呂松+陸建鋼+朱建

【摘 要】 本文旨在研究影響液晶滴下工藝中液晶量及液晶盒內(nèi)的墊層對(duì)液晶盒厚的影響。最后得到的將是一個(gè)液晶盒厚與液晶滴下量以及墊層厚度之間的關(guān)系公式，從而給TFT LCD設(shè)計(jì)人員提供理論依據(jù)和設(shè)計(jì)參考。

【關(guān)鍵詞】 液晶滴下 液晶量 墊層 液晶盒厚

1 引言

自從奧地利學(xué)者萊尼茨爾發(fā)現(xiàn)了第一種液晶材料——膽甾醇基甲酸，到液晶電視走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)，液晶顯示技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為主流的平板顯示技術(shù)，而發(fā)展液晶顯示技術(shù)，液晶盒間隙的厚度控制是必不可少的一項(xiàng)技術(shù)。液晶盒厚間隙會(huì)受到很多因素的影響，例如PSH（Photo Spacer High）、Sealant特性、液晶量的多少、以及后面的Sealant固化的條件都會(huì)影響液晶盒厚。

目前業(yè)界對(duì)盒厚控制的研究還是只局限在對(duì)液晶量以及PSH的定性分析上，目前還沒(méi)有盒厚與液晶量以及PSH的定量分析以及三者之間的關(guān)系公式，本文將從這方面著手進(jìn)行研究，以期得到液晶盒厚與液晶滴下量以及墊層厚度之間的關(guān)系公式，從而給TFT LCD設(shè)計(jì)人員提供理論依據(jù)和設(shè)計(jì)參考。

2 影響液晶盒厚的因素

液晶盒厚是指TFT基板與彩色濾色膜上ITO膜之間的間隙，間隙的大小會(huì)影響液晶顯示面板的透過(guò)率及液晶反應(yīng)時(shí)間，那影響Cell Gap的因素有哪些呢？首先我們來(lái)看一下TFT面板的截面圖（如圖1）。

從圖1可以看出影響到Cell Gap的因素有玻璃基板的重量，PS高度，Sealant，Au Ball以及液晶量。而在生產(chǎn)過(guò)程中當(dāng)TFT、CF、Sealant以及Au Ball確定后，影響到Cell Gap的因素就剩下液晶量以及PSH兩個(gè)因素，接下來(lái)我們就探討這兩個(gè)因素對(duì)盒厚的影響。

2.1 液晶滴下量對(duì)液晶盒厚的影響

液晶滴下制程又稱(chēng)ODF（One Drop Fill），它區(qū)別于傳統(tǒng)的液晶注入方式是成盒之前液晶按照設(shè)計(jì)好的圖形滴在TFT或者CF上，然后在進(jìn)行成盒工藝。液晶滴下量由單位面積內(nèi)液晶的重量乘以盒內(nèi)面積計(jì)算出來(lái)的，由于盒內(nèi)的墊層也會(huì)影響到液晶盒的容積，一般來(lái)說(shuō)液晶量會(huì)有一定的允許誤差范圍。由于液晶滴下量的多少直接影響到液晶盒厚，所以液晶滴下量的精度控制尤為重要。目前對(duì)于液晶量的控制油兩種方式，一種是對(duì)液晶每一滴進(jìn)行精度控制，整個(gè)液晶盒的液晶量就是每一滴的滴下量乘以液晶滴下的滴數(shù)。還有一種精度控制方式是將一個(gè)液晶盒的液晶量提前抽取到一個(gè)容器中，然后將這些液晶量按照滴數(shù)平均滴到盒內(nèi)。那么單位面積上的液晶量就影響液晶的高低，也就影響到盒厚的大小。單位面積液晶量=單滴液晶量*滴數(shù)/液晶盒內(nèi)面積另外液晶滴下的位置也會(huì)影響到液晶盒厚，由于液晶滴下制程成盒后是通過(guò)液晶的擴(kuò)散來(lái)達(dá)到盒內(nèi)盒厚的均一性的。而液晶要與框膠保持一定的距離來(lái)避免液晶侵蝕框膠，另外還要保證液晶比較容易能擴(kuò)散到盒內(nèi)的所有位置來(lái)避免氣泡的發(fā)生，所以實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)根據(jù)需求還調(diào)整液晶滴下的圖形。

