TWI483846B

TWI483846B - 基板的薄膜之製造方法及薄膜，發光單元以及使用其之液晶顯示器

Info

Publication number: TWI483846B
Application number: TW100132838A
Authority: TW
Inventors: Myung Jun Kim; Yun Gu Kang; Myoung Soo Ahn
Original assignee: Lg Innotek Co Ltd
Priority date: 2011-09-13
Filing date: 2011-09-13
Publication date: 2015-05-11
Also published as: TW201311440A

Description

基板的薄膜之製造方法及薄膜，發光單元以及使用其之液晶顯示器

本發明係關於一種大面積基板的厚膜之塗覆方法，以及厚膜之結構。

近來，隨著液晶顯示家電的使用越來越廣泛，在一大面積基板上之一特定的樹脂層之應用亦增多；由此，樹脂層的均勻施加以及可靠度成為重要的考慮因素。

在習知技藝之大面積基板厚膜製造方法中，如圖1所示，一金屬模具M(metal jig)係形成於一基底基板10(base substrate)之上，且一厚膜塗覆材料係被施加於金屬模具M內，且被硬化(cured)，然後金屬模具M係被移除。

然而，在此過程中，如圖2(沿圖1中A-A’線所繪示)所示，當一厚膜塗覆材料20被施加於一金屬模具M內時，因該塗覆材料本身之表面張力，導致一預設間隙G(gap)產生，進而降低塗覆的均勻度。又，該金屬模具係有一必要之框架，故可能會增加製作成本；且當金屬模具M在塗覆材料之一硬化過程後被分離時，因該塗覆材料與該金屬模具之間的摩擦力，可能會在該塗覆材料之一表面上形成毛邊(burs)。另外，在一大型分離過程中，會耗費很多時間與人力。

尤其，為克服表面張力，有一想法被提出：整體地增加塗覆材料之厚度，其中大於一有效面積之一大面積係被印刷，然後去除切割金屬模具。然而，切割過程會產生毛邊，且切割過程中造成之一壓力，會破壞產品，進而導致產品損壞。

本發明係欲解決上述之缺陷，且本發明之一目的係關於一種大面積基板的厚膜之製造方法，當大面積基板之厚膜被塗覆時，由樹脂所形成之一第一隔牆係形成，然後該厚膜係被塗覆，進而改善塗覆之均勻度與可靠度。

另，本發明之又一目的係在於提供一種背光單元與使用該背光單元之一液晶顯示器，其中，藉由將一背光單元之整體厚度縮小，可提升產品之抗張強度(tensile strength)、恆溫及恆濕之可靠度、耐熱可靠度，以及其自由度。

根據本發明一實施例，提供一種大面積基板的厚膜之製造方法，包括：一第一步驟，施加一第一樹脂於一基底基板之上，以形成一樹脂隔牆(partition)；以及一第二步驟，施加一第二樹脂於該樹脂隔牆所形成之一內部區域上。

該第一步驟係包括施加一樹脂且將該樹脂硬化或半硬化(semi-curing)，以形成一封閉空間，其中其上部分係沿著該基底基板之一邊界開放。

該第二步驟係包括施加與該第一樹脂材料相同的第二樹脂，並硬化之。

由此方法製造之一種大面積基板的厚膜係包括一樹脂層形成於一基底基板之上，其中該樹脂層係包含有一第一樹脂部分形成在該樹脂層之一邊界上，以及一第二樹脂部分形成於該第一樹脂部分之內，且此時該第一樹脂部分與該第二樹脂部分係由相同材料製成，且該第一樹脂部分之一透明度A係低於該第二樹脂部分的透明度B。

使用該大面積基板的厚膜所製造之一背光單元係包括：複數個LED光源，形成於一印刷電路板之上，其中該印刷電路板係具有一反射膜堆疊於其上；一擴散片，其上印刷有一光學微結構，以屏蔽自該LED光源發出之光；以及一樹脂層被堆疊於該LED光源之上，其係形成為專利範圍11中所述之厚膜，以將光導引向前。

