液晶材料与技术tftlcd工艺技术
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液晶材料与技术（13）
——TFT-LCD工艺技术
Array工程 Cell工程 Module工程 CF工程
液晶屏（盒）制作是指液晶屏的组装技术（cell assemble technology）。
为使液晶分子的取向变化转化为可视图像，需要在设 有取向层的阵列基板和彩色滤光片基板之间充入液晶 材料，并在两块基板外侧配置偏光片。
摩擦取向技术存在一些问题
摩擦取向技术虽然是液晶显示器工业中最成熟、最可 靠、应用最广泛的取向技术,但是无论在实践上还是在 理论上摩擦取向技术都仍然存在一些问题,主要表现在 以下几点:
1. 摩擦过程中容易产生静电,这会造成薄膜晶体管的 击穿;由于摩擦过程产生绒毛尘埃,摩擦后必须增加清 洗、干燥工序,降低了生产效率;另外还有少数绒毛即 使通过清洗工序也很难彻底清除,影响LCD 的显示效果, 甚至出现次品。
非摩擦法液晶分子取向技术UV2A技术
为了工业化规模地制作这种结果，一般将液晶屏的制 程分为前工程和后工程。
Cell工艺流程
基 板 洗 净 / 干 燥
取 向 印 刷
取 向 烧 成
摩 擦 取 向
摩 擦 洗 净 / 干 燥
封 框 胶 涂 布Baidu Nhomakorabea
Ag 涂 布
液 晶 滴 下
基
摩
板 取取摩擦垫垫
洗 净
向
向
擦
洗 净
料
料
/ 印烧取 / 散固
干 刷成向干布着
所谓摩擦取向就是利用尼龙、纤维或棉绒等材料按一 定方向摩擦液晶显示器的取向膜,使薄膜表面状况发生 改变,对液晶分子产生均一的锚定作用,从而使液晶分 子在液晶显示器的两片玻璃板之间的某一区域内,以一 定的预倾角呈现均匀、一致的排列。
取向效果的好坏对于液晶显示器的均一性、视角、色 差、响应速度、阈值电压等基本性能都有重要影响。
配向膜干燥
配向膜的干燥时,温度均匀性必须格外注意, 因此清洗之后必须使用基板干燥炉进行烘干及
冷却,才能流到后制程。
摩擦取向技术是1911 年由莫根(Maugin) 发现的。这 一发现对于液晶显示技术的发展起到了重要的作用,至 今为止仍然是各类液晶显示器制造过程中使用最广泛 的取向技术。
燥
燥
真 空 贴 合
U
V 照 射
封 框 胶 本 硬 化
切 断
面 取
/ 洗 净
屏 洗 净
偏 光 板 贴 付
自 动 除 泡
屏 显 示 检 查
（前工程）
（后工程）
液晶屏（盒） 前工程
1、取向膜涂布前的洗净工程 2、取向膜形成工程（PI） 3、取向处理工程（rubbing system）——摩擦
取向膜的形成是利用溶于溶剂中的聚酰亚胺树脂溶剂， 由印刷在基板表面涂布，经200℃左右的温度下烧成， 使溶剂成分蒸发，达到所希望的膜厚。
印刷法的具体做法：
首先将取向膜材料的溶液滴落在具有微小沟槽的展料 辊上，利用称为流延刮刀的刀刃，将PI也展埋于展料 辊的沟槽中，再将取向膜材料转移到预先形成的所希 望图形的树脂凸版上，最后将取向膜转写在玻璃基板 上。
2. 随着液晶显示器生产线从第一代发展到第十代, 随着 所加工基板面积的增大,在整个基板范围内获得完全均 一取向的难度也越来越大。
3. 现在的摩擦法只对平面表面起作用,对于形状不规则 的基板,通过摩擦取向就很困难。
4. 摩擦取向技术虽然已经诞生了90 多年,但究竟什么原 因导致了取向还不清楚。
流片方向
预干燥单元
CELL前工程 （配向膜印刷）
移载机械手
PI液喷头 印刷版（版胴）
Doctor Roll Anilox Roll
UV洗净单元
走行/升降式 印刷台
PI液转写到基板之后，需要使溶剂挥发进行干 燥。
有热板等进行预烘烤，然后采用烧成炉进行热处理。
烧成方式有远红外线加热和热风循环加热炉方式。
系统 4、隔离子散布工程（spacer spray system） 5、封接材料形成（框胶涂布）工程 6、贴合工程（组装、封接）
PI工程
PI工程是为了使液晶分子沿特定的方向取向排列，在 基板表面配置称之为取向膜的涂布工程。
