液晶显示器用隔垫物的研究现状与最新进展

液晶显示器用隔垫物对液晶显示器的对比度、响应时间、视角有着重要的影响。目前所用的隔垫物主要分为玻璃隔垫物和塑料隔垫物。隔垫物的喷洒方法主要有干喷法和湿喷法两种。随着液晶显示技术的发展,现在又开发了黑色、无漏光、黏合型、高精度型以及柱状等新型的隔垫物。对液晶显示器用隔垫物的分类、制备方法、分散方法以及作用和最新进展进行了综述。

新型TFT-LCD柱状隔垫物的形变研究

介绍了一种可应用于大尺寸TFT-LCD的新型柱状隔垫物(photo-spacer)材料。与已经量产的材料相比,该材料具有更高的弹性恢复率和外压形变承受能力。在相同生产条件下的对比实验显示,该材料经过230℃加热20min柱高的缩小率为3.04%,具有较好的热稳定性。机械性能评价结果显示,摩擦压力对于Spacer柱高没有太大的影响。

叠层方式形成彩色滤光片隔垫物的研究

本文研究了液晶显示面板彩色滤光片工艺中以叠层方式形成隔垫物的关键技术问题,即叠层隔垫物高度控制、主-附隔垫物段差的形成和主-附隔垫物段差受后续平坦层工艺的影响变化等,并提出了解决方案。在黑矩阵、红色、绿色、蓝色滤光层形成一定的叠层高度后,采用形貌追随型平坦化材料对像素区平坦,通过控制像素开口部分OC的厚度,可以实现叠层隔垫物高度的控制。采用改变叠层图案设计的方法形成主-副隔垫物高度差(Main-sub段差),段差达成范围是0.4~1.2μm,达到了灰阶曝光方式可以达到段差的水平,但成本却大幅降低。并且验证了采用形貌追随型OC材料覆盖可以较好的保持OC工艺前形成的Main-sub段差。基于以上技术制备了4 Mask彩色滤光片原型机。

色阻堆叠在阵列基板上形成液晶屏隔垫物的研究

报道了一种新型液晶显示屏间隙支撑隔垫物的关键技术,可以替换传统的半透/灰阶曝光工艺,仅使用一张普通的全透光罩即可实现不同的支撑高度需求,并且达到遮光的效果,大幅节约了制备成本,可用于曲面或柔性显示面板。其中,主要隔垫物由两层色阻材料堆叠衬垫并覆盖平坦化层及黑色的光阻材料形成高度,辅助隔垫物由一层色阻衬垫并覆盖平坦化层及黑色的光阻材料形成高度,主/辅隔垫物的各自高度及它们之间的段差可以通过改变衬垫色阻的尺寸及平坦化层厚度进行调节。这种调节方式可以使主隔垫物高度的调节范围达0.6μm,辅助隔垫物高度的调节范围为0.5μm,它们之间的段差可以在0.2～1.3μm之间调节,理想段差位于此区间内。基于上述技术制备的液晶显示屏具有良好的显示效果,可用于高世代大尺寸液晶显示面板的生产。

液晶显示器用隔垫物的专利技术综述

本文通过对世界范围内和国内的隔垫物专利申请态势、技术及申请人进行了分析,梳理出液晶显示器用隔垫物的行业现状及其发展趋势,为企业的技术研发、专利申请提供重要参考。

TFT-LCD中隔垫物密度与Push Mura和低温气泡的关系

研究了隔垫物密度对Push Mura和低温气泡的影响。实验表明,通过增加隔垫物密度,能提高液晶面板的抗压强度,降低Push Mura发生率。但是,隔垫物密度过高会引起低温气泡发生。当隔垫物密度控制在适当范围内时,既能大大改善Push Mura,又不会发生低温气泡,且不影响产品的光学特性。

