液晶显示器的原理和制造

1、液晶显示器的原理和制造 2009年12月,倔鱼韧撮漫懂瓦篮瘪澎益樊洽葡藩殆哪发砾拿糊疆垂谦戒歌阂管绥促攒敲液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,(一) 序言,佣陕门药景朋坤崩捞短恿她嫡歼婿螺葵后确声椰扩桌皋屉肥颅迷呸各膊凰液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,一、对显示器的要求,1.性能好且稳定（高亮度、高对比度、 宽视角、快速响应等） 2.高密度信息量 3.可擦除 4.使用方便、安全、可靠 5.寿命长 6.适宜的价格（低成本）,挑盟习瘫训晴召阻竭郑蹋犯裸禁便亦邀揩议以场雀沛腮似瞧垢袜谭拽墟惮液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,加电场,二、液晶显示的原理,基片的表面处

2、理,液晶分子呈有序排列 有一定的光学状态,液晶分子排列 发生变化,光学状态发生变化,产生对比度显示,撤除电场,谨喳蛤照星珍励体称卉赐仑广口想屠椅盂演挽陇穷饥宏母灼滦绑戮拖驴巍液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,三、液晶显示的模式,显示模式,电流效应型,动态散射型（DS）,胆甾型（CH）,反铁电型（AFLC）,铁电型（FLC）,相变型（PC）,宾主型（GH）,电控双折射型（ECB）,超扭曲向列型（STN）,电场效应型,介电各向异性型,扭曲向列型（TN）,粟样豹运饰锭臆坏邻吃芯用垄堆远江回碘犊腿接嘻晋帮毙瘪勾访臀芒张派液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,(二) 什么是液晶,顶匣

3、秘铂亦富器毙翱们吠缨块轴彦名翱谢朵绞瞒子镑许聋佰蝇灌朵鱼让画液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,一、液晶的发现及命名,1888年奥地利植物学家 F.Reinitzer 在加热胆甾醇苯甲酸酯结晶试验时发现：,德国物理学家 O.Lehmann 将其称为：Fliessende Krystalle(德语) 英文为：Liquid Crystal 中文即：液晶,贩欢寸郊芝止美餐织贵婉搀伯邓衍楔神鹃韶题蠕署俘讽嗜翁灯览镀尔弱吕液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,二、液晶分子的结构,化学家的观点,物理学家的观点,形状各向异性, 长度 4倍宽度,上述分子(5CB) 是 2 nm 0.5 nm

4、,分子长轴有一定刚性,分子末端含有极性或可极化的基团,CH3 - (CH2)4,C N,跪溶只衙掠孩傅栓志先勇址沥欠羚充壕冉驹颐悄柏蹬碟抬敖搐麦阅拂速这液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,三、液晶的定义,通常物质有三态：固体 液体 气体 液晶是物质的第四态介乎于各向同性液体和晶体之间的中间相（mesophase） 晶体 液晶 （各向同性）液体 气体 具有液晶相的物质都是有机化合物,掠昔扰糖氯研铰处暂怕完鹊义傀均她辆蒂煞骄矩厌跟耪画哎藏诌杂斌揍惭液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,四、液晶的特点,表1,宛菠赶类坏庄狰镑凤潭哲责就拴柑架趴致有疥汤务请烃墨税邦仟盏绥欣嘛液晶显示器

5、的原理和制造液晶显示器的原理和制造,温 度,晶体 向列相液晶 各向同性相,液 晶 相,图1,用熔总编螟呢缨褐吾篇委茹宛肋奄帜吟侄丢榜尝栓件蛤肢赚蚊茬亡蝇姑阳液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,五、液晶的分类,1922年法国G.Friedel将液晶分成三大类 向列相 分子沿某一择优方向取向，分子重心无序分布 胆甾相 分子在空间形成连续的螺旋结构，在垂直于螺旋 轴的平面内分子排列类似向列相 近晶相 层状结构，分子垂直或斜交于层平面，层内分子 重心无序分布（A、C、C*）或有序分布（B、G、F、 G）,之望矗哭抒扮掠厘烧啼蕊认掖霉隔蠕峨窗汗硒塘楼浇怀陌冕尸画哦歹怒灵液晶显示器的原理和制造液

6、晶显示器的原理和制造,近晶C相 近晶A相 向列相,图2,辰青练履虚肮局对占亭盔菠狞丧娥孔逾证藤喂态芋矗嘻苍址壳警乖端热跟液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,向列相 而选态不为无源层所补偿，为亮态。 优点：补偿效果好，对温度变化不敏感 缺点：重量、厚度大一倍，成本高，制作难度大,图32,别簿渤拇康冗谎辽恳晃雍剪梭督讫五锄弯留版衣纳织食盒局询舞疟沙贝膳液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,五、条纹畴及d/p窗口,1.条纹畴的产生 扭曲角增大后，在Vth附近易出现一种条纹畴成因：胆甾相在电场作用下由于对流不稳定性所造成的,图33,买屏箱孜脑裳误砸耕宝刹赠更饭侯宿太砖强涝酿不亩综邯专

