TW594166B - Method of curing seal and method of manufacturing liquid crystal panel by using the same - Google Patents

Description

594166 _案號 92107066_年月日__ 五、發明說明（1) 發明所屬之技術領域 本發明是有關於一種液晶顯示器（1 i q u i d c r y s t a 1 d i s p 1 a y e r，簡稱L C D )的製作方法，且特別有關於一種固 化框膠的方法及運用此種方法製造液晶面板的方法。 先前技術 隨著高科技之發展，視訊產品，特別是數位化之視訊 或影像裝置已經成為在一般曰常生活中所常見的產品。這 些數位化之視訊或影像裝置中，顯示器是一個重要元件， 以顯示相關資訊。使用者可由顯示器讀取資訊，或進而控 制裝置的運作。 為了配合現代生活模式，視訊或影像裝置之體積日漸 趨於薄輕。傳統的陰極層射線顯示器，雖然仍有其優點， 但是其需佔用大體積且耗電。因此，配合光電技術與半導 體製造技術，面板式的顯示器已被發展出成為目前常見之 顯示器產品，例如液晶顯示器。液晶顯示器由於具有低電 壓操作、無輻射線散射、重量輕以及體積小等傳統陰極射 線管（cathode ray tube，簡稱CRT)所製造之顯示器無法 達到的優點，與其他平板式顯示器如電漿顯示器及電致發 光（electroluminance)顯示器，成為近年來顯示器研究的 主要課題，更被視為二十一世紀顯示器的主流。 而以薄膜電晶體（thin film transistor ，簡稱TFT) 液晶顯不為例’其液晶面板係由薄膜電晶體陣列基板、 彩色濾光陣列基板和液晶所構成，其配置如第1 A與1 B圖所 示0

10865twf1.ptc 第6頁 594166 ---—^MM 92107066_年月日__^__ 五、發明說明（2) " ^ 第1 ^圖係薄膜電晶體液晶顯示器的液晶面板之上視示 思圖二第1 B圖係第1 A圖之I - I ’剖面之示意圖。請參照第^ a 圖與第1 B圖，薄膜電晶體液晶顯示器的液晶面板丨〇 〇主要 是由薄膜電晶體陣列基板丨02、彩色濾光陣列基板1〇4和液 晶1 〇 6所構成，其中液晶丨〇 6是被灌入薄膜電晶體陣列基板 1 02以及彩色濾光陣列基板丨〇4之間的空間。為了使液晶 1 0 6能固定存在於薄膜電晶體陣列基板丨〇 2以及彩色渡光陣 列基板1 0 4之間而不流出，會在薄膜電晶體陣列基板丨〇 2與 彩色濾光陣列基板1 〇 4的重疊部位接近邊緣處設置框膠 一 108 〇 目前的框膠108可以有兩種形式，一是熱固化型框膠 (thermal curing type)，另一是紫外線固化型框膠" (UV curing type)。其中，熱固化型的框膠1〇8製作方 法是先於彩色濾光陣列基板1 〇 4上塗上框膠，再將薄膜 晶體陣列基板1 0 2以及彩色濾光陣列基板1 〇 4對準，以 '彳& 膠1 08接合薄膜電晶體陣列基板1 〇2以及彩色濾光陣列基1 104。隨後，以批次式（Jig Press)或牧葉式（Hot 反 Press )的熱固化方式固化框膠1 0 8。等到框膠變硬後， 將液晶1 0 6注入薄膜電晶體陣列基板1 〇 2以及彩色濾光陣 基板1 04之間被框膠1 08封閉的部位，隨後以UV膠封口。， 紫外線固化型框膠1 0 8製作方法是先於彩色濾光陣列基寿反 1 04上塗上UV框膠，再將薄膜電晶體陣列基板1 02以及彩 濾光陣列基板1 〇 4對準，以使UV框膠1 0 8接合薄膜電晶^ _ 列基板1 0 2以及彩色濾光陣列基板1 〇 4。隨後，以紫外線固

10865twf1.ptc 第7頁 594166 案號 9210706ft 五、發明說明（3) 化的方式固化框膠丨08，而傳統的紫外線固化是採取”曝 光方式，其中UV曝光方式是以穿透方式進行。等到框膠變 硬後，再將液晶106注入薄臈電晶體陣列基板1〇2以及彩色 濾光陣列基板1 04之間被框膠1 08封閉的部位，隨後以uv膠 封口 。 由於框膠材料的成熟度限制與面板信賴性的考量，傳 統的薄膜電晶體液晶顯示器都是採用熱固化型框膠。缺 而，採用熱固化型框膠的製程有製程時間長、上下基板對 位較不準等缺點。而且，上述製程在新一代的液晶滴下製 程（one drop filling)中會發生固化製程時間過長的問 題。所謂的液晶滴下製程是在薄膜電晶體陣列基板 域。若採用傳統熱固化型框膠，因為需要長時間的固化過 程以避免膠對液晶的污染，因此無法滿足液晶滴下