另，提供一種使用一側發光式LED(side view LED)作為一光源之液晶顯示器，其係包括：一樹脂層，包含有一第一樹脂部分以及一第二樹脂部分，被堆疊以接收該光源；以及一背光單元，其係具有一擴散片於該樹脂層之一上部分之上，且其上係形成有一光學微結構。

根據本發明，當大面積基板之厚膜被塗覆時，由樹脂所形成之一第一隔牆係形成，然後該厚膜係被塗覆，進而改善塗覆之均勻度與可靠度。

尤其，當根據本發明之樹脂結構被使用作為一背光單元中之導光板時，經由去除該導光板並使用一膜型之樹脂層來導引一光源的光線時，光源的數目可被減少，且一背光單元之整體厚度可被縮小，進而提升一產品之自由度。

另外，一側發光式LED係被直接地向下裝設於該背光單元中，以顯著地減少光源的數量，並確保光學性質。同時，藉由去除一導光版，該背光單元可被應用於一可撓性顯示器，且進一步地具有一反射微結構之一反射膜以及具有一遮光微結構(light shielding pattern)之一擴散片係被提供於一樹脂層之上，以確保穩定的光學性質。

上述及其他本發明實施例之方面、功效、與優點將配合圖示說明之。

《最佳模式》

在以下參考所附圖示，將詳細說明本發明之實施例。相同參考的數字將會指定到圖示解說中的相同元件，重複解說的部分將予省略。應理解的是，「第一」、「第二」以及類似的用詞在此是用來描述不同的元件；這些元件並不限制於此些用詞。這些用詞係用以區分各項元件者。

本發明之主旨在於提供一種技術，其中當一大面積基板之厚膜被塗覆時，不需使用一金屬模具，由樹脂形成之一第一隔牆結構被塗覆，藉此增進其塗覆均勻度與可靠度。

圖3係根據本發明，繪示有大面積基板之厚膜的形成方法。參閱圖3，大面積基板之厚膜的形成方法係包括：一第一步驟S1-S2，其係以施加一第一樹脂於一基底基板110之上來形成一樹脂隔牆120；以及一第二步驟S3，其係施加一第二樹脂130於樹脂隔牆120所環繞之一內部分之上。

特別是，在該第一步驟中，該樹脂可被施加以形成一封閉空間，其上部分沿著該基底基板之一邊界開放，且被硬化或半硬化，然後可施加該第二樹脂。又，形成該樹脂隔牆120之該第一樹脂，其材料可與第二樹脂130所使用之材料相同。雖然該第一樹脂之材料並不限制於非與第二樹脂130所使用之材料相同者，但當一厚膜係使用相同材料的第一及第二樹脂來形成時，可提升該第一及第二樹脂間的黏著可靠度，進而增強均勻度，並解決因表面張力所致之平坦度誤差(flatness error)。

特別是，在第一步驟中施加該第一樹脂於一基底基板以後，藉由以一光硬化或紫外線硬化方法來硬化該基底基板，然後將該第二樹脂施加於其上，一厚膜係形成，其中，當該第二樹脂被施加時，該基底基板係以一光硬化或紫外線硬化方法再度硬化；而在此情況下，就算各樹脂係以相同材料製成，其仍具有不同之透明度。

參閱圖4，根據本發明之大面積基板厚膜之結構中，一樹脂層R可被提供於一大面積基板110之上，其中該樹脂層R可包括一第一樹脂部分120形成於基底基板之一邊緣上，以及一第二樹脂部分130形成於該第一樹脂部分之上。尤其，該第一及第二樹脂部分可由相同或不同材料形成，且在此情況下，因製造過程中曝光頻率(exposure frequency)所致，該第一樹脂部分之一透明度A係小於該第二樹脂部分之一透明度B。這也就是說，該第二樹脂部分的一霧化效果(haze)係低於該第一樹脂部分者。

