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液晶面板的生产制造流程

文章出处:未知 人气:发表时间:2018-11-08

曾经爆发过的面板门事件,足以说明用户对于液晶显示屏所采用液晶面板类型的重视,不仅如此,液晶显示器重要的技术提升,如LED背光,超广视角,都与面板有着直接的关系。而占一台液晶显示器80%成本的液晶面板,足以说明它才是整台显示器的核心部分,它的好坏,可以说直接决定了一台液晶显示器品质是否优秀。
 
如此来看,民用的液晶显示屏的生产只是一个组装的过程,将液晶面板、主控电路、外壳等部分进行主装,基本上不会有太过于复杂的技术问题。难道这是说,液晶显示屏其实是技术含量不好的产品吗?其实不然,液晶面板的生产制造过程非常繁复,至少需要300道流程工艺,全程需在无尘的环境、精密的技术工艺下进行。
 
液晶面板的大体结构其实并不是很复杂,分为液晶板与背光系统两部分。
 
背光系统包括背光板、背光源(CCFL或LED)、扩散板(用于将光线分布均匀)、扩散片等等。由于液晶不会发光,因此需要借助其他光源来照亮,背光系统的作用就在于此,但目前所用的CCFL灯管或LED背光,都不具备面光源的特性,因此需要导光板、扩散片之类的组件,使线状或点状光源的光均匀到整个面,目的是为了让液晶面板整个面上不同点的发光强度相同,但实际要做到理想状态非常困难,只能是尽量减少亮度的不均匀性,这对背光系统的设计与做工有很大的考验。
 
可弯曲的柔性印刷板起到信号传输的作用,并且通过异向性导电胶与印刷电路板(蓝色PCB板的部分)压和,使两者连接相通。
 
液晶板从外到里分别是水平偏光片、彩色滤光片、液晶、TFT玻璃、垂直偏光片,此外在液晶面板边上还有驱动IC与印刷电路板,主要用于控制液晶板内的液晶分子转动与显示信号的传输。液晶板很薄,不通电的情况下呈半透明状态,它的大体构造就像三明治,下层TFT玻璃与上层彩色滤光片中间夹着液晶。
 
液晶具备固态晶体的光线折射性质,同时具备液体的流动特性,在电极的驱动下,可以按照主控想要的方式进行排列,控制光线透过的强弱,然后在彩色滤光片上,通过红、绿、蓝三基色进行每个像素的调色,最终得到完整画面影像。
 
液晶面板的生产制造流程

按照功能的划分可以将液晶面板分为液晶板与背光系统部分,而要生产一块液晶面板,却需要经过“前段Array制程、中段Cell制程、后段模组组装”三个复杂的过程。液晶面板的生产制造流程如下
 
前段Array制程:薄膜/黄光/蚀刻/剥膜(一)
 
液晶面板制造的前段Array制程主要是“薄膜、黄光、蚀刻、剥膜”四大部分,如果仅仅是这样看,很多网友根本不解这四步的具体含义,以及为什么会这样做。
 
首先,液晶分子的运动与排列都需要电子来驱动,因此在液晶的载体——TFT玻璃上,必须有能够导电的部分,来控制液晶的运动,这里将会用ITO(Indium Tin Oxide,透明导电金属)来做这件事情。ITO是透明的,也成薄膜导电晶体,这样才不会阻挡背光。
 
液晶分子排列的不同以及快速的运动变化,才能保证每个像素精准显示相应的颜色,并且图像的变化精确快速,这就要求对液晶分子控制的精密。ITO薄膜需要做特殊的处理,就犹如在PCB板上印刷电路一般,在整个液晶板上画出导电线路。
 
首先,需要在TFT玻璃上沉积ITO薄膜层,这样整块TFT玻璃上就有了一层平滑均匀的ITO薄膜。然后用离子水,将ITO玻璃洗净,准备进入下一步骤。
 
接下来,要在沉积了ITO薄膜的玻璃上涂上光刻胶,在ITO玻璃上形成一层均匀的光阻层。然后烘烤一段时间,将光刻胶的溶剂部分挥发,增加光阻材料与ITO玻璃的粘合度。
 
用紫外光(UV)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灯下对光刻胶进行选择性曝光。
 
前段Array制程:薄膜/黄光/蚀刻/剥膜(二)
 
大家以一个像素单位为例,如上图,这个像素中,浅色部分未曝光,而深色的是曝光部分。
 
接着,用显影剂将曝光部分的光刻胶清洗掉,这样就只剩下未曝光的光刻胶部分,然后用离子水将溶解的光刻胶冲走。
 
然后用适当的酸刻液将无光刻胶覆盖的ITO膜的蚀刻掉,只保留光刻胶下方的ITO膜。ITO玻璃为(In2O3与SnO2)的导电玻璃,未被光刻胶覆盖的ITO膜易与酸发生反应,而被光刻胶覆盖的ITO膜可以保留下来,得到相应的拉线电极。
 
前段Array制程:薄膜/黄光/蚀刻/剥膜(三)
 
剥膜:用高浓度的碱液(NaOH溶液)作脱膜液,将玻璃上余下的光刻胶剥离掉,从而使ITO玻璃形成与光刻掩模版完全一致的ITO图形。
 
用有机溶液冲洗玻璃基本标签,将反应后的光刻胶带走,让玻璃保持洁净状态。这样就完成了第一道薄膜导电晶体制程,一般至少需要5道相同的过程,在玻璃上形成复杂精密的电极图形。
 
这样,前段Array制程就结束了。从整个过程不难看出,前面在TFT玻璃上沉积ITO薄膜、涂光刻胶、曝光、显影、蚀刻,最终是为了在TFT玻璃上形成前期设计好的ITO电极图形,以便于在玻璃上控制液晶分子的运动。整个生产过程的大致步骤并不复杂,但是技术上的细节和注意事项非常繁琐,这里大家就不多做先容了,有兴趣的朋友可以自行查阅相关资料。
 
液晶板所用玻璃的制造工艺也是非常讲究。目前,全球最大的液晶面板用玻璃,主要由美国康宁、日本旭硝子等厂商提供,处于液晶面板生产制造的上游,这些厂商都掌握着玻璃生产工艺的技术专利。

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