UV紫外线灯及其在LCD制造过程中的作用

1、UV紫外线灯及其在LCD制造过程中的作用UV紫外线光是一种不可见光，它广泛应用于医疗、电子等行业，在半导体行业特别 是LCD行业更是得到大量的使用。本文从多方面论述UV紫外线光在LCD的整个制造 过程中的作用及其控制点，讲明如何充分利用紫外线光为提高LCD的制造水平和产品质量服务。关键词：紫外线，紫外线光，LCD清洗，光刻，固化，UV固化胶，APR胶版，接触 角，光能量。一、紫外线紫外线光是一种波长范围为1360X10-10m390(X 10-10m的不可见光线。按波长范 围可分为A、B、C三波段和真空紫外线：A波段320nm400nmB波段275320nmC波段200nm275nmV波段-真

2、空紫外线100200nm各种波长范围的紫 外 线光的作用是不同的， 有些是用来杀菌的、 有些是用来清洗的、 有些是用来光刻的、 有些是用来固化的。 紫外线灯按照启动与工作方式可以分为瞬间启动型、 冷阴极型、 热阴极型，而对于同样耗电的情况，瞬间启动型的照射功率最强。另外，灯的照射 功率还随周围及管壁的温度而变化，因此必须控制好紫外线灯周围及管壁的 温度， 以使紫外灯发挥最佳的效果。二、LCD制造过程中UV紫外线的作用在整个液晶显示器LCD的制造过程中，可以说离不开紫外线光，没有紫外线光的使 用，液晶显示器就无法进行生产。下面将对其在LCD生产过程中所起的作用进行详述。1 、在光刻方面：(1)、

3、图形制作：利用365405nm波长(A波段)的紫外线光对涂有光刻胶的ITO 玻璃进行一定时间的照射后， 由于光刻胶吸收了一定的光能量， 发生 了光化学反应， 使光刻胶的性能发生改变，受光部分经过显影液能溶解掉，露出ITO膜，然后用蚀刻液将露出的ITO膜蚀刻掉，从而得到与掩模版完全一致的ITO图形。( 2)、取向膜涂覆版的制作：取向膜涂覆版通常称为APR胶版，其结构如下: 下面是一层橡胶基板，基板上有一层一定厚度的感光材料，上、下贴附一层塑料保 护膜。制版前先将APR版的上、下保护膜撕掉，将菲林版贴在 APR交版的感光材料面上， 并使用真空吸附的方法将菲林与 APR胶版紧紧贴合在一起，然后利用3

4、65nm波长的 紫外光进行一定时间的照射。由于紫外光的作用，受紫外光照射的感光材料层发生 变化，当用特定的冲洗液进行冲洗后， 没受感光部分的感光材料 就被洗出， 从而制 作出APR交版。2、光固化方面 :（1）、UV固化胶的固化 光固化目前主要是在液晶显示器的后制程中得到广泛应用，用于液晶盒的封口和固定PIN管脚。这主要是利用紫外线光照射紫外固化胶，使胶发生化学交联和聚合作 用，达到固化，从而形成牢固的封口及将 PIN管脚牢固地固定。目前使用的紫外光 波长主要是365nm由于UV固化胶具有固化时间快、接着力强、耐热、耐湿等优点，目前已经推广应用到前制程的封边框上。（2）、TOP的UV固化在ST

5、N-ITO玻璃上涂覆绝缘膜SiTi并进行预固化后，TOP层的物质形态为以离子形 式存在的层状疏松结构，硬度很低。采用 UV固化装置对ITO玻璃 上的绝缘膜TOP 层进行良好的紫外光照射，使绝缘膜上含有的聚合体、单体、光聚合剂等感光性材 料吸收了高能量的紫外光后，发生 光集合交联反应 ，使离子 之间发生交联， TOP 层的物质形态变成网状紧密结构，再经过后固化后，其硬度就大大增加，达到降低 后固化的温度和提高表面硬度的目的。3、光清洗与光改质（1）UV光清洗在液晶显示器的制造过程中，对ITO玻璃上的洁净度要求是非常之高的，要生产线 间距和线宽为10叩 的产品，并且保证成品率，对曝光前的涂膜要求是

