液晶显示器的原理和制造

液晶显示器的原理和制造2009年12月(一)序言一、对显示器的要求1.性能好且稳定（高亮度、高对比度、宽视角、快速响应等）2.高密度信息量3.可擦除4.使用方便、安全、可靠5.寿命长6.适宜的价格（低成本）加电场二、液晶显示的原理基片的表面处理液晶分子呈有序排列有一定的光学状态液晶分子排列发生变化光学状态发生变化产生对比度→显示撤除电场三、液晶显示的模式显示模式电流效应型动态散射型（DS）胆甾型（CH）反铁电型（AFLC）铁电型（FLC）相变型（PC）宾主型（GH）电控双折射型（ECB）超扭曲向列型（STN）电场效应型介电各向异性型扭曲向列型（TN）(二)什么是液晶一、液晶的发现及命名1888年奥地利植物学家F.Reinitzer在加热胆甾醇苯甲酸酯结晶试验时发现：结晶酯加热加热透明液体冷却冷却德国物理学家O.Lehmann将其称为：FliessendeKrystalle(德语)英文为：LiquidCrystal中文即：液晶乳白色浑浊液体二、液晶分子的结构CN化学家的观点物理学家的观点形状各向异性,长度>4倍宽度上述分子(5CB)是~2nm×0.5nm分子长轴有一定刚性分子末端含有极性或可极化的基团CH3-(CH2)4CN三、液晶的定义通常物质有三态：固体液体气体液晶是物质的第四态——介乎于各向同性液体和晶体之间的中间相（mesophase）晶体液晶（各向同性）液体气体具有液晶相的物质都是有机化合物四、液晶的特点(各向同性)液体液晶晶体宏观流动性、各向同性流动性、各向异性有一定形状、各向异性微观位置短程序位置短程序、方向序位置长程序表1温度晶体向列相液晶各向同性相液晶相图1五、液晶的分类1922年法国G.Friedel将液晶分成三大类向列相分子沿某一择优方向取向，分子重心无序分布胆甾相分子在空间形成连续的螺旋结构，在垂直于螺旋轴的平面内分子排列类似向列相近晶相层状结构，分子垂直或斜交于层平面，层内分子重心无序分布（A、C、C*…）或有序分布（B、G、F、G…）近晶C相近晶A相向列相图2向列相&胆甾相n通常向列相螺距P指向矢手性向列相向列相位置无序指向有序指向矢倾向沿某一方向胆甾相位置无序指向有序指向矢排列呈螺旋状图31.指向矢在宏观上把液晶当作连续体来处理的理论中，常引用一个平滑的矢量场来描述液晶分子的排列状态。更确切地说，即在一个无限小的体积内将大量分子的长轴方向的平均取向作为一个择优取向，这个择优取向常常用单位矢量来表示,它被称为指向矢(director)。图4(1)定义六、液晶的物理性质(2)指向矢的性质即是一个无量纲的单位矢量满足：多畴——整个液晶层有多个方向单畴——整个液晶层只有一个方向奇点——空间中某些点或线上可以有多个方向（或不确定）缺陷（向错点、向错线）=-s=+1s=+1s=+1s=1/2s=-1/2s=-1s=3/2s=+2向列相液晶分子在不同强度向错线周围排列的情况向列相中向错线的显微照片2.介电各向异性在向列相中分别沿与液晶指向矢平行和垂直的方向进行测量，可以得到两个不等的介电常数和。对液晶沿某一方向加电场E，相应的电位移矢量D为：定义为液晶的介电各向异性。分子具有与其长轴平行的永久偶极距>0分子具有与其长轴垂直的永久偶极距<0（1）由于介电各向异性，导致向列相分子被电场强迫取向：（2）式中第一项与取向无关，第二项对取向非常重要当Δ>0时，若，则为最大，W为最小；即分子倾向沿电场排列当Δ<0时，若，则，W为最小；即分子倾向垂直电场排列（2）图53.电阻率与电极效应液晶的电阻率ρ的数量级为，近乎半导体和绝缘体的边界。ρ作为液晶纯度的表征量，ρ小→直流分量大→电化学分解→LCD的寿命降低ρ大→质量好，但ρ太大，则难以制备（产率太低）电极效应直流电→电极处发生电化学反应→液晶材料发生分解→LCD损坏防止办法：利用低频交变电场驱动4.光学各向异性:双折射冰洲石△n=ne-no图6光在向列相中的传播液晶分子长轴的方向——光轴双折射现象、光波的叠加、干涉等现象均同样在液晶中发生，只要将液晶作为单轴正晶体就可作类似的 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 。5.弹性各向异性:向列相的三种形变展曲K11弯曲K33扭曲K22图7(1)关于弹性常数的讨论●向列相中可以只产生其中一种形变，因此每一个Kii（i=1,2,3）都必须是正的。