液晶主要材料

,主要材料三大主要材料:液晶,ITO玻璃,偏光片(对手彩色液晶显示器还必需加上滤色膜);其他材料:取向材料,封接材料,衬垫料,金属引线腿等:还有一些参于液晶显示器的生产过程和最终在产品中不存在的原材料:如光刻胶,各种稀释剂,溶剂,清洗剂,摩擦布等.液晶显示用平板玻璃液晶显示对平板玻璃的要求:①含钠成分很低.因玻璃板中含钠成分600度高温时变化微小.③要求玻璃板外表光滑平坦,两板之间:的间隙均匀,同时要求在加工过程中经受肯定温度时,仍旧保持其间隙均匀.④玻璃板外表没有缺陷咸缺陷在10nm级以下,并且没有气泡.⑤玻璃板在加热过程中不产生应力.⑥有肯定的抗蚀力量.目前,只有根本上符合上述要求的玻璃;但是用一般工艺,即使加上抛光工艺,也不能到达上述要求.液晶显示玻璃板的生产技术首先对玻璃成分进展优选,将碱(Li20,Na20,K20等)成分掌握在(0.1-0.2)Wt%以下,同时承受的工艺,才能制出合格的LCD用平板玻璃.生产液晶显示平板玻璃有两项技术:①熔融拉伸法:熔融的玻璃从两个高温管之间由于重力的作用流出,形成肯定厚度的均匀玻璃板.该工艺可以产生真正无缺陷的玻璃板,而不需经抛磨加工.现在利用这项技术已能生产1m宽的玻璃板;②浮法生产玻璃板:玻璃料连续地从熔化炉中流到熔化的锡槽内,玻璃在锡上渐渐冷却,取出并退火.浮法生产的玻璃板外表较粗糙,尚需进展抛光才能满足液晶显示器的要求.液晶显示用的玻璃板含石灰的玻璃板和硼硅玻璃颇舶软化点为500t,a-Si:HFT的衬底.无碱玻璃系列的硼铝硅玻璃橡(7069,1733,1724型),膨胀系数低,加工特性好,适合作有源矩阵LCD的基板.其中1733型玻璃工艺温度为615°C,p-Si:HTFT-LCD的基板,甄1724型玻璃的工艺温度为650℃,1729玻璃板变形点是799℃,工艺温度可达775℃,接近热栅多晶硅工艺温度范围.碱土铝玻璃变形温度高达800℃,假设增加硅的成分,变形温度可高于800℃.假设全部成分是Si02,就是石英,工艺温度可达1000℃.随着玻璃中Si02成分增加,熔化和加工都很困难,增加了工艺难度和制造本钱.玻璃的最高使用温度(工艺温度)常选在它的变形点以下25℃.一般定义玻璃变形点的粘度为1014.5泊,退火点的粘度为1013泊,软化点的粘度为107.6泊.以上提到的几种玻璃型号都是美国康宁公司的产品.其中7059型玻璃是用熔融拉伸法制造的,适合作液晶基板·,已完全商品化,供给全世界.1733,玻璃也是用熔融拉伸法制造,工艺温度比7059高,也广泛用于液晶显示,而1724,1729型则是用浮法工艺生产的.玻璃板的热稳定性液晶显示板在制造过程中,尤其是制造TFT-LCD时,需要几次光刻和退火,因而对玻璃板尺寸的热稳定性要求很高.对于TFT-LCD时的玻璃板,要求尺寸热稳定为几个ppm.玻璃的稳定构造是晶体,但玻璃板制造过程中有急冷过程,所以含有大量非晶态构造.玻璃的非晶态有向晶态转化的倾向,只是转化过程与温度有关.如7059玻璃,在900℃时,几秒钟就转化完毕;在600℃时转化需几天;在300℃时,转化需要1个世纪.,在转化过程中,伴随着尺寸的缩小,称为“密化“.急冷的玻璃,在变形温度下退火,尺寸变化会到达1000ppm.这对TFT-LCD玻片是不能允许的,何况这种密化程度与退火温度,退火时间和冷却速度有关,即与玻璃板的热加工历史有关.为了在液晶显示板加工过程中,玻璃板不再有大的尺寸收缩量,应对来料玻璃板进展预退火,使密化增加.退火时间在50min以上,冷却速度在1℃/min左右能到达较好的预密化(退化温度为650℃),使玻板在加工过程中尺寸的变化掌握在1.5ppm左右.在玻璃板上镀阻挡层阻挡碱离子迁移平板显示用玻璃板要求没有碱离子,而真正的无碱玻璃的其他特性又不易做好.目前平板显示用的玻璃板是低碱玻璃;在工艺温度低时,尚能满足要求,但在P—Si:HTFT工艺温度较高时,甚至在玻璃中碱离子含量在几个ppm状况下,也会发生碱离子传染.在玻璃板外表上,镀一层约200nmAl2O3阻挡层能有效阻挡碱离子侵人;Al2O3的方法有电子束蒸发和射频溅射,但溅射制成的Al2O3膜对阻挡碱离子的效果更好.Na+于675℃下在Al2O3中的集中系数和在550℃下在Si02中一样,即Al2O3的阻挡效果优于Si02.