第10章 Cell段工藝

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趨勢，但是在疇與疇之間它們的取向卻不盡相同。在注入液晶盒以后，只有在玻璃內(nèi)表面經(jīng)過了一定的表面處理之后，盒內(nèi)的液晶分子才會形成取向一致的疇，或者有了統(tǒng)一的取向，或者有了不統(tǒng)一的設(shè)計取向。表面取向?qū)拥牡诙€作用是使注入的液晶分子在襯底的表面處有一定的預(yù)傾角度。在扭曲液晶顯示中，預(yù)傾角大約在1度，它的作用是防止在外電場的作用下液晶分子向兩個相反的方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)，即所謂的反傾斜。在超扭曲液晶顯示中，它的作用還包括防止帶狀疇的發(fā)生。預(yù)傾角的大小與扭曲角度的大小有關(guān)，可以為28度，甚至10度以上。一般扭曲角度越大

2、，預(yù)傾角也越大。實際上在不同的液晶顯示方式要求有不同的表面取向處理方法。10.1.2定向工藝的基本原理 TFT定向工藝根據(jù)主要功能，通常分為兩個部：PI成膜和摩擦兩部分。PI成膜部分主要目的是在CF或者TFT玻璃基板之上均勻的形成一層特定圖案的PI膜；而摩擦部分功能則在于，使得這一層PI膜具有統(tǒng)一的取向和預(yù)傾角。這每部分都有更細(xì)的功能劃分，如下圖所示：定向工序PI成膜摩擦PI前清洗PI印刷PI預(yù)固化PI主固化干式超聲波清洗旋轉(zhuǎn)對位摩擦10.1.3定向的設(shè)備構(gòu)成和主要性能指標(biāo)根據(jù)以上的基本介紹，在本節(jié)內(nèi)容中我們將對每個功能塊的設(shè)備分別介紹。10.1.3.1 PI前清洗PI前清洗的作用就是對需要印

3、刷的基板進(jìn)行事先的清洗，以保證在印刷時的良好效果和高的良品率。清洗前的基板上的污染物，主要來自于ITO膜層、TFT陣列等制備工藝過程，以及玻璃基板的搬運(yùn)、包裝、運(yùn)輸、存儲過程。主要的污染物有塵埃粒子、纖維、礦物油和有機(jī)油脂等油垢、氧化鋁、二氧化硅等無機(jī)顆粒、制備加工過程遺留的殘留物、水跡、手指印等。隨著液晶顯示器制備工藝的條件越來越嚴(yán)格，對清除玻璃基板的污染物的要求也越來越苛刻。清洗玻璃基板的目的，一是為了除去污染物避免其對液晶顯示器性能造成不良的影響，另一方面也可以起到改善玻璃基板表面性能，增加其與定向工藝中使用的PI材料之間的親和力，使得兩者之間有良好的結(jié)合性，從而保證工藝制作的精度，有利

4、于產(chǎn)品的良率和性能。上圖顯示的是通常的PI前清洗設(shè)備的主要構(gòu)成和工藝過程，每一個組成部分均有很重要的作用，下文將做分別介紹: 1. 刷洗 （ Roll Brush wash）刷洗的主要目的是利用刷子與玻璃基板的之間的摩擦作用來去處污垢。對于基板玻璃上的大于5m的無機(jī)物顆粒的去處效果非常好。一般用柔軟耐磨的尼龍材料來制作刷洗使用的刷毛，每一根刷毛的直徑一般在0.1mm以下。下圖是刷洗裝置的側(cè)面示意圖：在刷洗的過程中我們使用的是水基性的清洗劑，以增加清洗的效果。它一般是堿性的制劑、表面活性劑等成份組成的。2.水洗 （water cleaning）目前水洗過程中，最重要的清洗過程是水氣二流體清洗。二

5、流體清洗技術(shù)是將一種高壓氣態(tài)流體（通常使用氮氣）與一種液態(tài)流體（通常為DI水）混合后，再通過一種特殊的噴嘴-超音速噴嘴，使高壓氣 體與清洗液形成的液滴以超過聲音在空氣中的傳播速度（340 米/秒）的速度噴出，當(dāng)從噴嘴中噴射出的液滴噴射到運(yùn)動中的被清洗物體（玻璃基板）上時，附在玻璃基板上的灰塵會被溶解剝離。此時清洗液的速度可達(dá)到1000米/秒，在被清洗物體上附著的超微小顆粒在二流體清洗液噴射時產(chǎn)生的沖擊波作用、被清洗物體表面受到?jīng)_擊時產(chǎn)生的振動作用、液滴沿被清洗物體表面高速噴射這三種作用的協(xié)同作用下而被去除。該清洗方法對于1m3m的細(xì)微顆粒有著極好的去處能力，并能取得對粒徑在0.1um的微細(xì)顆粒

6、的去除率達(dá)到80%以上的效果。針對傳統(tǒng)的高壓水清洗方式，二流體清洗有其優(yōu)勢。下表列出了二者的差異點：二流體清洗HPMJ(High-Pressure Micro Jet)噴射角度80°65°噴射距離75mm100mm圧力工廠：常用0.3Mpa/純水：常用0.3Mpa10Mpa空氣流量67L/min（0.3Mpa時）182.5L/min（10Mpa時）流水流量0.67L/min（0.3Mpa時）1.15L/min（10Mpa時）粒子系10100m平均50m1060m平均35m流速40m/s45m/沖擊力中心50mm：1910g/中心60mm：2212g/c優(yōu)點1.初始成本低2.

