CN102981303A - 液晶成盒结构及采用该成盒结构进行灌注液晶的工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及液晶显示器制作加工技术领域，特别涉及一种液晶成盒结构及采用该成盒结构进行灌注液晶的工艺方法。该液晶成盒结构，包括：液晶盒主体，所述液晶盒主体内周向设有封框胶，所述封框胶相对两边上分别设有至少一个缺口；位于封框胶相对两边上的缺口分别为灌晶口和出气口。本发明提供的液晶成盒结构及采用该成盒结构进行灌注液晶的工艺方法，通过在封框胶相对两边分别设置缺口，可有效地将液晶盒内的气泡排出去，最大程度地保证液晶灌满整个盒体，确保液晶盒的使用性能。

Description

液晶成盒结构及采用该成盒结构进行灌注液晶的工艺方法

技术领域

本发明涉及液晶显示器制作加工技术领域，特别涉及一种液晶成盒结构及采用该成盒结构进行灌注液晶的工艺方法。 

背景技术

液晶灌注是液晶显示器在成盒制作过程中一步重要的工艺过程，其是利用灌晶机并通过液晶盒封框胶下部的缺口进行灌注的，参考图1，传统液晶盒1’内，其四周设置封框胶2’，且仅在封框胶2’其中一边留有灌注液晶缺口5进行涂覆液晶。其中，利用灌晶机进行灌注的具体过程可参见图2，具体步骤如下： 

（1）将待灌液晶盒1’置于灌晶机的真空腔体1内，抽真空使其达到设定值（一般为1Pa），稳定一段时间后使待灌液晶空盒1’内与灌晶机腔体中的压力基本相等； 

（2）将待灌液晶盒1’与盛有液晶10的托盘9慢慢靠近并接触，并恰好使待灌液晶空盒1下部预留的封框胶缺口处被托盘9上的液晶10完全封住； 

（3）静置一段时间后，开始慢充气，此时液晶10依靠毛细拉力和待灌液晶空盒1’内外的压力差克服阻力逐渐进入到待灌空盒内，待基本灌满后快充气恢复至大气压，盛有液晶10的托盘9下降脱离，此时，该待罐液晶盒1’灌注完成。 

现有的液晶灌注的工艺方法中，液晶盒主体经常出现在未灌满即产生气泡的现象，影响产品的使用性能。 

发明内容

（一）要解决的技术问题 

本发明要解决的技术问题是提供一种液晶成盒结构，以克服现有 技术中的液晶成盒结构在灌晶过程中容易产生气泡且气泡无法排出导致液晶盒的使用性能的缺陷。 

（二）技术方案 

为了解决上述技术问题，本发明提供一种液晶成盒结构，包括：液晶盒主体，所述液晶盒主体内周向设有封框胶，所述封框胶相对两边上分别设有至少一个缺口；位于封框胶相对两边上的缺口分别为灌晶口和出气口。 

进一步地，所述分别设有至少一个缺口的封框胶相对两边为上、下边。 

进一步地，所述灌晶口和出气口相对设置。 

进一步地，所述灌晶口和出气口为结构相同的缺口。 

进一步地，所述灌晶口和/或出气口为圆孔型缺口。 

进一步地，还包括与每个缺口相匹配，用于堵住该缺口的封堵。 

另一方面，本发明提供一种采用液晶成盒结构进行灌注液晶的工艺方法，具体包括如下步骤： 

步骤S1：将待灌空液晶盒主体置于灌晶机腔体内，抽真空，将待灌空液晶盒主体与盛有液晶的托盘靠近并接触，使得液晶完全封住待灌空液晶盒主体中的灌注口进行灌注液晶，静置处理； 