在一般硬玻璃上,镀一层Al2O3阻挡层,就可以制造Poly-Si:HTFT的基板.液晶显示板的抗蚀性HCl,H2SO4,H20对7059和1733型平板玻璃的腐蚀作用如表3.19所示,μg/cm2.由上表可知①1733玻璃板比7059玻璃板更耐酸,耐碱;②·盐酸的腐蚀作用远大于硫酸,③去离子水的腐蚀作用可以无视不计;④在强酸作用下,碱土金属氧化物,硼氧化物有肯定损失透亮导电玻璃透亮导电玻璃是指在一般玻璃的—个外表镀有透亮导电膜的玻璃.最早的透亮导电膜的商品名为NESA膜,它是为制造防止飞机舷窗结冻和制造监视加热液体内部反响状况的透亮反响管而研制的,SnO2.SnO2透亮导膜不易刻蚀.现在采甩的ITO(1ndiumTinOxide氧化铟锡)In2O3SnO2,ITOIn2O3的晶核中掺人高价Sn的阳离予,掺杂的量以Sn的含量为10%重量比最正确.ITO是一种半导体透亮导电材料,禁带宽度为3eV以上,具有,为n,,=1020~1021个/cm3;迁移率为10—30cm3/v.s.所以电阻率很低,l0-4Ω量级.用Sn+4离子占据晶格中In+3离子的位置,会形成一个正1价电荷中心和1个多余的价电子,这个价电子摆脱了束缚便成为导电电子.一般的玻璃材料为钠钙玻璃,这种玻璃衬底与ITO之间要求有1层SiO2阻挡层,似阻挡玻璃中的钠离子渗透.因ITO膜生产过程中,玻璃衬底处于150”℃~300℃温度下,假设玻璃中的钠离子集中进入ITO膜中,形成受主能级,对施主起补偿作用,引起导电性能下降.假设玻璃村底为无钠硼硅玻璃;,SiO2阻挡层.对于某些高档产晶的制造,ITO外层加1层SiO2层,这是为了增加横向的绝缘性.在玻璃衬底上制备透亮导电膜的方法有喷雾法,涂覆法,浸渍法,真空蒸发法,溅射法等多种.目前大生产中主要用直流磁控溅射法,气功以稳定,膜的质量好,但靶材料利用率只有25%-30%.现在已开发出访用沟通电源驱动磁场移动的方法,可使靶材料利用率增至40%左右.溅射靶材过去用高纯铟锡合金,其比例为Sn/(In+Sn)=8%~13%,合金熔点为173℃.现在直接承受氧化铟锡靶镀膜工艺,但ITO靶比铟锡合金靶贵得多,目前还是靠进口-的.用于液晶显示器的导电玻璃必需符合肯定要求,具体的指标为:①透光率好.一般要求大于85%;另一方面要求光干预颜色均匀,其不均匀性小于10%;②方块电阻小.薄膜的电阻率常用方块电阻来表示,对于低档的TN产品,ITO膜的方块电阻要求为100~30(Ω/口),相应的膜厚为200—300A;对于STNITOR口小于10Ω/口;(VGAΩ/口,;SVGA为3—5Ω/口),相应的膜厚为1000-2023Ao明显,ITO层厚度增加虽然可以降低R口,但是透光率必定也变差,所以ITO膜制造工艺使其电阻率小是最关键的.③平坦度好.平坦度是指玻璃外表在肯定长度乙范围内的起伏程度,h/L表示,其中丸为长度L范围内外表最高与最低点的差值.由于液晶层厚只有10μm左右,基片不平坦直接影响液晶层厚的不均匀,所以对液晶显示器的质量有直接影响.ITO玻璃基片的平坦度包括玻璃外表粗糙度,外表波浪度,基板翘曲度;基板平行度和ITO膜外表租糙度,膜厚均匀度.液晶盒使用的玻璃一般厚度为芍0.3~1.1mm的浮法玻璃,用于TN-LCD时,对于1.1mm厚的要求平坦度小于0.15μm/20mm:对于0.7mm厚的要求平坦度小于0.2μm/20mm,电阻不均匀性小于土15%,允许有机少量的缺陷.用于中高档STN-LCD时,玻璃要经过抛光,要求平坦度小于0.075—0.05μm/mm,电阻不均匀性小于±10%.不允许有任何缺陷.偏光片在液晶显示器中大量使用偏光片(偏振片),它的特别性质是只允许某一个方向振动的光波通过,这个友向称为透射轴,而其他方向振动的光将被全部或局部地阻挡,这样自然光通过偏光片以后,就成了偏振光.同样,当偏振光透过偏光片时,假设偏振光振动方向与偏光片的透射方向平行全都时,就几乎不受到阻挡,这时偏光片是透亮的;假设偏振光的振动方向与偏光片的透射方向相垂直,则几乎完全不能通过,偏光片就成了不透亮的了.因此,偏光片可以起检测偏振光的作用.