工程师培训教材

通华液晶有限公司样本开发部—材料培训教材1第1页共20页材料性能介绍导电玻璃1.导电玻璃导电玻璃，是在普通玻璃的一个表面镀有透明导电膜的玻璃。最常用的导电玻璃是氧化铟锡玻璃，通常简称为ITO玻璃。根据用途，衬底玻璃的不同，ITO玻璃可分为两种结构，如图所示：玻璃材料为钠钙玻璃，这种玻璃衬底与ITO层之间要求有一层二氧化硅（SiO2）阻挡层，其作用是阻挡玻璃中的钠离子的渗透，以防止对器件性能产生影响。玻璃衬底用无钠硼硅玻璃，ITO层结构就可以不必存在SiO2层。2.导电玻璃参数2.1.透光率在可见光范围内的透光率在80%以上。ITO玻璃的透光率影响因素:玻璃材料、ITO厚度、折射率2.2.面电阻ITO膜导电性能采用的指标是方块电阻，用R□表示。R□与ITO的体电阻率及ITO膜厚有关。如下图是电流平行经过ITO膜层的情形。图中，d为膜厚；I为电流；L1为膜层在电流方向上的长度；L2为膜层在垂直电流方向的长度。当电流流过上图所示的方形导电膜层时，该层的电阻为：L2L1IITO膜玻璃衬底ITO膜玻璃衬底SiO2d通华液晶有限公司样本开发部—材料培训教材2第2页共20页式中，p为导电膜的体电阻率。对于给定的膜厚层，p和d可以认为是不变的定值，当L1=L2时，即为正方形的膜层，无论方块大小如何，其电阻均为定值p/d，这就是方块电阻的定义，即式中，R□单位为：(Ω/□)。方块电阻通常用四探针测试仪来测定。2.3.平整度平整度是指玻璃表面在一定范围内的起伏程度。平整度可用h/L表示,为在长度L的范围内,表面最高点与最低点的差值为h.如图所示：ITO玻璃基板平整度直接影响着液晶显示器的质量，对STN液晶显示器的影响更大。LCD的底色LCD的电压一般TNLCD用玻璃要求平整度小于0.5um/20mm，STNLCD用玻璃要求平整度小于0.05um/20mm。2.4机械性能、化学抗蚀与抗热性能导电玻璃整体要有足够的机械强度，易于生产。ITO膜能抗强碱，易被酸腐蚀。温度升高，面电阻增大。与LCD相关的不良品：对比度不均（unevencontrast）底色（彩虹）(homogeneity/rainbow)化字(blooming)崩、裂(chipglass)公司现有的导电薄膜种类：ITO玻璃PET导电膜液晶材料R=ρxxxL1dL2Lh玻璃表面R□=dρ通华液晶有限公司样本开发部—材料培训教材3第3页共20页1.液晶的基本概念液晶为一种新的物理相态。在1888年由奥地利科学家FriedrichReinitzer发现的。加热到晶体熔化时，变化成了乳白色混浊液体，继续加热乳白色液体则变成完全透明的液体，降温过程中此现象也同样出现。用偏光显微镜观察乳白色液体与一般的液体不同，呈现光学各向异性，即物体内分子有一定程度的有序排列，这与传统的固体，液体概念不同，被定义为液晶。1.2.3.液晶的技术参数相变温度（Tsn/Tni）体积电阻率ρ(Ω.CM)粘度(CP.S)双折射率差ΔN域值电压Vth手性剂C(dopant)陡度（STEEPNESS）Vst/Vth介电系数Δε弹性系数K11铺展系数/K22扭曲系数/K33弯曲系数螺距PPITCHHTP值：液晶垂直扭曲力温度依赖性、视角依赖性HTP、PITCH、DOPANT的关系：HTP*P*C=1液晶的ΔN、Vth具有加和性吗？答:有，与配比基本呈线形关系!1.2.4特性的用途：①相变温度T：要保证在要求的温度范围内整个体系都是向列相，不能有晶析现象出现，也不能有其它相态出现，如近晶相等；②介电系数Δε：调节Δε的大小，以满足用户对阈值电压的要求；③光学各向异性Δn：调节Δn的大小以满足用户不同盒厚的要求；④螺距P：确定盒厚与手性剂添加量的重要参数1.2.5液晶使用注意事项？⑴紫外光的影响破坏C-C键，使高分子C链断裂，影响上述的各项性能；⑵温度的影响液晶对温度的敏感小于对紫外光的敏感，在使用过程中要尽量减少液晶受热时间，要避免加热到更高的温度，如不要高过清亮点35度。