lcd工艺流程及显示原理

按一下以編輯母片標題樣式,*,*,按一下以編輯母片,第二層,第三層,第四層,第五層,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,的主要產品,特征,-,4,3. LCD的優缺點及應用對比 - 5,二、LCD的顯示原理-6,1.LCD的構造-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.工藝流程簡介-12-26,2,一,、,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（,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 nematic,）,液晶顯示器。,FSTN,：,補償膜超扭曲向列型,(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主要產品特征,類型,扭曲角,顯示模式,TN,Twist 90,Postive :白底黑字,Negative:黑底白字,HTN,Twist 100,-120,Postive :白底黑字,Negative:黑底白字,STN,Twist 180,-270,Postive :黃綠底黑字(Y-G mode),灰底藍紫字(Gray mode),Negative:藍底白字(Blue mode),FSTN,Twist 180,-270,Postive :白底黑字,Negative:黑底白字,4,1.3 LCD的優缺點及應用對比,類別,TN,HTN,STN,FSTN,優點,1.價格便宜,1.視角範圍比TN寬,1.視角範圍寬,1.具有STN的,所有優點,2.應用范圍廣,2.較容易生產,2.顯示模式多樣化,3.容易生產,3.價格較便宜,3.實用範圍廣,2.底色較好,4.黑白顯示效果,最好,4.可實現多路驅動,顯示信息量大,缺點,1.視角範圍較窄,1.對比度差,1.制造工藝復雜,難度,較大,1.具有STN,缺點,2.顯示模式單一,2.顯示效果一般,2.對原材料要求高,2.成本比STN,更高,3.只適用於低路,數驅動,高驅動,對比度差,3.不適合製造高驅,動LCD,對比度差.,3.良率低,成本高,適用範圍,計算器/,電子表/電話機/游戲機等較低檔的家用電子產品,一般儀器/儀表,較高檔的儀器/儀表/漢顯機/記事本等,同STN,5,二LCD 顯示原理,2.1 LCD基本構造,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,7,2.3偏光板 + 液晶+IC之顯像原理LCD 光開關,8,2.4 LCD顯示原理圖(如下圖),9,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).,10,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,3.1 LCD產品制作工藝流程圖,11,後制程,切割,裂片,灌注液晶,封口,固化,特殊制程,電測,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,12,3.2 LCD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,13,3.2.1 ITO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.,14,(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,15,(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,16,(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,17,(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,18,(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.,19,3.2.2 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.,20,(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,21,3.2.3 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.,22,(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.,23,(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.,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.,25,(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下偏光片,這樣一個完整的LCD就製成了.,(4) 消泡,用特殊的工具將液晶盒上貼的偏光片壓一下,以消除偏光片與璃璃之間的氣泡.,26,(5) 外觀檢驗,對液晶盒進行外觀檢查,並對一些情況做處置.,(6) 上針腳或熱壓紙,對用戶有上針腳或熱壓紙的產品時,安裝適當的金屬電極針腳或熱壓紙.,(7) 終驗,按出廠檢驗標準,對成品進行檢驗把關.,27,謝謝您!,28,