另，根據本發明之大面積基板厚膜之第二樹脂部分之一厚度T2可為等於或大於該第一樹脂部分之一厚度T1。另，該第二樹脂部分可包含有珠粒(bead)以增強光反射，且在珠粒被使用之情況下，取代背光單元中的導光板，該第二樹脂部分可以對應於該第一樹脂部分整體重量之0.01-0.3%的比例包含該珠粒。

同時，該第一及第二樹脂部分可由一熱固性樹脂(thermosetting resin)或一光硬化樹脂(photo curing resin)來形成；舉一例而言，其可由合成樹脂包含一丙烯酸胺基甲酸酯寡聚物(urethane acrylate oligomer)形成。另外，當該第一及第二樹脂部分，而非背光單元之導光板，被使用時，一樹脂層可主要地由丙烯酸胺基甲酸酯寡聚物樹脂形成。舉例而言，該樹脂層可由作為合成寡聚物(synthetic oligomer)之丙烯酸氨基甲酸酯寡聚物與高分子型(polymer type)聚丙烯(polyacryl)之混合物來形成。當然，其可進一步包含一單體，混合具有一低沸點之一反應性稀釋單體(diluted-type reactive monomer)如丙烯酸異冰片酯(isobornyl acrylate，IBOA)和丙烯酸羥基丙酯(hydroxylpropyl acrylate，HPA)、丙烯酸2-羥基乙酯(2-hydroxyethyl acrylate，2-HEA)；且進一步地，一光起始劑(photoinitiator)如1-羥基環己基苯基酮(1-Hydroxycyclohexyl Phenyl-Ketone)等等，或一抗氧化劑(antioxidant)可被混合作為添加劑。形成由一合成樹脂所製成之樹脂層的樹脂之結合比例係包括寡聚物與高分子樹脂之混合，其混合之組成可為：寡聚物與高分子樹脂20-42%；單體30-63%；以及添加劑1.5-6%。

在此情況下，寡聚物與高分子樹脂可包含10-21%的丙烯酸氨基甲酸酯寡聚物以及10-21%的聚丙烯。另外，該單體係為一低沸點反應性稀釋單體，且可由10-21%的IBOA、10-21%的HPA、以及10-21%的2-HEA來形成。該添加劑可添加1-5%的光起始劑以起始光反應，並添加0.5-1%的抗氧化劑，以改善一黃化現象(yellowish phenomenon)。

藉由使用上述之組成來形成紫外線樹脂之樹脂層於一背光單元之上(將與圖5於下文中說明之)，不需導光板，即可獲取與習知導光板相同之效果，且進一步調整背光單元之折射率與厚度。同時，藉由使用該組成，得以補足寡聚型之缺陷如表面張力降低，並解決因高分子型之長期硬化所致之量產速率降低的問題，以滿足黏著特性、可靠度、以及量產速率。

特別是，根據本發明之該樹脂層可較佳地由下述方法來形成。

亦即，根據本發明之該樹脂層可主要地由混合丙烯酸氨基甲酸酯寡聚物與高分子型聚丙烯來形成，且可主要在紫外線硬化於波長300-350 μm之範圍內反應，或使用水銀燈(mercury lamp)或金屬(鎵(gallium))燈於波長400 μm下反應；且當高分子型被硬化，N₂ 係被輸入以調整與一一般寡聚型的硬化平衡(curing balance)，進而使該樹脂層為彈性的且具有絕佳的黏著力，並可克服導光板因維持熱塑性樹脂(polymethylmethacrylate，PMMA)之一折射率所造成之限制。

如上所述，在製造一大面積基板時，藉由在一大面積塗覆時使用樹脂形成一隔牆，然後塗覆相同材料以形成整體樹脂層，可簡化製造過程、降低製造成本，且可確保一厚膜的平坦度，並進一步地避免毛邊產生，藉此改良產品品質。

