CN102243394A - 一种超宽温高可靠性液晶显示器的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种超宽温高可靠性液晶显示器的制造方法，它首先在两片平行ITO玻璃基板的内侧涂敷取向层并进行固化和摩擦处理，然后丝印胶框、导电点，再在两片玻璃基板之间喷洒盒内支撑垫片并充入液晶材料，所述液晶材料的相变温度范围为-50～130℃；最后在两玻璃外侧贴附偏光片制成液晶显示器，改进后，胶框内添加的垫片粒径为6.3μm，胶框内PF的添加比例为1.1%；导电点中AU的添加比例为2%，导电金粉粒径为6.5μm；盒内支撑垫片粒径为5.9μm，喷洒密度为90±5个/mm²。本发明可确保高温时不产生气泡，低温时不产生空洞，因而显示器可在超宽温度范围内正常工作。

Description

一种超宽温高可靠性液晶显示器的制造方法

技术领域

本发明涉及一种液晶显示器的制造方法，它可以使显示器的工作温度范围扩大为-40℃～+113℃，属光学技术领域。

背景技术

随着液晶显示器件应用范围的不断扩大，人们对器件的工作温度范围也提出了更高的要求，以适应各种恶劣的使用环境。例如用于加油机、浴室、高速公路计价器等仪器仪表时，有时要求液晶显示器能在低温-40℃到高温+113℃的温度范围内可靠工作，但由于受工艺、材料、结构等因素的限制，现有的液晶显示器件所能适应的最宽工作温度范围为-30℃到+80℃。当温度低于-30℃时，液晶显示器盒内容易产生小空洞或者出现裂纹，而当温度高于+80℃时，盒内有小气泡产生，显示字体很淡。这样就大大限制了液晶显示器件的应用范围。因此，如何改进液晶显示器的结构和生产工艺，扩大其适应的温度范围，是有关技术人员目前所面临的难题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足、提供一种超宽温高可靠性液晶显示器的制造方法，以扩大液晶显示器的温度范围，满足各种恶劣环境下的使用要求。

本发明的目的是以下述技术方案实现的：

一种超宽温高可靠性液晶显示器的制造方法，所述方法首先在两片平行ITO玻璃基板的内侧涂敷取向层并进行固化和摩擦处理，然后丝印胶框、导电点，再在两片玻璃基板之间喷洒盒内支撑垫片并充入液晶材料，所述液晶材料的相变温度范围为-50～130℃；最后在两玻璃外侧贴附偏光片制成完整的液晶显示器，改进后，胶框内添加的垫片粒径为6.3μm，胶框内PF的添加比例为1.1%；导电点中AU的添加比例为2%，导电金粉粒径为6.5μm；盒内支撑垫片粒径为5.9μm，喷洒密度为90±5个/mm²。                                 

上述超宽温高可靠性液晶显示器的制造方法，所述取向层的涂敷和处理按下列步骤进行：

a、清洗玻璃基板；

b、在玻璃基板上涂敷PI层；

c、将涂敷有PI层的玻璃基板加热至110°C，预固化15分钟；

d、将玻璃基板加热至320°C，固化50分钟；

e、停止加热，使玻璃基板的温度降至室温；

f、用绒布类材料对PI层进行高速摩擦处理，使两PI层表面产生相互垂直的沟槽，摩擦密度为135-141。

本发明通过对胶框、导电点、盒内支撑垫片的结构进行优化，使液晶盒各部分的膨胀系数相匹配，保证高温时盒各内不产生气泡，低温时不产生空洞，因而液晶显示器可在超宽温度范围内正常工作。本发明还通过调整取向层的固化温度和固化节拍来提高取向层的环化率，从而提高PI层与ITO层的粘接强度以及定向性能的稳定性，通过调整摩擦密度，保证液晶分子排列均匀、一致，从而改善液晶屏的显示效果和温度特性。

附图说明

图1为液晶显示器的结构示意图。

图中各标号为：1、前偏光片；2 前补偿膜；3、前ITO玻璃基板；4、前ITO电极（SEG） ；  5、封边胶；6、胶框玻璃支撑片；7、前PI排向膜；8、盒支撑片；9、后PI排向膜；10、COM电极；11、后玻璃基板；12、后补偿膜；13、后偏光片；14、封口胶；15导电胶。

具体实施方式

1、取向层（PI层）的涂敷和处理。

PI环化率（即PI定向层/摩擦后使液晶分子按其摩擦沟槽排列，材质(主要为聚酰亚胺)的固化程度）影响着PI层与ITO层（主材质为氧化铟锡，供刻画图形显示用）的粘接强度以及定向性能的稳定性。环化率过低，PI层固化不良，和ITO层粘接不结实，且定向性能不稳定；环化率太高，PI层就太脆，发生龟裂，同样与ITO层粘接不良，定向性能不稳定。这两种情况都会影响整个屏的温度性能。传统工艺可将环化率做到90%。本发明采用一种新的固化工艺，通过调整固化温度和固化节拍，可以将环化率提高到96-98%。PI涂敷摩擦工艺流程如下：

