LCD工藝知識課件

LCD工藝知識編制:深圳市萬昊達(dá)科技有限公司LCD的結(jié)構(gòu)（側(cè)面圖）上偏光片下偏光片玻璃基板玻璃棒塑料球液晶ITO電極導(dǎo)通點(diǎn)導(dǎo)電ITO圖案邊框膠定向?qū)?PI)上偏光片下偏光片玻璃基板玻璃棒塑料球液晶ITO導(dǎo)電層導(dǎo)通點(diǎn)邊框膠定向?qū)?PI)玻璃基板ITO導(dǎo)電層定向?qū)?PI)LCD的結(jié)構(gòu)（側(cè)面圖）LCD顯示原理定向?qū)樱≒I），PI是一種高絕緣材料，在LCD中，主要是起到定向的作用，也就是在PI上摩擦出溝糟，讓LCD中的液晶分子按照摩擦的方向排列，如果沒有摩擦，液晶分子也就是雜亂無章的排列了，當(dāng)然也就起不到顯示的效果。PI摩擦后溝糟沒有摩擦摩擦后，液晶分子按同一方向整齊排列沒有摩擦，液晶分子雜亂無章排列液晶分子LCD顯示原理ITO導(dǎo)電玻璃，是一種導(dǎo)電的特殊性材料，在LCD中，主要是為了刻蝕成所需顯示的圖案，在兩片ITO導(dǎo)電層之間，通電后，重疊部分形成電場，沒有ITO導(dǎo)電層的部分不會形成電場，液晶在電場的作用下，發(fā)生轉(zhuǎn)變，使光線可以直接通過。液晶分子通電后形成電場電場非ITO部分ITOITO斷電時(shí)LCD顯示原理液晶(liquidcrystals)—是在某個(gè)溫度范圍內(nèi)兼有液體和晶體特性的物質(zhì)。液晶有電光效應(yīng)。液晶的電光效應(yīng)，是指液晶在外電場下的分子的排列狀態(tài)發(fā)生變化，從而引起液晶盒的光學(xué)性質(zhì)也隨之變化的一種電的光調(diào)制現(xiàn)象。因?yàn)橐壕Ь哂薪殡姼飨虍愋院碗妼?dǎo)各向異性，因此外加電場能使液晶分子排列發(fā)生變化、進(jìn)行光調(diào)制，同時(shí)由于雙折射性，可以顯示出旋光性、光干涉和光散射等特殊的光學(xué)性質(zhì)。液晶的熱光學(xué)效應(yīng)：是指因溫度的變化而導(dǎo)致液晶分子排列改變的一種光學(xué)效應(yīng)，加熱到清亮點(diǎn)以上呈各向同性液體，在急冷后液晶盒呈白濁態(tài)，漸冷后，液晶盒呈透明態(tài)。液晶的扭曲效應(yīng)：液晶在液晶盒內(nèi)平行排列，在排列方向上下玻璃之間成90度扭轉(zhuǎn)，液晶也會相應(yīng)發(fā)生90度旋轉(zhuǎn)，當(dāng)入射光進(jìn)入時(shí)，光線也會隨之發(fā)生90度旋轉(zhuǎn)，這就是它的扭曲效應(yīng)。ITO是一種氧化銦或氧化錫的導(dǎo)電金屬層，和酸發(fā)生強(qiáng)烈反應(yīng)，在強(qiáng)堿環(huán)境中易被腐蝕。常見的ITO玻璃分以下三種結(jié)構(gòu):ITO導(dǎo)電玻璃sio2層ITO導(dǎo)電層普通玻璃層ITO導(dǎo)電層普通玻璃層sio2層ITO導(dǎo)電層sio2層普通玻璃層SIO2阻擋層厚度：200～500埃ITO導(dǎo)電層厚度：250～2000埃SIO2絕緣層厚度：500～1000埃ITO導(dǎo)電玻璃TN電阻較高(60-120歐)ITO導(dǎo)電層普通玻璃層STNITO導(dǎo)電層普通玻璃層電阻較低(30-80歐)基板平整度高按類型分為:TN和STN玻璃基板按厚度分:0.4\0.55\0.7\1.1mmLCD工藝流程圖來料檢驗(yàn)前清洗涂膠烘干曝光顯影堅(jiān)膜酸刻脫膜PI前清洗涂定向?qū)庸袒Σ两z印邊框絲印導(dǎo)通點(diǎn)預(yù)烘噴粉貼合熱壓切割(劃片）分粒插籃灌晶整平封口固化清洗插籃清洗烘干目測電測磨邊/磨角外絲印烘干貼片檢片脫泡上管腳檢驗(yàn)包裝入庫注：此流程不包括特殊工藝，如“BLACKMASK”、“VA”等等。風(fēng)刀毛刷前清洗超聲波超聲波下噴淋水管技術(shù)要求：玻璃干凈,明亮,無水漬,無污物。