圖5係根據本發明，繪示有使用一大面積基板的厚膜之一背光單元結構。經由圖5中所繪示之背光單元，光係自側發光式LED 210向側向發出，並被取代一習知導光板之樹脂層反射，然後被擴散，其中一反射率係進一步地經由反射膜220與反射微結構230提升，以將該光導引向前。在此處，通過樹脂層240之光線係被形成於擴散片250上的擴散微結構作擴散或屏蔽，且純化光L(purified-light)係以一白光形式經由一光學片如一稜鏡片260(prism sheet)而入射於一LCD面板。樹脂層240可包括一第一樹脂部分120與一第二樹脂部分130，一厚膜之平坦度以確保用以可靠地擴散光，並取代一習知導光板。在此情況下，該第二樹脂部分可如上所述地包含有珠粒。

在此處，反射微結構230可具有一反射材料，以擴散來自一光源之光，且可由一白印刷方法(white printing method)來形成，以促進光擴散。更詳細地來說，該反射微結構可使用一反射墨水包含TiO₂ 、Al₂ O₃ 其中任一者來印刷。

另，光學微結構251可用以擴散經樹脂層240發出之光，且光學微結構251可形成為一遮光微結構，以避免光學性質因一極強的光強度而弱化，或者防止光的黃化，以使一遮光效果可被局部地實施。也就是說，該遮光微結構可使用遮光墨水來印刷，以防止光的匯聚。光學微結構251可由在擴散片250之一下表面之一上表面上印刷來形成；且較佳地，其可以設於該擴散片一下部分之LED光源210之一發光方向來安設。亦即，該光學微結構可被設置於該擴散片上一處，對應於該LED光源之一垂直上表面或一發光方向表面。更詳細地來說，根據本發明之該光學微結構係可經由使用一遮光墨水(包含TiO₂ 、CaCo₃ 、BaSO₄ 、Al₂ O₃ 、及silicon其中一者或以上)來形成之一擴散微結構以及使用一遮光墨水(包含Al或Al與TiO₂ 之混合物)來形成之一遮光微結構之一重疊印刷結構(superposition printing structure)，而以一發光方向形成於該擴散片之一下表面上。

如上所述，當一背光單元係使用一大面積基板的厚膜來製造時，藉由去除一導光板並提供一側發光式LED作為一光源，並進一步地，根據本發明，藉由以一樹脂層之反射及擴散來導引光，該背光單元可變得更輕薄，且光源的數量得以被減少。同時，因光源數量減少所致之亮度降低與均勻度問題可由反射微結構、遮光微結構、以及擴散微結構來補償之，進而能夠實施圖樣之均勻度。

雖然參考實施例之許多說明性實施例來描述實施例，但應理解，熟習此項技術者可想出將落入本發明之原理的精神及範疇內的眾多其他修改及實施例。因此，本發明之範疇應由所附之專利範圍之範疇，而非本參考書之說明內文，來定義，且所有落入本發明範疇之修改均應被理解為被包括於本發明申請範疇之內。

