液晶基础知识LCD基础知识.pdf

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1、LCD基 础 知 识|LCD基 础 知 识 目 录 1.液 晶 1-1什 么 是 液 晶 1-3液 晶 的 由 来 1-3液 晶 的 种 类 2.液 晶 显 示 器 2-1何 谓 液 晶 显 示 器 2-2液 晶 显 示 器 的 优 缺 点 3.L C D 的 分 类 4.L C D 的 结 构、工 作 原 理 及 主 要 技 术 指 标 4-1 L C D 的 结 构 4-2 L C D工 作 原 理 4-3 L C D 的 主 要 技 术 指 标 4-3-1电 光 响 应 特 性 4-3-2对 比 度 4-3-3视 角4-3-4响 应 时 间 4-3-5功 耗 4-3-6温 度 特 性 5

2、.制 造 L C D使 用 的 原 物 料 和 L C D生 产 工 艺 5-1制 造 L C D使 用 的 原 物 料 5-2制 造 L C D的 工 艺 介 绍 6.L C D制 造 的 环 境 要 求 7.安 全 生 产 8.L C D发 展 前 景 一.什 么 是 液 晶 1.液 晶 1-1什 么 是 液 晶 众 所 周 知，物 质 有 三 态：固 态、液 态 和 气 态。这 三 种 状 态 也 可 称 为 固 相、液 相、气 相。在 自 然 界 中 大 多 的 物 质 随 温 度 的 变 化 而 呈 现 固 态、液 态 和 气 态。象 水、盐 以 及 由 元 素 周 期 表 中 每

3、一 种 元 素 组 成 的 物 质。其 组 成 单 元，如 水 分 子 或 硅 原 子 等，基 本 上 象 一 个 个 小 球。随 着 温 度 的 降 低 或 温 度 的 升 高，组 成 单 元 的 排 列 由 后 来 的 无 序 排 列 转 变 成 整 整 齐 齐 的 的 有 序 排 列。即 从 液 相 转 为 气 相 或 固 相。在 晶 体 中，组 成 单 元 的 有 序 排 列，表 示 每 个 组 成 单 元 都 处 在 一 定 的 位 置，不 易 流 动 而 且 有规 律 的 排 列，只 要 人 们 知 道 它 的 排 列 规 则，就 可 以 从 一 个 组 成 单 元 出 发，按 照

4、 规 律 找 到 另 一 单 元，即 严 格 的 空 间 有 序。除 了 我 们 知 道 的 固 态、液 态 和 固 态，有 些 物 质、它 们 在 从 固 态 转 变 成 液 态 的 过 程 中，不 是 直 接 从 固 态 变 为 液 态，而 是 给 一 种 中 间 状 态。处 于 中 间 状 态 的 物 质 外 观 上 看 似 浑 浊 的 液 体。但 是 它 的 光 学 性 质 和 某 此 电 学 性 质 又 和 晶 体 相 似。是 各 项 异 性，如 有 双 折 射 特 性 等。如 温 度 升 高 时，各 种 浑 浊 的 物 质 随 着 温 度 的 升 高 会 变 成 澄 清、同 性 的

5、 液 体。反 过 来 这 类 物 质 从 液 体 转 变 成 固 体 时，也 要 经 过 中 间 状 态。各 种 能 在 一 定 的 温 度 范 围 内 兼 有 液 体 和 晶 体，二 者 特 性 的 物 质 叫 做 液 晶(Liquid C ry s ta l)也 叫 做 液 晶 相、中 间 相 或 中 介 相 等，又 称 为 物 质 的 第 四 态。1-2液 晶 的 由 来 液 晶 最 早 是 奥 地 利 植 物 学 家 莱 尼 茨 尔(F.Reinitzer)于 1888年 发 现 的。它 在 测 定 某 些 物 质 的 溶 点 时，发 现 某 些 物 质(脂 备 醇 的 苯 甲 酸 脂

6、 和 酯 酸 脂)溶 化 后 会 经 过 一 个 不 透 明 呈 白 色 浑 浊 液 体 状 态 并 发 出 多 彩 而 美 丽 的 光 泽，只 要 继 续 加 热 才 会 变 成 清 亮 的 液 体。1889年，德 国 物 理 学 家 莱 曼(O.Lehmann)用 由 他 设 计，在 当 时 作 为 最 新 式 的 附 有 加 热 装 置 的 偏 光 显 微 镜 对 这 些 脂 类 化 合 物 进 行 观 察。他 发 现 这 类 白 色 浑 浊 物 质 外 观 上 虽 然 象 液 体。但 呈 各 向 异 性 晶 体 特 有 的 双 折 射 性。于 是 莱 曼 将 它 命 名 为“液 态 晶

