TWI408443B - 薄膜電晶體顯示裝置用底盤及其製造方法 - Google Patents

Description

薄膜電晶體顯示裝置用底盤及其製造方法

本發明係關於一種薄膜電晶體液晶顯示裝置(TFT－LCD)用底盤(Bottom Chassis)及其製造方法。特別地，本發明能夠實現收納薄膜電晶體液晶顯示裝置之背光模組之輕量化及超薄化，其中背光模組與面板模組一起必備於薄膜電晶體液晶顯示裝置之中，且係為可抗污染性之技術。

薄膜電晶體液晶顯示裝置係為一種平板顯示器，其採用液晶之變化及調節通過偏光板之光線量之方式。薄膜電晶體液晶顯示裝置(TFT－LCD)因為具有低耗電量、輕薄型及具有高解析度之優點，因此廣泛應用於筆記型電腦、台式計算機、手機、電視、數位照相機等裝置之顯示器。

薄膜電晶體液晶顯示裝置(TFT－LCD)大致由面板模組(Panel Unit)、背光模組(Back Light Unit)及底盤構成。

其中，底盤發揮收納且支撐背光模組之作用且散發光源產生之熱量之作用，並且根據不同之情況，還發揮光源等的接地作用護電磁波屏蔽作用。此種底盤需要具備強度、表面導電性、抗化學性、且需要具備優秀之加工性。

此外，現有之底盤採用鋼板(Steel Sheet)，但是鋼板之厚度較薄則沒有足夠之強度，因此，主要採用1毫米(mm)級以上相對厚之鋼板用以增加強度。因此，底盤之重量及厚度相對較大，進而限制薄膜電晶體液晶顯示裝置(TFT－LCD)整體之輕量化及超薄化。此外，現有底盤在薄膜電晶體液晶顯示裝置(TFT－LCD)之組裝製程之中，對作業者指紋或污染物的抵抗性較差。

因此，需要在維持高強度之同時，具有0.9毫米(mm)以下之厚度，進而較之習知技術之產品可實現輕量化及超薄化，並且在薄膜電晶體液晶顯示裝置(TFT－LCD)組裝製程之中，對指紋或污染物抵抗性較好之薄膜電晶體液晶顯示裝置(TFT－LCD)用作底盤。

因此，鑒於上述問題，本發明之目的在於提供一種薄膜電晶體液晶顯示裝置用底盤。此底盤收納在薄膜電晶體液晶顯示裝置中與面板模組一起屬於必備構件之背光模組，維持較高之強度、且使底盤具有抗污染性之同時，相比較於習知技術之底盤實現輕量化及超薄化，從而可達整體薄膜電晶體液晶顯示裝置(TFT－LCD)輕量化及超薄化之目的。

為達上述之目的，本發明一實施例之薄膜電晶體液晶顯示裝置用底盤包含有一內部層，其包含有0.001～0.1%重量比之碳(C)、0.002～0.05%重量比之矽(Si)、0.28～2.0%重量比之錳(Mn)、以及剩餘為鐵及其他不可避免之雜質；一電鍍鋅層，其形成於上述內部層之上；以及一高分子無鉻防污染層，其形成於電鍍鋅層之上，其中內部層、電鍍鋅層及高分子無鉻防污染層之全部厚度係為0.5～0.9毫米(mm)。

此時，高分子無鉻防污染層包含有10～30%重量比之胺類樹脂、按1：0.2～1：0.8之重量比混合有自膠矽或氣相二氧化矽中選擇的一種與環氧丙氧丙基乙氧基矽烷(glycidoxypropylethoxysilane)、氨基丙基乙氧基矽烷(aminopropylethoxysilane)、甲氧基丙基三甲氧基矽烷(methoxypropyltrimethoxysilane)中選擇一種而組成的10～50%重量比之矽混合物；氧化鋯溶膠、氧化鋁溶膠及鈦溶膠中的至少一種的1～10%重量比之無機溶膠；以及剩餘作為膠黏劑樹脂之環氧樹脂。

此外，本發明薄膜電晶體液晶顯示裝置用底盤之製造方法包含：在包含有0.001～0.1%重量比之碳(C)、0.002～0.05%重量比之矽(Si)、0.28～2.0%重量比之錳(Mn)、以及剩餘為鐵及其他不可避免之雜質的內部層之上，透過實施鋅電鍍形成鋅電鍍層之a步驟；以及在上述鋅電鍍層之上，塗佈固體成分為由10～30%重量比之胺類樹脂、10～50%重量比之矽混合物；1～10%重量比之無機溶膠以及剩餘為作為黏膠劑樹脂的環氧樹脂組成的高分子無鉻防污染混合物，從而形成高分子無鉻防污染層之b步驟。

