贴附技术分析

吕东梅

（中国电子科技集团公司第二研究所，山西太原 030024）

贴附技术分析

吕东梅

（中国电子科技集团公司第二研究所，山西太原 030024）

随着智能设备的不断普及，平板显示技术和触控技术得到飞速发展。在平板显示器件和触摸面板的制造过程中，都会大量用到贴附工艺技术，将两种材料相互贴附在一起。材料不同，贴附方式和贴附压力也会不一样。不同的贴附技术具有各自特点，适用的贴附材料也有差别。

单玻璃解决方案；平板显示；触控技术；贴附技术。

随着当今社会智能设备的普及，显示技术和触控技术的发展十分迅速。社会智能化的发展，大量的数据信息通过智能设备提供给各类人员。人们日常工作，购物，学习，甚至就医，会越来越依赖各种人机交换设备。显示触控技术已经成为人们生活中必不可少的一部分。显示器件方面，经过20多年的发展，现在使用最多，技术最成熟的为薄膜晶体管液晶显示器（TFT-LCD）。

1 触控显示技术的分析

随着智能手机，平板电脑的逐渐普及。触控技术（TP）也得到飞速发展。OGS是触控技术里运用最新，最为广泛的技术方案。OGS，全称One Glass Solution，字面上的意思是单玻璃解决方案。这种称谓包括两种方案，即在触控面板厂为主导的Touch on Lens方案（TOL）和液晶面板厂商为主导的On-Cell和In-Cell内嵌式触控方案；而更多的解释把OGS直接等同于Touch on Lens，指的是将触控传感器与保护玻璃结合，触控模组的结构可简化成一片玻璃的触控面板技术。而传统触控面板采用的是 G/G（Glass-Glass）和 G/F（Glass-Film-Film）解决方案，前者双片玻璃的贴合良品率偏低，后者ITO薄膜材料制造门槛较高且成本昂贵，两者在厚度、质量、显示效果和制程均未达到最优。

TOL技术有两种制造工艺，小片制程（Piece Porcess）和大片制程（Sheet Process）。小片制程是先根据屏幕大小将玻璃基板切成小片，再强化，最后进行触控线路的镀刻。小片制程生产难度高，不具规模效益。而大片制程则是先加工，再切割。大片制程相比G/G方案和小片制程都更具规模生产效益，更省成本。大片制程的主要问题在于切割会弱化玻璃边缘的硬度，但现在新型的强化剂已经可以通过二次强化将玻璃硬度恢复到较高水平，大片制程在技术难题攻克之后更具性价比。目前出货的TOL触控面板大部分使用的是“大片制程”。 在 TOL技术下，LCD和触摸面板需要贴合，但无法做到百分之百的全贴合，两者之间存在物理空间，在液晶面板的上面和触摸面板的下面会反射外来光线，相互也会来回反射，因此，外来光线较强的时候，屏幕的可视性会降低。同时由于光线不够集中，也会造成一定的模糊感，从屏幕侧面看会尤其明显

液晶面板厂商则倾向于将触控组件内嵌，其中有两种解决方案On-Cell和In-Cell。On-cell是指将触摸面板功能嵌入到彩色滤光片基板和偏光板之间的方法。In-Cell更加彻底，将触控面板功能嵌入到液晶像素中。On-Cell主要应用于Super AMOLED面板，技术较为成熟。与LCD相比，AMOLED屏幕不需要背光部分，更加轻薄，省电，优势明显。由于在AMOLED面板的市场处于垄断地位，三星成为了On-Cell方案的最大赢家。但On-Cell只是过渡方案，未来不会成为主流，三星将凭借着在Super AMOLED技术上的优势平稳地从On-Cell过渡到In-Cell上。触摸面板部件内嵌的话，便可抑制反射现象，这对提高面板显示效果有很大帮助。

所以，三种技术中，使用In-Cell技术的屏幕显示效果最佳。In-Cell是OGS的最终方向。但In-Cell作为最新技术，制造成本居高不下，目前只应用于高端产品上。而TOL技术性价比最高，TOL最后会取最早的G/G和G/F方案，定位在中低端市场。

2 贴附技术的分析

在触摸显示器件的显示组件和触屏组件的制造过程中都会多次用到采用不同贴附技术的设备，比如偏光片的贴附设备，LCD和TP面板的贴合设备，光学胶（OCA）的贴合设备等。这些设备的最大区别是采用了不同的贴附技术。贴附技术是将一种材料粘贴在另一种材料上的生产工艺技术，在贴附过程中一般都要求贴附位置与角度偏差小、贴附材料不产生拉伸、扭曲、压伤、变形、划伤，还要求无贴附杂质、无气泡。

2.1 平板吸附辊轮贴附

这种贴附技术，是传统的技术，它的过程是：较硬的玻璃或者PET放在下平台上，定位并用真空吸附，要贴附的材质（薄膜）定位吸附在上平台，撕去保护膜，上平台翻转一定角度，到贴合位置后，胶辊下压，起贴位置先贴合住，然后两个平台相对移动，膜在上平台滑动并贴附到玻璃上，完成贴附动作。示意图如图1。

图1 贴附示意

这种贴附方式，有两个问题需要注意：一是膜悬空处不能弯曲。膜吸在上平台上，为了给辊轮让位，膜有一段距离长没有被吸附，这一部分不能发生弯曲变形，这就要求撕膜后留下的重离型膜和膜的组合体要有足够的厚度和硬度，否则贴附精度大大降低，甚至变形太大导致无法从边缘开始贴附；二是吸附真空调节用平板方式来吸附膜时，平板上必须有真空孔，真空作用是吸附膜，保证膜准确定位，同时防止贴合过程膜没有贴合部分自己落到玻璃上，膜大面积自己落到玻璃上而不是胶辊压合上去的话，肯定会有气泡或者褶皱产生，造成废品。所以，吸附真空需要一定强度。但是，真空太高的情况下有可能导致刚开始贴附时，玻璃被从下平台带起来，或者膜还是牢牢吸附在平台上，玻璃已经退出去，导致贴附动作失败。所以整个贴附过程中，刚开始膜吸附用小真空，确保膜能在上平台滑动，到最后用大真空，确保膜不会自己落到玻璃上。

