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1、第十章CELL工序10.1定向工序10.1.1定向工序的目的 液晶分子本身有彼此相互平行排列的趋势,但是在畴与畴之间它们的取向却不尽相同。在注入液晶盒以后,只有在玻璃内表面经过了一定的表面处理之后,盒内的液晶分子才会形成取向一致的畴,或者有了统一的取向,或者有了不统一的设计取向。表面取向层的第二个作用是使注入的液晶分子在衬底的表面处有一定的预倾角度。在扭曲液晶显示中,预倾角大约在1度,它的作用是防止在外电场的作用下液晶分子向两个相反的方向发生偏转,即所谓的反倾斜。在超扭曲液晶显示中,它的作用还包括防止带状畴的发生。预倾角的大小与扭曲角度的大小有关,可以为28度,甚至10度以上。一般扭曲角度越大

2、,预倾角也越大。实际上在不同的液晶显示方式要求有不同的表面取向处理方法。10.1.2定向工艺的基本原理 TFT定向工艺根据主要功能,通常分为两个部:PI成膜和摩擦两部分。PI成膜部分主要目的是在CF或者TFT玻璃基板之上均匀的形成一层特定图案的PI膜;而摩擦部分功能则在于,使得这一层PI膜具有统一的取向和预倾角。这每部分都有更细的功能划分,如下图所示:定向工序PI成膜摩擦PI前清洗PI印刷PI预固化PI主固化干式超声波清洗旋转对位摩擦10.1.3定向的设备构成和主要性能指标根据以上的基本介绍,在本节内容中我们将对每个功能块的设备分别介绍。10.1.3.1 PI前清洗PI前清洗的作用就是对需要印

3、刷的基板进行事先的清洗,以保证在印刷时的良好效果和高的良品率。清洗前的基板上的污染物,主要来自于ITO膜层、TFT阵列等制备工艺过程,以及玻璃基板的搬运、包装、运输、存储过程。主要的污染物有尘埃粒子、纤维、矿物油和有机油脂等油垢、氧化铝、二氧化硅等无机颗粒、制备加工过程遗留的残留物、水迹、手指印等。随着液晶显示器制备工艺的条件越来越严格,对清除玻璃基板的污染物的要求也越来越苛刻。清洗玻璃基板的目的,一是为了除去污染物避免其对液晶显示器性能造成不良的影响,另一方面也可以起到改善玻璃基板表面性能,增加其与定向工艺中使用的PI材料之间的亲和力,使得两者之间有良好的结合性,从而保证工艺制作的精度,有利

4、于产品的良率和性能。上图显示的是通常的PI前清洗设备的主要构成和工艺过程,每一个组成部分均有很重要的作用,下文将做分别介绍: 1. 刷洗 ( Roll Brush wash)刷洗的主要目的是利用刷子与玻璃基板的之间的摩擦作用来去处污垢。对于基板玻璃上的大于5m的无机物颗粒的去处效果非常好。一般用柔软耐磨的尼龙材料来制作刷洗使用的刷毛,每一根刷毛的直径一般在0.1mm以下。下图是刷洗装置的侧面示意图:在刷洗的过程中我们使用的是水基性的清洗剂,以增加清洗的效果。它一般是碱性的制剂、表面活性剂等成份组成的。2.水洗 (water cleaning)目前水洗过程中,最重要的清洗过程是水气二流体清洗。二

5、流体清洗技术是将一种高压气态流体(通常使用氮气)与一种液态流体(通常为DI水)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,当从喷嘴中喷射出的液滴喷射到运动中的被清洗物体(玻璃基板)上时,附在玻璃基板上的灰尘会被溶解剥离。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二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。该清洗方法对于1m3m的细微颗粒有着极好的去处能力,并能取得对粒径在0.1um的微细颗粒

6、的去除率达到80%以上的效果。针对传统的高压水清洗方式,二流体清洗有其优势。下表列出了二者的差异点:二流体清洗HPMJ(High-Pressure Micro Jet)喷射角度8065喷射距离75mm100mm圧力工厂:常用0.3Mpa/纯水:常用0.3Mpa10Mpa空气流量67L/min(0.3Mpa时)182.5L/min(10Mpa时)流水流量0.67L/min(0.3Mpa时)1.15L/min(10Mpa时)粒子系10100m平均50m1060m平均35m流速40m/s45m/冲击力中心50mm:1910g/中心60mm:2212g/c优点1.初始成本低2.耗水量减少3.Maint

7、enance free1.少数広範囲洗浄可能缺点1.Nozzle 数量比較的多(HPMJ的1.5倍)1.维护成本高2.耗水量高3. Maintenance頻率、消耗部品有二流体清洗技术不仅具有清除微细粒子效果好的优点,而且比一般的DI水喷射清洗用水少得多。一般取得相似的清洗效果只需1/2 1/10的DI水。由于DI水较昂贵,又在清洗成本中占有很大的分量,所以采用这项节水的清洗技术可使清洗成本大大降低。3.红外线干燥(IR OVEN)IR Oven的作用很简单但也非常重要和关键,目的就是为了将经过水洗的基板玻璃完全干燥,避免水汽对后续工艺的影响。4.紫外线照射(Excimer UV)紫外线照射清

