Cell工程工藝簡(jiǎn)介

1、TFT-LCDCell工藝簡(jiǎn)介工藝簡(jiǎn)介錢志剛錢志剛6/76/7Cell工藝簡(jiǎn)介21. Cell工程簡(jiǎn)介工程簡(jiǎn)介Cell工程目的： 把Array工程制作的TFT基板和彩膜（CF）基板，經(jīng)過(guò)一系列處理后制作成合格的液晶屏（Panel），流到模組（Module）工程。玻璃液晶偏光板透明電極配向膜彩膜玻璃偏光板配向膜 Cell工程主要分為前、中、后三部分： 前工程：配向處理 液晶滴下（ODF） 真空貼合 切斷、貼偏光板液晶屏基本結(jié)構(gòu)液晶屏基本結(jié)構(gòu)Cell工藝簡(jiǎn)介3Cell工藝流程工藝流程CF基板TFT基板投入洗凈投入洗凈配向膜印刷配向膜印刷配向膜燒成配向膜燒成摩擦摩擦摩擦后洗凈Seal涂布及Ag涂布S

2、pacer散布CF基板TFT基板Spacer固著真空貼合液晶滴下UV硬化本硬化個(gè)片切斷屏洗凈研磨、洗凈偏光板貼付自動(dòng)除泡屏檢前工程中工程后工程Cell工藝簡(jiǎn)介4Cell Shop布局布局Cell工藝簡(jiǎn)介52. Cell前工程簡(jiǎn)介前工程簡(jiǎn)介 Cell前工程目的： 在TFT和CF基板表面均勻的印刷一層配向膜并固化，通過(guò)摩擦處理，使其對(duì)液晶分子具有配向控制力，使液晶分子具有正確、穩(wěn)定的取向，并形成一定的預(yù)傾角。 Cell前工程的主要任務(wù)：l形成厚度均一的配向膜l基板表面均勻的摩擦處理 lCell前工程的主要工序：1.投入洗凈 、配向膜印刷、配向膜燒成、摩擦、摩擦后洗凈Cell工藝簡(jiǎn)介62.1 投入前

3、洗凈投入前洗凈洗凈方法的類型用途和特征濕式清洗化學(xué)清洗藥液清洗多量有機(jī)污染物的去除，需根據(jù)污染物選擇溶劑純水清洗用于上述藥液的去除，但附著粒子去除不充分物理清洗滾刷清洗（Brush）用于去除強(qiáng)固吸附的大粒子(以上)，但不適于微小粒子的去除，可與化學(xué)清洗組合使用高壓Jet用于去除中等粒徑（1-3m）的異物粒子超聲波清洗用于除去小粒徑（1m以下）的異物粒子Hyper Mix利用氣液混合方式除去中小粒徑的異物粒子干式清洗低壓水銀燈UV可以用于除去膜狀有機(jī)物，并且可以提高成膜的涂布性EUV作用同上，但是EUV的清洗效果更好投入前洗凈目的：l除去TFT、CF基板上的異物粒子和污染物1.提高配向膜的印刷性

4、各種洗凈方法比較Cell工藝簡(jiǎn)介7洗凈原理洗凈原理 UV(EUV)洗凈：洗凈：紫外線（UV）使O2生成O3 ，并進(jìn)一步分解為具有強(qiáng)氧化性氧自由基（O）,使有機(jī)物氧化分解達(dá)到洗凈效果。EUV的原理相同，只是其波長(zhǎng)更短（即光子能量更高），產(chǎn)生O的能力更強(qiáng)，因而洗凈效果更好。 Brush(Brush(滾刷滾刷) )洗凈：洗凈：利用滾刷在一定壓入量（壓力）的條件下，在基板表面旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的機(jī)械剝離力將異物粒子除去。它針對(duì)的主要是大粒徑的異物粒子。 Cell工藝簡(jiǎn)介8CJ洗凈洗凈（ （Cavitation Jet） ） Cell工藝簡(jiǎn)介9Hyper Mix洗凈洗凈 Cell工藝簡(jiǎn)介10基板干燥方法： 氣刀