7、 体”。这 就 是 液 晶 的 由 来。1-3液 晶 的 种 类：随 着 科 学 的 发 展，人 们 认 识 的 提 高，发 现 液 晶 物 质 基 本 上 都 是 有 机 化 合 物。现 有 的 有 机 化 合 物 中 每 2 0 0种 中 就 有 一 种 呈 液 晶 相。从 成 分 和 出 现 液 晶 相 物 理 条 件 来 看，液 晶 可 分 为 热 致 液 晶 和 溶 致 液 晶 两 大 类。在 某 些 有 机 物 加 热 溶 解，由 于 加 热 破 坏 结 晶 晶 格 而 形 成 液 晶 称 为 热 致 液 晶，就 是 前 面 儿 个 说 的 由 于 加 热 有 些 物 质 出 现

8、液 晶 相。同 样 把 某 些 有 机 物 质 放 在 一 定 的 溶 剂 中，由 于 溶 剂 破 坏 结 晶 晶 格 而 形 成 的 液 晶 称 之 为 溶 质 液 晶。它 是 由 于 溶 液 浓 度 的 变 化 而 呈 现 的 液 晶 相。最 常 见 的 有 肥 皂 水 等。目 前 用 于 显 示 材 料 基 本 上 都 属 于 热 致 液 晶。至 今，已 发 现 的 液 晶 已 有 两 万 多 种。在 众 多 的 液 晶 中，被 研 究 最 多 的 在 显 示 技 术 中，应 用 最 广 液 的 是 由 简 单 的 杆 形 有 机 分 子 组 成 的 单 元 液 晶，各 类 分 子 通

9、常 具 有 结 构：该 分 子 的 刚 性 的 核 心 是 由 两 个 苯 环 以 及 中 间 的 一 个 官 能 团 构 成 的，在 核 心 的 两 头 比 较 柔 软 的 烷 基 或 其 它 比 较 柔 软 的 有 机 分 子 链.如 图(1)中 一 个 熔 链 中 有 一 个 环 氧 树 脂 结 构，使 分 子 变 为 手 性 分 子。根 据 液 晶 分 子 的 不 同 排 列 方 式，可 分 为 三 大 类：即 向 列 液 晶、胆 雷 相 液 晶 和 层 列 相 液 晶 三 大 类。1-3-1向 列 液 晶：向 列 液 晶 的 分 子 种 类 的 重 心 混 乱 无 序，使 它 象 普

10、 通 液 体 一 样 可 以 流 动，但 分 子 杆 的 指 向 矢 大 体 一 致.1-3-2胆 幽 相 液 晶:在 胆 留 相 液 晶 中，分 子 的 重 心 排 列 是 无 序 的，但 分 子 的 指 向 矢 在 一 个 平 面 内 大 致 指 向 一 个 方 向。在 垂 直 于 这 个 平 面 上 的 方 向 上。分 子 的 指 向 矢 会 旋 转 形 成 螺 旋 结 构.1-3-3层 列 相 液 晶:在 层 列 相 液 晶 中，分 子 形 成 一 层 一 层 的 结 构。分 子 层 的 厚 度 大 约 是 一 个 分 子 的 长 度。分 子 垂 直 于 分 子 层 平 面 排 列，分

11、 子 的 重 心 在 分 子 层 中 是 无 序 的，形 成 一 层 层 的 二 维 流 体。综 上 所 述，液 晶 大 致 可 分 为 以 上 三 大 类，各 种 类 型 的 液 晶 因 其 有 着 不 同 的 结 构，其 各 物 性 也 有 所 不 同，由 于 热 致 液 晶 各 项 异 性 的 液 晶 物 质 的 特 殊 稳 定 的 温 度 范 围 在 室 温 以 上。只 有 这 类 液 晶 才 能 做 为 显 示 器 材 料。由 以 上 可 知 液 晶 分 子 的 排 列 并 不 象 晶 体 结 构 那 样 牢 固，所 以 容 易 受 到 电 场，磁 场、温 度 应 力 以 及 吸 附