8、洗的原理是利用UV灯,在工作时发出的短波紫外线进行清洗。紫外线是具有较高的能量,而且波长越短的紫外线能量越高。当紫外线照射到污垢上时,污垢分子吸收光能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。同时紫外线会使得基板表面的接触角大大降低,这会有利于PI的印刷。下图是Excimer UV与高压汞灯的比较:Excimer UV Lamp(发光波长:172nm)优点 処理中基板的温度在40以下,不需冷却 Lamp可以瞬時/ 电力消耗为低圧水銀灯的1/3 发光波长短,所以获得的能量高缺点 Lamp的价格较高点灯中低压水银Lamp(发光波长:185,254nm)优点 Lamp的价格低缺点 処

9、理中基板的温度高,一般大于100 処理后,需要冷却过程 Lamp不能在短时间内开启5.冷却(cooling)虽然经过E-UV的玻璃基板的温度通常在40左右,但是对于PI的印刷仍然是不利的,故仍然需要冷却工艺。经过冷却工艺的处理,基板温度下降到一个合适的温度即可。冷却工艺较为简单,主要是利用CDA或者氮气进行风冷。虽然简单,但是对于CDA或者氮气、以及设备本身仍然有着较高的要求,因为此时的基板已经完成清洗,冷却工艺不可以造成二次污染。所以对于CDA或者氮气和设备的洁净度要求很高,通常设备内部的洁净度要求要达到10级。10.1.3.2 PI印刷PI印刷目的就是,在基板上的形成所需要的PI层。目前常

10、用的方式是借鉴了印刷业的印刷方式,采用柔性印刷版转印的方式印刷,柔性印刷版上为我们所需要的图形。但是液晶显示业所需要的印刷精度大大的高与印刷业。以下是常见的印刷模式的工艺过程:印刷步骤一:将PI液滴在Anilox Roll 上。Anilox Roll的表面目前常见的是陶瓷材质的,表面结构如下图所示:印刷步骤二:Scraper将Anilox Roll上的PI液整平。印刷步骤三:APR板上的圆型凸出物将Anilox Rool凹槽内PI挤压出来并带走。APR板表面放大图如下:印刷步骤四:将APR 板上PI均匀转印到基板上,提供液晶配向层。 目前常见的有两种展色方式:一是Doctor Roll,一种是

11、Scraper,下图是两者的结构比较:Scraper两者的主要区别在于,Doctor Roll能够获得比Scraper更好的展色效果,使得最终的PI膜更加均匀,但是Doctor Roll在运行过程中,PI的消耗量是Scraper方式的两倍以上。由于在大型TFT基板生产中使用Doctor Roll,PI消耗成本更高,环境影响更大。所以人们一直在努力改进Scraper的展色效果和使用寿命。目前在4.5G的TFT生产线中,使用Scraper的效果已经可以为人们所接受,成本和品质相对于Doctor Roll找到了更好的平衡点。下图是5GTFT生产线的设备图样:10.1.3.3 PI预固化&主固化PI印

12、刷完成之后,溶剂尚未挥发完,PI分子仍然是聚酰亚胺酸,尚未形成我们所需要的聚酰亚胺之聚合物。PI预固化和主固化的作用是为了挥发溶剂并形成聚酰亚胺聚合膜。预固化和主固化作用也有区别。其中预固化的作用主要在于使得溶剂均匀的挥发,而主固化的作用在于使聚酰亚胺酸完成到聚酰亚胺的转变。两者的工作温度不同,预固化通常工作在80120,而主固化温度通常在200250左右。两者的结构类似,均是以IR热板加热基板玻璃。热板表面温度均匀性很重要,直接影响固化后PI膜的均匀性,通常预固化炉热板温度的差异范围要求小于2,主固化炉热板温度的差异范围要求小于10。下图是主固化炉的结构简图:当热板的温度均匀性良好时,基板温

13、度才能够获得均匀的加热,面内的PI膜的各项特性才能趋于一致。下图面的图表是G7.5TFT生产线热板和基板温度实际的量测数据:热板表面温度分布玻璃表面温度分布从以上的数据可以看出基板的温度和热板温度的不均匀保持了高度的一致性。但是在加热过程中我们不仅仅需要保证面内温度的均匀性,同样需要保证在整个加热过程中,温度的均匀性,这样才能够获得均一特性的PI膜。下图是在温度随时间的变化数据图:10.1.3.3 摩擦工艺摩擦工艺的三个部分:USC清洗、对位、摩擦。USC清洗主要目的是利用超声波清洗机对基板上的尘埃颗粒进行去除,其原理我们就不在这里介绍了。对位的部分原理相信大家也不需要介绍了,其目的是根据视向