步骤S2：静置若干时间后将出气口封住固化，继续灌注液晶； 

步骤S3：进行慢充气，待液晶盒主体基本灌满液晶后进行快充气，使得液晶盒主体内恢复至大气压，将盛有液晶的托盘下降脱离液晶盒主体，密封灌注口，灌注完成，密封灌晶口。 

进一步地，所述静置时间为6-16小时。 

进一步地，所述静置时间为10小时。 

进一步地，步骤S2中，固化方式具体包括：当封框胶采用热固化胶时，可设置为红外方式局部加热，温度为80-100℃，固化时间为5-15分钟。 

进一步地，所述步骤S2中，固化方式具体包括：当封框胶采用光感固化胶时，可设置为UV灯固化，固化时间为20-40秒。 

进一步地，所述步骤3之前还包括：固化完成后进行静置处理，所述静置时间为20-40秒。 

（三）有益效果 

本发明提供的液晶成盒结构及采用该成盒结构进行灌注液晶的工艺方法，通过在封框胶相对两边分别设置缺口，可有效地将液晶盒内的气泡排出去，最大程度地保证液晶灌满整个盒体，确保液晶盒的使用性能。 

附图说明

图1为现有技术液晶成盒结构示意图； 

图2为现有技术中灌晶过程原理图； 

图3为现有技术中腔体和空盒内气体分子示意图； 

图4为现有技术中液晶盒内部局部的气泡现象； 

图5为现有技术中灌晶结束后液晶盒内部出现的气泡现象； 

图6为本发明实施例液晶成盒结构是示意图； 

图7为本发明实施例灌晶时点胶及固化结构示意图；； 

图8为本发明实施例出气口封堵前的腔体和空盒内气体分子示意图； 

图9为本发明实施例出气口封堵前的灌注过程中上部气体从出气口被排出示意图； 

图10为本发明实施例封堵出气口后的灌注过程示意图； 

图11为本发明实施例灌满液晶后结构示意图。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。 

如图3所示，现有技术中的灌晶机的真空腔体1在抽真空时，腔室 真空度即灌晶的初始真空最高可达1Pa甚至以下，但待灌空液晶盒主体3（空盒）内的真空度很难达到此数值，由于空盒内的气体分子12需要通过不断的扩散到盒外以实现盒内外的气压平衡亦即盒内的降压过程，因此，在扩散过程中，受液晶盒厚太薄的影响，空盒内的气体分子在运动中反复与盒内壁及隔垫物碰撞，不易顺利飞出盒外，形成长时间内难以消除的压强差亦即气体分子浓度差。 

在10Pa以下的真空度下，气体分子运动的平均自由程为： 

$\stackrel{\‾}{\mathrm{\λ}}=\frac{\mathrm{kT}}{\sqrt{2}\mathrm{\π}{d}^{2}P}$

其中，k为玻尔兹曼常数，d为分子直径，T为温度，P为压强。 

在常温25℃下，以10Pa为例，可算出 

由于液晶盒厚一般为3微米~4微米，远远小于此压强下的气体分子平均自由程，气体分子的碰撞以气体碰撞液晶盒内壁为主。在抽气时，空盒内气体分子在封框胶下口处必须以向下的方向才能飞到盒外，而气体分子在运动中，是布朗运动即方向朝向四面八方任意的，因此，绝大多数的气体分子必然会反复碰撞在盒内壁及盒内的隔垫物上，盒内壁的沟槽将改变分子的运动方向，只有非常少量的气体分子能在碰撞中互相传递动量始终朝向盒外并飞出盒外。而同时盒外的气体分子也遵循同样的规律运动，必然会有一部分气体分子飞进盒内，但由于气体分子浓度的差异，盒内的分子浓度大于盒外的分子浓度，飞出盒外的分子数会多于飞进盒内的分子数，从而会缓慢的进行着盒内的真空度提高过程，整体来说，空盒内上部的真空度低于空盒内下部的真空度，盒内的真空度低于盒外的真空度。 

由于盒内的情况复杂，理论上计算盒内外的真空差异较困难，经过实验可以证实象：在以18.5英寸为例（长、宽分别为409.8毫米、230.4毫米）的一项实验中，在保证真空泵、设备密封机构、设备运动机构及空盒本身正常的前提下，在设备极限抽真空并维持3小时以上达到0.5Pa的极限条件下开始灌注，取最好的灌注结果经过仔细检查确认， 空盒上部两边角处尚留有0.5毫米宽、25毫米长面积为12.5平方毫米的气泡带，如图4所示，该液晶盒内部局部出现气泡13现象。 

