液晶顯示技術03

第3章液晶顯示器件工藝基礎液晶顯示器件的主要材料液晶顯示器件的主要工藝彩色濾色膜主要介紹主要材料、重點介紹主要工藝。3.1液晶顯示器件的主要材料主要材料：指液晶顯示器（LCD）生產以后，產品中所保留的原材料，主要包括液晶、ITO玻璃、偏光片、PI液、SiO2、絲印膠（印框膠）、導電膠、UV定位膠、封口膠、玻璃纖維、Ni粉、Au粉、塑料墊片、金屬引腳等。通常所講的液晶顯示器件的3大主要材料為：液晶、ITO玻璃和偏光片。制作液晶顯示器的輔助材料：是指產品生產過程中使用而最終產品中不存在的原材料，主要包括光刻膠及其稀釋劑、PI稀釋劑、NMP、BC液、SiO2

稀釋劑、摩擦布、異丙醇、乙醇、丙醇、清洗劑、酸、堿等。本節(jié)重點介紹液晶材料、液晶顯示用平板玻璃、透明導電玻璃、偏光片。3.1.1液晶材料1.對液晶材料的要求共同要求：（1）在使用和存儲的溫度環(huán)境下都表現(xiàn)為液晶相。（2）具有優(yōu)良的化學穩(wěn)定性、光化學穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性，使用壽命長。（3）黏度低，具有優(yōu)良的響應特性。液晶是靠在外場作用下分子的平移或轉動來實現(xiàn)各種功能的。黏度大小直接影響分子的運動速度，也影響了器件的響應速度。（4）介電各向異性大，適于低電壓工作。（5）雙折射率大小適合于顯示對比度的增加。在利用雙折射干涉光的液晶顯示器件中，總是要求尋常光與非尋常光的光程差Δnd等于半波長或波長，這樣對比度最佳。另外Δn增加，可以減少液晶層厚度d，可以改善響應速度。（6）彈性模量均衡，適合于多路傳輸驅動。液晶作為一個彈性連續(xù)體，由于各項異性具有3種彈性常數(shù)，即展曲彈性常數(shù)、扭曲彈性常數(shù)和彎曲彈性常數(shù)，他們的數(shù)值很小。彈性常數(shù)均衡表示各種變形的應變程度均衡，有利于電光特性曲線變陡，即有利于多路傳輸驅動。（7）分子排列有序度高。由于熱運動，單個液晶分子長軸的方向與液晶的指向矢不可能完成一致，有序度高，顯示器件的對比度好。2.熱致液晶分子的結構和性質實際使用的都是由多種液晶單體按一定比例調制成的混合液晶。這些混合液晶的物理、化學特性（如熔點、清亮點、Δn、Δε等）都是混合液晶體系中所有組分物理、化學特性的綜合體現(xiàn)。液晶的性質是由液晶分子的化學結構決定的。液晶分子的結構可以簡單表示為：

X、Y稱為末端基團，常見的末端基團有R-（烷基）、RO-（烷氧基）、-CN（氰基）、-F、-CF3等；A稱為連接基團，常見的連接基團有-CH2CH2-、-COO-、-CC-等；B、B‘稱為環(huán)體系，顯示用液晶材料的環(huán)體系大多為六元環(huán)；Z、Z’稱為側向基團。參考資料:張文固博士-平面顯示器技術XAYB’BZZ’堅硬部

柔軟部分縫隙部末端部剛性部縫隙部末端部縫隙部末端部剛性部縫隙部末端部縫隙部剛性部縫隙部末端部末端部縫隙部剛性部縫隙部末端部堅硬部末端部縫隙部剛性部縫隙部末端部

柔軟部分堅硬部末端部縫隙部剛性部縫隙部末端部剛性部末端部縫隙部剛性部末端部末端部縫隙部剛性部末端部

柔軟部分末端部縫隙部剛性部末端部

柔軟部分末端部縫隙部

柔軟部分末端部剛性部縫隙部

柔軟部分末端部末端部剛性部縫隙部

柔軟部分末端部2.1、液晶分子的化學結構和要求一般認為要呈現(xiàn)液晶相，化合物的分子結構必須滿足下述要求：1)幾何形狀上，液晶分子應是各向異性的，分子的長度與直徑之比L/D必須大于4。2)液晶分子的長軸不易彎曲，要有一定的剛性。因此常在分子的中央部位引進雙鍵或三鍵，形成共軛體系，得到剛性的線形結構，或者使分子保持反式結構，以獲得線形結構。3)分子末端含有極性或可極化的基團。通過分子間電性力、色散力的作用，使分子保持取向有序。分子的幾何形狀是液晶的必要條件。為使液晶分子長度比寬度人許多倍而成為棒狀分子，合成時總是采用合適的化合物。反式構型也可以使分子呈線形結構，呈現(xiàn)液晶狀態(tài)。順式構型分子呈彎曲態(tài)，沒有液晶相出現(xiàn)。片狀分子不利于液晶態(tài)的形成，因此，只有極少數(shù)的化合物能形成單變液晶。如果擴大中心部分成為剛性盤狀或橢圓狀核心，再同與之相適應的柔性側鏈匹配，也可使其緊密堆登起來形成新的盤狀液晶。這些盤狀分子二維有序，呈現(xiàn)向列相、膽甾相、柱狀相，但是沒有近晶相。中心橋鍵是構成液晶的重要條件，但無中心橋鍵也能構成液晶。液晶分子中所含的環(huán)，可以是苯環(huán)、酯環(huán)、雜環(huán)和稠環(huán)。末端基團也是構成液晶不可缺少的部分，它是柔軟易彎曲的基團。2.2、液晶分子的化學結構和性質的關系液晶的性質，包括穩(wěn)定性、相變規(guī)律性，都取決于液晶分子結構。研究兩者的關系，對新型液晶材料合成和應用都有意義。液晶分子的化學結構對液晶穩(wěn)定性，包括化學穩(wěn)定性、電化學穩(wěn)定性、光化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性都有明顯的影響，液晶相特征呈現(xiàn)近晶相還是向列相、是單變還是互變相態(tài)，以及介晶相溫度區(qū)間大小，也與某些結構因素有著規(guī)律性的關系。液晶分子的各種物理、化學性質完全是由這些基團和這些基團之間的相互作用決定的，因而改善液晶分子的性能，實際上就是改變液晶分子結構中某個基團的屬性。（1）末端基團末端基團不但影響到液晶分子的相行為和相結構，而且影響到液晶分子的其他物理性質，如彈性常數(shù)比（K33/K11）、介電各向異性等。一般液晶分子的兩個末端基團中，大多有一個是正烷基。隨著烷基鏈的增長，液晶由向列想轉變?yōu)榻?，因而在顯示用液晶材料中，碳原子數(shù)一般不超過6個。此外，烷基鏈的長度也影響到向列相液晶的彈性常數(shù)比。烷基鏈較長時，彈性常數(shù)比較小，有利于TN顯示；反之，彈性常數(shù)比較大，對STN顯示有利。當分子一端為烷基時，另一端末端基團結構的變化將影響到液晶分子的性質，這主要是由于分子內共軛程度的變化影響到分子極性的緣故。（2）環(huán)體系從理論上說，任何環(huán)體系都應具有線性構型，但是實際上，只有少量的五元環(huán)和六元環(huán)可以使用，在某些情況下，很難得到正確的取代模式來形成線性分子，在其它一些情況下，環(huán)體系有利于形成結晶相，能夠形成熔點非常高的材料。在環(huán)己烷中，只有反式1,4-取代構型才能形成液晶相。環(huán)體系不但影響液晶的穩(wěn)定性，而且也影響介電各向異性Δε

、雙折射Δn

、彈性常數(shù)和粘度等。

常見的環(huán)體系有：等。環(huán)體系對液晶性質有明顯的影響，下面將各種環(huán)體系直接連接到4-氰基苯基基團上來比較一些重要的物理性質。（3）連接基團環(huán)體系之間的連接基團A主要用來增大分子長和寬的比，連接基團所含的原子數(shù)一般為2個或2的倍數(shù)，它除了影響到液晶分子的極性和柔韌性外，對液晶的Δε、Δn和黏度等特性也有不同程度的影響。最低的黏度：-CH2CH2-最大黏度：-OOC-、其他：-COO-，-CH2O-黏度相同連接基團大多有兩個原子組成，如-CC-，也有多原子基團（2N)個，作為連接基團的。（4.）側向基團在大多數(shù)情況下，任何一種側向取代基都將使分子變寬，從而降低了側向吸引力，進而降低了向列相和近晶相的熱穩(wěn)定性。取代基的性質、極性和大小影響液晶的性質，而且取代基團的位置也明顯地影響液晶的性質。常見的側向基團有：-R、-CN、-F等。當側向取代基是氰基時，使材料產生負的介電各向異性（在要求/要小的TN、ECB和STN顯示中很有用）。由于側向取代氰基體積都是相對大的，因而大大地降低了液晶相存在的溫度范圍。3.液晶分子結構和液晶物理性質的關系對于液晶材料的研制，一方面要測定液晶的物理參量，如介電常數(shù)、折射率、黏度、彈性常數(shù)、有序參量等物理量；另一方面又用X射線衍射、紅外、紫外、質譜、核磁共振等儀器測定液晶分子的結構，解釋液晶分子結構和物理參量之間的內在關系。（1）介電各向異性（Δε）液晶的介電各向異性是決定液晶分子在電場中行為的主要參量，Meier于1975年推導出表達式：式中：ε1——平行于分子軸方向上的介電常數(shù)；

