lcd工藝流程及顯示原理

1、LCD 工藝流程及顯示原理2004年8月1.目 錄一、LCD的分類-2 1. LCD扭曲類型-3 2. LCD的主要產(chǎn)品 特征 -4 3. LCD的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用對(duì)比 - 5二、LCD的顯示原理-6 1.LCD的構(gòu)造-6 2. 偏光片-7 3. 顯示原理圖-7-9三、LCD工藝流程 - 10 1.工藝流程圖- 10-11 2.工藝流程簡(jiǎn)介-12-262.一、LCD的分類1.1 根據(jù)液晶分子扭曲程度，LCD可分為以下幾類：TN：扭曲向列型Twist nematic液晶顯示器。HTN：高扭曲向列型High Twist nematic液晶顯示器。STN ：超扭曲向列型Super Twist nemat

2、ic液晶顯示器。 FSTN ：補(bǔ)償膜超扭曲向列型(Film Super Twist)液晶顯示器.TFT ： 薄膜電晶體Thin-film transistor液晶顯示器。3.1.2 LCD主要產(chǎn)品特征類型 扭曲角顯示模式TNTwist 90Postive :白底黑字Negative:黑底白字HTNTwist 100-120Postive :白底黑字Negative:黑底白字STNTwist 180-270Postive :黃綠底黑字(Y-G mode) 灰底藍(lán)紫字(Gray mode)Negative:藍(lán)底白字(Blue mode)FSTNTwist 180-270Postive :白底黑字N

3、egative:黑底白字4.1.3 LCD的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用對(duì)比類別TNHTNSTNFSTN優(yōu)點(diǎn)1.價(jià)格便宜1.視角範(fàn)圍比TN寬1.視角範(fàn)圍寬1.具有STN的 所有優(yōu)點(diǎn)2.應(yīng)用范圍廣2.較容易生產(chǎn)2.顯示模式多樣化3.容易生產(chǎn)3.價(jià)格較便宜3.實(shí)用範(fàn)圍廣2.底色較好4.黑白顯示效果 最好4.可實(shí)現(xiàn)多路驅(qū)動(dòng), 顯示信息量大缺點(diǎn)1.視角範(fàn)圍較窄1.對(duì)比度差1.制造工藝復(fù)雜,難度 較大1.具有STN 缺點(diǎn)2.顯示模式單一2.顯示效果一般2.對(duì)原材料要求高2.成本比STN 更高3.只適用於低路 數(shù)驅(qū)動(dòng),高驅(qū)動(dòng) 對(duì)比度差3.不適合製造高驅(qū) 動(dòng)LCD,對(duì)比度差.3.良率低,成本高適用範(fàn)圍計(jì)算器/電子表/電話機(jī)

4、/游戲機(jī)等較低檔的家用電子產(chǎn)品一般儀器/儀表較高檔的儀器/儀表/漢顯機(jī)/記事本等同STN5.二LCD 顯示原理2.1 LCD根本構(gòu)造 6.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一樣的光通過,其他的光被吸收,即自然光通過偏光片后,只剩下振動(dòng)方向與偏光軸一樣的光,即線性偏光.b. 偏光片使線性偏振光在通過液晶盒時(shí),其偏振方向沿著液晶分子扭轉(zhuǎn)90c. 當(dāng)液晶盒上下兩個(gè)偏光片的偏光軸相互平行時(shí),為 黑底白字.d. 當(dāng)液晶盒上下兩個(gè)偏光片的偏光軸相互垂直時(shí),為白底黑字.2.2 偏光片7.2.3偏光板 + 液晶+IC之顯像原理LCD 光開關(guān)8.2.4 LCD顯示原理圖(如下圖) 9.a

5、.此圖表示在相互垂直的偏光片之間設(shè)置TN陳列液晶盒的光電的反應(yīng).b.在液晶盒未加電場(chǎng)時(shí),前偏光片的偏振光順著液晶分子的扭曲結(jié)構(gòu)扭曲90,變成和后片偏光片的光軸一致,順利到達(dá)后偏片,顯示為透明狀態(tài)(白底).C.在液晶盒中加電場(chǎng)時(shí),驅(qū)動(dòng)電路將驅(qū)動(dòng)的信號(hào)電壓加到需求顯示的有關(guān)電極時(shí),該部分液晶分子扭曲結(jié)構(gòu)消逝,失去了旋光才干,從前偏光片射出的偏振光的偏振方向未經(jīng)改變就到達(dá)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(wú)法透過后偏光片,這樣,該顯示電極部分就變得不透明,顯現(xiàn)黑色(黑字).10.ITO玻璃投入玻璃清洗與枯燥涂光刻膠預(yù)烘曝光剝膜蝕刻堅(jiān)膜顯影TOP涂佈 UV烘烤固化清洗涂定

6、向?qū)忧逑垂袒Σ炼ㄏ蚝婵厩逑纯菰飮娨r墊料三LCD工藝流程絲網(wǎng)印刷對(duì)位壓合固化前制程3.1 LCD產(chǎn)品制造工藝流程圖11.後制程切割裂片灌注液晶封口固化特殊制程電測(cè)光臺(tái)檢測(cè)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(kù)12.3.2 LCD制造工藝流程簡(jiǎn)介從LCD工藝流程圖可知,LCD全部制造過程大體分為40多道工序,其中實(shí)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(dāng)客戶有特殊要求才實(shí)施.這些工序又可分為ITO圖形蝕刻(光刻)定向陳列空盒制造液晶灌注和廢品檢測(cè)與包裝五個(gè)階段13.3.2.1 ITO圖形蝕刻(光刻)本階段在導(dǎo)電玻璃上蝕刻出顯示所需求