本發明薄膜電晶體液晶顯示裝置用底盤，具有輕量化及超薄化效果，而且，較之習知技術之產品，雖然厚度薄，但強度高，且透過高分子無鉻防污染層，對產品組裝製程的作業者之指紋或污染物具有防污染性，而且因不包含由鉻而有利於環保。

本發明之優點及特徵，以及為達上述目的之方法，將透過所附之圖式以及將要說明之實施例變得清楚。但是本發明並非限制於如下之實施例，而是可透過不同之方式實現，這些實施例使得本發明之公開變得充分，且可幫助本發明所屬領域之技術人員充分理解本發明，本發明之保護範圍由專利保護範圍確定，其中這些圖式部份中所使用的相同的參考標號代表相同或同類部件。

以下，將結合附圖對本發明之較佳實施例之薄膜電晶體液晶顯示裝置用底盤及其製造方法進行詳細說明。

「第1圖」係為薄膜電晶體液晶顯示裝置之概略分解之立體圖。

如「第1圖」所示，薄膜電晶體液晶顯示裝置包含有一面板模組110、一背光模組120、以及一底盤130。

面板模組110利用自背光模組120照射出之光線用以顯示平面影像。面板模組110包含具有薄膜電晶體之背光玻璃基板(也稱作TFT基板)、一前玻璃基板(也稱作濾色基板)，其在與背面玻璃基板相向的一面具備濾色鏡(Color Filter)、以及填充於上述兩張玻璃基板之間的液晶。形成於背面玻璃基板的薄膜電晶體用以調節液晶並控制作為構成畫面之最小單位之畫素。形成於前面玻璃基板之濾色鏡將具有紅色(R)、綠色(G)、藍色(B)等顏色之畫素塗佈於玻璃基板之上，具有顯示影像之功能。

背光模組120自面板模組110之後面照射光線。背光模組120包含有一光源、一反射板、一導光板或擴散板等光學板及其他各種光學片，而且根據光源之位置，分為在面板模組的下部設置光源並直接照射面板前面之方式的正下方型，以及在面板模組的邊緣設置光源並直接照射面板前面之方式的邊緣型。

底盤130用以收納背光模組120。本發明之底盤130，在內部基材之外側表面形成鋅電鍍層，並在其上形成高分子無鉻防污染層。另外，底盤130除了直接、間接收納背光模組120之外，還與背光模組120之光源及其他內部電路電連接，從而起到接地(Ground)之作用。

此外，TFT-LCD包含有頂盤140，用以自外部保護面板模組110及背光模組120，而且將面板模組110固設於背光模組120，以防止面板模組110脫離。頂盤140具有圍繞上述面板模組的前面邊緣及側面之形狀。

「第2圖」係為本發明之底盤沿厚度方向之剖面圖。實際應用於薄膜電晶體液晶顯示裝置之底盤，係為透過成型及加工具有如「第2圖」所示之剖面結構的鋼板製作而成。

底盤130包含有收納背光模組的一側之內部層210，以及位於收納背光模組的相反一側之鋅電鍍層220及高分子無鉻防污染層230。

內部層210包含碳(C)：0.001～0.1%(重量比)、矽(Si)：0.002～0.05%(重量比)、錳(Mn)：0.28～2.0%(重量比)及剩餘鐵和不可避免的雜質。

碳(C)用以確保內部層210之強度。較佳地，碳佔內部層全部重量的0.001～0.1%。若碳不足0.001%之重量比，則不能充分保證內部層210之強度，而若超過0.1%之重量比，則降低焊接性及韌性。

矽(Si)用以確保根據保內部層210固溶強化之強度。較佳地，矽佔內部層全部重量的0.002～0.05%。若矽不足0.002%之重量比，則降低內部層210的固溶強化效果，而若超過0.05%之重量比，則因表面氧化層的形成而降低表面品質。

錳(Mn)用以確保內部層210之強度及加工性。較佳地，錳佔內部層全部重量0.28～2.0%。若錳不足0.28%之重量比，則難以保證強度及加工性，而若錳的含量超過2.0%之重量比，則可因錳的偏析造成組織不均勻。

