CN106918929A - 硅基液晶的单元级液晶组装制造方法 - Google Patents

硅基液晶的单元级液晶组装制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明是关于硅基液晶的单元级液晶组装制造方法，先切割硅晶圆及透明导电玻璃基板并予以切割分离，再拣选适当的切割后所得的硅晶片(die)及透明导电玻璃芯片分别置入不同载板，洗净载板后于其上各自形成液晶配向层，其后可进行两种后续步骤：于方法一中，涂布框胶后贴合硅晶片及透明导电玻璃芯片再固化框胶，之后自该载板中拣选出适当的液晶硅基元件(cell)，真空注入液晶后封口，然后黏晶并焊线后封装，最后外部电性连接透明导电玻璃；或是于方法二中，涂布框胶后内部电性连接透明导电玻璃，注入液晶(ODF)后贴合硅晶片及透明导电玻璃芯片，最后固化框胶并黏晶、焊线及封装。

Description

硅基液晶的单元级液晶组装制造方法
【技术领域】
本发明是关于液晶组装制造方法，尤指硅基液晶的单元级液晶组装制造方法。
【背景技术】
图1是已知技术的外部电性连接透明导电玻璃(ITO)及真空注入液晶的液晶组装制造方法流程图。如图1所示，在已知技术中液晶组装制造方法为先将基板洗净101，形成液晶配向层102后涂布框胶103并贴合的104。之后切割硅晶圆及透明导电玻璃基板并予以切割分离(cell singulation)105，真空注入液晶106后封口107，接着黏晶108、焊线109及封装110，最后外部电性连接透明导电111。图2是已知技术另一态样，为内部电性连接透明导电玻璃及滴入式注入液晶(One Drop Fill,ODF)的面板制造方法流程图。是先将基板洗净201，形成液晶配向层202后涂布框胶203，内部电性连接透明导电玻璃204后滴入式注入液晶(One Drop Fill,ODF)205并贴合的206，接着切割硅晶圆及透明导电玻璃基板并予以切割分离207，最后黏晶208、焊线209并封装210。
然而已知技术未能于六吋、八吋及十二吋晶圆制造过程中适用同一制程或相同设备，在使用斜向蒸镀法(SiOx/SiO2 process)形成液晶配向层时，越大尺寸规格的晶圆即需要越大的真空蒸镀装置(vacuum deposition system)，并因而增加形成液晶配向层的时间；且于使用滴入式注入液晶(ODF)时，由于各个芯片的制程状态不尽相同，越大尺寸规格的晶圆制程将更形复杂；再者，已知技术必须对整片晶圆进行加工处理，未 能于制造过程前期中及早筛选出良裸芯片并排除劣等芯片进行后续程序，以致制造成本大幅增加；除此之外，于已知技术中焊垫(bond pad)仅能位于两个最后划线裂片区域(scribe and break area)其中之一个的上；更甚的，已知技术的制程循环周期时间过于漫长并因而延缓开发时间(development time)；液晶显示模块(LCM)的电路板也无法先于液晶组装流程而制造。
【发明内容】
有鉴于此，本发明提供一种硅基液晶的单元级液晶组装制造方法，于本发明中主要元件为芯片的承载及处理装置，其中该载板的使用近似于扇出型晶圆级封装技术(wafer level fan-out process)，为重要技术特征之一。该载板具有个别液晶硅基元件载体序列，得承载不同数量的芯片，并确保各个芯片得位于准确的方位上进行液晶组装程序。在每一次液晶组装程序完成后，全部载体将被清洗以便制造下一批次的液晶硅基元件。于本发明部分实施例中，载板上亦可具有旁侧支架(arm)或后侧真空塞孔(vacuum jack)支撑芯片。
本发明的其中一种硅基液晶的单元级液晶组装制造方法包括以下步骤：先切割硅晶圆及透明导电玻璃基板并予以切割分离，再拣选适当的切割后所得的硅晶片(die)及透明导电玻璃芯片分别置入不同载板，洗净后于其上各自形成液晶配向层，接着涂布框胶后贴合硅晶片及透明导电玻璃芯片再固化框胶，之后自该载板中拣选出适当的液晶硅基元件(cell)，真空注入液晶后封口，然后黏晶并焊线后封装，最后外部电性连接透明导电玻璃。