7、的ITO電極圖形.(1) ITO玻璃投入根據(jù)產(chǎn)品要求,選擇合適的ITO.(2) 玻璃清洗與枯燥將符合生產(chǎn)規(guī)格的ITO玻璃用清洗劑DI水等,將ITO玻璃外表的雜質(zhì)油污洗凈,然後把水除去並枯燥,保證下道工序的加工質(zhì)量.14.(3) 涂光刻膠在潔凈的ITO玻璃的導(dǎo)電層外表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(yù)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(shí)間,以使光刻膠中溶劑揮發(fā),添加與玻璃外表的粘附性.在ITO玻璃上涂光刻膠15.(5) 曝光用紫外光通過預(yù)先制造好的菲林照射到光刻膠外表,使被紫外光照射部分的光刻膠層發(fā)生反應(yīng). 在紫外光燈

8、下對(duì)光刻膠進(jìn)行選擇性曝光,如下圖所示.UV光光刻膠ITO膜玻璃基板曝光表示圖16.(6) 顯影用顯影液處理玻璃外表,將經(jīng)過光照分解的光刻膠層(正性膠)除去,保管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(jīng)過一定溫度的堅(jiān)膜處理,如下圖所示.光刻膠ITO膜玻璃基板(7) 堅(jiān)膜 將玻璃再經(jīng)一次高溫處理,使光刻膠膜更加堅(jiān)固.顯影效果圖17.(8) 蝕刻用適當(dāng)?shù)乃峥桃簩o(wú)光刻膠覆蓋的ITO膜腐蝕掉,這樣就得到了所需求的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玻璃上構(gòu)成與菲林圖形完全一致的IT

9、O圖形,如下圖所示.ITO膜玻璃基板蝕刻效果圖去膜效果圖18.(10) 清洗枯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(zhì).工藝流程圖中的TOP涂布工藝是特殊流程,普通的TN及STN產(chǎn)品,不要求經(jīng)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(qū)與非蝕刻區(qū)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(tài)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(chǎn)品要求有TOP涂布工藝制程.19.3.2.2 定向陳列本階段是將蝕刻後的ITO玻璃外表涂定向?qū)?並用特定的方法對(duì)定向?qū)舆M(jìn)行處理,以使液晶分子能在定向?qū)油獗硌靥囟ǚ较?/p>

10、扭曲,這是LCD生產(chǎn)的特有工藝.(1) 涂定向劑用一定的方法,將有機(jī)高分子定向資料涂在玻璃外表.即在ITO玻璃上的適當(dāng)位置涂一層均勻的定向?qū)?同時(shí)對(duì)定向?qū)幼龉袒幚?如下圖所示.20.(2) 固化通過高溫處理使定向?qū)庸袒?(3)定向摩擦用絨佈類資料以特定的方向摩擦定向?qū)油獗?以使液晶分子將來能沿著定向?qū)拥哪Σ练较蜿惲?(4)清洗定向摩擦後玻璃上會(huì)留下絨佈線等污染物,需求采取特殊的清洗步驟來消除污染物.ITO膜玻璃基板取向?qū)油咳∠驅(qū)?1.3.2.3 空盒制造本階段包括工藝流程圖中把兩片導(dǎo)電玻璃對(duì)疊,利用封邊資料貼合起來並固化,制成間隙為特定厚度的玻璃盒.制盒技術(shù)是制造LCD的最關(guān)鍵技術(shù)之一.(1

11、) 絲印邊框及銀點(diǎn)將封邊資料(封框膠)用絲網(wǎng)印刷的方法分別對(duì)上板和下板玻璃印上邊框膠和導(dǎo)電膠.(2) 噴襯墊料在下玻璃均勻分佈支撐資料.將一定尺寸的襯墊料均勻爭(zhēng)散在玻璃外表,制盒時(shí)就靠這些襯墊料保證一定的盒厚.22.(3) 對(duì)位壓合按對(duì)位標(biāo)記將上下玻璃對(duì)位粘合,將對(duì)應(yīng)的兩片玻璃面用封邊資料粘合起來.(4) 固化在高溫下使封邊資料固化.固化時(shí)一定在上下玻璃上加上一定的壓力,以使盒厚堅(jiān)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(nèi),並將開口封堵,這樣液晶盒就根本制成了.23.(1) 切割與裂片通常一對(duì)ITO玻璃可以制造多個(gè)液晶盒,為了把LCD開口顯露來,必須把玻璃適當(dāng)切割成粒狀.(2) 灌注液晶普通用專門的液晶灌注機(jī)在真空的狀態(tài)下將液晶注入LCD盒內(nèi).(3) 封口用封口資料(如封口樹脂)將灌完液晶盒開口堵起來.24.(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(dāng)加溫一段時(shí)間的辦法使液晶分子按摩擦方向整齊排佈.3.2.5 廢品檢測(cè)及包裝這一階段是LCD生產(chǎn)的最後一個(gè)階段,包括廢品檢測(cè)貼偏光片和包裝等.25.(1) 光臺(tái)檢驗(yàn)?zāi)恳暀z測(cè),將不合格品剔出.在光臺(tái)下檢查液晶盒外觀質(zhì)量,外觀正品交下道工序.(2) 電測(cè)圖形檢驗(yàn)加電狀態(tài)下檢查液晶屏的顯示圖形.(3) 貼偏