TWI477325B - 將透明基材接合至液晶顯示器之方法及相關裝置 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種將一透明基材接合至一液晶顯示器(LCD)之一表面的方法。本發明亦關於一種使用本發明之方法製造的裝置。
本專利申請案主張2007年11月13日申請之美國臨時專利申請案第61/002802號之權利。
在現今市場上，諸如液晶顯示器(LCD)之平板顯示器通常係經專用薄膜(基材)增強。該等薄膜可為可撓性或剛性的。該等薄膜係經設計來優化光學性能，例如該平板顯示器之視覺對比度、增加亮度、移除眩光、增強色彩及增強清晰度。該等薄膜典型上係施用於該顯示器之觀看側。施用方法包括使用光學透明且壓敏之黏結劑以將該薄膜(基材)輕易地直接接合至該顯示器。
先前技術中將一光可固化黏結劑組合物施用至一顯示器以將一基材接合至該顯示器的方法需將一測定量的黏結劑組合物塗布至該顯示器(或該基材)、放置該基材(或顯示器)使其與該黏結劑組合物接觸、然後光固化該黏結劑組合物以便提供透過該經光固化的黏結劑接合至該顯示器的該基材。這些先前技術的接合方法存在一些問題。首先，缺少可在光固化期間容納該黏結劑以達成接合的物體。因此，黏結劑經常會在接合至該接合件的期間自該顯示器/黏結劑/基材夾層流出，以致經接合產品中不存在目標量的固化黏結劑，其會導致經接合產品中之增加的缺陷水平。此外，若由於不期望流出而存在於該接合件上之該黏結劑或經固化黏結劑可能難以在清理過程中移除，並會增加接合製程時間。其次，在先前技術方法中無法在經接合產品中在該顯示器與該基材之間維持一固定距離。經接合產品中之固化黏結劑深度的變化亦會導致缺陷水平增加。本發明提供一種減少或消除上述缺點的解決方法。
本發明中使用"圍堰填充"技術來提供一堰，以便在接合一基材至一LCD之前及期間在一預定區域內容納黏結劑。將此堰置於適當位置可防止在接合期間之不期望的黏結劑流出。一在執行本發明製程期間所產生的光固化堰充當一隔離物以在顯示器/固化黏結劑/基材接合產品中之顯示器與基材之間維持一固定距離。具有此隔離物將在接合產品中產生基本上恒定的固化黏結劑高度。
在一實施例中，本發明係一種將一透明基材接合至一液晶顯示器之一表面的方法，該液晶顯示器具有該表面之一預定區域的一周邊，該方法包括以下步驟：
a)沿著將於其上接合該透明基材的該表面之該預定區域之該周邊將一光可固化堰組合物塗布至該液晶顯示器之該表面；
b)將在步驟a)中塗布的該光可固化堰組合物暴露於光化輻射，以便至少部分地光固化該光可固化堰組合物並提供一堰，該堰具有一厚度並經賦形以在該預定區域中容納該黏結劑；
c)在該堰內之該液晶顯示器之該表面上放置一經測定量之光可固化黏結劑組合物；
d)使該透明基材與該堰及該光可固化黏結劑組合物接觸；及
e)使在步驟c)中放置的該光可固化黏結劑組合物暴露於光化輻射，以光固化該光可固化黏結劑組合物而提供一光固化黏結劑；藉此該透明基材現經由該光固化黏結劑及該堰接合至該液晶顯示器，而產生一接合有透明基材的液晶顯示器。
在另一實施例中，本發明係一種包括一透明基材、一具有一表面及該表面之一周邊的液晶顯示器、一堰及一光固化黏結劑的裝置，其中該裝置係藉由以下步驟製成：
a)沿著將於其上接合該透明基材的該預定區域之該周邊將一光可固化堰組合物塗布至該液晶顯示器；
b)將在步驟a)中塗布的該光可固化堰組合物暴露於光化輻射，以便至少部分地光固化該光可固化堰組合物並提供一堰，該堰被賦形以在該預定區域中容納該黏結劑；