內部層210的其他不可避免之雜質，包含有磷(P)：0.1%之重量比以下、硫磺(S)：0.008%之重量比以下、鉻(Cr)：0.01～0.03%之重量比、鎳(Ni)：0.007～0.015%之重量比、鉬(Mo)：0.001～0.004%之重量比、鋁(Al)：0.043～0.045%之重量比、銅(Cu)：0.02～0.04%之重量比、錫(Sn)：0.0017～0.0018%之重量比、氧(O)：0.004%之重量比以下、氮(O)：0.003%之重量比以下，而可根據需要，還可添加鈮(Nb)：0.0075～0.0083%之重量比及鈦(Ti)：0.0306～0.0310%之重量比。添加上述物質的理由已被公開，在此不再贅述。

鋅電鍍層220形成於上述內部層210之上。鋅電鍍層220可以10～30g/m2之附著量電鍍。較佳實施例之中，鋅電鍍可在硫酸浴中以20g/m2之附著量進行電鍍。

高分子無鉻防污染層230係在鋅電鍍層220上塗佈高分子無鉻混合物來形成。在本發明中，高分子無鉻防污染層230以高分子樹脂為基礎形成，且不包含鉻(Cr)。

上述高分子無鉻防污染層230，可包含有胺類樹脂10～30%之重量比、矽混合物10～50%之重量比、無機溶膠1～10%之重量比及作為剩餘膠粘劑樹脂的環氧樹脂。

胺類樹脂起到透過交聯形成粘合力之作用。較佳地，上述胺類樹脂佔高分子無鉻防污染層230全部重量的10～30%。若胺類樹脂不足10%之重量比，則透過交聯形成之粘合力不足，而若超過30%之重量比，則將降低加工性。

矽混合物提高保存穩定性、粘合性、耐蝕性及加工性。較佳地，上述矽混合物佔高分子無鉻防污染層230全部重量的10～50%。若矽混合物不足10%之重量比，則將降低導電性，而若超過50%之重量比，則將降低加工性。

矽混合物可使用按一定比例混合二氧化矽和矽烷之混合物，具體而言，可使用按1：0.2～0.8之重量比(二氧化矽：矽烷)混合自膠矽或氣相二氧化矽中選擇的二氧化矽與環氧丙氧丙基乙氧基矽烷、氨基丙基乙氧基矽烷、甲氧基丙基三甲氧基矽烷中選擇的矽烷之混合物。若二氧化矽和矽烷的重量比不足1：0.2，則將降低交聯性，而若超過1：0.8，則將降低加工性。

無機溶膠用以提高粘合性和耐蝕性。上述無機溶膠可使用單獨或混合兩種以上氧化鋯溶膠、氧化鋁溶膠及鈦溶膠的物質。較佳地，上述無機溶膠佔高分子無鉻防污染層230全部重量的1～10%。若無機溶膠不足1%之重量比，則不能獲得添加無機溶膠的效果，而若超過10%之重量比，則雖能提高耐蝕性，但難以形成皮膜，且降低導電性和加工性。

環氧樹脂起到膠粘劑樹脂之作用，其因可形成緻密的阻膜，對鹽或氧等腐蝕因子之耐蝕性強，且分子中的羥基對基面的粘合性強，從而具有優良的耐蝕性及抗化學性。

較佳地，上述高分子無鉻防污染層230以0.8～1.3g/m2的附著量塗佈。若附著量不足0.8g/m2，則降低胺所需底盤形狀之加工性，而若超過1.3g/m2，則因導電性下降，不能起到包含於背光模組120的光源或包含於元件的電路之接地作用。以上述附著量塗佈的高分子無鉻防污染層230將具有約1微米(um)左右之厚度。

塗佈高分子無鉻防污染層230的較佳實施例為，將把上述物質添加於溶劑以使固體成分具有上述比例之溶液，在鋅電鍍層上，以一塗一烘(1 coating 1 baking)之方式進行塗佈並烘乾之後，通過水冷或空冷方式進行冷卻。

較佳地，上述烘乾係在140～220℃的溫度範圍之內進行。若烘乾在低於140℃溫度下進行，則因不能正常完成樹脂的硬化反應，因此，不能獲得塗層之耐蝕性及其他物性的各種效果。另外，若烘乾在高於220℃的溫度下進行，則因屬於過度烘焙，因此，將導致塗層之開裂或黃變現象。

較佳地，底盤130之厚度係為0.5～0.9mm。若底盤130之厚度超過0.9mm，雖有利於上述鋅電鍍層220或高分子無鉻防污染層230之形成，但不能實現底盤130乃至TFT-LCD的輕量化及超薄化之目的。相反，若底盤130的厚度不足0.5mm，則因鋅電鍍層220及高分子無鉻防污染層230的厚度也隨之較薄，從而降低耐蝕性、耐污染性，或因鋅電鍍層220及高分子無鉻防污染層230的厚度變厚，從而使內部層210本身相對變薄，降低強度。

