保转印点与密封胶框的重叠部位热压膨胀后的宽度相等。

所述转印点与密封胶框的重叠部位宽度为0.10mm～0.60mm。小于0.10mm，热压后的胶框过于瘦小，可靠性差；大于0.60mm，热压后的胶框过于宽大，容易造成转印点中的导电金球进入可导致电极短路的走线区域。

转印点和密封胶框的接头部位的形状是确保转印点与密封胶框的重叠部位热压膨胀后不断胶、不肥大的互补形状。

所述互补形状可以是半圆形、梯形、波浪形、方形或者其组合的形状。

对于本发明的防止导电金球短路的液晶显示器来说，上述技术问题可以是这样更进一步加以解决的：

所述ITO玻璃基板的厚度为0.4mm～1.1mm，其方块电阻为5Ω～30Ω，玻璃接触角为至多7°。

所述行电极和列电极的宽度为10μm～100μm，相邻电极的间隙为8μm～100μm。转印点与密封胶框的参数选择与行电极和列电极的参数无关。

所述转印密封胶、密封胶是粘度为100P～300P的丝网印刷用环氧树脂。

所述转印密封胶中的导电金球密度为1％～3％，所述导电金球直径为Ф3μm～10μm，优选直径为Ф4μm～8μm。

对于本发明的防止导电金球短路的液晶显示器的制作方法来说，上述技术问题是这样加以解决的：

这种防止导电金球短路的液晶显示器的制作方法的特点是，液晶空盒的制作包括丝网刷胶和热压固化步骤。

所述丝网刷胶步骤是，在需要形成上、下片ITO玻璃基板行、列电极转移导通即引出行电极的小部分边框范围的一片ITO玻璃基板部位上，丝网印刷分散有导电金球的转印密封胶，制作转印点，而在不需要的引出行电极的大部分边框范围的另一片ITO玻璃基板部位上，丝网印刷密封胶，制作密封胶框，所述密封胶框与转印点的设计宽度相匹配，确保转印点与密封胶框的重叠部位热压膨胀后的宽度相等。

所述热压固化步骤是，分别在转印点与密封胶框喷洒衬垫料，然后对位贴合，再热压、固化，制成液晶空盒。

对于本发明的防止导电金球短路的液晶显示器的制作方法来说，上述技术问题可以是这样进一步加以解决的：

所述液晶空盒的制作是在丝网刷胶和热压固化步骤之前依次有选材除杂、光刻电极、热烘固化和摩擦PI膜步骤：

所述选材除杂步骤是，首先选用厚度为0.4mm～1.1mm、方块电阻为5Ω～30Ω的ITO玻璃基板以及对应电阻的彩色滤光片，分别进行预清洗，去除其上诸如灰尘、油污等无机、有机杂质，使其接触角为至多7°。

所述光刻电极步骤是，然后在预清洗后的ITO玻璃基板和彩色滤光片上分别均匀涂附光刻胶，在温度40℃～115℃下预烘干后分别对ITO玻璃基板和彩色滤光片进行曝光，曝光掩模版的图形精度要求±1μm以下，再经过显影、刻蚀，制得电极图形后再清洗，所述行电极和列电极的宽度为10μm～100μm，优选宽度为20μm～60μm，相邻电极的间隙为8μm～100μm，优选间隙为8μm～15μm。

所述热烘固化步骤是，接着将保护层液体分别均匀涂布于再清洗后的ITO玻璃基板和彩色滤光片上，在温度150℃～300℃下，优选温度为150℃～250℃下，热烘固化形成阻挡片，并采用同样方法分别在ITO玻璃基板和彩色滤光片上形成聚酰亚胺酸PI取向片。

所述摩擦PI膜步骤是，然后在ITO玻璃基板的聚酰亚胺酸PI取向片上进行摩擦，形成以利于液晶分子排列的沟槽后，再进行第三次清洗。

所述丝网刷胶步骤是采用经过脱泡处理的转印密封胶和密封胶在第三次清洗后的ITO玻璃基板上，进行丝网印刷。

所述丝网刷胶步骤的转印密封胶、密封胶是粘度为100P～300P的丝网印刷用环氧树脂。

所述转印密封胶中的导电金球密度为1％～3％。

所述导电金球直径为Ф3μm～10μm，优选直径为Ф4μm～8μm。

所述丝网刷胶的印刷丝网为100目～300目的聚酯网或钢丝网，作业环境温度为20℃～25℃，相对湿度为50％～70％，丝网印刷压力为0.1MPa～0.4MPa，丝网印刷速度为20mm/sec～200mm/sec。

所述热压固化步骤的对位贴合精度要求在±3μm以下，热压温度为165℃～195℃，固化温度为150℃～200℃。

对于本发明的防止导电金球短路的液晶显示器的制作方法来说，上述技术问题可以是这样更进一步加以解决的：

所述制作转印点的ITO玻璃基板是下片ITO玻璃基板，制作密封胶框的ITO玻璃基板是上片ITO玻璃基板。

所述转印点的设计宽度为0.15mm～0.60mm，丝网印刷后的实际宽度为0.30mm～1.00mm。

所述密封胶框的设计宽度为0.18mm～0.63mm，丝网印刷后的实际宽度为0.30mm～1.00mm，优选宽度为0.50mm～0.80mm。

所述转印点与密封胶框的重叠部位宽度为0.10mm～0.60mm，转印点和密封胶框的接头部位的形状是确保转印点与密封胶框的重叠部位热压膨胀后不断胶、不肥大的互补形状，所述互补形状可以是半圆形、梯形、波浪形、方形或者其组合的形状。