7、耗水量減少3.Maintenance free1.少數(shù)広範(fàn)囲洗浄可能缺點1.Nozzle 數(shù)量比較的多（HPMJ的1.5倍）1.維護(hù)成本高2.耗水量高3. Maintenance頻率、消耗部品有二流體清洗技術(shù)不僅具有清除微細(xì)粒子效果好的優(yōu)點，而且比一般的DI水噴射清洗用水少得多。一般取得相似的清洗效果只需1/2 1/10的DI水。由于DI水較昂貴，又在清洗成本中占有很大的分量，所以采用這項節(jié)水的清洗技術(shù)可使清洗成本大大降低。3.紅外線干燥（IR OVEN）IR Oven的作用很簡單但也非常重要和關(guān)鍵，目的就是為了將經(jīng)過水洗的基板玻璃完全干燥，避免水汽對后續(xù)工藝的影響。4.紫外線照射（Excim

8、er UV）紫外線照射清洗的原理是利用UV燈，在工作時發(fā)出的短波紫外線進(jìn)行清洗。紫外線是具有較高的能量，而且波長越短的紫外線能量越高。當(dāng)紫外線照射到污垢上時，污垢分子吸收光能會處于高能量的激發(fā)狀態(tài)并可能發(fā)生分子內(nèi)的化學(xué)鍵斷裂而分解。同時紫外線會使得基板表面的接觸角大大降低，這會有利于PI的印刷。下圖是Excimer UV與高壓汞燈的比較：Excimer UV Lamp（發(fā)光波長：172nm）優(yōu)點 処理中基板的溫度在40以下,不需冷卻 Lamp可以瞬時/ 電力消耗為低圧水銀燈的1/3 發(fā)光波長短，所以獲得的能量高缺點 Lamp的價格較高點燈中低壓水銀Lamp（發(fā)光波長：185,254nm）優(yōu)點

9、Lamp的價格低缺點 処理中基板的溫度高，一般大于100 処理后，需要冷卻過程 Lamp不能在短時間內(nèi)開啟5.冷卻（cooling）雖然經(jīng)過E-UV的玻璃基板的溫度通常在40左右，但是對于PI的印刷仍然是不利的，故仍然需要冷卻工藝。經(jīng)過冷卻工藝的處理，基板溫度下降到一個合適的溫度即可。冷卻工藝較為簡單，主要是利用CDA或者氮氣進(jìn)行風(fēng)冷。雖然簡單，但是對于CDA或者氮氣、以及設(shè)備本身仍然有著較高的要求，因為此時的基板已經(jīng)完成清洗，冷卻工藝不可以造成二次污染。所以對于CDA或者氮氣和設(shè)備的潔凈度要求很高，通常設(shè)備內(nèi)部的潔凈度要求要達(dá)到10級。10.1.3.2 PI印刷PI印刷目的就是，在基板上的形

10、成所需要的PI層。目前常用的方式是借鑒了印刷業(yè)的印刷方式，采用柔性印刷版轉(zhuǎn)印的方式印刷，柔性印刷版上為我們所需要的圖形。但是液晶顯示業(yè)所需要的印刷精度大大的高與印刷業(yè)。以下是常見的印刷模式的工藝過程：印刷步驟一：將PI液滴在Anilox Roll 上。Anilox Roll的表面目前常見的是陶瓷材質(zhì)的，表面結(jié)構(gòu)如下圖所示：印刷步驟二：Scraper將Anilox Roll上的PI液整平。印刷步驟三：APR板上的圓型凸出物將Anilox Rool凹槽內(nèi)PI擠壓出來并帶走。APR板表面放大圖如下：印刷步驟四：將APR 板上PI均勻轉(zhuǎn)印到基板上，提供液晶配向?qū)印?目前常見的有兩種展色方式：一是Doc

11、tor Roll，一種是Scraper，下圖是兩者的結(jié)構(gòu)比較：Scraper兩者的主要區(qū)別在于，Doctor Roll能夠獲得比Scraper更好的展色效果，使得最終的PI膜更加均勻，但是Doctor Roll在運(yùn)行過程中，PI的消耗量是Scraper方式的兩倍以上。由于在大型TFT基板生產(chǎn)中使用Doctor Roll，PI消耗成本更高，環(huán)境影響更大。所以人們一直在努力改進(jìn)Scraper的展色效果和使用壽命。目前在4.5G的TFT生產(chǎn)線中，使用Scraper的效果已經(jīng)可以為人們所接受，成本和品質(zhì)相對于Doctor Roll找到了更好的平衡點。下圖是5GTFT生產(chǎn)線的設(shè)備圖樣：10.1.3.3

12、PI預(yù)固化&主固化PI印刷完成之后，溶劑尚未揮發(fā)完，PI分子仍然是聚酰亞胺酸，尚未形成我們所需要的聚酰亞胺之聚合物。PI預(yù)固化和主固化的作用是為了揮發(fā)溶劑并形成聚酰亞胺聚合膜。預(yù)固化和主固化作用也有區(qū)別。其中預(yù)固化的作用主要在于使得溶劑均勻的揮發(fā)，而主固化的作用在于使聚酰亞胺酸完成到聚酰亞胺的轉(zhuǎn)變。兩者的工作溫度不同，預(yù)固化通常工作在80120，而主固化溫度通常在200250左右。兩者的結(jié)構(gòu)類似，均是以IR熱板加熱基板玻璃。熱板表面溫度均勻性很重要，直接影響固化后PI膜的均勻性，通常預(yù)固化爐熱板溫度的差異范圍要求小于2，主固化爐熱板溫度的差異范圍要求小于10。下圖是主固化爐的結(jié)構(gòu)簡圖：