ε2——垂直于分子軸方向上的介電常數(shù)；

△ε——介電各向異性參數(shù)；

μ——永久偶極矩；

s——有序參數(shù)；

κ——玻耳茲曼常量；

T——熱力學溫度（K）；

h，F(xiàn)——惰性場的因子；

β——永久偶極矩和分子長軸之間的夾角；

N——單位體積中的分子數(shù)（mol/c㎡）；

△α——極化各向異性，△α=α1-α2。討論：（a）永久偶極矩μ對液晶介電各向異性值Δε的影響：沿分子軸含有強偶極矩的液晶分子都具有比較大的Δε，一般為10-20；如果液晶分子結構中不含永久偶極矩，Δε主要取決于分子的極化度，只有1-2；當液晶分子含有兩個以上偶極矩時，Δε取決于分子中偶極矩的矢量和，同向時大，反向時小。（b）β值對液晶介電各向異性的影響液晶分子長軸與偶極矩之間的夾角β值的大小決定著液晶分子介電各向異性的正、負。（c）極化度對液晶介電各向異性的影響在向列液晶的典型分子結構中，總是含有各種苯環(huán)，他們在電場作用下極易變形，所以沿分子軸方向的極化度大于垂直方向上的極化度，因此Δε>0。（d）π電子體系對液晶介電各向異性的影響所謂π電子體系是指分子中原子之間共價鍵的結合不是沿著各自的電子云運動對稱軸重疊，而是兩個原子中電子軌道從側門重疊。苯環(huán)含有共軛π電子體系，在外電場作用下極易變形，所以Δε大。若在分子結構中用環(huán)乙烷代替苯環(huán)，π電子體系減少，極化度變弱，是Δε從十幾降到3左右。(2)導電各向異性

一般熱致液晶均為非離子結構，它的導電率總是很低，σ<10-11(Ω.cm）-1.液晶導電各向異性可以用………描述：在向列相液晶中離子沿分子軸方向的運動比垂直分子軸方向運動要容易的多，所以向列相液晶總有σ∥／σ⊥>1.在近晶相液晶中，離子運動在分子層隙間比較容易，所以σ∥／σ⊥

<1.在液晶加熱過程中，經常用σ∥／σ⊥值來判斷是否發(fā)生了相變。但是導電各向異性隨溫度的增加而迅速降低，到清亮點降為零。由于液晶顯示器件多工作于電場驅動方式，為了降低功率損耗，要求σ越小越好，對Δσ并不在意。（3）黏度與分子結構的關系

黏度大小直接決定著液晶顯示器件的響應特性，是一個十分重要的物理參量，盡管存在著不同的黏度系數(shù)，然而對于向列相液晶通常只用體積黏度描述，它與活化能（E）和溫度有關：式中，k為常數(shù)。當溫度下降時，η急劇變大。在相同溫度下，具有低活化能的液晶材料粘度系數(shù)低，并且黏度隨溫度的變化也小。（4）雙折射與分子結構的關系對于工作在雙折射干涉光模式的液晶顯示器件，液晶雙折射特性是關鍵參數(shù)。折射率收到液晶分子結構的極化度、中心橋鍵和π電子體系的影響。（5）彈性常數(shù)與分子結構的關系液晶的3個彈性常數(shù)：展曲彈性常數(shù)k11，扭曲彈性常數(shù)k22，彎曲彈性常數(shù)k33。最關注：k33/k11，這個比值越小，液晶的電光特性曲線越陡，多路驅動特性越好。引入側向基團，使液晶變寬，k11變小，k33變化不大；能增加液晶分子剛度的因素大都使k33/k11變??；末端烷基鏈長增加，使分子間滑動困難，k33/k11變小；含有氰基（-CN），k33/k11較??；用環(huán)乙烷、環(huán)辛烷、雙環(huán)乙烷代替苯環(huán)，均導致k33/k11降低。（6）有序參量S與分子結構的關系根據(jù)研究，能增加液晶分子剛度和減少極化各向異性的因素，都能增加液晶的有序參量。（7）液晶材料的物理性質與顯示技術的關系液晶顯示器件的參數(shù)不等于液晶材料的物理參數(shù)，他們之間又是密切相關的。往往是器件的一個參數(shù)與數(shù)個液晶材料參數(shù)有關，反之，一個物理參數(shù)會影響到器件的多個參數(shù)。4.實用液晶材料簡介5.液晶的使用液晶灌注的原理是將液晶經真空脫氣處理，利用毛細作用和氣壓差的作用將液晶注入液晶盒。存儲和使用注意事項：（1）密閉、避光保存；（2）液晶配置時，應將所使用容器及工具用丙酮清洗干凈；（3）也液晶種類較多，配置好的液晶，液晶型號、配比、配制時間及配置人等應標記清楚；（4）液晶灌注剩余的液晶放在潔凈柜中。3.1.2透明導電玻璃1.透明導電玻璃的結構導電玻璃：是指在普通玻璃的一個表妹鍍有透明導電膜的玻璃。這種玻璃除了用于液晶顯示器外，還用于其他平板器件的制造。其他應用：電子照相、靜電復印顯示電極材料防靜電、防電磁屏蔽面發(fā)熱體光記錄、磁記錄終端設備最常用的導電玻璃是氧化銦錫玻璃，通常簡稱為ITO玻璃。根據(jù)用途，襯底玻璃的不同，ITO玻璃可分為三種結構：玻璃材料為鈉鈣玻璃，這種玻璃襯底與ITO層之間要求有一層二氧化硅（SiO2）阻擋層，其作用是阻擋玻璃中的鈉離子的滲透，以防止對器件性能產生影響。玻璃襯底用無鈉硼硅玻璃，ITO層結構就可以不必存在SiO2層。ITO膜玻璃襯底ITO膜玻璃襯底SiO2ITO膜玻璃襯底SiO2ITO膜玻璃襯底SiO2常用ITO膜材料比較SnO2是最早實用化的透明導電薄膜。In2O3膜屬于氧化物半導體透明導電薄膜。In2O3直接躍遷的吸收端位于330nm處，而間接吸收端位于473nm處，因此在可見光范圍的短波長端產生弱吸收。In2O3比SnO2具有更好的透光性和導電性，利用光刻法易于對透明導電薄膜刻蝕圖形。最常用的導電玻璃是氧化銦錫玻璃，是綜合性能最優(yōu)異的透明導電電極。氧化鋅薄膜是當前最具開發(fā)前景的透明導電薄膜材料。LCD制造用的ITO導電玻璃參數(shù)厚度：0.5-1.1mm面積：14in*14in（300nm*300nm，或360nm*300nm）SiO2阻擋層厚度：200-500埃ITO層厚：250-2000埃SiO2絕緣層厚：500-1000埃ITO膜玻璃襯底SiO2ITO膜玻璃襯底SiO22.透明導電玻璃的制作過程（1）透明導電玻璃的制作工藝在玻璃襯底上制備透明導電薄膜的方法：噴霧法、涂覆法、浸漬法、化學氣相沉積法、真空蒸發(fā)法、濺射法等。鍍膜玻璃的真空陰極磁控濺射鍍膜法，是將玻璃置于真空室中，在真空室內通入反應性氣體，當對濺射陰極通電時，在電場的作用下，從陽極表面發(fā)射出電子，電子在電場的加速下能量迅速提高，高能電子將與陰極表面區(qū)域的空間的氣體分子相碰撞，使氣體分子電離，帶正電的粒子在電場的加速下，高速向陰極表面撞擊，將金屬粒子擊出，同時由于粒子碰撞靶表面產生大量二次電子，電子又在電場的加速下成為高能電子，從而維持這種導常輝光放電。其中，被帶正電的粒子從靶表面出的金屬粒子，會沉積在玻璃上，形成薄膜。采用這種方法，可以進行多層膜的生產，可形成的材料極多。絕大部分的金屬和無機非金屬均可成膜。當前工業(yè)最有效的方法：磁控濺射法。磁控陰極濺射的原理：在陰極內部裝有永久磁鐵或電磁鐵。磁場穿透陰極表面的金屬濺射靶，在對濺射陰極通電時，產生了一次電子，一次電子既在磁場束縛下又在電場的加速下，形成螺旋式運動軌跡，大大增加了加速時間及運動路程，提高了與空間氣體分子相碰撞的幾率和速度，從而提高了濺射沉積率。采用真空磁控濺射鍍膜法生產熱反射鍍膜玻璃，是目前國際上生產大面積鍍膜玻璃的最先進工藝方法，比傳統(tǒng)的鍍膜方法在產品質量、功能、勞動生產率、成本等方面有顯著的改進。除具有上述特點外采用真空磁控濺射鍍膜法生產熱反射鍍膜玻璃，還具有膜層牢固和均勻，化學穩(wěn)定性能好等優(yōu)點。并能獲得多種理想的光學性能和豐富的反射顏色。（2）透明導電玻璃的制作流程液晶及其他平板顯示器用的ITO一般都采用直流反應磁控濺射法。大規(guī)模制作流程：磨邊→切角→拋光→清洗→SiO2濺射→ITO清洗→檢驗→包裝大型中頻雙靶反應濺射制備二氧化硅膜與氧化銦錫膜在線聯(lián)鍍裝置3.透明導電玻璃的主要技術指標（1）透光率好在可見光范圍內的透光率在80%以上。ITO玻璃的透光率影響因素:玻璃材料、ITO厚度、折射率。測試儀器：光度計。（2）面電阻ITO膜導電性能采用的指標是方塊電阻，用R□表示。R□與ITO的體電阻率及ITO膜厚有關。下圖是電流平行經過ITO膜層的情形。圖中，d為膜厚；I為電流；L1為膜層在電流方向上的長度；L2為膜層在垂直電流方向的長度。