14、的要求,调整基板的方向。我们重点介绍摩擦部分。摩擦工艺的目的是在已经印刷并固化完成的PI膜之上,使用摩擦布进行摩擦,使得PI膜表面形成均匀的取向能力。下图是PI膜在摩擦前后在电子显微镜下的对比图:摩擦的原理非常的简单,纯属物理过程,依靠的就是摩擦布上的绒毛高速在PI上摩擦完成的。摩擦布贴敷在摩擦轮之上,并旋转到一定的角度,由电机带动高速旋转,平台载着玻璃,由摩擦轮之下经过,即完成了摩擦工艺的过程。下图是摩擦机的结构示意图:摩擦轮旋转和驱动的机构基板玻璃载玻平台已经贴敷了摩擦布的摩擦轮大家从以上的介绍可以看出,摩擦工艺原理虽然简单,但是要想在整个玻璃基板之上形成均匀的和合乎要求的摩擦效果,使困难

15、的,对整个机械设备的精度要求很高。首先平台在运行的过程中要保证绝对的匀速和平稳,任何微弱的震动就会导致不良品的产生。同样摩擦轮的转速和平稳度要求也是同样的高。不仅如此,摩擦工艺对尘埃颗粒的要求也很严格,可以想象基板玻璃之上如果存在颗粒,在摩擦的时候一定会造成PI的划伤,轻则区域性不良,重则整片报废。这也正是每片玻璃在摩擦之前必须经过USC清洗的原因。10.1.4定向工序的主要工艺参数和工艺质量评价定向工艺的参数很多,许多参数之间是相互影响并相互制约的,往往是顾此失彼,所以需要在其中找一个平衡点,来达到品质的提升和稳定。我们在此处只是介绍直接对工艺质量评价有重大意义和影响的工艺参数。10.1.4

16、.1 清洗机的评价的标准就是清洗的效果,以量化的形式来看主要就是两个参数:粒子残留量和接触角大小。通常我们要求在经过清洗后要求基板玻璃之上残留微粒数量小于250pcs(1m)。接触角直接影响PI的印刷性,故要求通常比较高,清洗后接触角小于10。下图就是接触角的量测示意图:10.1.4.2 PI膜印刷&预固化&主固化主要工艺参数如下:1.膜厚(预烘后):50010002.膜厚不均匀性: 5%3.位置精度:0.3mm4.对位偏差: 0.055.平台上下调节:利用高度调节柱(范围:0.1mm2.0mm)6.平台调节精度: 0.01mm7.平台平整度: 20m (安装后)8.PI材料平均耗用量: 4c

17、c/pcs9.印刷区域: 710W900L()10.预固化温度:常温12011.温度不均匀性 (基板): 112.主固化炉最高设定温度:27013.主固化炉温度不均匀性: 314.基板冷却到的温度: 4010.1.4.2 摩擦工艺主要工艺参数如下:1.摩擦轮振动幅度:15m2.工作台平整度:15m3.摩擦轮表面光洁度:10m4.摩擦轮对工作台的间距精度:25m5.工作台移动精度:1mm6.运行时平台与摩擦轮之间的平行度:20m7.平台移动速度10700mm/sec(速度精度:0.5%)8.摩擦轮角度:+46 -46, 精度:0.059.自动测量基板厚度,并根据测定数据修正摩擦轮的位置精度:0.

18、001mm10.当倾斜剥离Pin-up时间是10秒以上时,静电量:300V;当倾斜剥离Pin-up时间在8秒以下时,静电量:500V。11.基板旋转精度:0.112.基板对位精度:1 mm10.1.5PI材料介绍液晶显示的表面取向材料最常见的就是PI。最初采用PI是因为它的高温性能良好,其实它在涂敷性能、机械耐磨擦性能、化学稳定性等各方面也是相当的不错。PI的英文是Polyimide,即聚酰亚胺。属于有机高分子材料。在形成PI膜之前其实应称其为PIA才正确,英文为Polyimide Acid,即聚酰亚胺酸。聚酰亚胺酸具有良好的溶解性,因此可以通过调整浓度和黏度来是适应不同的工艺条件。经过高温固

19、化,分子聚合反应后才会形成PI膜,以下是典型的一个PI膜形成过程示意图:关于PI的配向机理,目前仍任由不同的解释。通常为人们【接受的一种解释是:最小势能配向原理的解释。该原理认为经过摩擦后的PI表面形成一定的沟槽,当液晶分子沿着这些沟槽排列时,方能获得最小的势能,即可获得稳定的状态。势能较大 势能最小由于PI特性直接影响最终的显示效果,所以对于PI的特性我们有着严格的要求,通常我们关心一下PI特性:1. 印刷行良好,即要求PI液材料利于实现印刷工艺。2. 与ITO有良好的接着性,如果接着性不好,容易出现所谓的印刷针孔 (PIN hole)。3. 固化后PI膜的硬度在3H左右4. 对液晶和框胶的