2.2 盒內(nèi)墊層對(duì)盒厚的影響

液晶盒內(nèi)的墊層有兩種工藝，一種是通過(guò)將Silicon Ball均勻的散布的盒內(nèi)來(lái)達(dá)到控制盒厚的目的。還有一種是才CF玻璃上通過(guò)沉膜、蝕刻的方式“長(zhǎng)出”很多的柱子，這就是“PS”（見(jiàn)圖2），由于散布工藝的均一性不是很好，目前主要采用后一種的墊層實(shí)現(xiàn)方式。而面內(nèi)的PS根據(jù)產(chǎn)品的需求不同會(huì)設(shè)計(jì)出幾種PS，例如Main PS， Sub PS1，Sub PS2。衡量PS的指標(biāo)有兩個(gè)PS密度以及PS高度（PS密度是指單位面積上PS所占的面積）。通過(guò)它們來(lái)控制盒厚。PS的密度和高低以及均一性就直接影響到液晶盒厚。PS的高度直接支撐液晶盒，對(duì)盒厚有著直接的影響。而PS的密度的大小影響到盒內(nèi)空間的大小，與液晶的交互作用也會(huì)對(duì)液晶盒厚產(chǎn)生一定的影響。假設(shè)PS高度為h，PS密度為d.液晶盒內(nèi)的面積為S，這樣PS占的空間V就可以計(jì)算出來(lái)V=S*d*h。

接下來(lái)我們將以昆山龍騰光電有限公司某產(chǎn)品為研究對(duì)象，通過(guò)改變液晶滴下量以及PSH的高度的實(shí)驗(yàn)來(lái)找到它們與液晶盒厚之間的關(guān)系。（如圖3）

3 實(shí)驗(yàn)

3.1 確定試驗(yàn)指標(biāo)

該實(shí)驗(yàn)的輸出是Cell Gap，對(duì)Cell Gap的測(cè)量我們采用日本大塚電子的回轉(zhuǎn)檢光子法的測(cè)定方法測(cè)量設(shè)備。對(duì)于回轉(zhuǎn)檢光子法的原理這里就不做贅述。

3.2 確定實(shí)驗(yàn)因子

PS高度；單位面積液晶量；該產(chǎn)品已知面內(nèi)尺寸為259.77mm* 412.56mm，使用的Silicon Ball 3.9um，Au Ball 4.5um。PS密度為 217.74um2/mm2。

3.3 實(shí)驗(yàn)條件及結(jié)果

我們采用DOE實(shí)驗(yàn)2因子2水平設(shè)計(jì)，單位面積液晶重量（2水平），PSH（7水平），擔(dān)心曲率狀況同時(shí)選擇3個(gè)中心點(diǎn)總共7組實(shí)驗(yàn)。通過(guò)mini Tab軟件的幫助，我們可以得到下面的實(shí)驗(yàn)組合方式以及實(shí)施的順序。如圖4。

3.4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

7組實(shí)驗(yàn)Cell Gap結(jié)果如圖二最后一列。

標(biāo)準(zhǔn)化柏拉圖：（圖5）。

從標(biāo)準(zhǔn)化效應(yīng)柏拉圖來(lái)看單位面積液晶重量（液晶量）和PSH都與Cell Gap強(qiáng)相關(guān)，而交互效應(yīng)弱相關(guān)。

對(duì)CellGap的方差分析：

檢查殘差：（圖6）

檢查P值、R-Sq值：

4 結(jié)論與展望

本文的研究是基于TFT，CF，AU Ball，Silicon Ball因素確定的條件下進(jìn)行的研究，所以在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)品的材料固定后根據(jù)以上研究就可以很方便的得到Cell Gap與液晶量以及PSH之間的關(guān)系。若生產(chǎn)過(guò)程中遇到PSH有波動(dòng)，可以根據(jù)研究成果對(duì)液晶量進(jìn)行調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)液晶盒厚的均一性。endprint

