CN101251670A - 液晶显示装置及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种液晶显示装置及其制作方法，该液晶显示装置包括一基板及一补强件。基板包括显示区与非显示区，其中非显示区包括一下表面。补强件设置在非显示区的下表面，用以补强该基板的该非显示区。在一实施例中，该补强件与该基板可以通过黏胶接合。该非显示区包括多个电极垫，通过所述电极垫可以电性接合集成电路元件、或软性电路板外部。本发明的液晶显示器可适用于玻璃基板的薄型化发展，并可以利用补强结构防止制作过程中以及安装于模块后液晶基板的损坏，从而提高生产合格率、产品稳定性及可靠度。
Description
技术领域
本发明涉及一种液晶显示装置及其制作方法，特别涉及一种与补强结构有关的液晶显示装置及其制作方法。
背景技术
在液晶显示器大型化的发展潮流与可携式电子装置轻量化的要求下，玻璃基板的薄型化、轻量化已经是不可避免的趋势。玻璃基板的使用主流厚度从1995年的1.1毫米演变到目前的0.7毫米。在玻璃基板的发展上，到目前为止厚度更降低至0.4毫米以下，玻璃基板的轻量薄型化不仅可减轻基板的重量，还可以降低玻璃基板的内部缺陷、生产成本以及提高制造合格率。以行动装置如手机、个人数字助理器(Portable Digital Assistant；PDA)或笔记本电脑等而言，在使用板厚0.5毫米的玻璃基板取代目前主流的0.7毫米的情形下，前述装置所使用的玻璃基板重量可减少35％。
尽管使用较薄的玻璃基板有许多的益处，但是由于玻璃基板的硬脆性质，较薄的玻璃基板在受碰击时容易破损。况且在薄膜晶体管液晶显示器模块中，安设集成电路元件与可挠性印刷电路板(Flexible Print Circuit；FPC)的底层玻璃基板为单一层板。因此，当使用较薄的玻璃基板时，在进行集成电路元件与可挠性印刷电路板的接合处理时可能会发生玻璃基板承受不住接合的应力导致破损，这一问题将使生产合格率降低，甚至使成本提高。另外，较薄的玻璃基板安装于模块时也可能因震动而导致玻璃基板承受应力，从而导致破损机率提高。
除了应力的问题之外，以玻璃基材热膨胀系数与集成电路元件的热膨胀系数不同导致翘曲(Warpage)的情形，在使用较薄的基板时更显严重。
上述问题是由于产品追求薄型化、轻量化而产生，因此采用的解决手段必须兼顾产品薄型化、轻量化的目标。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种液晶显示装置及其制作方法，其利用补强结构防止制作过程中以及安装于模块后液晶基板的损坏，从而提高生产合格率、产品稳定性及可靠度。另一方面，本发明的补强设计可适用于玻璃基板的薄型化发展，例如玻璃基板的厚度小于或等于0.4毫米的情况。
本发明的液晶显示装置包括一基板及一补强件。基板包括一显示区和一非显示区，其中该非显示区包括一第一表面和与该第一表面相对应的一第二表面，该非显示区的该第一表面设置多个电极垫。补强件设置在非显示区的第二表面，用以补强该基板的该非显示区。
在一实施例中，补强件与基板可以通过黏胶接合。该非显示区的上表面包括多个电极垫，用以连接集成电路元件，或连接软性电路板以提供与外部电性接合。
本发明的液晶显示器的制作方法为：先提供一基板及一补强件，其中该基板包括一显示区和一非显示区，且该非显示区包括一表面。然后将该补强件胶合设置在对应于该非显示区位置的该表面上，用以补强该非显示区。
本发明的液晶显示器可适用于玻璃基板的薄型化发展，并可以利用补强结构防止制作过程中以及安装于模块后液晶基板的损坏，从而提高生产合格率、产品稳定性及可靠度。
附图说明
图1显示本发明一实施例的液晶显示器的立体图；
图2显示沿图1的2-2线的剖视图；
图3显示本发明另一实施例的液晶显示器的剖视示意图；
图4A和图4B显示本发明一实施例的液晶显示器的布置示意图；
图5A至图5D显示本发明另一实施例的液晶显示器的布置示意图；
图6A和图6B显示本发明又一实施例的液晶显示器的布置示意图；及
图7A和图7B显示本发明一实施例的液晶显示器的补强方法流程图。
