工艺流程_lcd工艺流程及显示原理培训课件

1 LCD工藝流程及顯示原理 2004年8月 2 目錄 一 LCD的分類 21 LCD扭曲類型 32 LCD的主要產品特征 43 LCD的優缺點及應用對比 5二 LCD的顯示原理 61 LCD的構造 62 偏光片 73 顯示原理圖 7 9三 LCD工藝流程 101 工藝流程圖 10 112 工藝流程簡介 12 26 3 一 LCD的分類 1 1根据液晶分子扭曲程度 LCD可分為下列幾類 TN 扭曲向列型 Twistnematic 液晶顯示器 HTN 高扭曲向列型 HighTwistnematic 液晶顯示器 STN 超扭曲向列型 SuperTwistnematic 液晶顯示器 FSTN 補償膜超扭曲向列型 FilmSuperTwist 液晶顯示器 TFT 薄膜電晶體 Thin filmtransistor 液晶顯示器 4 1 2LCD主要產品特征 5 1 3LCD的優缺點及應用對比 6 二 LCD顯示原理 2 1LCD基本構造 7 a 偏光片有一固定光軸 它的作用只允許偏振方向與其偏光軸相同的光通過 其余的光被吸收 即自然光通過偏光片后 只剩下振動方向與偏光軸相同的光 即線性偏光 b 偏光片使線性偏振光在通過液晶盒時 其偏振方向沿著液晶分子扭轉90 c 當液晶盒上下兩個偏光片的偏光軸互相平行時 為黑底白字 d 當液晶盒上下兩個偏光片的偏光軸互相垂直時 為白底黑字 2 2偏光片 8 2 3偏光板 液晶 IC之顯像原理 LCD 光開關 9 2 4LCD顯示原理圖 如下圖 10 a 此圖表示在互相垂直的偏光片之間設置TN排列液晶盒的光電的反應 b 在液晶盒未加電場時 前偏光片的偏振光順著液晶分子的扭曲結構扭曲90 變成和后片偏光片的光軸一致 順利到達后偏片 顯示為透明狀態 白底 C 在液晶盒中加電場時 驅動電路將驅動的信號電壓加到需要顯示的有關電極時 該部分液晶分子扭曲結構消失 失去了旋光能力 從前偏光片射出的偏振光的偏振方向未經改變就到達后偏光片 由于前偏光片的偏振方向與后偏光片的偏振方向垂直 偏振光無法透過后偏光片 這樣 該顯示電極部分就變得不透明 顯現黑色 黑字 11 ITO玻璃投入 玻璃清洗與干燥 涂光刻膠 預烘 曝光 剝膜 蝕刻 堅膜 顯影 TOP涂佈 UV烘烤 固化 清洗 涂定向層 清洗 固化 摩擦定向 烘烤 清洗干燥 噴襯墊料 三 LCD工藝流程 絲網印刷 對位壓合 固化 前制程 3 1LCD產品制作工藝流程圖 12 後制程 切割 裂片 灌注液晶 封口 固化 特殊制程 電測 光臺檢測 再定向 清洗 印油墨 固化油墨 貼偏光片 消泡 外觀檢察 上針腳 熱壓紙 終檢 包裝 入庫 13 3 2LCD制作工藝流程簡介 從LCD工藝流程圖可知 LCD全部制作過程大體分為40多道工序 其中實際TN制程有20多道工序 STN有30多道工序 有些工序是特殊制程 只當客戶有特殊要求才實施 這些工序又可分為ITO圖形蝕刻 光刻 定向排列 空盒制作 液晶灌注和成品檢測與包裝五個階段 14 3 2 1ITO圖形蝕刻 光刻 本階段在導電玻璃上蝕刻出顯示所需要的ITO電極圖形 1 ITO玻璃投入根據產品要求 選擇合適的ITO 2 玻璃清洗與干燥將符合生產規格的ITO玻璃用清洗劑 DI水等 將ITO玻璃表面的雜質 油污洗凈 然後把水除去並干燥 保證下道工序的加工質量 15 3 涂光刻膠在潔凈的ITO玻璃的導電層表面上均勻涂上一層光刻膠 涂過膠的玻璃要在一定溫度下做預烘處理 如下圖所示 ITO膜 光刻膠 玻璃基板 4 前烘在一定的溫度下將涂有光刻膠的玻璃烘一段時間 以使光刻膠中溶劑揮發 