聚酰亚胺配向膜缺陷的分析及改善

发布时间：2020-05-02 21:15

【摘要】：在薄膜晶体管-液晶显示器(Thin film transistor-liquid crystal display,TFT-LCD)制程工艺中,聚酰亚胺配向膜(PI)是一关键性材料。PI不仅具有好的绝缘性能和硬度,还具有耐高低温等优点,其可作为配向膜使液晶分子具有不同的预倾角。PI配向膜的制程一般是玻璃基板上均匀涂布一层PI薄膜,然后升高温度使其中的溶剂挥发,其涂布区域或范围依照产品设计而定;薄膜厚度依据所选定的PI材料和吐出量而有不同。经预烤后的PI薄膜会呈金黄色(依不同膜厚而有不同的颜色)。但在涂布PI膜的过程中,会出现涂布不均匀,使得液晶显示器出现液晶滴落痕迹(也即滴落Mura);另外,表面粗糙度无法有效控制,也使得液晶显示器会出现输出图像和输入信号的失真(也即Gamma偏移)。本论文开展了以下的研究,以期提高液晶显示器的综合性能:(1)利用二种日本生产的PI产品(J-25和N-38),研究了PI配向膜的成分及其制程条件对液晶配向作用的影响规律;研究PI主烘烤(PMO)的时间、温度、气氛条件以及PI预烘烤(PPO)温度、时间及气氛条件对PI配向膜厚度以及精度的影响规律,同时探讨了液晶灌注(one drop filling,ODF)时间对性能的影响规律。(2)研究了PI配向膜制程工艺对液晶显示器所出现的各种缺陷的影响规律及其改善方法,以期达到提高产品良率的目的。研究结果表明,N-38比J-25具有更好地成膜效果。同时发现膜厚随着涂布速度的增大而减小;烘烤时间越长,表面粗糙度越低,膜厚越厚。还发现,N-38引入了末端的引发单元,实现了液晶滴落痕迹的有效改善;通过新型添加剂材料的引入,有效地改善了液晶显示器碎亮点与灰度不均等缺陷;通过设计因素、驱动因素、制程因素和材料因素等方面可以改善残影现象,为此类缺陷的改善提供了有效的路径。
【图文】：

聚酰亚胺,联苯

图 1-1 （a）联苯型聚酰亚胺（b）均苯型聚酰亚胺Figure 1-1 (a) Biphenyl polymide (b) Homophenyl polymide我国是世界上最早开发 PI 薄膜的国家。近几年来，国产的 PI 薄膜应用于绝缘材料领域的数量比例处于绝对的主导地位，中国是生产和消费大国，年消耗量在三千到五千吨，相当于让消费者多花一部分钱来买这些材料，其进口量为大约有一千吨。图 1.2 为国内软性铜箔基材（FCCL）行业对 PI 薄膜需求量的统计数据表格，此数据来源于中国电子材料行业协会。FCCL 是广泛用于电子工业等印制电路板的核心材料，因此需求量较大。目前，与以前相比较，由于 PI 薄膜市场的需求量有了大幅增加，加速了其生产也促进了经济的发展。然而在生产过程中产生的大量边角余料需要节约处理来提高其利用率。据推测未来的几年，，在国内 PI 薄膜需求量将会以年均 12 %以上的速率高速的增长。PI 薄膜因含碳量高，纯度高并且具有丰富的氧氮官能团等优点，成为制备高性能活性炭的优质前驱体材料；这种材料可以通过煅烧的方法处理以得到多空碳的材料来研究其他的化学性能，并且得到了良好的应用，同时 PI 薄膜的二维结构使其在活化过程

需求量,行业,薄膜

图 1-2 FCCL 行业对 PI 薄膜需求量的统计Figure 1-2 Statistics of PI in FCCL industry工程塑料中 PI 是耐热性最好的品种之一，有的甚至可以长期承受坏，或者是短时间承受 500 ℃高温，并且聚酰亚胺的力学性能、等综合性能都是比较好的［18］，同时，大多数 PI 材料在实际应用主要原因是自身难加工性和难溶性。但是呢，混合的 SiC 颗粒具能和抗腐性［19-21］，化学惰性也是比较不错的，熔点可以高达 220不到的水平；也可以用作仿生耐磨涂层的填料［22］。研究表明将合，可以有效扩大这方面材料的研究领域；主要方法是将 SiC /P碳化，同样可以作为一种新型的研究方法退推广到其他应用领域具有高比强度、高模量的特点，同时具有很好的相容性，且具有一学材料应用领域也有很好的用应，可在其表面加入具有良好硬度生物活性涂层［23］，为其更快的植入组织。同时，碳碳基体的复合
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ323.7;TN873.93

【参考文献】