「第3a圖」、「第3b圖」係為本發明底盤結構之示意圖。

「第3a圖」所示之底盤310，具有可直接收納背光模組之結構，而「第3b圖」所示之底盤320，具有不直接收納，而透過罩住主要收納背光模組的模具之作用，間接收納背光模組之結構。

本發明薄膜電晶體液晶顯示裝置用底盤，除了上述「第3a圖」、「第3b圖」所示之示例之外，可根據薄膜電晶體液晶顯示裝置之背光模組的設計，可變形為各種結構。

實施例

以下，將透過對本發明之較佳實施例對本發明之構成及作用進行進一步之詳細說明，但本發明之較佳實施例並非限制本發明。

未在說明書之中記載的內容係為本領域之技術人員能夠類推出之內容，因此不在贅述。

1、底盤用鋼板之製造

製造具有表1所示構成的實施例1、實施例2及比較例的內部層，並在硫酸浴中以20g/m2之附著量實施鋅電鍍，接著在鋅電鍍層上以一塗一烘方式及1.0g/m2之附著量塗佈高分子無鉻防污染層之後，在180℃進行烘乾及冷卻，從而製造成型並加工成底盤之前的鋼板。

2、 機械特性

表2表示以上述方式製造的實施例1～2及比較例的鋼板之機械特性。

如表2所示，實施例1～2中的鋼板厚度約為0.8mm，較之一般用於底盤的1.0mm級的比較例具有80%左右的厚度，但其屈服強度(YP)及拉伸強度(YP)具有稍大的值。

3、成型性評價

為評價成型性，對實施例1～2及比較例中所製造之鋼板進行圓筒件深拉伸成型(Limit Dome Ratio，LDR)試驗，而其結果如表3所示

LDR試驗的情況下，其界限值越大其成型性越好，如表3所示，實施例1的成型性最好。

4、加工性評價

為評價加工性，以90□之V彎曲試驗方法及180□之U彎曲試驗方法進行彎曲加工試驗之後，確認是否發生開裂。

「第4a圖」及「第4b圖」係為實施例1～2及比較例的根據90□之V彎曲試驗方法及180□之U彎曲試驗方法進行彎曲加工試驗的結果。

如「第4a圖」及「第4b圖」所示，實施例1～2及比較例均未在根據90□之V彎曲試驗方法及180□之U彎曲試驗方法進行彎曲加工試驗中發生開裂。

5、其他物理特性

對在實施例1～2及比較例所製造的鋼板之耐蝕性、高溫高濕性、導電性、耐溶劑性、抗鹼性、潤滑性、耐寒性及強鹼耐蝕性進行評價。

為評價耐蝕性，測量1)白鏽是否為5%以下；2)透過膠帶剝離可否使皮膜脫離；3)變色與否(允許值：以內時良好)。

為評價高溫高濕性，測量1)表面是否有鏽、鼓起及析出物；2)單層及疊層時之變色與否(允許值：以內時良好)；透過膠帶剝離可否使皮膜脫離。

為評價導電性，在整個寬度上測量10處之後，確認是否有7處以上為1mΩ以下。

為評價耐溶劑性(MEK)，測量1)是否發生樹脂剝離及鼓起；2)變色與否(允許值：)。

為評價抗鹼性，測量1)透過膠帶剝離可否使皮膜脫離；2)變色與否(允許值：)。

為評價耐寒性，觀察是否產生白鏽及是否因樹脂融化暴露鋅層。

為評價強鹼耐蝕性，觀察1)樹脂剝離及鼓起發生與否；2)紅鏽發生與否。

對上述物理特性的評價結構如表4所示。

如表4所示，實施例1～2與習知技術使用之比較例，表現出幾乎相同的耐蝕性、高溫高濕性、導電性等。

綜上所述，具有上述物性的本發明薄膜電晶體液晶顯示裝置用底盤，較之習知技術的底盤具有更薄之厚度的同時，表現出與習知技術類似的機械物理特性、加工性、成型性、耐蝕性等。因此，可實現底盤的輕量化及超薄化目的，進而達到整體薄膜電晶體液晶顯示裝置的輕量化及超薄化目的。

上述實施例僅用以說明本發明而非限制本發明，本領域之普通技術人員應當理解，可以對本發明進行修改、變形或者等同替換，而不脫離本發明的精神和範圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。

