液晶显示器工艺原理

1、1.液晶显示器的结构一般地，TFT-LCD由上基板组件、下基板组件、液晶、驱动电路单元、背光灯模组和其他附件组成，其中：下基板组件主要包括下玻璃基板和TFT阵列，而上基板组件由上玻璃基板、偏振板及覆于上玻璃基板的膜结构，液晶填充于上、下基板形成的空隙内。图1.1显示了彩色TFT-LCD的典型结构， 图1.2图进一步显示了背光灯模组与驱动电路单元的结构。在下玻璃基板的内侧面上，布满了一系列与显示器像素点对应的导电玻璃微板、TFT半导体开关器件以及连接半导体开关器件的纵横线，它们均由光刻、刻蚀等微电子制造工艺形成，其中每一像素的TFT半导体器件的剖面结构如图1.3所示。在上玻璃基板的内侧面上，敷有

2、一层透明的导电玻璃板，一般为氧化铟锡（Indium Tin Oxide, 简称ITO）材料制成，它作为公共电极与下基板上的众多导电微板形成一系列电场。如图1.4所示。若LCD为彩色，则在公共导电板与玻璃基板之间布满了三基色（红、绿、蓝）滤光单元和黑点，其中黑点的作用是阻止光线从像素点之间的缝隙泄露，它由不透光材料制成，由于呈矩阵状分布，故称黑点矩阵（Black matrix）。2 液晶显示器的制造工艺流程彩色TFT-LCD制造工艺流程主要包含4个子流程：TFT加工工艺（TFT process）、彩色滤光器加工工艺（Color filter process）、单元装配工艺（Cell proces

3、s）和模块装配工艺（Module process）12。各工艺子流程之间的关系如图2.1所示。 图2.1 彩色TFT-LCD加工工艺流程2.1TFT加工工艺（TFT process）TFT加工工艺的作用是在下玻璃基板上形成TFT和电极阵列。针对图1.3所示TFT和电极层状结构，通常采用五掩膜工艺，即利用5块掩膜，通过5道相同的图形转移工艺，完成如图1.3TFT层状结构的加工2，各道图形转移工艺的加工结果如图2.2所示。 (a)第1道图形转移工艺 (b) 第2道图形转移工艺 (c) 第3道图形转移工艺 (d) 第4道图形转移工艺 (e) 第5道图形转移工艺图2.2 各道图形转移工艺的加工结果图形

4、转移积工艺由淀积、光刻、刻蚀、清洗、检测等工序构成，其具体流程如下1： à覆光刻胶à清洗à薄膜淀积à玻璃基板检验à开始结束à检验à去除光刻胶à刻蚀à显影à曝光其中刻蚀方法有干刻蚀法和湿刻蚀法两种。上述各种工序的加工原理与集成电路制造工艺中使用的相应工序的加工方法原理类似，但是，由于液晶显示器中的玻璃基板面积较大，TFT加工工艺中采用的加工方法的工艺参数和设备参数有其特殊性。2.2滤光板加工工艺 (a)玻璃基板 (b) 阻光器加工 (c) 滤光器加工 (d) 滤光器加工 (e) 滤光器加工 (f)

5、 ITO淀积图2.3滤光器组件的形成过程滤光板加工工艺的作用是在基板上加工出如图1.4所示的薄膜结构，其流程如下：结束à检测àITO淀积à检测à保护清洗à滤光器加工à阻光器加工à开始上述主要工序或工艺的加工效果示意如图2.3所示。在滤光基片上设置的一系列由不透光材料制成的并以矩阵形状分布的黑点，它们通过相应的图形转移工艺（也称为阻光器加工工艺）加工出，并安排于滤光器加工工艺的开始阶段，所述图形转移工艺依次包含如下工序：溅射淀积、清洗、光刻胶涂覆、曝光、显影、湿法刻蚀和去除光刻胶，各工序基本原理分别如图2.4(a)-(g)所示