5、（Air Knife）干燥：氣刀是使用高壓干燥空氣從狹縫中吹出，將停留在基板表面的純水除去。經(jīng)過(guò)氣刀干燥的基板還需要進(jìn)一步干燥。 IR干燥：利用高溫加熱(IR)的方式將殘留在基板表面的水分徹底除去，IR干燥只能用于除去少量水分，干燥效果與加熱溫度和時(shí)間有關(guān)?；褰?jīng)過(guò)IR干燥后需要冷卻，一般有冷板（Cold Plate）型和空冷型。 Cell工藝簡(jiǎn)介11洗凈效果的評(píng)價(jià)：評(píng)價(jià)項(xiàng)目評(píng)價(jià)內(nèi)容評(píng)價(jià)方法有機(jī)污染物除去能力EUV照度和有機(jī)膜除去性的相關(guān)評(píng)價(jià)藥液溫度和洗浄能力的相關(guān)評(píng)價(jià)（CF側(cè)）搬送速度和洗浄能力的相關(guān)評(píng)價(jià)接觸角測(cè)定縮小時(shí)間測(cè)定異物粒子的除去能力Brush的壓入量和洗浄能力的相關(guān)評(píng)價(jià)CJ壓力

6、/ 流量和洗浄能力的相關(guān)評(píng)價(jià)異物粒子檢查干燥性Air Knife流量、高度、位置、角度和去水能力的相關(guān)評(píng)價(jià)目視檢查涂布性EUV照度和涂布性的相關(guān)評(píng)價(jià)縮小時(shí)間測(cè)定Cell工藝簡(jiǎn)介12投入前洗凈設(shè)備構(gòu)成示意圖CF基板TFT基板Cell工藝簡(jiǎn)介132.2 配向膜印刷配向膜印刷 配向膜印刷目的： 配向膜印刷工藝的目的是在TFT基板及CF基板上均勻的印刷一層可使液晶分子取向的配向材。所使用的配向材為聚酰亞胺(PI，Polyimide)。PI在大面積均勻性、涂覆性、摩擦性、取向控制力、化學(xué)穩(wěn)定性以及對(duì)液晶兼容性等方面均優(yōu)于其它高分子。 Cell工藝簡(jiǎn)介14 方式方式 Aniox Roll印刷版版胴 （EP

7、DM）方式方式印刷版版胴（ （PETPET樹(shù)脂樹(shù)脂） Aniox RollS1采用方式配向膜印刷的基本方式：（凸版印刷）Cell工藝簡(jiǎn)介15擴(kuò)大圖深度10m40mCELL個(gè)數(shù)160,000個(gè)/平方Anilox Roll表面狀態(tài)：印刷版表面狀態(tài)：Cell工藝簡(jiǎn)介16配向膜印刷工藝管理項(xiàng)目：目的管理內(nèi)容方法配向膜厚的均一性配向材的滴下量電子天平測(cè)量Anilox Roll的表面狀態(tài)用溶劑清洗Anilox Roll上的凹槽滾輪之間及版胴與基板間的平行度紙壓測(cè)定法測(cè)滾筒間的平行度；幅寬法測(cè)版胴與基板間的平行度UV照度及照射時(shí)間測(cè)定照度；確認(rèn)照射時(shí)間印刷位置精度印刷位置實(shí)際測(cè)定及版的印刷位置有無(wú)偏差防止異

8、物附著滾筒回轉(zhuǎn)及搖動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置的狀態(tài)可視化氣流目測(cè)有無(wú)發(fā)塵Cell工藝簡(jiǎn)介172.3 配向膜燒成配向膜燒成 配向膜燒成目的： 配向膜印刷之后進(jìn)行預(yù)干燥，配向膜中溶劑成分部分揮發(fā)，燒成時(shí)基板被加熱到更高溫度，使溶劑全部揮發(fā)，并且配向材固化（亞胺化）形成Polyimide。配向膜形成的一般過(guò)程印刷時(shí)燒成后Cell工藝簡(jiǎn)介18S1采用混合型配向材印刷時(shí)其他類型配向材：Cell工藝簡(jiǎn)介19燒成設(shè)備構(gòu)成：冷卻部（6段 空冷）基板流向 （段）燒成爐搬送RobotIR HeaterD/AHeater流量、溫度控制導(dǎo)流板基板石英管Cell工藝簡(jiǎn)介20燒成工藝管理項(xiàng)目：管理項(xiàng)目確認(rèn)方法可能造成的不良對(duì)策燒成溫度