20、化学稳定性良好5. 耐热性良好,通常要求灰化温度在400以上6. 配向能力良好7. 杂质含量低8. 透明度高9. 绝缘性能良好10. 不易产生静电,因为摩擦工艺会使得PI产生大量的静电,静电过大时会使得TFT烧毁,因此要求PI尽可能的少产生静电。11. 电压保持率高(VHR大于98%),更高的电压保持率有利于显示品质的提升。12. 低电压残留。电压残留是TFT显示器产生残留影像的重要原因,降低电压残留值可以有效的改善残留影像的不良现象。13. 高信赖性,目前TFT显示器的应用范围越来越广泛,一些特定的应用环境越来越严酷,所以高的信赖性是必不可少的。14. 较低的固化温度。由于彩色滤光膜(C/F

21、)所能够承受的温度较低,一般是250,所以固化温度通常要小于250,并且较低的固化温度可以实现节能、加快设备运行节拍的、提高生产效率的作用。10.1.6摩擦布介绍目前摩擦布从原料来区分,可以分为两种摩擦布一种是棉纤维的(Cotton),一种是人造纤维的(Nylon )。下图是摩擦布的结构示意:基 布摩擦绒毛 上图是人造纤维 (Nylon )摩擦布的织布法,摩擦绒毛成W形,所以叫W形织法。通常棉纤维则使用V形织法。关于摩擦布我们通常关心它的的几个参数是:1. 摩擦布绒毛的长度,通常毛长在12.3mm之间(基布的厚度通常是0.5mm),但是在同一摩擦布的范围内,绒毛的长度的均一性要求相当的严格,通

22、常误差要求小于0.1mm。这是因为如果毛长不均匀,则摩擦是PI膜获得的摩擦强度也就不一致,最终导致显示的不均匀。2. 摩擦布材质,不同的摩擦布材质的摩擦效果是不一致的,所以无论是使用棉纤维(Cotton)或者是人造纤维(Nylon )的摩擦布,均需要根据实际调整摩擦机的参数设定。3. 摩擦绒毛的密度和纤维直径,和关心绒毛的长度同样,绒毛的密度不同摩擦强度也是不同的,我们可以根据工艺需求调整绒毛的密度,以获得最佳的摩擦效果。下图是目前摩擦布常用的制造方式:切 割基 布双层织布法织布目前世界上TFT显示屏使用的摩擦布基本都是由日本扬原织物生产的,吉川等公司只是完成切割和销售的工作。以下是扬原织物提

23、供的摩擦布生产线的照片:倒丝切丝吊染荒卷撚丝自动调色染液涂布织布干燥吊染10.2 ODF及固化制盒工序的目的(1) 形成符合设计规格的均一的液晶盒。(2) 实现TFT和CF高精度的对位。(3) 实现Seal胶的固化,保证液晶屏的密封性。(4) 对液晶进行再配向。10.2.1 ODF和固化制盒技术的发展及工艺的基本原理(1) ODF和固化制盒技术的发展ODF技术经过长时间的开发,在第5代的TFT生产线上成功应用于量产,也正是因为ODF技术的成熟,成就了超5代生产线正以惊人的速度发展。ODF技术与传统的液晶注入技术相比有以下优点:a. 工序减少将近一半,并使得生产时间大大缩短,特别是在生产大尺寸的

24、液晶屏的时候。同时生产时间的缩短,能够及时发现不良,防止大批量的不良发生,同时降低了成本。b. 初期的设备和动力投入降低。工序减少了,也减少了很多设备的购买,同时洁净房的面积也能减少。c. 液晶利用率大大提高,甚至能达到90%的利用率。d. 利用均匀的大气压,能够在真空贴合后形成狭窄均匀的液晶盒厚。(2) ODF技术的基本原理ODF固化制盒技术是通过在真空中,把涂布有封框胶、滴有高精度量液晶的基板和均匀散布有Spacer的基板,通过高精度的对位后贴合在一起后,再经过UV照射和加热硬化封框胶的一项制盒技术。 (3) ODF技术的重点和难点 a. 液晶量滴下量的计算和滴下量精度的控制。 b. 由于

25、封框胶是固化前就有可能与液晶接触,要求框胶和液晶之间不能有相溶反应发生,即必须开发和采用ODF专用的封框胶。 c. 液晶在真空贴合时,受到大气压的挤压扩散,会对散布在玻璃基板上的Spacer造成冲击,要求Spacer要有较强的固着力,即必须开发和采用ODF专用的Spacer材。 d. CF和TFT基板要在真空中进行对位和贴合,基板的保持不能通过真空吸附实现,必须开发新的基板吸着保持技术。10.2.2 ODF和固化制盒工序的设备构成和主要性能指标 10.2.2.1 ODF工序的设备构成 如上图所示,ODF工序的设备构成包括Seal Dis.(封框胶涂布机)、LC Dis.(液晶滴下)、Space