當電流流過上圖所示的方形導電膜層時，該層的電阻為：

式中，ρ為導電膜的體電阻率。對于給定的膜厚層，ρ和d可以認為是不變的定值，當L1=L2時，即為正方形的膜層，無論方塊大小如何，其電阻均為定值ρ/d，這就是方塊電阻的定義，即式中，Rs（R□）單位為：(Ω/□)。

方塊電阻通常用四探針測試儀來測定。

目前在高檔液晶顯示器中所用的ITO玻璃，其R□最好可達到10Ω/□,膜厚為1000-2000埃。一般低檔TN產品用ITO玻璃R□為100-300Ω/□,膜厚為200-300埃。由于透明導電薄膜是兼?zhèn)渫腹庑院蛯щ娦缘囊活愄厥鈱щ姳∧?，因此對其性能常用性能指?shù)FTC來評價，式中，T是薄膜透光率，Rs為薄膜方塊電阻值。（3）平整度好平整度是指玻璃表面在一定范圍內的起伏程度。平整度可用h/L表示,為在長度L的范圍內,表面最高點與最低點的差值為h.如圖所示：平整度參數(shù)包括：玻璃表面粗糙度、基板表面波紋度、基板翹曲度、基板平行度、ITO膜表面粗糙度和ITO玻璃基板平整度、膜厚與膜厚均勻度。Lh玻璃表面ITO玻璃基板平整度直接影響著液晶顯示器的質量，對STN液晶顯示器的影響更大。一般TNLCD用玻璃要求平整度小于0.5um/20mm，STNLCD用玻璃要求平整度小于0.05um/20mm。目前檢測玻璃基板平整度的方法：目測：將平晶與玻璃基板貼近，通過目測干涉條紋來定性的檢測玻璃表面；接觸檢測：用探針接觸玻璃表面，描述出表面的輪廓，其精度依賴于位移量，不可能太高，而且探針會損壞表面；非接觸檢測：一般采用電子顯微鏡和電容法等電子學方法，以及微分干涉和差分干涉等光學方法，不必接觸表面即可進行測量。（4）機械性能、化學抗蝕性能、抗熱性能導電玻璃整體要有足夠的機械強度，易于生產。ITO膜對玻璃表面的粘附力要強，不易脫落、抗劃傷能力強。

ITO膜能抗強堿，易被酸腐蝕。在液晶顯示器制造過程中就是用酸溶液將ITO膜刻蝕出特定的電極圖形。溫度升高，面電阻增大。3.1.3偏光片（偏振片）偏光片是一種產生和檢測偏振光的片狀光學功能材料。偏光片的主要作用就是使通過偏光片的自然光變成偏振光。偏光片是一種影響LCD液晶屏顯示效果的關鍵組件。1.偏光片的結構和分類時下最通用的偏光膜是蘭特在1938年所發(fā)明的H片，其制法如下：首先把一張柔軟富化學活性的透明塑料板(通常用PVA，聚乙烯醇)浸漬在I2/KI的水溶液中，幾秒之內許多碘離子擴散滲入內層的PVA，微熱后用人工或機械拉伸，直到數(shù)倍長度，PVA板變長同時也變得又窄又薄，PVA分子本來是任意角度無規(guī)則性分布的，受力拉伸后就逐漸一致地偏轉于作用力的方向，附著在PVA上的碘離子也跟隨著有方向性，形成了碘離子的長鏈。因為碘離子有很好的起偏性，它可以吸收平行于其排列方向的光束電場分量，只讓垂直方向的光束電場分量通過，利用這樣的原理就可制造偏光膜

高分子膜在經過延伸之后，通常機械性質會降低，變得易碎裂。所以在偏光基體(PVA)延伸完后，要在兩側用特定的黏合劑貼上三醋酸纖維(TAC)所組成的透明基板，一方面可做保護，一方面則可防止膜的回縮，這樣就組成了偏光片的基本結構，稱為原偏光片。此外，在基板外層可再加一層離型膜及保護膜，以方便與液晶玻璃貼合。透射型反射型PVA偏光膜壓敏膠層TAC片基保護膜TAC片基隔離膜TAC片基隔離膜壓敏膠層PVA偏光膜TAC片基反光膜偏光膜的應用范圍很廣，不但能使用在LCD做為偏光材料，亦可用于太陽眼鏡、防眩護目鏡、攝影器材之濾光鏡、汽車頭燈防眩處理及光量調整器，其它尚有偏光顯微鏡與特殊醫(yī)療用眼鏡。為了滿足輕量化及使用容易的要求，所以偏光膜的選擇以高分子二色性型為主，這型起偏材料的種類有四：

(1)金屬偏光膜

將金、銀、鐵等金屬鹽吸附在高分子薄膜上，再加以還原，使棒狀金屬有起偏的能力，現(xiàn)在已不使用這種方法生產。

(2)碘系偏光膜

PVA與碘分子所組成，為現(xiàn)今生產偏光膜最主要的方法。

(3)染料系偏光膜

將具有二色性的有機染料吸著在PVA上，并加以延伸定向，使之具有偏旋光性能。

(4)聚乙烯偏光膜

用酸為觸媒，將PVA脫水，使PVA分子中含一定量乙烯結構，再加以延伸定向，使之具有偏旋光性能。POL的主要原材料講解

講解材料名化學名稱備注PVA聚乙烯醇（石油的衍生物，無毒，可食用）1.要求有很大的延伸率。2.聚合度：1個分子中含有多少個原子數(shù)。TAC三醋酸纖維素（棉花中的短纖維＆醋酸發(fā)生化學反應）1.要求透明度極高（98%以上）。2.沒有極性：任何方向的旋轉，都能保持PVA的特性。3.燃點較低。粘合劑丙烯酸樹脂1.TN、FSTN型的產品，韓國已自主生產。2.較高檔的TFT、ColourTN型的產品，目前還是進口。補償膜1.也叫位相差膜2.沒有補償膜，只顯示黃色、綠色。3.加了補償膜，顯示黃色、綠色、藍色。54/7偏光膜制造工藝圖粘著劑TACTACPVA保護膜異型膜分切機處理拉伸及復合涂膜及復合分切檢驗包裝/出廠制品斷面圖腐蝕水洗TAC膜PVA膜保護膜異型膜2.偏光片的制備切開PROCESS工程講解PVA染色1.碘系：用碘染色，并且符合一定要求的亮度、色度、色調；優(yōu)點：偏光度高（98%以上）/缺點：不穩(wěn)定，易揮發(fā)；粘合TAC的作用之一：保護作用。2.染料系：因碘易揮發(fā)，也有少數(shù)PVA用化學染料染色，例：高亮度照射的LCD投影儀。優(yōu)點：穩(wěn)定性高/缺點：偏光度低（70%左右）。PVA延伸W1200mm*T70um→W600mm

*T20um滾輪速度：C＞B＞A；同組滾輪轉向：相向，間距遞減。PVA補色PVA第一次染色后，進行檢查，對不符合要求的再次染色。PVA干燥干燥時的溫度曲線：最高溫度80°，并且滾輪的速度要勻速、緩慢。TAC皂化用濃度3%~5%的NaOH溶液浸泡，發(fā)生水解反應，生成OH根離子，使TAC表面易與PVA粘合。POL熟化放置2~3天，使粘合劑完全干透。POL裁切整卷POL裁切時，前后各10M左右的POL廢棄，并且兩側25CM左右的POL也廢棄。AABBCCPVA-3.偏光片的主要技術指標（1）顏色普通偏光片為灰色，細分為中灰和藍灰兩種，現(xiàn)在有紅色、洋紅色、藍色、黃色、紫色、藍紫色等偏光片。（2）偏光度偏光片的偏光度，也稱為偏光片的偏光效率，其定義為式中I∥，I⊥分別是自然光經偏光片后，振動方向沿偏光片偏光軸和垂直偏光軸方向的透射光光強。