9、穩(wěn)定性溫度Profile溫度低：Imide化不足溫度高：PI分解IR溫度，時(shí)間調(diào)節(jié)燒成溫度均一性Imide化穩(wěn)定性紅外吸收光譜未反應(yīng)物造成污染爐內(nèi)潔凈度Particle檢測(cè)裝置發(fā)塵相關(guān)的異物不良處理枚數(shù)管理，空燒基板冷卻基板表面溫度測(cè)試Rubbing，配向不良IR溫度時(shí)間，搬送速度靜電靜電計(jì)靜電破壞除電方法位置，搬送速度Cell工藝簡(jiǎn)介212.4 摩擦取向摩擦取向摩擦處理的目的： 1.通過(guò)布摩擦配向膜，使配向膜具有配向液晶的能力2.使液晶排列具有預(yù)期的預(yù)傾角 玻璃基板摩擦基臺(tái)摩擦布摩擦處理過(guò)程：US CleanerUS CleanerCell工藝簡(jiǎn)介22摩擦取向原理：Rubbing Roll配

10、向材分子PI摩擦前摩擦后摩擦方向Cell工藝簡(jiǎn)介23摩擦工藝管理項(xiàng)目項(xiàng)目要求特性常見(jiàn)對(duì)應(yīng)不良摩擦處理均一性基板顯示領(lǐng)域均被均一處理摩擦強(qiáng)度低時(shí)會(huì)造成配向能力低，摩擦強(qiáng)度高時(shí)會(huì)造成膜剝離預(yù)傾角安定性預(yù)傾角在規(guī)定值以內(nèi)預(yù)傾角過(guò)低會(huì)引起配向不良潔凈度摩擦工程的發(fā)塵量在規(guī)定值以內(nèi)若發(fā)塵量過(guò)大，將造成粒子污染剝離帶電量帶電量在適當(dāng)范圍以內(nèi)帶電量過(guò)大，將造成靜電破壞Cell工藝簡(jiǎn)介24 摩擦后洗凈目的： 除去摩擦工程后基板上的異物及污染物，防止異物不良和配向不良，包括有機(jī)污染物（摩擦布）和異物粒子（摩擦布、配向膜殘屑）、離子性不純物等。在摩擦洗凈工程中，為了保證配向的均一性，必須保證洗凈的均一性。 2.5

11、 摩擦后洗凈摩擦后洗凈Cell工藝簡(jiǎn)介25在25條件下IPA純水表面張力（涂附性）（21mN/m）（72mN/m）預(yù)傾角配向性（D光學(xué)異向性）表示品質(zhì)IPA與純水洗凈比較：項(xiàng)目規(guī)格頻度目的摩擦污染物的除去性M、L Size Total，增加量在50個(gè)以下1回/2周洗凈能力確認(rèn)洗凈均一性水回流，不發(fā)生1回/3Lot再附著防止靜電基板內(nèi)，200V以下1回/1日靜電破壞防止摩擦后洗凈工藝管理項(xiàng)目Cell工藝簡(jiǎn)介263. Cell中工程簡(jiǎn)介中工程簡(jiǎn)介Cell工藝簡(jiǎn)介273.1 Spacer散布與固著散布與固著Spacer散布工程的工藝要求特性： 1、散布密度穩(wěn)定性：中心值25p/ mm2 2、散布的均

12、勻性 3、沒(méi)有Spacer凝集體Spacer散布工程的目的： 為在ARRAY基板和CF基板間形成均勻的盒厚，在CF基板上均勻的散布顆粒狀的Spacer。Spacer固著工程的目的： 為避免Spacer的位置受滴下的液晶流動(dòng)的影響，通過(guò)加熱將已散布的Spacer固著在CF基板上。Spacer散布工程的工藝要求特性： 1、液晶滴下時(shí)Spacer不發(fā)生移動(dòng) 2、在工藝過(guò)程中基板上不附著US Cleaner不可去除的不純物Cell工藝簡(jiǎn)介28Spacer散布原理及裝置概要 高速気流高速気流【配管斷面】在稱量皿中放入Spacer，通過(guò)SUS配管中一定流量的氮?dú)鈮毫pacer抽送至NOZZLE進(jìn)行散布

13、。（ 現(xiàn)象）Spacer在高壓氮?dú)獾淖饔孟略赟US配管內(nèi)與管壁摩擦碰撞從而帶上負(fù)靜電，并分散開(kāi)。（計(jì)量部）Index Table散布Chamber（供給部）圧送（窒素）秤量皿SUS配管散布散布散布散布散布nozzle散布用（4箇所）圧送用（1箇所）固定品種切替品種切替條件変更條件変更秤量皿秤量交換秤量交換Hopper単層構(gòu)造：塩化Vinyl內(nèi)壁高電圧印加積層付著防止Spacer通過(guò)固定的NOZZLE經(jīng)過(guò)4次散布動(dòng)作均勻的撒布在整個(gè)CF基板上Cell工藝簡(jiǎn)介29Spacer固著原理及裝置概要本體表面處理層表面處理層溶解固著原理加熱加熱裝置構(gòu)造（臺(tái)）無(wú)塵恒溫槽：防止基板破裂Cell工藝簡(jiǎn)介303.