12、 杂 质 等 外 部 影 响。因 而 容 易 使 其 各 项 光 学 特 性 发 生 变 化。液 晶 的 这 种 作 用 力 微 弱 的 分 子 排 列 正 是 液 晶 有 今 日 之 广 阔 市 场 的 关 键 条 件。2.液 晶 显 示 器 液 晶 具 有 固 定 的 偶 极 矩，所 以 施 加 电 场 可 使 液 晶 分 子 轴 发 生 移 动，于 是 液 晶 分 子 的 排 列 发 生 改 变。从 而 改 变 其 光 学 性 质 来 达 到 其 显 示 的 效 果。这 是 液 晶 做 为 显 示 器 的 基 本 原 理。2-1何 谓 液 晶 显 示 器：利 用 液 晶 的 各 项 电

13、光 效 应，把 液 晶 对 电 场、磁 场、光 线 和 温 度 等 分 界 条 件 的 变 化 在 一 定 条 件 下 转 换 成 为 可 视 信 号 制 成 的 显 示 器，就 是 液 晶 显 示 器。液 晶 显 示 器 的 英 文 为 Liquid Crystal Display通 常 用 L C D来 代 表 液 晶 显 示 器，液 晶 最 早 在 1968年 5 月 美 国 R C A公 司 用 于 显 示 器 的 制 造，到 目 前 广 泛 的 应 用 于 钟 表、计 算 器、仪 表 仪 器、笔 记 本 电 脑、移 动 电 话、寻 呼 机、电 子 宠 物、袖 珍 彩 电、大 型 平

14、板 显 示 器、投 影 电 视 等 家 用、工 业 用 和 军 事 用 显 示 领 域。2-2液 晶 显 示 器 的 优、缺 点：2-2-1信 息 显 示 技 术 随 着 信 息 社 会 化 的 发 展 显 得 越 来 越 重 要，液 晶 显 示 器 与 其 他 显 示 器 相 比 其 有 很 多 优 点。2-2-1-1平 面 型 显 示、体 积 小、重 量 轻、便 于 携 带；2-2-1-2功 耗 低、驱 动 电 压 低；2-2-1-3寿 命 长，一 般 在 5 万 小 时 以 上；2-2-1-4不 含 有 害 射 线，对 人 体 无 害；2-2-1-5被 动 显 示，不 易 被 强 光 冲

15、 刷；2-2-1-6易 于 驱 动，可 用 大 规 模 集 成 电 路 直 接 驱 动；2-2-1-7结 构 简 单，没 有 复 杂 的 机 械 部 分；2-2-1-8造 价 成 本 低。2-2-2随 着 液 晶 显 示 器 的 广 泛 应 用，人 们 也 可 以 发 现 其 有 些 缺 点：2-2-2-1 由 于 它 是 被 动 元 件，本 身 不 发 光，在 暗 处 需 借 助 其 它 的 光 源 才 具 有 可 视 性；2-2-2-2有 视 角 之 限；2-2-2-3应 答 速 度(30ms-120ms)与 其 他 元 件 相 比 尚 嫌 差 些；2-2-2-4寿 命 尚 未 能 成 为

16、 半 永 久 性 元 件。3.L C D分 类 3-1液 晶 显 示 器 的 种 类 很 多，按 显 示 方 式 可 分 为 透 射、反 射 的 直 视 和 投 影 型 显 示 器。3-1-1透 射 型 L C D北 面 装 有 荧 光 灯，电 致 发 光 极 等 光 源。因 而 在 昏 暗 的 环 境 光 下 也 能 使 用。3-1-2反 射 型 就 是 一 种 将 铝 箔 光 反 射 片 贴 在 L C D背 面 玻 璃 基 板 的 外 面，使 其 反 射 L C D的 入 射 光，用 于 显 示。在 T N 和 S T N模 式 中，背 面 玻 璃 基 板 上 贴 有 偏 光 片 和 表

17、 面 有 皱 纹 状 的 反 射 片，这 种 反 射 型 充 分 发 挥 了 非 发 光 型 L C D耗 电 少 的 特 点。3-2利 用 光 电 效 应 制 作 的 L C D大 致 分 为 以 下 几 种 T N-L C D和 STN-LCD、HTN-LCD、FSTN-LCD、TFT-LCD.3-2-1 T N-L C D就 是 扭 曲 向 列 液 晶 显 示 器。我 们 都 知 道 液 晶 分 子 基 本 平 行 于 基 板 排 列，但 上 下 液 晶 分 子 取 向 呈 扭 曲 排 列、整 体 扭 曲 9Oo,TN-LCD 是 人 们 发 现 最 早，也 是 应 用 最 广，数 量