26、r Spray(垫料散布机)、Spacer Cure(垫料固着炉)、Short Dis.(导通胶涂布机)、Vacuum Aligner(真空贴合机)、UV Cure(UV硬化机)、Seal Oven(封框胶固化炉)。 10.2.2.2 ODF工序设备主要性能指标。 10.2.2.2.1 Seal/Short Dis.(封框胶涂布机)的原理和主要性能指标 (1) Seal/Short Dis.a. Seal Dis. 的目的是为了使TFT基板和 CF基板紧密粘合,并构成均一盒厚,在Seal中添加Seal内Spacer。b. Short Dis.为导通 TFT 基板和 CF基板的COM电位,在Tr

27、ansfer Pad上涂布混入有导电金球(Au Ball)的点。(2) Seal胶和Seal内Spacer(Short Dis.为导电金球)经过调和并真空脱泡后填充进如右图所示的Syringe中。涂布时,Seal在一定氮气压力下通过与基板有固定Gap的Nozzle涂布在玻璃基板上。Nozzle的高度由在Nozzle前进方向的Gap sensor进行实时测定,并由控制PC进行实时校正,以确保涂布量的均匀性。 (3) 主要性能参数包括:适用Seal材的粘度范围为2000500000CPS,涂布位置精度:80um,涂布幅宽精度:15%,涂布高度精度:15%。10.2.2.2.2 LC Dis. (液

28、晶滴下机)的原理和主要性能指标。(1) LC Dis.的目的是为形成目标 Cell Gap,在下基板 上滴下合适的高精度的液晶量。(2) LC Dis.中对液晶吐出和滴下量控制的系统MPP的工作原理如右图所示。首先阀门处于原点,然后阀门切换至填充位置,即导通液晶瓶和Syringe,活塞运动,将瓶里的液晶抽至Syringe中。接着阀门切换至Drop位置,即导通Nozzle和Syringe,活塞在精确的步进马达控制下运动一滴液晶量对应的行程,并滴出一滴液晶,完成一个工作循环。滴一滴液晶量需要的活塞移动量可以在生产前通过对滴出的液晶量进行称量后进行调整得出。(3) LC Dis.的主要性能参数包括:

29、液晶滴下量范围和液晶滴下量的精度。10.2.2.2.3 Spacer Spray & Spacer Cure(垫料散布和固着)的原理和主要性能指标 (1) 垫料散布和固着的目的是将Spacer均匀的散布于玻璃基板上并加热让其固着在基板上,以确保形成均一的液晶盒厚。 (2) 上图所示,左边为控制Spacer散布量的Feeder,Spacer开封后从投入口放入Feeder中,通过回转装置Spacer被送至压送管口。通过调整管口和Roller的间距可以达到调整散布密度的效果。被压送出去的Spacer在SUS配管中受高速气流的作用,与管壁发生碰撞并带相同极性的静电,充分的分散开,防止结团的情况发生(如

30、上图中间的SUS配管断面图所示)。最后Spacer通过上图中右边的散布腔室上部的Nozzle经过“Z”字走行轨迹均匀地散布到玻璃基板上。散布好Spacer的基板经过去除结团装置后,进行Spacer散布密度和散布均匀性的检查,检查结果合格的基板才能送入Spacer固着炉进行加热固着。 (3) Spacer spray的主要性能参数包括散布密度和散布均匀性。10.2.2.2.4 Vacuum Alignment System(真空贴合机)的原理和主要性能指标。 (1) 真空贴合是将滴有液晶的基板和散布有Spacer的基板在真空中经过对位后贴合在一起。(2) 上图为日立的VAS-900真空贴合机的机

31、构原理图。首先上下基板通过机械手臂送入装置,并分别由上下基板台吸着保持住。然后真空腔室关闭,上基板台静电吸盘加电压,开始抽真空。接着进行粗对位,粗对位完成后,进行微对位。微对位完成后,上基板台下降进行贴合,贴合时压力的控制由装置的Load cell来控制,一旦压力到达后,关闭上基板台静电吸盘的电压,进行大气开放。最后进行UV点照射,以防止在搬送过程中发生基板的错位。这样就完成的真空贴合过程。(3) 真空贴合的主要性能参数包括:真空度,Load Cell压力,上下基板台平行度,上基板台静电吸着电压。10.2.2.2.4 UV Cure 和 Seal Cure(UV硬化和封框胶热固化)的原理和主要