上噴淋水管涂膠涂膠輪均膠輪涂膠機(jī)傳動輪滴膠管預(yù)烘遂道爐預(yù)烘燈管涂膠是光刻的首道工序，是在ITO玻璃表面涂一層光刻膠，光刻膠應(yīng)在低溫下避光保存。在使用前要對其粘度進(jìn)行測試，因?yàn)檎扯冗^高，涂層抗蝕性雖然提高，但其分辯率下降；而膠粘度低時(shí)分辯率提高，抗蝕能力又較差。所以之前我們要加入一定量的稀釋劑，在充分?jǐn)嚢韬箪o止一段時(shí)間測量其粘度，使之達(dá)到要求后才使用。涂膠缺膠光刻膠臟點(diǎn)ITO玻璃基板涂膠后涂膠質(zhì)量要求：1、膠與玻璃之間粘附良好，不能有膠脫落現(xiàn)象；2、涂層厚度均勻一致，不能有厚有薄，不然在顯影和酸刻時(shí)會出現(xiàn)圖形缺陷；3、涂層表面不能有條紋、針孔、臟點(diǎn)、突起等缺陷。一片玻璃膠層有效區(qū)表面不允許0.2mm的點(diǎn)超過3粒存在。臟點(diǎn)或針孔在玻璃3mm以外可放行。在涂膠后一定要烘干，使膠內(nèi)溶劑充分揮發(fā)，使膠膜干燥，增加膠膜與ITO表面的粘附性和膠膜的耐磨性。光刻膠在干燥的情況下，才能充分的進(jìn)行光化反應(yīng)。在烘干過程中，如果溫度過低或時(shí)間不足，膠膜內(nèi)溶劑未充分揮發(fā)，曝光顯影時(shí)，未受光的部分也被溶除形成浮膠狀或使圖案變形；烘的時(shí)間過長或溫度過高，會導(dǎo)致膠膜翹曲硬化，在顯影時(shí)會顯不出圖形或圖形留有底膜。曝光曝光之前：1、要先準(zhǔn)備好將要使用的菲林，檢查菲林是否完好，有無劃傷，臟點(diǎn)，藥膜面有無做反，視角標(biāo)識是否正確等；2、曝光機(jī)的紫外光燈打開預(yù)熱，待電源穩(wěn)定；3、將準(zhǔn)備好的菲林裝在曝光機(jī)架上，調(diào)好菲林與平臺的相應(yīng)位置。曝光過程：曝光過程中要控制好曝光時(shí)間和曝光機(jī)紫外光的光線強(qiáng)度。曝光時(shí)間過長或紫外光強(qiáng)度太高，圖案很容易變細(xì)，圖案走線顯影后容易斷開。曝光時(shí)間太短或紫外光強(qiáng)度不足，會使紫外光與光刻膠的光化反應(yīng)不充分，顯影后會留有底膜或造成短路。注意事項(xiàng)：1、曝光機(jī)開機(jī)時(shí)，要先開風(fēng)扇，再點(diǎn)亮燈管；關(guān)機(jī)時(shí)，要先關(guān)燈管，待幾分鐘后再關(guān)風(fēng)扇；2、貼菲林時(shí)，圖案要居中；3、作業(yè)過程中要控制好曝光位置，以便后面工序加工；4、未曝光之前的涂膠玻璃不能被白日光燈照射，以免光刻膠失效；5、長時(shí)間沒有用的涂膠玻璃不要用于生產(chǎn)。