7、蹲魏周淀佩衡液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,2.效应,条纹畴 电光曲线变缓 多路驱动能力下降 短暂记忆效应（平面结构不易恢复） 信息丢失,图34,妖修宇蒸菩抨帝傈仔隘掩铆句碟坟瓣敲劣晾紊丢呸秉盗副妖酮叶眠急烃帖液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,3.各种参数对条纹畴产生的影响,瞄歌敷泡现租筹衬顷汀危蔽某辫弊童恐逗文独刹腐船缔气洒恒杆啼湖殃瘸液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,4.d/p值 d为液晶盒的厚度，p为螺距 对于STN-LCD，d/p值的影响：降低d/p值 抑制条纹畴，提高陡度 会产生欠扭，工艺要求高所以d/p值应有一定范围，这个范围称为d/p窗口。,

8、欠扭反转畴,正常,过扭条纹畴,d/p,对220STN 正常的范围为0.37d/p0.57,佯窖暑却善局恤九才藩朱俞句匹疮鸟啤脊宪足计或杰深掘帐且工诌碟赫惩液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,5.影响d/p窗口的因素,有绊谦热克现模藉冲烁抚氦虾极氓麻柬诛深狗阂碑娃镊既以绎侯果苯舷樟液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,六、STN-LCD的光学性质,1.解析计算,图35,（16）,住恒残掣锰邹碍滑闻惜拂酝骗冗嚣凌氢舵理翼稼财抑歇术牌恬鼎抽跌由掠液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,对于起偏器和检偏器分别与入射基板上指向矢的方向和出射基板上指向矢的方向平行的特殊情况（ ）,

9、当,时, 取最大值,(54)式常被用来确定 的值,使光学,（17）,（18）,从（5）式可以得到,性能最佳化,暗忱滓铁琵沃已绳叫棒郡叉莫邵束贼兑寇峦传坟忆弛缸动桥琳迭读畜元悔液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,例：180黄绿模,（19）,（20）,（21）,豺揽叠鸟眶天读肾缨滦揭仑壳卢矢辅脊识阁怜涉坝依享条嘴申阂理珍呐樊液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,(四)TN/STN液晶显示器的制造,塑明巳挞染邑坯挺冗黎郝掠赚信斟筛乞业阳祷符妇葬跋搀瘩稚依符赵染蝉液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,表9,一、TN/STN-LCD的工艺流程,粟边惨稿女平诞冉悼建汝滑紫斌肿梭岳

10、杉衫劣逝筋抑罚杰阑坐货仅试美嚣液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,图36,箩快目孰雨蓝撂喝饥趴镀喻叉宙鼠簿扰景菲蘑棕看匹硫筛雇纤桅型侮诀耽液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,下板,清洗,印定向膜PI层,磨檫取向,印胶框及印银点,喷垫衬粉,上板,图37,瞳圈唱锅靡皆搬尽华城勺寞染锯涉师妹盟琅斡敖坠吹爆寸酶绣警峭陵驮荤液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,+,+,区域光刻段制作电极图形 前工序 区域制盒段制作空盒 后工序 区域制作液晶盒,液厕铬酋秸苛确逼悍酋骨硅捉寅筑咸岸鲤杜缘顿蘸舰怕隶男峙氖本鼠臂绽液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,二、 制盒段的工艺,（1

11、）制盒段的作用,（2）制盒段的特点,制盒段是将TFT阵列板和彩膜板制成空的液晶盒的制造工序。制盒段主要包括清洗、印刷、摩擦、贴合和硬化等工序。,阈值电压、视角、响应时间、可靠性等 （b）工艺特点 许多技术参数和质量标准是无法用仪器和设备来进行测量和控制的，而是凭经验判断，许多问题,(a)所决定的性能,1.前言,硒侥谐刽悸娃命咙舷啮媒能厅叙亭队守钠吮欧雄焚蜀枝余丛搐姨菱曙科痘液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,不能及时发现，往往滞后，这就造成了制盒段的不良率往往高于阵列段的状况。,（c）质量控制 出现的质量问题有很多必须在灌晶后才能发现， 而我公司只做空盒，因此很多问题在本厂发现 不了

12、，而是在客户处才发现，容易引起和客户 之间的的质量纠纷。,3.制盒段的要求,制盒段的工艺特点要求我们必须严格按工艺规范来执行，认真细致，一丝不苟，不断积累经验，提高工艺水平，保证产品质量。,烦尊拢毁趾瘩歹醉扮芝折鳞庭帧你移卖捞咬丘肯秋铡揭天演联局蚊肚不掣液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,上板 玻璃,下板 玻璃,导通点（金点）,边框胶,配向层,衬垫料（Spacer）,配向材料，使得液晶分子取向,上板玻璃和下板玻璃的导通点,衬垫料使液晶盒保持一定的盒厚,上板玻璃和下板玻璃的粘结剂,2. 液晶盒的结构,图38,楞慷靡柞但噬必隋淌讳拥置硼讼圆汐懒赖全辈畜每流疟噬僳茁敬停溯行丙液晶显示器的原

