第04章液晶显示器的制屏和模块工艺课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,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,第4章 液晶显示器的制屏和模块工艺技术主讲人：王丽娟平板显示,本章主要内容,4.1 制屏工艺简介,4.2 PI取向工艺,4.3 ODF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,4.9 COF工艺,4.8 COG工艺,本章主要内容4.1 制屏工艺简介,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IC,PCB,TCP,ACF,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 制屏工艺简介保护膜彩膜偏振片黑矩阵玻璃基板存储电容液,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,4.1 制屏工艺简介边框胶及银点胶PI 取向阵列基板彩膜基板,4.2 PI 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,4.2 PI 取向PI取向的作用有两个主要的作用：液晶分子取,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,4.2 PI 取向,PI取向的工艺流程,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,4.2 PI 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。,4.2 PI 取向 PI 前清洗刷洗刷洗红外线干燥紫外照射清,基板流品方向,4.2 PI 取向,刷洗,利用刷子去除玻璃基板表面的污垢。,基板流品方向4.2 PI 取向 刷洗利用刷子去除玻璃基板表面,超声水洗的过程,红外线干燥,4.2 PI 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。,超声水洗的过程红外线干燥4.2 PI 取向 水洗、红外线干燥,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,4.2 PI 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。,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,4.2 PI 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,4.2 PI 取向 PI 印刷设备炉体反射板空气散热层加热板,4.2 PI 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,4.2 PI 取向 摩擦1.摩擦之后在玻璃表面形成沟槽2.,4.3 ODF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,4.3 ODF工艺 工艺流程和设备涂边框胶滴液晶散布隔垫物固,4.3 ODF工艺,散布隔垫物与固着,投料口,压送管,N,2,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,BS,R/G/B,ITO,PI,PI,ITO,绝缘,+钝化层,BM,Gate,PS,PS高,35m,柱形隔垫物（PS）,球形隔垫物（BS）,4.3 ODF工艺 散布隔垫物与固着投料口压送管N2净化的进,4.3 ODF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。,4.3 ODF工艺 边框胶及银点胶共用电极驱动IC取向层隔垫,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,4.3 ODF工艺,边框胶及银点胶,边框胶 胶液+玻璃棒（球）银点胶 胶液+导电球边框胶,4.3 ODF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。,4.3 ODF工艺 液晶滴下液晶瓶注射器喷嘴阀门（a）原点,4.3 ODF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,4.3 ODF工艺 真空对盒ESC 载台液晶滴边框胶基板真空,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 真空对盒基板台移动部件上基板台下,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,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,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。,TFT 阵列基板划片裂粒液晶注入单个TFT液晶屏液晶槽4.4,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。,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,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。,气压1.加压2.UV封口胶4.UV光照射固化UV光气压气,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,1.液晶填充原理ODF工艺和传统的液晶注入工艺对比ODF,4.5 切割工艺,OLB PAD,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。,4.5 切割工艺OLB PAD短路环基板边缘滑轮玻璃滑轮玻璃,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。,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,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IC,PCB,TCP,ACF,连接处,驱动LSI,4.7 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,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,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TCP,PCB,驱动IC,PCB板,采用TAB工艺的液晶显示模块,COB工艺中邦定IC的PCB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,4.8 COG工艺,液晶屏外引线,放大,电极焊盘,左端 右端,驱动IC,FPC,PCB,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。,4.8 COG工艺液晶屏外引线放大电极焊盘驱动ICFPCPC,COG工艺流程,贴ACF,ACF,贴ACF,ACF,（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,4.8 COG工艺,COG工艺流程贴ACFACF贴ACF ACF（a）邦定驱动,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FPC,FPC,PCB,（c）邦定PCB,（d）检测,4.8 COG工艺,COG工艺流程（e）组装背光源及铁框背光源（f）成品检测（,4.9 COF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,4.9 COF工艺偏振片液晶屏背光源电阻和电容驱动IC印刷电,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,4.9 COF工艺,COF工艺中制作精细线路方法：减层法、半加层法、加层法。光刻,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,CSTN 模块a-Si(TFT)模块LTPS 模块行和列,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,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。,