本发明的防止导电金球短路的液晶显示器，从改变转印点与密封胶框的重叠部位结构入手，能够防止转印点中的导电金球进入可导致电极短路的走线区域，可以有效地控制转印点中的导电金球，不会导致高档液晶显示器，特别是CSTN产品发生短路现象，明显提高成品率。这种防止导电金球短路方法的液晶显示器的制作方法中的丝网印刷控制简便，可以基本克服通常制作方法容易出现导电金球造成短路的缺陷。应用本发明方法制作的液晶显示器，用投影仪测量转印点与密封胶框的宽度与膨胀范围，宽度差为±0.3mm，有的还小于±0.15mm，转印点与密封胶框的重叠部位热压膨胀后不断胶、不肥大，个别出现肥大现象的重叠部位也不会造成短路不良。

附图说明：

下面对照附图并结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是是本发明液晶显示器的液晶空盒结构示意图。

图2是图1中的A-A剖视图。

图3是图1中的转印点与密封胶框的重叠部位局部放大示意图。

图4是图1中的转印点与密封胶框的接头部位局部放大示意图。

图5是具体实施方式的导电金球未进入导致电极短路的走线区域的示意图。

具体实施方式

具体实施方式一

一种防止导电金球短路的液晶显示器

液晶空盒6由分别在上片ITO玻璃基板1制作的转印点2与下片ITO玻璃基板3制作的密封胶框4喷洒衬垫料后对位贴合，再热压、固化而成，所述转印点2设置在需要形成上、下片ITO玻璃基板行、列电极转移导通即引出行电极的小部分边框范围，由丝网印刷分散有导电金球5的转印密封胶制作，所述密封胶框4设置在不需要引出行电极的大部分边框范围，由丝网印刷密封胶制作。

转印点2的设计宽度为0.27mm，密封胶框4的设计宽度为0.30mm，与转印点2的设计宽度相匹配，确保转印点2与密封胶框4的重叠部位7热压膨胀后的宽度相等，转印点2与密封胶框4的接头部位8的形状是确保转印点2与密封胶框4的重叠部位7热压膨胀后不断胶、不肥大的互补形状，所述形状是梯形与方形的组合的形状，重叠部位7的最大宽度约为0.25mm。

采用本发明的制作方法丝网印刷边框，作业温度为23℃、相对湿度为65％、丝网印刷压力为0.2～0.3MPa、丝网印刷速度为70mm/sec。

丝网印刷后测试，转印点2平均宽度为0.84mm，密封胶框4平均宽度为0.81mm，重叠部位平均宽度为0.75mm，接头瘦小，边框不平滑，转印点2中的导电金球5未进入导致电极短路的走线区域9，防止造成短路不良。

具体实施方式二

另一种防止导电金球短路的液晶显示器

转印点2设计宽度为0.27mm，密封胶框4设计宽度为0.30mm，与转印点2的设计宽度相匹配，确保转印点2与密封胶框4的重叠部位7热压膨胀后的宽度相等，转印点2与密封胶框4的接头部位8的形状是确保转印点2与密封胶框4的重叠部位7热压膨胀后不断胶、不肥大的互补形状，所述形状是梯形与方形的的组合的形状，重叠部位7为最大宽度约为0.25mm左右。

采用本发明的制作方法丝网印刷边框，作业温度为23℃、相对湿度为65％、丝网印刷压力为0.2～0.3MPa、丝网印刷速度为70mm/sec。

丝网印刷后测试，转印点2平均宽度为0.83mm，密封胶框4平均宽度为0.82mm，重叠部位7平均宽度为0.84mm，边框平滑，转印点2中的导电金球5未进入导致电极短路的走线区域9，防止造成短路不良。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种防止导电金球短路的液晶显示器，设有上、下片ITO玻璃基板，还包括彩色滤光片、偏光板、配向膜，在ITO玻璃基板上设有行电极和列电极，在电极表面涂附有取向材料，ITO玻璃基板之间留有间隙，间隙之间灌注有液晶材料，液晶空盒由分别在上、下片ITO玻璃基板制作的转印点与密封胶框喷洒衬垫料后对位贴合，再热压、固化而成，所述制作转印点的ITO玻璃基板是上、下片中的任意一片ITO玻璃基板，制作密封胶框的ITO玻璃基板是上、下片中的另一片ITO玻璃基板，其特征在于：

所述转印点设置在需要形成上、下片ITO玻璃基板行、列电极转移导通即引出行电极的小部分边框范围，所述转印点由丝网印刷分散有导电金球的转印密封胶制作，所述密封胶框设置在不需要引出行电极的大部分边框范围，所述密封胶框由丝网印刷密封胶制作，所述密封胶框与转印点的设计宽度相匹配，确保转印点与密封胶框的重叠部位热压膨胀后的宽度相等。