110‧‧‧面板模組

120‧‧‧背光模組

130‧‧‧底盤

140‧‧‧頂盤

210‧‧‧內部層

220‧‧‧鋅電鍍層

230‧‧‧高分子無鉻防污染層

310‧‧‧底盤

320‧‧‧底盤

第1圖係為薄膜電晶體液晶顯示裝置之概略分解之立體圖；

第2圖係為本發明薄膜電晶體液晶顯示裝置用底盤之沿厚度方向之剖面圖；

第3a圖及第3b圖係為本發明底盤結構之示例圖；以及

第4a圖及第4b圖係為實施例1、2及比較例之根據90□的V彎曲試驗方法及180□的U彎曲試驗方法進行彎曲加工試驗的結果。

110．．．面板模組

120．．．背光模組

130．．．底盤

140．．．頂盤

Claims (11)

1. 一種薄膜電晶體液晶顯示裝置用底盤，係包含有：一內部層，係具有0.001~0.1%重量比之碳、0.002~0.05%重量比之矽、0.28~2.0%重量比之錳和剩餘為鐵及其他不可避免之雜質；一鋅電鍍層，係形成於該內部層之上；以及一高分子無鉻防污染層，係形成於該鋅電鍍層之上，其中該內部層、該鋅電鍍層以及該高分子無鉻防污染層之整個厚度係為0.5~0.9mm，其中該高分子無鉻防污染層具有10~30%重量比之胺類樹脂、10~50%重量比之矽混合物、1~10%重量比之無機溶膠、剩餘為作為膠粘劑樹脂的環氧樹脂。
2. 如請求項第1項所述之薄膜電晶體液晶顯示裝置用底盤，其中該鋅電鍍層以10~30 g/m 2之附著量塗佈。
3. 如請求項第1項所述之薄膜電晶體液晶顯示裝置用底盤，其中該矽混合物中混合了自膠矽或氣相二氧化矽中選擇之二氧化矽，與自環氧丙氧丙基乙氧基矽烷、氨基丙基乙氧基矽烷、甲氧基丙基三甲氧基矽烷之中選擇的矽烷。
4. 如請求項第3項所述之薄膜電晶體液晶顯示裝置用底盤，其中該二氧化矽和該矽烷係以1：0.2~1：0.8的重量比混合。
5. 如請求項第1項所述之薄膜電晶體液晶顯示裝置用底盤，其中 該無機溶膠係為氧化鋯溶膠、氧化鋁溶膠及鈦溶膠中的至少一種。
6. 如請求項第1項所述之薄膜電晶體液晶顯示裝置用底盤，其中該高分子無鉻防污染層以0.8~1.3 g/m 2之附著量塗佈。
7. 如請求項第1項所述之薄膜電晶體液晶顯示裝置用底盤，其中該內部層還包含有0.1%重量比以下之磷、0.008%重量比以下之硫磺、0.01~0.03%重量比之鉻、0.007~0.015%重量比之鎳、0.001~0.004%重量比之鉬、0.043~0.045%重量比之鋁、0.02~0.04%重量比之銅、0.0017~0.0018%重量比之錫、0.004%重量比以下之氧、0.003%重量比以下之氮。
8. 如請求項第7項所述之薄膜電晶體液晶顯示裝置用底盤，其中該內部層更包含有0.0075~0.0083%重量比之鈮及0.0306~0.0310%重量比之鈦。
9. 一種薄膜電晶體液晶顯示裝置用底盤之製造方法，係包含：(a)步驟，在包含有0.001~0.1%重量比之碳、0.002~0.05%重量比之矽、0.28~2.0%重量比之錳、剩餘為鐵及其他不可避免的雜質的內部層上，通過實施鋅電鍍形成鋅電鍍層；以及(b)步驟，在該鋅電鍍層之表面上，塗佈固體成分係為由10~30%重量比之胺類樹脂、10~50%重量比之矽混合物、1~10%重量比之無機溶膠、剩餘為作為膠粘劑樹脂的環氧樹脂組成的高分子無鉻防污染混合物，從而形成高分子無鉻防污染 層，其中該(b)步驟係在該鋅電鍍層之上以一塗一烘之方式進行塗佈，以及該(b)步驟之該高分子無鉻防污染層係在140~220℃的溫度條件下進行烘乾。
10. 如請求項第9項所述之薄膜電晶體液晶顯示裝置用底盤之製造方法，其中該(a)步驟係在硫酸浴之中進行鋅電鍍。
11. 如請求項第9項所述之薄膜電晶體液晶顯示裝置用底盤之製造方法，其中該內部層、該鋅電鍍層及該高分子無鉻防污染層之整個厚度係為0.5~0.9 mm。