6、。 (a) 溅射淀积 (b) 清洗 (c) 光刻胶涂覆 (d) 曝光 (e)显影 (f) 湿法刻蚀 (g) 去除光刻胶图2.4阻光器图形转移工艺检验，各工序的原理示意如图2.5所示。à显影à曝光à阻光器加工完毕后，进入滤光器加工阶段，三种滤光器（红、绿、蓝）分别通过3道图形转移工艺完成加工，由于三种滤光器直接由不同颜色的光刻胶制成，该图形转移工艺与前述图形转移工艺有所不同，它不包含刻蚀和除光刻胶的工序。其具体流程为：彩色光刻胶涂覆阻光器加工结束后，经过清洗和检测工序后，进入ITO淀积工艺，最后在滤光器层上敷上一层导电玻璃氧化铟锡（Indium Tin Oxide,

7、 简称ITO），形成滤光板的公共电极。 (a)彩色光刻胶涂覆 (b)曝光 (c)显影 (d)检验图2.5彩色滤光器图形转移工艺3 液晶显示器的典型制造工艺液晶显示器的制造工艺与集成电路的制造工艺基本相似，不同的是液晶显示器中的TFT层状结构制作于玻璃基板上，而不是硅片上，此外，TFT加工工艺所要求的温度范围是300500oC，而集成电路制作工艺要求的温度范围是1000 oC。3.1淀积工艺应用于液晶显示器制造工艺的淀积（Deposition）方法主要有两种：一种是离子增强型化学气相淀积法，另一种是溅射淀积法。离子增强型化学气相淀积的基本原理是：将玻璃基板至于真空腔室中，并且加热至一定的温度，随

8、后通入混合气体，同时RF电压施加于腔室电极上，混合气体转变为离子状态，于是在基体上形成一种金属或化合物的固态薄膜或镀层。溅射淀积法的基板原理是：在真空室中，利用荷能粒子轰击靶，使其原子获得足够的能量而溅出进入气相，然后在工件表面淀积出与靶相同材料的薄膜。一般地，为不改变靶材的化学性质，荷能粒子为氦离子和氩离子。溅射淀积法有直流溅射法、射频溅射法等多种。3.2光刻工艺光刻工艺（Photolithography process）是将掩膜上的图形转移至玻璃基板上的过程。由于LCD板上的刻线品质取决于光刻工艺，因此它是LCD加工过程中最重要的工艺之一。光刻工艺对环境中的粉尘颗粒很敏感，因此它必须置于高

9、度洁净的室内完成。3.3刻蚀工艺刻蚀工艺分为湿法刻蚀工艺和干法刻蚀工艺，湿法刻蚀工艺用液体化学试剂以化学方式去除基板表面的材料，其优点是用时短、成本低、操作简单。干法刻蚀工艺是用等离子体进行薄膜线条腐蚀的一种工艺，按照反应机理可分为等离子刻蚀、反应离子刻蚀、磁增强反应离子刻蚀和高密度等离子刻蚀等类型，按结构形式又可分为筒型、平行平板型。干法刻蚀工艺的优点是横向腐蚀小，控制精度高，大面积刻蚀均匀性好，利用ICP技术还可以刻蚀垂直度和光洁度都非常好的镜面，因此，干法腐蚀在制作微米及深亚微米，纳米级的几何图形加工方面,有很明显的优势。4 液晶显示器制造工艺的发展趋势4.1TFT-LCD的发展趋势由于

10、玻璃底板的大小对生产线所能加工的LCD最大尺寸，以及加工的难度起决定作用，所以LCD业界根据生产线所能加工的玻璃底板的最大尺寸来划分生产线属于哪一代，例如5代线最高阶段的底板尺寸是1200X1300mm，最多能切割6片27英寸宽屏LCD-TV用基板；6代线底板尺寸为1500X1800mm，切割32英寸基板可以切割8片，37英寸可以切割6片。7代线的底板尺寸是1800X2100mm，切割42英寸基板可以切割8片，46英寸可以切割6片。图4.1给出了17代的玻璃底板尺寸界定情况。目前，全球范围已经进入第6代和第7代产品生产的阶段，预计在未来两年里，第5代及第5代之前的生产能力的增加幅度将逐渐减小，

11、而第6代和第7代的生产能力在近两年将形成加快增长的态势。目前，各大设备厂商也纷纷推出了能够与第6代以上生产线配套的设备，如尼康公司的面向第6代、第7代和第8代生产线应用的步进投影式平板显示器光刻机FX-63S，FX-71S和FX-81S。 英文名字是LiquidCrystalDis，缩写为LCD。它的主要原理是以电流刺激液晶分子产生点、线、面配合背部灯管构成画面。 液晶显示器的特点：一、机身薄，节省空间：与比较笨重的CRT显示器相比，液晶显示器只要前者三分之一的空间。 二、省电，不产生高温：它属于低耗电产品，可以做到完全不发烫，而CRT显示器，因显像技术不可避免产生高温。 三、无辐射，益健康：