偏光片的制备过程有4步:{1)制膜偏光片的基片常承受聚乙烯醇(PVA)膜,它是一种线性高分子聚合物,在很长的分子键上均匀地挂着很多强极性的—OH基团用来制作偏光片的PVA膜在光学上是均匀各向同性的,大分子键在各个方向上都是完全均匀的,无规律排列聚拢成膜.浸液将用一般方法制得的各向均匀的PVA膜浸入含碘的有机或无机化合物中进展反响,在薄膜中形成碘链.碘链的特点是能吸取振动方向平行于碘链的光,而振动方向垂直于碘链的光将可以通过,即碘链具有三向色性.拉伸将反响后的膜加以机械拉伸.在拉伸之后,几乎全部的大分子键都被迫依据拉伸力作用的方向伸开放来,虽然没有形成结晶式完全有序的规章排列,却到达了高度的取向,形成了像栅栏一样的构造.在这样的膜中,碘链将会沿拉伸方向整齐排列.从整体上讲,薄膜能猛烈吸取沿拉伸方向振动的光,而让垂直于拉伸方向的振动光通过.胶合保护膜由于PVA膜具有亲水性,在湿热环境下会很快变形,收缩,松弛,衰退,而且强度很低,质脆易破,不便于使用和加工,因而要在这种偏光膜的两边都复合上一层强度高,光学上各向同性,透光率高而又耐高热的高聚物片基,一般承受三醋酸纤维素脂,即TAC,赐予偏光片以良好的机械性能和耐气候性能,经浸液,拉伸后的PVA膜的两面复合上TAC膜后组成偏光片的根本构造,称为原偏光片.粘附外保护膜原偏光片的两个外外表上通常都要粘附上一层松软的外保护膜.为适应在液晶显示器中使用的需要,要在原偏光片的一面附上一层压敏胶,并贴上压敏胶的隔离膜,这就是透射性的偏光片.拆去隔离膜,露出压敏胶,偏光片可以便利结实地妨剥液晶显示器的玻璃面上.反射型偏光片是在原偏光片的一面附上压敏胶及隔离膜,而在另一面复合上一层镀有金属垣光层舶反光膜.于图3—122中示出了透射型偏光片和反射型偏光片的根本构造 .偏光片的总厚度约为0.45mm左右.偏光片的主要光学技术指标有:①颜色.一般偏光片为灰色,细分为中撂色和蓝灰色两种,但目前已开发出多种彩色偏光片,如红色,洋红色,蓝色,黄色,紫色,紫蓝色等.②偏光度.偏光片的偏光度也称偏光片的偏振效率,其定义为:目前,最好的偏振光的偏光度可达99%以上,通常对一般偏光片,要求偏光度大于85%;对彩色偏光片,要求偏光度大于80%.③透光串和透射光谱.实际偏光片的透光率都赂低于50%;只有在整个可见光范围内的透光率是均匀的,才能实现抱负的黑白显示,否则出射光会带有颜色,影响显示效果;液晶显示器其他常用材料(1)取向材料液晶盒内直接与液晶接触的一薄层物质称为取向层.取向工艺虽有多种,但实际上广泛使用的工艺是:光在玻璃外表涂覆1层有机高分子薄膜,再用绒布类材料高速摩擦来实现取向.这种有机高分子薄膜最常用的材料是聚酰亚胺,PI.聚酰亚胺的单体是聚酰亚胺酸(PA),具有良好的可溶性,,是一种透亮的黄褐色液体.将PA先涂敷在液晶基片内外表,在250℃-300℃下,约1h左右,脱水固化形成PI膜.PI膜具有优良的化学稳定性,优良的机械性能和优良的电介质特性.PI膜外表磨出沟槽;使液晶分子定向排列;以到达显示要求.液晶分子在取向层上排列时有一个预倾角,即外表分子长轴方向与取向层外表所形成的夹角.该角主要取决于PI材料的特性,另外与取向处理工艺也有关.TN型LCD器件要求PI层造成的预倾角为1.-2.,对于高档的STNLCD显示器,则要求预倾角大于3”.环氧树脂环氧树脂是—种生活中常用粘接剂,具有良好粘接性,优异的电气以及机械性能的高分子化合物.在液晶显示器中作为胶粘剂将两片玻璃粘接起来,同时保持肯定的间隙,称为封框胶.用于将上下玻璃电极导通时,称其为银点胶;环氧树脂的化学构造特点是大分子主链含有活泼的环氧基团.是线型大分子.在通常状况下,它是一种胶状流体.加人固化剂:如已二胺,二亚乙基三胺乙,酸酐等可将环氧树脂的单体中的环氧基团翻开,使得分子间相互交联起来,形成网状构造;到达固化目的.用作边框的环氧树脂,为了提高它的粘接性和弹性,Al2O3,Si02粉末作为填料.银点胶是指在环氧树脂中加人银粉和固化剂;环氧树脂本身不导电,使用前把银点胶分为组分AB.A是环氧树脂和银粉,B是固化剂和银粉.使用时将AB两种成分以1定比例混合.假设以石墨代替银粉,则是石墨导电胶,也可用于连接上下玻片间的电极.常用封框胶固化温度在150℃左右,固化时网为1h;所以环氧树脂是热固化胶,应用比较广泛.