顯影上噴淋管風(fēng)刀下噴淋管顯影液(堿液)段純水段切液顯影就是將感光部分的光刻膠溶除掉，留下未感光部分的膠膜，從而顯示出所需的圖形。顯影液一般采用濃度較低的堿液（氫氧化鈉或氫氧化鉀）。顯影時(shí)必須控制好顯影液的溫度、濃度和顯影時(shí)間。顯影溫度過高，濃度較大，或時(shí)間過長，顯影液容易從未曝光的光刻膠邊緣浸入圖形，使圖形邊緣變差、變細(xì)或光刻膠大片脫落。檢驗(yàn)短路圖缺（白點(diǎn)）顯影過或曝光過足顯影線圖案整體變細(xì)，模糊不清顯影完之后的檢驗(yàn)直接影響到成品的合格率,涂膠、曝光、顯影都是光刻工序的重要環(huán)節(jié)，影響到產(chǎn)品的質(zhì)量。圖缺（白點(diǎn)）：1、涂膠時(shí)出現(xiàn)臟點(diǎn)或針孔；2、所用菲林有針孔。短路：1、原菲林制作時(shí)有誤；2、菲林或菲林基板較臟；3、生產(chǎn)過程中出現(xiàn)臟物；4、顯影不足；5菲林扎傷。固化(堅(jiān)膜)顯影后的玻璃顯影前的玻璃加熱管固化爐固化的作用，是為了堅(jiān)固光刻膠與玻璃的附著力。因?yàn)榻?jīng)過顯影液浸泡后，光刻膠與玻璃之間的粘附力已下降。如果不經(jīng)過固化就流到下一工序，產(chǎn)品的圖案會殘缺，斷路（缺畫）。蝕刻下噴淋管上噴淋管切液風(fēng)刀酸刻液段純水段蝕刻是將一定比例的酸液把玻璃上未受保護(hù)的ITO膜腐蝕掉，將有光刻膠保護(hù)的ITO圖形保存下來，最終形成ITO圖案。選用的酸液必須是能腐蝕掉ITO，但又不能損傷玻璃表面和光刻膠的。一般選用鹽酸、硝酸和水的混合液。蝕刻蝕刻前的玻璃蝕刻后的玻璃玻璃基板ITO光刻膠光刻膠ITO玻璃基板蝕刻時(shí)，酸液的濃度和酸刻時(shí)間的長短，對刻蝕效果影響很大，濃度過大或溫度過高，ITO圖形變細(xì)或走線刻斷；酸液濃度過小，溫度過低，造成ITO圖案刻蝕不完整，圖形之間相互連接，造成短路。當(dāng)然ITO的厚度也會影響酸刻時(shí)間的長短，ITO電阻越小，ITO膜越厚，所需酸刻時(shí)間越長。PI前清洗超聲波上噴淋水管風(fēng)刀毛刷超聲波下噴淋水管清洗是用一定量的清洗劑和DI水（高純水）將玻璃表面的殘膠、雜質(zhì)、堿液沖洗，并加以毛刷進(jìn)行刷洗掉。涂定向?qū)?PI)涂膠輪定向?qū)?PI)ITO圖案玻璃基板涂PI膠后的玻璃