通华液晶有限公司样本开发部—材料培训教材4第4页共20页⑶环境的影响少量导电物质足够使电阻率下降，因液晶电阻率是在1011——1012Ω/cm2，⑷容器的影响普通玻璃瓶材料是钠玻璃，玻璃容器存放液晶电阻率会下降。最好用硬质玻璃，一种高硅硼的玻璃。液晶保存最好的条件：密封、避光、干燥、室温。与液晶的有关LCD不良品：电压漂移消耗电流大反应速度慢视角不宽底色液晶分布不良1.3.偏光片1.3.1特点简介允许一个方向振动的光通过其它方向的光全部或部分被吸收在垂直光传播路径上振动的光，称为线偏振光。其振动的方向即为偏振方向，就是我们知道的偏光轴1.3.2.结构TransmitiveTranslflective/ReflectivePVA偏光膜压敏胶层TAC片基保护膜TAC片基隔离膜TAC片基隔离膜压敏胶层PVA偏光膜TAC片基反光膜通华液晶有限公司样本开发部—材料培训教材5第5页共20页FSTNpolarizer1.3.2.偏光片的两大派系：碘系(Iodinetype)：高透光率高偏光效率染料系(Dyetype)：高可靠性可以列出公司使用偏光片的名称偏光片的四种类型：全透型半反射型全反射型位相差补偿型还有吗？答:有,例如:3M的HR片（激光全息片）1.3.3偏光片的主要技术指标颜色普通偏光片为灰色，细分为中灰和蓝灰两种，现在有红色、洋红色、蓝色、黄色、紫色、蓝紫色等偏光片。偏光度偏光片的偏光度也称为偏光片的偏光效率，其定义为式中T∥，I⊥分别是自然光经偏光片后，振动方向沿偏光片偏光轴和垂直偏光轴方向的透射光光强。透光率透光率一般分单体透光率、平行透光率和直交透光率。色相色相指偏光片颜色所对应的色坐标值（L*a*b表色系统）。有效厚度P=()1/2T∥-I⊥T∥+I⊥通华液晶有限公司样本开发部—材料培训教材6第6页共20页有效厚度指偏光板的总厚度，包括基片厚度、胶厚度和保护膜厚度。特殊性能偏光片，如防闪烁(anti-glare)、防紫外光(anti-UV)、高耐久偏光片等还有其特殊的性能指标。与偏光片有关的LCD性能：底色、对比度、透光率/放射率、可靠性思考与练习:综合三种材料性能，影响LCD哪些性能？2.感光胶（光刻胶）光刻胶又称感光胶，一般由感光剂(光致抗蚀剂)、增感剂和溶剂组成。感光剂是一种特别敏感的高分子化合物，当它受到适当波长光照射时，能吸收一定的波长的光能量，使之发生交联、聚合或分解等光化学反应，使光刻胶改变其性能。2.1.光化学与感光材料(1)光对感旋旋光性物质的作用当光作用于感旋旋光性材料时，反应的分子吸收了光能量而引起的化学反应有氧化，还原分解、加成、聚合、二聚化等。但是，光的能量是视其波长而有所不同，所以光的照射并不一定都能使分子产生这些反应。其理由是，波长短的紫外光的光能量大于波长长的可见光线，由此可见，要使其产生化学反应，短波长的光是有利的。光致抗蚀剂所用的感光材料，除了特殊的例子之外，只对紫外光产生化学感光作用。因此，晒版用的光源以采用可射出足量紫外光的炭精灯、水银灯、荧光灯、氙气灯等为宜。(2)光和分子研究由于感光而产生的感光材料的变化作用，就必须弄清楚当原子和分子遇光时，因吸收其能量所引起的状态变化。分子具有三种能量，即转动能、振动能、电子能。分子一旦吸收了光的能量，振动能转动能虽然增大，但以电子激发能量的增大为最大。这是因为电子是从基态的低能级的轨道跃迁至高能级的轨道，所以电子所获得的能量足以使原子或分子的键断裂，从而可以理解因吸收了光子而产生分角反应原情形。由于电子跃迁，使得分子的能量状态从基态转变为激发状态，进而又转变为基态。原子与分子都因吸收了光而产生电子跃迁的，但这里仅就分子的情形来考虑。现在假设成为感光剂的化合物分子，吸收了从紫外光到要见光范围里的某一波长范围的光，便引起电子跃迁而受到激发。这时，由于分子通华液晶有限公司样本开发部—材料培训教材7第7页共20页孙结构(电子对配位结合)的不同而对不同波长光的吸收是有选择性的。因此，根据测定紫外光和可见光的吸收不谱，便可以估量该化合物的分子结构，以及借助光吸收而产生的分子结构的变化。(3)光解作用化合物分子吸收了光能量分解时，分解生成物有时是稳定的化合物，有时是不稳定的化合物，还有时是离子或游离基的情形。在利用化合物感光剂的场合，光解作用是非常重要的。这是因为由光解作用而产生的游离基，能继续引起交联反应和聚合反应，从而使分子变成巨大的或形成网状结构，呈现了供作感光材料所需的特性。(4)光光联由于光能导致分子分解，或者键的一部分发生开键时，生成的游离基等活化分子互相键合，或者将其它的分子变成游离基后，使之产生键合反应的例子不少。如果其键合为高分子的架桥情形，称之为光交联反应。在感旋旋光性树脂方面，借助光的作用制作制蚀图像时，虽然利用光解反应和光聚反应，但光交联反应物别有效。其理由是，因交联而导致高分子链变成网状结构，它对溶有剂的溶解度变化是明显的，例如，即使光能量不足和交联率不高，依然可获得优质的图像。(5)光聚作用早就知道光活化单体遇光便聚合，虽已研究利用光聚作用作为形成图像的手段，全因得不到好的像质，所以在使用方面没有成功。最近用单体和预聚合物(有某种聚合程度的聚合物)进行光聚，虽然成功地制成了光致抗蚀剂和感光凸像的有实用价值的图像，但这些都不是纯粹的光聚作用，而是同时使其进行光交联，希望以此来改善图像质量。(6)光敏作用使感旋旋光性物质由于光能量的作用而发生的变化，比该物质分子原先的情况具有更为敏感的作用，称为光敏作用。它分为化学光敏作用和光学光敏作用。化学光敏作用是指在感旋旋光性物质原有的感光波长范围内不发生变化，只是感光度有了提高而已；光学光敏作用是指在其原有的感光波长范围以外，感光度延伸到了新的波长。许多材料都可以用作照相复制的基本材料，只是灵敏度不同而已。然而，大多数材料的灵敏度都不高，包括目前已大量应用的复制影像材料在内。例如，某通华液晶有限公司样本开发部—材料培训教材8第8页共20页些工作所需的印制品或蓝图，是用晒蓝图的方法或用重氮法生产出来的。晒蓝图法是利用铁盐曝光后氧化状态的变化，重氮法测利用重氮盐受光以后的分解。在这两种方法中，一个光量子绝不会影响化合物一个以上的分子，而且单一种光量子往往是不够的，因此，只有使用强光的时候，这些材料才能满意地工作。在近代的电子工业中，在照相成像方面使用了许多种灵敏度低的材料。在所有工艺中，人们熟知的利用银卤化合物作乳剂的照相工艺灵敏度最高。银卤化合物乳剂是由银卤化物晶粒构成的，这些晶粒散布在光刻胶层当中，在光的作用下释出的少量银原子构成一个核心，在显影时其它的银原子就在其周围聚集，直至达到109倍的数量。银卤化物的基本的光化学反应过程，是电子由卤化物离子转换成银离子：Ag++Br—hvAg0+Br0由于吸收了一个光量子，电子便从卤化物离子中释出，在晶体中徘徊，直到最后在某一位置上被陷。在此位置中，它可能和银离子结合，形成银原子。为另一光量子释出的另一电子，也可能在这同一位置陷入，形成另一银原子。正是这些银群的形成才使显影剂能对晶体施加作用，使更多的银离子还原，构成不透明地区包含的一个银微粒，这个不透明地区就是所谓的影像。2.2.光刻胶的分类光刻胶是光刻工艺的主要材料，光刻胶种类很多，目前国内外的光刻胶品种已达40多种。根据光刻胶曝光前后溶解度特性的变化，可将光刻胶分为正性胶和负性胶两大类。如下图：(1)负性胶这种胶在曝光前对某些有机溶剂(丙酮、丁酮、环已酮等)是可溶性的，曝光后发生光聚合反应，不溶于有机溶剂。当用它进行光刻时，在衬底表面将得到与光刻胶掩模版遮光图案完合相反的图形，故称之为负性胶。目胶，它主要由聚肉入射光掩模板负性胶TIO膜玻璃基板负性胶TIO膜玻璃基板入射光掩模板负性胶TIO膜玻璃基板负性胶TIO膜玻璃基板通华液晶有限公司样本开发部—材料培训教材9第9页共20页桂酸脂类、聚脂类和聚烃类(环化橡胶)等组成。(2)正性胶这种胶在曝光前对某此溶剂是不可溶的，而曝光后却变成了可溶的。使用这种胶光刻时，能