其中，附图标记说明如下：
11基板 12显示区 13电极垫 14非显示区
15IC元件 16软性电路板 17补强件 18、19上表面
20下表面 21凸块 22异方性导电胶膜 23金属线
24黏胶 25下偏光板 26背光模块 27光学膜
28彩色滤光片 29上偏光板 30下表面
S701～S705流程步骤 S706～S710流程步骤
具体实施方式
图1显示本发明一实施例的液晶显示器的立体图。液晶显示器的原理是通过施电压于薄膜晶体管上来操纵液晶的转向，来控制来自背光模块的光线是否可以通过并到达显示像素上。薄膜晶体管被制作于一基板11上的显示区12的上表面18，该基板11为一显示器模块的下玻璃基板。显示区12的上表面18包括多个由薄膜晶体管所构成且以阵列式排列的像素，而液晶显示器的显像通过控制这些像素来实现。像素的控制需通过集成电路元件15(Integrated Circuit；IC)来实现，而集成电路元件15控制由依照外界指令来决定施加于像素上的电压。电压通过纵向与横向排列的信号线与闸线施加。由于像素位于显示区12中，因此若要使位于显示区12外的IC元件15可以控制像素，则必须在显示区12外设置一些电极垫(Pad)13以提供IC元件15和软性电路板(FPC)16与信号线和闸线做电性接合。通常这些电极垫13被放置在非显示区14的上表面19(第一表面)上。IC元件15则可以以带状自动化黏合构装(Tape Automated Bonding；TAB)、晶粒软膜接合(Chipon Film；COF)、晶粒玻璃接合(Chip on Glass；COG)等方式将IC元件15接合至电极垫13上，使IC元件15可以驱动显示区12内的像素；而外部的控制信号或电源信号则可利用接合的软性电路板16将信号导入。
随着液晶显示器的轻薄发展，使用的基板11的厚度也变小，例如基板11的厚度可能小于或等于0.4毫米，例如0.4毫米、0.3毫米、0.2毫米、0.1毫米或者0.03毫米等，这使得位于基板11边缘的非显示区14在从事IC元件15或软性电路板16的接合处理时，非显示区14部分的基板可能无法承受接合力量所产生的应力而导致破损，使产品的合格率降低，而且，即使完成显示器模块之后，也容易因震动导致基板11承受应力而破损。对此产品发展上所产生的问题，本实施例揭示一补强件17，利用这一补强件17分散承受外部电性接合时或者震动时所产生的应力，使该处的基板11可以承受接合时或者震动时的力量。补强件17设置在基板11上非显示区14中与上表面19相对应面的下表面20(第二表面)，且涵盖整个侧边。
图2显示沿图1的2-2线的剖视示意图。IC元件15与基板11上的电极垫13的接合是将IC元件15上的凸块21以热压方式压合于铺设在电极垫13上的各向异性导电胶膜22(Anisotropic Conductive Film)。各向异性导电胶膜22中含有用以导通电流用的导电粒子，要获得较佳的导通电流，则必须在热压时施以一定强度的压力使凸块21与电极垫13之间的导电粒子被适度地挤压或变形。除了压力之外，高达160℃-220℃之间的压合温度同样会产生不小的问题。以玻璃为材料的基材11的热膨胀系数约为4ppm/℃，而一般IC元件15的热膨胀系数约为3ppm/℃，因热膨胀系数的不同导致翘曲的情形在使用较薄的基板11时更显严重。软性电路板16的接合是将其上的金属线23热压在各向异性导电胶膜22上，同样地热压力量也容易对较薄基材11的边缘造成损坏。如本实施例所揭示，将一补强件17设置在非显示区14的下表面20，以强化非显示区14在接合处理时所需的强度以及安装于模块后的稳定性。补强件17所使用的材质可为非金属材料或金属材料。非金属材料可包括如聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate；PMMA)、聚碳酸酯(Polycarbonate；PC)或玻璃；金属材料可包括不锈钢及铝合金。不锈钢可选自如SUS 304或SUS 403等不锈钢材料。补强件17以黏胶24固定在非显示区14的下表面20上，其中该黏胶24包括如硅胶(Silicone)、紫外线固化胶(UV glue)、热固化胶、压克力胶(Acrylic glue)或环氧树脂。