12、液晶显示器完全无辐射，这对于整天在电脑前工作的人来说是一个福音。 四、画面柔和不伤眼：不同于CRT技术，液晶显示器画面不会闪烁，可以减少显示器对眼睛的伤害，眼睛不容易疲劳。 液晶显示器绿色环保，它的能源消耗相对于传统的CRT来说，简直是太小了；对于进来逐渐引起国人重视的噪音污染也与它无缘，因为它的自身的工作特点决定了它不会产生噪音（对于那种喜欢一边使用电脑，一边有节奏的敲打显示器的用户发出的噪音，这里不予以考虑-）；液晶显示器还有一个好处就是发热量比较低，长时间使用不会有烤热的感觉，这一点也是以前的显示器无可比拟的，以前的显示器可是宝贵，尤其是夏天，家里的空调、电扇都得为它服务给它降温。使用液

13、晶显示器无形中为大气降了温，也为阻止日益升温的大气作贡献。同时减少辐射，降低环境污染。当然了，环保也不会少了辐射这个指数的，虽然我们不能说液晶显示器就完全没有辐射，但是相对于辐射大户CRT来说，液晶显示器那一点点辐射简直可以忽略不计。 现在的时代其实还是模拟时代，而未来的时代从目前的发展趋势来看是数字时代。显示器智能化操作，数字控制、数码显示是未来显示器的必要条件。随着数字时代的来临，数字技术必将全面取代模拟技术，LCD不久就会全面取代现在的模拟CRT显示器。 不过从另一个方面讲液晶显示器的数字接口现在并不普及，还远远没有到应用领域。从理论上说，液晶显示器是纯数字设备，与电脑主机的连接也应该是

14、采用数字式接口，采用数字接口的优点是不言而喻的。首先可以减少在模数转换过程中的信号损失和干扰；减少相应的转化电路和元件；其次不需要进行时钟频率、向量的调整。 但目前市场上大部分液晶显示器的接口是模拟接口，存在着传输信号易受干扰、显示器内部需要加入模数转换电路、无法升级到数字接口等问题。并且，为了避免像素闪烁的出现，必须做到时钟频率、向量与模拟信号的完全一致。 此外，液晶显示器的数字接口尚未形成统一标准，带有数字输出的显示卡在市面上并不多见。这样一来，液晶显示器的关键性的优势却很难充分发挥。 这个问题可能不是很好理解，我们举例子说明一下吧。使用过液晶显示器的人都知道液晶显示器很容易产生影像拖尾现

15、象。 响应时间是液晶显示器的一个特殊指标。液晶显示器的响应时间指的是显示器各像素点对输入信号反应的速度，响应时间短，则显示运动画面时就不会产生影像拖尾的现象。这一点在玩游戏、看快速动作的影像时十分重要。足够快的响应时间才能保证画面的连贯。目前，市面上一般的液晶显示器，响应时间与以前相比已经有了很大的突破，一般为40ms左右。不过随着技术的日益发展LCD和CRT的这个差距在逐渐的被弥补上，美格科技新近突出的一款液晶显示器的响应时间就已经缩短到了20ms，不过美格货好价格也好，它的售价比一般的液晶显示器要高出几百元。不过即使是20ms的美格也无法和目前的几乎任何一款CRT相提并论。 所以如果您很喜

16、欢玩3D游戏，看激烈的电影的话，液晶显示器可能会因为响应时间慢拖您的后腿。 从外形上看液晶显示器的外观轻巧超薄，与传统球面显示器相比，其厚度、体积仅是CRT显示器的一半（比如acer的FP581，其厚度更是让人觉得不足普通CRT显示器的1/5），大大减少了占地空间。 香港和东京是世界上液晶显示器普及率最高的地区，去年香港液晶显示器的出货量占到了显示器总出货量的七成。我们观察一下液晶显示器普及率高的地区就不难发现，这些地方大多是比较繁华，比较拥挤，生活水平比较高，而且写字楼、金融大厦林立的地方。在这些地方可谓是寸土寸金。显示器节省下来的空间的地皮价格远远高于液晶显示器和CRT显示器的差价。现在我