18、最 多，价 格 最 便 宜 的 显 示 器。TN-LCD的 制 造 工 艺 已 基 本 上 成 熟、目 前 最 主 要 在 新 加 坡、台 湾、中 国 大 陆 等 地 区 生 产。现 中 国 是 T N-L C D最 主 要 的 生 产 基 地。我 们 通 常 所 见 到 的 电 子 表，计 算 器、游 戏 机 等 L C D大 都 是 TN-LCD.3-2-2 STN-LCD Super Twist Liquid Crystal Display 的 简 称。即 超 扭 曲 向 列 型 L C D.它 与 T N-L C D的 结 构 相 似，不 同 的 是 它 的 扭 曲 角 不 是 9Oo

19、.而 是 在 180 2 7 0之 间，虽 然 仅 仅 是 扭 曲 角 不，它 的 工 作 原 理 同 T N-L C D完 全 不 同。STN-L C D是 目 前 L C D生 产 的 中 档 产 品。它 是 有 比 T N-L C D显 示 信 息 量 大 等 特 点，它 主 要 用 于 多 种 仪 器 仪 表、汉 显 机、记 事 本、笔 记 本 电 脑 等。ST N-L C D的 制 造 工 艺 基 本 成 熟，但 主 要 技 术 掌 握 在 日 本、韩 国 等 少 数 国 家 手 中，国 内 现 有 十 多 家 STN-L C D制 造 公 司。3-2-3 HTN-LCD 是 Hig

20、ht Twist Nematic Liquid Crystal Display 的 简 称。即 高 扭 曲 向 列 型 液 晶 显 示 器。H T N-L C D与 T N-L C D和 STN-LCD结 构 相 似。只 不 过 HTN-LCD的 扭 曲 角 在 lO O o 1200之 间，介 于 TN-LCD和 STN-LCD之 间。HTN-LCD目 前 数 量 并 不 多，其 性 能 也 介 于 TN-LCD和 STN-LCD之 间。3-2-4 FSTN-LCD 是 Film Super Twist Nematic Liquid Crystal Display的 简 称。这 是 F il

21、m是 指 补 偿 膜 或 延 迟 膜，所 以 FSTN-LCD称 补 偿 膜 超 扭 曲 向 列 型 液 晶 显 示 器。通 过 一 层 特 殊 处 理 的 补 偿 膜，能 够 克 服 STN-LCD的 缺 点。3-2-5 TFT-LCD即 薄 膜 晶 体 管 的 有 源 矩 阵 LCD,它 是 目 前 L C D市 场 中 最 高 档 次 的 产 品。它 主 要 用 于 笔 记 本 电 脑，液 晶 彩 电 等。TFT-LCD的 制 造 工 艺 比 较 复 杂，价 格 比 较 高。目 前 日 本、韩 国 是 世 界 上 生 产 TFT-LCD较 成 熟 国 家。我 国 仅 有 吉 林 省 计

22、划 投 资 TFT-LCD生 产 线。4.L C D的 结 构、工 作 原 理 及 主 要 技 术 指 标 4-1 L C D的 结 构 偏 光 片；基 板 玻 璃；SIO2隔 阻 层；电 极；定 向 膜；封 接 框；过 渡 电 极；液 晶；反 射 片；封 口 胶；O n 间 隙 子 4-2 L C D的 工 作 原 理:要 了 解 L C D的 工 作 原 理，我 们 首 先 须 了 解 光。这 是 一 种 电 磁 波。即 电 磁 场 以 波 动 的 形 式 传 播 的。人 眼 可 见 的 光 的 波 长 范 围 大 致 在 3 8 0纳 米 至 7 8 0纳 米 之 间。通 常 光 是 沿

