TWI510836B - 用以組裝液晶顯示面板的壓合裝置及其組裝方法 - Google Patents

Description

用以組裝液晶顯示面板的壓合裝置及其組裝方法

本發明是有關於一種液晶顯示面板的組裝裝置及其組裝方法，且特別是有關於一種能夠組裝出具有均勻格點間距(cell gap)的液晶顯示面板的壓合裝置及其組裝方法。

液晶顯示面板具有高影像畫質、省空間、低功率消秏量及無輻射線等優點，因此已成為顯示器市場的主流。

概括來說，液晶顯示面板包括具有多個相互對應的畫素電極的兩基板，液晶被填入於兩基板上相互對應的畫素電極之間的間隙(也就是格點間距)內。液晶的光學效果會隨著格點間距的寬度而改變。在兩基板之間，不均勻的格點間距將導致裸眼可見的干涉環(也就是所謂的牛頓環(Newton ring))產生，其可能會影響液晶面板畫素的顯示效果。

在液晶顯示面板的兩相對基板之間，形成均勻的格點間距的其中一個習知的方法，是在一基板覆蓋於另一基板之前，將具有預定尺寸的間隙物(spacer element)散佈於基板上。然而，要將間隙物平均地分佈在基板上是相當困難的。此外，間隔物可能落在顯示像素上，妨礙成像光穿射。 因此，如何使兩基板之間維持均勻的格點間距，降低液晶顯示面板產生牛頓環的機率，以呈現良好的畫面品質，是目前亟欲解決的問題。

本發明提供一種壓合裝置，用以組裝具有均勻格點間距的一液晶顯示面板。

本發明提供一種利用壓合裝置組裝液晶顯示面板的方法。

本發明的壓合裝置，用以組裝一液晶顯示面板，壓合裝置包括一底板、一壓合板、一第一緩衝部及一第二緩衝部。壓合板配置相對於底板且適於靠近或遠離底板。第一緩衝部配置於底板與第一緩衝部之間，其中第一緩衝部與第二緩衝部的其中之一具有一鏤空區，且對應於液晶顯示面板的一顯示區。

在本發明的一實施例中，鏤空區尺寸基本上與顯示區尺寸相同。

在本發明的一實施例中，具有鏤空區的第一緩衝部或第二緩衝部的形狀對應於液晶顯示面板的非顯示區形狀。

在本發明的一實施例中，底板為熱板。

本發明更進一步提供液晶顯示面板的組裝方法，其中液晶顯示面板具有一顯示區，並且包括一第一基板與一第二基板。組裝方法包括下列步驟。首先，提供一壓合裝置，其中壓合裝置包括一底板、一壓合板、一第一緩衝部及一第二緩衝部，壓合板配置相對於底板且適於靠近或遠離底板，第一緩衝部配置於底板與壓合板之間，且第二緩衝部配置於壓合板與第一緩衝部之間，其中第一緩衝部與第二緩衝部的其中一個具有一鏤空 區。接著，配置第一基板與第二基板於第一緩衝部與第二緩衝部之間，其中鏤空區對應於顯示區。再來，藉由壓合裝置施加壓力於第一基板與第二基板上。

在本發明的一實施例中，更包括加熱底板的步驟。

在本發明的一實施例中，鏤空區的尺寸基本上與顯示區尺寸相同。

在本發明的一實施例中，具有鏤空區的第一緩衝部或第二緩衝部的形狀對應於液晶顯示面板的一非顯示區的形狀。

在本發明的一實施例中，在施加壓力的步驟中，第一緩衝部與第二緩衝部分別接觸第一基板與第二基板，第一基板是一矽基基板，第二基板是一玻璃基板，且第二緩衝部具有鏤空區。

在本發明的一實施例中，在施加壓力的步驟中，第一緩衝部與第二緩衝部分別接觸第一基板與第二基板，第一基板是一玻璃基板，第二基板是一矽基基板，且第一緩衝部具有鏤空區。

基於上述，透過使用本發明的壓合裝置與組裝方法，可使液晶顯示面板能夠產生均勻的格點間距，以提升影像畫質。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