TFT-LCD中升华物组分对柱状隔垫物性能的影响

为了分析升华物组分对柱状隔垫物性能的影响机制,对目前量产通用的隔垫物材料A和含有升华物组分的隔垫物材料B进行了研究。通过FTIR,3D扫描显微镜,弹性测试和量产测试等方法对隔垫物材料的升华物成分、形貌、力学性能和量产稳定性进行了分析。实验结果表明,添加的升华物组分是一种熔沸点较低的丙烯酸酯单体,相同工艺条件下可以增大隔垫物的顶面面积约1.5μm,同时减小其底面面积约1μm。但是在大批量产的过程中,会在掩膜板上凝结升华物形成曲面薄膜,增加辅助隔垫物的尺寸和高度。添加的升华物组分可以提高隔垫物的抗压强度,同时可以对应高PPI TFT-LCD产品的开发需求,但是会使低温气泡等不良发生的概率变大。

基于彩色滤光片柱状隔垫物高度的液晶滴下工艺

液晶滴下工艺是TFT-LCD生产中的关键技术。液晶的滴下量一般选取在不发生低温气泡和高温重力Mura的范围内,这被称为LC Margin。LC Margin越窄,液晶滴下的中心量距离上下限的范围越小,生产过程中随工艺波动容易出现低温气泡和重力Mura不良。本文针对LC Margin窄的产品(≤3%)提出了根据彩色滤光片柱状隔垫物的高度进行整批次分液晶面板进行液晶滴下的方法。生产过程中对该方法产出的液晶面板进行高低温测试,结果显示没有重力Mura及低温气泡出现,优化了液晶滴下工艺,为LC Margin窄的产品在生产中应用提供了一种新的解决方案。

一种含有列形隔垫物液晶层的简化模型

本文考虑了LCD液晶层中列形隔垫物的作用,将液晶层视为一种复合材料层,求解了其材料参数的理论值,并利用有限元分析软件ANSYS建立数值模型进行了检验。结果表明,在温度变化时本文对含有列形隔垫物的液晶层进行的简化是可行的。

含有柱状隔垫物彩膜基板的剥离技术

介绍了一种含有柱状隔垫物彩膜基板的剥离技术。采用层数顺序方法,两步剥离工艺。第一步,采用剥离液,进行260s,迅速剥离柱状隔垫物层;第二步,刻蚀液进行650s和剥离液进行650s共同作用,先后剥离玻璃基板上透明导电氧化铟锡层、颜色层,挡光层。使之剥离后成为可以再次利用的干净白玻璃。

LCD中防液晶污染用隔垫物的专利技术综述

文章在LCD中防液晶污染用隔垫物领域的专利文献的基础上,对该领域进行了专利技术分析,从国内外专利的申请情况、重要申请人等方面作了详细的介绍。

TFT-LCD Touch Mura不良的研究和改善

Touch Mura在整个TFT-LCD制作流程中非常容易发生,并且严重影响产品性能。文章主要研究了液晶量、Sub PS设计、PS段差设计及工艺参数Total pitch对Touch Mura的影响。实验结果表明液晶量的增加能够补偿敲击偏移,减轻Touch Mura不良;Sub PS的Z字形设计由于阻挡效应能够有效减轻Touch Mura;Main PS和Sub PS的段差越大,Touch Mura margin越小;工艺参数Total Pitch越接近设计值,Touch Mura风险越小。所以在设计过程中优化液晶量和Main-Sub PS段差设计及Sub PS设计能够有效减低Touch Mura风险,此外,生产过程中对工艺参数Total pitch的管控也至关重要。

液晶显示屏挤压漏光的分析及改善

为提高液晶面板挤压漏光最大临界力值和抗挤压能力,通过对液晶面板挤压漏光机理进行分析,结合企业实际生产,采用实验设计(DOE)筛选主要因子。DOE结果表明,挤压漏光的主要因子有柱状隔垫物(Photo spacer,PS)尺寸、黑色矩阵(Black Matrix,BM)宽度、PS站位以及平坦化层(PLN)厚度。在实际生产过程中对挤压漏光进行改善设计实验,结果表明:增加PS的尺寸能有效提升面板抗击压能力的32.69%,且尺寸增大后,其弹性回复率增加了4.4%,能有效降低挤压漏光的发生;增加3μm BM宽度设计的面板挤压漏光平均临界值提升了30.61%;改变PS站位整体居中设计较PS偏右上设计的面板的挤压漏光平均临界力值提升了33.33%;PLN厚度减小0.6μm能有效提升27.08%的面板挤压漏光临界力值。

