配向制程用摩擦布

LCD配向制程用摩擦布市场概况 一、配向制程介绍 LCD配向制程(Alignment)主要是使液晶分子依特定之方向排列,以利显示器之动作控制。配向制程步骤如下,首先将配向液涂布于液晶显示器上下电极基板的内侧,接下进行摩擦(Rubbing)制程,配向膜表面会因配向滚轴上之摩擦布(Rubbing Clothes)之毛羽(pile)摩擦而被刷出一定方向排列之沟槽,配向膜上之液晶材料会因分子间作用力而达到定向效果,如果欲控制液晶分子依特定角度排列,可利用配向滚轴之摩擦方向以形成预定之倾斜角(Pre-tile Angle),如此将有利显示器之不同驱动模式。 二、配向原理介绍 配向制程之原理主要是利用摩擦布之毛羽尖端(pile tip)与以聚亚酰胺(Polyimide,PI)组成为主之配向膜间的作用力,使得PI分子之表面构形(Conformation)产生变化,如图一所示:(a)为PI分子之原构造,(b)为摩擦后PI分子产生延伸而构造改变;藉由PI分子之构形改变,其上之液晶分子产生配向作用,如图二(a),(b)所示。 三、摩擦布介绍 配向制程之设备装置主要由配向转轴(Rubbing Roller)、摩擦布、升降臂、基板载台所组成,一般而言,影响配向制程的参数包含:载台之移动速度、配向转轴之半径、配向转轴之转速、配向次数与配向压力等因素;其中转速与移动速度为制程控制参数,而摩擦布材质之选用则与配向后之基板良率优劣息息相关。 摩擦布之材质一般可分为棉(Cotton)、嫘萤(Rayon)、尼龙(Nylon)等,主要评估重点包含:高密度且均匀之毛刷尖端、耐化性、耐压性、弹性、静电性佳、不易掉毛等因素;其中静电性与掉毛性为影响制程良率之重大因素,静电累积(ESD)会造成TFT层之损害,也易造成灰尘粒子之吸附,进而影响洁净性,而因为摩擦制程所造成的毛屑掉落更是环境之大敌,虽然后续制程包含洗净(Clean)之动作,但如不能从摩擦布之材质作基本改善,则不易解决此问题。各种摩擦布之比较如表一所示。 表一各种材质之摩擦布比较 布材质嫘萤棉尼龙 编织法 W法 V法植毛法 静电性易产生不易产生易产生 掉毛性不易掉毛易掉毛不易掉毛 老化时间短长短 应用 STN/TFT TFT TN 资料来源:友达光电;工研院经资中心整理(2002/05) 四、市场概况 目前配向制程用摩擦布主要由日本吉川化工公司所供应,市场占有率超过九成,几乎为独占市场,吉川化工从原布到加工后制品皆参入贩卖,但原纤维则由扬原织物工业所提供,剩下市场则由东荣产业与部分纤维制造厂所瓜分。 2000年配向制程用摩擦布之市场平均价格,以标准制品(幅宽92~126 ㎝)而言,嫘萤布每平方公尺约为3000~4000日圆,棉布每平方公尺约为4000~4500日圆,尼龙布每平方公尺则为3000日圆,贩卖价格主要因用途与规格之不同而不同。 2000年全球配向制程用摩擦布总需求数量为44000㎡,总产值达153百万日圆,随着LCD 面板之大型化趋势与市场需求之增加,预估2003年全球配向制程之摩擦布之需求数量将达58000㎡,总产值达198百万日圆,全球配向制程之摩擦布场产值与需求量规模推估如图三所示。 资料来源:富士总研:工研院经资中心整理(2002/05) 五、小结 目前配向的有真空蒸着,传统摩擦法与光配向等,就大尺寸面板之均匀性而言,传统摩擦法因目前之制程技术成熟与具连续生产性,加上制程成本相对较低等优点,故目前仍为市场之主流方法。 未来随着广视角之要求,各面板厂已逐渐发展以感光高分子为基础之非接触式光配向膜材料,以符合特别设计之显示模式如MVA,因此摩擦制程将逐渐被取代,同时因目前传统摩擦法所导致之静电与毛屑易造成LCD面板缺陷,如配向膜涂布斑、剥落与毛屑附着等缺陷,摩擦布供货商应重新设计纤维之织法,或改造纤维成份以降低不良率之产生,才能继续在市场占有一席之地。 工研院经资中心产业分析师简娴雯(2002/ 05)