1‧‧‧矽晶圓

2‧‧‧玻璃基板

10、10’‧‧‧液晶顯示面板

12、12’‧‧‧第一基板

14、14’‧‧‧第二基板

16‧‧‧封膠

100、200‧‧‧壓合裝置

110、210‧‧‧底板

120、220‧‧‧壓合板

130、230‧‧‧第一緩衝部

140、240‧‧‧第二緩衝部

142、232‧‧‧鏤空區

A1‧‧‧顯示區

A2‧‧‧非顯示區

P‧‧‧壓力

圖1A是利用根據本發明的一實施例的壓合裝置進行至少一液晶顯示 面板的壓合製程的剖視圖。

圖1B是液晶顯示面板的剖視圖。

圖2是圖1A的壓合裝置的第二緩衝部的局部放大圖。

圖3是第二緩衝部配置在矽晶圓與玻璃基板上的示意圖。

圖4是利用根據本發明的另一實施例的壓合裝置進行液晶顯示面板的壓合製程的剖視圖。

下面將配合圖式提供本發明的數個較佳的實施例，在下面的敘述與圖式中，以相同的編號表示相同或相近的元件。

圖1A是利用根據本發明的一實施例的壓合裝置進行使用壓合裝置於至少一液晶顯示面板的壓合製程的剖視圖，圖1B是液晶顯示面板的剖視圖。請參考圖1A與圖1B，在本實施例中，壓合裝置100可用來組裝多個液晶顯示面板10。各液晶顯示面板10具有一顯示區A1與在顯示區A1外圍的一非顯示區A2。各液晶顯示面板10包括一第一基板12、一第二基板14及密封第一基板12與第二基板14的一封膠16。液晶(未繪示)填充於由第一基板12、第二基板14及封膠16所圍繞的空間內。在本實施例中，第一基板12是例如為矽晶片的矽基基板，第二基板14是玻璃基板，液晶顯示面板10是矽基液晶(Liquid Crystal on Silicon,LCOS)面板，但是液晶顯示面板10的種類並不以此為限。

壓合裝置100包括一底板110、一壓合板120、一第一緩衝部130以及一第二緩衝部140。在此實施例中，底板110是一熱板，也就是說，壓 合裝置100是一熱壓裝置，但是在另一個實施例中，壓合裝置100也可是真空加壓裝置或是具紫外光射線的壓合裝置，壓合裝置100的種類並不以此為限。壓合板120配置於底板110的對面，且適於靠近或遠離底板110。第一緩衝部130配置於底板110與壓合板120之間。第二緩衝部140配置於壓合板120與第一緩衝部130之間。矽晶圓1及玻璃基板2適於放置在第一緩衝部130與第二緩衝部140之間的空間，以進行壓合製程。矽晶圓1包括多個第一基板12(例如矽晶片)，玻璃基板2包括多個第二基板14。在本實施例中，第一緩衝部130是均勻的緩衝層，也就是說，整個第一緩衝部130基本上具有均一的厚度。

圖2是圖1A的壓合裝置的第二緩衝部的局部放大圖，如圖1A及圖2所示，第二緩衝部140具有多個鏤空區142。圖3是第二緩衝部配置於矽晶圓與玻璃基板的示意圖。請參考圖3，在本實施例中，具有多個第二基板14的玻璃基板2配置於具有多個第一基板12的矽晶圓1上，且矽晶圓1與玻璃基板2被封膠(未繪示)所密封。第二緩衝部140配置於玻璃基板2上，如圖3所示，鏤空區142在第二緩衝部140的相對位置對應於液晶顯示面板10的顯示區A1，且每一鏤空區142的尺寸實質上與顯示區A1的尺寸相同。第二緩衝部140的形狀則對應於液晶顯示面板10的非顯示區A2的形狀。

