CN101561574B

CN101561574B - 在lcd生产工艺中用于减少彩虹发生的控制方法

Info

Publication number: CN101561574B
Application number: CN 200910111844
Authority: CN
Inventors: 吴烨盛; 王建平; 吴加进
Original assignee: XIAMEN OCULAR TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: XIAMEN OCULAR TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2009-05-18
Filing date: 2009-05-18
Publication date: 2013-05-29
Anticipated expiration: 2029-05-18
Also published as: CN101561574A

Abstract

本发明涉及一种STN液晶显示器的生产工艺中用于减少彩虹发生的控制方法。本发明目的是提供在LCD制造工艺中用于减少彩虹发生的控制方法，其工序包括设计、PI印刷阶段、摩擦干洗阶段、丝印衬垫阶段、喷洒衬垫材料阶段、贴合阶段、压盒整平阶段、凸版超声清洗阶段及配对烘烤阶段，其通过对补偿的设计、丝印材料的选择、喷洒衬垫材料均匀性的控制、配对烘烤工艺进行优化选择：根据玻璃阻值，对LCD盒边框作补偿设计；选择垂直度不大于0.1％的玻璃基板；喷洒衬垫材料的均匀性控制在2个成团spacers不大于5个/mm²；配对烘烤时，增加二次充气预压。采用本发明的控制方法，会使得LCD的良率得以提高，产品质量稳定。

Description

在LCD生产工艺中用于减少彩虹发生的控制方法

技术领域

本发明涉及一种液晶显示器生产制造工艺，尤其是涉及一种STN液晶显示器的生产工艺中用于减少彩虹发生的控制方法。

背景技术

利用液晶的各项电光效应，把液晶对电场、磁场、光线和温度等分界条件的变化在一定条件下转换成为可视信号制成的显示器，就是液晶显示器(LCD：Liquid Crystal Display)。液晶最早在1968年5月美国RCA公司就将其用于显示器的制造，到目前广泛的应用于钟表、计算器、仪表仪器、笔记本电脑、移动电话、寻呼机、电子宠物、袖珍彩电、大型平板显示器、投影电视等家用、工业用和军事用显示领域。

当今，信息显示技术随着信息社会化的发展显得越来越重要，液晶显示器与其他显示器相比其有很多优点，如平面型显示、体积小、重量轻、便于携带；功耗低、驱动电压低；寿命长，一般在5万小时以上；不含有害射线，对人体无害；被动显示，不易被强光冲刷；易于驱动，可用大规模集成电路直接驱动；结构简单，没有复杂的机械部分；造价成本低等等。但随着液晶显示器的广泛应用，人们也可以发现其有些缺点：比如说由于它是被动元件，本身不发光，在暗处需借助其它的光源才具有可视性以及有视角之限等等。但彩虹现象是液晶显示器的致命缺陷，是整个LCD制程中的瓶颈，也是影响LCD良率和质量的主要因素。如果没有合理地控制好彩虹现象，不仅造成材料上的浪费，而且对整个LCD技术水平上的提升造成很大的阻碍。彩虹现象大都表现为液晶屏的色彩差异，从而对显示画面造成影响。其原因包括STN-LCD盒内存在盒厚不均匀的部分、STN-LCD盒结构搭配不得当、补偿设计不适合、压烤方式准确性是否足够以及STN-LCD制程中环境因素等均会影响LCD中彩虹现象的发生。

因此，需要提出一种在LCD生产工艺中用于减少彩虹发生的控制方法。

发明内容

针对上述技术难题，才有本发明的提出必要。

本发明用于减少彩虹发生的控制方法所采用的技术方案为：

一种在LCD制造工艺中用于减少彩虹发生的控制方法，所述产品生产工序包括设计、PI印刷阶段、摩擦干洗阶段、丝印衬垫阶段、喷洒衬垫材料阶段、贴合阶段、压盒整平阶段、凸版超声清洗阶段及配对烘烤阶段，其主要通过对补偿的设计、丝印材料的选择、喷洒衬垫材料均匀性的控制、配对烘烤工艺进行优化选择，具体分别为：根据玻璃阻值，对LCD盒边框作补偿设计；选择垂直度不大于0.1％的玻璃基板；喷洒衬垫材料的均匀性控制在80％以上；配对烘烤时，增加二次充气预压。

