TWI421572B - 薄膜電晶體液晶顯示裝置 - Google Patents

Description

薄膜電晶體液晶顯示裝置

本發明係關於一種薄膜電晶體液晶顯示裝置(TFT-LCD)，特別地，本發明關於一種薄膜電晶體液晶顯示裝置，其為了背光模組的容置而透過必備於TFT-LCD的底盤(Bottom Chassis)之輕量化及超薄化，可達到整體TFT-LCD輕量化及超薄化之目的。

薄膜電晶體液晶顯示裝置(TFT-LCD)係為一種平板顯示器，並且利用液晶之變化及調節透過偏光板的光線量之方式。

TFT-LCD因電量消耗少，輕薄且具有高分辨率，現廣泛用於筆記型電腦、台式計算機、手機、電視、數位照相機等裝置之顯示器中。

TFT-LCD大致由面板模組(Panel Unit)、背光模組(Back Light Unit)、頂盤(Top Chassis)及底盤構成。

面板模組為利用自背光模組照射的光進行平面顯示之部份，包含有一具有薄膜電晶體(Thin Film Transistor)之背面玻璃基板、一具有濾色鏡(Color Filter)之前面玻璃基板及填充於前面玻璃基板與背面玻璃基板之間的液晶。薄膜電晶體係為在極薄之玻璃基板上形成半導體膜之電路，其調節液晶並控製作為構成畫面的最小單位的畫素。濾色鏡為將具有紅色(R)、綠色(G)、藍色(B)等顏色之畫素塗佈於玻璃基板上，具有顯示影像之功能。

背光模組係為將光照射於面板模組之部份，根據光源的位置分為正下方型及邊緣型。正下方型係為在面板模組之下部設置光源並直接照射面板前面的方式，而邊緣型係為在面板模組之邊緣設置光源並直接照射面板前面之方式。在結構上，背光模組包含光源、導光板、擴散板、反射板及其他各種光學片。

頂盤自外部保護面板模組及背光模組，而且將面板模組固定於背光模組，以防止面板模組脫離。

底盤起到容置並支撐背光模組之作用及散發光源產生的熱量之作用，而且根據不同的情況，還起到光源等的接地作用及電磁波屏蔽作用。上述底盤需具備強度、表面導電性、抗化學性，且需具備優秀的加工性。

另外，現有底盤主要採用鋼板(Steel Sheet)，但若鋼板之厚度較薄則沒有足夠的強度，因此，主要採用1mm以上相對厚的鋼板增加強度。因此，底盤的重量及厚度相對較大，自而限制TFT-LCD整體之輕量化及超薄化。另外，現有底盤在TFT-LCD組裝過程中，對作業者指紋或污染物的對抗性較差。

因此，需要一種適用如下底盤的薄膜電晶體液晶顯示裝置，即在維持高強度之同時，透過具有0.9mm以下的厚度來能夠實現輕量化及超薄化，而且對指紋或污染物的對抗性較好的底盤。

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，其在維持需必備於TFT-LCD的底盤之強度，使底盤具有抗污染性的同時，透過輕量化及超薄化，達到整體TFT-LCD輕量化及超薄化之目的。

為了達到上述目的，本發明之一實施例之薄膜電晶體液晶顯示裝置，包含有：一面板模組，其用以顯示平面影像，此面板模組包含有一背面玻璃基板，背面玻璃基板具備用以透過調節液晶來控制畫素的薄膜電晶體、一前面玻璃基板，其在與上述背面玻璃基板相向的一面具備用於顯示影像的濾色鏡、以及填充於兩張上述玻璃基板之間的液晶；一背光模組，係用以向面板模組照射光線，背光模組包含用於發光的光源以及用於傳遞或擴散自光源產生的光之光學板；一底盤，用以容置背光模組並具有0.5～0.9mm之厚度，底盤包含有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)以及剩餘鐵與其他不可避免的雜質的內部層、形成於內部層外側表面的鋅電鍍層以及形成於鋅電鍍層表面之高分子無鉻防污染層；及頂盤，以圍繞面板模組的前面邊緣及側面之方式，將面板模組固定於背光模組前面。

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1：0.2～0.8之重量比混合自膠矽或氣相二氧化矽中選擇的一種與自環氧丙氧丙基乙氧基矽烷(glycidoxypropylethoxysilane)、氨基丙基乙氧基矽烷(aminopropylethoxysilan)、甲氧基丙基三甲氧基矽烷(methoxypropyltrimethoxysilane)中選擇一種而成的、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；及作為剩餘膠粘劑樹脂的環氧樹脂。