目前最好的偏光片，偏振度可達99%以上。普通偏光片要求大于85%，彩色偏光片相對較低，一般為80%。（3）顏色透光率一般分單體透光率、平行透光率和直交透光率。理想情況下，垂直偏光軸方向振動的光完全被吸收，這種情況相當于光的一半通過，即T=50%，實際偏振片的透光率值都略低于50%。為了實現(xiàn)理想的黑白顯示，一般TN型液晶顯示器用的偏光片要求整個可見光范圍內的透光率均勻，否則出射光會帶有顏色，影響顯示效果。（4）色相色相指偏光片顏色所對應的色坐標值。（5）有效厚度有效厚度指偏光板的總厚度，包括基片厚度、膠厚度和保護膜厚度。特殊性能偏光片，如防閃爍(anti-glare)、防紫外光(anti-UV)、高耐久偏光片等還有其特殊的性能指標。

4.偏光片的使用根據(jù)液晶顯示器的類型（TN型、STN型、HTN型等）、顯示模式（如正性、負性、反射式、透射式、半透半反式）、顯示顏色（如黃、綠、灰、藍、黑、白等），以及液晶盒結構選取合適的上下偏光片的型號與角度，用精密切片機按選定角度及尺寸切割偏光片，將切好的上下偏光片按要求黏合在玻璃屏上。偏光片的使用方法：輕拿輕放，不能用硬物在表面上推劃。取放時不能折疊。對等級片和邊角料片在投入生產前要進行分色篩選。貼片時，一定要讓LCD表面上殘留的清潔液完全揮發(fā)干凈后，才能貼上偏光片。偏光片的貯存方法：偏光片應貯存在室溫條件下，濕度在75%以下遮光保存；放時要求平放；供應商完整包裝偏光片按供應商標識的堆放高度和堆放位置堆放；快遞包裝的偏光片、散裝堆偏光片，堆放時每300張需單獨隔離支撐堆放。偏光片的搬運方法：偏光片搬運時要放置在搬運物最上層，高度不能超過堆放高度，并且要輕拿輕放，不能豎放，不能碰壓。3.1.4取向材料1.取向材料簡介液晶盒內直接與液晶接觸的一薄層物質被稱之為取向層，它的作用是使液晶分子按一定的方向和角度排列，這個取向層對于液晶顯示器來說是必不可少的，而且直接影響顯示性能的優(yōu)劣。液晶顯示器所用的取向材料及取向處理方法有多種，如摩擦法、斜蒸SiO2方法等等。最常用的是在玻璃表面涂覆一層有機高分子薄膜，再用絨布類材料高速摩擦來實現(xiàn)取向。這種有機高分子薄膜最常用的材料就聚酰亞胺(簡稱PI)。(1)聚酰亞胺簡介PI膜有很好的化學穩(wěn)定性，優(yōu)良的機械性能、高絕緣性、耐高溫、高介電強度、耐輻射和不可燃。聚酰亞胺優(yōu)異的性能是由其結構決定的。它通過二酐與二胺在低溫下聚合反應合成，生成聚酰胺酸(簡稱PA)，在高溫下脫水固化后(化學上是一種環(huán)化反應)，即成為聚酰亞胺。作為取向層的聚酰亞胺膜，是用浸泡旋涂或印刷的方法，將PA溶液覆在玻璃表面，經高溫固化后制得。要得到優(yōu)良的PI膜，固化反應必須進行完全。(2)聚酰亞胺的工作原理我們通常使用的是聚酰亞胺酸(PA)，它是一種高純度、透明均一的黃褐色液體。在一定條件下脫水固化成穩(wěn)定的聚酰亞胺(PI)。PI系取向膜材料的特點是，在其前單體的聚酰亞胺酸具有良好的可溶性，作涂敷材料容易調節(jié)濃度和粘度；通過固化形成不溶的穩(wěn)定的聚酰亞胺膜。所以，為充分運用這些特點，應在適當固化條件下徹底聚酰胺化后使用。以摩擦的方式使PI膜表面磨出溝槽，使液晶分子定向排列，以達到顯示要求。(3)聚酰亞胺的分類根據(jù)液晶屏的用途不同，可分為TN產品用、STN產品用及有源矩陣顯示器用的各種PI，主要區(qū)別在于預傾角的不同。2.主要技術參數(shù)(1)固態(tài)含量固態(tài)含量指不揮發(fā)成分含量，即液體中聚酰胺酸的含量，一般購進的PI為聚酰胺酸及其稀釋劑(N,N-二甲基吡咯烷酮+已醇丁醇丁醚)的混合物，通常固態(tài)含量為5%~10%，在使用中根據(jù)所需PI膜厚調整至所需含量。(2)粘度聚酰胺酸溶液為一粘稠的液體，其粘度既和聚酰胺酸的分子量有關，又和聚酰胺酸的含量有關。當分子量越大，含量越多時，其粘度也越大。通過應用時是將聚酰胺溶液覆于襯底上，使之生成一層致密的薄膜。要求該薄膜不僅均勻而且要有一定的厚度。為此，對聚酰胺酸溶液的粘度也有一定的要求，因為粘度過大則不易涂覆均勻，粘度過小將影響成膜厚度。

(3)含水量聚酰胺酸溶液在常溫下貯放時其粘度會逐漸降低。這是因為體系內含有少量水分使聚合物發(fā)生水解而導致分子量降低。(4)金屬離子含量液晶顯示器對金屬雜質，尤其是Na+，K+的污染非常敏感，所以應嚴格控制PI材料中金屬離子的含量。(5)預傾角預傾角是指表面分子長軸方向與取向層表面所形成的夾角，主要取決于PI材料的特性。另外也與工藝（如預烘、固化、摩擦等）有關。通常TN型LCD要求預傾角為1°~2°，STN型LCD要求預傾角大于3°。3.PI液的使用按液晶顯示器類型要求選取PI液的型號取出放至室溫，按工藝要求確定在電子天平上配比，準確稱取PI液及其稀釋劑的量，混合并不斷攪拌均勻后上線使用。涂覆后，在烘箱內80℃預固化，250℃固化后即可形成PI膜，通過摩擦機在膜表面沿規(guī)定的方向摩擦機在膜表面沿規(guī)定的方向摩擦出溝槽。在工藝中PI液使用操作工序如圖所示：

配液涂覆固化摩擦使用注意事項：①PI液在常溫下不穩(wěn)定，易溶解，所以應在0℃以下保存，長期不用應在-15℃以下存放；②配液時提前從冰箱中取出，放至室溫后再配制；③配液時應保證環(huán)境及器皿的清潔，防止污染；④PI液及其稀釋劑有一毒性，盡量不要沾在皮膚上，也不要長期接觸，使用后廢液焚燒處理，不能隨便排放污染環(huán)境。PI固化和定向

名稱類型固化參數(shù)定向參數(shù)溫度(℃)時間(min)

定向角度預傾角TN2306090°1°~2°HTN23060100°~110°2°~3°STN25060180°~270°3°~8°3.1.5環(huán)氧樹脂1.環(huán)氧樹脂環(huán)氧樹脂應用在液晶顯示器中作為封接材料。封接材料實質上是一種膠粘劑，因使用時一般采取絲網(wǎng)印刷工藝，故平常也稱為絲印膠、封框膠、銀點膠。環(huán)氧樹脂也叫環(huán)氧膠。封接的目的是將兩片玻璃黏結起來，同時保持一定的間隙；然后將灌入液晶密封起來，使其不能滲漏，同時使外界的熱、濕氣和灰塵等不能進入而影響器件性能。環(huán)氧樹脂是一種具有良好粘接性、優(yōu)良的電氣以及機械性能的高分子物質。用途最廣泛的是二酚基丙烷與環(huán)氧丙烷所合成的環(huán)氧樹脂。環(huán)氧樹脂是線型大分子，通常情況下，它是一種膠狀流體；在特定條件下，它可以發(fā)生固化反應，變成有較高強度的固態(tài)物質。固化反應的實質，是將上述環(huán)氧樹脂分子的環(huán)氧鍵打開，使得分子與分子互相交聯(lián)起來，形成網(wǎng)狀結構。環(huán)氧樹脂一旦固化，就不再塑化（或溶化）。

通常環(huán)氧樹脂是通過加熱才發(fā)生固化的，但僅僅對環(huán)氧樹脂本身進行加熱，并不能使它固化，必須中入固化劑才行。固化劑在反應中起催化劑的作用。它本身也可能參與交聯(lián)反應，常用的固化劑有已二胺、二亞已基三胺、酸酐等。用作邊框的環(huán)氧樹脂，為了提高它的粘接性能的彈性，通常還加入一些填料，常用的填料為SiO2，Al2O3粉末。2.主要特性(1)固化溫度和時間環(huán)氧樹脂必須在一定溫度下才能固化，并且要經過一定的時間才能固化完全。為了降低生產成本，保證質量，人們總希望在保證封接性能的前提下降低固化溫度，減少固化時間。目前常用的封框膠固化溫度在150℃左右，固化時間1小時，也有一些封框膠可以100℃左右固化。(2)適用期配制好的環(huán)氧樹脂在與周圍環(huán)境接觸時，受濕氣、氧氣、溫度等的影響，性能會逐漸變差。因為環(huán)氧樹脂吸潮、氧化、溫度高時會固化，所以環(huán)氧樹脂能維持可用的性能具有一定的時間限制的，這個期限就稱為適用期。超過該期的環(huán)氧樹脂就不能使用了。為了延長環(huán)氧樹脂的適用期，暫不使用的環(huán)氧樹脂應儲存在±5℃左右的陰暗、干燥的環(huán)境中。(3)粘度實際使用的環(huán)氧樹脂必須一定的粘度要求以滿足絲網(wǎng)印刷操作，如果出現(xiàn)環(huán)氧樹脂粘度大，可能是溶劑揮發(fā)或是已有部分固化。(4)固化后粘接強度環(huán)氧樹脂固化后必須有足夠的粘接強度，這樣才能保證液晶層的密封性良好，銀點不易松動。粘接強度除與環(huán)氧樹脂材料廠有關外，還與工藝規(guī)范、玻璃表面狀態(tài)有很大關系。環(huán)氧樹脂的配制和使用都必須在干燥環(huán)境中進行，玻璃表面必須保證清潔、干燥。