17、国大陆的一些大城市的繁华区域也有向着这个方向发展的趋势。 这个问题其实是问您对显示器的用途。众所周知，由于液晶分子不能自己发光，所以，液晶显示器需要靠外界光源辅助发光。一般来讲140流明每平方米才够。有些厂商的参数标准和实际标准还存在差距。这里要说明一下，就是一些小尺寸的液晶显示器以往主要应用于笔记本电脑当中，采用两灯调节，因此它们的亮度和对比度都不是很好。不过现在主流的桌面版本的液晶显示器的亮度一般都可以达到250流明到400流明，已经开始逐渐接近CRT的水平了。 对于大多数人来说，如果把CRT和LCD摆放在一起的话，可以比较轻松的分辨出液晶显示器和普通的CRT显示器的亮度和对比度以及色彩饱

18、和度的不同，但是就一般使用来说，这一点点差距并不会影响您的工作。 但是对于专业的美工等要求准确色彩的工作来说，液晶显示器还不能完全达到其工作的要求。液晶按结构分类常见的液晶显示器按物理结构分为四种：(1)扭曲向列型(TN-Twisted Nematic)；(2)超扭曲向列型(STN-Super TN)；(3)双层超扭曲向列型(DSTN-Dual Scan Tortuosity Nomograph)；(4)薄膜晶体管型(TFT-Thin Film Transistor)。1.TN型采用的是液晶显示器中最基本的显示技术，而之后其它种类的液晶显示器也是以TN型为基础来进行改良。而且，它的运作原理也较

19、其它技术来的简单。请参照下方的图片。图中所表示的是TN型液晶显示器的简易构造图，包括了垂直方向与水平方向的偏光板，具有细纹沟槽的配向膜，液晶材料以及导电的玻璃基板。 2.STN型的显示原理与TN相类似。不同的是，TN扭转式向列场效应的液晶分子是将入射光旋转90度，而STN超扭转式向列场效应是将入射光旋转180270度。3.DSTN是通过双扫描方式来扫描扭曲向列型液晶显示屏，从而达到完成显示目的。DSTN是由超扭曲向列型显示器(STN)发展而来的。由于DSTN采用双扫描技术，因此显示效果相对STN来说，有大幅度提高。4.TFT型的液晶显示器较为复杂，主要是由：萤光管、导光板、偏光板、滤光板、玻璃

20、基板、配向膜、液晶材料、薄模式晶体管等等构成。首先，液晶显示器必须先利用背光源，也就是萤光灯管投射出光源，这些光源会先经过一个偏光板然后再经过液晶。这时液晶分子的排列方式就会改变穿透液晶的光线角度，然后这些光线还必须经过前方的彩色的滤光膜与另一块偏光板。因此我们只要改变加在液晶上的电压值就可以控制最后出现的光线强度与色彩，这样就能在液晶面板上变化出有不同色调的颜色组合了。是目前主流液晶显示器的面板。显示原理（一）液晶的物理特性 液晶的物理特性是：当通电时导通，排列变的有秩序，使光线容易通过；不通电时排列混乱，阻止光线通过。让液晶如闸门般地阻隔或让光线穿透。从技术上简单地说，液晶面板包含了两片相

21、当精致的无钠玻璃素材，称为Substrates，中间夹著一层液晶。当光束通过这层液晶时，液晶本身会排排站立或扭转呈不规则状，因而阻隔或使光束顺利通过。大多数液晶都属于有机复合物，由长棒状的分子构成。在自然状态下，这些棒状分子的长轴大致平行。将液晶倒入一个经精良加工的开槽平面，液晶分子会顺着槽排列，所以假如那些槽非常平行，则各分子也是完全平行的。（二）单色液晶显示器的原理 LCD技术是把液晶灌入两个列有细槽的平面之间。这两个平面上的槽互相垂直(相交成90度)。也就是说，若一个平面上的分子南北向排列，则另一平面上的分子东西向排列，而位于两个平面之间的分子被强迫进入一种90度扭转的状态。由于光线顺着

