Cell工程工艺简介.ppt

TFT LCDCell工艺简介 钱志刚 6 7 1 Cell工程简介 Cell工程目的 把Array工程制作的TFT基板和彩膜 CF 基板 经过一系列处理后制作成合格的液晶屏 Panel 流到模组 Module 工程 Cell工程主要分为前 中 后三部分 前工程 配向处理 液晶滴下 ODF 真空贴合 切断 贴偏光板 液晶屏基本结构 Cell工艺流程 前工程 中工程 后工程 CellShop布局 2 Cell前工程简介 Cell前工程目的 在TFT和CF基板表面均匀的印刷一层配向膜并固化 通过摩擦处理 使其对液晶分子具有配向控制力 使液晶分子具有正确 稳定的取向 并形成一定的预倾角 Cell前工程的主要任务 形成厚度均一的配向膜基板表面均匀的摩擦处理Cell前工程的主要工序 投入洗净 配向膜印刷 配向膜烧成 摩擦 摩擦后洗净 2 1投入前洗净 投入前洗净目的 除去TFT CF基板上的异物粒子和污染物提高配向膜的印刷性 各种洗净方法比较 洗净原理 UV EUV 洗净 紫外线 UV 使O2生成O3 并进一步分解为具有强氧化性氧自由基 O 使有机物氧化分解达到洗净效果 EUV的原理相同 只是其波长更短 即光子能量更高 产生O的能力更强 因而洗净效果更好 Brush 滚刷 洗净 利用滚刷在一定压入量 压力 的条件下 在基板表面旋转时产生的机械剥离力将异物粒子除去 它针对的主要是大粒径的异物粒子 CJ洗净 CavitationJet HyperMix洗净 基板干燥方法 气刀 AirKnife 干燥 气刀是使用高压干燥空气从狭缝中吹出 将停留在基板表面的纯水除去 经过气刀干燥的基板还需要进一步干燥 IR干燥 利用高温加热 IR 的方式将残留在基板表面的水分彻底除去 IR干燥只能用于除去少量水分 干燥效果与加热温度和时间有关 基板经过IR干燥后需要冷却 一般有冷板 ColdPlate 型和空冷型 洗净效果的评价 投入前洗净设备构成示意图 CF基板 TFT基板 2 2配向膜印刷 配向膜印刷目的 配向膜印刷工艺的目的是在TFT基板及CF基板上均匀的印刷一层可使液晶分子取向的配向材 所使用的配向材为聚酰亚胺 PI Polyimide PI在大面积均匀性 涂覆性 摩擦性 取向控制力 化学稳定性以及对液晶兼容性等方面均优于其它高分子 S1采用方式 配向膜印刷的基本方式 凸版印刷 AniloxRoll表面状态 印刷版表面状态 配向膜印刷工艺管理项目 2 3配向膜烧成 配向膜烧成目的 配向膜印刷之后进行预干燥 配向膜中溶剂成分部分挥发 烧成时基板被加热到更高温度 使溶剂全部挥发 并且配向材固化 亚胺化 形成Polyimide 配向膜形成的一般过程 印刷时 烧成后 S1采用混合型配向材 印刷时 其他类型配向材 烧成设备构成 烧成工艺管理项目 2 4摩擦取向 摩擦处理的目的 1 通过布摩擦配向膜 使配向膜具有配向液晶的能力2 使液晶排列具有预期的预倾角 摩擦处理过程 USCleaner USCleaner 摩擦取向原理 摩擦工艺管理项目 摩擦后洗净目的 除去摩擦工程后基板上的异物及污染物 防止异物不良和配向不良 包括有机污染物 摩擦布 和异物粒子 摩擦布 配向膜残屑 离子性不纯物等 在摩擦洗净工程中 为了保证配向的均一性 必须保证洗净的均一性 2 5摩擦后洗净 IPA与纯水洗净比较 摩擦后洗净工艺管理项目 3 Cell中工程简介 3 1Spacer散布与固着 Spacer散布工程的工艺要求特性 1 散布密度稳定性 中心值 25p mm22 散布的均匀性3 没有Spacer凝集体 Spacer散布工程的目的 为在ARRAY基板和CF基板间形成均匀的盒厚 在CF基板上均匀的散布颗粒状的Spacer Spacer固着工程的目的 为避免Spacer的位置受滴下的液晶流动的影响 通过加热将已散布的Spacer固着在CF基板上 Spacer散布工程的工艺要求特性 1 液晶滴下时Spacer不发生移动2 在工艺过程中基板上不附着USCleaner不可去除的不纯物 