13、當(dāng)熱板的溫度均勻性良好時，基板溫度才能夠獲得均勻的加熱，面內(nèi)的PI膜的各項特性才能趨于一致。下圖面的圖表是G7.5TFT生產(chǎn)線熱板和基板溫度實際的量測數(shù)據(jù)：熱板表面溫度分布玻璃表面溫度分布從以上的數(shù)據(jù)可以看出基板的溫度和熱板溫度的不均勻保持了高度的一致性。但是在加熱過程中我們不僅僅需要保證面內(nèi)溫度的均勻性，同樣需要保證在整個加熱過程中，溫度的均勻性，這樣才能夠獲得均一特性的PI膜。下圖是在溫度隨時間的變化數(shù)據(jù)圖：10.1.3.3 摩擦工藝摩擦工藝的三個部分：USC清洗、對位、摩擦。USC清洗主要目的是利用超聲波清洗機(jī)對基板上的塵埃顆粒進(jìn)行去除，其原理我們就不在這里介紹了。對位的部分原理相信大家

14、也不需要介紹了，其目的是根據(jù)視向的要求，調(diào)整基板的方向。我們重點介紹摩擦部分。摩擦工藝的目的是在已經(jīng)印刷并固化完成的PI膜之上，使用摩擦布進(jìn)行摩擦，使得PI膜表面形成均勻的取向能力。下圖是PI膜在摩擦前后在電子顯微鏡下的對比圖：摩擦的原理非常的簡單，純屬物理過程，依靠的就是摩擦布上的絨毛高速在PI上摩擦完成的。摩擦布貼敷在摩擦輪之上，并旋轉(zhuǎn)到一定的角度，由電機(jī)帶動高速旋轉(zhuǎn)，平臺載著玻璃，由摩擦輪之下經(jīng)過，即完成了摩擦工藝的過程。下圖是摩擦機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖：摩擦輪旋轉(zhuǎn)和驅(qū)動的機(jī)構(gòu)基板玻璃載玻平臺已經(jīng)貼敷了摩擦布的摩擦輪大家從以上的介紹可以看出，摩擦工藝原理雖然簡單，但是要想在整個玻璃基板之上形成均

15、勻的和合乎要求的摩擦效果，使困難的，對整個機(jī)械設(shè)備的精度要求很高。首先平臺在運(yùn)行的過程中要保證絕對的勻速和平穩(wěn)，任何微弱的震動就會導(dǎo)致不良品的產(chǎn)生。同樣摩擦輪的轉(zhuǎn)速和平穩(wěn)度要求也是同樣的高。不僅如此，摩擦工藝對塵埃顆粒的要求也很嚴(yán)格，可以想象基板玻璃之上如果存在顆粒，在摩擦的時候一定會造成PI的劃傷，輕則區(qū)域性不良，重則整片報廢。這也正是每片玻璃在摩擦之前必須經(jīng)過USC清洗的原因。10.1.4定向工序的主要工藝參數(shù)和工藝質(zhì)量評價定向工藝的參數(shù)很多，許多參數(shù)之間是相互影響并相互制約的，往往是顧此失彼，所以需要在其中找一個平衡點，來達(dá)到品質(zhì)的提升和穩(wěn)定。我們在此處只是介紹直接對工藝質(zhì)量評價有重大意

16、義和影響的工藝參數(shù)。10.1.4.1 清洗機(jī)的評價的標(biāo)準(zhǔn)就是清洗的效果，以量化的形式來看主要就是兩個參數(shù)：粒子殘留量和接觸角大小。通常我們要求在經(jīng)過清洗后要求基板玻璃之上殘留微粒數(shù)量小于250pcs(1m)。接觸角直接影響PI的印刷性，故要求通常比較高，清洗后接觸角小于10°。下圖就是接觸角的量測示意圖：10.1.4.2 PI膜印刷&預(yù)固化&主固化主要工藝參數(shù)如下：1.膜厚（預(yù)烘后）：5001000Å2.膜厚不均勻性： ±5%3.位置精度：±0.3mm4.對位偏差： ±0.055.平臺上下調(diào)節(jié)：利用高度調(diào)節(jié)柱（范圍：0.1mm2

17、.0mm）6.平臺調(diào)節(jié)精度： 0.01mm7.平臺平整度： ±20µm (安裝后)8.PI材料平均耗用量： 4cc/pcs9.印刷區(qū)域: 710W×900L（）10.預(yù)固化溫度：常溫12011.溫度不均勻性 (基板)：<± 112.主固化爐最高設(shè)定溫度：27013.主固化爐溫度不均勻性： ±314.基板冷卻到的溫度： 4010.1.4.2 摩擦工藝主要工藝參數(shù)如下：1.摩擦輪振動幅度：±15µm2.工作臺平整度：±15µm3.摩擦輪表面光潔度：±10µm4.摩擦輪對工作臺的間距精

18、度：±25µm5.工作臺移動精度：±1mm6.運(yùn)行時平臺與摩擦輪之間的平行度：±20m7.平臺移動速度10700mm/sec（速度精度：0.5%）8.摩擦輪角度：+46° -46°, 精度：±0.05°9.自動測量基板厚度，并根據(jù)測定數(shù)據(jù)修正摩擦輪的位置精度：0.001mm10.當(dāng)傾斜剝離Pin-up時間是10秒以上時，靜電量：±300V；當(dāng)傾斜剝離Pin-up時間在8秒以下時，靜電量：±500V。11.基板旋轉(zhuǎn)精度：±0.1°12.基板對位精度：1 mm10.1.5PI材料

19、介紹液晶顯示的表面取向材料最常見的就是PI。最初采用PI是因為它的高溫性能良好，其實它在涂敷性能、機(jī)械耐磨擦性能、化學(xué)穩(wěn)定性等各方面也是相當(dāng)?shù)牟诲e。PI的英文是Polyimide，即聚酰亞胺。屬于有機(jī)高分子材料。在形成PI膜之前其實應(yīng)稱其為PIA才正確，英文為Polyimide Acid，即聚酰亞胺酸。聚酰亞胺酸具有良好的溶解性，因此可以通過調(diào)整濃度和黏度來是適應(yīng)不同的工藝條件。經(jīng)過高溫固化，分子聚合反應(yīng)后才會形成PI膜，以下是典型的一個PI膜形成過程示意圖：關(guān)于PI的配向機(jī)理，目前仍任由不同的解釋。通常為人們【接受的一種解釋是：最小勢能配向原理的解釋。該原理認(rèn)為經(jīng)過摩擦后的PI表面形成一定的