涂PI是為液晶分子的排列作準(zhǔn)備，PI也就是我們所說的導(dǎo)向膜或定向?qū)?。LCD使用的PI導(dǎo)向膜固含成份在原液中是小分子化合物，它在高溫下產(chǎn)生聚合反應(yīng)，形成帶很多支鏈的長鏈大分子固體聚合物聚酰胺。聚合物分子中支鏈與主鏈的夾角就是所謂的導(dǎo)向?qū)宇A(yù)傾角。這些聚合物的支鏈基團(tuán)與液晶分子間的作用力比較強(qiáng)，對液晶分子有錨定的作用，可以使液晶按預(yù)傾角方向排列。PI按預(yù)傾角的大小分為：1~3度的低預(yù)傾角TN型PI和4~9度的高預(yù)傾角STN型PI。工作平臺工作平臺固化固化爐PI導(dǎo)向膜原液的組份是聚酰亞胺和DMA、NMP或BC溶劑。

TN型液晶顯示器的固化溫度一般在250度左右，STN型液晶顯示器要在300度左右。PI導(dǎo)向膜涂覆厚度，TN-LCD推薦在400~600埃左右，STN-LCD推薦在800~1000埃左右。旋涂黑膜（BLANKMASK）

“旋涂黑膜”的工藝如圖所示,先在一個(gè)會旋轉(zhuǎn)的平臺上放置好一面玻璃，在滴入適量的黑膜液材料，之后啟動旋轉(zhuǎn)平臺，在旋轉(zhuǎn)的作用下，黑膜液材料會均勻的涂附在玻璃上。

涂好黑膜材料后，緊接著進(jìn)行加熱烘烤，然后進(jìn)行顯影，把不需要的部份去掉。去掉的部分是顯示圖案的部份，也就是說把顯示的部份空出來，其它非顯示區(qū)就是全黑的了。

旋涂黑膜的工藝流程與絲印黑膜工藝流程的順序是不一樣的，旋涂黑膜工藝是在玻璃脫膜清洗（第25頁）后進(jìn)行的，也是只涂在一面玻璃就行了。涂好黑膜材料的玻璃旋轉(zhuǎn)平臺蝕刻后的ITO玻璃黑膜材料旋轉(zhuǎn)平臺脫膜PI前清洗旋涂黑膜烘干顯影PI前清洗涂PI正常流程摩擦摩擦滾筒涂PI后玻璃摩擦機(jī)工作平臺摩擦后摩擦滾筒

摩擦是在PI上按一定方向磨出溝槽，使液晶按磨出的方向一致性排列。普通TN產(chǎn)品摩擦角度為45度；HTN產(chǎn)品為110度—150度；STN產(chǎn)品為180度—270度。這里所說的角度，是指上下兩片玻璃重疊后所形成的夾角，夾角越大，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品視角越寬。視角：我們看顯示圖形的角度。

在這里，摩擦平臺的速度、滾筒的轉(zhuǎn)速、滾筒壓入量的大小，對產(chǎn)品摩擦效果的影響很大，所以在工藝上要好好控制。摩擦沒摩擦，液晶分子的排列情況摩擦后液晶分子的排列情況PI液晶分子88LCD12點(diǎn)9點(diǎn)3點(diǎn)6點(diǎn)眼睛（A）（B）（C）LCD受視角的限止。在圖（C）中，是一個(gè)表示視角方向的圖，分3點(diǎn)、6點(diǎn)、9點(diǎn)、12點(diǎn)，這是和我們的時(shí)鐘方式一樣的，也就是說我們是根據(jù)時(shí)鐘的方向來定視角的。如果我們產(chǎn)品的視角為6點(diǎn)鐘，那么當(dāng)LCD顯示時(shí)，我們只有從6點(diǎn)鐘這個(gè)方向才看得更清晰，從其它方向看就顯得比較模糊。而CRT顯示器就沒有視角之分，這也是LCD顯示器比較差的一方面。絲印PI銀點(diǎn)(導(dǎo)通點(diǎn))絲印銀點(diǎn)絲印邊框邊框膠電極

在絲印工序中，分兩個(gè)步驟同時(shí)進(jìn)行，一是印銀點(diǎn)（導(dǎo)通點(diǎn)）；二是印邊框膠（環(huán)氧樹脂）。導(dǎo)通點(diǎn)的作用：使上下玻璃的電極相互連接，因?yàn)長CD的電角都在一片玻璃上（便于裝機(jī)），所以要用方法使一片玻璃的導(dǎo)電圖案通過導(dǎo)電物質(zhì)引接到另一片玻璃上。邊框膠的作用：主要是起封閉和支撐作用，使之形成一個(gè)玻璃盒子，用于液晶的注入。絲印定位塊絲網(wǎng)刮刀邊框膠(環(huán)氧樹脂)絲印機(jī)絲印邊框平面圖絲印好的邊框膠

絲印的原理比較簡單，主要是將配制好的框膠、油墨，倒入預(yù)先做好的圖案絲網(wǎng)上，再用一定硬度的刮板將框膠或油墨擠壓到承印物上。噴粉濕噴粉機(jī)粉混合液平臺噴頭塑料球噴粉后的產(chǎn)品