請再參考圖1A，當進行一壓合製程時，矽晶圓1及玻璃基板2配置於第一緩衝部130與第二緩衝部140之間。詳細而言，具有多個第一基板12的矽晶圓1接觸第一緩衝部130，具有多個第二基板14的玻璃基板2接觸第二緩衝部140。第二緩衝部140的這些鏤空區142對應於這些液晶 顯示面板10的顯示區A1，而其他部分則對應於這些液晶顯示面板10的非顯示區A2。

接著，將底板110加熱，壓合板120向下移動以施加壓力P於矽晶圓1與玻璃基板2上。自底板110產生的熱能被傳遞至液晶顯示面板10以使封膠16固化。如此一來，各液晶顯示面板10的第一基板12與第二基板14便完成組裝。

在本實施例中，第一緩衝部130與第二緩衝部140是由例如為聚四氟乙烯(polytetra fluoroetylene,PTFE)的軟性材料製成，使得熱能與壓力可以平均地分布，以避免在壓合製程中發生局部過熱或過壓的情形。此外，存在有鏤空區142的第二緩衝部140具有高透氣性。由於在壓合製程中，壓合板120緊壓於第二緩衝部140，壓合板120與第二緩衝部140之間會暫時地形成多個腔室。在熱壓過程中，當腔室內的溫度逐漸升高時，壓力也跟著增加。由於第二緩衝部的材料具高透氣性，位於腔室內的空氣得以流通至外界以保持每一腔室內的壓力與外界的大氣壓力相同。當然，第一緩衝部130與第二緩衝部140的材料並非以此為限。

本實施例的壓合裝置100利用第二緩衝部140具有對應於顯示區A1的多個鏤空區142，並且第二緩衝部140的其他部分對應於非顯示區A2，在進行壓合製程時，可使液晶顯示面板10形成均勻的格點間隙。相較習知的方法，利用壓合裝置100的組裝方法不需在第一基板12與第二基板14之間施加任何間隙物，製程上較為簡單，且不會增加製造成本。

除此之外，經實驗證明，藉由壓合裝置100壓合後，玻璃基板1與矽晶圓2之的間格點間距的平均均勻度約為85.5%，且第一基板12與第 二基板14(也就是矽晶片)之間的格點間距的平均均勻度約為87.8%。換句話說，藉由壓合裝置100所組裝的液晶顯示面板10，其格點間距具有良好的均勻度。

圖4是根據另一實施例使用壓合裝置於利用根據本發明的另一實施例的壓合裝置進行液晶顯示面板的壓合製程的剖視圖。請參考圖4，本實施例與上一實施例的差異在於，在本實施例的壓合製程中，玻璃基板2接觸第一緩衝部230，且矽晶圓1接觸第二緩衝部240。也就是說，在本實施例中，液晶顯示面板10’的第一基板12’是玻璃基板，而液晶顯示面板10’的第二基板14’是矽晶片。此外，在本實施例中，在壓合製程中接觸底板210的第一緩衝部230具有鏤空區232，並且在壓合製程中接觸壓合板220的第二緩衝部240是一個均勻的緩衝層，換句話說，整個第二緩衝部240基本上具有均一的厚度。

在上述的實施例中，從底板110產生的熱能先傳遞至矽晶圓1，然後再傳遞至玻璃基板2。如圖3所示，因為矽晶圓1的尺寸小於玻璃基板2的尺寸，在壓合製程中，底板110產生的熱能較難均勻地傳遞至玻璃基板2。因此，部分的熱會從矽晶圓1的周圍散失。相反地，在本實施例中，將具有較大尺寸的玻璃基板2置於第一緩衝部230上，玻璃基板2得以傳遞更多的熱能至矽晶圓1。因此，在本實施例中，玻璃基板2以及矽晶圓1在壓合製程中具有較佳的熱均勻性。

經實驗證明，藉由壓合裝置200壓合後，玻璃基板2與矽晶圓1之間格點間距的平均均勻度約為93.8%，且第一基板12’(即玻璃基板)與第二基板14’(即矽晶片)之間格點間距的平均均勻度約為98.2%。因此， 藉由本實施例之壓合裝置200所組裝的液晶顯失面板10’，其格點間距具有較佳的均勻性。

