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中小型TFT-LCD液晶显示屏生产工艺探讨.doc

中小型TFT-LCD液晶显示屏生产工艺探讨

纠缠的关系_
2017-10-24 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《中小型TFT-LCD液晶显示屏生产工艺探讨doc》,可适用于工程科技领域

中小型TFTLCD液晶显示屏生产工艺探讨doc中小型TFTLCD液晶显示屏生产工艺探讨中文摘要TFTLCD是当前平板显示器(FPD)的主流显示器。本文主要对TFTLCD生产工艺、设计思路、材料选择、生产线的设备、以及发展趋势做系统的介绍。并对液晶显示器的显示作用及利用液晶特定的分子排布在施加电压时局部分子的排列状态发生不同于其它分子排列的变化由此产生了液晶盒的各项光学性质的变化再通过偏振片等变换为视觉可感知的变化。这篇论文为大家初步了解TFTLCD设计提供技术支持。关键词:TFTLCD平板显示器生产工艺分子排布偏振片abstractTFTLCDisthedisplayofthemainstreamofcurrentflatpaneldisplay(FPD)OfTFTLCDproductiontechnology,designideas,materialselection,productionlineequipment,aswellasthedevelopmenttrendofthesystemintroductionAndLCDdisplayontheroleanduseofliquidcrystalmoleculararrangement,whenavoltageisapplied,thelocalmoleculararrangementofstateisdifferentfromotherchangesinmoleculararrangement,theresultingchangesintheopticalpropertiesoftheliquidcrystalcellandthentransformthroughthepolarizersandothervisuallyperceptiblechangeThispaperisapreliminaryunderstandingoftheTFTLCDdesigntoprovidetechnicalsupportkeyword:TFTLCD,flatpaneldisplaymanufacturingprocess,moleculararrangement,polarizer一、前言人类社会进入信息时代以后信息显示技术在人们日常生活和社会活动中的作用越来越重要。信息处理、接受、发送等操作均借助信息系统终端设备与人之间的界面显示来完成因而显示技术的发展越来越受到人们的重视。因此对显示器的生产工艺进行探讨具有重要的意义。TFTLCD技术是LCD技术和微电子技术有效结合的高新技术。人们利用微电子精细加工技术和Si材料处理技术来开发大面积玻璃板上生长Si材料和TFT平面列阵的工艺技术。再与日益成熟的LCD制作技术学相结合以求不断提高产品品质增强自动化大规模生产能力提高合格率降低成本。本文将对中小型TFTLCD液晶显示屏生产工艺探讨。二、TFTLCD的构造与原理TFTLCD结构TFTLCD主要结构是LCM,LCM是由panel板和背光源(backlight)组成。Panel板也是整个液晶显示器的中最重要部分它的制造工艺也是最繁杂的。通常人们所说的亮点也就是在panel板的制造过程中发生的。背光源的能否正常工作是直接影响显示效果的关键所在它通常也是影响液晶显示器的寿命的关键。TFTLCD原理TFT的显示采用“背透式”照射方式它的假想的光源路径是从下向上。这样的作法是在液晶的背部设置特殊光管光源照射时通过下偏光板向上透出。由于上下夹层的电极改成FET电极和共通电极在FET电极导通时液晶分子的表现也会发生改变可以通过遮光和透光来达到显示的目的响应时间大大提高到ms左右。因其具有很高的对比度和更丰富的色彩荧屏更新频率也更快故TFT俗称“真彩”。