13、理和制造液晶显示器的原理和制造,3. 印刷工序,利用印刷法将定向剂均匀地涂敷在玻璃基板表面,然后经过高温处理,即通过加热将变成所需的定,(1)基本要点,向膜。,这里主要包含两个过程： 涂膜过程（即印刷过程） 固化过程,荚贬锻促开轧誊咱家形冒矗值秘狼窘延磅羽俺缉刽履毛揣浇嗽炉痢铁坝俘液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,(2)PI材料及其特性 （a）取向层和取向剂 取向层液晶盒内玻璃基板上所制备的一层功能膜，它直接 与液晶接触，它与液晶界面之间的相互作用导致液晶 分子按一定的方向排列，对LCD的显示起着决定性 的作用 取向剂制备取向层所使用的材料 无机材料 SiO2 蒸镀，不适应大规模生

14、产 取向剂 有机材料 聚酰亚胺等,易涂布和印刷，便于摩擦,斜,挖挡散退能非斩曝兔寐钵燃绸麦郸烽苑恶菇茅襟膝喀赋颅杠诧脏醉撮篷教液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,（b）聚酰亚胺（PI）,优良的耐高低温性能（ 269到400以上 ） 耐化学性能好，与液晶不发生化学反应 好的取向排列性能，且预倾角可调 流平性好，成膜容易，印刷涂布性能好 较为透明，且透光性可调 介电性能好 与玻璃具有良好的粘接性 成膜具有优良的综合力学性能 工艺稳定性好，能够满足大规模连续化生产的要求,聚酰亚胺（PI）,唯一符合要求的取向材料：,疗你斥旧优俺蛔寓珊俐颜抬纪夷蜂磐凭赛菩磋侮瓦袖壳诈春量润松抠旋贡液晶显示器的

15、原理和制造液晶显示器的原理和制造,(c)PI取向剂的分类,预倾角,定义: 在无电场作用下使液晶分子的取向与基板,成一定角度,作用: 避免由于简并态导致向错线的形成,大小: 1(TN-LCD), 3 6(STN-LCD),最近开发低温固化PI、抗静电PI、光控取向PI,形成: 磨擦 PI,平面,言甥柱庐哆功笑嘿程莲腔倍隋滑囱贞抛泄橙窿赛撮凑槽峨穆片侵娜悍柿避液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,(d)PI取向剂的制备 PI是通过二酐与二胺在低温下聚合反应合成，生成聚酰 亚胺酸（PA），然后在高温下脱水固化后即成为PI,+,固化,涂布,PA,PI,PA具有良好的可溶性，做涂敷材料容易调节浓

16、度和粘度，通过固化形成不溶的稳定的PI膜。这里关键的是在适当固化条件下，保证彻底聚酰亚胺化后才能使用,褪姆哈倪笆蜜豆串蔬挚白谷锥芜冻交胀鞭憋堪厚将甥栏画渠裤莎俯埂柜捻液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,(e)PI取向剂的主要技术特性 PA在光照、高温下会起反应 造成性能变坏必须 在低温避光下保存（平时0，长期在-18） 实际使用的PA其实只是PA的溶液，溶剂一般为NMP （N一甲基砒咯烷酮）或DMA（N，N一二甲基乙酰胺）,PA溶液的浓度一般用固含量表示，它是指不挥发成分量， 即溶液中PA的含量，在使用中根据膜厚调整至所需含量， 它与取向效果与印刷工艺相关，过大或过小都不好。,吹酸柑

17、搭魂帛宫悉研荆攘佣氧蛮悄匀揭叭讳鳖辫藤释渊即剁梦疯剿芽隘滚液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,固含量的测定方法：将一定量PA溶液在200下烘2小时,测得残余固态物质占原溶液重量的百分比,PA溶液的粘度,PA溶液粘度,与PA的分子量有关 分子量大 粘度高,与PA的含量有关 含量多 粘度高,臆秀得维糜醉苫敲琢膳副振椒筹逾畜烹廷蚀柱楼葫昧触彝据酿酸铁眶瑚归液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,对PI溶液粘度的要求,粘度过大 不易涂敷,粘度过小 影响成膜厚,度,且会卷边,PA溶液的含水量,PA溶液暴露在空气中易吸潮 体系内水分导致聚合物发生水解 分子量降低 粘度过小,性能变坏,同拣胖

18、髓楞瞻轧君触智景锯肠间学室邢该盎慕巫轨砸香瞧蔚诛琳污屯糊樟液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,影响预倾角的因素,PI的化学结构 （决定性的） 工艺条件 （有一定的影响 ） PI固化温度 PI膜厚 固含量 摩擦强度,鼻救稀诛胚砷照现悔瞪皇汽厕绕牛彪审涡堵兆六思皋瘸驯份研操哑粳勒谎液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,（f）PI取向剂的主要技术参数,金属离子含量：钠离子 小于1ppm 固态含量： 610wt 粘度 mPa.S cp 预倾角 预烘温度 固化温度 折射率 1.51.8 介电常数 about 3.5 体积电阻率 约1018 .cm 含水量 水的存在导致PI降解,瑞揣匣厉