20、溝槽，當(dāng)液晶分子沿著這些溝槽排列時，方能獲得最小的勢能，即可獲得穩(wěn)定的狀態(tài)。勢能較大 勢能最小由于PI特性直接影響最終的顯示效果，所以對于PI的特性我們有著嚴(yán)格的要求，通常我們關(guān)心一下PI特性：1. 印刷行良好，即要求PI液材料利于實現(xiàn)印刷工藝。2. 與ITO有良好的接著性，如果接著性不好，容易出現(xiàn)所謂的印刷針孔 （PIN hole）。3. 固化后PI膜的硬度在3H左右4. 對液晶和框膠的化學(xué)穩(wěn)定性良好5. 耐熱性良好，通常要求灰化溫度在400以上6. 配向能力良好7. 雜質(zhì)含量低8. 透明度高9. 絕緣性能良好10. 不易產(chǎn)生靜電，因為摩擦工藝會使得PI產(chǎn)生大量的靜電，靜電過大時會使得TFT

21、燒毀，因此要求PI盡可能的少產(chǎn)生靜電。11. 電壓保持率高(VHR大于98%)，更高的電壓保持率有利于顯示品質(zhì)的提升。12. 低電壓殘留。電壓殘留是TFT顯示器產(chǎn)生殘留影像的重要原因，降低電壓殘留值可以有效的改善殘留影像的不良現(xiàn)象。13. 高信賴性，目前TFT顯示器的應(yīng)用范圍越來越廣泛，一些特定的應(yīng)用環(huán)境越來越嚴(yán)酷，所以高的信賴性是必不可少的。14. 較低的固化溫度。由于彩色濾光膜（C/F）所能夠承受的溫度較低，一般是250，所以固化溫度通常要小于250，并且較低的固化溫度可以實現(xiàn)節(jié)能、加快設(shè)備運(yùn)行節(jié)拍的、提高生產(chǎn)效率的作用。10.1.6摩擦布介紹目前摩擦布從原料來區(qū)分，可以分為兩種摩擦布一種

22、是棉纖維的（Cotton），一種是人造纖維的(Nylon )。下圖是摩擦布的結(jié)構(gòu)示意:基 布摩擦絨毛 上圖是人造纖維 (Nylon )摩擦布的織布法，摩擦絨毛成W形，所以叫W形織法。通常棉纖維則使用V形織法。關(guān)于摩擦布我們通常關(guān)心它的的幾個參數(shù)是：1. 摩擦布絨毛的長度，通常毛長在12.3mm之間（基布的厚度通常是0.5mm），但是在同一摩擦布的范圍內(nèi)，絨毛的長度的均一性要求相當(dāng)?shù)膰?yán)格，通常誤差要求小于0.1mm。這是因為如果毛長不均勻，則摩擦是PI膜獲得的摩擦強(qiáng)度也就不一致，最終導(dǎo)致顯示的不均勻。2. 摩擦布材質(zhì)，不同的摩擦布材質(zhì)的摩擦效果是不一致的，所以無論是使用棉纖維（Cotton）或者

23、是人造纖維(Nylon )的摩擦布，均需要根據(jù)實際調(diào)整摩擦機(jī)的參數(shù)設(shè)定。3. 摩擦絨毛的密度和纖維直徑，和關(guān)心絨毛的長度同樣，絨毛的密度不同摩擦強(qiáng)度也是不同的，我們可以根據(jù)工藝需求調(diào)整絨毛的密度，以獲得最佳的摩擦效果。下圖是目前摩擦布常用的制造方式：切 割基 布雙層織布法織布目前世界上TFT顯示屏使用的摩擦布基本都是由日本揚(yáng)原織物生產(chǎn)的，吉川等公司只是完成切割和銷售的工作。以下是揚(yáng)原織物提供的摩擦布生產(chǎn)線的照片：倒絲切絲吊染荒卷撚絲自動調(diào)色染液涂布織布干燥吊染10.2 ODF及固化制盒工序的目的(1) 形成符合設(shè)計規(guī)格的均一的液晶盒。(2) 實現(xiàn)TFT和CF高精度的對位。(3) 實現(xiàn)Seal膠

24、的固化，保證液晶屏的密封性。(4) 對液晶進(jìn)行再配向。10.2.1 ODF和固化制盒技術(shù)的發(fā)展及工藝的基本原理(1) ODF和固化制盒技術(shù)的發(fā)展ODF技術(shù)經(jīng)過長時間的開發(fā)，在第5代的TFT生產(chǎn)線上成功應(yīng)用于量產(chǎn)，也正是因為ODF技術(shù)的成熟，成就了超5代生產(chǎn)線正以驚人的速度發(fā)展。ODF技術(shù)與傳統(tǒng)的液晶注入技術(shù)相比有以下優(yōu)點：a. 工序減少將近一半，并使得生產(chǎn)時間大大縮短，特別是在生產(chǎn)大尺寸的液晶屏的時候。同時生產(chǎn)時間的縮短，能夠及時發(fā)現(xiàn)不良，防止大批量的不良發(fā)生，同時降低了成本。b. 初期的設(shè)備和動力投入降低。工序減少了，也減少了很多設(shè)備的購買，同時潔凈房的面積也能減少。c. 液晶利用率大大提高