此外，于本发明所揭露的另一种硅基液晶的单元级液晶组装制造方法中，包括以下步骤：先切割硅晶圆及透明导电玻璃基板并予以切割分离，再拣选适当的切割后所得的硅晶片及透明导电玻璃芯片分别置入不同载板，洗净载板后于其上分别形成液晶配向层，涂布框胶后内部电性 连接透明导电玻璃，滴入液晶(ODF)后贴合硅晶片及透明导电玻璃芯片，最后固化框胶并黏晶、焊线及封装。
使用本发明的方法组装液晶显示模块可不受晶圆规格大小的限制，相同的制程及设备可同时适用于六吋、八吋及十二吋的晶圆，在使用斜向蒸镀法(SiOx/SiO2 process)形成液晶配向层时即可使用相同的真空蒸镀装置(vacuum deposition system)，也因切割后的芯片体积远小于晶圆，所需的真空室容积较小，形成液晶配向层的所需时间亦相形减少；且于本发明制造过程前阶段即得早期筛选出适合制造液晶元件的芯片，避免于劣质芯片上制造加工而浪费生产成本及时间；又因每个切割后的芯片后续制造情形及参数皆一致，滴入式注入液晶(ODF)时不会发生因各个芯片的制造状态迥异而使得制程变得更为复杂的问题出现；除此之外，若使用此单元级液晶组装制造方法，焊垫可置于芯片四个方位中任一方向，而非限于仅得置于两个最后划线裂片区域(scribe and break area)其中之一个的上；本发明并得减少制程循环周期时间进而加快开发时间(development time)；液晶显示模块(LCM)的电路板亦可先于液晶组装流程而制造。
在参阅图式及随后描述的实施方式后，此技术领域具有通常知识者便可了解本发明的其他目的，以及本发明的技术手段及实施态样。
以上的概述与接下来的详细说明皆为示范性质，是为了进一步说明本发明的申请专利范围。而有关本发明的其他目的与优点，将在后续的说明与图示加以阐述。
【附图说明】
图1为现有技术的外部电性连接透明导电玻璃(ITO)及真空注入液晶的液晶组装制造方法流程图。
图2为现有技术关于内部电性连接透明导电玻璃及滴入式注入液晶(One Drop Fill,ODF)的面板制造方法流程图。
图3为本发明的硅基液晶的单元级液晶组装制造方法第一实 施例的流程图。
图4为本发明的硅基液晶的单元级液晶组装制造方法第二实施例的流程图。
【符号说明】
300：硅基液晶的单元级液晶组装制造方法
301：切割分离步骤
302：拣选芯片置入载板步骤
303：清洗载板步骤
304：设置液晶配向层步骤
305：涂布框胶步骤
306：贴合步骤
307：固化框胶步骤
308：自载板拣选液晶硅基元件步骤
309：注入液晶步骤
310：封口步骤
311：黏晶步骤
312：焊线步骤
313：封装步骤
314：外部电性连接透明导电玻璃步骤
【具体实施方式】
以下将通过实施例来解释本发明内容。然而，本发明的实施例并非用以限制本发明须在如实施例所述的任何环境、应用或方式方能实施。因此，关于实施例的说明仅为阐释本发明的目的，而非用以直接限制本发明。需说明者，以下实施例及图示中，与本发明非直接相关或为该领 域具有通常知识者可以理解如何实施的步骤已省略而未绘示。且熟知此技艺者当可了解的是，本发明所揭露的液晶组装方法，当可应用于各种不同场合。
请参看图3，其是本发明的硅基液晶的单元级液晶组装制造方法其中一实施例的流程图，包括以下步骤：先切割硅晶圆及透明导电玻璃基板并予以切割分离301，再拣选适当的切割后所得的硅晶片(die)及透明导电玻璃芯片分别置入不同载板302，洗净载板后303于其上分别形成液晶配向层304，涂布框胶305后贴合硅晶片及透明导电玻璃芯片306，固化框胶307并自该载板中拣选出合适的液晶硅基元件(cell)308，真空注入液晶309后封口310，之后黏晶311并焊线312后封装313，最后外部电性连接透明导电玻璃314。