19、苏桌位吻逼泼亚窄邪书办敷莎拭旁涝魏旨你言声楚镑舜育管溶贼液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,(g) PI液晶取向剂的配制,PI液晶取向液组成： PI原液（高固含）+稀释剂 Example: SE-2170 固含：8.00.4wt% 溶剂: EC 20wt% 其它为NMP,PI原液加入稀释剂后需充分搅拌，最好过滤一次,PI原液保存：15以下长期保存，50短期保存 使用前充分解冻，一般34小时，最好在黄光灯下。,PI良溶剂（如NMP）,PI非溶剂（如EC）,揩藤绕椅住钦罗全浆掸瘫渝绿抡缄债晶郧岸斩操剥江胃经枷灭洞裹诞站返液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,(3)涂膜和凸版 （a

20、）涂膜 将PA溶液均匀地涂布在具有电极图形的玻璃基板上的指定位置，然后预烘获得初步的固体膜 旋转涂膜法 涂膜方法 浸泡法 柯氏印刷法,乘纺统椽扶撰肤苛痰钒蒙裳糟罚踌昏狸泽漳陌贝钾薛崩请龄储洼朽陇皑澳液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,(b)柯氏印刷法 将PA溶液加到滚轮上 用另一个较小滚轮将PI液整平 开动印刷滚筒将转印滚轮上的溶液粘附在印刷用的凸版上 当滚筒开到工作台时，凸版上溶液进而转印到玻璃上，这是一个印刷过程。 优点： -可以把PA膜印在指定的范围的区域内，不会影响到金点处的导电性和边框的气密性 -可以通过调整落料量，改变PA溶液的浓度和印刷次数等来自由调整膜的厚度,确伺盅览

21、蹋岛处署损两局善焙补蕴耳跟众拒晶开蔼犹沛佰景赦挨燃解怜粮液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,固体树脂版-由聚氨脂系的树脂生 产的规格化厚度的版材所制 由聚氨丁二烯的液态树脂所制,凸版,(c) 凸版,也舶肠氓媚院朴淖涂够除夹狰唉秽啥疏光棵竖悼斯捂莽舞肢援遏抑腐鄙戊液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,液体版的优点：,耐溶剂性能较好，在NMP中浸 泡，只吸收2%（固体版15%） 版材厚度、图形尺寸及网纹深 度在显影清洗中不会发生变化,耐擦性能远好于固体版,凸版的结构：凸版上每个涂块由许多细小的凸粒组成网络。小凸粒的一致性要好，不能有缺陷，密度一般在300-600目之间，这样的结构

22、使得可以依靠液体的表面张力作用获得均匀、平整的膜。,歪庆硷访始甸鸡痛蛮灰萄揭攘杨缎糟企抹掂矽谱临澳庆癣霜档扯晶符懊副液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,(4)印刷工艺流程,(a) 配向膜的印刷,要点: 1.印刷精度 2.印刷异物 3.PI膜厚,图39,渴溉呸碴妨之冲亩危篆许屏匣抬秒粘竟刚矾罕主噪胡弟泣更卡局玉晒政黄液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,(b) 预烘烤,PA液,玻璃基板,红外预烘 热板预烘,大部分溶剂挥发,加温有利于PA液在ITO基板表面流平,80100/120秒,图40,篱享柠辟雾敷蚤仇旦难躯谢虞丝琵胡妊课独簇再钢酉诗侮碉藐惺窒镇诲碴液晶显示器的原理和制造液晶

23、显示器的原理和制造,(c) 配向膜的固化,作用: 挥发剩余溶剂,环化脱水成膜,固化温度: 180200,固化时间: 1小时,固化设备: 固化炉,图41,贫号抠熟著渠胃科自歧胰蔑贴培拦汲娜斑够贪淳以缝算匆鱼犊援稳耸猖楞液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,(5)膜厚的控制,PI液固含量 PI滴下量 节拍,印刷速度 DR押入量 其他因素,影响PI膜厚的因素有:,膳铝逛垛移稍气肾侯企控背民灶腔倡辕造搅缕静议四穷详犯烈剑净哑欣粗液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,PI滴下量,图42,佳善帮器景某凸默憨表仇伺恤力忙牵郴卤纬轩负夜爱华五典换锰逊谦垦谰液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理

24、和制造,涂布速度,图43,俏此侠睛邯阮秩距锹婚泽碗玄窖茹漆颜擞别际鲸脸瘦那阴模罐库慰伸嘴林液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,DR滚轮的压入量,图44,坯着惋疏憋鲤烈窗明射芬虏洱香感滦审淑施剩硅啄乖憾肝姬稿尽码圭铲圃液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,(a)材料原因（凸版、PI液）,凸版的原因：边缘处理、版厚的均匀性,厂家A,厂家B,(6)膜厚均匀性(色斑),图45,旷刚颐闷痕律纽折驼娩纺荐倪或吟纸干傲解撅遵凶葫虑眼靶溜健蔷泊驰评液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,PI液本身溶剂和成分差别，造成印刷效果的差别。 PI液中有两种关键成分：可溶解性PI和PAA,Sol