短時間固化的需求。 W 因此，目前液晶滴下製程均採用紫外線固化型框膠。 不過當採用傳統的穿透方式對UV框膠進行UV曝光時，^會 因為UV框膠旁邊緊鄰著液晶，而使UV光無可避免地照射到 液晶。而且，液晶在U V某個波段（〜1 0 0 — 4 ο ο n m )會發生u v 吸收（UV absorption)，所以採穿透方式對框膠照射ϋν光 將破壞液晶，而使液晶顯示器顯示發生問題。因此，通^ 液晶顯示器會盡可能避開該波段或是採用如第2圖所示的韦 方式’其中為了方便說明’第2圖是描纷如第JR圖之第I! 部位的放大示意圖。

10865twfl.ptc 第8頁 594166 _案號92107066_年月曰 修正_ 五、發明說明（4) 第2圖所示係習知一種避免UV光照射到液晶之框膠固 化製程的剖面示意圖。請參照第2圖，習知位於薄膜電晶 體陣列基板2 0 2以及彩色濾光陣列基板2 0 4之間的框膠2 0 8 在進行紫外線固化製程時，會在液晶2 0 6上方形成一道罩 幕（mask)，這個罩幕是額外增加的一層。另外，有些製程 則是利用彩色濾光陣列基板2 0 4中的黑色矩陣（BM ) 2 1 0與彩 色薄膜，來將UV光212擋住。 然而，前述改良製程有以下缺點，一是在液晶上方加 一道額外的罩幕不但會使整個製程變複雜，還會提高製造 成本；另一個方法的缺點是當液晶顯示器的黑色矩陣與彩 色薄膜無法阻擋該特定波長的U V光時，就無法採用黑色矩 陣與彩色薄膜作為阻擋U V光的罩幕。 另外，當黑色矩陣2 1 0如第2圖中所示有部分遮蔽到UV 框膠2 0 8時，將導致部分UV框膠2 0 8無法照射到UV光，而影 響到紫外線固化製程的作用。甚至是當黑色矩陣2 1 0將整 個UV框膠2 0 8遮蔽時，更無法利用傳統的穿透方式進行紫 外線固化製程。 發明内容 因此，本發明之目的是提供一種固化框膠的方法及運 用此種方法製造液晶面板的方法，以避免UV吸收的情形發 生。 本發明之再一目的是提供一種固化框膠的方法及運用 此種方法製造液晶面板的方法，以簡化製程。 本發明之另一目的是提供一種固化框膠的方法及運用

10865twfl.ptc 第9頁 594166 ___案號92107066_年月日 修正 五、發明說明（5) 此種方法製造液晶面板的方法，以降低製造成本。 根據上述與其它目的，本發明提出一種固化框膠的方 法，適於固化位在基板表面上的一框膠，其特徵在於利用 全反射（total internal reflection)定律，將 UV 光以一 設定角度入射至基板内，並使U V光在遇到框膠後進入框 膠0 第一 包括 成一 著， 對於 第一 時也 之側 適當 在基 板， 並且 框膠 光來 且不 本發明 基板以 正面、 框膠， 疊合第 弟二基 角度入 利用全 面及鄰 本發明 的方式 板中滿 所以能 避免發 的折射 進行紫 需考慮 為讓本 再提出一 及 第二 背面以及 再將液晶 一基板以 板之正面 射至第一 反射 近於 由於 讓UV 足全 夠達 生UV 率即 外線 液晶 發明 定律 側面 利用 光沿 反射 成利 吸收 可達 固化 的UV 之上 基板， 側面。 滴於第 及第二 。然後 基板之 將UV光 的表面 不同於 著設定 條件行 用紫外 。此外 成全反 ’故可 吸收波 述和其 液晶面 其中第 之後， 一基板 基板， ’利用 側面及 以一第 0 習知穿 的角度 進’直 線固化 ’本發 射條件 省去習 段問題 他目的 板的方法，包括提供一 一基板以及第二基板均 於第一基板之正面上形 之正面上的框膠内。接 以使第一基板之正面相 全反射定律將UV光以一 鄰近於側面的表面’同 二角度入射至第二基板 透方式的機制，而利用 進入基板中，並使uv光 到遇見框膠時才離開基 方式固化框膠之目的， 明因為僅需知道基板與 ’進而採取側面入射u v 知用來擂光的罩幕’並 〇 、特徵、和優點能更明