●Kii的量纲是尔格/厘米（或达因）●●●温度增高Kii减少弹性常数K22与温度之间的关系图8（2）弹性常数对显示的影响阈值电压弹性常数越大→阈值电压也越大响应时间弹性常数越大→响应速度越快电光曲线K33/K11越小→该液晶的电光曲线越陡→多路驱动能力越强对于多路驱动的电光器件，要求液晶材料K33/K11=1.1K22/K11＝0.4~0.86.边界效应(1)强锚定界面对分子的作用称之为“锚定”。在大多数实际情形下，表面作用力足够强，能使分子在表面有确定的方向，这种情形称之为“强锚定”。与之对应的则称为“弱锚定”。(2)易取向方向液晶分子沿界面某一方向排列时表面能量为最小，该方向称为易取向方向。表面锚定fqNn极化锚定Wq方位锚定Wfsurface强锚定10-4J/m2弱锚定10-7J/m2Wq,f是将指向矢n从其易取向方向移动所需的能量图9外部介质是单晶体，液晶的易取向方向总是平行于某些简单的晶轴。摩擦玻璃表面，液晶的易取向方向即为摩擦方向。各向同性介质，易取向方向可以沿各种方向，有时是连续分布的。设指向矢与表面法线之间的角度为θ，θ＝0　垂直排列（HTAB,卵磷脂处理）　　　　0＜θ＜90°倾斜排列　　　　θ＝90°平面排列微沟槽表面均匀排列(//)磨擦polyimide键合垂直排列()表面活性剂图10（3）摩擦取向机制沟槽理论平行沟槽切应变理论摩擦聚合物聚合物分子择优结构能量最低平行择优方向7.液晶的粘滞性(1)各向异性流体的特点平移运动分子排列流动排列的变化流动(2)液晶的体积粘滞系数ηη是利用粘度计测量混乱无序液晶的粘滞系数，即把液晶当作普通流体来处理。◆温度越高，η越小◆η直接影响液晶的响应时间T，η越小，T越小耦合定向排列破坏排列粘滞系数随温度的变化对于各向同性液体E是分子运动的扩散激活能H3CONC4H9图11（3）(二)TN—LCD的基本原理一、TN—LCD的结构及结构参数结构：ITO玻璃——制盒，电极图形液晶——利用其电光效应偏振片——起偏片和检偏片→产生正交偏光结构特点：扭曲90°结构参数：K、△∈、△n、ρ、d、θ、摩擦方向→指向矢→光轴手性添加剂作用:使液晶分子形成扭曲结构次开发（4）(4)(对稀溶液)手性添加剂HTP(mm)-1S-811-14IS-4651-13.6负号表示左螺旋方向对0.1%掺杂的S-811P=71.4mm-1表2二、显示模式1.非激活态（不加电场）的光学性质90°扭曲→导波效应→偏振面旋转90°，但必须满足Mauguin条件△n·d这样使得通过该液盒时其偏振面产生的扭曲与光波长无关，即出射光是线偏振光如果上述条件不满足，则出射光为椭圆偏振光，透射强为（5）（6（7）（8）图12图13所以I与△n·d的曲线上有一系列极值，第一极小、第二极小等，通常在TN-LCD中△n·d=0.48、1.05、1.64……对于白底黑字，透射光强与△n·d的关系恰好相反，即I具有一系列极大值，为了提高对比度和视角，通常希望背底明亮，即I在关态时具有极大值，在实际使用的TN-LCD中通常使用△n·d在第二极大处。 2.激活态的光学性质当对TN-LCD施加电场时，n沿E排列→分子分布产生畸变（垂直排列），透射光沿长轴（即光轴）传播，不发生双折射，偏振动面不变，为检偏器所阻→不透光（显示）图14（1）光轴分布在不同的电压下，倾角分布由平坦→弓形曲线（相对于层中心对称）低电压——正弦曲线高电压——近似方形（2）垂直入射时的透射率数学方法：Jones矩阵法连续扭曲并倾斜的结构→N个等厚单轴晶片的叠加光轴在每一晶片中是一致的，在不同晶片中不同每个晶片为一传输矩阵→改变在其中光的偏振状态整个层的总透射率由这些矩阵相乘来计算图15三、TN-LCD的电光曲线和电光响应1.电光曲线的定义和特点(1)定义——透射光强随施加电压变化的函数关系图16图17(2)特点：(a)两偏光片的偏光轴正交，并且分别与紧邻玻片内侧上的的摩擦方向（即液晶分子排列方向)平行或垂直——正性显示（白底黑字-常白型）若两偏光片的偏光轴互相平行，且与任一玻片内侧上的摩擦方向相一致——负性显示（黑底白字-常黑型）正性比负性对比度高图18(b）有阀值，有饱和，Vth、Vsat都很低，易于低电压使用；（c）由于是场效应低电流、微功耗；（d）电压为交变电压，避免电极处的电化学反应从而造成LCD的损坏；（e）透射光强在很宽的频率范围内只与驱动电压的均方根值有关，而与电压波形无关；（f）电光曲线会随环境温度变化。2.