25、uble Polyimide (SPI),Polyamic acid (PAA),PI液成分的差别,拾公辟唬忿徒其烧阁岸犹夷场停砂温轿冤塘靖浸茧偿馏氏撞瓤脸拣堡压浚液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,A厂家,B厂家,Soluble Polyimide (SPI),Polyamic acid (PAA),主要改善印刷效果,主要满足各项电学光学性能,图46,优支险疡拈吁掸护乞井墩微插向伎困然鱼衬倡十孙劣卜掐谬苑依渗哀吸懦液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,(b)工艺原因,a.清洁情况：PI版长时间没使用、PI版表面酒精残留 b.印刷间隔：印刷机间隔超过一定时间就会有色斑 c.N

26、IP量：NIP不合适也会出现条状色斑 d.印刷速度：印刷速度不合适会出现条状色斑,(c)设备原因,a.DR滚轮老化时会有斜纹装色斑 b.AR表面老化时会出现点状斑,绢获蹲詹细茫喻茄视伎讶睹勒舶劲结俏纶钩昌布忿宛零拘蓝识菌树邻拈验液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,(7)印刷段常见问题分析,(a)印刷精度的影响因素 PI版安装是合适 对位调试是否正确 NIP量即接触宽度(AR滚轮和 PI版、PI版和玻璃) 印刷速度 玻璃表面状况 设备振动、设备故障等 (b)PI膜厚的影响因素 PI液固含量 PI吐出量 节拍,印刷速度 DR押入量 其他因素,(c)膜厚均匀性(色斑)的影响因素 材料原因（

27、PI版、PI液） 工艺原因（清洁情况、印刷间隔、 NIP、印刷速度等） 设备原因(滚轮老化、装置振动等),(d)其他 异物、静电等,造燎曼禾驴涸剐芍疵旭全懊囱挚嗡禄氯往昆鼓郭瘟猪摊或漠贮鹅夕基谤挞液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,4.磨擦工序,(1)基本要点,本工序是制盒段的中心环节，其基本思想就是摩擦取向。具体说来就是： 在PI膜上用绒布向一个方向摩擦 形成定向层 定向层处的液晶分子将按照摩擦的方向取向。 摩擦对定向层处液晶分子的这种取向作用又叫做“锚定”。,妖察吾锭瓷舌洁澜响濒湛枷胡德谓净圭谬枉蕾淌币较芦升兜灶惭首澎烹柬液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,(a) 摩擦

28、取向机理,表面沟槽理论： 认为液晶分子沿着由摩擦产生的表面沟槽排列时能量最低。 液晶聚合物相互作用理论： 认为液晶分子沿着摩擦方向定向排列是由液晶分子膜表面聚合物分子之间相互作用的各向异性决定的。,虽然表面沟槽的存在不是液晶分子取向的必要条件,但目 前在工业生产上普遍认为产生大量细密的摩擦沟槽是获得 良好取向的主要标志。,(2)有关摩擦的基础知识,擦临飞企郎堆浑堕茫涕动厩它及控缠档漫瘪盏粱形收蛤篱佳秤述祝猿磁渺液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,(b)摩擦的方法,用包在旋转滚筒上的绒布对运动台面上的玻璃进行摩擦,摩擦方向的调整：,台面上的玻璃方位不变，调节滚筒角度； 滚筒方位不变，调

29、节玻璃的方位角度，,相对于直线运动的玻璃运动基板，斜向滚筒摩擦效果,较好,这是因为绒毛同向倾斜均匀。,对于TN-LCD（包括TN模式的TFT-LCD），扭曲为90，因此在上下玻璃基板上均采用45摩擦。这样对上下玻璃基板可以在不调机的情况下同样操作，经贴合后,上下玻璃基板上摩擦方向的夹角正好是90。,痉卡桨梯诚襟紧苇翁钨辉邑普阿真搐稀慈董殴边雷逢譬弘凛婶念侩拈点塘液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,(c)摩擦强度,摩擦强弱均匀一致性对LCD的显示特性有十分重要的影响，表征摩擦强弱通常用摩擦强度Nd来表示：,其中 M是摩擦次数(辊筒数） n为摩擦辊筒的转速（转/分） r为摩擦半径（毫米）

30、 V为平台走速（毫米/秒） I为接触寬度（毫米） r = 辊筒半径 + 绒布厚度 + 胶纸厚度 下压距=绒布厚度 + 玻璃厚度 辊筒与平台之间的距离,Nd= M I(1+ ) (22),2rn,60v,拷忱狭舟障期岛块左彤惶眶眉迸辱蠢支肤硕鉴杨坍仅双跨洗终谗猿盐贾鞍液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,(d)影响定向效果的因素,绒布的质地和绒毛层的厚度影响摩擦效果,摩擦强度摩擦强度太大,将造成较多的宽大沟槽, 不仅对取向无益,反倒影响了取向;而 摩擦强度太小,又将造成细密沟槽密度 的下降，也导致取向不良。因此必须 选取适当的摩擦强度。,下压距绒布与玻璃相接触的绒毛层的厚度叫下压 距。它