噴粉工序所用材料主要是塑料球，它在液晶顯示中起著支撐的作用，保持顯示器間隙（盒厚）均一，如果LCD中沒有塑料球作支撐，LCD的中間部分的盒厚，也就是兩片玻璃之間的距離會比邊緣的距離小很多，最終造成盒厚不一，底色差異較大。底色：是指在灌液晶后，通過上下偏光片觀察到的顏色。貼合印邊框后玻璃印銀點(diǎn)后噴粉玻璃貼合后的產(chǎn)品將絲印好和噴粉好的兩片玻璃按照對位標(biāo)記組合在一起。玻璃的四周都設(shè)計(jì)有好幾個(gè)對位標(biāo)記，必須對整齊后才可貼合上去。對位標(biāo)記和對位標(biāo)準(zhǔn)如下圖：A面玻璃標(biāo)記B面玻璃標(biāo)記標(biāo)準(zhǔn)合格不合格熱壓熱壓工裝加熱管氣囊氣管熱壓爐氣壓表熱壓的目的是為了使邊框膠完全固化，使上下兩片玻璃粘接牢固。在熱壓過程中，要施加一定的壓力和溫度。切割（劃片）

切割是將一整對大玻璃，按照其排版分割成單粒的每個(gè)產(chǎn)品，當(dāng)然經(jīng)過刀輪切割后不會立即斷裂成每個(gè)單粒，只是切割出一定深度的線痕，還要后續(xù)的打粒操作才能分開成每個(gè)單獨(dú)體。

切割設(shè)備基本有兩種，一種是單刀機(jī)，單刀機(jī)調(diào)試簡單，但批量運(yùn)作較慢；另一種是多刀機(jī)，調(diào)試復(fù)雜，但批量生產(chǎn)效率高。

切割的精度和操作控制，會直接影響到客戶的裝機(jī)，和生產(chǎn)廠家的良率。打粒打粒后的產(chǎn)品LCD工作臺切割后刀痕

一整對大玻璃可以排列很多個(gè)單粒產(chǎn)品。之前的工序都是一整對大玻璃作業(yè)流程，而以下的所有工序就要單粒作業(yè)了。經(jīng)過切割后，排列的單粒玻璃并不能分開，還需要用一定壓力，通過工具分粒開來。

灌液晶液晶真空室液晶槽灌晶機(jī)出氣口進(jìn)氣口

灌液晶是個(gè)很重要的工序,其主要原理,是將空盒玻璃置放在一個(gè)封閉的容器內(nèi),然后將里面的空氣抽出達(dá)到真空狀,再將空盒玻璃與液晶槽里的液晶充分接觸,最后打開進(jìn)氣開關(guān),這樣就通過氣壓將液晶灌注到空盒內(nèi)。

注:每個(gè)液晶屏都有一個(gè)開口,用于液晶注入;

灌晶時(shí),一般是開口朝下放置。封口點(diǎn)膠管封口膠

在灌注完液晶后，必須要對其進(jìn)行封口，也就是用UV膠（紫外線固化膠），將開口處封起來，否則會導(dǎo)致液晶外溢，和液晶污染等。封口完后，將其通過紫外線固化爐進(jìn)固化，這樣液晶就密封在里面了。封口后清洗清洗糟清洗液超聲波超聲波清洗機(jī)

封口完后，需要進(jìn)行清洗操作，將玻璃表面和縫隙里面的殘留液晶、油污等清洗掉。如果在這個(gè)環(huán)節(jié)清洗不徹底，將對產(chǎn)品有很大影響。目測目測臺偏光片LCD燈管偏光片

目測，也叫目檢，也就是檢查LCD的外觀和顏色（底色），將外觀廢品挑除掉。如：黑點(diǎn)（內(nèi)污）、彩虹、底色不均、邊框不良、裂片不良、切割不良、破裂、封口不良、水紋、條紋等。電測電測機(jī)電測板顯示圖案COM線SEG線８８８８導(dǎo)電膠條

電測，也就是檢驗(yàn)產(chǎn)品的電性能。如：缺畫、同面短路、上下短路、顯示不均、鬼影、字朦、圖缺、白點(diǎn)、PI點(diǎn)、大電流、視角錯(cuò)誤。磨邊磨好后玻璃磨邊機(jī)沙輪

一般產(chǎn)品在使用的裝配過程中，大致分為三種連接方式，一是導(dǎo)電膠條、二是斑馬紙連接、三是管腳連接。而選擇第二、三種連接方式，就必須要進(jìn)行磨邊工序，否則會嚴(yán)重影響裝配的質(zhì)量。

