第04章液晶显示器的制屏和模块工艺

第4章液晶显示器的制屏和模块工艺技术主讲人：王丽娟长春工业大学2013.02.22平板显示技术基础，2013年，北京大学出版社本章主要内容4.1制屏工艺简介4.2PI取向工艺4.3ODF工艺4.4传统的液晶注入工艺4.5切割工艺4.6贴片工艺4.7模块工艺简介4.9COF工艺4.8COG工艺4.1制屏工艺简介保护膜彩膜偏振片黑矩阵玻璃基板存储电容液晶取向层共用电极像素电极偏振片背光源边框胶隔垫物扩散板导光板反射板分光板TFT驱动ICPCBTCPACF连接处驱动LSI液晶屏TCP背光源模块TFT阵列彩膜玻璃基板玻璃基板4.1制屏工艺简介边框胶及银点胶散布隔垫物及固着真空对盒紫外固化及加热固化切割裂条液晶注入封口再取向PI取向阵列基板彩膜基板贴片模块切割ODF液晶注入边框胶及银点胶散布隔垫物及固着液晶滴下真空对盒紫外固化及加热固化4.2PI取向PI取向的作用有两个主要的作用：液晶分子取向和形成预倾角。玻璃基板取向层液晶分子（1）预倾角为0°施加电压液晶分子旋转方向不同线状的取向缺陷玻璃基板取向层液晶分子（2）预倾角为2°朝一定方向排列施加电压取向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4.2PI取向PI取向的工艺流程4.2PI取向PI前清洗刷洗刷洗红外线干燥紫外照射清洗冷却PI前清洗就是对需要印刷的基板进行清洗，除去污染物，避免对液晶显示器性能造成不良的影响。一般基板上的污染物，主要来源于ITO膜层、TFT阵列等制备工艺、以及玻璃基板的搬运、包装、运输、存储过程。4.2PI取向刷洗利用刷子去除玻璃基板表面的污垢。超声水洗的过程红外线干燥4.2PI取向水洗、红外线干燥、紫外线清洗紫外线照射超声水洗：用超纯水在冲击波作用、振动作用、高速喷射三种作用的共同作用下，去除附着在基板上的超微小颗粒。印刷PI基板上图案注入PI网纹辊陶瓷材质网纹辊凹槽PI展开刮刀APR版APR版上图案4.2PI取向PI印刷PI层涂布的方式是采用带有所需要的图形柔性印刷版转印的方式。4.2PI取向PI印刷设备炉体反射板空气散热层加热板玻璃基板排气盒PI预固化和主固化4.2PI取向摩擦1.摩擦之后在玻璃表面形成沟槽2.利用分子之间的引力达到液晶取向的目的4.3ODF工艺工艺流程和设备涂边框胶滴液晶散布隔垫物固着点银点胶真空对盒紫外固化加压固化液晶滴下基板液晶滴下机真空对盒4.3ODF工艺散布隔垫物与固着投料口压送管N2净化的进料器隔垫物材料（a）进料器高速气流SUS配管断面（b）SUS配管（c）散布腔室BSR/G/BITOPIPIITO绝缘+钝化层BMGatePSPS高3~5μm柱形隔垫物（PS）球形隔垫物（BS）4.3ODF工艺边框胶及银点胶共用电极ITO驱动IC取向层隔垫物银点胶边框胶点胶机TFT基板CF基板边框胶使TFT基板和CF基板紧密粘合，切断液晶分子与外界的接触，并维持上下玻璃基板之间的盒厚。银点胶用于连接TFT基板和CF基板的共用电极，使CF基板上ITO电极导通。边框胶＝胶液+玻璃棒（球）银点胶＝胶液+导电球边框胶银点胶辅助线4.3ODF工艺边框胶及银点胶4.3ODF工艺液晶滴下液晶瓶注射器喷嘴阀门（a）原点（b）填充位置（c）滴下位置（d）滴下液晶液晶滴下就是在PI涂布和摩擦结束的阵列基板或彩膜基板上指定位置滴下一定量液晶的工艺。用液晶滴下机对液晶的吐出和滴下量进行精确地控制。4.3ODF工艺真空对盒ESC载台液晶滴边框胶基板真空区域大气压力UV固化UV光UV灯导光板掩膜板衬底载台是在真空条件下，对阵列基板和彩膜基板进行对准（Alignment）及重叠（OverLay）的。UV掩膜板边框胶部分留开口让UV光通过，掩膜板保护液晶屏显示区域不受UV光的照射4.4传统的液晶注入工艺真空对盒基板台移动部件上基板台下基板台排气管真空腔升降对位摄像头UV固化将涂有边框胶的基板和散布有隔垫物的基板在真空中经过对位后贴合在一起。