22、分子的排列方向传播，所以光线经过液晶时也被扭转90度。但当液晶上加一个电压时，分子便会重新垂直排列，使光线能直射出去，而不发生任何扭转。LCD是依赖极化滤光器(片)和光线本身。自然光线是朝四面八方随机发散的。极化滤光器实际是一系列越来越细的平行线。这些线形成一张网，阻断不与这些线平行的所有光线。极化滤光器的线正好与第一个垂直，所以能完全阻断那些已经极化的光线。只有两个滤光器的线完全平行，或者光线本身已扭转到与第二个极化滤光器相匹配，光线才得以穿透。LCD正是由这样两个相互垂直的极化滤光器构成，所以在正常情况下应该阻断所有试图穿透的光线。但是，由于两个滤光器之间充满了扭曲液晶，所以在光线穿出第一

23、个滤光器后，会被液晶分子扭转90度，最后从第二个滤光器中穿出。另一方面，若为液晶加一个电压，分子又会重新排列并完全平行，使光线不再扭转，所以正好被第二个滤光器挡住。总之，加电将光线阻断，不加电则使光线射出。 然而，可以改变LCD中的液晶排列，使光线在加电时射出，而不加电时被阻断。但由于计算机屏幕几乎总是亮着的，所以只有“加电将光线阻断”的方案才能达到最省电的目的。从液晶显示器的结构来看，无论是笔记本电脑还是桌面系统，采用的LCD显示屏都是由不同部分组成的分层结构。LCD由两块玻璃板构成，厚约1mm，其间由包含有液晶(LC)材料的5m均匀间隔隔开。因为液晶材料本身并不发光，所以在显示屏两边都设有

24、作为光源的灯管，而在液晶显示屏背面有一块背光板（或称匀光板）和反光膜，背光板是由荧光物质组成的可以发射光线，其作用主要是提供均匀的背景光源。背光板发出的光线在穿过第一层偏振过滤层之后进入包含成千上万水晶液滴的液晶层。液晶层中的水晶液滴都被包含在细小的单元格结构中，一个或多个单元格构成屏幕上的一个像素。在玻璃板与液晶材料之间是透明的电极，电极分为行和列，在行与列的交叉点上，通过改变电压而改变液晶的旋光状态，液晶材料的作用类似于一个个小的光阀。在液晶材料周边是控制电路部分和驱动电路部分。当LCD中的电极产生电场时，液晶分子就会产生扭曲，从而将穿越其中的光线进行有规则的折射，然后经过第二层过滤层的过

25、滤在屏幕上显示出来。（三）彩色LCD显示器的工作原理 对于笔记本电脑或者桌面型的LCD显示器需要采用的更加复杂的彩色显示器而言，还要具备专门处理彩色显示的色彩过滤层。通常，在彩色LCD面板中，每一个像素都是由三个液晶单元格构成，其中每一个单元格前面都分别有红色，绿色，或蓝色的过滤器。这样，通过不同单元格的光线就可以在屏幕上显示出不同的颜色。LCD克服了CRT体积庞大、耗电和闪烁的缺点，但也同时带来了造价过高、视角不广以及彩色显示不理想等问题。CRT显示可选择一系列分辨率，而且能按屏幕要求加以调整，但LCD屏只含有固定数量的液晶单元，只能在全屏幕使用一种分辨率显示(每个单元就是一个像素)。CRT

26、通常有三个电子枪，射出的电子流必须精确聚集，否则就得不到清晰的图像显示。但LCD不存在聚焦问题，因为每个液晶单元都是单独开关的。这正是同样一幅图在LCD屏幕上为什么如此清晰的原因。LCD也不必关心刷新频率和闪烁，液晶单元要么开，要么关，所以在4060Hz这样的低刷新频率下显示的图像不会比75Hz下显示的图像更闪烁。不过，LCD屏的液晶单元会很容易出现暇疵。对1024×768的屏幕来说，每个像素都由三个单元构成，分别负责红、绿和蓝色的显示一所以总共约需240万个单元(1024×768×32359296)。很难保证所有这些单元都完好无损。最有可能的是，其中一部分已经短