2.2 平板吸附真空贴附

真空贴附设备主要用于较硬的材料贴附，像显示器和触摸面板的贴附。类似这种硬性材料，贴附过程中，材料本身不能有弯曲变形，贴附前，材料必须用平板吸附支撑。并且由于是平面对平面贴合在一起，在通常状态下贴附，贴合面会残留有微小气泡，即使贴附完成后对产品加压除泡，由于气泡内有空气，造成气泡无法消除，导致贴合产品报废，而在真空状态下完成贴附的话，即使有气泡，气泡内也是真空状态，加压就可以消除气泡。采用真空技术需要两个腔体，分别固定两种贴附材料，材料定位后，撕去保护膜，两个腔体闭合，然后通过真空泵将腔体快速抽到极高真空状态下，完成贴附动作。示意图如图2所示。

图2 真空贴附

真空贴附是在密闭腔体内完成，是靠两个平面的挤压完成贴附，所以贴附材料的支撑平面要相对平行，材料本身也要工整，否则，会出现一边贴附，另一边分离状态，或者一边贴附，另一边材料压伤变形。另外，由于贴附时腔体内处于高真空状态，贴附完成后腔体开合的瞬间，空气高速进入腔体。使得腔体内气体高速流动，如果气体或者腔体上有微小颗粒的话，高速流动的气体会将小颗粒搅动起来，粘到贴附材料上，造成贴附污染。所以，一方面要保持一定的空气洁净度，另一方面，运动机构要采取防尘设计，防止设备自身运动机构释放微小污染物。

2.3 网版吸附辊轮贴附

网版贴附是近年来发展比较快的一种新型的贴附方式。网版贴附可以进行软对硬贴附，也可以实现软对软、硬对硬贴附，适应范围比较宽，在贴附过程中，材料不会受到较大的拉伸力，因而一般不会发生拉伸、扭曲变形等损伤，是一种贴附效果好、贴附精度高的贴附方式。网版贴附需要带有透气弹性网版的一个密封腔体，以便抽真空，吸附贴附材质。结构示意图如图3所示。

图3 网版贴附

贴附过程是：较硬的玻璃或者PET放在下平台上，定位并用真空吸附，腔体抽真空，将要贴附的材质吸附定位并吸附在网箱的网版上，撕去保护膜，网箱下降到一定高度后，胶辊下压并沿贴附方向移动，完成贴附动作。这种贴附方式中，丝网是个关键部件，在整个贴附过程中，它一直有弹性形变，物理形态也是随时变化的。

从贴附材质吸附到贴附完成前，腔体内部一直需要保持抽真空状态，腔体内的气压要小于网箱外的气压，因此网版连同吸附的贴附材料会一起发生弯曲，向网箱内部凹，这时，贴附辊轮需保持在上位，不得与网版接触，见图4所示。

图4 贴附前网版内凹示意图

贴附时，辊轮在气缸的作用下从贴附材料边缘压下，将丝网压变形，从而将上贴附材料的起贴边压到下贴附材料的起贴位置，这时网版变形会产生变化，由全部内凹变为辊轮两侧内凹、与辊轮接触部分外凸，实际上在辊轮压下后，贴附动作开始之前，是一个矩形小平面区域的贴附材料被粘贴在了一起。在贴附辊轮的两侧丝网在真空吸力的作用下向网箱内凹，因此位于贴附辊轮两侧附近的网版都要比贴附辊轮压住的网版高，见图5所示。

图5 贴附时辊轮下压示意图

在贴附过程中，已经贴附完成的部分，贴附材料附着在玻璃上，而玻璃侧被吸附在平台上，因此已贴好的上贴附材料也呈一个与平台平行的平面，由于真空吸力的作用，这部分网版也呈一个平面形态，不论是贴附好的贴附材料还是与其接触的网版都是沿贴附方向上处于低位置，见图6所示。

图6 贴附过程中网版与贴附材料变形示意图

从以上分析中看出，网版贴附有几个特点：一是贴附过程中，贴附材料对于吸附网版没有相对滑动，这一点，对于一些容易拉扯坏，比较软的吸附材料，或者吸附材料的离型膜厚度很薄，硬度较低的情况，网版贴附能够很好的适应。二是由于采用腔体结构，可以保持大流量真空，能够有效避免贴附过程中由于真空吸力不足，贴附材料跌落到玻璃上形成难以消除的气泡。三是采用网版吸附，贴附过程中网版一直处于动态形变中，网版弹性材质老化较快，需要定期更换网版。

3 结 论

贴附技术是触控显示制造领域关键技术之一，它的好坏会影响产品贴附精度效果，最终会影响终端智能产品的使用效果。不同的贴附方法，有各自的优缺点，能够适应的贴附材料也有区别。根据贴附材料本身不同的物理化学特性，选择合适的贴附技术。对于通用的偏光片，可以采用一般的平板吸附辊轮贴附技术。贴附比较硬的材料，比如触屏和显示器的贴合，可以选择真空贴附技术。贴附软性特殊材料时，可采用网版贴附技术。

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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

吕东梅（1980-），男，毕业于兰州理工大学，工学学士，，现从事电子专用设备的研制与开发工作。