4.4传统的液晶注入工艺划片露出的引线区上下切开作液晶注入口信号线扫描线TFT阵列基板划片裂粒液晶注入单个TFT液晶屏液晶槽4.4传统的液晶注入工艺划片的目的在传统的液晶注入方式中，液晶面板上形成很多粒液晶屏，注入前需要通过切割工艺分离成的单个或者一列液晶盒。抽真空高真空充气常压4.4传统的液晶注入工艺液晶注入液晶注入常见问题液晶注入是在真空的状态下将液晶利用毛细现象的原理注入到液晶盒内。气压1.加压2.UV封口胶4.UV光照射固化UV光气压气压3.减压及吸入封口胶气压4.4传统的液晶注入工艺封口注入完液晶的液晶屏要用封口材料将注入口封堵住。1.液晶填充原理传统工艺：利用的毛细现象和内外压力差注入ODF工艺：利用液晶滴填充2.成盒方式传统工艺：热压时隔垫物变形量大ODF工艺：隔垫物能够跟随着变形3.封口和再取向传统工艺：注入后必须要进行封口ODF工艺：不需要注入口ODF工艺和传统的液晶注入工艺对比ODF方式液晶热压方式热压（压力+温度）液晶注入加压封口传统工艺ODF工艺4.5切割工艺OLBPAD短路环基板边缘滑轮玻璃滑轮玻璃作用有：1）去除短路环；2）去除棱角处的玻璃毛边的细小裂纹，使玻璃的强度均匀；3）棱角光滑。4.6贴片工艺喷淋水洗最终冲洗风刀卸载屏传送方向CF基板偏振片滚压机TFT基板偏振片贴片工艺就是在切割后的液晶屏外面要贴上偏振片，包括清洗、贴片、加压消泡等工艺。保护膜彩膜偏振片黑矩阵玻璃基板存储电容液晶取向层共用电极像素电极偏振片背光源边框胶隔垫物扩散板导光板反射板分光板TFT驱动ICPCBTCPACF连接处驱动LSI4.7模块工艺简介液晶屏TCP背光源模块TFT阵列彩膜玻璃基板玻璃基板4.7模块工艺简介模块工艺：将液晶屏、驱动电路、柔性线路板（FPC）、印刷电路板（PCB）、背光源、结构件邦定组装在一起的工艺。可以分为：COB工艺、TAB工艺、COG工艺和COF工艺。液晶屏带有源驱动IC的TCP带有栅驱动IC的TCPPCB驱动ICPCB板采用TAB工艺的液晶显示模块COB工艺中邦定IC的PCB板4.8COG工艺液晶屏外引线放大电极焊盘左端右端驱动ICFPCPCB液晶屏液晶屏黑胶COG工艺是采用各向异性导电薄膜ACF和热压焊工艺，将精细间距的驱动IC直接邦定到液晶屏上的工艺。COG工艺流程贴ACFACF贴ACFACF（a）邦定驱动IC驱动IC液晶屏偏振片电极突起电极导电粒子IC芯片绝缘突起电极电极空隙各向异性导电胶膜（ACF）：垂直方向导电水平方向绝缘的性质4.8COG工艺COG工艺流程（e）组装背光源及铁框背光源（f）成品检测（b）邦定FPCFPCPCB（c）邦定PCB（d）检测4.8COG工艺4.9COF工艺偏振片液晶屏背光源电阻和电容驱动IC印刷电路板COF薄膜液晶屏电阻和电容驱动IC印刷电路板COF薄膜COF工艺是将驱动IC邦定到一个柔性电路板上，其他周边组件也可以高度集成的方法与驱动IC一起邦定在柔性电路板上是一种新兴技术。再用ACF将柔性电路板连接到液晶显示屏的外引线处。COF工艺的特点：轻薄短小适应于更大的分辨率线间距很细节省空间COF工艺中制作精细线路方法：减层法、半加层法、加层法。光刻胶聚酰亚胺层金属箔衬底Cr/Cu溅射曝光和显影Cu/Ni/Au蒸镀去胶刻蚀去胶刻蚀涂胶/曝光/显影图形电镀去胶刻蚀（a）减层法（b）半加层法（c）加层法4.9COF工艺CSTN模块a-Si(TFT)模块LTPS模块行和列驱动FPC行驱动IC列驱动IC行驱动列驱动液晶显示器模块本章小结制屏工艺：主要有ODF工艺和传统的液晶注入工艺两种。模块工艺：是将液晶屏、驱动电路、柔性线路板（FPC）、印刷电路板（PCB）、背光源等组件邦定组装在一起的工艺。可以分为：COB工艺、TAB工艺、COG工艺和COF工艺。液晶屏TCP背光源模块TFT阵列彩膜玻璃基板玻璃基板