(5)純度要求環(huán)氧樹脂中如果含有一些離子性雜質，將可能通過接觸滲入液晶層內，影響液晶的顯示性能和壽命，所以要求環(huán)氧樹脂的純度高、雜質少。(6)老化性能老化性能是指固化后的環(huán)氧樹脂抵抗惡劣環(huán)境的性能。例如，在高溫、高濕環(huán)境下，環(huán)氧樹脂能否保護良好的密封性與粘接強度。即使環(huán)氧樹脂固化后也還有一定的吸水性，而且水汽容易通過環(huán)氧樹脂與玻璃的接觸界面滲碳入。故環(huán)氧樹脂的老化性能也是一個重要指標。

3.粘合原理(1)固體表面的特性固體表面暴露在環(huán)境中受到污染，與氧作用生成氧化膜，所以固體表面通常是由氣體吸附層、油污塵埃污染層和氧化層組成。固體表面是由峰谷組成的起伏不平的粗糙表面。及時鏡面表面，粗糙度也可達0.025um，這種表面相接觸時也達不到分子間的接觸（分子間產生作用力的距離為3-5埃），而且兩固體表面間的接觸面積只能是幾何面積的1%左右。固體表面由于原子、分子作用力不平衡，都具有吸附性。正因為如此，表面難以保持清潔，有時被吸附物質還與表面生成化學鍵。(2)黏合劑的特性由于固體表面的不平滑性，因此兩個表面接觸不能產生粘附。如果選用一種具有良好流動性、滲透性并能吸解表面吸附氣體的物質-黏合劑，并將其涂于需被結合的表面并壓合時，表面間點接觸的情況將會被固體表面與膠黏劑的面接觸過取代并吸解表面的吸附氣體，黏合劑還可滲透到表面的微孔之中，從而使黏合劑與表面分子間產生較強的作用力。在上述過程完成后，黏合劑本身經物理與化學變化由液態(tài)變成堅韌的固體，于是實現(xiàn)了膠接。一個膠接接頭是一個多相體系，由3個均勻相和兩個界面區(qū)域構成。發(fā)生在界面區(qū)的粘合作用仍是以離子、原子或分子間的作用力為基礎的。因此在界面區(qū)域雖然有黏合劑與被黏物表面的機械咬合力，但主要還是膠與被黏物表面分子間的作用力。界面區(qū)可能產生的作用力：機械力、主價力（即化學力）、次價力（物理力、靜電力）等。界面上的力都能導致膠接作用的產生。不過化學力不具有普遍性，而次價力是產生膠接的主要作用力。產生膠接的過程：一般分為兩個階段第一階段，液態(tài)膠黏劑。分子借助布朗運動項被黏物表面擴散并逐漸靠近被黏物表面，壓力作用或膠本身由于加溫使黏度降低都有利于膠黏劑分子與被黏物表面的接觸；第二階段，產生吸附作用。當膠粘分子與被黏物表面的分子間的距離接近至10埃是，次價力便開始作用并隨距離進一步減小而增至最大。這兩個過程并不能截然分開，在膠液變?yōu)楣腆w前都在進行。3.1.6襯墊料在制造液晶顯示器時，需要確保液晶層間隙為一定的厚度，這個厚度通常叫做盒厚。盒厚一般為幾個微米。為了制備這樣小的盒厚，并且保證其均勻性，必須在封框料中加入一些襯墊料，同時在顯示區(qū)內也均勻散布一些襯墊料。液晶層的厚度，就是靠這些襯墊料將兩片玻璃支撐起來所形成的間隙。襯墊料有多種，可以分為：a、樹脂制的液晶盒內使用的球狀襯墊料；b、玻璃纖維制的通常用于封框膠里的棒狀襯墊料；c、由二氧化硅制的用于周邊封口部等處的球狀襯墊料。主要技術參數(shù)：粒徑；標準偏差；硬度；純度。3.1.7導電粉為實現(xiàn)下玻璃公共電極的導通，通常使用導電膠來連接。導電膠通常是由碳粉、銀粉、金粉或鎳粉與環(huán)氧樹脂膠混合在一起的膠。在普通球狀樹脂粉的表面鍍上一層一定厚度的金或鎳層與下玻璃板電極接觸，起導電作用。金粉為灰棕色，鎳粉為灰黑色。通過把導電粉與封框膠混合可以用絲網(wǎng)印刷的方法將導電材料漏印在下片玻璃上，然后壓合形成單層導電粉均勻分布，使上下電極連接導通，而橫向不導電。3.1.8金屬引線將液晶顯示器上的電極引腳與驅動電路的電極相連，使驅動電壓信號加到液晶顯示器上，這就是液晶顯示器的連接。連接方式主要有導電橡膠條連接、導電薄膜熱壓連接、金屬引線卡連接（引線連接）等。前兩種需再模塊制作過程時完成，后一種在液晶顯示屏制作過程中完成。一、導電膠條連接

使用此種連接方式時需要用一結構件將LCD與導電膠條和PCB版固定在一起，因為電極間距可以做的很小，所以適合驅動路數(shù)多的產品。

二、金屬插腳連接

將金屬插腳固定在LCD外引線上，既可以直接將LCD固定在PCB上，也可以將CD插在PCB的插座上。

·金屬插腳間距有2.54mm,2.0mm,1.8mm.

·適用的玻璃厚度有1.1mm,0.7mm,0.55mm

三、熱壓軟帶連接

用軟帶將LCD和PCB版連接在一起。由于片基是柔軟的，所以使用時固定方便，并且可以減小安裝厚度四、TAB

TAB是TapeAutomatedBonding的縮寫。它是將帶有驅動電路的軟帶通過ACF(各向異性導電膜）與LCD連接。減少了LCM的體積

五、COG

COG是ChipOnGlass的縮寫。它是將IC電路與LCD通過ACF直接連在一起?？梢源蟠蟮臏p小體積。3.1.9輔助材料1.光刻膠（photoresist）由感光劑（光致抗蝕劑）、增感劑（見光譜增感染料）和溶劑三種主要成分組成的對光敏感的混合液體。感光劑經光照后，在曝光區(qū)能很快地發(fā)生光固化反應，使得這種材料的物理性能，特別是溶解性、親合性等發(fā)生明顯變化。經適當?shù)娜軇┨幚?，溶去可溶性部分，得到所需圖像。光刻膠廣泛用于印刷電路和集成電路的制造以及印刷制版等過程。光刻膠的技術復雜，品種較多。根據(jù)其化學反應機理和顯影原理，可分負性膠和正性膠兩類。基于感光樹脂的化學結構，光刻膠可以分為三種類型。①光聚合型，采用烯類單體，在光作用下生成自由基，自由基再進一步引發(fā)單體聚合，最后生成聚合物，具有形成正像的特點。②光分解型，采用含有疊氮醌類化合物的材料，經光照后,會發(fā)生光分解反應,由油溶性變?yōu)樗苄?，可以制成正性膠。③光交聯(lián)型，采用聚乙烯醇月桂酸酯等作為光敏材料,在光的作用下,其分子中的雙鍵被打開，并使鏈與鏈之間發(fā)生交聯(lián)，形成一種不溶性的網(wǎng)狀結構，而起到抗蝕作用，這是一種典型的負性光刻膠?？逻_公司的產品KPR膠即屬此類。感光樹脂在用近紫外光輻照成像時，光的波長會限制分辨率（見感光材料）的提高。為進一步提高分辨率以滿足超大規(guī)模集成電路工藝的要求，必須采用波長更短的輻射作為光源。由此產生電子束、X射線和深紫外(＜250nm)刻蝕技術和相應的電子束刻蝕膠。光刻膠的主要技術指標a、分辨率（resolution)區(qū)別硅片表面相鄰圖形特征的能力。一般用關鍵尺寸（CD，CriticalDimension）來衡量分辨率。形成的關鍵尺寸越小，光刻膠的分辨率越好。分辨率是標準表征光刻膠的光刻精度的標志之一，與光刻膠本身、光刻工藝條件和操作技術有關。b、對比度（Contrast）指光刻膠從曝光區(qū)到非曝光區(qū)過渡的陡度。對比度越好，形成圖形的側壁越陡峭，分辨率越好。c、敏感度（Sensitivity）（感光度）光刻膠上產生一個良好的圖形所需一定波長光的最小能量值（或最小曝光量）。單位：毫焦/平方厘米或mJ/cm2。光刻膠的敏感性對于波長更短的深紫外光（DUV）、極深紫外光（EUV）等尤為重要。光刻膠的主要技術指標d、粘滯性/黏度（Viscosity）衡量光刻膠流動特性的參數(shù)。粘滯性隨著光刻膠中的溶劑的減少而增加；高的粘滯性會產生厚的光刻膠；越小的粘滯性，就有越均勻的光刻膠厚度。光刻膠的比重（SG，SpecificGravity）是衡量光刻膠的密度的指標。它與光刻膠中的固體含量有關。較大的比重意味著光刻膠中含有更多的固體，粘滯性更高、流動性更差。粘度的單位：泊（poise），光刻膠一般用厘泊（cps，厘泊為1%泊）來度量。百分泊即厘泊為絕對粘滯率；運動粘滯率定義為：運動粘滯率=絕對粘滯率/比重。單位：百分斯托克斯（cs）＝cps/SG。e、粘附性（Adherence）表征光刻膠粘著于襯底的強度。光刻膠的粘附性不足會導致硅片表面的圖形變形。光刻膠的粘附性必須經受住后續(xù)工藝（刻蝕、離子注入等）。光刻膠的主要技術指標f、抗蝕性（Anti-etching）。光刻膠必須保持它的粘附性，在后續(xù)的刻蝕工序中保護襯底表面。耐熱穩(wěn)定性、抗刻蝕能力和抗離子轟擊能力。g、表面張力（SurfaceTension）液體中將表面分子拉向液體主體內的分子間吸引力。光刻膠應該具有比較小的表面張力，使光刻膠具有良好的流動性和覆蓋。h、存儲和傳送（StorageandTransmission）