取向膜采用聚酰亚胺树脂（polyimide resin）材料。 取向膜材料( P I)目前完全由日本独占,主要厂商有日产
以形成沟槽。研究表明,摩擦需要一个最小摩擦力f min , 小于此力,取向效果几乎不存在。摩擦后的取向层经过 清洗和干燥后,即可用于制盒。 摩擦方向及方位（预倾角）是影响制品性能的重要参 数。
液晶显示屏制品的显示质量，与液晶分子的取向均一 度等机械精度相关，而且随着玻璃基板的大型化，对 装置自身刚性的要求越来越高。
这种取向有机膜被布摩擦可能会产生静电，对组件造 成损失，应采取措施加以解决。
使用的摩擦布，会发生绒毛脱落等，为将其清除，必 须洗净。
已完成摩擦的玻璃基板表面，如果再发生不均匀的接 触，该部分会发生取向缺陷。因此，对完成取向处理 的玻璃基板必须格外小心对待。
摩擦后清洗
配向之后,会有大量的毛屑以及PI膜碎屑残留在PI膜上, 因此必须使用洗净机来清洗
化学和JSR等5家。日产化学和JSR都有适用各种显示 模式的取向膜材料。其中IPS模式用的材料以日产化学 为主, VA 模式用的材料以JSR为主。 取向膜的厚度为10-100 nm,膜厚在整个基板表面分布 的均匀性极为重要，但同阵列基板上布线形成的精度 相比，PI涂布精度要求低一个数量级，因此，取向膜 形成一般采用印刷法。
印刷原理 ＰＩ dispenser
版胴
Anilox滚轮
Doctor 滚轮
版胴
印刷部
印刷台面
取向处理工程
取向膜形成之后，还要在膜上形成按一定方向排列的 沟槽，以便使液晶分子按一定方式取向排列。称为取 向处理工程
一般通过摩擦进行，因此又称为摩擦工程。 用称为摩擦布的纤维织物对取向膜沿一定方向摩擦，
最近，采用可进行顺序处理的单片式越来越普通，因 此远红外加热方式用得越来越多。
从生产线的生产节拍考虑，烧成工序所占的时间较长， 更趋向于采用多段式烧成室。
CELL前工程 （配向膜印刷）
预干燥部
干燥方式
基板 Pin 加热盘 非接触式(Pin)加热
PI dispenser
Doctor 滚轮 金属板滚轮
——TFT-LCD工艺技术
Array工程 Cell工程 Module工程 CF工程
液晶屏（盒）制作是指液晶屏的组装技术（cell assemble technology）。
为使液晶分子的取向变化转化为可视图像，需要在设 有取向层的阵列基板和彩色滤光片基板之间充入液晶 材料，并在两块基板外侧配置偏光片。
摩擦取向技术存在一些问题
摩擦取向技术虽然是液晶显示器工业中最成熟、最可 靠、应用最广泛的取向技术,但是无论在实践上还是在 理论上摩擦取向技术都仍然存在一些问题,主要表现在 以下几点:
1. 摩擦过程中容易产生静电,这会造成薄膜晶体管的 击穿;由于摩擦过程产生绒毛尘埃,摩擦后必须增加清 洗、干燥工序,降低了生产效率;另外还有少数绒毛即 使通过清洗工序也很难彻底清除,影响LCD 的显示效果, 甚至出现次品。
非摩擦法液晶分子取向技术UV2A技术
为了工业化规模地制作这种结果，一般将液晶屏的制 程分为前工程和后工程。
Cell工艺流程
基 板 洗 净 / 干 燥
取 向 印 刷
取 向 烧 成
摩 擦 取 向
摩 擦 洗 净 / 干 燥
封 框 胶 涂 布Baidu Nhomakorabea
Ag 涂 布
液 晶 滴 下
基
摩
板 取取摩擦垫垫
洗 净
向
向
擦
洗 净
料
料
/ 印烧取 / 散固
干 刷成向干布着
所谓摩擦取向就是利用尼龙、纤维或棉绒等材料按一 定方向摩擦液晶显示器的取向膜,使薄膜表面状况发生 改变,对液晶分子产生均一的锚定作用,从而使液晶分 子在液晶显示器的两片玻璃板之间的某一区域内,以一 定的预倾角呈现均匀、一致的排列。
取向效果的好坏对于液晶显示器的均一性、视角、色 差、响应速度、阈值电压等基本性能都有重要影响。
配向膜干燥
配向膜的干燥时,温度均匀性必须格外注意, 因此清洗之后必须使用基板干燥炉进行烘干及
冷却,才能流到后制程。