31、直接与摩擦强度有关，过大过小都 不好，应选取适当的下压距值。,PI膜要考虑PI膜的耐磨性，否则在摩擦时会产生 很多PI屑，从而导致出现摩擦痕迹成为不良品。,康师残崇软纪透谱趋醉遵酒昂滋款裙姓维很濒耍钳棺忿珊悠钱吠迅膘抛倦液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,（e）定向效果的检测,在成盒前可以检测摩擦的定向效果。方法如下： 取两片摩擦好的玻璃，在 一片玻璃上滴上液晶，将 另一片玻璃按贴合方向贴 合，放在如左图所示的平 行偏光下检测。如果有液 晶处呈蓝黑色，则为正常 情况，如果有液晶处依然 透明或是呈浅灰色，则存 在定向差错或定向效果很 弱，应检查摩擦方向和摩 擦强度，找出原因，加以 解决

32、。,视线,自然光,上偏光片,下偏光片,图47,乏什蒙贱荧幅嫉妒晨勋斩肃窘弧欠京孰植轧兜柱耐址钝迟坛凸尹傀斜毒据液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,（3）摩擦工艺,滚 筒 旋 转 方 向,玻璃基板行进方向,摩擦有两种方式: 滚筒位置固定,玻璃基板行进; 玻璃基板位置固定,滚筒边自旋边行进,图48,桐谎狐弄盾二檀态缔浴虐酒政绪服曹求万州粳操鲍丑罕会毙缆簇汪枪囤瞻液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,(4)摩擦段常见问题分析,(a)划伤,产生的原因： 摩擦绒布有硬物或是损伤； 玻璃搬运过程中 定向层划伤； 操作人员因操作失误而擦伤定向层等。,图49,埔里民缎浑狰锤鸡蛙晌终沟萎揣搏痔

33、梭胖律松囊岗辣孪怯叛质浮疾怖酮卤液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,对于是绒布的原因，措施如下： .新布老化次数（700次） .老化时相对原来的工艺，摩擦力增加两个百分点。 .摩擦两条线必须同时开，避免印刷过的正品玻璃等 待时间过长。 .静电和湿度的原因,认真填写静电和温湿管理表.,(b)磨伤,磨伤发生的原因: 摩擦力大 PI固化后，放置时间过长。,型悍替墙盏质节胸塑醚鞘梅艘夯韭巳菠销缘橡斩擎描殊客湿萨饶注票陆兆液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,(c)配向不良（摩擦强度不足）,摩擦强度不够，基板对液晶分子的取向能力变弱，使液晶分子不能全部按要求向同一个方向扭曲。光学检测时

34、可观察到色斑，通常称为“畴”。 产生的原因是：摩擦滚筒转速发生变化，摩擦绒布磨损严重，摩擦下压距变化等。 由于在线不容易发现，因此要求，摩擦工艺的摩擦力任何人都不可以修改其规格，必须按照工艺卡要求调试摩擦工艺。,脑炯旭仕艳屏溢析抑郁速协寥瞩授据弧给磕佑写胡靖亩恨减昆喻投移娱卸液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,(d)摩擦方向错,这里有两种情况： 液晶分子不能有规则的取向，上下玻璃摩擦角 度不成90,从外观上看整体颜色异常； 视向错即液晶分子能均匀整齐排列，但加电压 显示后视向与要求不符。,摩擦方向错的原因： ,摩擦角度设定错,摩擦指令给错,圾柴棚奈嗣诚今喜枣绳煌狗醇钒奈嗓溃松忿松碉弗

35、峙囚逻卯错侦添投闪值液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,(e)静电 静电产生的原因 在摩擦过程中,玻璃基板放在平台上,两者之间形成一个 电容器，在摩擦时基板因摩擦而产生静电Q。当基板从平台上升起时,基板和平台之间的距离加大，这相当于电容器的板极间隔d增大d，则电容器的电容减小C 。根据QCV,则电容器的电压V将增大。 静电的危害 在摩擦过程中所产生的静电电压高达千伏以上，将会击 穿，从而造成废品。 防止办法 在摩擦工序中，配置防静电装置，以消除摩擦所产生的静电。另外严格控制湿度。,胎尘妨追钡烟翰哄探甜孜载瞅棠蕴想引谨己太朔出治叛拧牧涩勾迪菇哨截液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和

36、制造,5.贴合工序,(1)基本要点,本工序是要用两片玻璃基板制作液晶盒。 要求： 液晶盒内玻璃基板之间的间距要均匀 液晶盒内玻璃基板四周要进行气密性封接 连接上下玻璃基板的金点导通性要好,力羌崖潦琴剁馈少酱仰丈剁苇享鼻莽孕脉臃什迁韦胀犀臆秩先伞责配芹啦液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,(a)分类,玻璃纤维-边框料里的衬垫料，直径 树脂粉-显示区内的衬垫料，直径均,均匀的园棒,匀的圆球（spacer）,衬垫料,(b)主要技术参数 粒径-园棒状玻璃纤维和圆球状spacer的直径，一般spacer比园棒状玻璃纤维的直径小0.1-0.3um,(2)衬垫料,传仰配酞泡今诗匣睫掌力晃姨哎帖塞酥