594166 __案號__年月曰 铬正___ 五、發明說明（6) 顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細 說明如下： 實施方式 第3圖係依照本發明之一較佳實施例之液晶面板在進 行固化框膠製程時的剖面示意圖。請參照第3圖，本發明 所提出的方法，適於固化位在一第一基板302以及一第二 基板304之間的框膠308，其中第一基板302與第二基板3〇4 均包括一正面320、一背面324以及側面322，而且第一基 板302與第二基板304的正面320是相對的。框膠308之材質 例如是UV膠，框膠3 0 8之寬度例如在1 0 0 0〜1 2 0 0微米之間， 而厚度例如為5微米左右。第一基板3 0 2與第二基板3 〇 4之 材質則譬如是玻璃。 請繼、纟買蒼照弟3圖’本實施方式之固化方式係利用全 反射（total internal reflection)定律，將UV 光312a 以 角度入射至弟一基板302以及第二基板304之側面322或是 將UV光3 1 2b以相同角度入射鄰近於側面3 2 2的部分表面， 譬如第3圖中從基板302、304之背面324。而入射UV光的角 度係由第一基板3 0 2、第二基板3 0 4以及框膠3 0 8的折射 率來決定，其中框膠308之折射率需大於第一基板302、第 二基板3 0 4之折射率，而且框膠3 0 8之折射率最好遠大於第 一基板302、第二基板304之折射率。其中，入射UV光的角 度可為

10865twf1.ptc 第11頁 594166 ----案號 92107066_年月日____ 五、發明說明（7)

JxM基板)？(外界 其中，η (基板）是該基板的折射率、η (外界）是指外界介質 的折射率。 此外，將UV光312以某一設定角度入射至基板3 0 2、 3 〇 4内的方法例如利用光纖導管、棱鏡或設計反射板，以 使UV光順著設定角度6>b入射。另外，入射的角度0b還與 框膠3 0 8距離基板3 0 2、3 0 4側面3 2 2的距離有關，同時會於 基板302、304的厚度有關。總之，為使UV光312a、312b能 直接進入框膠3 0 8而不照射到液晶3 0 6，在進行固化框膠製 程前，需同時考量框膠3 0 8距離基板3 0 2、3 0 4侧面3 2 2的距 離以及基板302、304的厚度，以期UV光312a、312b的行進 路徑能符合全反射定律。 而將本發明應用於製造液晶面板的方法時，則如第4 圖所示。 第4圖係應用本發明之固化框膠製程於製造液晶面板 的步驟流程圖。請參照第4圖，先於步驟4 0 0中，提供一第 一基板以及一第二基板，其中第一基板以及第二基板均包 括正面、背面以及側面。之後，於步驟4 1 〇中，於第一基 板之正面上形成一框膠。然後，於步驟4 2 0中，將液晶滴 於第一基板之正面上的框膠内。接著，於步騵430中，疊 合第一基板以及第二基板，以使第一基板之正面相對於第 二基板之正面。然後，於步驟4 4 0中，利用全反射定律將

10865twf1.ptc 第12頁 594166 _案號92107066_年月曰 修正_ 五、發明說明（8) U V光以一第一角度入射至第一基板之側面及鄰近於側面的 表面，同時也利用全反射定律將UV光以一第二角度入射至 第二基板之側面及鄰近於側面的表面，而第一角度為 .-if>2(第一基板)-乃2(外界)1

sm [ 兩函 J 其中，η (第一基板）是該第一基板的折射率、η (外界）是指 外界介質的折射率。而第二角度為 第二基板：Μ2(外界))

[ J 其中，η(第二基板）是第二基板的折射率。此外，將UV光 以第一角度入射至第一基板内、以第二角度入射至第二基 板内的方法例如利用光纖導管、稜鏡或設計反射板，以使 UV光順著第一或第二角度入射。 因此，本發明之特點在於利用不同於習知穿透方式的 機制，只需知道基板與框膠的折射率，就可以達成全反射 (t 〇 t a 1 i n t e r n a 1 r e f 1 e c t i ο η )條件，來達到以紫外線固 化方式固化框膠的目的。本發明利用適當的方式讓UV光沿 著設定的角度進入基板中，則光在基板中恰滿足全反射條 件行進，直到遇見框膠時才離開基板，進而達成利用紫外 線固化方式固化框膠之目的。而且，本發明僅需知道基板

