工艺技术_液晶材料与技术之lcd工艺技术

液晶材料与技术 9 LCD工艺技术 阵列关键工艺 制屏关键工艺 模组关键工艺 阵列关键工艺 制屏关键工艺 模组关键工艺 Array制程中的几个主要技术 清洗溅射 PVD CVD PECVD 曝光和显影刻蚀工艺 与灰尘做斗争是TFT LCD行业永恒的任务 进入TFT LCD制造车间看到最多的设备就是各式各样的清洗装置有人估计在液晶显示器的整个制备工艺中清洗工艺的工作量占总工作量的30 40 而且随着液晶显示技术的不断进步清洗工艺正发挥着越来越重要的作用 几个纳米的颗粒就会造成膜的表面状态的起伏 微米量级的颗粒就会造成膜的断裂或短路 或者破坏器件的电学特性 玻璃基板表面的任何有机溶剂可能造成膜的脱落和溶解 不仅要消除各种微小颗啦 还要消除各种可能的有机污染 洗净原理及方法 湿式化学清洗 超声波 湿式清洗 干式清洗 刷洗 紫外线照射清洗 高压液体喷淋 二流体喷淋清洗 等离子体清洗 浸泡式超声波清洗法 流水式高频超声波清洗法 超高压微细颗粒水喷射清洗 1 湿式化学清洗所谓湿式化学清洗技术 是以液态酸 碱溶剂与去离子水 之混合液清洗基板表面 并干燥的程序 化学清洗不仅可以有效去除有机物 也可以通过化学反应有效去除金属等无机污染物 但是湿式化学清洗法有时不但不能去除微粒 反而会增加微粒在基板表面附着的可能性 仅仅采用湿式化学清洗还不能完全解决问题 2 涮洗 擦洗 刷洗是利用刷子在基板表面滚动去除微粒及有机薄膜的一种机械清洗方法 清洗溶液一般采用去离子水 加上一些可以降低水的表面张力的清洁剂 在不同工艺阶段的清洗对刷洗的要求是不一样的 刷洗中需要注意的是防止刷毛对基板图形的损伤 刷毛的品质非常重要 在基板成膜以后的清洗中 刷毛最好不要直接接触基板图形表面 刷洗的方法有两种 一种是横向滚刷 即圆滚的轴线平行与玻璃板基所在的平面 另一种是纵向滚刷 即圆滚的轴线是与玻璃板基所在的平面垂直的 使用刷洗方法应注意的是 必须保持刷子经常清洁 防止由于刷子上粘染的污垢把玻璃板基弄脏而造成再污染 一般刷子的使用寿命都不长 使用时间长了还会发生掉毛现象 因此需要定期更换 特别应该注意的是 当玻璃板基上的涂层材质比较松软时 刷洗时容易造成膜层被划伤 因此这时不宜采用刷洗的方法 3 高压液体喷淋是利用高压泵把清洗用水加压到10 30公斤的高压力 再通过喷嘴把高压低流速的水转化成低压高流速的清洗水喷射到玻璃基板的表面进行清洗的 为了扩大清洗面常使用能形成扁平扇形状清洗面的喷嘴 用这种方法可去除玻璃基板上的3 5 m的粒子 用这种方法可对在流水线上运行的玻璃基板进行连续化的在线清洗 对于较小微粒而言 去除效率并不高 一般液体压力达到100psig 1psig的单位是1磅 平方英寸 6894 757N m 2 才可以有效去除微粒 但如此的高压会对基板表面图形产生伤害 TFT LCD设计及制作 4 二流体喷淋清洗将一种高压气态流体与一种液态流体混合后 再通过一种特殊的喷嘴 超音速喷嘴 使高压气体与清洗液形成的液滴 以超过声音在空气中的传播速度 340米 秒 的速度喷出 而把需要清洗的物体放在一个可发生旋转的圆盘上并使它做旋转运动 当从喷嘴中喷射出的液滴喷射到做旋转运动的被清洗物体上时 就会立即崩解并对被清洗物体产生强大的冲击清洗作用 此时清洗液的速度可达到1000米 秒 在被清洗物体上附着的超微小颗粒在双流体清洗液喷射时产生的冲击波作用 被清洗物体表面受到冲击时产生的振动作用 液滴沿被清洗物体表面高速喷射这三种作用的协同作用下而被去除 能取得对粒径在0 1 m的微细颗粒的去除率达到80 以上的效果 