23、 直 线 方 式 传 播 的，光 波 的 振 动 方 向 垂 直 于 光 的 传 播 方 向。对 自 然 光（如 太 阳 光）来 说 在 垂 直 光 传 播 方 向 的 各 平 面 内，光 波 的 振 动 方 向 随 机 均 匀 分 布 的。如 果 光 波 振 动 的 方 向 是 沿 一 个 方 向，这 样 的 光 线 称 为 偏 振 光，这 个 振 动 方 向 称 为 偏 振 方 向。偏 振 方 向 与 光 波 的 传 播 方 向 形 成 的 平 面 称 为 振 动 面。偏 光 片 有 一 个 固 定 的 偏 光 轴。偏 光 片 的 作 用 是 只 允 许 振 动 方 向 与 其 偏 光 轴

24、 方 向 一 致 的 光 通 过。而 振 动 方 向 与 偏 光 轴 垂 直 的 光 将 被 其 吸 收。这 样 当 自 然 光 通 过 液 晶 盒 的 入 射 偏 光 片（称 其 偏 器）后，只 剩 下 振 动 方 向 与 起 偏 器 偏 光 轴 相 同 的 光。即 成 为 线 性 偏 振 光。偏 振 光 经 过 液 晶 盒 后 再 经 过 偏 光 片（称 为 检 偏 器）射 出。这 样 光 是 否 通 过 检 偏 器 多 少，取 决 于 线 性 偏 振 光 经 过 液 晶 盒 后 的 偏 振 状 态。从 而 控 制 最 后 透 过 检 偏 器 的 光 状 态 来 实 现 显 示 的。具 体

25、 的 说，T N 型 液 晶 盒 内 液 液 晶 分 子 形 成 一 种 扭 曲 结 构。在 一 定 条 件 下 入 射 光 的 偏 振 将 顺 着 液 晶 分 子 的 扭 曲 方 向 旋 转。液 晶 分 子 长 轴 扭 曲 9Oo导 致 9Oo的 旋 光 如 图 4-2-1,当 对 两 块 玻 璃 片 上 的 电 极 施 加 一 定 大 小 的 电 压 后，液 晶 分 子 就 转 变 为 垂 直 于 上 下 玻 璃 片 排 列，扭 曲 结 构 消 失，导 致 旋 光 作 用 消 失，这 种 电 光 效 应 就 称 为 扭 曲 电 场 效 应。对 于 白 底 黑 字 型 的 液 晶 显 示 器

26、，上 下 偏 振 片 是 正 交 放 置 的。即 偏 光 轴 相 互 垂 直，入 射 的 自 然 光 经 起 偏 器 后 变 成 平 面 偏 振 光。在 液 晶 盒 未 加 电 场 时，偏 振 光 将 顺 着 分 子 的 扭 曲 结 构 扭 曲 9Oo,振 动 方 向 变 成 和 检 偏 器 的 偏 光 轴 一 致，因 此 可 以 顺 利 通 过 检 偏 器，这 时 显 示 器 呈 透 明 状 态，处 于 非 显 示 状 态，同 时 驱 动 电 路 将 驱 动 信 号 电 压 加 到 需 要 显 示 的 有 关 电 极 上 时，该 部 分 液 晶 分 子 扭 曲 结 构 消 失。丧 失 了 旋

27、 光 能 力。从 起 偏 器 出 的 偏 振 光 未 经 改 变 就 直 达 检 偏 器。由 于 其 偏 振 方 向 与 检 偏 器 轴 方 向 垂 直。偏 振 光 将 无 法 透 过 检 偏 器，这 样 该 通 信 号 电 压 的 部 分 电 极 将 呈 黑 色，呈 显 示 状 态。4-3 L C D的 主 技 术 指 标：4-3-1电 光 响 应 特 性：液 晶 显 示 器 的 相 对 透 光 率 随 着 外 加 信 号 电 压 变 化 而 变 化，就 是 电 光 响 应 特 性，这 是 最 重 要 的 特 性 之 一。4-3-2对 比 度:液 晶 显 示 器 的 对 比 是 显 示 状

28、态 和 非 显 示 状 态 相 对 透 光 率 的 比 值，当 对 比 度 2 5 时，图 象 清 晰。4-3-3视 角:L C D的 对 比 度 跟 视 角（即 人 眼 观 察 角 度）有 关。对 比 度 随 观 察 角 度 变 化 的 特 性 称 之 为 视 角 特 性。视 角 特 性 指 标。一 般 取 定 一 个 对 比 度 的 最 小 可 接 受 值，来 考 察 对 比 度 大 于 这 个 值 的 视 角 范 围，这 个 范 围 称 为视 角 锥。例 如 L C D 的 对 比 度=3 的 视 角 值 时。其 上 视 角 为 lOo,下 视 角 为 4Oo,左 右 视 角 为 3Oo

