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04 第04章 液晶显示器的制屏和模块工艺.pptx

页数:34页文件大小:4.00 MB来源: 平板显示技术基础ppt课件

本课件为课程第4章,先给出液晶屏的整体结构与制屏工艺流程,再讲解PI取向、边框胶与银点胶、隔垫物散布、液晶滴下与真空对盒等ODF工艺,对比传统液晶注入与封口方式,最后介绍切割、贴片以及COB、TAB、COG、COF四类模块工艺。

第4章液晶显示器的制屏和模块工艺技术封面,标示本章讲解成盒工艺与模块组装工艺
液晶屏整体结构剖面图,标注彩膜、黑矩阵、液晶、TFT、取向层、偏振片与背光源等各层位置
制屏工艺流程图,对比ODF工艺的液晶滴下路线与传统工艺的液晶注入、封口、再取向路线
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第1页:第4章制屏和模块工艺技术

本章讲解液晶显示器的制屏工艺(PI取向、ODF工艺、传统液晶注入、切割)与模块工艺(COB、TAB、COG、COF)。

第2页:液晶屏的整体结构

液晶屏的主要构成:玻璃基板、偏振片、黑矩阵、彩膜、保护膜、取向层、液晶层、存储电容、共用电极、TFT、像素电极、边框胶、隔垫物等;背光源部分包括导光板、扩散板、反射板、分光板。

外围连接包括驱动IC、PCB、TCP与ACF连接处。

说明:本页文字为结构标注,层次关系已按标准液晶屏剖面整理,建议对照原图核对。

第3页:制屏工艺流程总览

制屏工艺的两条主线:

  • ODF工艺:PI取向→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→切割
  • 传统工艺:PI取向→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

后续均为贴片与模块组装。

第4页:PI取向的作用

PI取向有两个主要作用:液晶分子取向和形成预倾角。

  • 预倾角为0°时,施加电压后液晶分子旋转方向不同,易产生线状的取向缺陷;
  • 预倾角为2°时,液晶分子朝一定方向排列,取向一致。

第5页:PI取向的工艺流程

  1. PI前清洗(含干式超声波清洗)
  2. PI印刷(成膜)
  3. PI预固化
  4. PI主固化
  5. 摩擦取向(旋转对位摩擦)

第6页:PI前清洗

PI前清洗
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影响。

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。流程包括刷洗、红外线干燥、紫外照射清洗与冷却。

第7页:刷洗

刷洗:利用刷子去除玻璃基板表面的污垢。

说明:本页源文件提取到的文字较少,主体为刷洗工序示意图,建议对照原图补充。

第8页:水洗、红外干燥与紫外清洗

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。

水洗之后依次进行红外线干燥与紫外线照射清洗。

第9页:PI印刷

PI层涂布采用带有所需图形的柔性印刷版(APR版)转印的方式:PI液注入网纹辊(陶瓷材质)凹槽,经刮刀展开后由APR版转印到基板上形成图案。

第10页:PI预固化与主固化

PI印刷后先后进行预固化与主固化,设备由炉体、加热板、玻璃基板、反射板、空气散热层与排气盒等部分构成。

说明:本页文字主要为设备结构标注,建议对照原图核对各部件位置。

第11页:摩擦取向

  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。

第12页:ODF工艺流程与设备

ODF(One Drop Filling)工艺流程: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。

主要设备包括液晶滴下机与真空对盒设备。

第13页:散布隔垫物与固着

隔垫物分为柱形隔垫物(PS)与球形隔垫物(BS)两类,高度约3~5μm,散布在BM、ITO、绝缘+钝化层之上。

散布装置由进料器、压送管、N2净化进料器、高速气流SUS配管与散布腔室等部分组成。

第14页:边框胶及银点胶

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基板上的ITO电极导通。

边框胶与银点胶由点胶机涂布,配合隔垫物与驱动IC完成成盒。

第15页:边框胶与银点胶的成分

  • 边框胶=胶液+玻璃棒(球)
  • 银点胶=胶液+导电球

图中还标出辅助线的位置。

说明:本页源文件提取到的文字较少,主体为胶成分示意图。

第16页:液晶滴下

液晶滴下
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控制。

设备由液晶瓶、喷嘴、阀门与注射器构成,动作依次为原点、填充位置、滴下位置、滴下液晶。

第17页:真空对盒与UV固化

真空对盒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),由ESC载台、真空区域与大气压力共同作用。

UV固化时,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光照射。

第18页:传统工艺的真空对盒

传统液晶注入工艺的真空对盒: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。

设备由上基板台、下基板台、移动部件、排气管、真空腔、升降装置、对位摄像头与UV固化单元组成。

第19页:划片工艺

划片时上下切开,露出扫描线与信号线的引线区,并形成液晶注入口。

第20页: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单个或者一列液晶盒(裂粒),再送入液晶槽进行液晶注入。