32、性能指标。 (1) UV硬化和封框胶热固化的目的是对封框胶Seal进行固化,保证密封性及CF和TFT玻璃基板的粘接强度。(2) UV硬化时采用的UV光会对液晶、配向膜、TFT产生不良影响,所以在照射时需要在制品基板和UV光之间加UV Mask,目的是保护液晶屏表示区域不受UV光的照射,只在Seal的部分留开口,让UV光通过。封框胶热固化是将基板加热到封框胶的固化温度,同时让液晶超过清亮点,从而达到封框胶热固化和液晶再配像的双重目的。具体的装置结构原理图如下图所示。 (3)UV硬化和封框胶热固化的主要性能指标包括UV照度和照度均匀性的控制、热固化温度和温度的均匀性。10.2.2.2.5 下面用图

33、表的方式对上面所述内容进行总结说明。序号工序示意图主要性能指标1Seal Dis.封框胶涂布液晶液晶下基板液晶液晶下基板a. 适用Seal材的粘度范围:2000500000CPSb. 涂布位置精度:80umc. 涂布幅宽精度:15%d. 涂布高度精度:15%2LC Dis.液晶滴下a. 滴下量范围:0.56mgb. 滴下量精度:1.0%3Spacer Spay垫料散布a. 散布密度:b. 散布均一性cv%:4Spacer Cure垫料固着a. 温度均一性:3序号工序示意图主要性能指标5Short Dis.a. 适用Seal材的粘度范围:2000500000CPSb. 涂布位置精度:80umc.

34、 涂布幅宽精度:15%d. 涂布高度精度:15%6VacuumAssemblySystem真空贴合a. 贴合对位精度:1.0umb. 真空度:1.0Pac. 定盘平行度:138mw/cm2b. 积算光量:10000mJc. 照度均一性:20%8Seal Cure框胶热硬化a. 温度均一性:310.2.3 ODF和固化制盒工序的主要工艺参数和工艺质量评价序号工序工作原理主要工艺参数工艺质量评价1Seal Dis.框胶涂布利用一定的氮气压力,将Seal从Nozzle吐出。Nozzle随机台和Head按一定的速度移动,均匀的涂布于基板上。a. 氮气压力b. Nozzle径c. 涂布速度d. Nozz

35、le和基板的间距e. 始终端条件f. 拐角条件a. 涂布断面积b. 位置精度c. 最终Seal幅d. 液晶泄露2LC Dis.液晶滴下 通过溶剂马达,将高精度的液晶量滴于基板上。a. 液晶量a. 液晶滴下精度b. Cell Gapc. 真空气泡d. Gap Mura序号工序工作原理主要工艺参数工艺质量评价3Spacer Spay垫料散布 Feeder系统供给和控制Spacer的散布量,Spacer经过带电处理,均匀喷洒到基板上a. Feeder条件b. SUS配管带电量c. 室腔带电量d. 氮气压力a. 散布密度b. 散布CV值c. 真空气泡d. 重力Mura4Spacer Cure垫料固着

36、通过对基板进行加热,让Spacer表面处理层溶化,将Spacer固定于基板表面。a. 固着温度a. Cell Gap 均一性b. Gap Mura5Short Dis.利用一定的氮气压力,将Seal从Nozzle吐出。Nozzle随机台和Head按一定的速度移动,均匀的涂布于基板上。a. 氮气压力b. Nozzle径c. 涂布时间d. Nozzle和基板的间距a. 涂布断面积b. 位置精度c. 最终Pad径6VacuumAssemblySystem真空贴合 在真空中通过静电吸盘(LVC)保持基板,经过对位后,将基板贴合在一起。a. 真空度b. Load Cellc. Offsetd. LVC电

37、压a. 对位精度b. 气泡7UV CureUV硬化 对基板进行UV光照射,从而达到Seal UV光硬化的目的。a. UV照度b. UV照射时间c. UV积算光量a. 周边配向异常b. 液晶泄露8Seal Cure框胶热硬化 对贴合好基板进行加热处理,从而达到Seal热硬化的目的。a. 硬化温度b. 硬化时间a. 配向明点b. 温度曲线10.2.4 ODF工艺的主要材料特性和工艺评估序号材料名称主要特性工艺评估1Spacer垫料a. 固着力b. 强度c. 复原率d. 粒径均一性e. Ion含量f. 抽出水的电导率g. 挥发性a. 散布性b. Gap Murac. 信赖性HHBTd. 信赖性CFT

38、e. 信赖性物理冲击f. 信赖性冷热冲击序号材料名称主要特性工艺评估2Sealanta. 粘度b. 接着强度c. 硬度d. 抽出水的电导率e. 耐湿性f. Ion含量a. 涂布性b. 信赖性HHBTc. 信赖性CFTd. 信赖性物理冲击3Silica Balla. 粒径均一性b. Ion含量c. 硬度d. 和Seal的调和性a. 信赖性HHBTb. 信赖性CFTc. 周边Gap Murad. 和Seal的调和性4Au Balla. 粒径均一性b. 导电性c. 硬度d. Ion含量e. 和Seal的调和性a. 导电性b. 信赖性HHBTc. 信赖性CFTd. 周边Gap Murae. 和Seal