c)在該堰內之該液晶顯示器之該表面上放置一經測定量之光可固化黏結劑組合物；
d)使該透明基材與該堰及該光可固化黏結劑組合物接觸；及
e)使在步驟c)中放置的該光可固化黏結劑組合物暴露於光化輻射，以光固化該光可固化黏結劑組合物而提供該光固化黏結劑；藉此該透明基材現經由該光固化黏結劑及該堰接合至該液晶顯示器而提供該裝置。
如上所述，在一實施例中，本發明係一種利用一光可固化黏結劑組合物將一透明基材接合至一液晶顯示器(LCD)之一表面的方法。在本申請案中，術語"液晶顯示器"意指一包含液晶部分、各種存在於該顯示器中的其他薄膜及/或層，及若存在之該顯示器之一盤座(外殼)的完全顯示器。該盤座可為任何將該顯示器之該等層/薄膜固持於定位的結構支撐物或外殼，且其提供剛性並增加結構整體性。該方法包括首先塗布(於步驟a)一光可固化堰組合物至一液晶顯示器之一表面，該表面可為一在該顯示器之觀看區域中的表面，可為一在該顯示器之非觀看區域中的表面及/或可為一在該盤座上的表面。該光可固化堰組合物係沿著一待於其上接合該透明基材的預定區域之一周邊塗布。該預定區域及其周邊並無限制。在一實施例中，該預定區域係由該液晶顯示器之該前面代表的區域，及該周邊為該液晶顯示器之該前面的該周邊。如上面所指示，該預定區域及其周邊可包含含有該盤座及/或該非觀看區域之部分或全部的整個顯示器、僅包含該顯示器之該可觀看區域或僅包含該可觀看區域之一部分。
該光可固化黏結劑組合物可為，但不限於，一種包括a)一聚合物或一低聚物；b)一光可聚合單體；及c)一光引發劑的組合物。亦可存在熟悉光可固化組合物技術人士所熟知的其他組份。被利用於該方法中的該光可固化黏結劑可為任何當暴露於充足量之光化輻射時可光固化而提供一具有適於接合一透明基材至一LCD之黏結特性之光固化黏結劑的組合物。在一實施例中，該光可固化黏結劑組合物為一處於環境溫度的液體。在一實施例中，該光可固化黏結劑組合物為一透明或澄清的黏結劑。
該光可固化堰組合物可為任何當暴露於充足量之光化輻射時可光固化而提供一在所使用之接合條件下保持結構完整性之堰的組合物，該等接合條件可包括高溫及高壓。該光可固化堰組合物可為，但不限於，一種包括a)一聚合物或一低聚物；b)一光可聚合單體；c)一光引發劑；及d)一黏度控制劑的組合物。亦可存在熟悉光可固化組合物技術人士所熟知的其他組份。在一實施例中，該光可固化堰組合物係一種經添加一黏度控制劑的光可固化黏結劑組合物。在一實施例中，該黏度控制劑可增加其所加入之該組合物之黏度。一適用的黏度控制劑包含，但不限於，一無機填充物及一聚合物。該聚合物可為，但不限於，技術中熟知為可增加其所加入之該組合物之黏度之黏度控制劑的任何聚合物。適用的無機填充物包含，但不限於，二氧化矽、氧化鋁、二氧化鈰及二氧化鈦。在一實施例中，該光可固化堰組合物為在環境溫度下的液體。在一實施例中，該光可固化堰組合物為一透明或澄清的黏結劑。在一特定實施例中，使用於該光可固化堰組合物中的該光可固化黏結劑可為與根據該方法被該堰所容納之該光可固化黏結劑相同的組合物。
可使用任何方法於將該光可固化堰組合物塗布至該液晶顯示器之該表面。適用的非限制性塗布方法包含利用自動裝置塗布及由人手動塗布。
在該接合方法之下一步驟(步驟b)中，使該光可固化堰組合物暴露於光化輻射，以便至少部分地光固化該光可固化堰組合物並提供一具有一厚度並經賦形以在該預定區域內容納該黏結劑的堰。在一實施例中，所利用之該光化輻射為紫外(UV)光。可利用技術中已知之任何適當裝置來產生用於曝露該光可固化組合物的光化輻射。
