貼附技術(shù)分析

呂東梅

（中國電子科技集團(tuán)公司第二研究所，山西太原 030024）

貼附技術(shù)分析

呂東梅

（中國電子科技集團(tuán)公司第二研究所，山西太原 030024）

隨著智能設(shè)備的不斷普及，平板顯示技術(shù)和觸控技術(shù)得到飛速發(fā)展。在平板顯示器件和觸摸面板的制造過程中，都會大量用到貼附工藝技術(shù)，將兩種材料相互貼附在一起。材料不同，貼附方式和貼附壓力也會不一樣。不同的貼附技術(shù)具有各自特點，適用的貼附材料也有差別。

單玻璃解決方案；平板顯示；觸控技術(shù)；貼附技術(shù)。

隨著當(dāng)今社會智能設(shè)備的普及，顯示技術(shù)和觸控技術(shù)的發(fā)展十分迅速。社會智能化的發(fā)展，大量的數(shù)據(jù)信息通過智能設(shè)備提供給各類人員。人們?nèi)粘９ぷ?，購物，學(xué)習(xí)，甚至就醫(yī)，會越來越依賴各種人機(jī)交換設(shè)備。顯示觸控技術(shù)已經(jīng)成為人們生活中必不可少的一部分。顯示器件方面，經(jīng)過20多年的發(fā)展，現(xiàn)在使用最多，技術(shù)最成熟的為薄膜晶體管液晶顯示器（TFT-LCD）。

1 觸控顯示技術(shù)的分析

隨著智能手機(jī)，平板電腦的逐漸普及。觸控技術(shù)（TP）也得到飛速發(fā)展。OGS是觸控技術(shù)里運(yùn)用最新，最為廣泛的技術(shù)方案。OGS，全稱One Glass Solution，字面上的意思是單玻璃解決方案。這種稱謂包括兩種方案，即在觸控面板廠為主導(dǎo)的Touch on Lens方案（TOL）和液晶面板廠商為主導(dǎo)的On-Cell和In-Cell內(nèi)嵌式觸控方案；而更多的解釋把OGS直接等同于Touch on Lens，指的是將觸控傳感器與保護(hù)玻璃結(jié)合，觸控模組的結(jié)構(gòu)可簡化成一片玻璃的觸控面板技術(shù)。而傳統(tǒng)觸控面板采用的是 G/G（Glass-Glass）和 G/F（Glass-Film-Film）解決方案，前者雙片玻璃的貼合良品率偏低，后者ITO薄膜材料制造門檻較高且成本昂貴，兩者在厚度、質(zhì)量、顯示效果和制程均未達(dá)到最優(yōu)。

TOL技術(shù)有兩種制造工藝，小片制程（Piece Porcess）和大片制程（Sheet Process）。小片制程是先根據(jù)屏幕大小將玻璃基板切成小片，再強(qiáng)化，最后進(jìn)行觸控線路的鍍刻。小片制程生產(chǎn)難度高，不具規(guī)模效益。而大片制程則是先加工，再切割。大片制程相比G/G方案和小片制程都更具規(guī)模生產(chǎn)效益，更省成本。大片制程的主要問題在于切割會弱化玻璃邊緣的硬度，但現(xiàn)在新型的強(qiáng)化劑已經(jīng)可以通過二次強(qiáng)化將玻璃硬度恢復(fù)到較高水平，大片制程在技術(shù)難題攻克之后更具性價比。目前出貨的TOL觸控面板大部分使用的是“大片制程”。 在 TOL技術(shù)下，LCD和觸摸面板需要貼合，但無法做到百分之百的全貼合，兩者之間存在物理空間，在液晶面板的上面和觸摸面板的下面會反射外來光線，相互也會來回反射，因此，外來光線較強(qiáng)的時候，屏幕的可視性會降低。同時由于光線不夠集中，也會造成一定的模糊感，從屏幕側(cè)面看會尤其明顯

液晶面板廠商則傾向于將觸控組件內(nèi)嵌，其中有兩種解決方案On-Cell和In-Cell。On-cell是指將觸摸面板功能嵌入到彩色濾光片基板和偏光板之間的方法。In-Cell更加徹底，將觸控面板功能嵌入到液晶像素中。On-Cell主要應(yīng)用于Super AMOLED面板，技術(shù)較為成熟。與LCD相比，AMOLED屏幕不需要背光部分，更加輕薄，省電，優(yōu)勢明顯。由于在AMOLED面板的市場處于壟斷地位，三星成為了On-Cell方案的最大贏家。但On-Cell只是過渡方案，未來不會成為主流，三星將憑借著在Super AMOLED技術(shù)上的優(yōu)勢平穩(wěn)地從On-Cell過渡到In-Cell上。觸摸面板部件內(nèi)嵌的話，便可抑制反射現(xiàn)象，這對提高面板顯示效果有很大幫助。

所以，三種技術(shù)中，使用In-Cell技術(shù)的屏幕顯示效果最佳。In-Cell是OGS的最終方向。但I(xiàn)n-Cell作為最新技術(shù)，制造成本居高不下，目前只應(yīng)用于高端產(chǎn)品上。而TOL技術(shù)性價比最高，TOL最后會取最早的G/G和G/F方案，定位在中低端市場。