14、2 Seal（封框膠封框膠 ）涂布）涂布Seal涂布目的：連接 CF基板和TFT基板在Seal中混入Spacer,從而有利于控制周邊盒厚防止液晶泄漏有利于後工程的切斷Seal涂布的工藝特點(diǎn)：Seal材粘度20PaS700PaS混合Spacer材：310um涂布位置精度80um涂布幅寬0.2-0.4mm涂布高度25-50um斷面積精度10%最小R描畫(huà)0.5mm涂布速度MAX150mm/s（常用為20100mm/s）基臺(tái)移動(dòng)幅度： X方向：330mm Y方向：+630mm,-550mmCell工藝簡(jiǎn)介31Syringe裝填Seal材Seal內(nèi)Spacer材調(diào)合攪拌：分間脫泡（遠(yuǎn)心真空）以下 時(shí)間裝

15、置Set回転數(shù)：1600rpmSeal內(nèi)Spacer材Seal容器Seal 脫泡Cell工藝簡(jiǎn)介32配向膜膜表示部部過(guò)細(xì)液晶泄漏不均一液晶泄漏太切斷不良過(guò)細(xì)液晶泄漏太寬切斷不良正確斷裂液晶泄漏 部 直線部 終端部Seal外觀Cell工藝簡(jiǎn)介333.3 Ag(銀膠銀膠)涂布涂布銀膠涂布目的： 在TFT基板的配線上涂布Ag膠,使TFT基板與CF基板導(dǎo)通。 正常量（多）盒厚不均 涂布前狀態(tài)涂布后形狀量（少）接觸不良 位置接觸不良 Ag涂布穩(wěn)定性正常Cell工藝簡(jiǎn)介34Seal PI Ag涂布的位置關(guān)系：Seal膠PI膜Ag涂布Pad顯示區(qū)適用于TN型產(chǎn)品IPS型產(chǎn)品不需要轉(zhuǎn)移電極另一種獲得Vcom的

16、方法Seal膠內(nèi)摻入金球,通過(guò)接觸孔導(dǎo)通優(yōu)點(diǎn)：Vcom更均勻Seal膠Cell工藝簡(jiǎn)介353.4 液晶滴下（液晶滴下（ODF） 目的：為了形成要求的Gap值，在TFT基板上滴 下合適的液晶量。 主要控制參數(shù)： 液晶滴下量 液晶滴下位置 液晶滴下打點(diǎn)數(shù) 液晶脫泡條件（時(shí)間、真空度） Lead Time（液晶滴下真空貼合）Cell工藝簡(jiǎn)介36滴下位置：寄液晶本Seal補(bǔ)助Seal液晶液晶glassglass滴下位置：最適液晶本Seal補(bǔ)助Seal液晶液晶glassglass滴下位置：中央寄液晶本Seal補(bǔ)助Seal液晶液晶glassglass滴下位置穩(wěn)定性滴下位置穩(wěn)定性滴下位置不是最佳位置時(shí)，在大

17、氣開(kāi)放時(shí)，面內(nèi)壓力差產(chǎn)生。周邊Gap不良Cell工藝簡(jiǎn)介37値（）4.04.14.24.34.43.63.73.83.93.5測(cè)定point滴下量：少滴下量：適正滴下量：多測(cè)定Point表示部大大滴下量：適正滴下量：多滴下量：少小小滴下量對(duì)盒厚（Gap）值影響：Cell工藝簡(jiǎn)介38 I P SI P S球狀球狀 Cost meritCost merit柱狀柱狀(CF)(CF) PerformancePerformance( (High ContrastHigh Contrast， ，Gap uniformityGap uniformity) )材料材料球狀Spacer柱狀SpacerSampl