重要参量的意义（1）相对透光率Lt=×100%（2）阀值电压Vth——当V>Vth时，Lt才发生变化Vth与△∈成反比，即△∈越大，Vth越小，液晶分子越易沿电场排列Kii越小，Vth越小，液晶分子越“软”，则也越易沿电场排列Vth与盒厚d无关透射光强入射光强（9）（3）V10和V90（以负性显示为例）V10——相对透光率为最大值的10%时的外加电压V90——相对透光率为最大值的90%时的外加电压（4）陡度γγ=V90/V10(负性显示)，γ>1，γ越小，则陡度越好（5）对比度和视角对比度Cr显示状态和非显示状态相对透光率的比值视角人眼观察的角度视角特性对比度随视角变化的特性视角锥对比度大于某一个最小可接受值的视角范围，通常视角锥为Cr=2上视-10°，下视40°，左右视角30°图193.与电光性能相关的缺陷(1)矩阵显示的基本概念图202行2列全选点半选点非选点产生交叉效应的原因——液晶具有双向导通特征以正性显示（白底黑字-常白型）为例电压升高超过Vth全选点亮态→暗态电压再升高半选点亮态→暗态电压继续升高非选点亮态→暗态如何避免交叉效应？在与全选点相应的行和列加上一个全电压的同时，在非选点对应的电极上也加一个偏置电压，适当选择电压可使全选点上的电压超过Vth，而非选点上的电压低于Vth。若扫描电极数为N 偏压比==b=√N+1 选点电压非选点电压（10）扫描电压Vo则选点上的电压Vs非选点上的电压Vns  注意Von、Voff只取决于矩阵电路，与液晶无关，要使液晶在这个矩阵电路中避免交叉效应，应有VoffV10液晶阀值电压低应调高电压交叉效应即选点不黑，非选点不亮，陡度不好应提高陡度显示不匀<1>功耗较大，LC的ρ值小<2>走线不合理，细而长<3>局部定向不好图214.电光曲线与材料和温度的关系（1）陡度与材料的关系减小K33/K11，增大K33/K22，可以提高陡度即可增大对比度和扫描线数（2）电光曲线随温度的变化随着温度的升高，阀值电压减小（弹性常数减小），曲线向左移∴高温时出现鬼影，低温时字蒙5.电光响应施加电压和撤去电压时相对透光率随时间的变化（1）响应时间的定义延迟时间——加上电压后到相对透光率达到最大的10%时的时间上升时间——相对透光率从最大值的10%增加到90%时所用的时间下降时间——相对透光率从最大值的90%增加到10%时所用的时间图22（2）响应时间与材料和温度的关系当外加电压远大于Vth时∴τ∝η即液晶越粘，响应越慢（13）（14）其中即外加电压越大，上升越快即液晶△∈越大，液晶越易沿电场排列，上升越快液晶盒越厚，弛豫越慢,响应也越慢温度越低，液晶越粘，响应越慢图236.视角问题（1）产生原因以正性显示（白底黑字）为例加电场后→液晶分子垂直排列对于垂直入射线偏振光→穿过液晶层（沿光轴前进），只有o光传播→偏振方向不变→被检偏片完全吸收（黑态）对于倾斜入射线偏振光→穿过液晶层（光线不沿光轴前进）o光和e光同时存在，二者的位相差正比于△n·d→穿过液晶后叠加为椭圆偏振光→不能被检偏片完全吸收，出现漏光→对比度下降图24（2）影响视角的因素(a)光程差的影响△n·d越小，视角越宽，当△n·d=0.48第一极值时视角最宽(b)电压变化的影响随着电压的变化，视角范围也会变化(c)视角展宽的方法利用第一极值优化工作电压象素分隔法无摩擦取向法（非晶LCD）补偿膜法图25(三)STN—LCD的基本原理一、为什么要引入STN-LCD？1.TN-LCD的局限性1971年，Schadt和Helfrich发明了TN－LCD优点：结构简单、工艺制作容易缺点：驱动路数不高，只能显示简单的信息（15）2.TFT-LCD未能突破TFT-LCD采用薄膜晶体管单向导通的原理解决了交叉效应问题，但制作难度很大，在70～80年代无法突破。3.STN-LCD应运而生在TN存在局限性、TFT无法突破且又无其他显示模式能解决大容量信息显示的情况下，1984年Scheffer和Nehring发明了STN-LCD。4.STN-LCD的优缺点优点：可实现240路以下的显示笔记本电脑的应用平板显示的里程碑缺点：响应慢、有底色、工艺制作难度大二、STN-LCD的结构特点1.大扭曲角（180°～270°）驱动路数N<3232≤N≤160160≤N≤240N>240陡度r>1.191.19≥r≥1.081.08≥r≥1.06<1.06扭曲角θ180°220°240°260°TNθ＝90°STN通常采用θ=220°和240°表3图262.高预倾角(1）目的：保证液晶分子按预定的方式扭曲消除向错环（2）扭曲角增大要求预倾角增大φ＝3°～6°（对TN而言，φ～1°）3.