2 貼附技術(shù)的分析

在觸摸顯示器件的顯示組件和觸屏組件的制造過程中都會多次用到采用不同貼附技術(shù)的設(shè)備，比如偏光片的貼附設(shè)備，LCD和TP面板的貼合設(shè)備，光學(xué)膠（OCA）的貼合設(shè)備等。這些設(shè)備的最大區(qū)別是采用了不同的貼附技術(shù)。貼附技術(shù)是將一種材料粘貼在另一種材料上的生產(chǎn)工藝技術(shù)，在貼附過程中一般都要求貼附位置與角度偏差小、貼附材料不產(chǎn)生拉伸、扭曲、壓傷、變形、劃傷，還要求無貼附雜質(zhì)、無氣泡。

2.1 平板吸附輥輪貼附

這種貼附技術(shù)，是傳統(tǒng)的技術(shù)，它的過程是：較硬的玻璃或者PET放在下平臺上，定位并用真空吸附，要貼附的材質(zhì)（薄膜）定位吸附在上平臺，撕去保護(hù)膜，上平臺翻轉(zhuǎn)一定角度，到貼合位置后，膠輥下壓，起貼位置先貼合住，然后兩個平臺相對移動，膜在上平臺滑動并貼附到玻璃上，完成貼附動作。示意圖如圖1。

圖1 貼附示意

這種貼附方式，有兩個問題需要注意：一是膜懸空處不能彎曲。膜吸在上平臺上，為了給輥輪讓位，膜有一段距離長沒有被吸附，這一部分不能發(fā)生彎曲變形，這就要求撕膜后留下的重離型膜和膜的組合體要有足夠的厚度和硬度，否則貼附精度大大降低，甚至變形太大導(dǎo)致無法從邊緣開始貼附；二是吸附真空調(diào)節(jié)用平板方式來吸附膜時，平板上必須有真空孔，真空作用是吸附膜，保證膜準(zhǔn)確定位，同時防止貼合過程膜沒有貼合部分自己落到玻璃上，膜大面積自己落到玻璃上而不是膠輥壓合上去的話，肯定會有氣泡或者褶皺產(chǎn)生，造成廢品。所以，吸附真空需要一定強(qiáng)度。但是，真空太高的情況下有可能導(dǎo)致剛開始貼附時，玻璃被從下平臺帶起來，或者膜還是牢牢吸附在平臺上，玻璃已經(jīng)退出去，導(dǎo)致貼附動作失敗。所以整個貼附過程中，剛開始膜吸附用小真空，確保膜能在上平臺滑動，到最后用大真空，確保膜不會自己落到玻璃上。

2.2 平板吸附真空貼附

真空貼附設(shè)備主要用于較硬的材料貼附，像顯示器和觸摸面板的貼附。類似這種硬性材料，貼附過程中，材料本身不能有彎曲變形，貼附前，材料必須用平板吸附支撐。并且由于是平面對平面貼合在一起，在通常狀態(tài)下貼附，貼合面會殘留有微小氣泡，即使貼附完成后對產(chǎn)品加壓除泡，由于氣泡內(nèi)有空氣，造成氣泡無法消除，導(dǎo)致貼合產(chǎn)品報廢，而在真空狀態(tài)下完成貼附的話，即使有氣泡，氣泡內(nèi)也是真空狀態(tài)，加壓就可以消除氣泡。采用真空技術(shù)需要兩個腔體，分別固定兩種貼附材料，材料定位后，撕去保護(hù)膜，兩個腔體閉合，然后通過真空泵將腔體快速抽到極高真空狀態(tài)下，完成貼附動作。示意圖如圖2所示。

圖2 真空貼附

真空貼附是在密閉腔體內(nèi)完成，是靠兩個平面的擠壓完成貼附，所以貼附材料的支撐平面要相對平行，材料本身也要工整，否則，會出現(xiàn)一邊貼附，另一邊分離狀態(tài)，或者一邊貼附，另一邊材料壓傷變形。另外，由于貼附時腔體內(nèi)處于高真空狀態(tài)，貼附完成后腔體開合的瞬間，空氣高速進(jìn)入腔體。使得腔體內(nèi)氣體高速流動，如果氣體或者腔體上有微小顆粒的話，高速流動的氣體會將小顆粒攪動起來，粘到貼附材料上，造成貼附污染。所以，一方面要保持一定的空氣潔凈度，另一方面，運(yùn)動機(jī)構(gòu)要采取防塵設(shè)計，防止設(shè)備自身運(yùn)動機(jī)構(gòu)釋放微小污染物。

2.3 網(wǎng)版吸附輥輪貼附

網(wǎng)版貼附是近年來發(fā)展比較快的一種新型的貼附方式。網(wǎng)版貼附可以進(jìn)行軟對硬貼附，也可以實現(xiàn)軟對軟、硬對硬貼附，適應(yīng)范圍比較寬，在貼附過程中，材料不會受到較大的拉伸力，因而一般不會發(fā)生拉伸、扭曲變形等損傷，是一種貼附效果好、貼附精度高的貼附方式。網(wǎng)版貼附需要帶有透氣彈性網(wǎng)版的一個密封腔體，以便抽真空，吸附貼附材質(zhì)。結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。