29、。视 角 即 观 察 方 向 与 显 示 器 件 法 线 的 夹 角。视 角 方 向（最 佳 视 角 象 限）：扭 曲 向 列 型 液 晶 显 示 器 有 一 个 最 佳 视 观 方 向，一 般 的 前 视 角（正 视 角）都 从 这 个 方 向 的。角 来 确 定。视 观 方 向 一 般 以 指 针 式 时 钟 钟 点 的 位 置 来 表 示：0 1 表 示 前 视 角（正 视 角），一 般 最 大 45o。3、0 4 为 左 右 视 角，一 般 为 3Oo。L C D 与 其 他 显 示 器 相 比，缺 点 之 一 是 其 视 角 范 围 较 小。如 果 盒 厚 与 液 晶 折 射 率 各

30、 向 性 的 乘 积 n*d=0.5微 米 左 右，则 器 件 的 视 角 特 性 会 有 较 大 的 改 善。但 其 制 造 环 境 要 求 比 较 苛 刻。4-3-4响 应 时 间：L C D 经 常 显 示 不 断 变 化 的 图 象。人 眼 的 反 应 时 间 大 约 为 几 个 毫 秒。故 显 示 图 象 的 变 化 以 外 加 信 号 电 压 变 化 的 响 应 不 应 低 于 这 个 速 度，描 述 液 晶 显 示 器 动 态 特 性 的 响 应 时 间，通 常 用 三 个 常 数 等 表 示 延 迟 时 间，上 升 时 间 和 下 降 时 间。4-3-5功 耗：功 耗 是 L

31、C D 工 作 所 消 耗 的 能 量，一 般 在 微 瓦/平 方 厘 米 量 级，功 耗 低 是 L C D 最 大 的 优 点 之 一。L C D 功 耗 的 大 小 取 决 于 显 示 面 积，驱 动 电 压 及 频 率、液 晶 的 电 阻 率、介 电 常 数 和 盒 厚 等。其 中 液 晶 的 正 电 阻 率 很 容 易 随 液 晶 被 污 染 而 急 剧 下 降。故 液 晶 的 妥 善 保 存 至 关 重 要。4-3-6温 度 特 性:我 们 知 道 液 晶 材 料 只 在 一 定 的 温 度 范 围 内 呈 现 液 晶 态，即 使 在 液 晶 态 温 度 范 围 之 内，温 度 的

32、 变 化 也 会 影 响 液 晶 材 料 的 物 性 参 数。如 粘 度,介 电 常 数 和 弹 性 常 数 等。5.制 造 L C D使 用 的 原 物 料 和 L C D制 造 工 艺。5-1 L C D制 造 使 用 的 原 物 料 指 L C D生 产 出 后，产 品 中 所 保 留 的 原 材 料。主 要 包 括：IT O玻 璃 液 晶、偏 光 片、P I液、丝 印 胶（印 框 胶、导 电 胶）、封 口 胶、N i粉、塑 料 垫 片 等。通 常 所 讲 L C D的 三 大 主 要 原 物 料 为：液 晶、ITO 玻 璃 及 偏 光 片。制 造 L C D的 辅 助 材 料 是 指

33、产 品 生 产 过 程 中 使 用 而 最 终 产 品 中 不 存 在 的 原 材 料 如：光 刻 胶 及 稀 释 剂、NMP、P I稀 释 剂、B C 液、SiO2稀 释 剂、磨 擦 布、异 丙 醇、乙 醇、丙 酮、清 洗 剂、酸、碱 等。5-2以 上 是 我 们 现 已 知 道 L C D的 使 用 的 原 材 料，其 实 L C D制 造 工 艺，LCD生 产 过 程 即 是 这 些 原 材 料 的 加 工 和 组 合 过 程.5-2-1 备 料：准 备 好 适 合 清 洗 所 需 规 格 的 IT O玻 璃（1 4 1 4”或 1 4 1 6”），玻 璃 的 正 面 都 朝 同 一 方