此外，雖上述的實施例以組裝矽基液晶面板為例，但是本發明的壓合裝置與壓合製程亦能夠應用於各種液晶顯示面板。

綜上所述，本發明的壓合裝置與組裝方法能夠組裝出具有固定格點間距的液晶顯示面板，以增進影像畫質並避免牛頓環的產生。除此之外，本發明藉由習知的製造裝置(例如熱壓裝置、真空加壓裝置以及具紫外線照射的壓合裝置)，搭配具有鏤空部的第一緩衝部或第二緩衝部，其中鏤空區的位置對應於液晶顯示面板的顯示區，並且緩衝部的其他部分對應於液晶顯示面板的非顯示區。如此一來，便可在不增加生產成本的前提下，製造出均勻的格點間距的液晶顯示面板。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

1‧‧‧矽晶圓

2‧‧‧玻璃基板

10‧‧‧液晶顯示面板

100‧‧‧壓合裝置

110‧‧‧底板

120‧‧‧壓合板

130‧‧‧第一緩衝部

140‧‧‧第二緩衝部

142‧‧‧鏤空區

P‧‧‧壓力

Claims (10)

1. 一種用以組裝一液晶顯示面板的壓合裝置，包括：一底板；一壓合板，配置於該底板對面，且適於靠近或遠離該底板；一第一緩衝部，配置於該底板與該壓合板之間；以及一第二緩衝部，配置於該壓合板與該第一緩衝部之間，其中該液晶顯示面板適於配置在該第一緩衝部與該第二緩衝部之間，該第一緩衝部與該第二緩衝部的其中之一具有對應於該液晶顯示面板的一顯示區的一鏤空區。
2. 如申請專利範圍第1項所述的壓合裝置，其中該鏤空區的尺寸實質上與該顯示區的尺寸相同。
3. 如申請專利範圍第1項所述的壓合裝置，其中具有該鏤空區的該第一緩衝部或該第二緩衝部的形狀對應於該液晶顯示面板的非顯示區的形狀。
4. 如申請專利範圍第1項所述的壓合裝置，其中該底板是一熱板。
5. 一種液晶顯示面板的組裝方法，其中該液晶顯示面板具有一顯示區，並且包括一第一基板與一第二基板，該組裝方法包括：提供一壓合裝置，其中該壓合裝置包括一底板、一壓合板、一第一緩衝部及一第二緩衝部，該壓合板配置於該底板對面且適於靠近或遠離該底板，該第一緩衝部配置於該底板與該壓合板之間，且該第二緩衝部配置於該壓合板與該第一緩衝部之間，其中該第一緩衝部與該第二緩衝部的其中之一具有一鏤空區； 配置該第一基板與該第二基板於該第一緩衝部與該第二緩衝部之間，其中該鏤空區對應於該顯示區；以及藉由該壓合裝置施加壓力於第一基板與該第二基板上。
6. 如申請專利範圍第5項所述的組裝方法，更包括：加熱該底板。
7. 如申請專利範圍第5項所述的組裝方法，其中該鏤空區的尺寸實質上與該顯示區的尺寸相同。
8. 如申請專利範圍第5項所述的組裝方法，其中具有該鏤空區的該第一緩衝部或該第二緩衝部的形狀對應於該液晶顯示面板的一非顯示區的形狀。
9. 如申請專利範圍第5項所述的組裝方法，其中在施加壓力的步驟中，該第一緩衝部與該第二緩衝部分別接觸該第一基板與該第二基板，該第一基板是一矽基基板，該第二基板是一玻璃基板，且該第二緩衝部具有該鏤空區。
10. 如申請專利範圍第5項所述的組裝方法，其中在施加壓力的步驟中，該第一緩衝部及該第二緩衝部分別接觸該第一基板與該第二基板，該第一基板是一玻璃基板，該第二基板是一矽基基板，且該第一緩衝部具有該鏤空區。