Spacer散布原理及装置概要 Spacer固着原理及装置概要 装置构造 3 2Seal 封框胶 涂布 Seal涂布目的 连接CF基板和TFT基板在Seal中混入Spacer 从而有利于控制周边盒厚防止液晶泄漏有利于後工程的切断 Seal涂布的工艺特点 Seal材粘度20Pa S 700Pa S混合Spacer材 3 10um涂布位置精度80um涂布幅宽0 2 0 4mm涂布高度25 50um断面积精度10 最小R描画0 5mm涂布速度MAX150mm s 常用为20 100mm s 基台移动幅度 X方向 330mmY方向 630mm 550mm Seal脱泡 部 直線部 終端部 Seal外观 3 3Ag 银胶 涂布 银胶涂布目的 在TFT基板的配线上涂布Ag胶 使TFT基板与CF基板导通 Seal PI Ag涂布的位置关系 适用于TN型产品IPS型产品不需要转移电极 另一种获得Vcom的方法Seal胶内掺入金球 通过接触孔导通优点 Vcom更均匀 Seal胶 3 4液晶滴下 ODF 目的 为了形成要求的Gap值 在TFT基板上滴下合适的液晶量 主要控制参数 液晶滴下量液晶滴下位置液晶滴下打点数液晶脱泡条件 时间 真空度 LeadTime 液晶滴下 真空贴合 滴下位置稳定性 滴下位置不是最佳位置时 在大气开放时 面内压力差产生 周边Gap不良 滴下量对盒厚 Gap 值影响 IPS 球状 Costmerit 柱状 CF Performance HighContrast Gapuniformity 材料 盒厚 Gap 的控制 盒厚 Gap 的相关因素 1 面内Spacer径 2 Seal内Spacer径 3 液晶量 球状Spacer 柱状Spacer 真空贴合的目的 液晶滴下之后 在真空中将TFT和CF基板 在数 m的精度范围内进行贴合 性能要求 勘合精度 6 m以内Gap精度 Gap均一到达真空度 0 13Pa以下真空到达时间 60秒内达到1Pa以下 120秒内达到0 5以下 3 5真空贴合 真空贴合过程 1 若没有达到要求的真空度 则贴合之后的面板会出现Gap不良 发生气泡 2 排气速度 在液晶脱泡不充分或者排气速度太快的情况下 会导致液晶飞溅出来 若飞溅到seal材上 则会导致seal材接着不良 液晶泄漏 真空排气 液晶飞溅 贴合精度测定 测定方法 专用的Off Line测定装置 在CF与TFT板贴合之后自动进行测定 测定的数据在PC中自动保存 利用画像处理 自动检测能使A B的位置 贴合精度以所测得的Vernier值来表示 B 3 6Seal硬化 Seal硬化目的 1 通过UV及加热对seal进行充分硬化 使真空贴合后的CF及TFT基板通过seal高信赖性的无偏移接着 形成盒厚稳定的液晶屏 2 防止液晶气泡的发生 长时间放置 3 使液晶完全扩散 UV硬化 本硬化 UV硬化原理示意 UV光照射会使a si内产生电子迁移 破坏TFT的Tr特性 故采用MASK遮挡TFT部 本硬化工艺条件特性要求 本硬化温度特性曲线 本硬化炉及温度曲线测定方法 120 60min 4 Cell后工程简介 Cell后工程的主要任务是把贴合后的大基板切断成小块的屏 Panel 把合格的屏贴上偏光板 4 1个片切断 目的 将TFT基板和CF基板贴合后的大型基板按制品尺寸进行上下切断 分割为单块屏 上下切断方式 垂直裂缝产生原理 上下切断方式的优点 高浸透刀片的采用 只划片就能使基板完全断裂 无需裂片 避免裂片时对屏产生的损伤 无大型基板翻转避免翻转时因夹杂异物而对屏产生损伤 刀片结构 由于垂直裂缝在切断后无法被观察到 而它与Ribmark有正比关系因此将Ribmark作为考察垂直裂缝的标准 目的 把使Gate电极和Drain电极短路连接的静电破坏防止回路除去 使Gate电极和Drain电极各自分离独立 液晶屏玻璃端面处理 防止后续工程中出现缺口以及划伤驱动IC等 洗净 干燥 装入料盒进行屏表示检查 4 2研磨 洗净 研磨 洗净设备构成 4 3屏洗净 目的 偏光板帖付前除去屏上付着的异物