本發明薄膜電晶體液晶顯示裝置的透過底盤的輕量化及超薄化，達到整體產品的輕量化及超薄化之目的。

另外，用於本發明的底盤，雖然厚度薄，但強度高，且透過高分子無鉻防污染層，對產品組裝過程的作業者的指紋或污染物質具有耐污染的特點，而且因不包含鉻而有利於環保。

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進行詳細說明。

「第1圖」係為本發明之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(下稱“TFT-LCD”)，包含有一面板模組110、一背光模組120、一底盤130及一頂盤140。

面板模組110利用自背光模組120照射出之光線顯示平面影像。面板模組110包含有一形成有薄膜電晶體之背面玻璃基板(也稱作TFT基板)、一在與上述背面玻璃基板相向的一面形成有濾色鏡之前面玻璃基板(也稱作濾色基板)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製作為構成畫面的最小單位之畫素。形成於前面玻璃基板之濾色鏡透過將具有紅色(R)、綠色(G)、藍色(B)等顏色之畫素塗佈於玻璃基板上以顯示影像。

背光模組120自面板模組110的後面照射光線。背光模組120包含有光源、反射板、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的方式之正下方型，以及在面板模組的邊緣設置光源並直接照射面板前面的方式之邊緣型。

底盤130用於容置背光模組120。本發明之底盤130，在內部基材的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。底盤130與背光模組120之光源及其他內部電路電連接，自而起到接地(Ground)之作用。

此外，TFT-LCD包含頂盤140，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固定於背光模組120，以防止面板模組110脫離。頂盤140圍繞上述面板模組110的前面邊緣及側面。

「第2圖」係為本發明之底盤的沿厚度方向之剖面圖。

底盤130包含有一內部層210、一鋅電鍍層220及一高分子無鉻防污染層230。

內部層210包含有碳(C)：0.001～0.1%之重量比、矽(Si)：0.002～0.05%之重量比、錳(Mn)：0.28～2.0%之重量比及剩餘鐵與其他不可避免的雜質。

碳(C)用以確保內部層210之強度。優選碳佔內部層全部重量的0.001～0.1%之重量比。若碳不足0.001%之重量比，則不能充分確保內部層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)用於確保內部層210的固溶強化強度。優選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之固溶強化效果，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的強度及加工性。優選錳佔內部層全部重量的0.28～2.0%。若錳不足0.28%之重量比，則難以確保強度及加工性，而若錳之含量超過2.0%之重量比，則可因錳的偏析造成組織不均勻。

內部層210的其他不可避免的雜質，還有磷(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知，在此不再贅述。

鋅電鍍層220形成於上述內部層210之外側面。鋅電鍍層220可以電鍍為10～30g/m2之附著量。作為優選實施例，可以舉出鋅電鍍在硫酸浴中以20g/m2之附著量進行電鍍。

高分子無鉻防污染層230形成於鋅電鍍層220之上。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。

胺類樹脂用於透過交聯形成粘合力。優選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，則透過交聯形成的粘合力不足，而若超過30%之重量比，則將降低加工性。

矽混合物用於提高保存穩定性、粘合性、耐蝕性及加工性。優選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與矽烷的混合物，具體而言，可使用按1：0.2～1：0.8的重量比(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中選擇的矽烷之混合物。若二氧化矽與矽烷的重量比不足1：0.2，則將降低交聯性，而若超過1：0.8，則將降低加工性。

無機溶膠用於提高粘合性與耐蝕性。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。優選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，且降低導電性與加工性。

環氧樹脂起到膠粘劑樹脂的作用，其因可形成緻密的阻膜，對鹽或氧等腐蝕因子的對抗性強，且分子中的羥基對基材的粘合性強，自而具有優秀的耐蝕性及抗化學性。

優選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，則降低底盤形狀的加工性，而若超過1.3g/m2，則因導電性下降，無法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30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的溶液，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，透過水冷或空冷方式進行冷卻。

上述烘乾優選在140～220℃之溫度範圍之內進行。若烘乾在低於140℃溫度下進行，則因不能正常完成樹脂之硬化反應，因此，不能獲得塗層的耐蝕性及其他特性的各種效果。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，將導致塗層的開裂或黃變現象。

優選底盤130的厚度係為0.5～0.9mm。若底盤130的厚度超過0.9mm，則雖有利於上述鋅電鍍層220或高分子無鉻防污染層230的形成，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之厚度不足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，自而降低耐腐蝕性、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，自而使內部層210本身相對變薄，降低強度。

實施例

下面，透過本發明的較佳實施例對本發明的構成及作用進行進一步的詳細說明。但這只是本發明的較佳實施例，而非對本發明的限制。

未在說明說中記載的內容為本領域技術人員能夠自技術上類推出的內容，因此，在此不再贅述。

1、底盤用鋼板的製造

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℃下進行烘乾及冷卻，自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級之比較例具有80%左右的厚度，但其屈服強度(YP)及拉伸強度(TS)具有稍大的值。

