Cell工程工艺简介

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20PaS700PaS混合Spacer材：310um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20100mm/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。,SealPIAg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：6m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。,研磨头在