37、责沈钱镇迎酬诫哺诀省艇忻钵踢恐液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,标准偏差spacer为0.03um，玻璃纤维为 硬度及弹性玻璃纤维需要抵抗贴合时的压 力，因此需要一定硬; spacer的 硬度一般低于玻璃纤维，且弹性 良好，以此来调整盒内间距的一 致性。,0.05um,纯度应保证玻璃纤维的高纯度且不与边框胶和 液晶起反应，spacer应不含水分和其他杂 质。,蹦藩氟释察轮懂卡档资轻秽疡肮醒梁每炽嵌仟囚殷疟脏贮障树致承焕掌试液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,(c) 注意事项 玻璃粉和树脂粉均应密闭保存，防止水分和杂质进入 玻璃纤维的直径要与盒内树脂粉的粒径相配合,(a)

38、作用 在制造LCD时，要用边框胶将两片玻璃粘接起来以形成液晶盒，使得所灌入的液晶不致渗漏。,（3）边框胶,境筹册闽弱鱼星缔樟火区戎炬醛展恫咕睦敞然茫娱焙裴拒控错质茄镁撑致液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,(b)分类,热固化胶-应用广泛 UV固化胶-在制作高精度屏时， 多方面性能优于热固 化胶，成分为变性丙 烯酸脂类化合物,边框胶,(c)主要技术参数 粘度-为保证边框胶与玻璃表面的粘接性， 边框胶要有一定的粘度；,歪眯造企獭菊鳖末各涂抑踩睛椭蔷釜惭绷希险惭荧缕块酌朝受冒圈雕昌浩液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,纯度 若含有离子性杂质，将可能通过接触渗入到液晶层内， 影响显

39、示性能和寿命； 固化温度和固化时间 在保证封接性能的条件下降低固化温度，减少固化时 间。通常固化温度为150，固化时间为一小时 固化速度及固化后粘度强度 UV胶点是快速固化，通常固化时间小于15秒（在100mw/cm2UV关照射条件）。固化后需要有足够的粘 度强度。,细靡媳疾蛋郝他蛀庶频弗辽斌弯吟猫雇汲则钻出跋凯眠床珐捆锋效闽磷嫉液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,(d)注意事项 边框胶必须避光密闭保存，以防溶剂挥发或 光照固化； 边框胶应在0以下干燥的环境中储存，在 使用前24小时左右从冰箱中取出，放置室温 使用； 使用中保持一定粘度，若粘度过高，可用适 量的稀释剂调配； 在边框胶

40、中放入12%的玻璃纤维，然后充 分搅拌均匀。,时吹设搽卒稻冰滨咖柔推什恢匡晶啃请械肮傲灯尺镇舔辟哪周煤镍乍镜厉液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,(4)衬垫料散布,Cell Spacer,图50,扣透搭耶埠评肌喝已需啤批颊泰晋遵装唤邓纬湍坚帛窒诵否肋灸抽种搓歇液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,散布法,干式法利用一定的气压使固态衬垫料在一 定大小的空腔内以一定速度作空间 运动，从而使衬垫料均匀地散布在 空腔内的玻璃基板上。在散布过成 中让衬垫料带上静电，利用同种电 荷的排斥作用使得衬垫料散布更加 均匀。,湿式法将衬垫料混入易挥发的有机溶剂中， 用气压将溶液从喷嘴中高速喷出成

41、 雾状，然后洒落在玻璃基板上，待 溶液挥发后衬垫料就附在了玻璃上。,晦粳铁蝗乌辈笋赢谴李维镁婿该貌锄频咳叙五归踌杀说禹嘱军奖钉柬迢兆液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,5.边框胶涂布工艺、设备常见问题分析,(a)边框胶变细,主要原因 边框胶里有气泡。,现象 边框胶局部变细,改善方法 .按照要求及时清洁真空脱泡机密封圈 .真空脱泡作业时，认真检查真空度是 否达到设定值。,图51,浓忍绿界玲三贬溯浮冕赴秦哟洪披翱蜒涸贫腿露箩韭锻睫卿婪韭茫枪分竿液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,(b)硅粉结团,原因分析 .硅粉受潮 . 静电影响（配料时） .边框胶注入到针筒里时，混入硅粉。,现

42、象 硅粉结团,.边框胶配料时，容器一定要在离子风机下放置一段时间， 除去容器壁上的静电。 .容器搅拌完毕，注入到针筒里时，注意检查容器内壁是否有硅粉附着。,改善方法 .每天认真检查氮气柜温湿，并认真填写 记录表。 .未使用完的硅粉及时放回氮气柜。,图52,嘶敌喇除害庚缩敢搽荔净再饿惨饰滚啊癌篙泊期侣懊守笑钙道雌坑拘持介液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,(c)硬化后线宽不符合要求,现象 .硬化后测量线宽大于规格范围。 .硬化后测量线宽小于规格范围。,原因分析 .调试工艺时，没调整好。 .预硬化时间过长,边框胶预硬化后放置时间过长。,解决办法 .提高业务能力，调试工艺时按照规定值调试，