39、的调和性目录10.3切割工序10.3.1切割工序的目的10.3.2切割工艺的基本原理10.3.3切割工艺的设备构成和主要性能指标10.3.4切割工艺的主要工艺参数和工艺质量评价10.4磨边、清洗、贴片、加压消泡工序10.4.1整体流程介绍10.4.2磨边介绍10.4.2.1 磨边目的10.4.2.2 磨边基本原理10.4.2.3设备构成和主要性能指标10.4.2.4 磨边主要工艺参数和工艺质量评价10.4.3清洗、贴片介绍10.4.3.1连线清洗贴片介绍10.4.3.1.1清洗工序10.4.3.1.1.1清洗目的10.4.3.1.1.2 清洗工序原理: 10.4.3.1.1.3 清洗工序要求1

40、0.4.3.1.1.4 清洗设备构成10.4.3.1.1.5 主要性能指标10.4.3.1.2贴片工序10.4.3.1.2.1 贴片工序目的10.4.3.1.2.2 贴片工序原理10.4.3.1.2.3 贴片设备构成和性能指标10.4.3.1.2.4 贴片主要工艺参数10.4.3.2独立清洗、贴片设备介绍10.4.3.2.1浸入式清洗机10.4.3.2.1.1清洗目的10.4.3.2.1.2清洗原理10.4.3.2.1.3清洗设备构成和主要性能指标10.4.3.2.1.4清洗主要工艺参数和工艺质量评价10.4.3.2.1.5工艺生产所需的材料特性和工艺评估10.4.3.2.2 自动贴片机10.

41、4.3.2.2.1 贴片目的10.4.3.2.2.2 贴片原理10.4.3.2.2.3 贴片设备构成和主要性能指标10.4.3.2.2.4贴片主要工艺参数和工艺质量评价10.4.4贴片返工介绍10.4.4.1 偏光片返工目的10.4.4.2主要组成10.4.3.3 返工线流程10.4.5 加压消泡介绍10.4.5.1 加压消泡目的10.4.5.2 加压消泡原理10.4.5.3 加压消泡设备构成和主要性能指标10.4.5.4 加压消泡主要工艺参数和工艺质量评价内容:10.3切割工序10.3.1切割工序的目的 液晶面板生产过程中,会在母板上形成很多液晶盒,切割工艺的目的是将贴合固化好的玻璃基板组,

42、分离成具有最终所需要的尺寸的单个液晶盒。10.3.2切割工艺的基本原理利用高渗透刀轮以一定的压力和速度切割玻璃基板,高渗透刀轮进入玻璃后使玻璃产生裂纹,开始部位由于玻璃压缩力的作用产生肋状裂纹(Rib Mark),然后在玻璃内部张力作用下裂纹向下延伸产生平直的垂直裂纹(Median Crack)和水平裂纹(Lateral Crack),垂直裂纹生长到基板厚度的80%90%,使玻璃断裂。 10.3.3切割工艺的设备构成和主要性能指标MDI MPL1300LC In-line切割机 该设备主要用于4.5代液晶显示面板(730920mm)的快速高精度切割,把基板切割成四分之一或六分之一面板。设备通过

43、机械臂实现自动上料,并通过标记自动对位,节距信息输入及刀头条件的程序化设定,实现自动操作能力。 该设备主要由Robot Loader,MSB1部分,旋转平台,MSB2部分,上下刀头切割机构,输出传送带等构成。MPL1300LC主要性能指标:对应基板尺寸:730mm 920mm切割方式:上下刀头同时切割使用刀轮类型:高渗透免裂片刀轮(Penett)对位精度:5um切割精度:40um切割线垂直度:0.02mm/200mmL切割压力调节范围:0.050.4Mpa切割速度:Max600mm/sec 切割速度设定:切割过程中可以设置不同切割速度(50600mm/sec)零位检测:每个刀头可以作Z轴方向自

44、动零位检测产品数据储存能力:Max 255 recipe刀轮使用量:自动记录每个刀轮的累计切割数MDI MM500多刀头切割机该设备主要用于In-line切割机切割后的四分之一或六分之一液晶显示面板的快速高精度切割,把面板切割成10英寸以下的单片玻璃。设备由人工上下料及翻转,通过标记自动对位,刀头节距信息输入及刀头条件的程序化设定,实现自动对位切割。 该设备主要由自动对位装置,多刀头切割系统,90度回转平台,控制单元,防静电装置,安全防护光栅等构MM500 主要性能指标:对应基板尺寸:Max500mm 500mm使用刀轮类型:高渗透免裂片刀轮(Penett)对位精度:10um切割精度:40um