本发明所揭示的技术用以解决产品轻薄化所产生的问题，解决的方法以不影响此发展的目标为佳，所以需考虑到使用补强件17的厚度te。一下偏光板25贴合在显示区12的下表面30，而位于背光模块26上的光学膜27以一预定距离d平行设置在其相对位置，且该光学膜27对应于该显示区12。光学膜27例如是棱镜片、扩散片或增亮膜等。该固定距离d在不同模块设计下，会有不同的数值，所以非一固定值。在本实施例中，补强件17的厚度te以小于下偏光板25的厚度tp与该固定距离d的总和值为佳。虽然在本实施例以COG为例，但本发明所揭示的技术不限定于COG上的应用，例如也可以使用TAB或者COF等接合方式。
设置于显示区12上的彩色滤光片28使液晶显示器通过空间混色技术来得到全彩化显示功能。由背光模块26发射出来的光，通过红、蓝、绿彩色滤光片28后形成三种色彩光源。通过控制薄膜晶体管电压强度使三种色彩光源变化，从而显现出不同颜色及亮度的像素。
光偏极化方向相互垂直的下偏光板25和上偏光板29相配合，再加上以薄膜晶体管来控制液晶分子的扭转，达到明暗显示的控制。依本实施例所示，上偏光板29设置于彩色滤光片28之上。
图3显示本发明另一实施例的液晶显示器的剖视示意图。本实施例与图2显示的实施例的不同处在于背光模块26与补强件17之间无光学膜27的存在，这使得可使用较厚的补强件17。理论上，补强件17的厚度te只要小于等于下偏光板25厚度tp、下偏光板25与光学膜27之间的固定距离d和光学膜27的厚度to的总和即可，亦即te≤tp+d+to。但基于安装裕度的考虑，以小于或等于该下偏光板25厚度tp与该光学膜厚度to的总和值为佳。
图4A和图4B显示本发明一实施例的液晶显示器的布置图。补强件17原则上设置于与IC元件15和软性电路板16电性接合所在处相对应的非显示区14的下表面20，而其形状则顺应非显示区14的外形而定。但随着显示器模块设计的不同，补强件17的布置方式或其大小也可不同。图4A显示以较小的补强件17设置于侧边局部部分以对基板11进行局部补强。图4B则显示可以两片补强件17或更多较小的补强件17，以间隔性地的设置方式进行间隔性补强。
图5A至图5D显示本发明其它实施例的液晶显示器的布置图。IC元件15与软性电路板16的电性接合处在基板11的两个侧边，在此情形下，需对两个侧边进行补强。图5A显示以一完整L型的补强件17进行整边补强。图5B和图5C则是以两片补强件17做单边各自的补强。图5D则是以多片较小的补强件17来进行间隔性补强。
图6A和图6B显示本发明其它实施例的液晶显示器的布置图。液晶显示器在不同的应用上，可设计不同的形状。本实施例显示为一椭圆形状的液晶显示器。图6A显示在椭圆形状的长轴一端上具有IC元件15与软性电路板16的压合处，在该压合处设置一类似回力标形的补强件17。图6B由于长轴两端上均具有IC元件15与软性电路板16的压合处，因此在这两处都设置一类似回力标形的补强件17。
图7A和图7B显示本发明的液晶显示器补强方法的流程示意图。在图7A所显示的流程图中，在步骤S701中，先将黏胶涂在一显示器模块的下玻璃基板上非显示区的下表面。在步骤S702中，将补强件黏合在涂有黏胶的位置。在步骤S703中，判定黏胶是否需要做固化处理？若否，则结束此流程；若是，则进行步骤S704的固化程序。如果使用紫外线固化胶，则以紫外线照射来进行固化；如果使用热固化胶，则以加热来进行固化。完成补强件胶合后，就可如步骤S705所示，将集成电路元件与软性电路板接合于非显示区的上表面。图7B与图7A程序的不同之处在于将黏胶涂布在补强件上，如步骤S706所示，然后再将补强件贴合在非显示区的下表面位置，如步骤S707所示。接着则是相同的判断步骤S708与固化程序步骤S709。最后将集成电路元件与软性电路板接合于与非显示区的下表面相对的上表面，如步骤S710所示。虽然在图7A与图7B的实施例以COG为例，但本发明所揭示的技术不限定于COG上的应用，例如也可以使用TAB或者COF等接合方式。