所述补偿的设计，即STN-LCD的面衬垫和边框衬垫的材料选择为两者粒径相差0.2μm以上。

根据玻璃阻值，对LCD盒边框作补偿设计进一步具体为：玻璃阻值大于15Ω，边框不做补偿；当玻璃阻值15Ω～10Ω之间时，边框做单面补偿；当阻值不大于10Ω时，边框做双面补偿。所谓单面补偿是指在设计过程中，按照实际情况设计边框单面补偿，一般单面补偿面为SEG面；双面补偿指的是在产品的SEG和COM面上都做补偿。

所述丝印材料的选择，即STN-LCD的面衬垫材料选择为：EXH系列的衬垫材料、L-11R系列的衬垫材料、BKS系列的衬垫材料，边框衬垫材料选择为：PF系列的衬垫材料、SI系列的衬垫材料。

所述丝印材料的选择，即0.7mm以上玻璃选择翘曲度不大于0.1％；0.55mm以下玻璃选择翘曲度不大于0.12％。

所述喷洒衬垫材料均匀性的控制，即短边尺寸小于45mm的STN-LCD，喷洒密度控制在80～100粒/mm²；短边尺寸不小于45mm的，喷洒密度控制在90～110粒/mm²；密度均匀性控制在80％以上。

所述配对烘烤阶段，一次充气预压：即当一个配对夹具放满玻璃后，锁紧盖板，先冲气压0.10mpa约10分钟，当气压充分将玻璃与玻璃间的间隙，热压纸与热压纸之间的间隙缩小为最小值时，放掉冲入的压缩空气，再锁紧配对夹具，使得被烘烤的玻璃处于正常的压接状态，当烘烤的温度达到后，在降温过程中，当玻璃内部的温度降至40℃以下时取出配对夹具，以避免玻璃因冷受热不均导致形变引起的盒状态发生改变；接着进行二次充气预压。

所述摩擦干洗阶段，摩擦后干洗质量应达到98％以上。

所述凸版超声清洗阶段，采用电导率不小于8MΩ的去离子水，配合频率在36～38KHZ的超声波进行5min的超声清洗。

所述压盒整平阶段，在能保证底色一致性的情况下，压力控制在0.35kgf/cm²以下。

在LCD制造工艺中，制盒过程要保持好现场环境，要求PI印刷阶段、丝印衬垫阶段、喷洒阶段、贴合阶段环境质量达到100级。且制盒阶段，温度必须保持在22～25℃之间，湿度须保持在50％～60％之间。

采用如上所述的技术方案后，本发明所具有的有益效果为：本发明主要是通过对设计、丝印、喷洒、配对等为重点优化改善的工序，即对补偿的设计、玻璃的选择、喷洒均匀性的控制、配对的二次预压等工艺进行优化改善，在各个环节中尽量控制引起彩虹发生的机率，显著降低彩虹不良的发生率，同时可以提高LCD盒的底色一致性，使得使用本发明的控制方法，LCD的良率得以提高，产品质量稳定。

附图说明

图1为常规STN-LCD的盒结构示意图；

图2为改良的STN-LCD的盒结构示意图；

附图标记说明：

1、上片偏光片

2、下片偏光片

3、上基板ITO玻璃

4、下基板ITO玻璃

5、定向材料

6、框胶

7、液晶

8、ITO层

9、间隙子

10、单面补偿

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

本实施例以STN-LCD生产工艺为例进行说明，如图1所示为常规STN-LCD的盒结构图，STN-LCD单元结构通常包括：上片偏光片1、下片偏光片2、上基板ITO玻璃3、下基板ITO玻璃4、定向材料5、框胶6、液晶7、ITO层8、间隙子9。

STN-LCD的生产工序包括设计、凸版超声清洗阶段、PI印刷阶段、摩擦干洗阶段、丝印衬垫阶段、喷洒衬垫材料阶段、贴合阶段、配对烘烤阶段及压盒整平阶段。本实施例以设计、丝印、喷洒、配对等为重点优化改善的工序，即对补偿的设计、丝印材料的选择、喷洒均匀性的控制、配对的二次预压等工艺进行优化；对凸版清洗、摩擦干洗、封口整盒等工序也进行了优化。其中：

所述补偿设计即LCD盒边框补偿设计，由于高端的STN-LCD普遍采用低阻值的玻璃作为基板，那么就存在以下数据：盒内上、下基板的ITO厚度约

PI印刷厚度

其总厚度约为

盒内衬垫与边框衬垫搭配相差约0.2μm，那么这样的搭配必然导致盒边框比实际的小0.22μm。所以在边框设计前期，针对产品的实际情况，采取边框单或双的补偿设计，具体如下表所示：