3、成型性評價

為了評價成型性，對實施例1～2及比較例中所製造的的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試驗之情況下，其極限值越大其成型性越好，而如表3所示，實施例1之成型性最好。

4、加工性之評價

為了評價加工性，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3a圖」及「第3b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之結果。

參照「第3a圖」及「第3b圖」，可知實施例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、抗寒性及強鹼耐蝕性進行評價。

為了評價耐蝕性，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)。

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

為了評價導電性，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。

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

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

為了評價潤滑性，測量摩擦係數值(良好：0.07～0.09)及摩擦面黑化及白化發生與否(允許值：)。

為了評價抗寒性，觀察是否產生白鏽及是否因樹脂融化暴露鋅層。

為了評價強鹼耐蝕性，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。

參照上述表4，可知實施例1～2顯示出與習知技術使用的比較例幾乎相同的耐蝕性、高溫高濕性、導電性等。

綜上所述，本發明用於TFT-LCD之底盤，較之習知技術具有更薄厚度之同時，顯示出與習知技術相似的機械物理特性、加工性、成型性、耐蝕性等。因此，可實現底盤之輕量化及超薄化之目的，進而達到整體TFT-LCD之輕量化及超薄化之目的。

以上，以本發明之實施例為中心進行了說明，但本領域的技術人員能夠對本發明進行各種變更、變形，但這些變更與變形只要不脫離本發明的範圍就應當屬於本發明。因此，本發明之範圍將應當由下面記載的專利申請保護範圍來進行判斷。

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

第1圖係為本發明TFT-LCD之概略分解之立體圖；第2圖係為本發明之底盤的沿厚度方向之剖面圖；以及第3a圖及第3b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°的U彎曲試驗方法進行彎曲加工試驗之結果。

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，係包含有：一面板模組，係用以顯示平面影像，該面板模組包含有：一背面玻璃基板，係具有用以調節液晶並控制畫素之薄膜電晶體；一前面玻璃基板，係與該背面玻璃基板相向的一面具有用於顯示影像之濾色鏡；以及一液晶，係填充於該背面玻璃基板與該前面玻璃基板之間；一背光模組，係用以向該面板模組照射光線，該背光模組包含有：一光源，係用以發射光線；一光學板，係用以傳輸或擴散自該光源產生之光線；以及一底盤，係用以收納該背光模組並具有0.5~0.9mm之厚度，該底盤包含有：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、以及剩餘為鐵與其他不可避免的雜質；一鋅電鍍層，以10~30g/m2之附著量塗佈，形成於該內部層之外側表面；以及一高分子無鉻防污染層，以0.8~1.3g/m2之附著量塗佈，形成於該鋅電鍍層表面；以及一頂盤。係以圍繞該面板模組之前面邊緣及側面之方式，將該面板模組固定於該背光模組之前面。
2. 如請求項第1項所述之薄膜電晶體液晶顯示裝置，其中該鋅電鍍層在硫酸浴中進行電鍍。
3. 如請求項第1項所述之薄膜電晶體液晶顯示裝置，其中該高分子無鉻防污染層包含有：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、以及其餘為作為膠粘劑樹脂的環氧樹脂。
4. 如請求項第3項所述之薄膜電晶體液晶顯示裝置，其中該矽混合物之中混合有自膠矽或氣相二氧化矽中選擇之二氧化矽，以及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中選擇的矽烷。
5. 如請求項第4項所述之薄膜電晶體液晶顯示裝置，其中該二氧化矽與矽烷以1：0.2~1：0.8之重量比混合。
6. 如請求項第3項所述之薄膜電晶體液晶顯示裝置，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。
7. 如請求項第1項所述之薄膜電晶體液晶顯示裝置，其中該高分子無鉻防污染層在該鋅電鍍層之上以一塗一烘之方式進行塗佈。
8. 如請求項第7項所述之薄膜電晶體液晶顯示裝置，其中該高分子無鉻防污染層係在140~220℃之溫度條件下進行烘乾。
9. 如請求項第1項所述之薄膜電晶體液晶顯示裝置，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%重量比以下之氧以及0.003%重量比以下之氮。
10. 如請求項第9項所述之薄膜電晶體液晶顯示裝置，其中該內部層還包含有0.0075~0.0083%重量比之鈮以及0.0306~0.0310%重量比之鈦。
11. 如請求項第1項所述之薄膜電晶體液晶顯示裝置，其中該底盤與該背光模組之光源電連接。