经过反推计算，可求出13.37Pa的盒内初始真空度（高于腔体0.5Pa），计算过程如下： 

初始真空度=1.01x10⁵x0.5x25）/（409.8x230.4）=13.37（Pa） 

上述盒内残存气体会随着液晶的上升逐渐累积聚集，在达到一个大气压时液晶无法继续上升，进而在盒内形成气泡，从而造成未灌满报废，参见图5。 

如图6所示，为本发明实施例液晶成盒结构包括：液晶盒主体3，液晶盒主体3内周向设有封框胶4，所述封框胶4相对两边上分别设有至少一个缺口。位于封框胶4相对两边上的缺口分别为灌晶口2和出气口6。 

封框胶4相对两边中每边的缺口数量可根据实际需求而定。其中，封框胶4为四边框形，设定分别设有至少一个缺口的封框胶相对两边为上、下边。位于封框胶4上边的缺口定义为出气口6，而位于封框较下边的缺口定义为灌晶口2，出气口6和灌晶口2的数量相匹配。较优的，为了能够更加快速、顺畅地将气泡排出盒体外，设置该出气口6的位置和灌晶口2的位置相对应。 

通过在液晶盒主体3内的封框胶4两边同时预留缺口，一边用于灌注，另一边用于制程时内外气压的平衡，有效地解决了灌晶后容易产生气泡的问题。 

另外，该成盒结构还包括与每个缺口相匹配，用于堵住该缺口的封堵。当需要封闭出气口时，可采用封堵将出气口封闭，当灌晶作业完成后需要封闭灌晶口时，采用封堵将灌晶口进行封闭。 

其中，灌晶口2和出气口6优选为结构相同的缺口。这样封堵7、8就可以采用同样的封堵，便于与灌晶口2和出气口6的匹配安装。 

该封堵堵住缺口，该封堵的数量与缺口的数量相匹配。 

较优地，该灌晶口2和/或出气口6为圆孔型缺口，这样既便于液晶的吸入以及气泡的排除，又使得与灌晶口2和/或出气口6配合的封堵便于匹配。 

本发明优选实施例所述灌晶口2和出气口6均为圆孔型且完全相同结构的缺口，这样封堵7、8就可以采用同样的与圆孔型缺口配合的封堵，更佳方便与灌晶口2和出气口6的匹配安装。 

如图7-图11所示，采用液晶成盒结构进行灌注液晶的工艺方法，具体包括如下步骤： 

步骤S1：将待灌空液晶盒主体置于灌晶机腔体内，抽真空；将待灌空液晶盒主体与盛有液晶的托盘靠近并接触，使得液晶完全封住待灌空液晶盒主体中的灌注口进行灌注液晶，静置处理。 

具体的，将待灌空液晶盒主体置于灌晶机腔体内，抽真空，达到设定值一般为1Pa，稳定一段时间后，将空盒与盛有液晶的托盘慢慢靠近并接触，并恰好使待灌空液晶盒主体下部的灌晶口被液晶完全封住，静置6-16个小时（优选为10小时）后，此时由于液晶与空盒壁浸润产生的毛细拉力促使液晶缓慢上升。下面对只单纯靠毛细拉力能达到的灌注程度进行分析。 

根据液体表面现象原理、表面张力并在不考虑内部阻力的情况下液面上升高度为： 

$h=\frac{2\mathrm{\α}\cos \mathrm{\θ}}{\mathrm{\ρgd}}$

其中，α为液体的表面张力系数，ρ为液体的密度，θ为接触角，d为两板间距离。 

在一定的温度下，举例计算：某种液晶的表面张力α为0.08N/m，接触角为45°，密度ρ为1.038g/cm^3，d为空盒盒厚3.5微米，计算出理想的液面上升高度为3.17米。 

由于空盒内部的形状非理想平整化、内衬材料经过摩擦处理、以及空盒内部的隔垫物均会形成较大的上行阻力，实际上不可能达到如 此高度，只依靠毛细拉力达到的灌注效果只能通过实验进行观察。 

一次实验中，将18.5英寸的空盒在真空下进行毛细实验，静置约12小时后发现液晶已经上升到填满空盒体积的95%以上。而实际中由于不需要仅靠液晶毛细力将空盒灌满，而且工艺时间上也不允许先期静置如此长的时间，最重要的是后续的点胶步骤必须在不接触液晶的情况下进行，因此，在时间设置上，必须在液晶注入到接触空盒上部的封框胶前进行点胶及固化。参考图7。 