25、，甚至能達(dá)到90%的利用率。d. 利用均勻的大氣壓，能夠在真空貼合后形成狹窄均勻的液晶盒厚。(2) ODF技術(shù)的基本原理ODF固化制盒技術(shù)是通過在真空中，把涂布有封框膠、滴有高精度量液晶的基板和均勻散布有Spacer的基板，通過高精度的對位后貼合在一起后，再經(jīng)過UV照射和加熱硬化封框膠的一項制盒技術(shù)。 (3) ODF技術(shù)的重點和難點 a. 液晶量滴下量的計算和滴下量精度的控制。 b. 由于封框膠是固化前就有可能與液晶接觸，要求框膠和液晶之間不能有相溶反應(yīng)發(fā)生，即必須開發(fā)和采用ODF專用的封框膠。 c. 液晶在真空貼合時，受到大氣壓的擠壓擴(kuò)散，會對散布在玻璃基板上的Spacer造成沖擊，要求Sp

26、acer要有較強(qiáng)的固著力，即必須開發(fā)和采用ODF專用的Spacer材。 d. CF和TFT基板要在真空中進(jìn)行對位和貼合，基板的保持不能通過真空吸附實現(xiàn)，必須開發(fā)新的基板吸著保持技術(shù)。10.2.2 ODF和固化制盒工序的設(shè)備構(gòu)成和主要性能指標(biāo) 10.2.2.1 ODF工序的設(shè)備構(gòu)成 如上圖所示，ODF工序的設(shè)備構(gòu)成包括Seal Dis.(封框膠涂布機(jī))、LC Dis.(液晶滴下)、Spacer Spray(墊料散布機(jī))、Spacer Cure(墊料固著爐)、Short Dis.(導(dǎo)通膠涂布機(jī))、Vacuum Aligner(真空貼合機(jī))、UV Cure(UV硬化機(jī))、Seal Oven(封框膠固

27、化爐)。 10.2.2.2 ODF工序設(shè)備主要性能指標(biāo)。 10.2.2.2.1 Seal/Short Dis.(封框膠涂布機(jī))的原理和主要性能指標(biāo) (1) Seal/Short Dis.a. Seal Dis. 的目的是為了使TFT基板和 CF基板緊密粘合，并構(gòu)成均一盒厚，在Seal中添加Seal內(nèi)Spacer。b. Short Dis.為導(dǎo)通 TFT 基板和 CF基板的COM電位，在Transfer Pad上涂布混入有導(dǎo)電金球(Au Ball)的點。(2) Seal膠和Seal內(nèi)Spacer(Short Dis.為導(dǎo)電金球)經(jīng)過調(diào)和并真空脫泡后填充進(jìn)如右圖所示的Syringe中。涂布時，Se

28、al在一定氮氣壓力下通過與基板有固定Gap的Nozzle涂布在玻璃基板上。Nozzle的高度由在Nozzle前進(jìn)方向的Gap sensor進(jìn)行實時測定，并由控制PC進(jìn)行實時校正，以確保涂布量的均勻性。 (3) 主要性能參數(shù)包括：適用Seal材的粘度范圍為2000500000CPS，涂布位置精度：±80um，涂布幅寬精度：±15%，涂布高度精度：±15%。10.2.2.2.2 LC Dis. (液晶滴下機(jī))的原理和主要性能指標(biāo)。(1) LC Dis.的目的是為形成目標(biāo) Cell Gap，在下基板 上滴下合適的高精度的液晶量。(2) LC Dis.中對液晶吐出和滴下量

29、控制的系統(tǒng)MPP的工作原理如右圖所示。首先閥門處于原點，然后閥門切換至填充位置，即導(dǎo)通液晶瓶和Syringe，活塞運(yùn)動，將瓶里的液晶抽至Syringe中。接著閥門切換至Drop位置，即導(dǎo)通Nozzle和Syringe，活塞在精確的步進(jìn)馬達(dá)控制下運(yùn)動一滴液晶量對應(yīng)的行程，并滴出一滴液晶，完成一個工作循環(huán)。滴一滴液晶量需要的活塞移動量可以在生產(chǎn)前通過對滴出的液晶量進(jìn)行稱量后進(jìn)行調(diào)整得出。(3) LC Dis.的主要性能參數(shù)包括：液晶滴下量范圍和液晶滴下量的精度。10.2.2.2.3 Spacer Spray & Spacer Cure(墊料散布和固著)的原理和主要性能指標(biāo) (1) 墊料散布

30、和固著的目的是將Spacer均勻的散布于玻璃基板上并加熱讓其固著在基板上，以確保形成均一的液晶盒厚。 (2) 上圖所示，左邊為控制Spacer散布量的Feeder，Spacer開封后從投入口放入Feeder中，通過回轉(zhuǎn)裝置Spacer被送至壓送管口。通過調(diào)整管口和Roller的間距可以達(dá)到調(diào)整散布密度的效果。被壓送出去的Spacer在SUS配管中受高速氣流的作用，與管壁發(fā)生碰撞并帶相同極性的靜電，充分的分散開，防止結(jié)團(tuán)的情況發(fā)生(如上圖中間的SUS配管斷面圖所示)。最后Spacer通過上圖中右邊的散布腔室上部的Nozzle經(jīng)過“Z”字走行軌跡均勻地散布到玻璃基板上。散布好Spacer的基板經(jīng)過

31、去除結(jié)團(tuán)裝置后，進(jìn)行Spacer散布密度和散布均勻性的檢查，檢查結(jié)果合格的基板才能送入Spacer固著爐進(jìn)行加熱固著。 (3) Spacer spray的主要性能參數(shù)包括散布密度和散布均勻性。10.2.2.2.4 Vacuum Alignment System(真空貼合機(jī))的原理和主要性能指標(biāo)。 (1) 真空貼合是將滴有液晶的基板和散布有Spacer的基板在真空中經(jīng)過對位后貼合在一起。(2) 上圖為日立的VAS-900真空貼合機(jī)的機(jī)構(gòu)原理圖。首先上下基板通過機(jī)械手臂送入裝置，并分別由上下基板臺吸著保持住。然后真空腔室關(guān)閉，上基板臺靜電吸盤加電壓，開始抽真空。接著進(jìn)行粗對位，粗對位完成后，進(jìn)行微