【摘 要】 本文旨在研究影響液晶滴下工藝中液晶量及液晶盒內(nèi)的墊層對(duì)液晶盒厚的影響。最后得到的將是一個(gè)液晶盒厚與液晶滴下量以及墊層厚度之間的關(guān)系公式，從而給TFT LCD設(shè)計(jì)人員提供理論依據(jù)和設(shè)計(jì)參考。

【關(guān)鍵詞】 液晶滴下 液晶量 墊層 液晶盒厚

1 引言

自從奧地利學(xué)者萊尼茨爾發(fā)現(xiàn)了第一種液晶材料——膽甾醇基甲酸，到液晶電視走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)，液晶顯示技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為主流的平板顯示技術(shù)，而發(fā)展液晶顯示技術(shù)，液晶盒間隙的厚度控制是必不可少的一項(xiàng)技術(shù)。液晶盒厚間隙會(huì)受到很多因素的影響，例如PSH（Photo Spacer High）、Sealant特性、液晶量的多少、以及后面的Sealant固化的條件都會(huì)影響液晶盒厚。

目前業(yè)界對(duì)盒厚控制的研究還是只局限在對(duì)液晶量以及PSH的定性分析上，目前還沒(méi)有盒厚與液晶量以及PSH的定量分析以及三者之間的關(guān)系公式，本文將從這方面著手進(jìn)行研究，以期得到液晶盒厚與液晶滴下量以及墊層厚度之間的關(guān)系公式，從而給TFT LCD設(shè)計(jì)人員提供理論依據(jù)和設(shè)計(jì)參考。

2 影響液晶盒厚的因素

液晶盒厚是指TFT基板與彩色濾色膜上ITO膜之間的間隙，間隙的大小會(huì)影響液晶顯示面板的透過(guò)率及液晶反應(yīng)時(shí)間，那影響Cell Gap的因素有哪些呢？首先我們來(lái)看一下TFT面板的截面圖（如圖1）。

從圖1可以看出影響到Cell Gap的因素有玻璃基板的重量，PS高度，Sealant，Au Ball以及液晶量。而在生產(chǎn)過(guò)程中當(dāng)TFT、CF、Sealant以及Au Ball確定后，影響到Cell Gap的因素就剩下液晶量以及PSH兩個(gè)因素，接下來(lái)我們就探討這兩個(gè)因素對(duì)盒厚的影響。

2.1 液晶滴下量對(duì)液晶盒厚的影響

液晶滴下制程又稱(chēng)ODF（One Drop Fill），它區(qū)別于傳統(tǒng)的液晶注入方式是成盒之前液晶按照設(shè)計(jì)好的圖形滴在TFT或者CF上，然后在進(jìn)行成盒工藝。液晶滴下量由單位面積內(nèi)液晶的重量乘以盒內(nèi)面積計(jì)算出來(lái)的，由于盒內(nèi)的墊層也會(huì)影響到液晶盒的容積，一般來(lái)說(shuō)液晶量會(huì)有一定的允許誤差范圍。由于液晶滴下量的多少直接影響到液晶盒厚，所以液晶滴下量的精度控制尤為重要。目前對(duì)于液晶量的控制油兩種方式，一種是對(duì)液晶每一滴進(jìn)行精度控制，整個(gè)液晶盒的液晶量就是每一滴的滴下量乘以液晶滴下的滴數(shù)。還有一種精度控制方式是將一個(gè)液晶盒的液晶量提前抽取到一個(gè)容器中，然后將這些液晶量按照滴數(shù)平均滴到盒內(nèi)。那么單位面積上的液晶量就影響液晶的高低，也就影響到盒厚的大小。單位面積液晶量=單滴液晶量*滴數(shù)/液晶盒內(nèi)面積另外液晶滴下的位置也會(huì)影響到液晶盒厚，由于液晶滴下制程成盒后是通過(guò)液晶的擴(kuò)散來(lái)達(dá)到盒內(nèi)盒厚的均一性的。而液晶要與框膠保持一定的距離來(lái)避免液晶侵蝕框膠，另外還要保證液晶比較容易能擴(kuò)散到盒內(nèi)的所有位置來(lái)避免氣泡的發(fā)生，所以實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)根據(jù)需求還調(diào)整液晶滴下的圖形。