由于空盒封框胶上下均有缺口，在抽真空时，可以使空盒上下缺口处同时进行上述的气体分子的排出，使空盒内基本达到盒外腔体的真空度，如图8所示，同时，在后续封出气口前液晶依靠毛细拉力上升时，空盒内部不断聚集的气体也可从出气口排出，始终维持着空盒内外的气压平衡，这样，如果按照点胶固化时的80%液晶灌满程度计算，可得到盒内最终残留气泡面积为0.19平方毫米，所形成的气泡基本不影响产品的品质。 

计算公式：409.8x230.4x20%/101000=0.19(平方毫米) 

经过多次试验可知，静置时间10小时后进行点胶固化较为合适，此时液晶约占液晶盒的80%，点胶装置提供压力可设置为0.5~0.6kgf/cm²。 

步骤S2：静置后将出气口封住固化，继续灌注液晶。 

具体的，参考图10，采用封堵将出气口进行密封，具体固化方式的选择依据封框胶的材料而定，当封框胶为热固化胶时，该固化方式采用红外方式局部加热，温度为90℃，固化时间为10分钟； 

当封框胶为光感固化胶可设置为UV灯固化，固化时间为30秒。 

在完成固化后，需要进行一定时间的封闭定时，约为30分钟。 

步骤S3：进行慢充气，待液晶盒主体基本灌满液晶后进行快充气，使得液晶盒主体内恢复至大气压，将盛有液晶的托盘下降脱离液晶盒主体，密封灌注口，灌注完成，密封灌晶口。 

具体的，参考图11，慢充气情况下，液晶便会继续依靠毛细拉力以及盒内外的压力差克服阻力逐渐进入到空盒内，待基本灌满后快充气恢复至大气压，盛有液晶的托盘下降脱离液晶盒，灌注完成，采用封堵将灌晶口进行密封。 

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。 

Claims (11)

1.一种液晶成盒结构，其特征在于，包括：液晶盒主体，所述液晶盒主体内周向设有封框胶，所述封框胶相对两边上分别设有至少一个缺口；位于封框胶相对两边上的缺口分别为灌晶口和出气口。

2.如权利要求1所述的液晶成盒结构，其特征在于，所述分别设有至少一个缺口的封框胶相对两边为上、下边。

3.如权利要求1所述的液晶成盒结构，其特征在于，所述灌晶口和出气口相对设置。

4.如权利要求2所述的液晶成盒结构，其特征在于，所述灌晶口和出气口为结构相同的缺口。

5.如权利要求2所述的液晶成盒结构，其特征在于，所述灌晶口和/或出气口为圆孔型缺口。

6.如权利要求1所述的液晶成盒结构，其特征在于，还包括与每个缺口相匹配，用于堵住该缺口的封堵。

7.一种采用权利要求1-6任一项所述的液晶成盒结构进行灌注液晶的工艺方法，具体包括如下步骤：

步骤S1：将待灌空液晶盒主体置于灌晶机腔体内，抽真空，将待灌空液晶盒主体与盛有液晶的托盘靠近并接触，使得液晶完全封住待灌空液晶盒主体中的灌注口进行灌注液晶，静置处理；

步骤S2：静置若干时间后将出气口封住固化，继续灌注液晶；

步骤S3：进行慢充气，待液晶盒主体基本灌满液晶后进行快充气，使得液晶盒主体内恢复至大气压，将盛有液晶的托盘下降脱离液晶盒主体，密封灌注口，灌注完成，密封灌晶口。

8.如权利要求7所述的工艺方法，其特征在于，所述静置时间为6-16小时。

9.如权利要求7所述的工艺方法，其特征在于，步骤S2中，固化方式具体包括：当封框胶采用热固化胶时，可设置为红外方式局部加热，温度为80-100℃，固化时间为5-15分钟。

10.如权利要求7所述的工艺方法，其特征在于，所述步骤S2中，固化方式具体包括：当封框胶采用光感固化胶时，可设置为UV灯固化，固化时间为20-40秒。

11.如权利要求7所述的工艺方法，其特征在于，所述步骤3之前还包括：固化完成后进行静置处理，所述静置时间为20-40秒。

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