能量（光和熱）可以激活光刻膠。應該存儲在密閉、低溫、不透光的盒中。同時必須規(guī)定光刻膠的閑置期限和存貯溫度環(huán)境。一旦超過存儲時間或較高的溫度范圍，負膠會發(fā)生交聯(lián)，正膠會發(fā)生感光延遲。。

2.其他輔助材料其他輔助材料包括：液體材料鹽酸、濃硝酸、氫氧化鈉、清洗液、乙醇、丙酮及各種版、網(wǎng)，以及其他輔助工具。輔助材料的作用：（1）濃鹽酸、硝酸用于腐蝕無光刻膠覆蓋的ITO膜。（2）氫氧化鈉用于ITO玻璃的清洗，去除玻璃表面的雜質；用于光刻時的顯影液，溶除未感光部分的光刻膠；用于光刻后的去膠，將經過腐蝕的玻璃表面的光刻膠去除干凈；（3）清洗液用于去除玻璃表面及兩片玻璃間隙中的有機雜質，包括異丙醇及其他類型清洗液等；（4）乙醇、丙酮主要用于擦除液晶屏表面雜質，以及容器的清洗等；（5）菲林版是通過制版方法在膠片上制成與電極圖形對應的黑白圖案，曝光時，使透明區(qū)光刻膠在光的作用下其反應；（6）APR版用于選擇性涂覆取向層（PI和SiO2）；（7）絲網(wǎng)用于絲印成盒時，漏印封框膠及導電膠；（8）摩擦布用來使液晶分子排向，即通過摩擦布絨毛與玻璃表面的取向摩擦，使玻璃表面產生許多溝槽；（9）切割刀輪在精密切割機上使用，材料為金剛砂，用于在玻璃表面劃出刀痕。3.2液晶顯示器件的主要工藝液晶顯示器的制造是在潔凈環(huán)境下進行的，在工藝上可以大體分為清洗與干燥、光刻、取向排列、制盒、切割、灌注液晶、目測、電測、貼片、上引線、包裝等工序。前工序：清洗與干燥、光刻、取向排列、制盒、切割、灌注液晶；（特點：自動化程度高，操作工少）后工序：目測、電測、貼片、上引線、包裝。（特點：自動化程度低，操作工多）本節(jié)主要闡述液晶顯示器件的光刻工藝、取向排列工藝、絲網(wǎng)印刷制液晶盒工藝、灌注液晶及封口等。3.2.1.清洗與干燥工藝

在液晶顯示器生產中，清洗是指清除吸附在玻璃表面的各種有害雜質或油污的工藝。

清洗方法是利用各種化學試劑和有機溶劑與吸附在玻璃表面上的雜質及油污發(fā)生化學反應和溶解作用，或伴以超聲、加熱、抽真空等物理措施，使雜質從玻璃表面脫附(或稱解吸)，然后用大量的高純度熱、冷去離子水沖洗，從而獲得潔凈的玻璃表面。1.清洗與干燥工藝原理液晶顯示器生產工藝中首先要做的事情就是對ITO導電玻璃進行潔凈處理，ITO導電玻璃在其制作、包裝、運輸過程中很容易被灰、油脂等雜質污染，未經潔凈處理的玻璃無法保證工藝質量要求。這些依靠靜電吸附在玻璃表面，比較容易去除。清洗的方法有多種形式，有用有機溶劑，有用堿液加超聲波清洗，還有用中性清洗劑清洗，它們各有優(yōu)缺點。

玻璃基板的污物種類不同，針對不同的污物種類選擇不同的清洗方式：油污類--------------有機清洗，紫外光清洗有機物--------------弱堿液清洗，等離子體無機物--------------弱酸，氣流，噴淋殘留微粒子------------超聲，噴淋，氣流經過清洗后的玻璃，表面沾有水或有機溶劑等，會對后續(xù)工藝造成影響。必須對清洗后的玻璃進行干燥處理，常用方法：烘干法：凈化烤箱中110~120度烘烤數(shù)小時，使表面的水分變?yōu)樗魵舛ィú荒苡兴疂n，同時空氣的凈化度與水的純度要求較高）甩干法：能過離心干燥器來達到干燥玻璃表面的目的（TN型）有機溶劑脫水法：利用相近相溶原理可知水與乙醇，異丙醇等醇類完全互溶，異丙醇與氟里昂等有機溶劑互溶，因此按照水異丙醇氟里昂的順序進行脫水就可以干燥玻璃表面。（成本太高）風刀吹干法：STN線上是一種高效省時的干燥玻璃表面的方法，用高純水淋洗過的玻璃隨生產線傳送到風刀位置，由數(shù)個高壓噴嘴把經過凈化處理的空氣以適當?shù)膬A斜角成刀片狀吹向玻璃表面，迅即吹干玻璃。2.清洗與干燥工藝過程（1）流程玻璃—裝籃—測導電層方向—洗潔精洗、堿液清洗（超聲）--高純水清洗（超聲）—異丙醇脫水（超聲）—離心甩干—烘箱烘干開包插籃：按生產工藝要求，檢驗ITO玻璃原材料的方塊電阻等指標是否滿足工藝技術條件。實際生產的大部分過程，玻璃基板的導電層（ITO）面都朝上的，必須進行檢驗。簡單的方法是用萬用表的歐姆檔來測試玻璃表面是否導通。對于TN液晶盒生產線而言，有時需要將ITO玻璃裁切成小片裝籃，籃具為塑料籃；對于STN液晶盒生產線，ITO玻璃不需經切割直接裝入不銹鋼籃具中。（2）注意事項清洗中常用的有機溶劑有乙醇、丙酮、異丙醇等，這些溶劑的著火點都比較低，溫度過高或遇明火就會燃燒，因此使用時應注意：有機溶劑必須存儲在陰涼的地方，不要靠近明火；有機溶劑易揮發(fā)，有一定毒性，使用時盡量少接觸皮膚或吸入體內；如不慎著火，應妥善處理，對于難溶于水的甲苯等不能有誰滅火，只能用沙、泡沫滅火器、二氧化碳滅火器滅火。3.清洗與干燥設備（1）清洗清洗作業(yè)是在玻璃基板驗收、蝕刻處理、摩擦處理后，要多次反復進行的重要作業(yè)。TN型液晶屏：自動化程度不高，由人工操作整籃換槽清洗；STN型液晶屏：自動化程度高，清洗作業(yè)在封閉設備中自動進行，不同工序采用單片或整籃清洗。（2）干燥TN型液晶屏：整籃清洗后，由人工操作送入離心干燥機高速旋轉脫水，再送入烘箱干燥；STN型液晶屏：單片方式清洗后，向玻璃吹壓縮干燥潔凈空氣或壓縮干燥潔凈氣體強制干燥，之后送入潔凈烘箱干燥。3.2.2.光刻工藝

按照產品質設計的要求，在導電玻璃上涂覆感光膠，并進行曝光，然后利用光刻膠的保護作用，對ITO導電層進行選擇性地化學腐蝕，從而在ITO導電玻璃上得到與掩模版完全對應的圖形。最為普遍采用的光刻方法是接觸曝光法。工藝流程：涂光刻膠——前烘——曝光——顯影——堅膜——刻蝕——剝離去膜——水洗