玻璃基板→清洗→涂敷PI→预固化→固化→降温→摩擦 

经过清洗的ITO玻璃涂敷PI层，涂敷PI层的玻璃进行预固化和固化，降温后进行摩擦取向处理。

其中，预固化温度采用110°C、时间15分钟，固化温度采用320°C、时间50分钟。

2、选择合理的摩擦密度。

摩擦工序：光刻好图形的ITO玻璃上固化好定向层后，需要通过摩擦处理使定向层表面产生摩擦沟槽，以便使液晶分子按沟槽分布排列，摩擦沟槽的数量、长短等微观特征，用可量化的摩擦密度来表示。摩擦密度影响液晶分子排列均匀性、一致性，影响液晶屏的显示效果。

摩擦密度的公式是： RD = N (π·B·C – A ) / A；

其中：N是摩擦次数，B是摩擦辊的转速，C是摩擦辊的直径，A是摩擦的移动速度。

传统工艺的摩擦密度范围是40—196。本发明的摩擦密度RD取135-141。小于此值，液晶分子排列稀松、一致性差、不够致密、约束性差，高温时显示浅不清晰；大于此值，液晶分子排列太紧密、拥挤不堪，动作迟缓，反应速度慢，低温时容易不反应、不工作。摩擦密度合适与否对产品高低温性能影响巨大，本发明优化出的密度范围适应了超宽温、高可靠性的要求。 

、选择最合理的边框胶、边框支撑垫片、导电粒子、盒内垫片，使之与液晶的膨胀率精确匹配。

高温时如果液晶膨胀太厉害，易导致产生盒内气泡，如同水加热沸了会有气泡产生一样；低温时如果液晶收缩厉害，而液晶盒没有匹配的收缩，那么盒内空间会有空余，形成真空空洞。经本发明优化后，各部分膨胀系数匹配，高温时各部分一起膨胀，防止了高温气泡的产生；低温时，各部分一起收缩，防止了低温空洞的产生。

采用传统工艺时，液晶显示器盒厚范围通常为3-15μm，此处厚度指的是边框添加垫片粒径而言。本发明优选了6.3μm的盒厚度。盒厚太小，没有温度变化的空间，框胶、垫片等没有胀缩的余地，低温时盒会冻裂，高温时盒会撑开；盒厚太大，则框胶、垫片等胀缩的余地太大，自由度太高，低温出空洞，高温出气泡。

丝印胶型号有XN-5A、X-799、X-799L3、X-799L2等多种，经过优化，本发明优选X-799这种型号。常用的PF添加比例为0.8～1.5%，常用的AU添加比例为1.3～1.8%。本发明对框胶中PF的添加比例优化成1.1%，点胶中AU的添加比例优化为2%。保证了盒膨胀良好、导通良好。

盒内支撑垫片型号有SP,SPN,L-11N,L-11R等型号，本发明优选L-11N这种型号。

常用的边框垫片粒径、导电金粉粒径、支撑垫片粒径范围在3-15μ间，喷洒密度在110-180个/mm²范围。本发明的边框垫片粒径、导电金粉粒径、盒内支撑垫片粒径大小对应为6.3、6.5、5.9，喷洒密度为90。根据上述参数，边框结构优化为X-799+1.1%PF6.3,导电点结构优化为X-799+2%AU6.5,支撑垫片为L-11N5.9，喷洒密度为90±5个/mm²。以上优化结果保证了液晶盒各部分的膨胀系数相吻合、相匹配，即高温时各部分一块膨胀，保证不产生高温气泡；低温时各部分一起收缩，保证不产生低温空洞。

4、此外，本发明还应使用相变温度范围为-50～130℃的液晶材料。

液晶材料本身的相变温度范围需要满足超宽温性能，如果相变温度范围窄，在低温下会凝固成固体态，在高温下会分解变质，在高低温下不能正常显示，不工作。

通过上述工艺、材料、结构的优化改进，按本方法所制造的产品工作温度可达-40℃到+113℃的超宽温度，通过了80℃， 98%RH湿度条件下连续工作1000小时的高可靠性实验测试。

表1是采用本方法生产的液晶显示器与传统工艺生产的液晶显示器的比较，从表中可以看出，采用本方法生产的液晶显示器可以在低温-40℃的条件下、高温+113℃的条件下正常工作，而传统工艺生产的液晶显示器在-40℃时会被凝固、冻裂，在+113℃时会变成液体不显示。

表1

Claims (2)

1.一种超宽温高可靠性液晶显示器的制造方法，它首先在两片平行ITO玻璃基板的内侧涂敷取向层并进行固化和摩擦处理，然后丝印胶框、导电点，再在两片玻璃基板之间喷洒盒内支撑垫片并充入液晶材料，所述液晶材料的相变温度范围为-50～130℃；最后在两玻璃外侧贴附偏光片制成完整的液晶显示器，其特征是，胶框内添加的垫片粒径为6.3μm，胶框内PF的添加比例为1.1%；导电点中AU的添加比例为2%，导电金粉粒径为6.5μm；盒内支撑垫片粒径为5.9μm，喷洒密度为90±5个/mm²。

2.根据权利要求1所述超宽温高可靠性液晶显示器的制造方法，其特征是，取向层的涂敷和处理按下列步骤进行：

a、清洗玻璃基板；

b、在玻璃基板上涂敷PI层；

c、将涂敷有PI层的玻璃基板加热至110°C，预固化15分钟；

d、将玻璃基板加热至320°C，固化50分钟；

e、停止加热，使玻璃基板的温度降至室温；

f、用绒布类材料对PI层进行高速摩擦处理，使两PI层表面产生相互垂直的沟槽，摩擦密度为135-141。

Images