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TFT-LCD液晶面板薄化工艺原理\流程及品质不良处理方法

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发表于 2022-7-28 07:07:13 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式





2022-07-28   环球过滤分离技术网   guolvfenlitech6

TFT-LCD液晶面板结构和薄化目标示意图:

通过对TFT-LCD面板的减薄可实现主要几点面板应用需求:
  • 使用化学或物理方法使面板玻璃的厚度变小,以达到面板轻薄化的目的。
  • 使显示屏重量减轻;提供更清晰明亮的画质。
  • 减少占用空间,减少TFT-LCD模组的厚度,腾出更多空间,如增加电池容量等。
  • 使玻璃基板达到一定的柔性,生产曲面屏幕,增加更好的可视效果。


一、TFT-LCD液晶面板薄化工艺类别、原理和方式介绍

1、在TFT-LCD业界现有薄化工艺主要分为两大类:

1.化学蚀刻(主要方式)
利用液体溶液与表面材料进行化学反应,应用HF与二氧化硅SiO2发生反应并使其溶解的原理,对面板玻璃表面进行化学腐蚀而使面板厚度变薄,6HF+SiO2->H2SiF6+2H2O

2.物理研磨(辅助方式)
通过机械的研磨作用在玻璃面板上,通过纯物理的方式减薄液晶面板。
液晶面板薄化过程中玻璃厚度变化示意图:



2、TFT-LCD薄化技术概述

  • 化学蚀刻薄化

化学蚀刻薄化设备和其示意图:


化学蚀刻薄化方式都利用玻璃与化学溶液(HF)产生化学反应(行成“四氟化硅”SiF4),加上不同物理作用来达到面板薄化目的。

优点:
1.减薄速度较快适合工业化生产;
2.可根据需要调节酸液浓度以控制薄化速度。

缺点:
薄化后面板表面质量较难控制,许多化学薄化方式需后续抛光处理。现有化学蚀刻薄化方式的主要分类:


以上三种化学蚀刻方式各有优缺点且在实际生产中都有所应用

Dip:多片直立浸泡式
1、可以同时间处理多片玻璃;
2、装置大型,外围产生沉淀物,白色粉沫。

Spray:单片直立喷洒式
1、可以处理两面不同蚀刻要求;
2、化学液可有效回收利用使成本相对降低;
3、蚀刻表面易产生凹点(dimple)需要后续拋光处理。

Cascade:瀑布流式
基板上无需任何压力;高回收比例;废液最少;低抛光比例
  • 辅助物理研磨薄化



物理研磨薄化设备和示意图

单面物理研磨薄化技术主要指机械设备抛光方式:

使用抛光粉加纯水形成抛光液做加工介质,下流经机台盛盘与panel之间,借机台运转做相对运动,使硬质磨料(如氧化铈抛光垫等)直接接触面板表面进而切屑panel表面。
主要用于短时间抛光以消除玻璃表面伤痕或其他不良。

二、TFT-LCD液晶面板薄化工艺流程概述

目前薄化工艺主要分为三个阶段:1、封胶工艺2、蚀刻减薄工艺3、研磨工艺


对应主要阶段各自工艺流程如下:
  • 封胶工艺


封胶过程现场和设备图:



  • 蚀刻减薄工艺


  • 研磨工艺

辅助物流研磨/抛光工艺,主要可分为四段工序概况如下图


对应每段工序操作事项如下:

1、外观检查—研磨/抛光前检查和玻璃尺寸确认
主要工艺事项:抛光不良确认、检验要求分析和玻璃尺寸确认和应用

2、进行研磨/抛光
  • 研磨抛光前的准备工作:玻璃清洗和抛光环境的确认、抛光机台和工具的调试准备和耗材准备;其中耗材准备,其主要准备耗材有:抛光液、氧化铈抛光垫、清洗剂和吸附垫,对于耗材准备工艺应注意事情如下图:


  • 抛光面板上下贴/揭片操作

3、研磨/抛光完成清洗

4、出库外观检验


减薄过程中主要蚀刻不良的分析及处理方法
在薄化产品(如:TFT-LCD、玻璃基板等)的减薄过程中发生蚀刻不良主要有:
1、凹凸点和白点
2、表面划伤
3、印痕不良(设备导轮痕、ROOT吸盘印痕和水渍酸印)
4、表面脏污
5、蚀刻不均(流水纹或酸刻条纹)
6、漏酸

一、凹凸点和白点

定义玻璃表面有小坑点或有突出的圆点。

【凹凸点和白点不良成因分析】
(1)玻璃基板内有杂质和气泡,蚀刻后脱落形成凹点,如有化学物质、金属氧化物等杂质,造成不反应或反应不完全时,导致不脱落,则形成凸点;
(2)玻璃表面的胶粒没有及时清理,蚀刻后胶粒脱落,与胶粒接触处不被蚀刻从而突出形成凸点;
(3)蚀刻时由于玻璃粉粘在玻璃表面没有及时清洗或清洗不到位,则形成凸点。

【参考图例】
(1)不良情况实物图

(2)来料玻璃表面凹凸点放大和示意图


(3)来料玻璃中的气泡或金属氧化物等异物脱落示意

(4)在原子显微镜下查看用纯HF和添加(HF:HCI 10:1)比例的两种情况下“康宁7740玻璃”蚀刻后表面情况图片:

【不良处理和改善方法】
(1)加强来料管控和蚀刻前的检验。
(2)依据薄化企业检控要求,对有气泡或杂质的来料玻璃进行相应清洁或研磨抛光等预处理工作。

二、表面划伤

定义:玻璃基板表面被划伤。

【表面划伤不良成因分析】
(1)玻璃基板含有杂质,蚀刻后脱落成划痕;
(2)玻璃在蚀刻前受到划伤,蚀刻后划痕变大且带有酸刻条纹;
(3)擦拭玻璃的无尘布多次使用,会导致无尘布硬化,无尘布有胶粒或玻璃碎直接与玻璃发生摩擦导致划伤而出现划痕。

【参考图例】
(1)不良情况实物图

(2)划伤点放大效应图:

三、印痕不良


  • 设备导轮痕

定义:玻璃表面凹凸条状痕迹。

【不良成因分析】
Array、CF、Cell制成中与玻璃背面接触的C/V,对玻璃造成凹凸痕迹


【不良处理和改善方法】
找出相关位置的结构部分进行材质或机械动作的改善
  • ROOT吸盘印痕

定义:玻璃表面圆形圈状痕迹。
【不良成因分析】
ROOT设备吸盘在吸附蚀刻玻璃时,残留在吸盘上的酸液或其他粉末等杂质,未清理干净吸盘表面。


【不良处理和改善方法】
(1)定期检查ROOT设备和液体干净情况,找出异常部分及时定期清理,必要时定期更换易污染配件;
(2)蚀刻过滤设备异常导致蚀刻液中杂质增加,产生过多的Sludge,找到相关杂质生成根源(来料蚀刻液本身、蚀刻过程产生异常杂质或设备外部环境因素等),改善蚀刻液的品质、减少或减缓某些异常Sludge,避免Sludge等异物沾附设备;

  • 水渍酸印

定义:类似产品表面水干燥后残留的印记。
【不良成因分析】
ADS产品做完B-ITO后,产品与BOX接触的位置ITO被严重腐蚀,BOX在Slimming车间长期周转,slimming车间内酸气长期在BOX表面附着,从而使BOX表面呈现酸性


【不良处理和改善方法】
加强产品包装和环境管控,改善存储环境监控机制。

四、表面脏污

定义:玻璃表面受到污染。

【不良成因分析】
(1)玻璃在蚀刻前表面受到污染,如:油脂、手指印等污物粘在玻璃表面,形成表面污;
(2)玻璃表面有残留酒精、丙酮等痕迹,蚀刻后形成表面污;

【参考图例】
(1)不良情况实物图


【不良处理和改善方法】
加强蚀刻前的检验管理,改善人员作业习惯和操作环境,提高人员的识别脏污能力;
通过“人机法料环”分析脏污改善因素。


五、蚀刻不均(流水纹或酸刻条纹)

定义:蚀刻后玻璃表面出现凹凸不平的条状波纹。
【不良成因分析】



(1)酸液浓度过高,速度出现不均匀情况,蚀刻完成的玻璃没及时进入QDR槽清洗,残留于玻璃表面的酸液继续蚀刻玻璃(表面会出现直线酸刻条纹);

(2)多次蚀刻的酸液,含有大量玻璃粉,再蚀刻时玻璃粉会依附玻璃表面,阻碍酸液蚀刻玻璃,璃粉若没有及时清洗掉,则会出现严重酸刻条纹,清洗不彻底会出现点状的条纹;

(3)蚀刻时,玻璃脱轨重叠在一起,清洗不到的玻璃面会出现条纹;

(4)酸液液面不能完全覆盖玻璃,蚀刻后严重的条纹;

(5)Conveyer故障:处理故障必须先停止蚀刻液供应,必将造成玻璃表面药液残留,继续与玻璃进行蚀刻速率不一致的反应,形成水波纹状表面不匀;

(6)浸泡蚀刻篮档条的凹槽深浅会有产生条纹的可能;如:篮底档条直径大,抛动时引起酸液变化(速率变快),出现蚀刻不均匀导致严重条纹;

(7)瀑布流分叉:瀑布流平台由于蚀刻后反应物堆积造成分叉,玻璃传送至分叉位置时蚀刻速率降低造成局部不平整;

(8) 喷淋式蚀刻:Nozzle堵塞造成玻璃局部蚀刻液更新不及时,间接降低药液浓度,从而降低蚀刻速率,形成表面不匀。

【参考图例】

【不良成因处理和改善方法】
(1)加强定期蚀刻设备日常保养,分析设备导致不良成因部分,进行设备材料和控制改进;
(2)改善蚀刻液的过滤装置,防止蚀刻液产物堆积于蚀刻平台;
(3)加强定期检测监控蚀刻过程中蚀刻液状况变化,确保蚀刻过程中蚀刻液的品质最佳状况;
(4)调整蚀刻液配方,使部分蚀刻产物溶于蚀刻液中,减少堆积和堵塞;

减缓Sludge生成参考:
  • 浓度越高,沾附越严重
  • 加入适量的HNO3或介面活性劑可減緩此現象


六、漏酸

定义:酸液从玻璃夹缝、裂缝进入而污染引线脚。

【不良成因分析】
(1)玻璃边缘环氧框断裂、框细、气泡、发白、彩虹等现象,会导致漏酸;
(2)玻璃进行封胶时,出现断胶、进胶量不足或进胶外UV胶稀薄;
(3)封边的UV胶无固化完好,UV胶不硬化;
(4)玻璃夹缝存在酒精、丙酮等稀释物质,使UV胶不能进入,不能完全密封玻璃边缘;
(5)操作过程中碰撞造成单片玻璃破裂,酸液由此流入,导致漏酸。

【参考图例】
【不良处理和改善方法】
(1)加强蚀刻前对蚀刻产品的检验管控,提高操作人员的作业能力;
(2)改善相关材料(如UV胶)的品质。

来源于:网络整理,侵权告删 www.guolvfenlitech.com



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