（1）涂膠在使用前一定先把膠從低溫條件下取出，在使用場地放置至瓶內膠的溫度與環(huán)境溫度相同時方可打開瓶蓋，使用前必須進行粘度測試，（粘度的調整采用稀釋的方法，加入一定量的稀釋劑），玻璃表面狀況對光刻膠的接觸與粘附具有較大的影響，因此清洗后的玻璃經過紫外線照射對其表面進行活化處理，然后再涂光刻膠。方法：浸涂、甩涂、輥涂等，其中輥涂好于其他方式。必須在潔凈條件下進行，溫度19~25度，濕度60%，不含紫外光成分的黃燈下進行操作。要求：不能夠有脫落現(xiàn)象；涂層厚度均勻；涂層表面狀態(tài)不能有條紋，針孔，突起等缺陷。硅片自動輸送軌道系統(tǒng)；真空卡盤吸住硅片；膠盤排氣系統(tǒng)；可控旋轉馬達；給膠管和給膠泵邊緣清洗（去邊）光刻膠的配制配比原則：既要使光刻膠具有良好的抗蝕能力，又要有較高的分辨率。光刻膠中溶劑用量的多少決定著光刻膠的稀稠，從而影響光刻膠的厚薄，較稀的膠，光刻膠膜較薄，分辨率高，圖形較為清晰。較濃的膠，光刻薄膜較厚，可以用來刻蝕較厚的ITO層。配制在暗室中紅光或者黃光下進行，用量筒按配方比例將原膠及溶劑分別量好，再將溶劑倒入原膠，用玻璃棒充分攪拌均勻混合，再把配制好的光刻膠中未能夠溶解的固態(tài)雜質微粒濾除（目的在于改善膠膜與掩模版的接觸以減少膠膜針孔和提高分辯率），裝在暗色的玻璃瓶中，并保存在陰涼和干燥的暗箱中。（2）前烘目的：是促使膠膜內溶劑充分揮發(fā)，使膠膜干燥以增加膠膜與ITO表面的粘附性和膠膜的耐磨性。常用前烘方法：恒溫干燥箱中烘干：電熱絲加熱，干燥時間長；紅外爐烘干：紅外光輻射，光刻膠的干燥是從膠膜與ITO層交界面開始逐漸向外揮發(fā)溶劑，干燥效果好。主要參數(shù)：洪干溫度、烘干時間若烘烤不足，溶劑未充分揮發(fā)掉，曝光顯影時未受光部分也被溶除形成浮膠或者使圖形變形，烘烤過度導致膜翹曲硬化，顯影時會顯不出圖形或者圖形留有底膜。（3）曝光在涂好光刻膠的表面覆蓋光刻掩模版，通過紫外光進行選擇性照射，使受光照部分的光刻膠發(fā)生化學變化，從而改變這部分膠膜在顯影液中的溶解度，顯影后，光刻膠膜顯現(xiàn)出與掩模版相對應的圖形。曝光操作過程：先將曝光機的紫外光燈打開預熱，待電源穩(wěn)定后，光刻版放在版框上通過顯微鏡進行初對位，要求光刻版式兩側標記與顯微鏡“+”字線重合然后鎖緊固定版夾，初調好的版框圖形面向下放入曝光機框架上，取一張涂有光刻膠的玻璃，膠面朝上放在曝光平臺，用定銷定位。曝光做實驗，曝光的玻璃經顯影取出后在顯微鏡下檢察院查玻璃與版對位精度，不符合要求時通過調節(jié)平臺定位銷使版的對位標記滿足要求。接觸式曝光機設備簡單分辨率：可達亞微米掩膜與圓片直接接觸，掩膜壽命有限微粒污染接觸式曝光掩膜與圓片表面有5－50μm間距優(yōu)點：較長的掩膜壽命缺點：分辨率低（線寬>3um）接近式曝光機投影式曝光機類似于投影儀掩膜與晶圓圖形1:1分辨率：～1um步進式曝光機現(xiàn)代IC制造中最常用的曝光工具通過曝光縮小掩膜圖形以提高分辨率分辨率：0.25μm或更小設備很昂貴

曝光時間和曝光強度的選擇是根據(jù)版式的質量,光刻膠的性質,光源強弱和光源到ITO玻璃的距離等因素來確定。一般通過做一張試片經顯影后檢查圖形效果再決定曝光條件。如果曝光時間不充分，光刻膠感光不足，化學反應不完全，顯影時受光部分溶解不徹底，易留底膜；曝光時間過長，不該曝光部分邊緣也被微弱感光，刻蝕后圖形邊界模糊，細線條變形嚴重。注意事項：1．掩模版上機前要嚴格檢查，因為版若有缺陷做出的產品也會有缺陷，特別是不能夠有版污染，劃傷等。2．曝光定位一定要準確，否則后工序無法加工。3．操作中對版和玻璃要輕拿輕放。4．涂光刻膠的玻璃放置時間過長（如果超過一天）或者曝光前已經被白光照過，即膠膜已經失效不能再用作正品，應反工處理。（4）顯影經曝光后就必須顯影以產生出可見的銀質影像，就是將感光部分的光刻膠溶除，留下未感光部分的膠膜從而顯示所需要的圖形。顯影過程就是將曝光后的玻璃放入顯影槽中，顯影液通過搖擺的噴頭噴灑在玻璃的光刻膠面上，過一定的時間顯出圖形后，玻璃再通過水洗，將顯影液沖掉。顯影液有二種：一種是與光刻膠配套的專用顯影液，另一種是一定濃度的堿液（KOH或NaOH）。顯影必須控制好時間與溫度，此二個參數(shù)直接影響顯影的速度，若顯影時間不足或者溫度過低，感光部分光刻膠不能完全溶解，留有一層光刻膠，在刻蝕時這層膠會對ITO膜起保護作用，使應該刻蝕的ITO被保護下來，如后段電測中的蝕刻不足，出現(xiàn)多余圖像。若顯影時間過長或者溫度過高，顯影時未被曝光的光刻膠會被從邊緣向里鉆溶，使圖形邊緣變差，再嚴重會使光刻膠大片剝落形成脫膠。注意：此工序必須對玻璃進行認真檢查，檢查圖形狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)不合格即返工處理，同時批量生產時要對堿液濃度進行抽檢，當堿液濃度或高或低時都要進行調整。保證堿濃度穩(wěn)定在一個小范圍內。正常顯影過顯影不完全顯影欠顯影（5）堅膜因顯影時膠膜會發(fā)生軟化，膨脹影響膠膜的抗蝕能力，在顯影后必須用適當?shù)臏囟群姹翰Ａб猿ニ?，增強膠膜與玻璃的粘附性。常采用紅外光堅膜和烘箱堅膜。重要參數(shù)為溫度與時間，堅膜溫度略高于前烘條件。（6）刻蝕用一定比例的酸液把玻璃上未受光刻膠保護的ITO膜腐蝕掉，而將有光刻膠保護的ITO保存下來，最終形成ITO圖形，選用腐蝕液必須是能夠腐蝕掉ITO膠又不能損傷玻璃表面和光刻膠，一般選用一定比例的HCL，HNO3

和水的混合液（王水）。重要參數(shù)：刻蝕時間與溫度?？涛g時間應該由刻蝕速度和ITO膜厚度來確定。此參數(shù)的控制對刻蝕效果非常關鍵。時間太短，ITO膜刻蝕不干凈，圖形會出現(xiàn)短路，時間太長，由于光刻膠抗蝕能力下降，圖形變差或被蝕斷，造成斷路或者蝕刻過度。（7）去膜和清洗

