行業聚焦|液晶面板製造工藝流程

2021-01-09 騰訊網

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第760篇推文

液晶顯示器的核心：液晶面板；液晶顯示器重要的技術提升，如LED背光、超廣視角、都與面板有著直接的關係。而佔一臺液晶顯示器80%成本的液晶面板，足以說明它才是整臺顯示器的核心部分，它的好壞可以說直接決定了一臺液晶顯示器品質是否優秀。

如此來看，民用的液晶顯示器的生產只是一個組裝的過程，將液晶面板、主控電路、外殼等部分進行主裝，基本上不會有太過於複雜的技術問題。難道這是說，液晶顯示器其實是技術含量不好的產品嗎？其實不然，液晶面板的生產製造過程非常繁複，至少需要300道流程工藝，全程需在無塵的環境、精密的技術工藝下進行。

液晶面板的大體結構其實並不是很複雜，筆者將其分為液晶板與背光系統兩部分。

液晶面板的LED背光系統

背光系統包括背光板、背光源（CCFL或LED）、擴散板（用於將光線分布均勻）、擴散片等等。由於液晶不會發光，因此需要藉助其他光源來照亮，背光系統的作用就在於此，但目前所用的CCFL燈管或LED背光，都不具備面光源的特性，因此需要導光板、擴散片之類的組件，使線狀或點狀光源的光均勻到整個面，目的是為了讓液晶面板整個面上不同點的發光強度相同，但實際要做到理想狀態非常困難，只能是儘量減少亮度的不均勻性，這對背光系統的設計與做工有很大的考驗。

液晶板在未通電情況下呈半透明狀態

可彎曲的柔性印刷板起到信號傳輸的作用，並且通過異向性導電膠與印刷電路板（藍色PCB板的部分）壓和，使兩者連接想通。

液晶板從外到裡分別是水平偏光片、彩色濾光片、液晶、TFT玻璃、垂直偏光片，此外在液晶面板邊上還有驅動IC與印刷電路板，主要用於控制液晶板內的液晶分子轉動與顯示信號的傳輸。液晶板很薄，不通電的情況下呈半透明狀態，它的大體構造就像三明治，下層TFT玻璃與上層彩色濾光片中間夾著液晶。

微觀液晶面板，會看到紅綠藍為一組三原色，一般一組或兩組為一個像素

液晶具備固態晶體的光線折射性質，同時具備液體的流動特性，在電極的驅動下，可以按照主控想要的方式進行排列，控制光線透過的強弱，然後在彩色濾光片上，通過紅、綠、藍三基色進行每個像素的調色，最終得到完整畫面影像。

按照功能的劃分可以將液晶面板分為液晶板與背光系統部分，而要生產一塊液晶面板，卻需要經過「前段Array製程、中段Cell製程、後段模組組裝」三個複雜的過程。今天我們將在此，為大家詳細介紹液晶面板的生產製造流程。

● 前段Array製程:薄膜/黃光/蝕刻/剝膜(一)

液晶面板製造的前段Array製程主要是「薄膜、黃光、蝕刻、剝膜」四大部分，如果僅僅是這樣看，很多網友根本不解這四步的具體含義，以及為什麼會這樣做。

首先，液晶分子的運動與排列都需要電子來驅動，因此在液晶的載體——TFT玻璃上，必須有能夠導電的部分，來控制液晶的運動，這裡將會用ITO（Indium Tin Oxide，透明導電金屬）來做這件事情。ITO是透明的，也成薄膜導電晶體，這樣才不會阻擋背光。

液晶分子排列的不同以及快速的運動變化，才能保證每個像素精準顯示相應的顏色，並且圖像的變化精確快速，這就要求對液晶分子控制的精密。ITO薄膜需要做特殊的處理，就猶如在PCB板上印刷電路一般，在整個液晶板上畫出導電線路。

首先，需要在TFT玻璃上沉積ITO薄膜層，這樣整塊TFT玻璃上就有了一層平滑均勻的ITO薄膜。然後用離子水，將ITO玻璃洗淨，準備進入下一步驟。

接下來，要在沉積了ITO薄膜的玻璃上塗上光刻膠，在ITO玻璃上形成一層均勻的光阻層。然後烘烤一段時間，將光刻膠的溶劑部分揮發，增加光阻材料與ITO玻璃的粘合度。

用紫外光（UV）通過預先製作好的電極圖形掩模版照射光刻膠表面，使被照光刻膠層發生反應，在塗有光刻膠的玻璃上覆蓋光刻掩模版在紫外燈下對光刻膠進行選擇性曝光。

● 前段Array製程:薄膜/黃光/蝕刻/剝膜(二)

我們以一個像素單位為例，如上圖，這個像素中，淺色部分未曝光，而深色的是曝光部分。

接著，用顯影劑將曝光部分的光刻膠清洗掉，這樣就只剩下未曝光的光刻膠部分，然後用去離子水將溶解的光刻膠衝走。

顯影之後需要加熱烘烤，讓未曝光的光刻膠更加堅固的依附在ITO玻璃上

然後用適當的酸刻液將無光刻膠覆蓋的ITO膜的蝕刻掉，只保留光刻膠下方的ITO膜。ITO玻璃為（In2O3 與SnO2）的導電玻璃，未被光刻膠覆蓋的ITO膜易與酸發生反應，而被光刻膠覆蓋的ITO膜可以保留下來，得到相應的拉線電極。

● 前段Array製程:薄膜/黃光/蝕刻/剝膜(三)

剝膜：用高濃度的鹼液（NaOH溶液）作脫膜液，將玻璃上餘下的光刻膠剝離掉，從而使ITO玻璃形成與光刻掩模版完全一致的ITO圖形。

用有機溶液衝洗玻璃基本標籤，將反應後的光刻膠帶走，讓玻璃保持潔淨狀態。這樣就完成了第一道薄膜導電晶體製程，一般至少需要5道相同的過程，在玻璃上形成複雜精密的電極圖形。

用相同的方法在玻璃上拉出其他的ITO電極圖形

形成複雜精密的電極圖形，可以更好的控制液晶分子的運動

這樣，前段Array製程就結束了。從整個過程不難看出，前面在TFT玻璃上沉積ITO薄膜、塗光刻膠、曝光、顯影、蝕刻，最終是為了在TFT玻璃上形成前期設計好的ITO電極圖形，以便於在玻璃上控制液晶分子的運動。整個生產過程的大致步驟並不複雜，但是技術上的細節和注意事項非常繁瑣，這裡我們就不多做介紹了，有興趣的朋友可以自行查閱相關資料。

液晶板所用玻璃的製造工藝也是非常講究。目前，全球最大的液晶面板用玻璃，主要由美國康寧、日本旭硝子等廠商提供，處於液晶面板生產製造的上遊，這些廠商都掌握著玻璃生產工藝的技術專利。

來源：BOE知識酷

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