2.2 盒內(nèi)墊層對(duì)盒厚的影響

液晶盒內(nèi)的墊層有兩種工藝，一種是通過(guò)將Silicon Ball均勻的散布的盒內(nèi)來(lái)達(dá)到控制盒厚的目的。還有一種是才CF玻璃上通過(guò)沉膜、蝕刻的方式“長(zhǎng)出”很多的柱子，這就是“PS”（見(jiàn)圖2），由于散布工藝的均一性不是很好，目前主要采用后一種的墊層實(shí)現(xiàn)方式。而面內(nèi)的PS根據(jù)產(chǎn)品的需求不同會(huì)設(shè)計(jì)出幾種PS，例如Main PS， Sub PS1，Sub PS2。衡量PS的指標(biāo)有兩個(gè)PS密度以及PS高度（PS密度是指單位面積上PS所占的面積）。通過(guò)它們來(lái)控制盒厚。PS的密度和高低以及均一性就直接影響到液晶盒厚。PS的高度直接支撐液晶盒，對(duì)盒厚有著直接的影響。而PS的密度的大小影響到盒內(nèi)空間的大小，與液晶的交互作用也會(huì)對(duì)液晶盒厚產(chǎn)生一定的影響。假設(shè)PS高度為h，PS密度為d.液晶盒內(nèi)的面積為S，這樣PS占的空間V就可以計(jì)算出來(lái)V=S*d*h。

接下來(lái)我們將以昆山龍騰光電有限公司某產(chǎn)品為研究對(duì)象，通過(guò)改變液晶滴下量以及PSH的高度的實(shí)驗(yàn)來(lái)找到它們與液晶盒厚之間的關(guān)系。（如圖3）

3 實(shí)驗(yàn)

3.1 確定試驗(yàn)指標(biāo)

該實(shí)驗(yàn)的輸出是Cell Gap，對(duì)Cell Gap的測(cè)量我們采用日本大塚電子的回轉(zhuǎn)檢光子法的測(cè)定方法測(cè)量設(shè)備。對(duì)于回轉(zhuǎn)檢光子法的原理這里就不做贅述。

3.2 確定實(shí)驗(yàn)因子

PS高度；單位面積液晶量；該產(chǎn)品已知面內(nèi)尺寸為259.77mm* 412.56mm，使用的Silicon Ball 3.9um，Au Ball 4.5um。PS密度為 217.74um2/mm2。

3.3 實(shí)驗(yàn)條件及結(jié)果

我們采用DOE實(shí)驗(yàn)2因子2水平設(shè)計(jì)，單位面積液晶重量（2水平），PSH（7水平），擔(dān)心曲率狀況同時(shí)選擇3個(gè)中心點(diǎn)總共7組實(shí)驗(yàn)。通過(guò)mini Tab軟件的幫助，我們可以得到下面的實(shí)驗(yàn)組合方式以及實(shí)施的順序。如圖4。

3.4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

7組實(shí)驗(yàn)Cell Gap結(jié)果如圖二最后一列。

標(biāo)準(zhǔn)化柏拉圖：（圖5）。

從標(biāo)準(zhǔn)化效應(yīng)柏拉圖來(lái)看單位面積液晶重量（液晶量）和PSH都與Cell Gap強(qiáng)相關(guān)，而交互效應(yīng)弱相關(guān)。

對(duì)CellGap的方差分析：

檢查殘差：（圖6）

檢查P值、R-Sq值：

4 結(jié)論與展望

本文的研究是基于TFT，CF，AU Ball，Silicon Ball因素確定的條件下進(jìn)行的研究，所以在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)品的材料固定后根據(jù)以上研究就可以很方便的得到Cell Gap與液晶量以及PSH之間的關(guān)系。若生產(chǎn)過(guò)程中遇到PSH有波動(dòng)，可以根據(jù)研究成果對(duì)液晶量進(jìn)行調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)液晶盒厚的均一性。endprint