偏光片与摩擦方向有一定夹角调节偏光片的取向和液晶层的,使得对比度和亮度具有最佳组合。图27彩色某一部分光谱分量才能透过椭圆偏振光e光和o光相干涉通过LC层E光O光P片与分子取向有夹角线偏振光P片入射自然光（各种ω）三、STN-LCD显示原理1.非激活态（不加电场）的光学模式TN——导波模式，只利用一种光学本征模（e光或o光）的旋光效应黑白显示A片注1：TN若使用双折射模式，则电光曲线平移，视角和对比度无明显差别，但出现底色，会产生颜色不匀现象，给盒厚控制带来困难。注2：STN若使用导波模式，则电光曲线平缓，Von值太高。双折射效应的效果增大阀值特性陡度d的微小变化非选态带色多色显示困难颜色变化盒厚控制2.电光效应图28四、STN的显示模式图29(3)灰模用于灰模的紫色偏光片的特点如下图图30Tλ(4)黑白模补偿片：将通过LC层所生成的椭圆偏振光变成线性偏振光图31双盒STN：在常规STN层下置第二个STN层,其厚度和有源STN层相同,但无电极,且扭曲方向相反。无源层将通过有源STN层所生成的椭圆偏振光进行补偿，恢复成线性偏振光，非选态为黑色;而选态不为无源层所补偿，为亮态。优点：补偿效果好，对温度变化不敏感缺点：重量、厚度大一倍，成本高，制作难度大图32五、条纹畴及d/p窗口1.条纹畴的产生扭曲角φ增大后，在Vth附近易出现一种条纹畴成因：胆甾相在电场作用下由于对流不稳定性所造成的图332.效应条纹畴电光曲线变缓多路驱动能力下降短暂记忆效应（平面结构不易恢复）信息丢失图343.各种参数对条纹畴产生的影响4.d/p值d为液晶盒的厚度，p为螺距对于STN-LCD，d/p值的影响：降低d/p值抑制条纹畴，提高陡度会产生欠扭，工艺要求高所以d/p值应有一定范围，这个范围称为d/p窗口。欠扭反转畴正常过扭条纹畴d/p对220°STN正常的范围为0.37 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 图363下板清洗印定向膜PI层磨檫取向印胶框及印银点喷垫衬粉拼合切割&裂片灌液晶自动检测上板图37++区域Ⅰ—光刻段→制作电极图形前工序区域Ⅱ—制盒段→制作空盒后工序——区域Ⅲ→制作液晶盒二、制盒段的工艺（1）制盒段的作用（2）制盒段的特点制盒段是将TFT阵列板和彩膜板制成空的液晶盒的制造工序。制盒段主要包括清洗、印刷、摩擦、贴合和硬化等工序。阈值电压、视角、响应时间、可靠性等（b）工艺特点许多技术参数和质量 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 是无法用仪器和设备来进行测量和控制的，而是凭经验判断，许多问题(a)所决定的性能1.前言不能及时发现，往往滞后，这就造成了制盒段的不良率往往高于阵列段的状况。（c）质量控制出现的质量问题有很多必须在灌晶后才能发现，而我公司只做空盒，因此很多问题在本厂发现不了，而是在客户处才发现，容易引起和客户之间的的质量纠纷。3.制盒段的要求制盒段的工艺特点要求我们必须严格按工艺 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 来执行，认真细致，一丝不苟，不断积累经验，提高工艺水平，保证产品质量。上板玻璃下板玻璃导通点（金点）边框胶配向层衬垫料（Spacer）配向材料，使得液晶分子取向上板玻璃和下板玻璃的导通点衬垫料使液晶盒保持一定的盒厚上板玻璃和下板玻璃的粘结剂2.液晶盒的结构图383.印刷工序利用印刷法将定向剂均匀地涂敷在玻璃基板表面,然后经过高温处理,即通过加热将变成所需的定(1)基本要点向膜。这里主要包含两个过程：—涂膜过程（即印刷过程）—固化过程(2)PI材料及其特性（a）取向层和取向剂　　　　取向层—液晶盒内玻璃基板上所制备的一层功能膜，它直接　与液晶接触，它与液晶界面之间的相互作用导致液晶分子按一定的方向排列，对LCD的显示起着决定性的作用　　　取向剂—制备取向层所使用的材料无机材料SiO2蒸镀，不适应大规模生产取向剂有机材料聚酰亚胺等,易涂布和印刷，便于摩擦斜（b）聚酰亚胺（PI）优良的耐高低温性能（－269℃到400℃以上）耐化学性能好，与液晶不发生化学反应好的取向排列性能，且预倾角可调流平性好，成膜容易，印刷涂布性能好较为透明，且透光性可调介电性能好与玻璃具有良好的粘接性成膜具有优良的综合力学性能工艺稳定性好，能够满足大规模连续化生产的要求聚酰亚胺（PI）唯一符合要求的取向材料：(c)PI取向剂的分类预倾角定义:在无电场作用下使液晶分子的取向与基板成一定角度作用:避免由于简并态导致向错线的形成大小:1°(TN-LCD),3~6°(STN-LCD)最近开发低温固化PI、抗静电PI、光控取向PI形成:磨擦PI平面(d)PI取向剂的制备PI是通过二酐与二胺在低温下聚合反应合成，生成聚酰亚胺酸（PA），然后在高温下脱水固化后即成为PI+固化涂布PAPIPA具有良好的可溶性，做涂敷材料容易调节浓度和粘度，通过固化形成不溶的稳定的PI膜。