摩擦取向技术是1911 年由莫根(Maugin) 发现的。这 一发现对于液晶显示技术的发展起到了重要的作用,至 今为止仍然是各类液晶显示器制造过程中使用最广泛 的取向技术。
燥
燥
真 空 贴 合
U
V 照 射
封 框 胶 本 硬 化
切 断
面 取
/ 洗 净
屏 洗 净
偏 光 板 贴 付
自 动 除 泡
屏 显 示 检 查
（前工程）
（后工程）
液晶屏（盒） 前工程
1、取向膜涂布前的洗净工程 2、取向膜形成工程（PI） 3、取向处理工程（rubbing system）——摩擦
取向膜的形成是利用溶于溶剂中的聚酰亚胺树脂溶剂， 由印刷在基板表面涂布，经200℃左右的温度下烧成， 使溶剂成分蒸发，达到所希望的膜厚。
印刷法的具体做法：
首先将取向膜材料的溶液滴落在具有微小沟槽的展料 辊上，利用称为流延刮刀的刀刃，将PI也展埋于展料 辊的沟槽中，再将取向膜材料转移到预先形成的所希 望图形的树脂凸版上，最后将取向膜转写在玻璃基板 上。
2. 随着液晶显示器生产线从第一代发展到第十代, 随着 所加工基板面积的增大,在整个基板范围内获得完全均 一取向的难度也越来越大。
3. 现在的摩擦法只对平面表面起作用,对于形状不规则 的基板,通过摩擦取向就很困难。
4. 摩擦取向技术虽然已经诞生了90 多年,但究竟什么原 因导致了取向还不清楚。
流片方向
预干燥单元
CELL前工程 （配向膜印刷）
移载机械手
PI液喷头 印刷版（版胴）
Doctor Roll Anilox Roll
UV洗净单元
走行/升降式 印刷台
PI液转写到基板之后，需要使溶剂挥发进行干 燥。
有热板等进行预烘烤，然后采用烧成炉进行热处理。
烧成方式有远红外线加热和热风循环加热炉方式。
系统 4、隔离子散布工程（spacer spray system） 5、封接材料形成（框胶涂布）工程 6、贴合工程（组装、封接）
PI工程
PI工程是为了使液晶分子沿特定的方向取向排列，在 基板表面配置称之为取向膜的涂布工程。
取向膜采用聚酰亚胺树脂（polyimide resin）材料。 取向膜材料( P I)目前完全由日本独占,主要厂商有日产
以形成沟槽。研究表明,摩擦需要一个最小摩擦力f min , 小于此力,取向效果几乎不存在。摩擦后的取向层经过 清洗和干燥后,即可用于制盒。 摩擦方向及方位（预倾角）是影响制品性能的重要参 数。
液晶显示屏制品的显示质量，与液晶分子的取向均一 度等机械精度相关，而且随着玻璃基板的大型化，对 装置自身刚性的要求越来越高。
这种取向有机膜被布摩擦可能会产生静电，对组件造 成损失，应采取措施加以解决。
使用的摩擦布，会发生绒毛脱落等，为将其清除，必 须洗净。
已完成摩擦的玻璃基板表面，如果再发生不均匀的接 触，该部分会发生取向缺陷。因此，对完成取向处理 的玻璃基板必须格外小心对待。
摩擦后清洗
配向之后,会有大量的毛屑以及PI膜碎屑残留在PI膜上, 因此必须使用洗净机来清洗
化学和JSR等5家。日产化学和JSR都有适用各种显示 模式的取向膜材料。其中IPS模式用的材料以日产化学 为主, VA 模式用的材料以JSR为主。 取向膜的厚度为10-100 nm,膜厚在整个基板表面分布 的均匀性极为重要，但同阵列基板上布线形成的精度 相比，PI涂布精度要求低一个数量级，因此，取向膜 形成一般采用印刷法。
印刷原理 ＰＩ dispenser
版胴
Anilox滚轮
Doctor 滚轮
版胴
印刷部
印刷台面
取向处理工程
取向膜形成之后，还要在膜上形成按一定方向排列的 沟槽，以便使液晶分子按一定方式取向排列。称为取 向处理工程
一般通过摩擦进行，因此又称为摩擦工程。 用称为摩擦布的纤维织物对取向膜沿一定方向摩擦，
最近，采用可进行顺序处理的单片式越来越普通，因 此远红外加热方式用得越来越多。
从生产线的生产节拍考虑，烧成工序所占的时间较长， 更趋向于采用多段式烧成室。
CELL前工程 （配向膜印刷）
预干燥部
干燥方式
基板 Pin 加热盘 非接触式(Pin)加热
PI dispenser
Doctor 滚轮 金属板滚轮