请参看图4，此是本发明的硅基液晶的单元级液晶组装制造方法另一实施例的流程图，包括以下步骤：先切割硅晶圆及透明导电玻璃基板并予以切割分离401，再拣选适当的切割后所得的硅晶片(die)及透明导电玻璃芯片分别置入不同载板402，洗净载板403后于其上分别形成液晶配向层404，涂布框胶405后内部电性连接透明导电玻璃406，滴入式注入液晶(One Drop Fill,ODF)407后贴合硅晶片及透明导电玻璃芯片408，最后固化框胶409并黏晶410、焊线411及封装412。
除此之外，由于液晶显示器的品质主要取决于液晶配向的优劣，故本发明的形成液晶配向层的步骤可采用斜向蒸着法(SiOx/SiO2 process)，在高真空室中将二氧化硅(Silicon Dioxide,SiO2)或氧化硅(Silicon Monoxide,SiO)与硅氧化合物(SiOx)等无机材料从特定的角度热蒸镀(thermal evaporation)在基板上以产生SiO长柱状体，借控制SiO长柱状体倾斜角度及密度达到液晶配向排列的目的。此方法的优点为可精准控制液晶倾斜角度，提升配向可靠度。
本发明的形成液晶配向层的步骤亦可采用摩擦定向法(PI process)，以绒布进行高速滚轮旋转，以接触式顺向机械摩擦涂布聚亚酰 胺的玻璃表面，使聚亚酰胺主链因延伸而顺向排列进而使液晶配向排列，此方法的优点为操作时间极短且得在常温下操作，并具有优异量产的特性。
本发明的形成液晶配向层的步骤亦可适用光配向法(Photo-Alignment)，先形成含有具光反应性基团的光配向聚合物的配向层于液晶层下方，接着利用紫外光(UV)依特定方向照射配向层以引发光学异方性，是以引发光配向聚合物的主链排列于一预定方向上，从而该光学性配向的配向层再影响位于其上液晶层内的液晶配向。该光配向聚合物可为环烯烃，其借由环烯烃是主链结构可呈现优异的光反应性、光配向性及配向速率，同时呈现较佳的热安定性，因而适于做为一光配向聚合物。以光配向法形成液晶配向层不需配向层摩擦定向(rubbing)制程具有热安定性和配向稳定性等优点。
本发明的形成液晶配向层步骤亦可采用喷墨印刷法(Inkjet Printing process)，在基板上以喷墨印刷方式涂布上至少一层聚合物溶液，形成一既定厚度的液晶配向层。由于喷墨印刷法是采用非接触方式形成配向层，有效提升液晶配向膜表面的平滑性使画面显示更为均质，且得充分有效的使用材料。要有高的光学对比度，就要防止入射光在面板框边缘透明导电玻璃基板表面的光散射和反射。光吸收光罩材料通常添加在面板框边缘来吸收和防止这种光散射和反射。因此，喷墨印刷法可用来制造位于环绕面板框边缘透明导电玻璃基板表面的光罩。又因喷墨印刷法得借软件控制将所需的图形及光阻涂布至基板上，故不需额外增置昂贵光罩，达到降低生产成本的目的。此外，若相关设备机台上有两个以上的喷嘴，则可同时将所需的多个相异光阻涂布印刷于基板上，借此缩短制造时间提高生产效率。
惟若以摩擦定向法(PI process)形成配向层，难免产生灰尘以及颗粒状污染物，需额外购置清洁设备，且每次仅能加工单一基板，导致产率不尽理想；又斜向蒸着法(SiOx/SiO2 process)仅得实施于小型基板(通常为小于10英吋)上，所得出的液晶配向角度亦受限于二氧化硅蒸镀角 度，此外每次仅能加工于相对少量的基板(一般而言不超过6个基板)，无法进行大量批次制程。
故本发明亦可采用另一形成液晶配向层的方法，是先将基板放置在真空室中，净化该真空室后填充惰性气体，重多个次该真空室的净化与填充程序以排除真空室中的水蒸气。再者，该惰性气体可被事先预热，使得基板在净化与再填充步骤中被加温，该配向层接着借由使用例如硅烷材料的气相沉积法直接形成于基板上，或形成一附着于透明导电玻璃的中间层，以让其他无法附着于透明导电玻璃的硅烷材料附着于其上。其中硅烷材料可为如全氟辛基三乙氧基硅烷、三甲基硅烷基二乙胺、十八烷基三乙氧基硅烷以及三氯硅烷。再者，气相沉积法亦可结合等离子法于本发明中形成液晶配向层，在气相沉积法中尚未让基板接触到可能污染表面的气体前，提供基板的等离子清洁步骤，或是等离子得辅助气相沉积法提供液晶配向层涂布材料以及制造被涂布的材料，并产生刺激化学物质，与基板产生更活泼的反应。使用此方法得以轻易达成批次制作多个基板的目的，且得在高产率及低成本之前提下制造非常薄的有机液晶配向层。