45、切割线垂直度:0.02mm/200mmL工作台面往复回转精度:5工作台面平坦度:50um切割压力调节范围:0.050.4Mpa切割速度:Max500mm/sec 切割速度设定:切割过程中可以设置不同切割速度(50500mm/sec)零位检测: 每个刀头可以作Z轴方向自动零位检测产品数据储存能力:Max 99 recipe刀轮使用量:自动记录每个刀轮的累计切割数10.3.4切割工艺的主要工艺参数和工艺质量评价主要参数参数对应效果刀轮角度 刀轮角度越小,刀头切入量越大,切割深度越深,但角度越小,越容易产生横向裂纹 切割压力切割深度随着切割压力增大而增大切割速度影响生产效率与切割质量刀轮下压量刀轮下

46、压量越大,切割深度越深,下压量对横向裂纹影响不大工艺质量评价:质量控制点质量评价玻璃断面质量刀痕稳定性垂直裂纹深度稳定性玻璃强度4-point bending强度切割精度切割线距离40um切割线垂直度 PA = sampling = Autoclave 产品尺寸1寸3寸,其中部分产品根据客户需要进行磨边处理,磨边为手动磨边机,操作者手持磨边。DC为浸入式清洗,适合中小尺寸产品清洗。PA为贴片机,水平方式贴片。后续设检查,设想为过程检验和抽检,对有问题的批次实行全检。部问题产品将留下返工处理。加压消泡,对产品加压加温处理,消除片与产品之间残余的气泡。线路2: CP = sampling = Au

47、toclave 产品尺寸3寸7寸,此部分产品不需要磨边(不排除个别产品需要),连线自动完成清洗、贴片工作。后面检验、消泡,同上。线路3:CP = sampling = Autoclave产品尺寸7寸10寸,产品需要磨边连线自动完成磨边、清洗、贴片工作。后面检验、消泡,同上。分别按工位介绍如下:10.4.2磨边介绍10.4.2.1 磨边目的磨边是,将玻璃基板台阶侧进行研磨,防止产品在后续生产和使用过程中对外部连接物或人员造成伤害。 图 磨边目的10.4.2.2 磨边基本原理基本原理(见图)就是将基板定位在研磨平台上,然后平台移动至带有研磨轮的设备中,研磨轮共有4个,向内移动同时分别研磨产品的2边

48、的4个上下面(可设定选择需要研磨的面),移入后,转向90度,研磨另外2边4个上下面,移出后传向后续工位。磨边设两个处理工位,功能相同,可以提高Tact time。 图 磨边原理说明图 10.4.2.3设备构成和主要性能指标设备主要由装料&卸料和2个研磨处理unit组成。1,装料&卸料部分主要用机械手装载&卸载工装里面的玻璃面板。装料,机械手升入工装篮中,吸住玻璃面板,然后取出,送到后续面板定位部分。卸料,过程相反。 图 装料、卸料图片主要性能指标:1. 2Port Loader In-Line System2. CST Clamping Method: Air Cylinder3. CST L

49、oading Stage Turn Angle: 0. - 90. Driving Method: Air Cylinder4. Robot Up & Down Speed Max. 500 mm/sec5. Robot Up & Down Stroke Max. 350 mm6. Robot Arm Stroke Max. -410 mm +410 mm7. Theta Axis: -5. +330.8. Robot Transfer Speed Max. 1,200 mm/sec Driving Method : Servo Motor + LM Guide + Rack Pinion9.

50、 Transfer Stroke Max. 1,500 mm10. Include Panel Detect Sensor2,研磨部分磨边的设备构成:定位单元1台,对位单元2台,研磨机器2台,装载拾取传送单元1个,卸载拾取传送单元1个,溢流槽1个。主要设备图片如下:centeringpanel pickergrinder tablegrinder (top)研磨轮grinder 图 磨边设备图片工艺流程:定位 = 对位 = 前倒角 = 研磨(长边) = 后倒角 = 旋转 = 研磨(短边) = 清洗见研磨流程识意图。图 研磨流程识意图主要性能指标: 1. 2Unit/1Line In-Line

51、System2. Grinding Accuracy Top, Bottom Face: Amount (100400um), Accuracy 50 um3. Grinding Angle Top : 30. , Bottom: 20., Corner : 45.4. Centering Unit Speed Max. 300mm/sec Driving Method: Servo Motor + Ball Screw + LM Guide5. Picker Transfer Unit Speed Max. 600mm/sec Transfer Stroke Max. 1,880mm6. P

52、icker Up & Down Stroke Max. 30mm Air Cylinder7. -Axis Unit Repeatability: 0.002. Driving Method: Harmonic Actuator8. Y-Axis Unit Speed Max. 600mm/sec Driving Method: Servo Motor + Ball Screw + LM Guide9. X-Axis Unit Speed Max. 500mm/sec Driving Method: Servo Motor + Ball Screw + LM Guide10. Z-axis Unit Speed Max. 500mm/sec Driving Metho

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