27、路(出现“亮点”)，或者断路(出现“黑点”)。所以说，并不是如此高昂的显示产品并不会出现瑕疵。LCD显示屏包含了在CRT技术中未曾用到的一些东西。为屏幕提供光源的是盘绕在其背后的荧光管。有些时候，会发现屏幕的某一部分出现异常亮的线条。也可能出现一些不雅的条纹，一幅特殊的浅色或深色图像会对相邻的显示区域造成影响。此外，一些相当精密的图案(比如经抖动处理的图像)可能在液晶显示屏上出现难看的波纹或者干扰纹。现在，几乎所有的应用于笔记本或桌面系统的LCD都使用薄膜晶体管（TFT）激活液晶层中的单元格。TFT LCD技术能够显示更加清晰，明亮的图象。早期的LCD由于是非主动发光器件，速度低，效率差，对比

28、度小，虽然能够显示清晰的文字，但是在快速显示图象时往往会产生阴影，影响视频的显示效果，因此，如今只被应用于需要黑白显示的掌上电脑，呼机或手机中。随着技术的日新月异，LCD技术也在不断发展进步。目前各大LCD显示器生产商纷纷加大对LCD的研发费用，力求突破LCD的技术瓶颈，进一步加快LCD显示器的产业化进程、降低生产成本，实现用户可以接受的价格水平。四）应用与液晶显示器的新技术 （1）采用TFT型Active素子进行驱动 为了创造更优质画面构造，新技术采用了用独有TFT型Active素子进行驱动。大家都知道，异常复杂的液晶显示屏幕中最重要的组成部分除了液晶之外，就要算直接关系到液晶显示亮度的背光

29、屏以及负责产生颜色的色滤光镜。在每一个液晶像素上加装上了Active素子来进行点对点控制，使得显示屏幕与全统的CRT显示屏相比有天壤之别，这种控制模式在显示的精度上，会比以往的控制方式高得多，所以就在CRT显示屏会上出现图像的品质不良，色渗以及抖动非常厉害的现象，但在加入了新技术的LCD显示屏上观看时其画面品质却是相当赏心悦目的。（2）利用色滤光镜制作工艺创造色彩斑澜的画面 在色滤光镜本体还没被制作成型以前，就先把构成其主体的材料加以染色，之后再加以灌膜制造。这种工艺要求有非常高的制造水准。但与同其他普通的LCD显示屏相比，用这种类型的制造出来的LCD，无论在解析度，色彩特性还是使用的寿命来说

30、，都有着非常优异的表现。从而使LCD能在高分辨率环境下创造色彩斑澜的画面。（3）低反射液晶显示技术 众所周知，外界光线对液晶显示屏幕具有非常大的干扰，一些LCD显示屏，在外界光线比较强的时候，因为它表面的玻璃板产生反射，而干扰到它的正常显示。因此在室外一些明亮的公共场所使用时其性能和可观性会大大降低。目前很多LCD显示器即使分辨率再高，其反射技术没处理好，由此对实际工作中的应用都是不实用的。单凭一些纯粹的数据，其实是一种有偏差的去引导用户的行为。而新款的LCD显示器就采用的“低反射液晶显示屏幕”技术就是在液晶显示屏的最外层施以反射防止涂装技术（AR coat），有了这一层涂料，液晶显示屏幕所发

31、出的光泽感、液晶显示屏幕本身的透光率、液晶显示屏幕的分辨率、防止反射等这四个方面都但到了更好的改善。（4）先进的“连续料界结晶矽”液晶显示方式 在一些LCD产品中，在观看动态影片的时候会出现画面的延迟现象，这是由于整个液晶显示屏幕的像素反应速度显得不足所造成的。为了提高像素反应速度，新技术的LCD采用目前最先进的Si TFT液晶显示方式，具有比旧式LCD屏快600倍的像素反应速度，效果真是不可同日而语。先进的“连续料界结晶矽”技术是利用特殊的制造方式，把原有的非结晶型透明矽电极，在以平常速率600倍的速度下进行移动，从而大大加快了液晶屏幕的像素反应速度，减少画面出现的延缓现象。现在，低温多晶硅