在該接合方法之下一步驟(步驟c)中，將一經測定量的光可固化黏結劑組合物放置於該液晶顯示器之該表面上的該堰中。於此步驟中可使用任何測量及放置該組合物的熟知方法。在一實施例中，可使用一機械手臂於測量出該光可固化黏結劑組合物及將其放置於該LCD之表面上。步驟c)可於環境溫度或一高於環境溫度的溫度下執行。
下一步驟(步驟d)需使該透明基材與在該LCD之表面上的該堰及該光可固化黏結劑組合物接觸。於此步驟中可使用任何接觸方法。非限制性實例包含使用自動化裝置或人力於使該透明基材與該堰及該光可固化黏結劑組合物接觸。步驟d)可於環境溫度或一高於環境的溫度下執行。
在一實施例中，至少步驟c)或步驟d)係於高於環境溫度的溫度下執行。
該透明基材可為任何對電磁光譜之可見及紫外區域中的光為透明的基材。更具體而言，當輻射係垂直於一基材之一外表面入射時，若其可使在320-500奈米波長範圍內之入射可見及紫外電磁輻射的至少45%通過該基材，則該基材係透明的。當UV A/可見輻射通過此等透明基材而使用於根據本發明之接合的UV A/可見光可固化黏結劑固化時，此等透明基材具有足夠的透明度。在一實施例中，該透明基材對可見及紫外光都係透明的。在一實施例中，該透明基材為一抗反射層。
下一步驟(步驟e)為使在步驟d)中放置的光可固化黏結劑組合物暴露於光化輻射，以光固化該光可固化黏結劑組合物而提供一光固化黏結劑。在一實施例中，所利用之該光化輻射為紫外(UV)光。可使用任何技術中熟知的適當裝置來產生用於曝光該光可固化組合物的該光化輻射。在一些實施例中，步驟e)之執行可導致該堰的進一步光固化而提高其光固化程度。
在步驟b)中的最初形成之後及在步驟e)中可能的額外光固化之後的該堰可具有黏結特性，並藉此促進該透明基材隨該光固化黏結劑之接合至該LCD。
在執行該方法之上述步驟a)-e)後，該透明基材現透過該光固化黏結劑及該堰接合至該LCD，而產生一接合有透明基材的LCD。在一實施例中，該透明基材係接合至該LCD之一前表面。該LCD之該前表面係該LCD之觀看側。在一實施例中，該光可固化堰組合物在步驟a)中係沿該LCD之該前表面之所有周邊塗布。
在本發明方法之一實施例中，該透明黏結劑及該光可固化堰組合物具有大體上與該透明基材相同的折射率。在本發明中，如果物體/元件各自的折射率係在彼此的5%以內，則其具有大體上彼此相同的折射率。在其他實施例中，如果物體/元件各自的折射率係在彼此的10%、1%、0.5%及0.1%以內，則其具有大體上彼此相同的折射率。在該透明基材為玻璃或一相似材料的一實施例中，該透明基材、該堰及該固化黏結劑的折射率將係1.5±5%。
本發明之該裝置包括一透明基材、一液晶顯示器、一堰及一光固化黏結劑，其中該裝置係藉由如上所述的本發明方法的該等步驟a)-e)製成。
在一實施例中，該裝置為一根據該方法製成的裝置，其中，在光固化之前，所利用之該光可固化黏結劑組合物為一在室溫下之液體。
在一實施例中，該裝置為一根據該方法製成的裝置，其中該透明層為一抗反射層。
在一實施例中，該裝置為一根據該方法製成的裝置，其中該透明層為一抗反射層。
在一實施例中，該裝置為一根據該方法製成的裝置，其中該透明層為一觸控面板，例如一用於電腦之觸控面板顯示器。
在一實施例中，該裝置為一根據該方法製成的裝置，其中該透明層為一視覺對比層。
在一實施例中，該裝置為一根據該方法製成的裝置，其中該透明層為一亮度增強層。
在一實施例中，該裝置為一根據該方法製成的裝置，其中該透明層為一色彩及清晰度增強層。
在一實施例中，該裝置為一根據該方法製成的裝置，其中該透明層為一防眩光層。