这里关键的是在适当固化条件下，保证彻底聚酰亚胺化后才能使用(e)PI取向剂的主要技术特性①PA在光照、高温下会起反应造成性能变坏必须在低温避光下保存（平时﹤0℃，长期在-18℃）②实际使用的PA其实只是PA的溶液，溶剂一般为NMP（N一甲基砒咯烷酮）或DMA（N，N一二甲基乙酰胺）PA溶液的浓度一般用固含量表示，它是指不挥发成分量，即溶液中PA的含量，在使用中根据膜厚调整至所需含量，它与取向效果与印刷工艺相关，过大或过小都不好。固含量的测定方法：将一定量PA溶液在200℃下烘2小时,测得残余固态物质占原溶液重量的百分比③PA溶液的粘度PA溶液粘度与PA的分子量有关分子量大粘度高与PA的含量有关含量多粘度高对PI溶液粘度的要求粘度过大不易涂敷粘度过小影响成膜厚度,且会卷边④PA溶液的含水量PA溶液暴露在空气中易吸潮体系内水分导致聚合物发生水解分子量降低粘度过小性能变坏⑤影响预倾角的因素PI的化学结构（决定性的）工艺条件（有一定的影响）PI固化温度PI膜厚固含量摩擦强度（f）PI取向剂的主要技术参数金属离子含量：钠离子小于1ppm固态含量：6～10wt％粘度mPa.Scp预倾角　　　　预烘温度固化温度折射率1.5~1.8介电常数about3.5体积电阻率约1018Ω.cm含水量水的存在导致PI降解(g)PI液晶取向剂的配制PI液晶取向液组成：PI原液（高固含）+稀释剂Example:SE-2170固含：8.0±0.4wt%溶剂:EC20wt%其它为NMPPI原液加入稀释剂后需充分搅拌，最好过滤一次PI原液保存：－15℃以下长期保存，－5～0℃短期保存使用前充分解冻，一般3～4小时，最好在黄光灯下。PI良溶剂（如NMP）PI非溶剂（如EC）(3)涂膜和凸版（a）涂膜将PA溶液均匀地涂布在具有电极图形的玻璃基板上的指定位置，然后预烘获得初步的固体膜旋转涂膜法涂膜方法浸泡法柯氏印刷法(b)柯氏印刷法将PA溶液加到滚轮上用另一个较小滚轮将PI液整平开动印刷滚筒将转印滚轮上的溶液粘附在印刷用的凸版上当滚筒开到工作台时，凸版上溶液进而转印到玻璃上，这是一个印刷过程。优点：----可以把PA膜印在指定的范围的区域内，不会影响到金点处的导电性和边框的气密性----可以通过调整落料量，改变PA溶液的浓度和印刷次数等来自由调整膜的厚度固体树脂版---由聚氨脂系的树脂生产的规格化厚度的版材所制由聚氨丁二烯的液态树脂所制凸版(c)凸版液体版的优点：耐溶剂性能较好，在NMP中浸泡，只吸收2%（固体版15%）版材厚度、图形尺寸及网纹深度在显影清洗中不会发生变化耐擦性能远好于固体版凸版的结构：凸版上每个涂块由许多细小的凸粒组成网络。小凸粒的一致性要好，不能有缺陷，密度一般在300-600目之间，这样的结构使得可以依靠液体的表面张力作用获得均匀、平整的膜。(4)印刷工艺流程(a)配向膜的印刷要点:1.印刷精度2.印刷异物3.PI膜厚图39(b)预烘烤PA液玻璃基板红外预烘热板预烘大部分溶剂挥发,加温有利于PA液在ITO基板表面流平80～100℃/120秒图40(c)配向膜的固化作用:挥发剩余溶剂,环化脱水成膜固化温度:180～200℃　固化时间:1小时固化设备:固化炉图41(5)膜厚的控制PI液固含量PI滴下量节拍,印刷速度DR押入量其他因素影响PI膜厚的因素有:PI滴下量图42涂布速度图43DR滚轮的压入量图44(a)材料原因（凸版、PI液）凸版的原因：边缘处理、版厚的均匀性厂家A厂家B(6)膜厚均匀性(色斑)图45PI液本身溶剂和成分差别，造成印刷效果的差别。PI液中有两种关键成分：可溶解性PI和PAASolublePolyimide(SPI)Polyamicacid(PAA)PI液成分的差别A厂家B厂家①②①②SolublePolyimide(SPI)Polyamicacid(PAA)主要改善印刷效果主要满足各项电学光学性能图46(b)工艺原因a.清洁情况：PI版长时间没使用、PI版表面酒精残留b.