32、對位。微對位完成后，上基板臺下降進(jìn)行貼合，貼合時壓力的控制由裝置的Load cell來控制，一旦壓力到達(dá)后，關(guān)閉上基板臺靜電吸盤的電壓，進(jìn)行大氣開放。最后進(jìn)行UV點照射，以防止在搬送過程中發(fā)生基板的錯位。這樣就完成的真空貼合過程。(3) 真空貼合的主要性能參數(shù)包括：真空度，Load Cell壓力，上下基板臺平行度，上基板臺靜電吸著電壓。10.2.2.2.4 UV Cure 和 Seal Cure(UV硬化和封框膠熱固化)的原理和主要性能指標(biāo)。 (1) UV硬化和封框膠熱固化的目的是對封框膠Seal進(jìn)行固化，保證密封性及CF和TFT玻璃基板的粘接強(qiáng)度。(2) UV硬化時采用的UV光會對液晶、配向

33、膜、TFT產(chǎn)生不良影響，所以在照射時需要在制品基板和UV光之間加UV Mask，目的是保護(hù)液晶屏表示區(qū)域不受UV光的照射，只在Seal的部分留開口，讓UV光通過。封框膠熱固化是將基板加熱到封框膠的固化溫度，同時讓液晶超過清亮點，從而達(dá)到封框膠熱固化和液晶再配像的雙重目的。具體的裝置結(jié)構(gòu)原理圖如下圖所示。 (3)UV硬化和封框膠熱固化的主要性能指標(biāo)包括UV照度和照度均勻性的控制、熱固化溫度和溫度的均勻性。10.2.2.2.5 下面用圖表的方式對上面所述內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)說明。序號工序示意圖主要性能指標(biāo)1Seal Dis.封框膠涂布液晶液晶下基板液晶液晶下基板a. 適用Seal材的粘度范圍：200050

34、0000CPSb. 涂布位置精度：±80umc. 涂布幅寬精度：±15%d. 涂布高度精度：±15%2LC Dis.液晶滴下a. 滴下量范圍：0.56mgb. 滴下量精度：±1.0%3Spacer Spay墊料散布a. 散布密度：<根據(jù)工藝條件決定>b. 散布均一性cv%：<根據(jù)工藝條件決定>4Spacer Cure墊料固著a. 溫度均一性：±3序號工序示意圖主要性能指標(biāo)5Short Dis.a. 適用Seal材的粘度范圍：2000500000CPSb. 涂布位置精度：±80umc. 涂布幅寬精度：±

35、15%d. 涂布高度精度：±15%6VacuumAssemblySystem真空貼合a. 貼合對位精度：±1.0umb. 真空度：<1.0Pac. 定盤平行度：<±40um7UV CureUV硬化照射照射a. UV照度：>138mw/cm2b. 積算光量：>10000mJc. 照度均一性：<20%8Seal Cure框膠熱硬化a. 溫度均一性：±310.2.3 ODF和固化制盒工序的主要工藝參數(shù)和工藝質(zhì)量評價序號工序工作原理主要工藝參數(shù)工藝質(zhì)量評價1Seal Dis.框膠涂布利用一定的氮氣壓力，將Seal從Nozzle吐出。

36、Nozzle隨機(jī)臺和Head按一定的速度移動，均勻的涂布于基板上。a. 氮氣壓力b. Nozzle徑c. 涂布速度d. Nozzle和基板的間距e. 始終端條件f. 拐角條件a. 涂布斷面積b. 位置精度c. 最終Seal幅d. 液晶泄露2LC Dis.液晶滴下 通過溶劑馬達(dá)，將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. 真空氣泡d. Gap Mura序號工序工作原理主要工藝參數(shù)工藝質(zhì)量評價3Spacer Spay墊料散布 Feeder系統(tǒng)供給和控制Spacer的散布量，Spacer經(jīng)過帶電處理，均勻噴灑到基板上a. Feeder條件b. SUS配管帶電

37、量c. 室腔帶電量d. 氮氣壓力a. 散布密度b. 散布CV值c. 真空氣泡d. 重力Mura4Spacer Cure墊料固著 通過對基板進(jìn)行加熱，讓Spacer表面處理層溶化，將Spacer固定于基板表面。a. 固著溫度a. Cell Gap 均一性b. Gap Mura5Short Dis.利用一定的氮氣壓力，將Seal從Nozzle吐出。Nozzle隨機(jī)臺和Head按一定的速度移動，均勻的涂布于基板上。a. 氮氣壓力b. Nozzle徑c. 涂布時間d. Nozzle和基板的間距a. 涂布斷面積b. 位置精度c. 最終Pad徑6VacuumAssemblySystem真空貼合 在真空中通

38、過靜電吸盤(LVC)保持基板，經(jīng)過對位后，將基板貼合在一起。a. 真空度b. Load Cellc. Offsetd. LVC電壓a. 對位精度b. 氣泡7UV CureUV硬化 對基板進(jìn)行UV光照射，從而達(dá)到Seal UV光硬化的目的。a. UV照度b. UV照射時間c. UV積算光量a. 周邊配向異常b. 液晶泄露8Seal Cure框膠熱硬化 對貼合好基板進(jìn)行加熱處理，從而達(dá)到Seal熱硬化的目的。a. 硬化溫度b. 硬化時間a. 配向明點b. 溫度曲線10.2.4 ODF工藝的主要材料特性和工藝評估序號材料名稱主要特性工藝評估1Spacer墊料a. 固著力b. 強(qiáng)度c. 復(fù)原率d. 粒

39、徑均一性e. Ion含量f. 抽出水的電導(dǎo)率g. 揮發(fā)性a. 散布性b. Gap Murac. 信賴性HHBTd. 信賴性CFTe. 信賴性物理沖擊f. 信賴性冷熱沖擊序號材料名稱主要特性工藝評估2Sealanta. 粘度b. 接著強(qiáng)度c. 硬度d. 抽出水的電導(dǎo)率e. 耐濕性f. Ion含量a. 涂布性b. 信賴性HHBTc. 信賴性CFTd. 信賴性物理沖擊3Silica Balla. 粒徑均一性b. Ion含量c. 硬度d. 和Seal的調(diào)和性a. 信賴性HHBTb. 信賴性CFTc. 周邊Gap Murad. 和Seal的調(diào)和性4Au Balla. 粒徑均一性b. 導(dǎo)電性c. 硬度d.