在一實施例中，該裝置為一根據該方法製成的裝置，其中該透明層為一抗刮層。
在一實施例中，該裝置為一根據該方法製成的裝置，其中至少用於製造該裝置的步驟c)或步驟d)係於一高於環境溫度的溫度下執行。
在一實施例中，該裝置為一根據該方法製成的裝置，其中用於製造該堰的該光可固化堰組合物包含一黏度控制劑，該黏度控制劑可為一無機填充物或一聚合物。
在一實施例中，該裝置為一根據該方法製成的裝置，其中該無機填充物係選自由二氧化矽、氧化鋁、二氧化鈰及二氧化鈦所組成的群組。
在一實施例中，該裝置為一根據該方法製成的裝置，其中該裝置中在該透明基材之一距該液晶顯示器最近的表面與該液晶顯示器之一距該透明基材最近之表面之間的該距離係等於該堰之厚度。在此實施例中，該堰不僅充當作一堰，並且亦充當作為一隔離物以界定並維持該接合有透明基材之液晶顯示器中之該LCD與該透明基材之間的一固定距離。
在一實施例中，該裝置為一根據該方法製成的裝置，其中該光可固化黏結劑為一透明，較佳係澄清的黏結劑。
在一實施例中，該裝置為一根據該方法製成的裝置，其中該透明基材係接合至該液晶顯示器之一前表面。該LCD之該前表面為該LCD之該觀看側。在一實施例中，該光可固化堰組合物係在步驟a)中沿該LCD之該前表面之所有周邊塗布。
在一實施例中，該裝置為一根據該方法製成的裝置，其中該透明黏結劑及該光可固化黏結劑組合物各具有大體上與該透明基材相同的折射率。
在本實例中，使用一光可固化黏結劑及一光可固化堰於將一抗反射板接合至一液晶顯示器而進行根據本發明之方法。
該(未固化)液體黏結劑具有以下之組合物：
丙烯酸異莰酯(SR506)-44.38%
1-羥基環己基苯基酮(Irgacure184)-1.6%
四(3-巰基丙酸)新戊四醇酯PETAMP-7.60%
脂族胺基甲酸酯二丙烯酸酯(Ebecryl230)-46.42%
總計-100重量%
該(未固化)液體堰具有以下之組合物：
丙烯酸異莰酯(SR506)-42.16重量%
1-羥基環己基苯基酮(Irgacure184)-1.52重量%
四(3-巰基丙酸)新戊四醇酯PETAMP-7.22重量%
脂族胺基甲酸酯二丙烯酸酯(Ebecryl230)-44.10重量%
發煙二氧化矽(DeGussa A200)-5重量%
總計-100重量%
該LCD係由NEC提供的15英寸LCD。將該LCD放置於一框架中。將液體堰沿著該LCD(當將其置於該框架中時，其現不處於該框架下)之該周邊塗布至該LCD之該前面。然後使該堰充分光固化以提供一期望厚度的固態堰。然後將液體黏結劑(78克)置於該圍堰區域內的該LCD前面上，且若必要經分佈而在整個圍堰區域上產生一均勻塗層。然後將一抗反射玻璃板小心地放置於該經固化堰/液體黏結劑區域之頂部，然後使此總成光固化以產生具有藉由該光固化黏結劑/堰與其接合之抗放射板的經接合LCD。本實例中之接合強固且完全，而不會有黏結劑材料漏出至期望區域外，例如洩露於該框架上。
在此對比性實例中，使用與實例1相同的組合物。接合方法亦相同僅除了不使用堰。使用與實例1中黏結劑加堰之總量相等的黏結劑量。接合完成且亦強固，但在將黏結劑塗布至該LCD之後及其經完全光固化之前的時段中有大量的黏結劑洩露至待接合至該框架上的該期望區域之外部。極度不期望發生此洩露至不期望區域內，其在接合完成後需要大量時間及人力來清理設備(例如該框架)。
Claims (21)