熟知本发明技术的人应清楚了解本发明不受限于上开说明的实施方式的细节，本发明得以其他特定形式实施而不脱离本发明的基本属性，实施方式仅是说明而非限制本发明，本发明以专利申请范围为依据，而非以上开说明为依据，申请专利范围的意义及均等范围中的所有变形均属本发明的范围。

Claims (15)

1.一种硅基液晶的单元级液晶组装制造方法，包括如下步骤：
先切割硅晶圆及透明导电玻璃基板；
拣选芯片并置入载板；
洗净载板；
形成液晶配向层；
涂布框胶并贴合芯片后固化框胶；
自载板中拣选液晶硅基元件；
注入液晶后封口；
黏晶并焊线后封装；以及
外部电性连接透明导电玻璃。
2.根据权利要求1所述的硅基液晶的单元级液晶组装制造方法，其特征在于，该形成液晶配向层步骤可使用摩擦定向法或斜向蒸镀法或光配向法或喷墨印刷法。
3.根据权利要求1所述的硅基液晶的单元级液晶组装制造方法，其特征在于，该形成液晶配向层步骤可为在真空室中放置一基板，净化该真空室后利用气相沉积法沉积液晶配向层。
4.根据权利要求3所述的硅基液晶的单元级液晶组装制造方法，其特征在于，该利用气相沉积法沉积配向层是包括利用等离子辅助气相沉积法沉积该液晶配向层。
5.根据权利要求2所述的硅基液晶的单元级液晶组装制造方法，其特征在于，喷墨印刷法可用来制造位于环绕面板框边缘透明导电玻璃基板表面的光罩。
6.一种硅基液晶的单元级液晶组装制造方法，包括如下步骤：
先切割硅晶圆及透明导电玻璃基板；
于硅基板设置至少一纵向穿孔并置入导电物质；
拣选芯片并置入载板；
洗净载板；
形成液晶配向层；
涂布框胶并贴合芯片后固化框胶；
自载板中拣选液晶硅基元件；
注入液晶后封口；
黏晶及封装；以及
外部电性连接透明导电玻璃。
7.根据权利要求6所述的硅基液晶的单元级液晶组装制造方法，其特征在于，该形成液晶配向层步骤可使用摩擦定向法或斜向蒸镀法或光配向法或喷墨印刷法。
8.根据权利要求6所述的硅基液晶的单元级液晶组装制造方法，其特征在于，该形成液晶配向层步骤可为在真空室中放置一基板，净化该真空室后利用气相沉积法沉积液晶配向层。
9.根据权利要求8所述的硅基液晶的单元级液晶组装制造方法，其特征在于，该利用气相沉积法沉积配向层是包括利用等离子辅助气相沉积法沉积该液晶配向层。
10.根据权利要求7所述的硅基液晶的单元级液晶组装制造方法，其特征在于，喷墨印刷法可用来制造位于环绕面板框边缘透明导电玻璃基板表面的光罩。
11.一种单元级硅基液晶的单元级液晶组装制造方法，包括如下步骤：
先切割硅晶圆及透明导电玻璃基板；
拣选芯片并置入载板；
洗净载板；
形成液晶配向层；
涂布框胶；
内部电性连接透明导电玻璃；
注入液晶；
贴合芯片后固化框胶；以及
黏晶并焊线后封装。
12.根据权利要求11所述的硅基液晶的单元级液晶组装制造方法，其特征在于，该形成液晶配向层步骤可使用摩擦定向法或斜向蒸镀法或光配向法或喷墨印刷法。
13.根据权利要求11所述的硅基液晶的单元级液晶组装制造方法，其特征在于，该形成液晶配向层步骤可为在真空室中放置一基板，净化该真空室后利用气相沉积法沉积液晶配向层。
14.根据权利要求13所述的硅基液晶的单元级液晶组装制造方法，其特征在于，该利用气相沉积法沉积配向层是包括利用等离子辅助气相沉积法沉积该液晶配向层。
15.根据权利要求12所述的硅基液晶的单元级液晶组装制造方法，其特征在于，喷墨印刷法可用来制造位于环绕面板框边缘透明导电玻璃基板表面的光罩。
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