TFT-LCD 行业中封框胶一笔涂布的研究与改善

郭剑伟，陈 帅，张 显，贺新钢，陈 卓，魏永辉

（鄂尔多斯市源盛光电有限责任公司，内蒙 古鄂尔多斯 017000）

TFT-LCD 行业中显示产品的竞争激烈化，对工厂产能的要求和产品的良品率要求越来越高。封框胶涂布是ODF 工艺中的关键技术，对于同一尺寸的产品而言，不同的封框胶涂布方式所需要的涂布时间也不同，这直接影响着ODF 的产能。封框胶涂布工艺过程中最常见的不良之一就是溢胶不良，而溢胶不良最易发生的位置是封框胶涂布的始终端，因而如何减少封框胶涂布的始终端个数，成为了实际生产中面临的重要课题。

目前，ODF 工艺中封框胶涂布较为广泛的方法是Nozzle 喷涂，它主要通过Screw 转速和喷嘴大小来控制封框胶的吐出量，再按照编辑好的配方来涂布出不同的图形。根据产品尺寸的大小和产品设计的不同，封框胶的涂布方式也有所不同，一般来说，一笔涂布主要应用于小尺寸产品，因为小尺寸产品的Cell 数比较多，在涂胶设备的涂胶Head 有限的情况下，单个Head 涂布的Cell 数越多，意味着涂布完一张Glass 所用的时间就越长。

Seal 一笔涂布不仅可大大提升涂胶工艺产能，还可有效降低溢胶不良的发生。溢胶不良大概率会发生在涂胶的始终端位置，一笔涂布也就是说这个Head 所涂布的所有Cell 都是一笔连续涂布完成的，而这一笔当中也就只有一个涂胶起始点和一个涂胶结束点，相比原来一个Cell 一个Cell 的涂布来说，一笔涂布的溢胶不良发生率会大幅下降。

1 Normal 涂布方式

TFT-LCD 生产中，一张玻璃基板上往往设计若干个Unit Cell，之后通过切割形成最终需要的液晶盒。一般最常用的封框胶涂布方式如图1 所示，它将一张玻璃基板上各个Unit Cell 的边框胶图案看成是相互独立的封闭型结构，完成一个Unit Cell 的涂布之后再去涂布另一个Unit Cell，因此我们把这种涂布方式称之为“单个涂布”。具体的实施方法为：Nozzle 以图案上的某一点为起点，沿着逆时针（或顺时针）的方向移动一周，之后回到起点位置，完成第一个图案的涂布，然后Nozzle 移动到第二个图案的起点位置，开始第二个图案涂布，以此类推，来完成所有图案的涂布。

图1 Normal 涂布方式

需要注意的是，封框胶涂布过程中为避免Nozzle 刮碰玻璃基板上已完成的边框胶，在结束上一图案涂布、移动到下一图案时，Nozzle 会先上升到设定好的安全高度。然后，Nozzle 移动到目标位置之后再下降到涂布高度。“Nozzle 升起—移动—下降”这一过程是没有进行涂布的，对工艺来说属于无效动作。

2 一笔涂布方式Pattern 制定

2.1 一笔涂布Pattern 1

如图2 所示，对于设计有Dummy Seal 的产品，我们把一笔涂布的交叉点设置为Main Seal 和Dummy Seal相交的位置，Nozzle 移动轨迹沿着箭头所指方向，所有转变的点都已按顺序标注，在交叉点位置由于框胶涂布干涉，会导致交叉点的第二条框胶偏细一些，但是我们可以通过略微变换交叉点的位置，如图3 所示，使框胶偏细的位置完全转移到Dummy Seal 上，而这个Dummy Seal 在最终切割成单个Cell 时会被切除掉，不会对产品的品质造成影响，显微镜下产品涂布效果，如图4 所示。

图2 一笔涂布方式初始Pattern 1

图3 一笔涂布方式改善后Pattern 1

图4 一笔涂布方式改善后Pattern 1 效果图

2.2 一笔涂布Pattern 2

如图5 所示，对于设计上没有Dummy Seal 的产品，我们把一笔涂布的交叉点位置设置为两个单个Cell 相挨着的两边上。同样的，在交叉点位置由于框胶涂布干涉，会导致交叉点的第二条框胶偏细，但由于这个交叉点的两条框胶最终都会保留在我们的产品上，所以无法通过交叉点位置的变换来解决。因此，如何解决一笔涂布交叉点位置框胶偏细的问题，成为了工业生产中一个重要的课题。

图5 一笔涂布方式Pattern 2

3 交叉点位置胶宽调整

交叉点位置胶宽偏细的原因是第二条框胶由于涂布干涉导致框胶的吐出量偏少，而在Nozzle 口径大小和Screw 转速一定的前提下，要想改变框胶的吐出量，只能通过改变Head 的移动速度和Nozzle 的涂布Gap 来实现，最终实验表明，通过移动速度的变化来改变交叉点胶宽无法达到预期值，而通过Nozzle 的涂布Gap 值的变化来改变交叉点胶宽，最终达到的效果与Normal 涂布方式下的胶宽几乎无差异。结果见表1。

表1 一笔涂布交叉点位置胶宽调整结果

4 一笔涂布方式问题点总结与规避方案

4.1 问题点：开线点检NG 率升高

封框胶涂布的效果确认有两点，一是涂布的精度，就是所谓的干宽，二是涂布的位置精度，就是框胶的涂布位置偏移程度。所以，在我们日常生产中，以上两点是需要时刻确保的，然而最关键的一步就是开线时的首片点检确认，在Normal 涂布方式下，我们在涂布完一个Cell 后对涂布效果进行点检确认，这样即使发生异常，损失的也是一个Cell，而在一笔涂布方式下，每个Head 对应的Cell 将会一笔涂布完成，中间是无法停止的，所以，对于点检确认方面是不利的，一旦涂布异常将会导致所有Cell 都NG。

4.2 规避方案

依照点检确认的思路，我们想要在涂布完一个Cell后将其停下来，待确认完毕后，再涂布剩下的所有Cell，可以把此Head 对应的所有Cell 中的第一个Cell 拿出来作为一个单独的Layer，剩余的Cell 可以新建一个Layer，并使用一笔涂布的方式来完成。如图6 和图7 所示。

图6 Normal 涂布方式下点检Cell

图7 单个Cell 涂布+ 一笔涂布方式兼容

5 结论

本文根据现代TFT-LCD 工业中，对产能及良率的要求，从产品设计实际出发，制定了ODF 工艺中封框胶一笔涂布在满足胶宽波动的情况下的两种涂布Pattern，并通过实验得出了在一笔涂布过程中存在问题的解决方案，即一笔涂布交叉点胶宽偏细的问题和点检NG 率升高的问题，最终使交叉点的胶宽波动可以控制在±4%以内，同时产能可提升约2 000/月，溢胶不良率从0.3%下降到0.03%。