把刻蝕后的玻璃上余下的光刻膠去掉，清洗是沖洗干凈玻璃的表面的殘膠和雜質，去膜液是用堿液配制而成，它的堿濃度要高于顯影液濃度。在一定的溫度條件下，用堿液沖洗并用滾刷擦洗玻璃以保證將玻璃上的殘膠去除掉；清洗是用高純水沖洗玻璃上殘留堿液同時沖洗殘膠。3.2.3取向排列工藝液晶分子所以能夠在屏內有規(guī)則并按一定的方向進行排列取決于液晶顯示器制造工藝中取向技術的應用，為實現(xiàn)這一點，必須在基片的表面上設置有特定的取向涂覆膜或者摩擦出溝槽，以作為約束液晶分子取向排列的手段，取向的主要方法是摩擦法。摩擦法是沿一定的方向摩擦玻璃的基片或者是摩擦涂覆在玻璃基片表面的無機物或有機物覆蓋膜，以使液晶分子沿著摩擦方向排列，用棉布等材料摩擦玻璃基片表面可以實現(xiàn)對液晶分子取向的約束，但效果不佳，因此采用在玻璃基片上覆蓋一層無機物膜或者有機物膜，再進行摩擦，這樣就可以獲得取向較好的效果。無機物膜：SiO2，MgO和MgF2，需要用硬度較大的物質進行摩擦。有機物膜:為表面活性劑，硅烷耦合物，聚酰亞胺樹脂等。工藝流程：清洗——涂膜——預烘——固化——摩擦（1）清洗目的在于完全徹底地清除粘附于ITO玻璃之上的飛法和微小物質，同時保證玻璃表面有很小的接觸角，使涂覆質量易于保證清洗耳恭聽的方法是用高純水，超聲波清洗和高效的有機溶劑處理等方法，干燥是用低沸點溶劑干燥法，清洗后的玻璃要有可靠的潔凈保護，避免再次污染。（2）涂膜為了使取向膜均勻地附著在玻璃基片上，一般采用液體涂布的方法，這樣可以依靠液體的表面張力得到平整，厚度均勻的膜，這一過程稱為涂膜。涂布的取向劑為聚酰胺酸溶液，然后經過高溫縮合，即通過加熱變成所需的取向膜。涂布的原理以及方法：將含有取向材料的溶液均勻地涂布在具有電極圖形玻璃的指定位置上，然后預烘獲得初步的固體膜，常用的涂布方法：旋轉涂膜法，浸泡法，凸版印刷法，現(xiàn)在均采用凸版印刷法進行生產。凸版印刷法原理：將取向材料溶液印刷到指定的范圍內，凸版印刷法是一種選擇性涂布，印刷時先將取向材料溶液加到轉印版（APR）上，然后用刮刀刮平，開動印刷滾筒將轉印版上的溶液粘附在印刷用的凸版上，當滾筒開到工作臺時，凸版上的溶液進而轉印到玻璃上，為了保證印刷的均勻性，要求所用的凸版材料與取向材料溶液有良好的親合性，并且凸版的每個凸塊都由細小的凸粒組成，這樣可以依靠液體的表面張力作用獲得均勻，平整的膜。其不會影響到銀點處的導通性和邊框處的氣密性。ScraperTypeDoctorRollDispenserAPR版APR:AsahiPhotosensitiveResinPICoater（3）預烘對涂層進行初步干燥同時使膜面平坦，預烘溫度與預傾角有一定的關系，膜層剛涂印完時，由于涂印液的粘性，膜面會產生起伏不平的現(xiàn)象，如果此時進行強制性干燥，這些凹凸起伏便會固化，而適當加溫可降低涂印液粘度使膜面逐漸平坦。在液體膜面自然流平后立即進行預烘，目的使取向材料中的溶劑加熱使之揮發(fā)，留下固體的取向材料膜層。（4）固化因為預烘后的取向材料膜層不是最終的取向膜，使用N-甲基吡咯烷酮涂膜后需用要經過80~90度預烘將其揮發(fā)掉，而留下的聚酰胺酸還要在300~350度下固化1~2小時發(fā)生脫水反應生成聚酰亞胺膜。（5）摩擦取向

在取向膜上用絨布向一個方向摩擦，就可以形成取向層，取向層處的液晶分子將按照摩擦方向平行排列，這樣就可以獲得一致的取向。（液晶分子沿摩擦方向排列時系統(tǒng)的能量最低，因此可以獲得液晶分子一致的排列。）其取向材料聚酰亞胺分子中由摩擦產生的極性官能團的有序分布是引起液晶在其表面有序排列的主要原因。影響取向效果的關鍵因素減少寬大溝槽的同時增加細微溝槽的密度。-----因此適當選擇摩擦強度。摩擦的方法：用包在旋轉滾筒上的絨布對傳送帶或運動臺面上的玻璃進行摩擦，可以調整滾筒和角度和調整玻璃的角度，摩擦工藝上的調整主要包括滾筒轉速的調整，傳送帶走速的調整和摩擦壓距的調整，其中摩擦壓距是指絨布與玻璃相接觸的絨毛層厚度，主要通過調整壓距來調整摩擦強度。此工位易產生灰塵和靜電。Rubbing動作摩擦輪平臺玻璃Process3.2.4絲網(wǎng)印刷制盒工藝1.絲網(wǎng)印刷工藝

絲網(wǎng)印刷是將絲織物，合成纖維或金屬絲網(wǎng)繃在網(wǎng)框上，利用感光材料通過照相制版的方法制作絲網(wǎng)印版，使絲網(wǎng)印版上圖文部分的絲網(wǎng)孔為通孔，而非圖文部分的絲網(wǎng)孔被堵住，印刷通過刮板的擠壓，使印刷膠體通過圖文部分的網(wǎng)孔轉移到承印物上，形成與原稿一樣的圖文。絲網(wǎng)印刷技術特點：設備簡單、操作方便，印刷、制版簡易且成本低廉，印刷面積大，印刷品質感豐富，立體感和適應性強等。絲網(wǎng)印刷技術目的：在液晶顯示器制造過程中，制盒（即上下兩片玻璃基板貼合）之前，要用絲網(wǎng)印刷技術把公共電極轉印點和密封膠印刷到顯示面玻璃基板上。絲網(wǎng)印刷主要包括：制作原稿，制作絲網(wǎng)，印刷，油墨干燥等過程。工藝流程如下：絲網(wǎng)印刷由五大要素構成：絲網(wǎng)印版，刮板，油墨，印刷臺及承接物。絲網(wǎng)印刷技術原理：利用絲網(wǎng)印刷圖文部分網(wǎng)孔可透過油墨，非圖文部分網(wǎng)孔不透油墨的基本原理進行印刷。印刷時在絲網(wǎng)印版一端倒入油墨，用刮印刮板對絲網(wǎng)印刷印版上的油墨位施加一定的壓力，同時朝絲網(wǎng)印版另一端移動，油墨在移動中被刮板從圖文部分的網(wǎng)孔中擠壓到承印物上，由于油墨的粘性作用而使印跡固著在一定的范圍內。在印刷過程中刮板始終與絲網(wǎng)印版和承接物之間保持一定的間隙，使得印刷時的絲網(wǎng)印版通過自身的張力而產生對刮板的反作用力（回彈力），由于此力的作用，使絲網(wǎng)印版與承接物只作移動式線接觸，而絲網(wǎng)印版其它部分與承接物呈脫離狀態(tài)，使油墨和絲網(wǎng)發(fā)生斷裂運動，保證了印刷尺寸精度和避免蹭臟承印物。當刮板刮過整個版面后抬起，同時絲網(wǎng)發(fā)生印版也抬起，從而完成了一個印刷過程。基本材料：1．油墨：由著色料，連接料，填充料和輔助劑等成分組成。具備以下性能：A在印刷中油墨在絲網(wǎng)印版上時不易干燥結膜，而當油墨轉移到承接物表面時，就要求油墨較快地固著干燥；B油墨在承接物表面形成的圖文印跡，干燥后要有較高的附著牢固度；C油墨應具有一定的粘性及流動性易于刮印在受力較小的情況下也易通過小孔；D要有一定的穩(wěn)定性（粘度，稠度不受溫度與濕度以及涂布時間長短的影響；E油墨要保證一定的的色調濃度；F印刷后的絲網(wǎng)印版，其版上的殘余油墨便于清洗干凈，以提高絲網(wǎng)印刷版的使用率。（用于評估油墨性能指標）導電膠主要由粘接劑，溶劑，導電填料和固化劑四種成分組成。導電填料越多越細其導電性導熱性能也就越好。2．刮板：A硬度；B耐磨性；C耐溶劑性。質量要求和分析：其影響因素：人員素質，技術水平，設備精度，原材料質量，質量管理，工藝技術要求和生產環(huán)境主要質量要求：確保印刷后墨層的光學效果（色彩，濃度，鮮明度，耐光性和光澤），油墨印跡的附著效果（干燥性和粘接性）主定制效果（即印刷尺寸和精度，圖文的完整性，版面的整潔性）的最佳值，影響質量的最主要因素為：A．絲網(wǎng)印版的性質，B．刮板的性質，C．印刷物的適應性D．印刷速度，E．油墨粘度，F(xiàn)．絲網(wǎng)印版與承印物的間隙注意事項：1.潔凈度的保證;2.印刷前的準備工作;3.印刷過程的控制。2.制盒工藝所謂的制盒工藝就是把兩片玻璃對疊，利用封接材料貼合起來并固化，制成間隙為特定厚度的玻璃盒，此步驟為液晶顯示器制造中最為關鍵的一個步驟。在制盒工藝中有著嚴格的技術要求，首先液晶屏的結構要求兩片玻璃基板之間要具有均勻的間隙，為保證盒的間隙需要要ITO玻璃上均勻地噴灑上一層微小的玻璃或者塑料顆粒，這種顆粒的大小根據(jù)產品設計要求一般在5~9μm，并且粒徑的一致性要求極高，絲印封框膠中也要摻入一定比例的的玻璃微粒，其粒徑大小的選擇與噴粉徑有關，根據(jù)不同的產品設計兩者粒徑大小可能有微小的差異。其次，兩組玻璃組合必須符合產品設計的要求，即兩組玻璃的ITO圖形相對且按規(guī)定的方向壓盒，因為產品在版圖設計時分上下兩面三刀組光刻版式有規(guī)律地排列，上下兩組版式按一定的方向扣版，上下圖形重合部分才是產品要求的顯示圖形，為了確保重合準確，在設計兩個版的兩側分別做了對位記號“◎”和“·”。當兩個版的“◎”和“·”重合在一起組成“⊙”時即圓圈與圓點的中心重合在一起才能使圖形不出偏差，如果兩片玻璃不是按設計要求對位成盒，則制對位成盒作出的產品不可能符合要求，只能作廢品處理。CF/ColorFilterLCSealantSpacerinSealSealwhitAUBallSpacerPITFTGlassPolarizerPanel制做完成！周剛09-4-19編寫CellProcessPI前清洗CFTFTPI涂布預烤固烤配向PILin