磨邊，就是將產(chǎn)品的電腳部分在砂輪上磨出光滑的圓腳，用于方便裝腳和壓斑馬紙產(chǎn)品。所以也只有裝腳和壓斑馬紙的產(chǎn)品才需要磨邊。

磨角磨邊機(jī)沙輪軸承磨好后玻璃

磨角和磨邊很類似，磨角是按客戶要求，將不需要的部份在砂輪上將其磨掉。外絲印絲印機(jī)架絲網(wǎng)定位塊LCD絲印后的圖案刮刀油墨

外絲印和內(nèi)絲印的原理一樣，主要是將配制好的油墨，倒入預(yù)先做好圖案的絲網(wǎng)上，再用一定硬度的刮板將框膠或油墨擠壓到承印物上。貼片下偏光片上偏光片

在第四頁我們曾介紹到偏光片的作用，這里我們是介紹貼偏光片的過程。先撕掉偏光片的保護(hù)膜，再將其與產(chǎn)品對齊，緊接著用滾輪快速滾過去，這樣，偏光片就貼附在產(chǎn)品上了，一個(gè)完整的產(chǎn)品需要貼上、下兩個(gè)偏光片。偏光片與產(chǎn)品類型的關(guān)系

在這里，我們對偏光片與產(chǎn)品類型的關(guān)系作一個(gè)介紹，我們的產(chǎn)品大體分為正顯和負(fù)顯，正顯又包括：正顯全透、反射、半透、高半透，負(fù)顯產(chǎn)品一般都是全透的，包括：負(fù)顯藍(lán)膜、黑膜等。所有產(chǎn)品的面片都是透射片，全透產(chǎn)品，是指上、下偏光片都是透射片，反射產(chǎn)品，是指面片是透射片，底片是反射片，半透產(chǎn)品，是指面片是透射片，底片是半透片，以此類推；剛才說到負(fù)顯產(chǎn)品都是全透的，是因?yàn)樗稀⑾碌钠馄际峭干淦?。LCD的兩種顯示模式８８８８８８８８正顯(白底黑字)負(fù)顯(黑底白字)實(shí)際上正顯和負(fù)顯的區(qū)別就在于顯示器上、下偏光片的旋轉(zhuǎn)角度不同而矣。但負(fù)顯產(chǎn)品的檢驗(yàn)要求卻要高很多，一個(gè)是因?yàn)榈咨灰卓刂?，另外稍有一點(diǎn)缺陷，都會在點(diǎn)亮后顯示出來，比如:實(shí)際只有0.15mm的黑點(diǎn),在點(diǎn)亮后,看起來會是0.2mm,而正顯卻不會這樣。上管腳點(diǎn)碳漿上管腳涂膠水上好管腳后LCD管腳UV膠水LCD

在裝管腳時(shí)，必須先在電腳上點(diǎn)上導(dǎo)電碳漿，然后將準(zhǔn)備好的管腳通過夾具裝配在電腳上，然后再在兩面點(diǎn)上UV固化膠，再通過紫外線固化爐固化，這樣管腳就牢固在玻璃上了，最后再將多余長度的管腳部分切掉。

注：碳漿在這里起到良好的導(dǎo)通作用。包裝入庫按照客戶之要求包裝成品，然后入庫。VA工藝VA工藝是最近兩年才推出的一類新產(chǎn)品，與黑膜（BLACKMASK）產(chǎn)品類似，與之相比優(yōu)點(diǎn)在于它具有高對比度，快速響應(yīng)，缺點(diǎn)在于成本較高，生產(chǎn)工藝控制也較高。VA產(chǎn)品將逐漸代替BLACKMASK產(chǎn)品，也將在家電，汽車，工業(yè)控制方面得到更廣的應(yīng)用。VABLACKMASKVA顯示原理通電形成電場情況斷電情況上偏光片下偏光片定向?qū)右壕Х肿庸饩€光線偏光軸偏光軸光線通過光線被攔截VA類產(chǎn)品與普通類型的LCD原理是相反的，在斷電情況下，液晶分子是垂直排列的，所以偏光軸垂直時(shí)光線不能透過，只能看到