TFT-LCD黑Gap分析及改善研究

黑Gap是大尺寸TFT-LCD产品常见的一种不良,它直接影响产品品质,降低产品竞争力。本文分析了黑Gap的发生原因及机理,指出面板放在卡夹中受到与卡夹接触点较强外力挤压后发生形变,柱状隔垫物受损,不能及时恢复导致黑Gap的发生。实验表明管控面板在卡夹中的存放时间,限制面板进行加热或降低加热温度,减少加热时间;增加面板与卡夹接触面积,减小面板与卡夹的接触角;增加柱状隔垫物与面板接触密度及辅助柱状隔垫物顶面柱径大小均可有效改善黑Gap。通过导入以上措施,使得黑Gap发生率由改善前的8.58%降低至0.1%,大大提高了产品品质。

TFT-LCD改善“斑点不良”的研究

在压力测试时,高分辨率TFT-LCD(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display)液晶面板会发生"斑点不良"。为了预防该不良的发生,本文分析了"斑点不良"的发生机理:压力测试时,隔垫物PS(Photo Spacer)发生滑动,将阵列基板上透光区域的配向膜-聚酰亚胺PI(Polyimide)划伤,而失去配向液晶能力,在暗态画面下,划痕处会发生漏光,形成斑点状。本文对不同尺寸及分辨率的液晶面板进行了压力测试,比较隔垫物挡墙、黑矩阵BM(Black Martrix)、隔垫物站位等不同因素对"斑点不良"的影响:隔垫物挡墙能有效阻挡隔垫物的滑动距离的23.6%,能有效降低"斑点不良"的漏光发生;当隔垫物滑动的距离未超出黑矩阵的遮挡范围时,不可见"斑点不良"或很轻微;站在金属块(Pillow)上的隔垫物比没有站在Pillow上的隔垫物滑动距离小约10%。最后以49in超高清UHD(Ultra High Definition)液晶面板为例,提出一种改善"斑点不良"的的设计方案:增加PS上下挡墙设计,降低PS滑动距离;增加BM宽度设计,保证PS边缘到BM边缘的距离大于PS滑动距离;降低PS的个数,增加PS的大小设计降低透过率损失。该方案客户验证无"斑点不良"发生且透过率下降1.2%,说明此设计方案能够有效地改善"斑点不良"。

基底涂层对PS弹性回复率的影响

为进一步提升液晶显示产品盒厚的稳定性,本文研究了TFT-LCD中柱状隔垫物(Photo Spacer,PS)弹性回复率(ER)与基底膜层间的关系。首先制作不同基底膜层的PS样品,然后利用SNU 3D显微镜表征PS的大小及高度,用扫描电镜(SEM)观察基底膜层的厚度,最后用动态超显微硬度计表征PS。实验结果表明,PS在空白玻璃(Bare Glass)上的ER比正常基底膜厚高3.9%(200 mN)。平坦层(Over Coat)维氏硬度越高时,PS ER越高,且随着载入压力的增大,维氏硬度差异所导致的PS ER差异越大,当载入压力为500 mN时差异达到6.3%。彩色光阻(Color Resist)膜厚由2.2μm变厚到2.5μm时,PS ER降低,载入压力为100 mN时,A、B材料PS ER分别降低3.7%、4.9%。另外对PS在基底涂层下的疲劳性进行了研究,结果表明随着压入次数增加,PS ER增加,塑性形变比例减小,25次后逐渐保持平稳。

面板显示不均分析及改善对策研究

通过对大量显示不均样品进行分析,找到了显示不均产生的直接原因和根本原因,并基于分析结果设计了改善显示不均的实验。通过分析发现:显示不均产生的直接原因是重力引起的柱形隔垫物位置偏移;根本原因是柱形隔垫物尺寸太小,周边没有可以阻挡柱形隔垫物位置偏移的金属线。实验结果显示:用盒子运输面板,或缩短面板在卡夹中的放置时间,可有效改善显示不均,但不适用于量产;此外,增大柱形隔垫物尺寸,从而减小柱形隔垫物周围空间可从根源上改善显示不均。通过将柱形隔垫物的尺寸由15μm增加到23μm,显示不均的不良等级由Level 4降为Level 2.5,不良得到有效改善。