但是在制作高精度的液晶显示屏时,则承受紫外光固化胶,固化时间小于15S.紫外光固化胶紫外光固化胶是指在1定波长紫卦光照耀下能发生聚合固化的高分子化合物.现在使用的紫外光固化胶是变性丙烯酸脂类化合物,外观为微黄色粘稠液体.紫外光固化胶用作封口胶,马上已灌好液晶后的注入口封死.这时不宜用热固化胶.先将封口处玻璃外表液晶擦干净,将有1定粘度的封口胶点在封口处,紫外光照耀数秒钟左右即可.衬垫料液晶显示器上下玻璃间的间隙打算了液晶的厚度,一般为几个微米.为保证间隙均匀性,必需参加—些村垫料,同时在显示区内也均匀散布一些衬垫料.这些衬垫料分为①玻璃纤维.这是一种直径均匀的玻璃纤维,.可依据液晶层间隙不同选择不同的玻璃纤维的直径,常用的尺寸是5.3μm,5.5μm,6.3μm,7.0μm,8.0μm等.它们以肯定比例掺加到封框胶中,使两片玻璃在重合时支撑边框;②树脂粉.这是一种直径均匀的球状树脂粉,均匀地散布在液晶的显示区中,与封框胶中的玻璃纤维共同保证液晶盒间隙的全都性.树脂粉的直径要比边框中玻璃纤维直径小0.1μm~0.3μm,其直径的不均匀性为±0.03μm.二,液晶显示器的主要工艺光刻工艺为了形成显示矩阵或显示字符图案,都要对透亮导电层进展光刻.由于液晶显示器中线条尺寸大多是10μm以上,所以可承受接触式曝光进展光刻.其根本过程如下:涂胶将光刻胶均匀地涂敷在ITO玻璃外表,涂胶方法有浸涂,甩涂,辊涂等.;辊涂质量最好,它是通过胶辊将光刻胶均匀辊涂在玻璃上.光刻胶中溶剂含量影响着光刻胶在ITO上的厚薄,选取原则是既使光刻胶具有良好的抗蚀力量,又要求有较高的区分力量,而这两者之间对光刻胶厚度的要求是相互冲突的,只能折衷选之.前烘前烘的目的是促使胶膜内溶剂充分挥发使胶膜枯燥以增加胶膜与ITO外表的粘附性和胶膜的耐磨性.目前多承受红外炉烘干,效果好且时间短.曝光曝光就是在涂好光刻胶的玻璃外表掩盖掩模版,通过紫外光进展选择性照耀,使受光照都位的光刻胶发生化学反响,转变了这局部胶膜在显影液中的溶解度.曝光过程中留意紫外灯预热,掩模版与ITO玻璃相互对准和掌握好曝光量.(4)显影显影就是将感光局部光刻胶溶去,留下未感光局部的胶膜,从而显示出所需的图形,可见这是一种正性胶.显影时必需掌握好显影的时间与温度,它们直接影响显影速度.显影过分会发生对未曝光区钻溶;显影缺乏,则感光区的光刻胶溶解不充分,留下残痕,保护了不该保护的ITO部位.坚膜坚膜是在显影后必需在适当温度下烘干玻璃以除去水分的工艺;增加胶膜与玻璃的粘附性.刻蚀刻蚀需用肯定比例的酸液,把玻璃上未受光刻胶保护的ITO膜蚀掉;一般选用肯定比例的HCl,HNO3和水的混合液作为腐蚀液,由于它能腐蚀掉1TO膜,而又不损伤玻璃外表与光刻胶.(7)去膜和清洗用碱液把刻蚀后玻璃上剩余的光刻胶去干净,同时用滚刷擦洗玻璃,最终用高纯水将玻璃上残留碱液与残胶冲洗干净.取向排列工艺TNSTN液晶显示器件的制造工艺中,取向排列工艺是一个关键工艺.TN型要求两玻璃片内外表处液晶分子的排列方向互成90度;STN型要求两玻璃片内外表处液晶分子的排列方向互成180度—240度.取向排列的主要方法是倾斜蒸镀法和摩擦法,前者不适合于大生产,只能是一种试验室技术,所以在工业生产中全部使用摩擦法.直接用棉布等材料摩擦玻璃基片外表,有定向效果,但效果不佳.一般承受在玻璃基片上先涂覆一层无机物膜(如SiO2,MgO或MrF2等)或有机膜(如外表活性剂,硅烷偶合剂,聚酰亚胺树脂等),再进展摩擦可以获得良好的取向效果.由于聚酰亚胺树脂的突出优点,目前在液晶显示器制造中广泛被选用为取向材料.聚酰亚胺与A1的粘附性最好,Si次之,Si02最差.为了增加聚酰亚胺与ITO玻璃SiO2层之间的粘附性,可以在SiO2上先涂一层含硅的有机化合物活性剂,一般称为耦联剂.取向排列工艺有以下几个步聚:清洗光刻工序处理后的1TO玻璃外表虽然已清洗干净,但在本工序中还必需用高纯水,超声波和高效有机溶剂作进一步彻底清洗,以除去微尘和保证玻璃外表有很小的接触角.涂膜常用的涂膜方法有旋涂法,浸泡法和凸版印刷法三种.由于凸版印刷法是一种选择性涂覆,可以把指向膜只印在指定范围内,而不印在边框处和银点处,所以被广泛使用.凸版印刷法的原理如图3—123所示.