TFT LCD设计及制作 流体的主要成分是水 乙醇 氨水 除臭剂 抗静电剂 表面活性剂等 高压气体主要是压缩空气 氮气 N2 蒸气 TFT LCD设计及制作 5 超声波超声波具有很高的能量 它在传媒液体中传播时 把能量传递给传媒质点 传媒质点再将能量传递到清洗对象物表面 将声能转化为机械振动能 造成污垢解离分散 TFT LCD设计及制作 干法清洗与湿法清洗相比 虽然它在玻璃基板上污垢量较大的情况下 清洗效果往往不如湿法 但当湿法使用的药液难以渗透到微米级的细微缝隙中时 或被清除的污垢是有机物时 使用干法清洗会有较好的效果 而且干法清洗具有不需对用过的清洗液进行废液处理 环境负荷小等优点 所以有时要采用干法清洗 或做为湿法清洗工艺中的一个环节使用 以提高清洗效果 干式清洗 TFT LCD设计及制作 干洗技术由于可以有效清除灰尘等微粒子 而且可以节约大量水资源 因而受到重视 目前在液晶显示器制备工艺中使用的干法清洗技术主要有紫外线照射清洗和等离子体清洗两种 TFT LCD设计及制作 1 紫外线照射清洗 UV光清洗 紫外线照射清洗的原理是利用装在石英玻璃管中制成的低压汞灯 在工作时发出的短波紫外光进行清洗的 紫外线具有较高的能量 而且波长越短的紫外光能量越高 当紫外光照射到污垢上时 物质的分子吸收紫外光后会处于高能量的激发状态并可能发生分子内的化学键断裂而分解 紫外线在与空气中氧气作用时 可以把氧气分子激发并转化成化学反应能力比氧气更强的臭氧或活性氧原子 臭氧或活性氧原子在与污垢分子反应时 特别是有机物分子时 就可以将污垢分解成水 二氧化碳等小分子而被除去 所以用紫外线照射被污染的玻璃基板可以达到清洗的效果 TFT LCD设计及制作 但是在采用紫外线照射清洗时应注意它存在的几个问题 一是紫外线照射清洗使用的低压汞灯的寿命有一定限制 一般维持在1000 2000小时左右 所以使用一定时间后就要进行一次更换设备和修整 频繁更换产生的低压汞灯等废弃物会使环境的负荷大大增加 二是随着液晶显示技术的不断进步 玻璃基板的尺寸不断加大处理 速度不断加快 要求紫外线照射清洗使用的设备也要大型化和大幅度提高功率 但这对紫外线照射清洗设备来说是有很大难度的 TFT LCD设计及制作 2 等离子 体 清洗另一种常用的干法清洗技术是等离子 体 清洗 在电场中保持低压状态的一些气态分子在辉光放电的情况下 可以分解出加速运动的电子和解离成带有正 负电荷的原子和分子 这些物质微粒都处于高能量的激发状态 在产生这些物质微粒的过程中还伴随产生紫外线等高能态光线 把以这种形式存在的物质状态称为等离子体 也是物质除了以固态 液态 气态方式存在之外的第四种存在状态 TFT LCD设计及制作 由于在等离子体存在许多高能态的物质 所以当等离子体与玻璃基板上的污垢接触时 这些处于活化状态的物质微粒就会与污垢反应使污垢分子分解而被去除 TFT LCD设计及制作 利用等离子体产生自由基与污染物反应 例如 氧 O2 等离子体可去除光刻胶和细小有机物 氯化氢 HCl 和氩 Ar 混合等离子体用来去除金属污染物 三氟化氮 NF3 氢 H2 及氩 Ar 等离子体可解决各种氧化物污染问题 再以气流将生成物带出反应槽 TFT LCD设计及制作 等离子 体 清洗用于对液晶显示玻璃基板 半导体硅片 电子部件上的有机污垢进行清洗 采用等离子 体 清洗不仅可以有效去除污垢 而且可以大大改变表面的性质 增加表面对加工材料的黏合性能 而且因为可以在生产线上连续快速处理 所以效率比紫外线清洗更高 TFT LCD设计及制作 各种常用的基板清洗方法的比较 洗净设备 整套清洗设备由装料周转盒