液晶显示器及其制程简介

千里之行，始于足下让知识带有温度。第第2页/共2页精品文档推荐液晶显示器及其制程简介液晶顯示器及其製程簡介

液晶材料具有流動的特性，因此只需外加很极小的力气，液晶分子即運動而產生不同的罗列狀況，如圖1以最常見普遍的向列型液晶為例，藉著電場作用造成液晶分子轉向，由於液晶的光軸與其分子軸相當全都，由此產生光學效果，而假如我們將液晶一開始就適當的支配其罗列方向，那麼當加於液晶的電場移除消逝時，液晶分子會因為其本身的彈性及黏性，而非常快速的回復原來未加電場前的狀態。

（A）未加電場前（B）加電場後

圖1藉著電場作用造成液晶分子轉向，由此產生光學效果

LCD顯示器技術集合材料、光學、機械及電學等科技，在製程檢測方面，亦可見到各式各樣的作法[1-5]。目前液晶基本上皆是由人工合成，故在液晶分子的特性上可做較為抱负的設計，而直接改善LCD顯示的品質。由圖2中可清晰看出LCD的顯示原理以及其基本架構。

電極OFF狀態

電極ON狀態

圖2LCD的顯示原理以及其基本架構

近幾年由於電子產業與半導體科技的發展，液晶顯示器應用了液晶原理與半導體製程，在品質及價位方面都有長足的進步，在颜色呈現方面直逼CRT映像管，因此在近年來出現供不應求的跡象，1995年時還有供過於求的現象，到了1996年由於筆記型電腦與個人數位助理（PDA）需求量大增，因此開始廣為流行，從1997年以後許多液晶顯示器製造商訂單應接不瑕的情況看來，液晶顯示器已成為近年的顯示器主流。

LCD製造流程是以TN及STN製程為基礎，其全線為自動化生產流程，此生產線有一中心控制室可監控生產流程[6]，如圖3所示。概述如下：

圖3LCD製造流程

1.裝片、清洗、塗佈光阻劑、曝光

製造液晶顯示器的主要原料為液晶、導電玻璃和偏光片。導電玻璃是在高品質的平板玻璃表面真空蒸鍍上一層ITO膜而成，亦即玻璃基板上面有具導電性的金

屬氧化物薄膜。當整片含有ITO膜的玻璃基板進入生產線後，首先先清洗玻璃板，然後在將光阻劑塗佈在玻璃基板上，再利用客戶訂好的所需要的圖形，如下圖4的方式，將已塗佈光阻劑的玻璃基板加以曝光。

圖4顯影.蝕刻.清洗

在曝光之後對已曝光之基板做顯影的工作，顯影過程中不需要的光阻膜將被去掉，而蝕刻時，所需要的圖形會被光阻膜保護不受到蝕刻，而藉此去除不需要的ITO膜。ITO膜蝕刻之後，將會作抽樣的顯微鏡檢查，以確定其蝕刻圖案之正確性。

2.塗佈配向膜

再次清洗基板後，即進行塗佈配向膜，配向膜塗佈時其配向方式是以棉刷依一定方向刷過，如圖5，配向膜可將液晶未加電場前分子做定位的工作，普通前後兩片LCD基板上的配向膜需互成九十度，藉此將液晶分子依序旋轉，如圖6(A)(B)，另外也有以蒸鍍的方式配向，不過成本較高。

圖5.配向膜塗佈

圖6(A).配向膜塗佈時前後基板配向膜差九十度

圖6(B)貼近基板之液晶分子順著配向槽罗列

3.固膜、清洗、印框

配向膜固化後再次清洗基板，接著將對基板做印框，印膠框的目的是為了之後兩片基板將重疊貼合，而其內可注入液晶，如圖7(A)(B)為自動上膠框的情形。

圖7(A)上膠框的情形之一

圖7(B)

上膠框的情形之二

圖8（A）為打上膠框後的形式，其中樹脂膠框範圍為LCD基板上每個液晶顯示器板最後裁割的單位，而基板四角公、母十字標線旁有墨點，是為了兩片LCD基板貼合時當作定位的標準（圖8（B））。

圖8（A）打上膠框後的形式

圖8（B）墨點是為了兩片LCD基板貼合時當作定位的標準

4.微細墊片（SPACERS）塗佈

圖9SPACERS自動噴撒裝置

圖9為微細墊片自動噴撒裝置暗示圖，而微細墊片的用意則是為了使兩片LCD基板組合後中間有足夠的空間灌入液晶。SPACERS在噴撒之後需作人工檢測，每一種不同型號之LCD基板都有一種特定的規格，而SPACERS在每1mm平方中需要60-180顆SPACERS，但人工檢測過於耗時以及效率過低，故目前可利用數位影像處理幫助人眼做自動檢測[5]，圖10為其自動檢測之系統佈置圖。

圖10SPACERS自動檢測之系統佈置

圖11（A）SPACERS檢測位置

圖11（A）為SPACERS檢測的九個在LCD基板上的位置。而SPACERS塗佈完成顯微實體圖如圖11（B）。

圖11（B）SPACERS塗佈完成顯微實體圖（200X）

5.組合

圖12(A)(B)為LCD基板自動組合暗示圖，其中下LCD基板進入組合機時，底部吸盤會將其利用真空吸住，等到上LCD基板進入後控制吸盤轉動或移動來準確定位且組合。

圖12(A)LCD基板組合間隙

圖12(B)LCD基板組合裝置

圖13為LCD基板組合對位的情形，利用从前曝光及打框時所留下的記號作為定位標準，利用兩組顯微CCD找到LCD基板上兩對定位記號，其中公十字記號需彻低在母十字框中才表示定位準確。

圖13LCD基板組合對位的情形

6.固化、小切割

當LCD基板貼合後，將對LCD基板上之各個單位以鑽石刀頭對玻璃板作切割，顯示板的大小是依其產品不同而有單位大小不同之分，故其自動化切割時，必須依不同之LCD基板型號做可程式處理，如圖14。

圖14自動化切割

7.灌入液晶

圖15灌入液晶

圖15為LCD顯示板灌入液晶的製程，將中空的LCD顯示板放入一真空的密封箱中，藉著基座的固定將小切割後的LCD顯示板固定住，再由下方的海綿提供液晶，由於密封箱抽成真空，如圖16，因此藉著彈簧活動機構將海綿往上頂再釋放空氣進入箱中時，藉著毛細現象，液晶將彻低吸入LCD板中間，完成灌液晶的動作。

圖16LCD灌入液晶的製程

8.封口.固化

圖17在LCD顯示板開口處加上封口

LCD顯示板灌入液晶後在其開口處加上封口以防止液晶外漏，見圖17。

9.清洗、目檢、電測、清洗

LCD顯示板封口後，利用偏光板目檢LCD板是否厚薄不均，或是內部液晶分佈不均，如圖18(A)，當然這個步驟也可以用機器視覺識別系統來作。電檢則是利用液晶板上之PIN腳加以導電，觀察LCD之顯示情形，加以判斷LCD板是否運作正常，如圖18(B)。

圖18(A)以偏光板目檢LCD板

圖18(B)電檢

10.貼偏光片.終檢包裝.入庫

圖1