Технологический процесс производства монохромных ЖК-дисплеев 

Содержание

• Какие пресс-формы и оснастку необходимо подготовить до начала производства ЖК-дисплеев
• Как формируются электрические цепи на стеклянных подложках в процессе переднего этапа (Front-End)?
• Как формируется ЖК-ячейка на этапе сборки (Cell Assembly)?
• Каковы ключевые этапы сборки и тестирования в процессе окончательной сборки (Assembly Process)?
• Каковы требования по защите от повреждений при упаковке и транспортировке ЖК-панелей?

（Нажмите на заголовок, чтобы перейти к разделу）

Введение

Производство сегментных ЖК-дисплеев включает множество сложных технологических операций. Дефекты на любом этапе могут повлиять на выход годных изделий и надёжность, а пресс-формы также играют критическую роль в производстве. Данная статья систематически описывает общий технологический процесс производства монохромных ЖК-дисплеев, выделяя ключевые контрольные точки на каждом этапе, в качестве технического справочного материала для специалистов по закупкам, разработке и производству. Содержание охватывает основной технологический маршрут от ITO-стекла до готовых модулей.

I. Какие пресс-формы и оснастку необходимо подготовить до начала производства ЖК-дисплеев?

Для производства заказных ЖК-дисплеев требуется предварительная разработка соответствующих пресс-форм, приспособлений и оснастки. Их точность напрямую влияет на качество панелей. Ниже перечислены только базовые виды оснастки; для нестандартных или дисплеев специальной формы требуется дополнительный инструмент. Цена продукции варьируется в зависимости от материала и точности пресс-форм.

1. Фотомаска верхнего электрода – используется для фотолитографии рисунка сегментных электродов и проводников на ITO-стекле, с точностью до микрона.
2. Фотомаска нижнего электрода – используется для фотолитографии рисунка общих электродов (COM) и проводников на ITO-стекле, с точностью до микрона.
3. Фотомаска рамки герметика – используется для фотолитографии рисунка рамки на экране, чтобы обеспечить нанесение эпоксидного герметика по контуру.
4. Фотомаска серебряных точек – используется для фотолитографии рисунка серебряных точек на экране, чтобы обеспечить нанесение серебряных точек на поверхность ЖК-дисплея.
5. Фотомаска слоя ориентации (PI) – используется для нанесения полиимидного слоя ориентации на внутреннюю поверхность.
6. Трафарет для шелкографии серебряной пасты – используется для нанесения герметика рамки и серебряной пасты перед сборкой ячейки.
7. Штамп для пробивки FPC – используется для формирования трасс и пробивки отверстий в гибком печатном кабеле (FPC).
8. Тестовое приспособление / испытательная оснастка – используется для включения и тестирования продукции.

II. Как формируются электрические цепи на стеклянных подложках в процессе переднего этапа (Front-End)?

Передний этап выполняется в чистых помещениях класса 100–1000. Его основная цель – сформировать рисунок электродов на ITO-стекле и создать слой ориентации жидких кристаллов, подготовив подложки для сборки ячейки.