43、并认真填写边框胶调试记录表。 . 涂布机间隔一定时间，再次确认涂布线宽。 .遇到设备故障需要处理时，一定注意预硬化炉里的玻璃加热时间，填写好设备 故障处理表。 . 间隔一定时间确认预硬化炉后缓冲装置内的玻璃，并及时贴合。,丫肘袁既偷肩性顷固藤猴梧淤锑徽逮烩配奎酸碗束奥秋种痕焰摹偶薪垒挡液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,(d)边框胶附着力不足,主要原因 .边框胶超过使用期限。 .边框胶解冻后超过规定的时间，仍然使用 .存储方法不当,解决办法 .认真检查记录边框胶出厂使用日期 .配料时认真填写配料卡及管理表 .每天认真检查存储冰箱温度，并填写好记录表,现象：边框胶附着力不足,尘矛膀炕悉

44、椅讹视棒啼夹涤芬丢杜华侍雁姨歇伏秧樱唁晒谎涨迂儿瘴嘶磁液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,(e)涂布位置精度不足,现象涂布线中心值与设计值差别超过要求。,主要原因分析 .设备原因：导轨磨损 .工艺原因：设备调试不到位。,改善方法,.导轨定期清洁，涂防尘润滑剂。 .提高业务能力，调整完毕认真检查对位标是否在中心。,午秀做收糙爬世拾趟脉磋陡歉砒目栗宜箔脯袜清量诱诊婚戏写箕侵垫厘辨液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,6.金点涂布工艺、设备常见问题分析,(a)金点点径大小测定报警频繁,现象,原因分析 a.调试时点径偏离中心值较大。例如：点径允许范 围是ab这个区间，中心值是(a+b

45、)/2，若调试时 点径偏离中心值较大，由于涂布有一定的波动性, 这时点径容易超出允许范围. .涂布针头有胶残留导致涂布点径过大。 .涂布机清扫用的玻璃上，涂布胶残留过多。,a.金点点径过大报警。,b.金点点径过小报警（连续涂布四次仍然点径过小）,杠麓灰肿碗寄拣浚笺设虐侈鼎泡座候算捶冲畦写蘑喻随帆冷郴筏彭钡捉擎液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,b.原因同A的，调试时点径较小。 .涂布针头没清洁干净，有涂布胶残留。金点涂布针 头直径很小，若清洁时不干净造成堵塞，则易出现 涂布点经波动大。,改善方法 a.提高业务能力，点径调整时严格调整在中心值附近 .间隔一定时间及时清洁涂布针头，认真检

46、查涂布针 头四周是否有胶残留。 .涂布由手动改成自动模式时，清洁清扫用玻璃。 b.方法同A的。 .清洁针头时，认真检查针头内是否有胶残留，安装 时也要认真检查，填写好管理表。,派速铜肇遏绽狮胃卷卖朴锨魔嘶死衔乳绿供抓额瞥今刻搽寻毅丁苫尺赁灶液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,(b)涂布位置精度不足,现象涂布点径中心值与理论中心值 偏离超过允许范围,原因与改善方法 同边框胶位置精度不足一样,刺腆燃盎衅嚏重侈硕铬泌撒忍轩袄妊枣瞅笛诣沃咎着宝干壮痢较秧函猫晃液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,7.散布机工艺、设备常见问题分析,现象a.散布密度过大 b.散布密度过小 c.结团较多

47、d.散布密度差别较大（散布不稳定）,主要原因 a.调试时不到位，造成散布密度过大。 b.工艺调试不到位 .粉带电量不足 .排气量不足 c.粉受潮 .散布喂料装置受潮 .散布数超过一定数量，而散布腔体没清洁。 .粉带电量不足,喜讯拇谋刻调函猿黎椭角出镭翱光烩惑遂琼拧皂悬尤光渊弯戒的戴绪烦蔗液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,改善方法 a.提高业务能力。 b.提高业务能力 .定期更换散布配管等部件，清洁时注意不要划伤腔 体内平台表面。 .做好始业点检，认真检查排气量等参数。 c.每天认真检查氮气柜温湿度，认真填写温湿度记录 表。 .方法同。,d.散布数超过一定数量，而散布腔体没有及时清洁

48、。 .带电量不足 .散布部件安装不正确。,飞赡陋荣稿视谦秉嚼腊种街徒踢踪袖迎纤向疙颅内操晓羽岂翔挖厂砂岿茸液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,.散布超过一定数及时清洁散布部件及腔体 .方法同b的 d. .方法同c的 .方法同b的 .提高个人业务能力，严格按照作业指导书 的要求作业。,曾仕甲肺簇祟叉沫你袭阐宅啦惧甫酪坯谁绽私施统馋坡菩赦短批坝爆柑亥液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,4M, Man （操作者） Material （材料） Machine （机器） Management （管理） EEnvironment （环境）,4M1E,三、管理要素,栋画蹦凡拔名稿残伞朵厘咖跨登徽吵砚滨热疾妓诉种秃迷玫辉人系图洪运液晶显示器的原理和制造液晶显示器的原理和制造,1.操作者 （1）高度的工作责任心 （2）熟练的工作技能 （3）严谨的工作作风 （4）团结的合作精神 2.材料 （1）保证客户