32、技术、反射式液晶材料的研究已经进入应用阶段，也会使LCD的发展进入一个崭新的时代。而在液晶显示器不断发展的同时，其它平面显示器也在进步中，等离子体显示器（PDP）、场致发光阵列显示器（FED）和发光聚合体显示器（LEP）的技术将在未来掀起平板显示器的新浪潮。其中，最值得关注和看好的就是场致显示器，它具有许多比液晶显示器更出色的性能不过可以断定，LCD显示技术进入新纪元，作为另一支显示产品的生力军，它们将可能取代CRT显示器。 LCD(Liquid Crystal Display)液晶显示器是一种采用液晶为材料的显示器。液晶是介于固态和液态间的有机化合物。将其加热会变成透明液态，冷却后会变成结晶

33、的混浊固态。在电机的作用下，产生冷热变化，从而影响它的透光性，来达到亮灭的效应。 常见的液晶显示器分为：TN-LCD，STN-LCD，DSTN-LCD和TFT-LCD四种。其中TN-LCD，STN-LCD和DSTN-LCD三种显示原理相同，只是液晶分子的扭曲角度不同而已。 TN-LCD：（Twisted Nematic）液晶分子扭曲角度为90度， STN：（Super TN）其S即为Super之意，也就是液晶分子的扭转角度加大，呈180度或270度，如此而达到更优越的显示效果(因对比度加大)。 DSTN：（Double layer STN）其D为double layer双层之意，因此又比STN

34、更优异些。由于DSTN的显示面板结构已较TN与STN复杂，显示画质较之更为细腻。 TFT：（Thin Film Transistor）是一种新的液晶制造工艺。 LCD液晶显示器广泛应用于工业控制中，尤其是一些机器的人机，复杂控制设备的面板，医疗器械的显示等等。我常用于工业控制及仪器仪表中的的LCD液晶显示器的分辨率为：320x240，640x480，800x640，1024x768及以上的分辨率的屏，常用的大小有3.9"，4.0"，5.0"，5.5"，5.6"，5.7"，6.0"，6.5"，7.3"，7.

35、5"，10.0"，10.4"，12.3"15"17"20"甚至现在的50"YIS等。颜色有黑白，伪彩，512色，16位色，24位色等。 LCD的种类很多,但相当普通而且广泛使用的是利用液晶的电光效应制成的LCD,主要包括扭曲向列型(Twisted Nematic,简称TN),超扭曲向列型(Super Twisted Nematic, 简称STN),双扭曲向列型(Dual scall tortuosity nomograph,简称DSTN)和薄膜晶体管型(Thin film transistor, 简称TFT)等.前

36、三种类型的显示原理具有着很多共性,不同之处是液晶分子的扭曲角度各异.其中,DSTN 可以算是这三种的"杰出"代表, 由这种液晶体所构成的LCD对比度和亮度仍比较差,可视角度较小,色彩也欠丰富, 而它的结构简单,价格低廉, 因此还占有着一定市场.第四种TFT 是现在最为常用的类型.TFT 是指LCD上的每一液晶像素点都由集成在其后的薄膜晶体管来驱动.TFT-LCD具有屏幕反应速度快, 对比度好,亮度高, 可视角度大, 色彩丰富等特点, 比其他三种类型更具优势.同时还克服了DSTN 液晶显示器固有的一些弱点, 是当前液晶显示器的主流设备,被广泛用于笔记本电脑,液晶彩电等.液晶显

37、示器制造工艺流程 一工艺流程简述：前段工位：ITO 玻璃的投入（grading） 玻璃清洗与干燥（CLEANING）涂光刻胶（PR COAT）前烘烤（PREBREAK）曝光（DEVELOP） 显影（MAIN CURE）蚀刻（ETCHING） 去膜（STRIP CLEAN） 图检（INSP）清洗干燥（CLEAN）TOP 涂布（TOP COAT）UV 烘烤（UV CURE） 固化（MAIN CURE）清洗（CLEAN） 涂取向剂（PI PRINT）固化（MAIN CURE） 清洗（CLEAN）丝网印刷（SEAL/SHORT PRINTING） 烘烤（CUPING FURNACE） 喷衬垫料（SPA

38、CER SPRAY） 对位压合（ASSEMBLY） 固化（SEAL MAIN CURING）1 ITO 图形的蚀刻：（ITO 玻璃的投入到图检完成）A ITO 玻璃的投入：根据产品的要求，选择合适的ITO 玻璃装入传递篮具中，要求ITO 玻璃的规格型号符合产品要求，切记ITO 层面一定要向上插入篮具中。B 玻璃的清洗与干燥： 将用清洗剂以及去离子水（DI 水）等洗净ITO 玻璃，并用物理或者化学的方法将ITO 表面的杂质和油污洗净，然后把水除去并干燥，保证下道工艺的加工质量。C 涂光刻胶： 在ITO 玻璃的导电层面上均匀涂上一层光刻胶，涂过光刻胶的玻璃要在一定的温度下作预处理：（如下图）D 前