40、 Ion含量e. 和Seal的調(diào)和性a. 導(dǎo)電性b. 信賴性HHBTc. 信賴性CFTd. 周邊Gap Murae. 和Seal的調(diào)和性目錄10.3切割工序10.3.1切割工序的目的10.3.2切割工藝的基本原理10.3.3切割工藝的設(shè)備構(gòu)成和主要性能指標(biāo)10.3.4切割工藝的主要工藝參數(shù)和工藝質(zhì)量評價10.4磨邊、清洗、貼片、加壓消泡工序10.4.1整體流程介紹10.4.2磨邊介紹10.4.2.1 磨邊目的10.4.2.2 磨邊基本原理10.4.2.3設(shè)備構(gòu)成和主要性能指標(biāo)10.4.2.4 磨邊主要工藝參數(shù)和工藝質(zhì)量評價10.4.3清洗、貼片介紹10.4.3.1連線清洗貼片介紹10.4.3.

41、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10.4.3.1.1.4 清洗設(shè)備構(gòu)成10.4.3.1.1.5 主要性能指標(biāo)10.4.3.1.2貼片工序10.4.3.1.2.1 貼片工序目的10.4.3.1.2.2 貼片工序原理10.4.3.1.2.3 貼片設(shè)備構(gòu)成和性能指標(biāo)10.4.3.1.2.4 貼片主要工藝參數(shù)10.4.3.2獨立清洗、貼片設(shè)備介紹10.4.3.2.1浸入式清洗機(jī)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清洗設(shè)備構(gòu)成和主要性能指標(biāo)10.4.3.2.1

42、.4清洗主要工藝參數(shù)和工藝質(zhì)量評價10.4.3.2.1.5工藝生產(chǎn)所需的材料特性和工藝評估10.4.3.2.2 自動貼片機(jī)10.4.3.2.2.1 貼片目的10.4.3.2.2.2 貼片原理10.4.3.2.2.3 貼片設(shè)備構(gòu)成和主要性能指標(biāo)10.4.3.2.2.4貼片主要工藝參數(shù)和工藝質(zhì)量評價10.4.4貼片返工介紹10.4.4.1 偏光片返工目的10.4.4.2主要組成10.4.3.3 返工線流程10.4.5 加壓消泡介紹10.4.5.1 加壓消泡目的10.4.5.2 加壓消泡原理10.4.5.3 加壓消泡設(shè)備構(gòu)成和主要性能指標(biāo)10.4.5.4 加壓消泡主要工藝參數(shù)和工藝質(zhì)量評價內(nèi)容：10

43、.3切割工序10.3.1切割工序的目的 液晶面板生產(chǎn)過程中，會在母板上形成很多液晶盒，切割工藝的目的是將貼合固化好的玻璃基板組，分離成具有最終所需要的尺寸的單個液晶盒。10.3.2切割工藝的基本原理利用高滲透刀輪以一定的壓力和速度切割玻璃基板，高滲透刀輪進(jìn)入玻璃后使玻璃產(chǎn)生裂紋，開始部位由于玻璃壓縮力的作用產(chǎn)生肋狀裂紋（Rib Mark），然后在玻璃內(nèi)部張力作用下裂紋向下延伸產(chǎn)生平直的垂直裂紋（Median Crack）和水平裂紋（Lateral Crack）,垂直裂紋生長到基板厚度的80%90%，使玻璃斷裂。 10.3.3切割工藝的設(shè)備構(gòu)成和主要性能指標(biāo)MDI MPL1300LC In-li

44、ne切割機(jī) 該設(shè)備主要用于4.5代液晶顯示面板（730×920mm）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。設(shè)備通過機(jī)械臂實現(xiàn)自動上料，并通過標(biāo)記自動對位,節(jié)距信息輸入及刀頭條件的程序化設(shè)定,實現(xiàn)自動操作能力。 該設(shè)備主要由Robot Loader,MSB1部分，旋轉(zhuǎn)平臺，MSB2部分，上下刀頭切割機(jī)構(gòu)，輸出傳送帶等構(gòu)成。MPL1300LC主要性能指標(biāo)：對應(yīng)基板尺寸:730mm ×920mm切割方式：上下刀頭同時切割使用刀輪類型:高滲透免裂片刀輪（Penett）對位精度:±5um切割精度:±40um切割線垂直度:±0.02mm/2

45、00mmL切割壓力調(diào)節(jié)范圍:0.050.4Mpa切割速度:Max600mm/sec 切割速度設(shè)定:切割過程中可以設(shè)置不同切割速度(50600mm/sec)零位檢測:每個刀頭可以作Z軸方向自動零位檢測產(chǎn)品數(shù)據(jù)儲存能力:Max 255 recipe刀輪使用量:自動記錄每個刀輪的累計切割數(shù)MDI MM500多刀頭切割機(jī)該設(shè)備主要用于In-line切割機(jī)切割后的四分之一或六分之一液晶顯示面板的快速高精度切割，把面板切割成10英寸以下的單片玻璃。設(shè)備由人工上下料及翻轉(zhuǎn)，通過標(biāo)記自動對位，刀頭節(jié)距信息輸入及刀頭條件的程序化設(shè)定，實現(xiàn)自動對位切割。 該設(shè)備主要由自動對位裝置，多刀頭切割系統(tǒng)，90度回轉(zhuǎn)平臺，