- 一種將一透明基材接合至一液晶顯示器之一表面的方法，該液晶顯示器具有該表面之一預定區域的一周邊，該方法包括以下步驟：a)沿著待於其上接合該透明基材的該表面之該預定區域之該周邊，將一光可固化堰組合物塗布至該液晶顯示器之該表面；b)將在步驟a)中塗布的該光可固化堰組合物暴露於光化輻射，以便至少部分地光固化該光可固化堰組合物並提供一堰，該堰具有一厚度並經賦形以在該預定區域中容納黏結劑；c)在該堰內之該液晶顯示器之該表面上放置一經測定量之光可固化黏結劑組合物；d)使該透明基材與該堰及該光可固化黏結劑組合物接觸；及e)使在步驟c)中放置的該光可固化黏結劑組合物暴露於光化輻射，以光固化該光可固化黏結劑組合物而提供一光固化黏結劑；藉此該透明基材透過該光固化黏結劑及該堰接合至該液晶顯示器，而產生一接合有透明基材的液晶顯示器，其中至少步驟c)或步驟d)係在一高於環境溫度的溫度下執行。
- 如請求項1之方法，其中該光可固化黏結劑組合物在環境溫度下為液體。
- 如請求項1之方法，其中該透明基材為一抗反射層。
- 如請求項1之方法，其中該光可固化堰組合物包括一黏度控制劑。
- 如請求項4之方法，其中該黏度控制劑為一無機填充物。
- 如請求項5之方法，其中該無機填充物係選自由二氧化矽、氧化鋁、氧化鈰及二氧化鈦所組成的群組。
- 如請求項1之方法，其中該光可固化黏結劑組合物為一透明黏結劑。
- 如請求項1之方法，其中該透明基材係接合至該液晶顯示器之前表面。
- 如請求項1之方法，其中該透明黏結劑及光可固化堰組合物具有大體上與該透明基材相同的折射率。
- 如請求項1之方法，其中該光可固化堰組合物係沿著該LCD之該前表面之所有周邊塗布。
- 一種包括一透明基材、一具有一表面及該表面之一周邊的液晶顯示器、一堰及一光固化黏結劑的裝置，其中該裝置係藉由以下步驟製成：a)沿著待於其上接合該透明基材的該預定區域之該周邊將一光可固化堰組合物塗布至該液晶顯示器；b)將在步驟a)中塗布的該光可固化堰組合物暴露於光化輻射，以便至少部分地光固化該光可固化堰組合物並提供一堰，該堰經賦形以在該預定區域中容納該黏結劑；c)在該堰內之該液晶顯示器之該表面上放置一經測定量 之光可固化黏結劑組合物；d)使該透明基材與該堰及該光可固化黏結劑組合物接觸；及e)使在步驟c)中放置的該光可固化黏結劑組合物暴露於光化輻射，以光固化該光可固化黏結劑組合物而提供該光固化黏結劑；藉此該透明基材透過該光固化黏結劑及該堰接合至該液晶顯示器而提供該裝置，其中至少用於製造該裝置的步驟c)或步驟d)係在高於環境溫度的溫度下執行。
- 如請求項11之裝置，其中在光固化之前，所使用之該光可固化黏結劑在環境溫度下係一液體。
- 如請求項11之裝置，其中該透明層係一抗反射層。
- 如請求項11之裝置，其中用於製造該堰的該光可固化堰組合物包括一黏度控制劑。
- 如請求項14之裝置，其中該黏度控制劑係一無機填充物。
- 如請求項15之裝置，其中該無機填充物係選自由二氧化矽、氧化鋁、氧化鈰及二氧化鈦所組成的群組。
- 如請求項11之裝置，其中該裝置中在該透明基材之一距該液晶顯示器最近的表面與該液晶顯示器之一距該透明基材最近之表面之間的距離係等於該堰之厚度。
- 如請求項11之裝置，其中該光可固化黏結劑組合物係一透明黏結劑。
- 如請求項11之裝置，其中該透明基材係接合至該液晶顯示器之該前表面。
- 如請求項11之裝置，其中該透明黏結劑及光可固化堰組合物具有大體上與該透明基材相同的折射率。
- 如請求項11之裝置，其中該光可固化堰組合物係在該裝置之製造期間沿著該LCD之該前表面之所有周邊塗布。
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