2、按照权利要求1所述的防止导电金球短路的液晶显示器，其特征在于：所述转印点的设计宽度为0.15mm～0.60mm，丝网印刷后的实际宽度为0.30mm～1.00mm，所述密封胶框的设计宽度为0.18mm～0.63mm，丝网印刷后的实际宽度为0.30mm～1.00mm。

3、按照权利要求1所述的防止导电金球短路的液晶显示器，其特征在于：

所述转印点与密封胶框的重叠部位宽度为0.10mm～0.60mm，转印点和密封胶框的接头部位的形状是确保转印点与密封胶框的重叠部位热压膨胀后不断胶、不肥大的互补形状。

4、按照权利要求3所述的防止导电金球短路的液晶显示器，其特征在于：

所述互补形状可以是半圆形、梯形、波浪形、方形或者其组合的形状。

5、按照权利要求1所述的防止导电金球短路的液晶显示器的制作方法，其特征在于：

液晶空盒的制作包括丝网刷胶和热压固化步骤：

所述丝网刷胶步骤是，在需要形成上、下片ITO玻璃基板行、列电极转移导通即引出行电极的小部分边框范围的一片ITO玻璃基板部位上，丝网印刷分散有导电金球的转印密封胶，制作转印点，而在不需要的引出行电极的大部分边框范围的另一片ITO玻璃基板部位上，丝网印刷密封胶，制作密封胶框，所述密封胶框与转印点的设计宽度相匹配，确保转印点与密封胶框的重叠部位热压膨胀后的宽度相等；

所述热压固化步骤是，分别在转印点与密封胶框喷洒衬垫料，然后对位贴合，再热压、固化，制成液晶空盒。

6、按照权利要求5所述的防止导电金球短路的液晶显示器的制作方法，其特征在于：

所述转印点的设计宽度为0.15mm～0.60mm，丝网印刷后的实际宽度为0.30mm～1.00mm，所述密封胶框的设计宽度为0.18mm～0.63mm，丝网印刷后的实际宽度为0.30mm～1.00mm；

所述转印点与密封胶框的重叠部位宽度为0.10mm～0.60mm，转印点和密封胶框的接头部位的形状是确保转印点与密封胶框的重叠部位热压膨胀后不断胶、不肥大的互补形状。

7、按照权利要求6所述的防止导电金球短路的液晶显示器的制作方法，其特征在于：所述互补形状可以是半圆形、梯形、波浪形、方形或者其组合的形状。

8、按照权利要求5所述的防止导电金球短路的液晶显示器的制作方法，其特征在于：

所述液晶空盒的制作是在丝网刷胶和热压固化步骤之前依次有选材除杂、光刻电极、热烘固化和摩擦PI膜步骤：

所述选材除杂步骤是，首先选用厚度为0.4mm～1.1mm、方块电阻为5Ω～30Ω的ITO玻璃基板以及对应电阻的彩色滤光片，分别进行预清洗，去除其上诸如灰尘、油污等无机、有机杂质，使其接触角为至多7°；

所述光刻电极步骤是，然后在预清洗后的ITO玻璃基板和彩色滤光片上分别均匀涂附光刻胶，在温度40℃～115℃下预烘干后分别对ITO玻璃基板和彩色滤光片进行曝光，曝光掩模版的图形精度要求±1μm以下，再经过显影、刻蚀，制得电极图形后再清洗，所述行电极和列电极的宽度为10μm～100μm，相邻电极的间隙为8μm～100μm：

所述热烘固化步骤是，接着将保护层液体分别均匀涂布于再清洗后的ITO玻璃基板和彩色滤光片上，在温度150℃～300℃下热烘固化形成阻挡片，并采用同样方法分别在ITO玻璃基板和彩色滤光片上形成聚酰亚胺酸PI取向片。

所述摩擦PI膜步骤是，然后在ITO玻璃基板的聚酰亚胺酸PI取向片上进行摩擦，形成以利于液晶分子排列的沟槽后，再进行第三次清洗。

9、按照权利要求8所述的防止导电金球短路的液晶显示器的制作方法，其特征在于：

所述丝网刷胶步骤是采用经过脱泡处理的转印密封胶和密封胶在第三次清洗后的ITO玻璃基板上，进行丝网印刷；

所述丝网刷胶步骤的转印密封胶、密封胶是粘度为100P～300P的丝网印刷用环氧树脂；

所述转印密封胶中的导电金球密度为1％～3％，所述导电金球直径为Φ3μm～10μm；

所述丝网刷胶的印刷丝网为100目～300目的聚酯网或钢丝网，作业环境温度为20℃～25℃，相对湿度为50％～70％，丝网印刷压力为0.1MPa～0.4MPa，丝网印刷速度为20mm/sec～200mm/sec。

10、按照权利要求5所述的防止导电金球短路的液晶显示器的制作方法，其特征在于：

所述热压固化步骤的对位贴合精度要求在±3μm以下，热压温度为165℃～195℃，固化温度为150℃～200℃。

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