增加與玻璃表面的粘附性 在ITO玻璃上涂光刻膠 16 5 曝光用紫外光通過預先制作好的菲林照射到光刻膠表面 使被紫外光照射部分的光刻膠層發生反應 在紫外光燈下對光刻膠進行選擇性曝光 如下圖所示 UV光 光刻膠 ITO膜 玻璃基板 曝光示意圖 17 6 顯影用顯影液處理玻璃表面 將經過光照分解的光刻膠層 正性膠 除去 保留未曝光部分的光刻膠層 用使受UV光照射部分的光刻溶於顯影液中 顯影後的玻玻要經過一定溫度的堅膜處理 如下圖所示 光刻膠 ITO膜 玻璃基板 7 堅膜將玻璃再經一次高溫處理 使光刻膠膜更加堅固 顯影效果圖 18 8 蝕刻用適當的酸刻液將無光刻膠覆蓋的ITO膜腐蝕掉 這樣就得到了所需要的ITO電極圖形 如下圖所示 光刻膠 ITO膜 玻璃基板 9 去膜用高濃度堿液作脫膜液 將玻璃上剩余的光刻膠剝離掉 使ITO玻璃上形成與菲林圖形完全一致的ITO圖形 如下圖所示 ITO膜 玻璃基板 蝕刻效果圖 去膜效果圖 19 10 清洗干燥用高純水沖洗玻璃上剩余的堿液 殘留光刻膠和其他雜質 工藝流程圖中的TOP涂布工藝是特殊流程 一般的TN及STN產品 不要求經過這些步驟 TOP涂布工藝是在光刻工藝之後 再做一次SiO2的涂佈 以便把蝕刻區與非蝕刻區之間的溝槽填平並把電極覆蓋住 這既可以起到絕緣層的作用 又能有效地消除非顯示狀態下的電極底影 還有助於改善視角特性等 所以 一些高檔次的STN產品要求有TOP涂布工藝制程 20 3 2 2定向排列 本階段是將蝕刻後的ITO玻璃表面涂定向層 並用特定的方法對定向層進行處理 以使液晶分子能在定向層表面沿特定方向扭曲 這是LCD生產的特有工藝 1 涂定向劑用一定的方法 將有機高分子定向材料涂在玻璃表面 即在ITO玻璃上的適當位置涂一層均勻的定向層 同時對定向層做固化處理 如下圖所示 21 2 固化通過高溫處理使定向層固化 3 定向摩擦用絨佈類材料以特定的方向摩擦定向層表面 以使液晶分子將來能沿著定向層的摩擦方向排列 4 清洗定向摩擦後玻璃上會留下絨佈線等污染物 需要采取特殊的清洗步驟來消除污染物 ITO膜 玻璃基板 取向層 涂取向層 22 3 2 3空盒制作 本階段包括工藝流程圖中把兩片導電玻璃對疊 利用封邊材料貼合起來並固化 制成間隙為特定厚度的玻璃盒 制盒技術是制造LCD的最關鍵技術之一 1 絲印邊框及銀點將封邊材料 封框膠 用絲網印刷的方法分別對上板和下板玻璃印上邊框膠和導電膠 2 噴襯墊料在下玻璃均勻分佈支撐材料 將一定尺寸的襯墊料均勻爭散在玻璃表面 制盒時就靠這些襯墊料保證一定的盒厚 23 3 對位壓合按對位標記將上 下玻璃對位粘合 將對應的兩片玻璃面用封邊材料粘合起來 4 固化在高溫下使封邊材料固化 固化時一定在上 下玻璃上加上一定的壓力 以使盒厚保持均勻 3 2 4液晶灌注本階段包括把液晶灌入到制好的空盒內 並將開口封堵 這樣液晶盒就基本制成了 24 1 切割與裂片通常一對ITO玻璃可以制作多個液晶盒 為了把LCD開口露出來 必須把玻璃適當切割成粒狀 2 灌注液晶一般用專門的液晶灌注機在真空的狀態下將液晶注入LCD盒內 3 封口用封口材料 如封口樹脂 將灌完液晶盒開口堵起來 25 4 清洗用洗潔劑清洗液晶盒外部粘附的液晶及其他污物 5 再配向用適當加溫一段時間的辦法使液晶分子按摩擦方向整齊排佈 3 2 5成品檢測及包裝 這一階段是LCD生產的最後一個階段 包括成品檢測 貼偏光片和包裝等 26 1 光臺檢驗目視檢測 將不合格品剔出 在光臺下檢查液晶盒外觀質量 外觀正品交下道工序 2 電測圖形檢驗加電狀態下檢查液晶屏的顯示圖形 3 貼偏光片在液晶盒兩面貼上產品所規定的上