印刷间隔：印刷机间隔超过一定时间就会有色斑c.NIP量：NIP不合适也会出现条状色斑d.印刷速度：印刷速度不合适会出现条状色斑(c)设备原因a.DR滚轮老化时会有斜纹装色斑b.AR表面老化时会出现点状斑(7)印刷段常见问题分析(a)印刷精度的影响因素PI版安装是合适对位调试是否正确NIP量即接触宽度(AR滚轮和PI版、PI版和玻璃)印刷速度玻璃表面状况设备振动、设备故障等(b)PI膜厚的影响因素PI液固含量PI吐出量节拍,印刷速度DR押入量其他因素(c)膜厚均匀性(色斑)的影响因素材料原因（PI版、PI液）工艺原因（清洁情况、印刷间隔、NIP、印刷速度等）设备原因(滚轮老化、装置振动等)(d)其他异物、静电等4.磨擦工序(1)基本要点本工序是制盒段的中心环节，其基本思想就是摩擦取向。具体说来就是：在PI膜上用绒布向一个方向摩擦形成定向层定向层处的液晶分子将按照摩擦的方向取向。摩擦对定向层处液晶分子的这种取向作用又叫做“锚定”。(a)摩擦取向机理表面沟槽理论：认为液晶分子沿着由摩擦产生的表面沟槽排列时能量最低。液晶—聚合物相互作用理论：认为液晶分子沿着摩擦方向定向排列是由液晶分子—膜表面聚合物分子之间相互作用的各向异性决定的。虽然表面沟槽的存在不是液晶分子取向的必要条件,但目前在工业生产上普遍认为产生大量细密的摩擦沟槽是获得良好取向的主要 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。(2)有关摩擦的基础知识(b)摩擦的方法用包在旋转滚筒上的绒布对运动台面上的玻璃进行摩擦摩擦方向的调整：—台面上的玻璃方位不变，调节滚筒角度；—滚筒方位不变，调节玻璃的方位角度，相对于直线运动的玻璃运动基板，斜向滚筒摩擦效果较好,这是因为绒毛同向倾斜均匀。对于TN-LCD（包括TN模式的TFT-LCD），扭曲为90°，因此在上下玻璃基板上均采用45°摩擦。这样对上下玻璃基板可以在不调机的情况下同样操作，经贴合后上下玻璃基板上摩擦方向的夹角正好是90°。(c)摩擦强度摩擦强弱均匀一致性对LCD的显示特性有十分重要的影响，表征摩擦强弱通常用摩擦强度Nd来表示：其中M是摩擦次数(辊筒数）n为摩擦辊筒的转速（转/分）r为摩擦半径（毫米）V为平台走速（毫米/秒）I为接触寬度（毫米）r=辊筒半径+绒布厚度+胶纸厚度下压距=绒布厚度+玻璃厚度–辊筒与平台之间的距离Nd=MI(1+——)(22)2πrn60v(d)影响定向效果的因素③绒布的质地和绒毛层的厚度—影响摩擦效果①摩擦强度—摩擦强度太大,将造成较多的宽大沟槽,不仅对取向无益,反倒影响了取向;而摩擦强度太小,又将造成细密沟槽密度的下降，也导致取向不良。因此必须选取适当的摩擦强度。②下压距—绒布与玻璃相接触的绒毛层的厚度叫下压距。它直接与摩擦强度有关，过大过小都不好，应选取适当的下压距值。④PI膜—要考虑PI膜的耐磨性，否则在摩擦时会产生很多PI屑，从而导致出现摩擦痕迹成为不良品。（e）定向效果的检测在成盒前可以检测摩擦的定向效果。方法如下：取两片摩擦好的玻璃，在一片玻璃上滴上液晶，将另一片玻璃按贴合方向贴合，放在如左图所示的平行偏光下检测。如果有液晶处呈蓝黑色，则为正常情况，如果有液晶处依然透明或是呈浅灰色，则存在定向差错或定向效果很弱，应检查摩擦方向和摩擦强度，找出原因，加以解决。视线自然光上偏光片下偏光片图47（3）摩擦工艺滚筒旋转方向玻璃基板行进方向摩擦有两种方式:—滚筒位置固定,玻璃基板行进;—玻璃基板位置固定,滚筒边自旋边行进图48(4)摩擦段常见问题分析(a)划伤产生的原因：①　摩擦绒布有硬物或是损伤；②　玻璃搬运过程中定向层划伤；③　操作人员因操作失误而擦伤定向层等。图49对于是绒布的原因，措施如下：Ⅰ.新布老化次数（700次）Ⅱ.老化时相对原来的工艺，摩擦力增加两个百分点。Ⅲ.摩擦两条线必须同时开，避免印刷过的正品玻璃等待时间过长。Ⅳ.静电和湿度的原因,认真填写静电和温湿管理表.(b)磨伤磨伤发生的原因:①摩擦力大②PI固化后，放置时间过长。(c)配向不良（摩擦强度不足）摩擦强度不够，基板对液晶分子的取向能力变弱，使液晶分子不能全部按要求向同一个方向扭曲。光学检测时可观察到色斑，通常称为“畴”。产生的原因是：摩擦滚筒转速发生变化，摩擦绒布磨损严重，摩擦下压距变化等。由于在线不容易发现，因此要求，摩擦工艺的摩擦力任何人都不可以修改其规格，必须按照工艺卡要求调试摩擦工艺。