先将取向材料溶液加到转印版上,然后用刮刀刮平,开动印刷滚筒,将转印板上的溶液粘附在印刷用的凸板上.当滚筒开到工作台上时,凸版上的溶液进而转印到ITO玻璃上.整个过程与印刷过程一样,只是用取向溶液代替溜墨.预烘膜层刚涂印完时,膜面会起伏不平,适当加温可降低粘度,使膜面平坦化.预烘温度会影响预倾角,预烘温度为80℃.固化需在300~350℃下固化1—2h才能将聚酰亚胺酸脱水,生成聚酰亚胺膜,这才是所需要的取向膜.摩擦取向在取向膜上用绒布向一个方向摩擦,就可以形成取向层.摩擦取向的微观机理可以从以下几个方面来理解:①摩擦形成密集的深浅,宽窄不一的沟槽,其中与液晶分子尺寸相当的纳米量级沟槽必定会对液晶分子取向产生作用;②经过摩擦后,定向层高分子会发生定向排列和电介质发生定向极化,使液晶分子按全都取向排列.由此可知,摩擦强度大小对定向质量影响巨大,极细的沟槽在取向中起了关键作用,所以摩擦强度太大,则造成较多的宽沟槽,对取向效果无益;假设摩擦强度太小,则又将造成微小沟槽密度的下降.目前摩擦取向工艺大多数已全部自动化.丝网印刷制液晶盒工艺制盒即上下两玻璃基片贴合,在贴合前要用丝网印刷技术把公共电极转印点和密封胶印刷到显示面玻璃基板上.丝网印刷是将丝织物或金属丝网绷在网框上,利用感光材料通过照相制版的方法制作丝网印匪,即使丝网印版上图文局部的丝网孔为通孔,而非图文局部的丝网孔被堵住.印刷时通过刮板的挤压,使印刷胶体通过图文局部的网孔转移到承印物上,形成与原稿一样的图文.在这儿,承印物便是玻璃基片,玻璃被分为两组,一组印封框胶,则丝网印版上的图文便是要涂覆上封框胶的地方,即有肯定边宽的方框;印刷胶体便是混有玻璃纤维的环氧树脂;另1组印导电点胶,则丝网印版上的图文便是公共电极的转印点,印刷胶体便是导电胶.但这组玻璃在印好导电胶点后要经过喷粉工序,使该玻璃上均匀散布肯定粒径的玻璃或塑料微粒,然后两片玻璃在对位压合机上对位成盒,再经热压肯定时间,环氧树脂便固化,液晶空盒便制作好了.灌注液晶及封口工艺在向空盒注入液晶之前,需将空盒真空除气,以将吸附在盒内外表的水气及有害气体释放掉.抽气孔便是液晶注入孔,由于孔径小,抽气要花费肯定时间.假设对空盒加温,可以大大提高抽气效果.注入液晶是利用毛细管现象.使液晶空盒的注人孔与吸满液晶材料的海绵条接触,在肯定真空条件下,利用液晶盒的毛细管现象安静地将液晶注人液晶盒内..但这只能灌满液晶盒的大半局部,因此需要将枯燥氮气充人液且灌注室内进展加压,直到布满为止.于图3—124示出灌注示意图.一般不推举边抽真空边吸人液晶的工艺,由于吸人液晶流有喷射状,会破坏液晶在外表的取向.灌注完毕后,将封口处擦净,便可进展封口.封口工艺有两种:先用封口胶把封且封涂,然后冷冻使液晶收缩带人少量的封口胶,并固化.此种方法操作简洁,本钱低,但盒均匀性差.让液晶盒内的液晶受热膨胀从盒内排出一少局部的液晶,然后点封口胶,让胶少量收缩再将胶固化.这种方法需要设备较简单,但盒的均匀性好,STN产品生产多承受这种方法目前封口胶多用紫外光照耀固化,其固化质量比热固化简洁掌握.液晶盒灌注液晶之后,通常液晶的排列取向达不到要求,需要进展再排向工艺处理是将液晶盒置于加温箱内,于80℃下保温30min.三,液晶显示器的连接方法液晶显示器的上下两块玻璃贴合在一起,但不完全重合,其中一片(或两片)的一侧有凸出台阶.台阶上有密布的透亮电极引脚/金属插胶,驱动信号就是通过这些引脚加到液晶上去的.液晶显示器件与线路板(PCB)和其他零部件的连接方式与传统焊接方式不同.1.导电橡胶连接导电橡胶条是由一薄层导电橡胶(黑色)和一薄层绝缘橡胶(白色)交替地一层层叠在一起,经热压成型后,垂直于薄层面切成一条条成品,外观为黑白间隔,类似于斑马身上条纹,所以常称为斑马橡胶条.明显斑马橡胶条纵向不导电,而横向导电.一般层与层之间只有0.4~0.5mm距离,可以确保不会有电极被漏接.在使用斑马橡胶条时,胶条被专用框紧紧压在液晶显示器和印刷电路板之间,使它们彼此间的对应电极相互导通.明显印刷电路板上电极的尺寸与排列必需设计得与液晶显示器上的引脚相符合.斑马橡胶条压接原理示于图于3-126.如图3—127中示出了各种斑马橡胶条的横截面.不同的类型适用于不同的连接要求,其中YL,YI,YS,YP为一般型,YI,YS两侧有绝缘保护层,YP两侧为海绵橡胶.