34、 向 放 置，即 让 所 有 待 清 洗 玻 璃 的 识 别 角 朝 同 一 方 向 放 置。同 一 方 向 作 业。5-2-2清 洗 与 干 燥：第 一 道 工 序 是 将 符 合 生 产 规 格（14”*14”或 14“乂 16”）的 IT O玻 璃 用 清 洁 剂、D I水 等 清 洗 干 净，并 用 物 理 的 化 学 的 方 法 将 IT O玻 璃 表面 的 杂 质 等 洗 净，然 后 把 水 除 去 并 干 燥，为 下 道 工 序 的 质 量 打 好 基 础,清 洗 主 要 参 数、工 艺 流 程 见 清 洗 作 业 指 导 书。5-2-3涂 胶：涂 胶 是 光 刻 的 首 道 工

35、 序，它 是 在 IT O玻 璃 IT O面 上 均 匀 涂 一 层 光 刻 胶，涂 胶 的 效 果 好 坏 直 接 影 响 光 刻 的 质 量，它 主 要 控 制 的 内 容 为：光 刻 胶 的 配 制，涂 层 厚 度 及 均 匀 性，涂 层 表 面 状 态 等。光 刻 胶 一 般 在 低 温 避 光 条 件 下 贮 存，因 此 使 用 光 刻 胶 前 先 把 胶 从 低 温 环 境 中 取 出，直 到 瓶 内 胶 的 温 度 和 室 内 空 气 的 温 度 一 致 时，开 启 光 刻 胶 的 瓶 盖，胶 在 使 用 前 粘 度 须 行 测 试。因 为 胶 粘 度 高 时，涂 胶 厚 抗 蚀

36、 性 虽 然 高，但 其 分 辨 低，相 反 胶 的 粘 度 低 时，其 抗 蚀 能 力 较 差，但 其 分 辨 率 高，通 常 胶 粘 度 的 调 整，使 用 稀 释 的 方 法，即 将 高 粘 度 的 胶 调 成 低 粘 度 胶。涂 胶 前 的 IT O玻 璃 表 面 状 况 对 光 刻 胶 与 IT O层 粘 附 质 量 影 响 极 大。在 生 产 过 程 中 为 保 证 IT O膜 与 光 刻 胶 间 有 良 好 的 接 触 和 粘 性，清 洗 后 的 玻 璃 须 干 净 及 干 燥。涂 胶 的 质 量 要 求 是：胶 与 IT O粘 附 良 好，不 能 有 脱 落 现 象；涂 胶 厚

37、 度 均 匀 一 致，不 能 有 厚 有 薄，这 样 在 显 影，蚀 刻 时 会 出 现 图 形 缺 陷。涂 胶 的 表 面 一 般 不 允 许 有 条 纹、针 孔、突 起 等 缺 陷。涂 胶 的 方 法 有 浸 涂、甩 涂、辐 涂 等，其 中 辐 涂 的 涂 覆 质 量 要 好 于 其 他 两 种，它 是 通 过 胶 辑 将 光 刻 胶 均 匀 地 涂 在 IT O玻 璃 下 面 上，为 确 保 涂 胶 质 量，涂 胶 工 作 须 在 洁 净 的 条 件 下 进 行；具 体 环 境 条 件 见 涂 胶 作 业 指 导 书。5-2-4前 烘:前 烘 的 目 的 是 促 使 胶 膜 内 溶 剂

38、充 分 挥 发，使 胶 膜 干 燥 以 增 强 胶 膜 与 IT O玻 璃 表 面 的 粘 附 性 和 胶 膜 的 耐 磨 性。曝 光 时，掩 模 版 与 光 刻 胶 即 使 接 触 也 不 会 损 伤 光 刻 胶 膜 和 沾 污 掩 模 膜，同 时 只 有 光 刻 胶 干 净、在 曝 光 时，光 刻 胶 才 能 充 分 地 和 光 发 生 反 应。5-2-5曝 光:曝 光 就 是 在 涂 好 光 刻 胶 的 玻 璃 表 面 覆 盖 掩 模 版，通 常 紫 外 光 是 行 选 择 性 使 受 光 部 分 的 光 刻 胶 发 生 化 学 反 应，改 变 了 这 一 部 分 胶 在 显 影 液 中