【摘 要】 本文旨在研究影響液晶滴下工藝中液晶量及液晶盒內(nèi)的墊層對(duì)液晶盒厚的影響。最后得到的將是一個(gè)液晶盒厚與液晶滴下量以及墊層厚度之間的關(guān)系公式，從而給TFT LCD設(shè)計(jì)人員提供理論依據(jù)和設(shè)計(jì)參考。

【關(guān)鍵詞】 液晶滴下 液晶量 墊層 液晶盒厚

1 引言

自從奧地利學(xué)者萊尼茨爾發(fā)現(xiàn)了第一種液晶材料——膽甾醇基甲酸，到液晶電視走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)，液晶顯示技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為主流的平板顯示技術(shù)，而發(fā)展液晶顯示技術(shù)，液晶盒間隙的厚度控制是必不可少的一項(xiàng)技術(shù)。液晶盒厚間隙會(huì)受到很多因素的影響，例如PSH（Photo Spacer High）、Sealant特性、液晶量的多少、以及后面的Sealant固化的條件都會(huì)影響液晶盒厚。

目前業(yè)界對(duì)盒厚控制的研究還是只局限在對(duì)液晶量以及PSH的定性分析上，目前還沒(méi)有盒厚與液晶量以及PSH的定量分析以及三者之間的關(guān)系公式，本文將從這方面著手進(jìn)行研究，以期得到液晶盒厚與液晶滴下量以及墊層厚度之間的關(guān)系公式，從而給TFT LCD設(shè)計(jì)人員提供理論依據(jù)和設(shè)計(jì)參考。

2 影響液晶盒厚的因素

液晶盒厚是指TFT基板與彩色濾色膜上ITO膜之間的間隙，間隙的大小會(huì)影響液晶顯示面板的透過(guò)率及液晶反應(yīng)時(shí)間，那影響Cell Gap的因素有哪些呢？首先我們來(lái)看一下TFT面板的截面圖（如圖1）。

從圖1可以看出影響到Cell Gap的因素有玻璃基板的重量，PS高度，Sealant，Au Ball以及液晶量。而在生產(chǎn)過(guò)程中當(dāng)TFT、CF、Sealant以及Au Ball確定后，影響到Cell Gap的因素就剩下液晶量以及PSH兩個(gè)因素，接下來(lái)我們就探討這兩個(gè)因素對(duì)盒厚的影響。

2.1 液晶滴下量對(duì)液晶盒厚的影響

液晶滴下制程又稱(chēng)ODF（One Drop Fill），它區(qū)別于傳統(tǒng)的液晶注入方式是成盒之前液晶按照設(shè)計(jì)好的圖形滴在TFT或者CF上，然后在進(jìn)行成盒工藝。液晶滴下量由單位面積內(nèi)液晶的重量乘以盒內(nèi)面積計(jì)算出來(lái)的，由于盒內(nèi)的墊層也會(huì)影響到液晶盒的容積，一般來(lái)說(shuō)液晶量會(huì)有一定的允許誤差范圍。由于液晶滴下量的多少直接影響到液晶盒厚，所以液晶滴下量的精度控制尤為重要。目前對(duì)于液晶量的控制油兩種方式，一種是對(duì)液晶每一滴進(jìn)行精度控制，整個(gè)液晶盒的液晶量就是每一滴的滴下量乘以液晶滴下的滴數(shù)。還有一種精度控制方式是將一個(gè)液晶盒的液晶量提前抽取到一個(gè)容器中，然后將這些液晶量按照滴數(shù)平均滴到盒內(nèi)。那么單位面積上的液晶量就影響液晶的高低，也就影響到盒厚的大小。單位面積液晶量=單滴液晶量*滴數(shù)/液晶盒內(nèi)面積另外液晶滴下的位置也會(huì)影響到液晶盒厚，由于液晶滴下制程成盒后是通過(guò)液晶的擴(kuò)散來(lái)達(dá)到盒內(nèi)盒厚的均一性的。而液晶要與框膠保持一定的距離來(lái)避免液晶侵蝕框膠，另外還要保證液晶比較容易能擴(kuò)散到盒內(nèi)的所有位置來(lái)避免氣泡的發(fā)生，所以實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)根據(jù)需求還調(diào)整液晶滴下的圖形。