其主要部件就是液晶。液晶是物质存在的一种特殊状态它既不同于具有固定形状而在光学性质上具有各向异性的固态晶体又不同于没有固定形状在光学性质上具有各向同性的液体而是集合两者的特性是一种在光学性质上具有各向异性的粘稠液体。人们对认识液晶这类特殊性能的物质的认识已经有一百多年的历史了人们通过研究发现一些固态晶体在加热到一定温度后就能转变成液晶并把这类液晶称为致热性液晶在显示技术和光电技术中应用的就是这类液晶。在平面显示技术上应用的液晶材料主要要求为需要具有较高的双折射率、有较高的介电各向异性、较低的液态黏度等性能。三、TFTLCD的制造工艺流程和所需设备TFTLCD的生产工艺流程从整体上可分为以下五个部分。它开始需要一对大尺寸的无碱玻璃基板,之后分别将这一对基板制成薄膜晶体管(TFT)基板和彩色滤光片(CF)基板。然后往板中滴注入液晶再进行对位压合形成液晶屏,再加上驱动部分和背光源等组成实用的TFTLCD液晶显示器。目前生产设备已经达到了很高的水平,一列式自动化生产设备正向着组合式自动加工设备方向发展。Panel板的结构及其工作原理本文主要对中小型TFTLCD液晶显示屏生产工艺比如应用电子表、计算器、简单的掌上游戏机显示器的设计进行探讨。扭曲向列液晶是带有扭曲的向列液晶。扭曲向列液晶显示器它不仅拥有液晶显示所需要的基本特点还具有对比度高、制作技术简单成本低等特点。目前在便携式计算机、钟表、仪器仪表中大量使用的多是这种类型的液晶显示器。其设计整体结构如图所示扭曲向列液晶显示器是由两块ITO玻璃板之间夹着扭曲向列液晶材料液晶的厚度一般为µm,液晶材料的双折射率与其具体厚度有关。在上下ITO玻璃基板上面涂一层取向层液晶分子与取向层表面具有力的互相作用利用液晶分子与表面摩擦定向平行排列并带有的倾斜角具体如下图所示。图上下基片摩擦定向方向成使液晶分子扭曲成同时液晶中掺入少量手性剂材料起到决定液晶分子扭转方向的作用。在上下玻璃基片的外侧贴有偏振片偏振片的光轴与玻璃基片的摩擦方向一致从而在液晶显示屏上得到常白的显示。当入射光偏振面随液晶分子扭转使偏振光通过偏振片即得到亮态。当施加电压时正性液晶分子随电场方向排列线偏振光偏振面不变偏振光不能通过出射光一侧的偏振片得到暗态所以液晶显示器就是一个电控制的光阀。背光源的结构及其原理Backlight(以下简称为BL)按Lamp(灯管)的排列方式分为DirectLight和SideLightTypeSideLightType需要将自侧面的Lamp上出射得光向BL正面出光作用的导光板但DirectLightType是自Lamp出射的光直接向BL正面出光因此不需要导光板。下图为具体区别图背光源的构造有以下几点:Lamp是从Inverter接收高压而发生可视光的光源。主要使用CCFL还有HCFLLamphousing反射从Lamp发出的光源入射到导光板上。使用黄铜、铝或者黄铜上附合Ag等材料的薄膜反射LightguidePanel(导光板)主要使用丙烯以InjectionMolding或Casting的方法制作而成的具有均匀分布光源的作用Reflector主要是聚醚器材上为了减少导光板入射的光源损失它自身具有反射功能DiffuserDown主要是聚醚(PET)器材上以丙烯类树脂形成球形的形状均匀扩散自导光板出光的光源同时起集光的作用BottomPrism具有与BottomPrism同样的功能以BottomPrism表面的倍增加辉度Prism以相互十字交叉布置收集X轴和Y轴方向的光源DiffuserUp具有与DiffuserDown同样的构造以保护Prism的作用为主要目的亦称为保护膜。图为个结构的位置关系。图TFTLCD的制造工序薄膜晶体管得制造工序TFT的制造工序分坚膜、清洗、Photo、刻蚀、检测六大工序。如图图坚膜工序是指将Gate电极、Data电极、像素电极、保护膜以及半导体膜用物理或化学的方法使其在Glass上形成膜的工序。Gate电极、Data电极、像素电极是金属物质利用Sputtering物理方法再Target和Glass之间的Plasma,将Target物质贴在Glass上。Plasma是两个电极之间注入的不活性Gas上施加高电压从而离子化生成。