圖3 網(wǎng)版貼附

貼附過程是：較硬的玻璃或者PET放在下平臺上，定位并用真空吸附，腔體抽真空，將要貼附的材質(zhì)吸附定位并吸附在網(wǎng)箱的網(wǎng)版上，撕去保護(hù)膜，網(wǎng)箱下降到一定高度后，膠輥下壓并沿貼附方向移動，完成貼附動作。這種貼附方式中，絲網(wǎng)是個關(guān)鍵部件，在整個貼附過程中，它一直有彈性形變，物理形態(tài)也是隨時變化的。

從貼附材質(zhì)吸附到貼附完成前，腔體內(nèi)部一直需要保持抽真空狀態(tài)，腔體內(nèi)的氣壓要小于網(wǎng)箱外的氣壓，因此網(wǎng)版連同吸附的貼附材料會一起發(fā)生彎曲，向網(wǎng)箱內(nèi)部凹，這時，貼附輥輪需保持在上位，不得與網(wǎng)版接觸，見圖4所示。

圖4 貼附前網(wǎng)版內(nèi)凹示意圖

貼附時，輥輪在氣缸的作用下從貼附材料邊緣壓下，將絲網(wǎng)壓變形，從而將上貼附材料的起貼邊壓到下貼附材料的起貼位置，這時網(wǎng)版變形會產(chǎn)生變化，由全部內(nèi)凹變?yōu)檩佪唭蓚?cè)內(nèi)凹、與輥輪接觸部分外凸，實際上在輥輪壓下后，貼附動作開始之前，是一個矩形小平面區(qū)域的貼附材料被粘貼在了一起。在貼附輥輪的兩側(cè)絲網(wǎng)在真空吸力的作用下向網(wǎng)箱內(nèi)凹，因此位于貼附輥輪兩側(cè)附近的網(wǎng)版都要比貼附輥輪壓住的網(wǎng)版高，見圖5所示。

圖5 貼附時輥輪下壓示意圖

在貼附過程中，已經(jīng)貼附完成的部分，貼附材料附著在玻璃上，而玻璃側(cè)被吸附在平臺上，因此已貼好的上貼附材料也呈一個與平臺平行的平面，由于真空吸力的作用，這部分網(wǎng)版也呈一個平面形態(tài)，不論是貼附好的貼附材料還是與其接觸的網(wǎng)版都是沿貼附方向上處于低位置，見圖6所示。

圖6 貼附過程中網(wǎng)版與貼附材料變形示意圖

從以上分析中看出，網(wǎng)版貼附有幾個特點：一是貼附過程中，貼附材料對于吸附網(wǎng)版沒有相對滑動，這一點，對于一些容易拉扯壞，比較軟的吸附材料，或者吸附材料的離型膜厚度很薄，硬度較低的情況，網(wǎng)版貼附能夠很好的適應(yīng)。二是由于采用腔體結(jié)構(gòu)，可以保持大流量真空，能夠有效避免貼附過程中由于真空吸力不足，貼附材料跌落到玻璃上形成難以消除的氣泡。三是采用網(wǎng)版吸附，貼附過程中網(wǎng)版一直處于動態(tài)形變中，網(wǎng)版彈性材質(zhì)老化較快，需要定期更換網(wǎng)版。

3 結(jié) 論

貼附技術(shù)是觸控顯示制造領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)之一，它的好壞會影響產(chǎn)品貼附精度效果，最終會影響終端智能產(chǎn)品的使用效果。不同的貼附方法，有各自的優(yōu)缺點，能夠適應(yīng)的貼附材料也有區(qū)別。根據(jù)貼附材料本身不同的物理化學(xué)特性，選擇合適的貼附技術(shù)。對于通用的偏光片，可以采用一般的平板吸附輥輪貼附技術(shù)。貼附比較硬的材料，比如觸屏和顯示器的貼合，可以選擇真空貼附技術(shù)。貼附軟性特殊材料時，可采用網(wǎng)版貼附技術(shù)。

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Analysis of Panel Attach Technology

LV Dongmei
（The Second Research Institute of CETC,Taiyuan 030024,China）

Abstract:With the widely use of smart device,flat panel display technology and touch technology has experienced rapid development.in the manufacturing processes of ftp and tp.we need to use a variety of attaching technology.The aim is to paste a variety of different types of materials。has a deep effect to attachment precision and quality.For different materials,attach method and attach pressure with will be different.

Keywords:OGS（One Glass Solution）；Flat panel display；Touch solution；Attachment technology

TN451

B

1004-4507（2014）07-0028-04

2014-05-19

呂東梅（1980-），男，畢業(yè)于蘭州理工大學(xué)，工學(xué)學(xué)士，，現(xiàn)從事電子專用設(shè)備的研制與開發(fā)工作。