LCD基本知识课件

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,基本,知识,1,内 容,一、,LCD,三大主材,二、,LCD,的顯示原理,三、,LCD,工藝流程,2,一、,LCD,的三大主要材料为,：,导电玻璃、液晶、偏光片,1,、导电玻璃,导电玻璃，是在普通玻璃（无钠硼硅玻璃）的一个表面镀有透明导电膜的璃。最常用的导电玻璃是氧化铟锡玻璃，通常简称为,ITO,玻璃,.,导电玻璃参数,透光率,在可见光范围内的透光率在,80%,以上。,ITO,玻璃的透光率影响因素有,:,玻璃材料、,ITO,厚度、折射率,.,备注：,ITO,膜厚度,2502000,埃（,1,埃,=10-10,米）,ITO,膜,玻璃衬底,一,LCD,三大主材,3,方阻值,ITO,膜导电性能采用的指标是方块电阻，用,R,表示。,R,与,ITO,的体电阻率及,ITO,膜厚有关；,为导电膜的体电阻率,d,为膜厚,式中，,R,单位为：,(/),；,方块电阻通常用四探针测试仪来测定，一般有,15,、,20,、,30,、,60,、,80,、,100,、,180,欧姆等。,平整度,平整度是指玻璃表面在一定范围内的起伏程度,；,平整度可用,h/L,表示,为在长度,L,的范围内,表面最高点与最低点的差值为,h.,如图所示：,R,=,d,4,ITO,玻璃基板平整度直接影响着液晶显示器的质量，对,STN,液晶显示器的影响更大。一般,TN LCD,用玻璃要求平整度小于,0.5um/20mm,，,STN LCD,用玻璃要求平整度小于,0.05um/20mm,。,机械性能、化学抗蚀与抗热性能,导电玻璃整体要有足够的机械强度，易于生产。,ITO,膜能抗强碱，易被酸腐蚀。温度升高，面电阻增大,L,h,玻璃表面,5,2,、液晶,液晶为一种新的物理相态。在,1888,年由奥地利科学家,Friedrich Reinitzer,发现的。加热到晶体熔化时，变化成了乳白色混浊液体，继续加热乳白色液体则变成完全透明的液体，降温过程中此现象也同样出现。用偏光显微镜观察乳白色液体与一般的液体不同，呈现光学各向异性，即物体内分子有一定程度的有序排列，这与传统的固体、液体概念不同，被定义为液晶。,液晶的技术参数,相变温度（,Tsn/Tni,）,阈值电压,Vth,体积电阻率,(.CM),手性剂,C (dopant),粘度,(CP.S),陡度（,STEEPNESS,）,Vst/Vth,双折射率差,N,介电系数,弹性系数（,K11K22K33),螺距,P,6,3,、偏光片,偏光片结构,透射型、半透射型及全反射型为最常见的三种偏光片类型，另还有位相差补偿型及普通,TFT,片等。,离型膜,Release film,感压胶,Adhesive,TAC,PVA,TAC,保护膜,Protection film,透射型,保护膜,Protection film,半透膜,Transflective film,感压胶,Adhesive,TAC,PVA,TAC,感压胶,Adhesive,离型膜,Release film,半透射型,反射膜,感压胶,Adhesive,TAC,PVA,TAC,感压胶,Adhesive,离型膜,Release film,反射射型,7,PVA:,PVA,膜是一种高分子聚合物，用各类具有二向色性的有机染料进行染色，同时在一定的湿度和温度条件下进行延伸，使其吸收二向色性染料形成偏振性能，在脱水、烘干后形成偏光片原膜。,TAC,：,PVA,膜具有亲水性，在湿热的环境中很快会变形、收缩、松弛、衰退、且强度很低，质脆易破，不便于使用和加工，因此在膜两边都复合上一层强度高、透光率高而又耐湿热的,TAC,膜，起保护作用。,偏光片的主要技术指标,作为,LCD,三大主要材料之一的偏光片，,LCD,的显示性能与偏光片均有很大的关系。通常偏光片的性能评价指标分为外观性能、光学性能、粘附性能、耐候性能，其它特殊性能等。,8,（,1,）颜色（外观性能）：,普通偏光片为灰色，细分为中灰和蓝灰。但随着,LCD,品种的多样化，相应需求的彩色偏光片也相继出现，目前最常用的为紫色，其它还有蓝色、黄色、红色等多种颜色的偏光片。,（,2,）有效厚度（外观性能）,：,指偏光片的总厚度，包括基片厚度，胶厚度和保护膜厚度。,（,4,）透光率和透射光谱（光学性能）：,透光率,T=Iout/Iin,其中,Iout,Iin,分别为透过偏光片的光强和入射偏光片的光强，理想情况下，垂直偏光轴方向振动的光被完全吸收，相当于光的一半通过，即,T=50%,，通常分单体透光率，平行透光率和直交透光率。透射光谱：,LCD,要求偏光片在整个可见光范围内的透光率是均匀的，即透光光谱曲线要平直，否则出射的光会带有颜色，影响显示效果。,（,3,）偏光度（光学性能）：,偏光度也称为偏振率，其定义为：,P=,（,I,平行,-I,垂直）,/,（,I,平行,+I,垂直）,100%,，式中,I,平行，,I,垂直分别是自然光经偏光片后，振动方向沿偏光片偏光轴和垂直偏光轴方向上透射光光强。理想情况下,I,垂直,=0,，此时,P=1,，偏振率为,100%,9,（,5,）色相（光学性能）：,指偏光片颜色所对应的色坐标值（,NBS,），通常以三个参数值来表示：,a,b,L,值。,（,6,）耐高温（耐候性能）,耐高温是指偏光片在一定烘烤温度下的外观性能、光学性能及粘附性的稳定性，目前根据偏光片的技术等级，主要分为以下三个等级（普通型、中耐久型、高耐久型）,（,7,）耐湿热（耐候性能）,耐湿热技术指标是指偏光片在恒温恒湿条件下外观性能、光学性能及粘附性能的稳定性，它也通常分为三个技术等级,（普通型、中耐久型、高耐久型）,10,二,LCD,顯示原理,2.1 LCD,基本構造,11,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,12,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,處于非顯示態,(,非選擇態,).,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,處于顯示態,(,選擇態,).,13,偏光片,光,LCD,盒体,LCD,盒体,偏光片,施加电压,当上下偏光片吸光轴相互垂直时，若未施加电压，光线可通过呈现,亮态,。,当施加电压时，光线被完全阻挡呈现,暗态,。,14,ITO,玻璃投入,玻璃清洗與干燥,涂光刻膠,預烘,曝光,去膜,蝕刻,堅膜,顯影,TOP,涂佈,UV,烘烤,固化,清洗,涂取向劑,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,15,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,16,3.2 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,17,3.2.1 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,.,18,(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,.,(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,.,ITO,膜,光刻膠,玻璃基板,在,ITO,玻璃上涂光刻膠,19,(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,20,(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,.,(7),堅膜,將玻璃再經一次高溫處理,使光刻膠膜更加堅固,.,光刻膠,ITO,膜,玻璃基板,顯影效果圖,21,(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,.,(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,.,光刻膠,ITO,膜,玻璃基板,蝕刻效果圖,ITO,膜,玻璃基板,去膜效果圖,22,(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,.,23,3.2.2,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,.,24,(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,25,3.2.3,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,.,26,(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,