LCD(液晶显示器)工艺流程

工艺流程

一、LCD 显示基本结构和原理： 一

般

TN

型

液

晶

显

示

器

结

构

如

图

所

示

。

1、偏光片：偏光片有一个固定的偏光轴。偏光片的作用是只允许振动方向与其偏光轴方向相同的光通过，而振动方向与偏光轴垂直的光将被其吸收。这样，当自然光通过液晶盒的入射偏光片（称为起偏器）后，只剩下振动方向与起偏器偏光轴相同的光，即成为线性偏振光。

2、ITO 玻璃：在平整的玻璃基板上镀了一层氧化铟锡层。

3、液晶：具有类似晶体的各向异性的液态物质。

4、取向层：液晶盒中玻璃片内侧的整个显示区覆盖着一层有机物聚酰亚胺取向薄层，这个取向层经用毛绒布定向摩擦，在薄层上会形成数纳米宽的细沟槽，从而会使长棒型的液晶分子沿沟槽平行排列。而上下两片玻璃的取向层是相互垂直的。故在液晶层中间的液晶分子是逐渐扭曲的。 扭曲向列相液晶显示的工作原理 如下图：

排列盒

无外加电压（

）

排列盒

有外加电压（）

上图表示了在正交偏光片之间设置TN 排列液晶盒时的电光效应，在这种情况下，自然光经过偏光片（检偏）后出射垂直振动方向的偏振光，经过90度扭曲时，偏振方向亦顺着液晶旋转了90度。故无外加电压时光能透过，图5-2-2（a ），而在施加一定电压时，由于液晶分子发生了偏转，分子长轴方向与电场方向一致,光的

旋光性消失，光被遮断，图5-2-2（b）。如果把电极制作成图形，即实现了显示。

但如果在平行偏光片之间设置TN排列液晶盒，则光的透过与遮断关系就恰好与上述情形相反。这种TN效应已成为目前正在广泛普及的TN型液晶显示元件的工作原理并获得实际应用，可以用于实现白色背景上黑色图案或者黑色背景上白色图案的显示。

二、工艺流程简介：

液晶显示器主要由ITO导电玻璃、液晶、偏光片、封接材料（边框胶）、导电胶、取向层、衬垫料等组成。液晶显示器制造工艺流程就是这些材料的加工和组合过程。

液晶显示器制造全部过程大体分为40多道工序，其中实际TN-LCD制程有20多道工序。实际STN-LCD制程有30多道工序。有些工序是特殊制程，只当客户有特殊要求才实施。这些工序又可分为ITO图形刻蚀（光刻）、取向排列、空盒制作、液晶灌注和成品检测与包装五个阶段。下面按顺序具体介绍液晶显示器的制造过程。

1、ITO图形刻蚀（光刻）：

本阶段是在导电玻璃上刻蚀出显示所需要的ITO电极图形。在流程图上它包括的工艺步骤是①~②。

①ITO玻璃投入（GRADING）

根据产品要求，选择合适的ITO玻璃装入传递篮具中，它要求ITO玻璃的规格型号符合产品要求。装篮要切记ITO层面一定朝上插入篮具中，如图1所示。

ITO膜

玻璃基板

图1 ITO玻璃结构图

②玻璃清洗与干燥（CLEANING）

工序的第一步是将符合后产规格的ITO玻璃用清洗剂、去离子水（DI水）等清洗干净，并用物理或化学的方法将ITO玻璃表面的杂质、油污洗净，然后把水除去并干燥，保证下道工序的加工质量。

③涂光刻胶（PR COAT）

在洁净的ITO玻璃的导电层表面上均匀涂上一层光刻胶。涂过胶的玻璃要在一定温度下做预烘处理，如图2所示。

光刻胶

ITO膜

玻璃基板

图2 ITO玻璃上涂光刻胶

④前烘（PREBAKE）

在一定的温度下将涂有光刻胶的玻璃烘一段时间，以使光刻胶中溶剂挥发，增加与玻璃表面的粘附性。

⑤曝光（EXPOSURE）

有紫外光通过预先制作好的电极图形掩模版照射光刻胶表面，使被照部分的光刻胶层发生反应。在涂有光刻胶的玻璃上覆盖光刻掩模版，在紫外光灯下对光刻胶进行选择曝光，如图3所示。

图3 曝光示意图

⑥显影（DEVELOP）

用显影液处理玻璃表面，将经过光照分解的光刻胶层（正性胶）除去，保留未曝光部分的光刻胶层。用化学方法使受UV光照射部分的光刻胶溶于显影液中。显影后的玻璃要经过一定温度的坚膜处理，如图4所示。

光刻胶

ITO膜

玻璃基板

图4显影效果图

⑦坚膜（MAIN CURE）

将玻璃再经一次高温处理，使光刻胶膜更加坚固。

⑧刻蚀（ETCHING）

用适当的酸刻液将无光刻胶覆盖的ITO膜腐蚀掉，这样就得到了所需要的ITO电极图形，如图5所示。

⑨去膜（STRIP CLEAN）

光刻胶

ITO膜

玻璃基板

图5刻蚀效果图

用高浓度（NaOH）作脱膜液，将玻璃上剩余的光刻胶剥离掉，使ITO玻璃上形成与光刻掩模版图形完全一致的ITO图形，如图6所示。

ITO膜

玻璃基板

图6剥离效果图

⑩清洗干燥（CLEAN）

用高纯水冲洗玻璃上剩余的碱液、残留光刻胶和其他杂质。

2、取向排列

本阶段过程是在刻蚀后的ITO玻璃表面涂敷取向层，并用特定的方法对取向层进行处理，以使液晶分子能在取向层表面沿特定方向取向，这是液晶显示器生产的特有技术。

①涂取向剂（PI PRINT）

用一定的方法，将有机高分子取向材料涂在玻璃表面。即采用选择涂覆的方法，在ITO玻璃上的适当位置涂一层均匀的取向层。同时对取向层做固化处理，如图7所示。

取向层

ITO膜

玻璃基板

图7涂取向层

②固化（MAIN CURE）

通过高温处理使取向层固化。

③取向摩擦（RUBBING）

用绒布类材料以特定的方向摩擦取向层表面，以使液晶分子将来能沿着这个方向排列。根据产品要求，在玻璃的取向层上按一定方向摩擦，使成盒后的液晶分子沿取向层的摩擦方向排列。

3、空盒制作

本分阶段是将两片导电玻璃对叠，利用封接材料贴合起来并固化，制成间隙为特定厚度的玻璃盒。制盒技术是制造液晶显示器的最关键技术之一。

①丝印边框及银点（SEAL/SHORT PRINTING）

将封接材料（封框胶）用丝网印刷的方法分别对上板和下板玻璃印上边框胶和导电胶。