10865twf1.ptc 第13頁 594166 _案號92107066_年月日__ 五、發明說明（9) 材質與框膠的折射率即可達成全反射條件，而可省去習知 用來擋光的罩幕，並且不需考慮液晶的UV吸收波段問題。 此外，當基板上有黑色矩陣（BM )遮蔽框膠時，不論黑 色矩陣是遮蔽部分框膠或是完全遮蔽框膠都有助於本發明 之施行，因為黑色矩陣會保護液晶，尤其當U V框膠被完全 遮蔽時，本發明利用全反射的方式恰恰可使框膠固化，又 不會破壞液晶。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神 和範圍内，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10865twf1.ptc 第14頁 594166 _案號92107066_年月曰 修正_ 圖式簡單說明 第1 A圖係薄膜電晶體液晶顯示器的液晶面板之上視示 意圖； 第1 B圖係第1 A圖之I - I ’剖面之示意圖； 第2圖所示係習知一種避免UV光照射到液晶之框膠固 化製程的剖面示意圖； 第3圖係依照本發明之一較佳實施例之液晶面板在進 行固化框膠製程時的剖面示意圖；以及 第4圖係應用本發明之固化框膠製程於製造液晶面板 的步驟流程圖。 圖式標示說明 1 0 0 ·液晶面板 1 0 2、2 0 2 :薄膜電晶體陣列基板 1 0 4、2 0 4 :彩色濾光陣列基板 1 0 6、2 0 6、3 0 6 :液晶 108、208、308 :框膠 2 1 0 :黑色矩陣 212 、 312a 、 312b : UV 光 3 0 2、3 0 4 :基板 320 :正面 322 :側面 324 :背面 400 :提供一第一基板以及一第二基板，其中第一基 板以及第二基板均包括正面、背面以及側面 410 :於第一基板之正面上形成一框膠

10865twf1.ptc 第15頁 594166 修正 案號 92107066 圖式簡單說明 4 2 0 :將液晶滴於第一基板之正面上的框膠内 4 3 0 :疊合第一基板以及第二基板 44 0 ··利用全反射定律將UV光以一第一角度入射至第 一基板之側面及鄰近於側面的表面，同時也利用全反射定 律將U V光以一第二角度入射至第二基板之側面及鄰近於側 面的表面 :角度

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Claims (1)

1. 594166 _案號92107066_年月曰 修正_ 六、申請專利範圍 1 . 一種固化框膠的方法，適於固化位在一基板之一表 面上的一框膠，其特徵在於令UV光以一角度入射至該基板 内，並使UV光於該基板内經全反射而照射於該框膠，其中 該角度包括 -ιί \^2(基板)-〃2(外界)> 其中，η (基板）是該基板的折射率、η (外界）是指外界介質 的折射率。 2 .如申請專利範圍第1項所述之固化框膠的方法，其 中該框膠之折射率大於該基板之折射率。 3 .如申請專利範圍第1項所述之固化框膠的方法，其 中該框膠之材質包括UV膠。 4.如申請專利範圍第1項所述之固化框膠的方法，其 中該基板之材質包括玻璃。 5 .如申請專利範圍第1項所述之固化框膠的方法，其 中該框膠之寬度在1 0 0 0〜1 2 0 0微米之間。 6 .如申請專利範圍第1項所述之固化框膠的方法，其 中該框膠之厚度在5微米左右。 7. 如申請專利範圍第1項所述之固化框膠的方法，其 中將UV光以該角度入射至該基板内的方法包括利用光纖導 管，以使UV光順著該設定角度入射。 8. 如申請專利範圍第1項所述之固化框膠的方法，其 中將UV光以該角度入射至該基板内的方法包括利用棱鏡，

   10865twf1.ptc 第17頁 594166 _案號92107066_年月日__ 六、申請專利範圍 以使UV光順著該角度入射。 9 ·如申請專利範圍第1項所述之固化框膠的方法，其 中將UV光以該角度入射至該基板内的方法包括設計反射 板，以使U V光順著該角度入射。 1 0. —種製造液晶面板的方法，包括： 提供一第一基板以及一第二基板，其中該第一基板以 及該第二基板均包括一相對面以及一側面，該側面係垂直 於該相對面； 於該第一基板之該相對面上形成一框膠； 將液晶滴於該第一基板之該相對面上的該框膠内； 疊合該第一基板以及該第二基板，以使該第一基板之 該相對面相對於該第二基板之該相對面； 令UV光以一第一角度入射至該第一基板内，並使UV光 於該第一基板内經全反射而照射於該框膠，其中該第一角 度包括 -』(第一基板)-V(外界)1 sm [ 兩函 J 其中，η(第一基板）是該第一基板的折射率、η(外界）是指 外界介質的折射率；以及 令UV光以一第二角度入射至該第二基板内，並使UV光 於該第二基板内經全反射而照射於該框膠，其中該第二角 度包括

   10865twf1.ptc 第18頁 594166 案號 92107066 曰 修正 六、申請專利範圍 ，介 中界 其外

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   I0865twfI.ptc 第19頁 594166 _案號92107066_年月 曰 修正_ 六、申請專利範圍 法，其中將UV光以該第一角度入射至該第一基板内以及將 U V光以該第二角度入射至該第二基板内的方法包括利用稜 鏡，以使UV光順著設定角度入射。 2 0 .如申請專利範圍第1 0項所述之製造液晶面板的方 法，其中將UV光以該第一角度入射至該第一基板内以及將 U V光以該第二角度入射至該第二基板内的方法包括設計反 射板，以使UV光順著設定角度入射。

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