第21页:液晶注入

液晶注入是在真空的状态下利用毛细现象的原理将液晶注入到液晶盒内,工序为抽真空→高真空→充气→常压。

页面同时提示了液晶注入的常见问题。

第22页:封口工艺

注入完液晶的液晶屏要用封口材料将注入口封堵住,步骤为:

  1. 加压;
  2. 涂UV封口胶;
  3. 减压及吸入封口胶;
  4. UV光照射固化。

第23页:ODF与传统注入工艺对比

ODF工艺与传统的液晶注入工艺对比
对比项目传统工艺ODF工艺
液晶填充原理利用毛细现象和内外压力差注入利用液晶滴填充
成盒方式热压时隔垫物变形量大隔垫物能够跟随着变形
封口和再取向注入后必须要进行封口不需要注入口

说明:原图为热压(压力+温度)与液晶滴下两条工艺路线的对照示意,本表按图中要点整理。

第24页:切割工艺

切割工艺的作用:

  1. 去除短路环;
  2. 去除棱角处玻璃毛边的细小裂纹,使玻璃的强度均匀;
  3. 使棱角光滑。

图中标注OLB PAD、短路环、基板边缘与滑轮玻璃等部位。

第25页:贴片工艺

贴片工艺
在切割后的液晶屏外面贴上偏振片,包括清洗、贴片、加压消泡等工艺。

流程为喷淋水洗→最终冲洗→风刀→卸载;由滚压机把偏振片压贴到TFT基板与CF基板上。

第26页:模块工艺简介

液晶显示模块由液晶屏、TCP、背光源等部分组装而成,液晶屏内部包含TFT阵列基板、彩膜基板、液晶层、偏振片、边框胶与隔垫物,外部连接驱动IC、PCB与ACF连接处。

说明:本页文字主要为结构标注,建议对照原图核对。

第27页:模块工艺的分类

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。

可分为COB工艺、TAB工艺、COG工艺和COF工艺。图中展示带有栅驱动IC的TCP、带有源驱动IC的TCP、PCB驱动IC以及采用TAB工艺的液晶显示模块。

第28页:COG工艺

COG工艺
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。

图中标出液晶屏外引线放大后的电极焊盘(左端、右端)、驱动IC、黑胶、FPC与PCB。

第29页:COG工艺流程与ACF

COG工艺流程首先是贴ACF,随后邦定驱动IC。

各向异性导电胶膜(ACF)
具有垂直方向导电、水平方向绝缘的性质。

放大图中显示IC芯片的突起电极、液晶屏电极、电极空隙与中间的导电粒子。

第30页:COG工艺后续流程

COG工艺后续流程:

  1. 邦定FPC与PCB;
  2. 检测;
  3. 组装背光源及铁框;
  4. 成品检测。

说明:本页为流程图页,步骤顺序按图中标注整理。

第31页:COF工艺

COF工艺
将驱动IC邦定到一个柔性电路板上,其他周边组件也可高度集成地与驱动IC一起邦定在柔性电路板上,再用ACF将柔性电路板连接到液晶显示屏的外引线处,是一种新兴技术。

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。电阻和电容等元件也可集成在COF薄膜上。

第32页:COF精细线路制作方法

COF工艺中制作精细线路的方法有三种:减层法、半加层法、加层法。

  • 减层法:在金属箔衬底上涂胶、曝光显影、刻蚀、去胶;
  • 半加层法:溅射Cr/Cu后涂胶曝光显影、图形电镀、去胶、刻蚀;
  • 加层法:涂胶曝光显影后蒸镀Cu/Ni/Au、去胶。

配图还标注了聚酰亚胺层等结构。

第33页:三种液晶显示器模块

  • CSTN模块:行驱动与列驱动均由FPC引出;
  • a-Si(TFT)模块:由行驱动IC与列驱动IC分别驱动;
  • LTPS模块:行驱动与列驱动可集成于基板上。

说明:本页源文件提取到的文字较少,要点按图中三类模块的标注整理,建议对照原图核对。

第34页:第4章本章小结

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
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,可分为COB工艺、TAB工艺、COG工艺和COF工艺。
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