2.2 盒內(nèi)墊層對(duì)盒厚的影響

液晶盒內(nèi)的墊層有兩種工藝，一種是通過(guò)將Silicon Ball均勻的散布的盒內(nèi)來(lái)達(dá)到控制盒厚的目的。還有一種是才CF玻璃上通過(guò)沉膜、蝕刻的方式“長(zhǎng)出”很多的柱子，這就是“PS”（見(jiàn)圖2），由于散布工藝的均一性不是很好，目前主要采用后一種的墊層實(shí)現(xiàn)方式。而面內(nèi)的PS根據(jù)產(chǎn)品的需求不同會(huì)設(shè)計(jì)出幾種PS，例如Main PS， Sub PS1，Sub PS2。衡量PS的指標(biāo)有兩個(gè)PS密度以及PS高度（PS密度是指單位面積上PS所占的面積）。通過(guò)它們來(lái)控制盒厚。PS的密度和高低以及均一性就直接影響到液晶盒厚。PS的高度直接支撐液晶盒，對(duì)盒厚有著直接的影響。而PS的密度的大小影響到盒內(nèi)空間的大小，與液晶的交互作用也會(huì)對(duì)液晶盒厚產(chǎn)生一定的影響。假設(shè)PS高度為h，PS密度為d.液晶盒內(nèi)的面積為S，這樣PS占的空間V就可以計(jì)算出來(lái)V=S*d*h。

接下來(lái)我們將以昆山龍騰光電有限公司某產(chǎn)品為研究對(duì)象，通過(guò)改變液晶滴下量以及PSH的高度的實(shí)驗(yàn)來(lái)找到它們與液晶盒厚之間的關(guān)系。（如圖3）

3 實(shí)驗(yàn)

3.1 確定試驗(yàn)指標(biāo)

該實(shí)驗(yàn)的輸出是Cell Gap，對(duì)Cell Gap的測(cè)量我們采用日本大塚電子的回轉(zhuǎn)檢光子法的測(cè)定方法測(cè)量設(shè)備。對(duì)于回轉(zhuǎn)檢光子法的原理這里就不做贅述。

3.2 確定實(shí)驗(yàn)因子

PS高度；單位面積液晶量；該產(chǎn)品已知面內(nèi)尺寸為259.77mm* 412.56mm，使用的Silicon Ball 3.9um，Au Ball 4.5um。PS密度為 217.74um2/mm2。

3.3 實(shí)驗(yàn)條件及結(jié)果

我們采用DOE實(shí)驗(yàn)2因子2水平設(shè)計(jì)，單位面積液晶重量（2水平），PSH（7水平），擔(dān)心曲率狀況同時(shí)選擇3個(gè)中心點(diǎn)總共7組實(shí)驗(yàn)。通過(guò)mini Tab軟件的幫助，我們可以得到下面的實(shí)驗(yàn)組合方式以及實(shí)施的順序。如圖4。

3.4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

7組實(shí)驗(yàn)Cell Gap結(jié)果如圖二最后一列。

標(biāo)準(zhǔn)化柏拉圖：（圖5）。

從標(biāo)準(zhǔn)化效應(yīng)柏拉圖來(lái)看單位面積液晶重量（液晶量）和PSH都與Cell Gap強(qiáng)相關(guān)，而交互效應(yīng)弱相關(guān)。

對(duì)CellGap的方差分析：

檢查殘差：（圖6）

檢查P值、R-Sq值：

4 結(jié)論與展望

本文的研究是基于TFT，CF，AU Ball，Silicon Ball因素確定的條件下進(jìn)行的研究，所以在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)品的材料固定后根據(jù)以上研究就可以很方便的得到Cell Gap與液晶量以及PSH之間的關(guān)系。若生產(chǎn)過(guò)程中遇到PSH有波動(dòng)，可以根據(jù)研究成果對(duì)液晶量進(jìn)行調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)液晶盒厚的均一性。endprint