离子化的不活性Gas在Target上冲击然后脱掉的Target物质移到Glass而形成膜如如图图清洗工序是指将初期投入或工序中Glass或膜表面的污染、Particle在组装前除去。为了防止不良发生的工作程序。有助于确保膜与膜之间有黏着性对黏着性的加强也有促进作用。主要包含:UV清洗、Unit、Brush清洗Unit、MegaSonicUnit、CJUnit。Photo工序是指利用膜上形成要制作形态的Mask。通过曝光的作用使其形态从Mask移到感光剂的作业上。主要工序包括感光剂凃屏、曝光及显像等。图图刻蚀工序是指为了除去感光剂部分的膜利用物理、化学方法有选择地刻蚀的工序。刻蚀方式有如下图的两个方式:WetEtching是利用化学溶液刻蚀金属物质的方式DryEtching利用GasPlasma刻蚀SiNxaSi的方式。图脱模工序是指刻蚀工序之后去除为形成Pattern而残留的感光剂的工序。脱膜工序的必须条件是完全除去PR,下部膜不能有损伤还要保持为进行下一工序均匀的表面状态。检测工序是指调查评估工序、半成品、产品的质量、不良的工序。成盒制屏的工序TFTLCD的面板组装过程是首先将洗净后的彩膜基板与TFT的阵列基板涂布上配向膜涂液并摩擦定向。然后在TFT的阵列基板四周涂上封框胶并散布~µm大小的间隔物于其上作为支撑点再将阵列基板与彩膜基板组合以封框胶封合形成空的盒。再以两种方式注入液晶一种方式是先将此空的cell基板才切断、裂片、取最终显示器产品所需尺寸大小经检查后以真空方式注入液晶材料并加以封合另一种方法是先注入液晶再进行裁切断片后再封合。这种方式所需的制作时间不同会影响总合格率也会造成生产能力的不同。模块的工艺流程如图图液晶显示模块的形成将TFTLCD的panel面板与驱动电路、印刷电路板连接并装上背光源以及固定框架就完成了液晶显示模块。其工序一共有偏光板贴合、TAB贴合、PCB贴合、BL组装、老化测试、包装等。其操作过程如图图偏光板贴合主要分为清洗和偏光板的贴合两大部分:清洗包括刀洗、刷洗、冲洗、干燥:刀洗是用旋转刀片去除玻璃碎屑刷洗是用毛刷去除灰尘和指纹冲洗是用纯水去除残留的杂质干燥以高、低温的热风去掉微细水汽。图图偏光板贴合是利用Panel板和偏光板上的信息将上下偏光板分别贴附Panel的上板和下板下图图TAB贴合是指利用ACF将TAB和Panel板连接。其工序包括ACF附着、TAB定位和本压榨:ACF附着是指将ACF贴附在Panel板上TAB定位是利用Panel板上的定位信息将TAB预压在Panel板上本压榨是在高温高压下将TAB完全压在Panel板上并且使得连接部位的ACF导通。PCB贴合与TAB贴合一样都是利用ACF来连接不同的是这里连接的是TAB与PCB,所以由于材料的不同所使用的ACF也不同同样工程条件也不同。具体工序分为树脂凃屏ACF贴合和PCB正式压榨树脂凃屏是为了防止水分和其它异物进入Panel板内ACB贴合是将ACF贴附在PCB面板上PCB正式压榨是将PCB与TAB在高温下压榨并且使得连接部位的ACF导通。图图BL组装是把Casetop、连接好TAB和PCB的Panel、BackLight以及SupportMain用手的老化房内检测模工的方式连接起来的工序。老化测试是把组装好的液晶模块放置在块的连接状况根据产品要求其老化时间各有各自的定性。包装同样是利用手工的方式将测试合格的液晶模块包装出厂。结束语:TFTLCD是科技含量、经济效益及社会效益都很高的技术是现代通信和计算机等信息产业最重要的基础之一。中小型TFTLCD液晶显示屏在诸多方面有着广泛的应用比如电子表、游戏机等一些小型的电子产品。其生产工艺简单易懂我们对其进行探讨有助于加快我国TFTLCD产业的发展。参考文献:田民波(电子显示(清华大学出版社,,,,,,,,,,(李洪桂湿法冶金学M广州:中南大学出版社,黄锡珉(TFTLCD技术的进步(液晶与显示,,,,,,,,,(李凤生超细粉体技术M北京:国防工业出版社,蔡玲伴生金银综合回收M北京:冶金工业出版社,致谢在此对我在论文创作过程中给与过我帮助的同学、老师、朋友特别是导师表示感谢。

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