18、en數(shù)面內(nèi)平均Gap（25點(diǎn)面）33.7023.6593.6783.5463.5703.56030.1380.1230.106面內(nèi)平均Gap（3P）30.0470.0350.0433.6743.5593（3PAve）0.1220.042Gap uniformity盒厚（盒厚（Gap）的控制）的控制盒厚（盒厚（Gap）的相關(guān)因素：）的相關(guān)因素：1.面內(nèi)Spacer徑；2.Seal內(nèi)Spacer徑；3.液晶量Cell工藝簡(jiǎn)介39球狀Spacer柱狀Spacer量產(chǎn)品型號(hào)模式用途Spacer類型15型TNMonitor球狀17型TNMonitor球狀20.1型TNTV柱狀26型IPSTV柱狀Cell

19、工藝簡(jiǎn)介40真空貼合的目的： 液晶滴下之后，在真空中將TFT和CF基板，在數(shù)m的精度范圍內(nèi)進(jìn)行貼合。 性能要求： 勘合精度：6 m以內(nèi) Gap精度： Gap均一 到達(dá)真空度：0.13Pa以下 真空到達(dá)時(shí)間：60秒內(nèi)達(dá)到1Pa以下；120秒內(nèi)達(dá)到0.5以下 3.5 真空貼合真空貼合Cell工藝簡(jiǎn)介41真空Chamber（高真空）液晶真空Chamber（低真空）液晶氣泡氣泡大氣開(kāi)放大氣開(kāi)放真空貼合過(guò)程：真空貼合過(guò)程：1. 若沒(méi)有達(dá)到要求的真空度，則貼合之后的面板會(huì)出現(xiàn)Gap不良，發(fā)生氣泡2. 排氣速度（在液晶脫泡不充分或者排氣速度太快的情況下，會(huì)導(dǎo)致液晶飛濺出來(lái)，若飛濺到seal材上，則會(huì)導(dǎo)致se

20、al材接著不良，液晶泄漏。）液晶真空排氣真空排氣液晶液晶飛濺飛濺Cell工藝簡(jiǎn)介42貼合精度測(cè)定貼合精度測(cè)定 測(cè)定方法：專用的Off-Line測(cè)定裝置，在CF與TFT板貼合之后自動(dòng)進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定的數(shù)據(jù)在PC中自動(dòng)保存。貼合后的Array/CF基板Vernier與對(duì)位標(biāo)志Panel【Vernier】【對(duì)位標(biāo)志】X/VernierY/Vernier 利用畫(huà)像處理、自動(dòng)檢測(cè)能使A=B的位置，貼合精度以所測(cè)得的Vernier值來(lái)表示。Array側(cè)Vernier（基準(zhǔn)）L約1000mCF側(cè)VernierABArray側(cè)Marker150mCF側(cè)Marker50mCell工藝簡(jiǎn)介433.6 Seal硬化硬

21、化Seal硬化目的：(1)通過(guò)UV及加熱對(duì)seal進(jìn)行充分硬化，使真空貼合后的CF及TFT基板通過(guò)seal高信賴性的無(wú)偏移接著，形成盒厚穩(wěn)定的液晶屏；(2)防止液晶氣泡的發(fā)生（長(zhǎng)時(shí)間放置）；(3)使液晶完全擴(kuò)散UV Lamp(Metal Halide Lamp )光Seal材達(dá)到一定程度的硬化，真空貼合后的CF,TFT基板接著，形成穩(wěn)定盒厚。mask熱風(fēng)Seal材充分硬化達(dá)到高信賴性，同時(shí)通過(guò)加熱再降溫使液晶Isotropic化，進(jìn)行重新再配向熱風(fēng)爐（Oven）（ （UV硬化硬化） ）（ （本硬化本硬化） ）Cell工藝簡(jiǎn)介44UV硬化原理示意硬化原理示意UV光照射會(huì)使a-si內(nèi)產(chǎn)生電子遷移，

22、破壞TFT的Tr特性，故采用MASK遮擋TFT部。a-si基板G遮光a-SiDrainG遮光畫(huà)素ITOPAG-Insulator基板Drain上BM色層色層Cell gapUV光液晶UV Mask基板材配向膜基板TFT公共電極Seal內(nèi)Spacer光（光源：Metal Halide Lamp）半透膜Cell工藝簡(jiǎn)介45本硬化工藝條件特性要求本硬化工藝條件特性要求1.溫度控制2.盒厚保持3.不純物管理12070RT60min基板溫度裝置內(nèi)溫度本硬化溫度特性曲線無(wú)塵恒溫槽測(cè)定基板溫度記錄儀本硬化爐及溫度曲線測(cè)定方法120、60minCell工藝簡(jiǎn)介464. Cell后工程簡(jiǎn)介后工程簡(jiǎn)介 Cell后工程的主要任務(wù)是