玻璃阻值	边框补偿情况
		R＞15Ω	不做补偿
15Ω≤R＜10Ω	单面补偿
		R≤10Ω	双面补偿

如图2所示改良的STN-LCD的盒结构即是补偿设计，其中增加了单面补偿10。与之相比，图1所示常规STN-LCD的盒的结构，在低阻玻璃上易产生边框四周的框彩，即彩虹中较为常见的一种，运用增加补偿设计的方法可以很好的改善此类现象。所谓单面补偿是指在设计过程中，按照实际情况设计边框单面补偿，一般单面补偿面为SEG面；双面补偿指的是在产品的SEG和COM面上都做补偿。

所述丝印材料的选择，即工艺的选材部分为：选择垂直度不大于0.1％玻璃基板。同时如果是0.7mm以上玻璃，选择翘曲度不大于0.1％，；而要是0.55mm以下玻璃，选择翘曲度不大于0.12％的玻璃基板；另外，STN-LCD的面衬垫材料选择为：EXH系列、L-11R系列、BKS系列；边框衬垫材料选择为：PF系列、SI系列。其中衬垫料粒径选定方法：首先决定目标盒厚，然后选定边框衬垫粒径，接着决定面衬垫和金球粒径，最后进行工艺优化。其中衬垫材料基本特性对比具体如下表所示：

衬垫材料	恢复率％	硬度H	精度Cv
				EXH系列	83％	66	5％以下
L-11NR系列	85％	64	5％以下
				SP系列	92％	46	3％以下
BKS系列	95％	59	3％以下

所述喷洒均匀性的控制，即其均匀性控制在80％以上；盒内垫隔粉是短边尺寸小于45mm的STN-LCD，喷洒密度控制在80～100粒/mm²；短边尺寸不小于45mm的，喷洒密度控制在90～110粒/mm²；密度均匀性控制在80％以上。其中喷洒密度的控制参数具体如下表所示：

所述配对的二次预压，即配对烘烤时，先进行一次充气预压：在每对玻璃的上下都垫上导热纸，当玻璃刚好超过螺杆的3/4位置时，盖上夹具盖板进行一次预压，即当一个配对夹具放满玻璃后，锁紧盖板，先冲气压0.10mpa约10分钟，当气压充分将玻璃与玻璃间的间隙，热压纸与热压纸之间的间隙缩小为最小值时，放掉冲入的压缩空气，再锁紧配对夹具，接着进行二次充气预压，使得被烘烤的玻璃处于正常的压接状态，当烘烤的温度达到后，在降温过程中，当玻璃内部的温度降至40℃以下时取出配对夹具，以避免玻璃因冷受热不均导致形变引起的盒状态发生改变。上述一次预压0.10mpa约10分钟后，由于玻璃与玻璃之间、导热纸与导热纸之间存在较大的间隙，一次预压完毕后，整个夹具的厚度会减小2～4mm，若此时忽视二次充气预压，易导致玻璃实际压烤中产生压力不均、压力与实际设定不符的情况，所以此时增加二次预压，可以避免以上现象。这也是本发明的工艺中重点控制的部分。其中一次预压时间、压力情况如下表所示：

所述凸版清洗阶段优化，即凸版超声清洗时，采用电导率不小于8MΩ的去离子(DI)水，配合36HZ频率的超声波进行5min超声清洗。

所述摩擦干洗阶段优化，即要求摩擦后干洗质量达到98％以上。

所述封口整盒阶段优化，即压盒整平段压力控制在0.35kgf/cm²以下，过大或太小的压力都会使LCD盒发生变化，更易形成彩虹。

此外，在LCD生产的各个阶段，可通过不同方式检测防止彩虹现象产生，如灌注LCD时，可通过牛顿环检查；封口压盒阶段后，可通过光台检测；二次清洗后，可通过色板检测，具体如下：

牛顿环检测：在550～600nm特殊光且STN-LCD空盒的条件下，通过牛顿环检测，发现显示的牛顿环圈数不一或不全时，即可能为STN-LCD盒内存在盒厚不均匀的部分从而导致产生彩虹现象，并作出调整，进而防止产生彩虹现象。