其他为特别型,YD是一种双层导电橡胶条,特地为双层外引线液晶显示器设计的.金属插脚连接通常的焊接方法是很牢靠的,并被人们广泛地认可,金属插脚连接就是为此设计的.金属插脚为金属冲压件,外形有图3—128所示几种.首先将金属插脚插在液晶显示器外引线部位,点上导电胶,使外引线与插脚牢靠地电接触,然后在外面再涂覆一层环氧树脂予以固定.这样,.热压胶片软连接热压导电胶带的基片是聚酯膜片,在基片上印有一条条石墨导电条,然后在导电条上涂一层导电性热粘剂,最终在导电条间隙填满绝缘热压胶.如图3—129所示.热压导电胶带是一种软膜.使用时,将热压导电胶带的一端导电条纹对准液晶显示器件外引线端,贴上,加热,加压,然后将热压导电胶带的另一端导电条纹对准线路板引线端,贴上,加热,加压,这样通过石墨导电条将液晶显示器的外引线与线路板引线端连接起来.在安装连接时,对加压和加温有严格要求,需使用特地的热压机.各向异性导电胶连接方式(TAB)当驱动电路外引线到达160—200条以上时,上述三种连接方法都不能胜任了,只有承受各向异性导电胶连接工艺,也称TAB连接工艺.它可以实现14条线/cm以上的连接密度,是引线连接方法的革命,已广泛应用在液晶电视和便携式计算机中.TAB胶外观为一透亮胶状带,上下面为一可剥离的透亮基片,中间分散着导电粒子.粒子一般为外表镀有金属膜的可塑性微珠粒,胶体透亮,便于使用中电极对中.TAB胶带构造断面如图3—130所示.TAB连接原理如图3—131所示.将欲连接电极基板对正,热压后,电极间导电粒子被压,与上下电极接触,实现了电极连接.而无电极部位因TAB胶带的厚度只有20μm左右未被压缩,导电粒子四周仍被绝缘胶包围,不起导电作用.所以TAB胶带是一种可以实现垂直于胶片面的导电连接,而又能保证沿胶片面方向绝缘的各向异性导电连接胶.直接集成化连接这种连接是直接将集成电路芯片连接在液晶显示器件的外引线上,即所谓COG(ChiponGlass)安装方式.工艺过程是液晶显示器外引线在玻璃基板上密布排列,排列方式是使外引线端点与集成电路引线一一对齐.放上集成电路热压后,涂上保护胶,即可将集成电路连接到液晶显示器玻璃基片上.以上五种连接方式针对不同的液晶显示器,各有各的使用领域.有一些文章中也有将连接方式分为COB(ChiponBoard),COF(ChiponFilm)COG三种,即芯片装在线路板上,芯片装在软膜上和芯片装在玻璃片上三种.但是这只是芯片的安装方式,而不是驱动电路线路板与液晶显示器件外接口的连接方式.固然,它们之间有肯定的联系.四,背光照明系统液晶本身不会发光,只会调制光,所以很多使用LCD的场合,例如电视机,计算机,GPS,PDA,VCl),BVl),手机,股票机等都需要背光源系统.按背光源的性质有如下分类:粉末电致发光(EL)电致发光型(EL)有机发充二极管发光(OLED)场致放射发光(FEL)侧发光二极管型(LED)发光二极管型(LED)底发光二极管型(LED)1ED用背光源系统冷阴极灯管型(CCFL)侧导光板式(TFT-LCD(STN-LCD))反射式热阴极管型(LED)平板形荧光灯型热阴极型,即φ1.5mm或φ3mm小型白炽灯,在电子手表中用过,现在巳间续檄淘汰;场致放射发光和有机发充二极管发光从理论上讲是一种不错的背光源,但价格昂贵,属于大材小用,不会获得工业应用.下面对其余背光源系统分别予以介绍.发光二极管(LED)背光照明系统1,ED背光照明系统可分为底发光式和侧发光式两种.发光面积稍大最好承受底发光式,它由多个LED管芯均匀地分布在PCB板上,各LED为串联:并联或申并联.供电后,LED管芯发光,通过透亮硅胶,反射腔和集中膜的共同作用得到高亮,均匀的平面发光效果.底发光式LED背光照明构造如图3—132所示.但是这类背光照明系统厚度稍厚一些.当发光面积较小时可用侧发光式,它由多个LED芯片排成一排,形成线光源,置于导光体的侧面(有单侧发光和双侧发光两种).LED芯片排所发出的光,”通过导光体和集中膜反射,折射和散射,最终形成均匀的发光面.目前侧发光式的照明效果优于底发光式的,并且厚度也只有0.5~3.5mm被广泛地承受电致发光(EL)背光照明系统电致发光是一种面发光冷光源,是全固态平板构造,耐震惊,薄形,可省掉漫反射导光板.