39、烘：在一定的温度下将涂有光刻胶的玻璃烘烤一段时间，以使光刻胶中的溶剂挥发，增加与玻璃表面的粘附性。E 曝光：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：（如图所示）F 显影：用显影液处理玻璃表面，将经过光照分解的光刻胶层除去，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的温度的坚膜处理。（如图：）G 坚膜：将玻璃再经过一次高温处理，使光刻胶更加坚固。H 刻蚀：用适当的酸刻液将无光刻胶覆盖的ITO 膜蚀掉，这样就得到了所需要的ITO

40、 电极图形，如图所示：注：ITO 玻璃为（In2O3 与SnO2）的导电玻璃，此易与酸发生反应，而用于蚀刻掉多余的ITO，从而得到相应的拉线电极。I 去膜：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 玻璃上形成与光刻掩模版完全一致的ITO 图形。（即按客户要求进行显示的部分拉线蚀刻完成，如图）J 清洗干燥：用高纯水冲洗余下的碱液和残留的光刻胶以及其它的杂质。2 特殊制程：（TOP 膜的涂布到固化后清洗）一般的TN 与STN 产品不要求此步骤，TOP 膜的涂布工艺是在光刻工艺之后再做一次SiO2 的涂布，以此把刻蚀区与非刻蚀区之间的沟槽填平并把电极覆盖住，

41、这既可以起到绝缘层的作用，又能有效地消除非显示状态下的电极底影，还有助于改善视角特性等等，因此大部分的高档次产品要求有TOP 涂布。3 取向涂布（涂取向剂到清洗完成）此步工艺为在蚀刻完成的ITO 玻璃表面涂覆取向层，并用特定的方法对限向层进行处理，以使液晶分子能够在取向层表面沿特定的方向取向（排列），此步骤是液晶显示器生产的特有技术。A 涂取向剂：将有机高分子取向材料涂布在玻璃的表面，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。（一般在显示区）B 固化： 通过高温处理使取向层固化。C 取向摩擦：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

42、将来能够沿着取向层的摩擦方向排列。如TN 型号摩擦取向：45 度D 清洗： 取向摩擦后的玻璃上会留下绒布线等污染物，需要采取特殊的清洗步骤来消除污染物。4 空盒制作：（丝网印刷到固化）此步工艺是把两片导电玻璃对叠，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为关键的技术之一。（必须严格控制液晶盒的间距）A 丝印边框及银点：将封接材料（封框胶）用丝网印刷的方法分别对上板印上边框胶和和下板玻璃印是导电胶。B 喷衬垫料： 在下玻璃上均匀分布支撑材料。将一定尺寸的衬垫料（一般为几个微米）均匀分散在玻璃表面，制盒时就靠这些材料保证玻璃之间的间距即盒厚。C 对位压合

43、： 按对位标记上与下玻璃对位粘合，将对应的两片玻璃面对面用封接材料粘合起来。D 固化： 在高温下使封接材料固化。固化时一般在上下玻璃上加上一定的压力，以使液晶盒间距（厚度保持均匀）。后段工位：切割（SCRIBING） Y 轴裂片（BREAK OFF） 灌注液晶（LC INJECTION） 封口（END SEALING）X 轴裂片（BREAK OFF） 磨边 一次清洗（CLEAN） 再定向（HEATING） 光台目检（VISUAL INSP） 电测图形检验（ELECTRICAL）二次清洗（CLEAN） 特殊制程（POLYGON）背印（BACK PRINTING） 干墨（CURE） 贴片（POLARIZER ASSEMBLY） 热压（CLEAVER） 成检外观检判（FQC） 上引线（BIT PIN） 终检（FINAL INSP）包装（PACKING） 入库（IN STOCK） 液晶显示器的制造工艺流程彩色TFT-LCD制造工艺流程主要包含4个子流程：TFT加工工艺（TFT process）、彩色滤光器加工工艺（Co