光台检测：在550～600nm特殊光条件下，对压盒后的STN-LCD盒进行光台检测，通过对STN-LCD盒色彩的判断来确定STN-LCD盒结构搭配、补偿设计、压烤方式的准确性，以防止产品出现彩虹现象。

色板检测：在STN-LCD盒经二次清洗后，可通过对STN-LCD分色色板进行色板检测，将产品整体色彩存在差异的STN-LCD盒区分开，同时通过旋转上、下偏光片的方式来调整色彩，从而防止产生彩虹现象。

除上述检测方式外，STN-LCD在生产工艺制程中环境因素导致的LCD盒厚不均匀的现象，只有通过对环境的控制方能够保证，即制盒过程要保持好现场环境，要求PI印刷阶段、丝印衬垫阶段、喷洒阶段、贴合阶段环境质量达到100级并要求摩擦后干洗质量达到98％以上。且在整个制盒阶段，温度应严格控制在22～25℃之间，湿度须保持在50％～60％之间。

综上所述，本实例采用一种系统有效的工艺制程管控方法，可以显著降低STN-LCD彩虹不良，即本发明重点通过对设计、丝印、喷洒、配对等为重点优化改善的部分，即对补偿的设计、丝印材料的搭配、喷洒均匀性的控制、配对的二次预压等工艺进行优化，从而提高了LCD盒的盒厚均匀性，降低LCD彩虹不良，同时提高了LCD屏的稳定可靠性。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims

1.在LCD制造工艺中用于减少彩虹发生的控制方法，产品生产工序包括设计、凸版超声清洗阶段、PI印刷阶段、摩擦干洗阶段、丝印衬垫阶段、喷洒衬垫材料阶段、贴合阶段、配对烘烤阶段及压盒整平阶段，其特征在于：对补偿的设计、丝印材料的选择、喷洒衬垫材料均匀性的控制、配对烘烤工艺进行优化选择，具体分别为：

(1)对补偿的设计：根据玻璃阻值，对LCD盒边框作补偿设计；进一步具体是：玻璃阻值大于15Ω，边框不做补偿，当玻璃阻值15Ω～10Ω之间时，边框做单面补偿；当阻值不大于10Ω时，边框做双面补偿；所述补偿的设计，即STN-LCD的面衬垫和边框衬垫的材料选择为两者粒径相差0.2μm以上；

(2)丝印材料的选择：选择垂直度不大于0.1％的玻璃基板；进一步还包括：0.7mm以上玻璃选择翘曲度不大于0.1％，0.55mm以下玻璃选择翘曲度不大于0.12％；STN-LCD的面衬垫材料选择为：EXH系列的衬垫材料、L-11R系列的衬垫材料、BKS系列的衬垫材料，边框衬垫材料选择为：PF系列的衬垫材料、SI系列的衬垫材料；

(3)喷洒衬垫材料均匀性的控制：喷洒衬垫材料的均匀性控制在80％以上；进一步具体是：短边尺寸小于45mm的STN-LCD，喷洒密度控制在80～100粒/mm²；短边尺寸不小于45mm的，喷洒密度控制在90～110粒/mm²；密度均匀性控制在80％以上；

(4)配对烘烤：配对烘烤时，增加二次充气预压；进一步具体是：一次充气预压：即当一个配对夹具放满玻璃后，锁紧盖板，先冲气压0.10mpa约10分钟，当气压充分将玻璃与玻璃间的间隙，热压纸与热压纸之间的间隙缩小为最小值时，放掉冲入的压缩空气，再锁紧配对夹具，接着进行二次充气预压，使得被烘烤的玻璃处于正常的压接状态，当烘烤的温度达到后，在降温过程中，当玻璃内部的温度降至40℃以下时取出配对夹具，以避免玻璃因冷受热不均导致形变引起的盒状态发生改变。

2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于：所述凸版超声清洗，即采用电导率不小于8MΩ的去离子水，配合频率在36～38KHZ的超声波进行5min的超声清洗。

3.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于：所述压盒整平阶段，在能保证底色一致性的情况下，压力控制在0.35kgf/cm²以下。

4.如权利要求1-3中任一项所述的控制方法，其特征在于：在LCD制造工艺中，要保持好现场环境，要求所述PI印刷阶段、丝印衬垫阶段、喷洒阶段、贴合阶段环境质量达到100级。

5.如权利要求1-3中任一项所述的控制方法，其特征在于：在LCD制造工艺中，温度须保持在22～25℃之间，湿度须保持在50％～60％之间。