本发明的技术内容及技术特点已揭示如上，然而本领域的技术人员仍可能基于本发明的教导及公开内容而作出种种不脱离本发明构思的替换及修改。因此，本发明的保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不脱离本发明的替换及修改，并以所附权利要求书的范围为准。
Claims (20)
1. 一种液晶显示装置，包括：
一基板，其包括一显示区和一非显示区，其中该非显示区包括一第一表面和与该第一表面相对应的一第二表面，该非显示区的该第一表面设置多个电极垫；以及
至少一个补强件，设置在该非显示区的该第二表面，用以补强该非显示区。
2. 根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，该显示区内配置有多个像素，所述像素与所述电极垫电性连接。
3. 根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，该非显示区设有连接至所述多个电极垫的集成电路元件。
4. 根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述多个电极垫连接至少一个软性电路板。
5. 根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述补强件使用非金属材料或金属材料制成。
6. 根据权利要求5所述的液晶显示装置，其中，该非金属材料是聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或玻璃。
7. 根据权利要求5所述的液晶显示装置，其中，该金属材料是不锈钢或铝合金。
8. 根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，该补强件涵盖该基板一边的整个侧边、设置在该基板一边的局部、或间隔性地设置在该基板的一边。
9. 根据权利要求1所述的液晶显示装置，还包括：
一下偏光板，贴合在该显示区的一表面，其中该显示区的该表面与该非显示区的该第二表面相邻接；以及
一背光模块，其具有一光学膜，该光学膜以一预定距离与该下偏光板相对地平行设置。
10. 根据权利要求9所述的液晶显示装置，其中该光学膜对应于该显示区。
11. 根据权利要求9所述的液晶显示装置，其中，该补强件的厚度小于该预定距离与该下偏光板的厚度的总和。
12. 根据权利要求10所述的液晶显示装置，其中，该补强件的厚度小于该预定距离、该下偏光板的厚度与该光学膜的厚度的总和。
13. 根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，该基板的厚度小于或等于0.4mm。
14. 一种液晶显示器的制作方法，该方法包括以下步骤：
提供一基板，该基板包括一显示区和一非显示区，该非显示区包括一表面；
提供一补强件；以及
将该补强件胶合在该非显示区的该表面上，用以补强该非显示区。
15. 根据权利要求14所述的液晶显示器的制作方法，还包括对该胶合使用的黏胶进行紫外线照射固化的步骤或者热固化的步骤。
16. 根据权利要求14所述的液晶显示器的制作方法，其中胶合该补强件的步骤包括将黏胶涂布于该补强件或该表面上。
17. 根据权利要求14所述的液晶显示器的制作方法，其中该非显示区设有至少一个集成电路元件。
18. 根据权利要求17所述的液晶显示器的制作方法，在将该补强件胶合在该非显示区的该表面上之后，还包括将该集成电路元件接合在该非显示区的、相对于该表面的另一表面上的步骤。
19. 根据权利要求14所述的液晶显示器的制作方法，其中该非显示区连接至少一个软性电路板。
20. 根据权利要求19所述的液晶显示器的制作方法，在将该补强件胶合在该非显示区的该表面上之后，还包括将该软性电路板接合在该非显示区的、相对于该表面的另一表面上的步骤。
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