M．．．模具

10．．．基板

G．．．間隙

X．．．方向

20．．．厚膜塗覆材料

S₁ ~S₃ ．．．表面

110．．．基板

120．．．樹脂隔牆

130．．．樹脂

R、240．．．樹脂層

T1、T2．．．厚度

L．．．純化光

210．．．發光二極體

220．．．反射膜

230．．．反射微結構

250．．．擴散片

260．．．稜鏡片

251．．．光學微結構

圖1、2係根據一習知技藝，分別繪示有一大面積基板之厚膜之一塗覆方法；

圖3係根據本發明，繪示有一大面積基板之厚膜的形成方法；

圖4係根據本發明，繪示有一厚膜之結構；以及

圖5係根據本發明，繪示有具有一厚膜結構之一背光單元。

110．．．基板

120．．．樹脂隔牆

130．．．樹脂

S₁ ~S₃ ．．．表面

Claims

一種位於發光單元之基底基板上薄膜的製造方法，包括以下步驟：施加一第一樹脂於該發光單元之該基底基板之上，以形成一樹脂隔牆，其中該基底基板包括一印刷電路板及設置於該印刷電路板上的複數個發光二極體(LED)光源；以及施加一第二樹脂於該樹脂隔牆所形成之該基底基板之一內部區域上，其中該第二樹脂堆疊於該印刷電路板上以容納該些發光二極體並引導該些發光二極體光源所發出的光。
如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中施加一第一樹脂於該基底基板上以形成一樹脂隔牆之該步驟係包含有：施加該第一樹脂並將該第一樹脂硬化或半硬化，以形成封閉該基底基板之該內部區域的該樹脂隔牆，其中該基底基板之該內部區域之至少一部分在施加該第一樹脂後及施加該第二樹脂前維持暴露出來的狀態。
如申請專利範圍第2項所述之製造方法，更包括：在施加該第二樹脂後將該第二樹脂硬化，其中該第二樹脂包含與該第一樹脂相同之材料。
如申請專利範圍第2項所述之製造方法，其中該第二樹脂包含與該第一樹脂不同之材料。
如申請專利範圍第2項所述之製造方法，其中該第二樹脂之透明度大於該第一樹脂之透明度。
如申請專利範圍第2項所述之製造方法，其中該第二樹脂包含用以提升光反射的複數個珠粒。
如申請專利範圍第6項所述之製造方法，其中該些珠粒佔第二樹脂之0.01-0.3wt%。
如申請專利範圍第2項所述之製造方法，其中該第一樹脂及該第二樹脂皆包含有單體(monomer)以及寡聚物(oligomer)與高分子(polymer resin)樹脂之混合物。
一種發光單元上的薄膜，包括：一樹脂層，係具有一薄膜狀並形成於一基底基板上，該基底基板包含一印刷電路板及設置於該印刷電路板上之複數個發光二極體光源，其中該樹脂層包含有一第一樹脂部分圍繞該樹脂層之外圍而形成，及一第二樹脂部分形成於該第一樹脂部分之內，其中該第二樹脂部分之透明度大於該第一樹脂部分之透明度。
如申請專利範圍第9項所述之薄膜，其中該第一樹脂部分係為一隔牆，以容納該第二樹脂部分，而該第二樹脂部分係用以容納該些發光二極體光源並引導該些發光二極體光源發出的光。
如申請專利範圍第9項所述之薄膜，其中該第一樹脂部分與該第二樹脂部分係由相同材料製成。
如申請專利範圍第9項所述之薄膜，其中該第二樹脂部分包含與該第一樹脂部分不同的材料。
如申請專利範圍第9項所述之薄膜，更包括複數個珠粒於該第二樹脂部分中，其中該些珠粒係用以提升光反射，且佔該第二樹脂部分之0.01-0.3wt%。
如申請專利範圍第9項所述之薄膜，其中該第二樹脂部分之一厚度T2係大於該第一樹脂部分之一厚度T1。
如申請專利範圍第9項所述之薄膜，其中該樹脂層包含熱固性樹脂或光硬化樹脂。
如申請專利範圍第9項所述之薄膜，其中該第二樹脂部分係包括單體以及寡聚物與高分子樹脂之混合物。
如申請專利範圍第16項所述之薄膜，其中該寡聚物係為一丙烯酸胺基甲酸酯寡聚物(urethane acrylate oligomer)，且該高分子樹脂係為一聚丙烯樹脂(poly acryl resin)。
如申請專利範圍第16項所述之薄膜，其中該單體係為丙烯酸異冰片酯(isobornyl acrylate，IBOA)和丙烯酸羥基丙酯(hydroxylpropyl acrylate，HPA)、及丙烯酸2-羥基乙酯 (2-hydroxyethyl acrylate，2-HEA)之混合。
如申請專利範圍第16項所述之薄膜，其中該第二樹脂部分係進一步包含有一光起始劑以及抗氧化劑。
一種發光單元，包括：一印刷電路板；複數個LED光源及一反射膜，形成於該印刷電路板之上；如申請專利範圍第9項所述之薄膜，位於該反射膜及該些LED光源上；一擴散片，位於該薄膜上；以及一光學微結構，形成於該擴散片上以屏蔽來自該些LED光源之光。
一種發光單元，包含：一印刷電路板；複數個LED光源及一反射膜，形成於該印刷電路板上；以及如申請專利範圍第1項所述之薄膜，位於該反射膜及該些LED光源上。