封装型电致发光板的厚度为lmm,包膜型电致发光板的厚度为0.3mm;它作为背照光源的一个好处是可以大范围调光,环境温度对发光影响很小.但是EL的供电和驱动相对简单一些,并且在工作过程中亮度会渐渐下降.粉末电致发光板生产技术成熟,,可以低本钱大量生产,可发绿,蓝绿,橙等多种颜色,用滤色法还可实现白色及其他颜色.虽然亮度比荧光灯低;但是已广泛应用于申小型LCD器件.冷阴极荧光灯(CCFL)背光照明系统这是1种依靠冷阴极气体放电,激发荧光粉而发光的光源.由于光致发光的荧光粉品种齐全;转化率高,是一种色温高,亮度高的抱负光源.这种光源可制成准确的三基色,所以是彩色液晶电视的最正确光源.冷阴极荧光灯管背光照明系统也可分为反射式与侧导光式两种 .反射式的根本构造如图3—133所示.它由数根平行排列的冷阴极荧光灯管,底反面的反射板和为实现外表亮度全都的漫散射板组成.目前多用于户外需要高亮度场合,如汽车导航彩色TFT—LCD和高亮度航空仪TFT—LCD(STN—LCD)显示中.现在光源已承受U形和W形灯管来取代多根灯管,但是使用量已越来越少.大型液晶显示器用背光照朋系统是平板背光照明系统的主要市场,主要用于笔记本PC的液晶显示器,台式液晶显示器等处.如用多支荧光灯的直下式背光照明系统 +厚度一般为15—20mm,重量大于0.5kg,功耗约为10W.而用侧导式单管(CCFL)背光照明系统,厚度只有3—5mm;重量约为100g,功耗约为lW左右,它的构造完全符合便携式设备的狭框架,超薄型,重量轻和低功耗的要求,已成为大型液晶显示设备中首选的配套产品.,侧导光式CCFL背光照明系统根本构造.侧导光式CCTL背光照明系统的构造示意见图3—134.根本过程为:冷阴极灯管所放射的光经过聚光板的聚光后导人光导板,利用光在光导板两面的临界反射(全反射)将光导至光导板末端.在光导过程中局部光散射漏出,并射于系统外表.为了利用反面漏出的散射光,设置了反射板,为了缓解辉斑设置了集中板;为了增加正面发光强度,又增加子棱镜板厂它,符合薄型要求,且能获得高亮,均匀的平面光源.凡乎全部笔记本PC和各种大型的LCD都使用这种方式的背光照明系统,已成为大型LCD器件中背光照明系统的主流产品冷阴极荧光灯(CCFL)侧导光式背光照明系统所使用的直线型冷阴极荧光灯,早期直径为3.6mm,现在主流产品为直径1.6mm,1.8mm,2mm等.直径变细可以提高发光效率,管径为1.8mm时.发光效率最高,所以再细就没有必要,反而增加制造工艺的困难,冷阴极荧光灯通常使用几十千赫芝的逆变电路,,通过高频开启来削减阴极电极损耗,这局部占冷阴极荧光灯功率的1/3以上,还有改进的余地.入射光学系统和导光板为了减轻重量,用树脂材料制作的光导板被做成了楔形.为了更有效地将灯管发出的光射人光导板,最好将光导板的射人局部做厚和将聚光板做大,以削减灯管自身所遮去的光,但这与薄形,狭边框的要求相冲突.对于直径2.6mm的灯管,承受3mm厚的光导板,则射人效率为50%左右.光导板由高折射率的树脂制作,利用全反射进展光导.:其下层光散射体是用丝网印刷印制的100μm—Imm白色的园形,蜂窝形或正方形的图案,其分布密度为由入射部到末端由疏渐密,具体光点疏密程度的分布与光导板侧面的聚光和灯管亮度分布看关;目的是获得均匀的亮度分布,可用计算,机进展光路分析模拟,再用试验校正,反复几次;最先进的光导板是在下侧设计了微小的凸凹光点将光散射出去,可以省去丝网印刷工序.(4)棱镜板棱镜板是用聚脂片和聚碳酸脂制作,厚度为150—230μm,间距为24—110μm.置于集中板之上时作为双凸透镜,可以会聚并定向性给出照明光线,以提高光源正面亮度占单片棱镜板可使光源的面发光亮度改善1.6倍左右,两片棱镜板可以改善2倍以上.在背光源进展过程中,曾使用过白炽灯泡,热阴极荧光灯和平面荧光灯(VFD);它们已处于被淘汰或逐步被取代的地位.EL或LED;对于高亮度的彩色显示毫无例外地使用CCFL.背光源打算了显示屏的亮度,对用阴STN-LCD屏透过率为15%—20%,彩色屏只有3%.当屏的亮度要求为100cd/m2时,则背光源外表亮度要高达104cd/m2.