1. Очистка – удаление масел, частиц и органических загрязнений с поверхности стекла с помощью ультразвука, деионизированной воды, УФ/озона и т.д.
2. Нанесение фоторезиста – равномерное нанесение позитивного или негативного фоторезиста на сторону с ITO.
3. Предварительная сушка (Pre-Bake) – удаление растворителей из фоторезиста для улучшения адгезии.
4. Экспонирование – перенос рисунка сегментных электродов, трасс и контактных площадок на фоторезист с помощью УФ-излучения через плёночный фотошаблон или фотомаску.
5. Проявление – растворение экспонированных (или неэкспонированных) участков фоторезиста проявителем, открывая ITO для травления.
6. Травление – использование кислотных растворов для удаления ITO, не защищённого фоторезистом, с формированием рисунка электродов.
7. Снятие фоторезиста – удаление оставшегося фоторезиста щелочными растворами или органическими растворителями, завершая формирование ITO-рисунка.
8. Инспекция – автоматический оптический контроль (AOI) и визуальный контроль на наличие коротких замыканий, обрывов, точечных дефектов и других нарушений в сегментных электродах.
9. Нанесение PI (полиимида) – нанесение полиимидного раствора на поверхность стекла с ITO-рисунком методом печати или центрифугирования.
10. Предварительное отверждение (Pre-Cure) – низкотемпературная предварительная сушка PI-плёнки.
11. Отверждение (Curing) – высокотемпературное (прибл. 200–250°C) полное имидизация PI с формированием стабильной плёнки.
12. Растир (Rubbing) – обработка поверхности PI бархатным валиком в заданном направлении для создания микробороздок, обеспечивающих ориентацию жидких кристаллов.
13. Очистка после растира – удаление частиц и статического электричества, возникших при растире.
14. Нанесение герметика рамки – нанесение эпоксидного герметика по периметру активной области дисплея на нижнем (или верхнем) стекле с оставлением заливочных отверстий.
15. Нанесение серебряной пасты – нанесение токопроводящих серебряных точек или пасты в углах рамки для электрического соединения электродов верхнего и нижнего стёкол.
16. Распыление спейсеров – равномерное распыление пластиковых или стеклянных микросфер (например, 2,5–8 мкм) в пределах активной области дисплея для точного контроля зазора ячейки.
17. Предварительная сушка герметика – частичное удаление растворителей из герметика для облегчения склеивания.
18. Совмещение и ламинирование – точное совмещение и склеивание верхней и нижней стеклянных подложек на прецизионном сборочном столе с использованием меток совмещения.
19. Отверждение под давлением и нагревом (Hot Press Curing) – нагрев и давление полностью отверждают герметик, одновременно сжимая серебряные точки для обеспечения надёжной проводимости.
20. Измерение зазора ячейки – выборочный контроль зазора ячейки для проверки равномерности распределения спейсеров и соответствия толщины заданным спецификациям.

(Наша производственная техника)

III. Как формируется ЖК-ячейка на этапе сборки (Cell Assembly)?

Основная цель процесса сборки ячейки – совмещение и склеивание верхней и нижней стеклянных подложек для формирования жидкокристаллической ячейки, с последующей резкой и заполнением жидким кристаллом.

1. Первая резка (скрайбирование) – резка склеенной большой панели на полосы по линиям скрайбирования с открытием заливочных отверстий.
2. Очистка после резки – удаление стеклянной пыли, частиц и охлаждающей жидкости.
3. Вакуумное заполнение ЖК – размещение полосы стекла в установке заполнения; после откачки воздуха жидкий кристалл впрыскивается в ячейку через заливочное отверстие под действием капиллярных сил или разности давлений.
4. Герметизация торца – запечатывание заливочного отверстия УФ-отверждаемым или термоотверждаемым клеем для предотвращения утечки ЖК.
5. Отверждение герметика – УФ-облучение или нагрев для полного отверждения торцевого герметика.
6. Вторая разломка / разделение на отдельные панели – разломка заполненных и герметизированных полос на отдельные ЖК-панели по границам ячеек.
7. Очистка и сушка – удаление остатков ЖК, герметика, осколков стекла с поверхности и сушка.
8. Визуальный контроль внешнего вида – проверка на наличие царапин, трещин и других визуальных дефектов на стеклянной поверхности.
9. Комбинированный электрический и АОИ-претест – использование оборудования АОИ для полной проверки оптических и электрических характеристик ЖК-панелей.

IV. Каковы ключевые этапы сборки и тестирования в процессе окончательной сборки (Assembly Process)?

Основная цель процесса окончательной сборки – установка поляризаторов, проведение электрических испытаний, монтаж выводов или FPC и присоединение ИС для завершения готового изделия.