(d)摩擦方向错这里有两种情况：①液晶分子不能有规则的取向，上下玻璃摩擦角度不成90°,从外观上看整体颜色异常；②视向错—即液晶分子能均匀整齐排列，但加电压显示后视向与要求不符。　摩擦方向错的原因：——摩擦角度设定错摩擦指令给错(e)静电①静电产生的原因在摩擦过程中,玻璃基板放在平台上,两者之间形成一个电容器，在摩擦时基板因摩擦而产生静电ΔQ。当基板从平台上升起时,基板和平台之间的距离加大，这相当于电容器的板极间隔d增大Δd　，则电容器的电容减小ΔC。根据ΔQ＝ΔC·ΔV,则电容器的电压ΔV将增大。②静电的危害在摩擦过程中所产生的静电电压高达千伏以上，将会击穿，从而造成废品。③防止办法在摩擦工序中，配置防静电装置，以消除摩擦所产生的静电。另外严格控制湿度。5.贴合工序(1)基本要点本工序是要用两片玻璃基板制作液晶盒。要求：—液晶盒内玻璃基板之间的间距要均匀—液晶盒内玻璃基板四周要进行气密性封接—连接上下玻璃基板的金点导通性要好(a)分类玻璃纤维---边框料里的衬垫料，直径树脂粉---显示区内的衬垫料，直径均均匀的园棒匀的圆球（spacer）衬垫料(b)主要技术参数①粒径---园棒状玻璃纤维和圆球状spacer的直径，一般spacer比园棒状玻璃纤维的直径小0.1-0.3um(2)衬垫料②标准偏差—spacer为±0.03um，玻璃纤维为③硬度及弹性—玻璃纤维需要抵抗贴合时的压力，因此需要一定硬;spacer的硬度一般低于玻璃纤维，且弹性良好，以此来调整盒内间距的一致性。±0.05um④纯度—应保证玻璃纤维的高纯度且不与边框胶和液晶起反应，spacer应不含水分和其他杂质。(c)注意事项①玻璃粉和树脂粉均应密闭保存，防止水分和杂质进入②玻璃纤维的直径要与盒内树脂粉的粒径相配合(a)作用在制造LCD时，要用边框胶将两片玻璃粘接起来以形成液晶盒，使得所灌入的液晶不致渗漏。（3）边框胶(b)分类热固化胶---应用广泛UV固化胶---在制作高精度屏时，多方面性能优于热固化胶，成分为变性丙烯酸脂类化合物边框胶(c)主要技术参数①粘度---为保证边框胶与玻璃表面的粘接性，边框胶要有一定的粘度；②纯度若含有离子性杂质，将可能通过接触渗入到液晶层内，影响显示性能和寿命；③固化温度和固化时间在保证封接性能的条件下降低固化温度，减少固化时间。通常固化温度为150℃，固化时间为一小时④固化速度及固化后粘度强度UV胶点是快速固化，通常固化时间小于15秒（在100mw/cm2UV关照射条件）。固化后需要有足够的粘度强度。(d)注意事项①边框胶必须避光密闭保存，以防溶剂挥发或光照固化；②边框胶应在0℃以下干燥的环境中储存，在使用前24小时左右从冰箱中取出，放置室温使用；③使用中保持一定粘度，若粘度过高，可用适量的稀释剂调配；④在边框胶中放入1～2%的玻璃纤维，然后充分搅拌均匀。(4)衬垫料散布CellSpacer图50散布法干式法—利用一定的气压使固态衬垫料在一定大小的空腔内以一定速度作空间运动，从而使衬垫料均匀地散布在空腔内的玻璃基板上。在散布过成中让衬垫料带上静电，利用同种电荷的排斥作用使得衬垫料散布更加均匀。湿式法—将衬垫料混入易挥发的有机溶剂中，用气压将溶液从喷嘴中高速喷出成雾状，然后洒落在玻璃基板上，待溶液挥发后衬垫料就附在了玻璃上。5.边框胶涂布工艺、设备常见问题分析(a)边框胶变细②主要原因边框胶里有气泡。①现象边框胶局部变细③改善方法Ⅰ.按照要求及时清洁真空脱泡机密封圈Ⅱ.真空脱泡作业时，认真检查真空度是否达到设定值。图51(b)硅粉结团②原因分析Ⅰ.硅粉受潮Ⅱ.静电影响（配料时）Ⅲ.边框胶注入到针筒里时，混入硅粉。①现象硅粉结团Ⅲ.边框胶配料时，容器一定要在离子风机下放置一段时间，　　除去容器壁上的静电。Ⅳ.容器搅拌完毕，注入到针筒里时，注意检查容器内壁是否有硅粉附着。③改善方法Ⅰ.每天认真检查氮气柜温湿，并认真填写记录表。Ⅱ.未使用完的硅粉及时放回氮气柜。图52(c)硬化后线宽不符合要求①现象Ⅰ.硬化后测量线宽大于规格范围。Ⅱ.硬化后测量线宽小于规格范围。②原因分析Ⅰ.调试工艺时，没调整好。Ⅱ.预硬化时间过长,边框胶预硬化后放置时间过长。③解决办法Ⅰ.提高业务能力，调试工艺时按照规定值调试，并认真填写边框胶调试记录表。Ⅱ.涂布机间隔一定时间，再次确认涂布线宽。Ⅲ.遇到设备故障需要处理时，一定注意预硬化炉里的玻璃加热时间，填写好设备故障处理表。Ⅳ.间隔一定时间确认预硬化炉后缓冲装置内的玻璃，并及时贴合。(d)边框胶附着力不足②主要原因Ⅰ.边框胶超过使用期限。Ⅱ.边框胶解冻后超过规定的时间，仍然使用Ⅲ.