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配向制程介紹
LCD配向制程(Alignment)主要是使液晶分子依特定之方向排列,以利顯示器之動作控制。配向制程步驟如下,首先將配向液涂布于液晶顯示器上下電極基板的內(nèi)側(cè),接下進行摩擦(Rubbing)制程,配向膜表面會因配向滾軸上之摩擦布(Rubbing Clothes)之毛羽(pile)摩擦而被刷出一定方向排列之溝槽,配向膜上之液晶材料會因分子間作用力而達到定向效果,如果欲控制液晶分子依特定角度排列,可利用配向滾軸之摩擦方向以形成預(yù)定之傾斜角(Pre-tile Angle),如此將有利顯示器之不同驅(qū)動模式。
配向原理介紹
配向制程之原理主要是利用摩擦布之毛羽尖端(pile tip)與以聚亞醯胺(Polyimide,PI)組成為主之配向膜間的作用力,使得PI分子之表面構(gòu)形(Conformation)產(chǎn)生變化,如圖一所示:(a)為PI分子之原構(gòu)造,(b)為摩擦后PI分子產(chǎn)生延伸而構(gòu)造改變;藉由PI分子之構(gòu)形改變,其上之液晶分子產(chǎn)生配向作用,如圖二(a),(b)所示。
資料來源:工研院材料所
圖一 配向刷磨作用產(chǎn)生之PI構(gòu)形變化
資料來源:工研院材料所
圖二 配向刷磨作用產(chǎn)生之液晶分子排列
摩擦布介紹
配向制程之設(shè)備裝置主要由配向轉(zhuǎn)軸(Rubbing Roller)、摩擦布、升降臂、基板載臺所組成,一般而言,影響配向制程的參數(shù)包含:載臺之移動速度、配向轉(zhuǎn)軸之半徑、配向轉(zhuǎn)軸之轉(zhuǎn)速、配向次數(shù)與配向壓力等因素;其中轉(zhuǎn)速與移動速度為制程控制參數(shù),而摩擦布材質(zhì)之選用則與配向后之基板良率優(yōu)劣息息相關(guān)。
摩擦布之材質(zhì)一般可分為棉(Cotton)、嫘螢(Rayon)、尼龍(Nylon)等,主要評估重點包含:高密度且均勻之毛刷尖端、耐化性、耐壓性、彈性、靜電性佳、不易掉毛等因素;其中靜電性與掉毛性為影響制程良率之重大因素,靜電累積(ESD)會造成TFT層之損害,也易造成灰塵粒子之吸附,進而影響潔凈性,而因為摩擦制程所造成的毛屑掉落更是環(huán)境之大敵,雖然后續(xù)制程包含洗凈(Clean)之動作,但如不能從摩擦布之材質(zhì)作基本改善,則不易解決此問題。各種摩擦布之比較如表一所示。
小結(jié)
目前配向的方法有真空蒸著,傳統(tǒng)摩擦法與光配向等,就大尺寸面板之均勻性而言,傳統(tǒng)摩擦法因目前之制程技術(shù)成熟與具連續(xù)生產(chǎn)性,加上制程成本相對較低等優(yōu)點,故目前仍為市場之主流方法。
未來隨著廣視角之要求,各面板廠已逐漸發(fā)展以感光高分子為基礎(chǔ)之非接觸式光配向膜材料,以符合特別設(shè)計之顯示模式如MVA,因此摩擦制程將逐漸被取代,同時因目前傳統(tǒng)摩擦法所導(dǎo)致之靜電與毛屑易造成LCD面板缺陷,如配向膜涂布斑、剝落與毛屑附著等缺陷,摩擦布供貨商應(yīng)重新設(shè)計纖維之織法,或改造纖維成份以降低不良率之產(chǎn)生,才能繼續(xù)在市場占有一席之地。
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