因此,对背光源的亮度要求是较高的.它在液晶显示器件总消耗功率中往往占2/3以上,所以提高照明光源的效率是削减液晶显示器和液晶电视机功耗的有效途径.五,彩色滤色膜(CF)在全世界液晶行业里,黑白液晶显示器的产量占总产量的90%以上,而产值不到总产值的10%.美国是世界上进展LCD最早的国家,由于没有重视彩色LCD的进展,被日本占了先机.彩色滤色膜(CF)LCD器件本钱为:TFT-LCD模块销售价格中占1/8-1/10;在一般LCD模块销售价格中占1/3.所以CP在彩色LCD模块中起到举足轻重的地位,它的生产本钱直接影响到彩色LCD产品的售价和竞争力.对彩色滤色膜的要求①R,C,B三基色有高饱和度和高透亮度,白平衡好.各颜色光谱锋利,滤掉不需要的波长的光,保存下必要的光.②高比照度.对于高色纯度和高清楚度的画面而言,必需要有高比照度.高比照度必定要求CP具有低反射率,因此对黑底提出了严格要求.③平坦度好;起伏要求小于0.1μmi:空间精度好,对于200-300μm韵彩色像素(含R,G,B),精度普±10μm,TFT完全匹配;④高热学稳定性,光学稳定性和化学稳定性;:在后续工序中250℃左右的高温,所以不能受热变形,色度也不能转变;用背光源进展照耀时,CF要暴露在带紫外滤光器的汞一氙灯下;照耀两百万勒克斯小时.经过照耀后,不能发生褪色现象;在LCD的制造工艺中要用到很多酸,碱等化学溶剂,所以CF的化学稳定性也是格外重要的.彩色滤色膜的制造工艺LCDLCD上加彩色膜和背光源.整个彩色液晶盒由以下几局部组成:上,下玻璃基板,ITO电极,TFT阵列,CF,保护膜,偏光片和密封垫,盒中布满液晶,姐图3—135所示.彩色滤色膜(CP)R,G,B三基色按肯定图案排列,TFT阵列一一对应.背光源发出的白光,经滤色膜后变成R,G,B色光.TFT阵列可以调整加在液晶上的电压,从而转变各颜色比例,实现彩色显示.彩色滤色片的构造如图3—136所示,由透亮基板,黑矩阵,彩色滤色膜(R,C,B三基色),保护膜和ITO层组成.黑矩阵沉积在三基色图案之间的不透光局部,起防止混色作用,并为下面TFT矩阵中多晶硅材料作遮光板用.含有R,G,B三基色的滤色层用染料或颜料制成,滤色层制成后再沉积上一层保护层,起子整滤色片和在后工序中对滤色层起保护作用.这个保护层对染料滤色膜是必不行少的.最终,在低温下沉积ITO膜(200℃).彩色滤色片的制造工艺有颜料分散法,染色法,印刷法和电沉积法.(1)颜料分散法颜料分散法是将颜料分散在感光胶中,通过掩模曝光,被曝光局部感光胶聚合,变成不水溶性,在显影时留下,其余局部被冲洗掉,如此重复三次,形成彩色膜.工艺流程见图3—137.颜料分散法常用的颜料为酞青类等,0.2μm.在颜料生产中首先形成的是线度为0.1—0.5μm的单晶,称为一次粒子.它们易聚拢成线度为0.1-10μm的二次粒子,所以必需分散后才使用.感光胶用得最多的是以丙烯酸衍生共聚物为主体,加上多官能团单体,光激发剂和溶剂组成.这种光敏抗蚀剂对光灵敏度高,而丙烯酸的衍生物是可以溶解的,这对冲洗格外有利.上述这种颜料分散法,工艺简洁,光敏性好,是目前大生产中用得最多的.制成的滤色片有很高的热稳定性,可耐250℃高温,此外化学稳定性,耐湿性和耐磨性也很好;其缺点为颜料在介质内有猛烈的分散倾向,会降低CF的储存寿命.此外,由于颜料原子团的双折射和散射,对线偏振光有去偏振效应,从而会降低显示器的比照度.其中黄色颜料影响最大,其颗粒应掌握在0.1μm以下.(2)染色法(见图3—138)染料滤色片所用的材料主要为水溶性透亮聚合物,如动物胶,酪蛋白等自然材料和聚氯乙烯醇等合成材料.在聚合物中参加重氮基化台物或重铬酸盐,便制成感光材料.将可染色的光敏聚合物涂在玻璃基板上,通过掩模曝光,用水冲洗,形成透亮的图案.该图案用酸或活性染料染色.染色后的图案用硬仗剂进展处理,以防止每一种颜色的色移,这样就形成了1种颜色.对R,G,B,这种工艺过程要重复三次.染色法的优点是该工艺生产的彩色滤色胺度高,清楚度高,颜色明媚,尺寸准确染色法的缺点是当温度超过250℃时,染料的热稳定性差;抗老化性能差,由于染料会褪色;不能抵抗化学物质的腐蚀;工艺步骤较长闹造本钱go染色法是以染料分子与根本高分子骨架结合,用此法制的滤色