6、相当之高。 要提高涂膜的效果，首先要保证玻璃是洁净的。在以往的清洗技术（化学清洗和物 理清洗）中，经常很难达到这种洁净度要求。如何提高玻璃表面的洁净度，提高敷 膜的效果呢？目前国外得到广泛使用的是 UV紫外光清洗，它一方面能避免由于使用 有机溶剂造成的污染，同时能够将清洗过程缩短。其工作原理是利用紫外光子对有 机物质所起的光敏氧化作用以达到清洗粘附在物体表面上的有机化合物（碳氢化合物）的目的。在实际应用中，通常是利用一种能产生两种波长的紫外灯，这 种 UV 灯能够产生波长为254nm 185nm的紫外光（通常185nm波长的仅为254nm波长光的 20%）。其工作过程是：大多数有机化合物对其中

7、 254nm 波长的紫外光有较强的吸 收能力，它们在吸收了紫外光之后，分解为离子、游离态原子、受激分子和中性分 子，这即光敏作用。而大气中的氧气在吸收了 波长为185nm的紫外光子后产生臭氧 03和原子氧0,产生的03对254nm波长的紫外光又具有强烈的吸收作用， 在光子的 作用下，臭氧又会分解为氧气和 原子氧0,由于原子氧极其活泼，物体表面上的碳 和氢化合物的光敏分解物在它的氧化作用下化合成可挥发性气体：二氧化碳、氮气 和水蒸气等逸出物体表面， 从而 达到彻底清除粘附在物体表面上的顽固有机物质的 目的。UV清洗的工艺实现过程如下：UV清洗过程在这里，配套使用了反射板，其作用是将 UV灯发出的

8、UV光反射到玻璃基板上，从 而加强玻璃基板受光照的强度。 而在设备实现上， 有三项很重要的因素必须注意 与 控制，这就是：一、要保持玻璃基板到UV灯在一个较小的距离，通常这一间隙须小于 10mm其意 义在于能够提供足够的光照强度，并且可以避免出现光照盲区。二、要保持清洗机内腔体适当的 03浓度，过多过少均不利于达到清洗的最终效果， 通常03浓度是控制在100-130ppm范围内。三、炉腔的温度不能 太高，因此必须注意冷却， 控制好炉腔的工作温度，以防止紫 外光灯因过热而变形或紫外线照射功率的减损。UV灯光强与周围温度的关系 下面是经过UV光清洗与传统清洗后的结果对比： 有关的实验证明，经过化学

9、和物理清洗后，玻璃表面的接触角（衡量物体表面洁净 度的主要参数，是用定量的纯水滴到物体表面， 水滴形成的角度）只能在 50度左 右， 这对于STN产品来说是远远不够的，而再经过紫外光清洗后，接触角可下降到20度以下，能够满足STN产品的工艺要求。（2）、紫外光改质UV改质（紫外光表面质变）是在紫外光清洗的基础上演变过来的，基本原理相同， 但又有差别。其工作原理是利用紫外光照射有机表面，在将有机物分解的同时， 254nm波长的紫外光被物体表面吸收后，将表层的化学结构切断，而大气中的氧气 在吸收了波长为185nm的紫外光子后产生臭氧 03和原子氧0,产生的03对254nm 波长的紫外光又具有强烈的

10、吸收作用，在光子的作用下，臭氧又会分解为氧气和原 子氧 0，由于原子氧极其活泼，这些原子氧会与被切断的表层分子结合，并将之变换成具有高度亲水性的官能基（如-OH, -CHQ -C00H，从而提高表面的可湿性。 由于物体表面上具有这些亲水性的官能基作为中间 层，光刻胶、取向膜等材料通过 这些官能基与物体表面接触，发生化学的结合反应，提高了光刻胶、取向膜等材料 与物体表面的结合力。UV改质工艺实现过程与UV紫外光清洗基本一样。目前在液晶显示器 STN的生产过 程中，主要是用在膜处理技术上， 对于改善膜与膜之间的密接是非常有效的， 如 IT0 膜与感光胶膜层，T0P涂层与PI涂层等等。三、总结从上面可以看到，液