存储方法不当③解决办法Ⅰ.认真检查记录边框胶出厂使用日期Ⅱ.配料时认真填写配料卡及管理表Ⅲ.每天认真检查存储冰箱温度，并填写好记录表①现象：边框胶附着力不足(e)涂布位置精度不足①现象　涂布线中心值与设计值差别超过要求。②主要原因分析　Ⅰ.设备原因：导轨磨损　Ⅱ.工艺原因：设备调试不到位。　③改善方法Ⅰ.导轨定期清洁，涂防尘润滑剂。Ⅱ.提高业务能力，调整完毕认真检查对位标是否在中心。6.金点涂布工艺、设备常见问题分析(a)金点点径大小测定报警频繁①现象②原因分析a.Ⅰ.调试时点径偏离中心值较大。例如：点径允许范围是[a~b]这个区间，中心值是(a+b)/2，若调试时点径偏离中心值较大，由于涂布有一定的波动性,这时点径容易超出允许范围.Ⅱ.涂布针头有胶残留导致涂布点径过大。Ⅲ.涂布机清扫用的玻璃上，涂布胶残留过多。a.金点点径过大报警。b.金点点径过小报警（连续涂布四次仍然点径过小）b.Ⅰ.原因同A的Ⅰ，调试时点径较小。Ⅱ.涂布针头没清洁干净，有涂布胶残留。金点涂布针头直径很小，若清洁时不干净造成堵塞，则易出现涂布点经波动大。③改善方法a.Ⅰ.提高业务能力，点径调整时严格调整在中心值附近Ⅱ.间隔一定时间及时清洁涂布针头，认真检查涂布针头四周是否有胶残留。Ⅲ.涂布由手动改成自动模式时，清洁清扫用玻璃。b.Ⅰ.方法同A的Ⅰ。Ⅱ.清洁针头时，认真检查针头内是否有胶残留，安装时也要认真检查，填写好管理表。(b)涂布位置精度不足①现象　涂布点径中心值与理论中心值　　　　偏离超过允许范围②原因与改善方法　　　　同边框胶位置精度不足一样7.散布机工艺、设备常见问题分析①现象a.散布密度过大b.散布密度过小c.结团较多d.散布密度差别较大（散布不稳定）②主要原因a.调试时不到位，造成散布密度过大。b.Ⅰ.工艺调试不到位Ⅱ.粉带电量不足Ⅲ.排气量不足c.Ⅰ.粉受潮Ⅱ.散布喂料装置受潮Ⅲ.散布数超过一定数量，而散布腔体没清洁。Ⅳ.粉带电量不足③改善方法a.提高业务能力。b.Ⅰ.提高业务能力Ⅱ.定期更换散布配管等部件，清洁时注意不要划伤腔体内平台表面。Ⅲ.做好始业点检，认真检查排气量等参数。c.Ⅰ.每天认真检查氮气柜温湿度，认真填写温湿度记录表。Ⅱ.方法同Ⅰ。d.①.散布数超过一定数量，而散布腔体没有及时清洁。②.带电量不足③.散布部件安装不正确。Ⅲ.散布超过一定数及时清洁散布部件及腔体Ⅳ.方法同b的Ⅱd.Ⅰ.方法同c的ⅢⅡ.方法同b的ⅡⅢ.提高个人业务能力，严格按照作业指导书的要求作业。4M——Man（操作者）—Material（材料）—Machine（机器）—Management（管理）E——Environment（环境）4M1E三、管理要素1.操作者（1）高度的工作责任心（2）熟练的工作技能（3）严谨的工作作风（4）团结的合作精神2.材料（1）保证客户要求的器件性能（2）稳定的产品质量（3）适于大批量生产（4）有助于提高合格率（5）可靠的供应渠道（6）努力降低材料成本3.机器（1）使用合适的生产设备（2）精心的日常维护（3）降低运行成本4、管理（1）技术管理（2）生产管理（3）质量管理（4）物流管理（5）成本管理5.环境（1）保证生产工艺所需要的工作环境（2）产品（包括包装）满足环保要求（3）废水、废气、废料的合理排放及处理（4）消防及安全工作（五）设计和制造STN-LCD所面临的主要问题1.高驱动路数的显示64到160路陡度在1.08≤r≤1.19　液晶材料PI取向剂适当的预倾角高对比度避免字蒙、鬼影和交叉效应一、主要技术问题2.电压一致性预倾角排列一致性要求：PI涂膜均匀磨擦均匀3.上下板短路（1）产生机理由可导电的内污将不该连接的上下电极连接。（2）特征描述在电测全显时局部字蒙、静动态功耗超标，点阵显示时多呈十字缺划状，在挤压或震动下会变化，时有时无。（3）消除预防措施消除内污（物料、机器、操作、环境）采用高压、震动、多次重复电测，有时采用低温冷冻后电测。图534.电极腐蚀腐蚀三要素:水汽、杂质、通电状态（2）特征描述（1）产生机理保证磨擦后清洗直到封口前无导电内污进入盒内。电测可见部分电极图形缺损。（3）消除预防措施图545.低温气泡调盒压力过大，盒反弹，盒内气泡析出（1）产生机理（2）特征描述星状黑点或枝状黑条纹严格控制调盒压力在工艺范围内（3）消除预防措施图556.颜色一致性STN显示的双折射模式决定了盒厚有微小变化便（1）产生机理（2）特征描述银点发红、色斑（3）消除预防措施会导致颜色的变化控制边框丝印、喷粉、调盒等工序图56