46、控制單元，防靜電裝置，安全防護(hù)光柵等構(gòu)MM500 主要性能指標(biāo)：對應(yīng)基板尺寸:Max500mm ×500mm使用刀輪類型:高滲透免裂片刀輪（Penett）對位精度:±10um切割精度:±40um切割線垂直度:±0.02mm/200mmL工作臺面往復(fù)回轉(zhuǎn)精度:±5"工作臺面平坦度:±50um切割壓力調(diào)節(jié)范圍:0.050.4Mpa切割速度:Max500mm/sec 切割速度設(shè)定:切割過程中可以設(shè)置不同切割速度(50500mm/sec)零位檢測: 每個刀頭可以作Z軸方向自動零位檢測產(chǎn)品數(shù)據(jù)儲存能力:Max 99 recipe刀輪使

47、用量:自動記錄每個刀輪的累計切割數(shù)10.3.4切割工藝的主要工藝參數(shù)和工藝質(zhì)量評價主要參數(shù)參數(shù)對應(yīng)效果刀輪角度 刀輪角度越小，刀頭切入量越大，切割深度越深，但角度越小，越容易產(chǎn)生橫向裂紋 切割壓力切割深度隨著切割壓力增大而增大切割速度影響生產(chǎn)效率與切割質(zhì)量刀輪下壓量刀輪下壓量越大，切割深度越深，下壓量對橫向裂紋影響不大工藝質(zhì)量評價:質(zhì)量控制點質(zhì)量評價玻璃斷面質(zhì)量刀痕穩(wěn)定性垂直裂紋深度穩(wěn)定性玻璃強(qiáng)度4-point bending強(qiáng)度切割精度切割線距離±40um切割線垂直度<0.01%10.4磨邊、清洗、貼片、加壓消泡工序本段工序依次完成對玻璃面板臺階的研磨、玻璃面板表面的清洗、上

48、下表面偏光片貼附和偏光片內(nèi)氣泡的消除工作。10.4.1整體流程介紹圖？ Cell后段工藝流程圖從圖上可以看出，本段前承切割，后連電測，產(chǎn)品依據(jù)尺寸分3條線流通。如下：線路1： DC => PA => sampling => Autoclave 產(chǎn)品尺寸1寸3寸，其中部分產(chǎn)品根據(jù)客戶需要進(jìn)行磨邊處理，磨邊為手動磨邊機(jī)，操作者手持磨邊。DC為浸入式清洗，適合中小尺寸產(chǎn)品清洗。PA為貼片機(jī)，水平方式貼片。后續(xù)設(shè)檢查，設(shè)想為過程檢驗和抽檢，對有問題的批次實行全檢。部問題產(chǎn)品將留下返工處理。加壓消泡，對產(chǎn)品加壓加溫處理，消除片與產(chǎn)品之間殘余的氣泡。線路2： CP => sampl

49、ing => Autoclave 產(chǎn)品尺寸3寸7寸，此部分產(chǎn)品不需要磨邊（不排除個別產(chǎn)品需要），連線自動完成清洗、貼片工作。后面檢驗、消泡，同上。線路3：CP => sampling => Autoclave產(chǎn)品尺寸7寸10寸，產(chǎn)品需要磨邊連線自動完成磨邊、清洗、貼片工作。后面檢驗、消泡，同上。分別按工位介紹如下：10.4.2磨邊介紹10.4.2.1 磨邊目的磨邊是，將玻璃基板臺階側(cè)進(jìn)行研磨，防止產(chǎn)品在后續(xù)生產(chǎn)和使用過程中對外部連接物或人員造成傷害。 圖 磨邊目的10.4.2.2 磨邊基本原理基本原理（見圖）就是將基板定位在研磨平臺上，然后平臺移動至帶有研磨輪的設(shè)備中，研磨輪

50、共有4個，向內(nèi)移動同時分別研磨產(chǎn)品的2邊的4個上下面（可設(shè)定選擇需要研磨的面），移入后，轉(zhuǎn)向90度，研磨另外2邊4個上下面，移出后傳向后續(xù)工位。磨邊設(shè)兩個處理工位，功能相同，可以提高Tact time。 圖 磨邊原理說明圖 10.4.2.3設(shè)備構(gòu)成和主要性能指標(biāo)設(shè)備主要由裝料&卸料和2個研磨處理unit組成。1,裝料&卸料部分主要用機(jī)械手裝載&卸載工裝里面的玻璃面板。裝料，機(jī)械手升入工裝籃中，吸住玻璃面板，然后取出，送到后續(xù)面板定位部分。卸料，過程相反。 圖 裝料、卸料圖片主要性能指標(biāo)：1. 2Port Loader In-Line System2. CST Clamp

51、ing Method: Air Cylinder3. CST Loading 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 Met

52、hod : Servo Motor + LM Guide + Rack Pinion9. Transfer Stroke Max. 1,500 mm10. Include Panel Detect Sensor2，研磨部分磨邊的設(shè)備構(gòu)成：定位單元1臺，對位單元2臺，研磨機(jī)器2臺，裝載拾取傳送單元1個，卸載拾取傳送單元1個，溢流槽1個。主要設(shè)備圖片如下：centeringpanel pickergrinder tablegrinder (top)研磨輪grinder 圖 磨邊設(shè)備圖片工藝流程：定位 => 對位 => 前倒角 => 研磨（長邊） => 后倒角 => 旋

53、轉(zhuǎn) => 研磨（短邊） => 清洗見研磨流程識意圖。圖 研磨流程識意圖主要性能指標(biāo)： 1. 2Unit/1Line In-Line 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 Guid

54、e5. Picker Transfer Unit Speed Max. 600mm/sec Transfer Stroke Max. 1,880mm"6. Picker 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 G