1. Ламинирование поляризаторов – наклейка поляризаторов на верхнюю и нижнюю поверхности стекла в соответствии с режимом отображения (отражательный, полупрозрачный или трансмиссивный).
2. Дегазация / автоклав – воздействие давления и тепла для удаления пузырьков воздуха между поляризатором и стеклом.
3. Визуальный контроль – проверка краёв стекла, пузырьков под поляризатором, царапин, пятен, цветовой неравномерности, неравномерности зазора ячейки и т.д.
4. Нанесение чернильного покрытия на ЖК (опционально) – нанесение на заднюю сторону ЖК-дисплея цветных рисунков по индивидуальному заказу.
5. Установка выводов (контактных штырей) на ЖК (опционально) – монтаж металлических штырей на выводные электроды ЖК-дисплея.
6. Инспекция электрических характеристик и АОИ – использование полностью автоматического оборудования АОИ для 100% тестирования оптоэлектронных характеристик.

V. Каковы требования по защите от повреждений при упаковке и транспортировке ЖК-панелей?

ЖК-панели являются чувствительными к электростатике и хрупкими оптическими устройствами. Неправильная упаковка и транспортировка могут привести к разбитию экранов, повреждению от электростатического разряда (ESD), царапинам подсветки и другим массовым бракам. Необходимо строго соблюдать стандарты защиты от статического электричества, ударов и влаги.

Требования к упаковке:

– Защита от ESD: Использовать антистатические пакеты или лотки для упаковки; обычные полиэтиленовые пакеты не должны напрямую контактировать с модулем во избежание повреждения электродов.
– Влагозащита: Размещать внутри упаковки осушитель и герметично закрывать. В условиях высокой влажности добавлять влагобарьерные алюминиевые фольгированные пакеты для предотвращения поглощения влаги ЖК-ячейкой и запотевания плёнок подсветки.
– Защита от ударов и царапин: Использовать пенопластовые или пенополиэтиленовые (EPE) прокладки между изделиями для предотвращения царапин от трения на поляризаторах и стекле; защищать углы для предотвращения сколов.
– Маркировка: На наружных коробках наносить маркировку «Хрупкое», «Верх», «Беречь от влаги», «Чувствительно к ESD», а также указывать модель, количество, партию и дату производства для отслеживаемости.
– Контроль штабелирования: Ограничивать высоту штабеля картонных коробок; запрещать сильное сдавливание во избежание повреждения внутренних панелей.

(Наша производственная техника)

Требования к транспортировке:

1. Избегать резких толчков и падений; предпочтительны наземный или авиационный транспорт с амортизацией; запрещается грубое обращение.
2. По прибытии дать товару адаптироваться к комнатной температуре перед распаковкой, чтобы предотвратить конденсацию влаги из-за перепада температур, которая может привести к внутренним замыканиям.

Часто задаваемые вопросы

В1: В чём основное различие между передним этапом и процессом сборки ячейки?
О: Передний этап формирует электродные цепи на стеклянной подложке; процесс сборки ячейки завершает склеивание подложек и заполнение жидким кристаллом, формируя корпус жидкокристаллической ячейки.

В2: Обязательно ли разрабатывать новые пресс-формы для заказных ЖК-дисплеев?
О: Для заказных изделий требуются новые фотомаски или конструкционные пресс-формы; для стандартных спецификаций можно использовать существующие пресс-формы.

В3: Какие наиболее распространённые типы повреждений возникают при транспортировке ЖК-дисплеев?
О: Разбитие стекла, царапины на поляризаторе, повреждение от ESD, появление пузырей в ЖК-ячейке из-за влаги, а также плохая пайка или отслоение в местах соединения FPC.

Ищете надёжного производителя ЖК-дисплеев?

Свяжитесь с нашими инженерами, чтобы обсудить ваши требования к ЖК-дисплеям и запросить индивидуальное коммерческое предложение для вашего проекта.

EASTERN DISPLAY — Ваш надёжный партнёр:

Более 35 лет с момента основания компании мы придерживаемся одной цели: помогать нашим партнёрам создавать более конкурентоспособные, экономичные и надёжные конечные продукты с помощью дисплейных решений, разработанных с учётом их конкретных требований. Мы гордимся доверием и признанием, которые заслужили среди наших партнёров по всему миру.

Наши долгосрочные партнёры: