Магистерская Мудрецов. Характеристики нанотолщинных композиционных слоистых покрытий на гибких подложках после деформации
 Скачать 5.87 Mb.
|
СпейсерыМатериал спейсеров должен обладать диэлектрическими свойствами и быть химически инертным к ЖК. Такими материалами являются диоксид кремния, из которого изготавливают спейсеры шарообразной формы, а так же фоточувствительный полиимид марки durimid 5510, используемый для получения спейсеров столбчатой формы методом фотолитографии. Главная задача спейсеров в гибком ЖК модуляторе обеспечить однородность зазора между пластиковыми подложками. Но шарообразные спейсеры при изгибе перемещаются, что приводит к изменению величины зазора, и как следствие, нарушению ориентации ЖК. Такого не наблюдается при применении столбчатых спейсеров. Основные операции технологического процесса формирования полиимидных ориентантов для дисплейных ячеек на основе жидких кристаллов
Объектом входного контроля являются гибкие подложки со слоем ITO. Контроль заключается в: • измерении поверхностного сопротивления слоя; • визуальном осмотре внешнего вида подложек. • проверке прочности приклеивания слоя ITO к гибкой подложке. • проверке толщины и однородности слоя ITO [10]. Резка заключается в разметке листа материала и разделении его на подложки необходимого размера режущим инструментом [11]. Поверхность ITO подготавливается с помощью химической обработки в хромовой смеси на основе серной кислоты с последующей промывкой в деионизованной воде, затем плазмохимической обработки в кислородосодержащей плазме. 2) Формирование ориентирующего слоя Центрифугирование Термоимидизация (ПАК) Сушка (SD-1) Натирание (ПИ) УФ облучение (SD-1) ПЭТФ Ориентирующий слой Формирование ориентирующего слоя производится из растворов центрифугированием. Для получения полиимидного слоя этим методом применяются 1 – 12 % (вес.) растворы полиамидокислот в амидных растворителях (ДМФА) [5], а для получения слоя фоточувствительного ориентанта на основе SD-1 применяются 0.1 – 5 % (вес.) растворы в ДМФА. Оптимальное число оборотов в минуту выбирается с учетом, чтобы слой получился равномерным, и составляет 3000±200 для полиимидного слоя и 700±100 для слоя фоточувствительного ориентанта, время центрифугирования 10-20 с, количество раствора 1-2 капли на 1 см2 площади подложки [5]. После нанесения слоя ПАК необходимо проводить термоимидизацию. На основании результатов анализа [12] процесс имидизации должен проводиться в двухступенчатом режиме нагревания (рис. 3). Обычный процесс термоимидизации на кремниевых подложках проходит в две стадии при температурах 453 и 573 К. На первой стадии удаляется основная масса растворителя (сушка до 453 К в течение 30 мин). Далее температура постепенно повышается до 573 К. При этой температуре протекает реакция имидизации – превращения ПАК в полиимид [5]. Слой SD-1 не нужно термоимидизовать, достаточно сушки при 373 К в течение 30 мин.  Рис – Температурно-временная характеристика при получении полиимидных ориентантов методом двухстадийной термоимидизации [5]. При использовании подложек из ПЭС (температура стеклования 496 К) недопустимо проводить процесс формирования полиимидного ориентанта при температуре 573 К. Необходимо снизить температуру имидизации и увеличить время выдержки в термошкафу. Поэтому возникает необходимость исследовать влияние температуры имидизации и времени выдержки в термошкафу на термодинамические характеристики ориентантов. От времени и температуры нагрева сильно зависит механическая прочность полиимидного слоя. Поэтому при термической имидизации возможны два крайних случая: перегрев полиимидного слоя или, наоборот, его недогрев. В первом случае происходит растрескивание ориентирующего слоя, что приводит к появлению дефектов ориентации молекул ЖК. Во втором случае при эксплуатации устройств отмечается постепенный рост токов потребления. Это связано с тем, что остатки ДМФА и низкомолекулярных продуктов имидизации вступают во взаимодействие с ЖК, растворяясь в них [5]. Ориентирующий микрорельеф на полученном покрытии формируется механическим натиранием для ПИ слоев и облучением анизотропным УФ для слоев фоточувствительного ориентанта. 3) Формирование полиимидных столбчатых спейсеров Центрифугирование ПАК Термоимидизация Напыление V-Ni(мет. маска) Формирование фоторезистивного слоя Дубление фоторезистивного слоя Травление V-Ni(мет. маска) Травление ПИ Травление V-Ni(удаление мет. маски) ПЭТФ ПИ столбчатые спейсеры При формировании ПИ столбчатых спейсеров слой будет не нанотолщинным, а микротолщинным: 2-4 мкм. Форма спейсеров выбрана Г-образной, чтобы они образовывали ячейки размерами около 100x100 мкм, что соответствует размеру домена ЖК.  Рис – Полиимидные Г-образные спейсеры на поверхности ПЭТФ подложки. ПИ столбчатые спейсеры 4) Заключительная Сборка ячейки Заполнение ЖК Герметизация ячейки Выходной контроль ПЭТФ Сборка дисплейной ячейкиСборка ЖК ячейки производится путем совмещения пластин проводящими сторонами друг другу. Главная задача этого процесса в обеспечении однородности зазора между пластинами и точности совмещения. Однородность зазора обеспечивается равномерным усилием прижима в механическом прессе. Фиксация совмещенных подложек осуществляется путем их склеивания при контакте герметизирующим материалом, при этом оставляются отверстия (не проклеенные области) для заполнения ЖК [11]. Производственное помещение, в котором осуществляется операция сборки, должно иметь чистоту воздуха соответствующую классу 1 (классификация по ГОСТ ИСО 14644-1-2002). |