39、 的 溶 解 度。显 影 后，光 刻 胶 膜 显 现 出 与 掩 模 版 上 一 致 的 图 案。一 般 曝 光 的 操 作 过 程：曝 光 机 的 紫 外 灯 打 开 预 热，待 电 压 稳 定，光 刻 版 在 版 柜 上 通 过 显 微 镜 进 行 初 对 位。要 求 光 刻 版 两 侧 标 记 与 显 示 镜+字 线 重 合 然 后 固 定 版 夹，然 后 试 曝，对 位、微 调，使 对 位 满 足 要 求。曝 光 时 间 和 曝 光 光 强 选 择 是 根 据 版 的 质 量、光 刻 胶 性 质、光 源 强 弱 和 光 源 到 IT O玻 璃 的 距 离 来 衡 量，一 般 先 用 光

40、 强 计 测 得 光 强，后 设 定 相 应 曝 光 时 间、再 试 曝 一 片，经 仔 细 检 验 后 方 确 定 曝 光 的 条 件。在 设 定 的 曝 光 条 件 前 首 先 要 知 道：光 刻 胶 的 感 光 度，感 光 度 是 一 个 表 征 光 刻 胶 光 的 敏 感 性 能 指 标，感 光 度 不 同，说 明 它 对 光 的 敏 感 程 度 不 同，即 光 化 学 反 应 所 需 要 的 曝 光 量 也 不 一 样。感 光 度 S 可 用 曝 光 时 使 光 刻 胶 发 生 光 化 学 反 应，所 需 要 最 小 的 曝 光 量 的 倒 数 来 表 示。曝 光 量 E 的 单 位

41、 一 般 用“勒 克 斯?秒”来 表 示。由 于 曝 光 量 的 数 值 等 于 照 射 光 的 强 度 I 与 曝 光 时 间 t 的 乘 积，感 光 度 S 可 以 进 一 步 表 示 为：对 于 某 固 定 光 强 的 曝 光 机，光 刻 胶 的 感 光 度 越 高，则 曝 光 时 向越 短：反 之 光 刻 胶 的 感 光 度 降 低，则 曝 光 时 间 需 相 应 的 加 长。为 保 证 曝 光 的 质 量，操 作 时 需 注 意 以 下 几 点：5-2-5-1 掩 模 版 上 机 前 需 严 格 检 查。因 为 版 若 有 缺 陷，做 出 的 产 品 也 会 有 缺 陷，尤 其 不

42、能 有 版 污 染、划 伤 等。5-2-5-2曝 光 定 位 一 定 要 准 确，否 则 后 工 序 加 工 困 难。5-2-5-3操 作 中 对 版 和 玻 璃 都 必 须 轻 拿 轻 放。5-2-5-4涂 胶 玻 璃 放 置 时 间 一 般 不 超 过 8 小 时，曝 光 前 如 已 被 感（即 胶 膜 已 失 效），不 能 作 为 正 品，需 返 工 处 理。5-2-5-5如 用 菲 淋 做 掩 膜 版，菲 淋 与 光 学 基 板 需 贴 合 平 整、紧 密,不 允 许 部 分 鼓 起。5-2-6.显 影：显 影 是 将 感 光 部 分 的 光 刻 胶 溶 解，除 去 留 下 来 感 光

43、 部 分 的 胶 膜 从 而 显 示 出 所 需 的 胶 层 图 案。显 影 过 程 是 将 曝 光 后 的 玻 璃 放 入 显 影 槽 中，经 过 一 段 时 间 后 取 出，再 通 过 D I水 把 显 影 液 冲 洗 干 净。显 影 液 有 两 种：第 一 种 是 与 光 刻 胶 配 套 的 显 影 液，第 二 种 是 一 定 浓 度 的 碱 液（N aO H或 KOH）。一 般 TN-LCD厂 家 都 采 用 第 二 种。显 影 时 必 须 控 制 好 显 影 液 的 温 度、浓 度 及 显 影 的 时 间。在 一 定 浓 度 下 的 显 影 液 中，温 度 利 时 间 直 接 影 响

44、 的 速 度，若 显 影 时 间 不 足或 温 度 低，则 感 光 部 位 的 光 刻 胶 不 能 够 完 全 溶 解，留 有 一 层 光 刻 胶，在 刻 蚀 时，这 层 胶 会 对 IT O面 进 行 保 护 作 用，使 应 该 刻 蚀 的 IT O 留 下 来。若 显 影 时 间 过 长 或 温 度 过 高，显 影 时 未 被 曝 光 部 位 的 光 刻 胶 也 会 被 从 边 缘 里 钻 溶。使 图 案 的 边 缘 变 差，再 严 重 会 使 光 刻 胶 大 量 脱 落，形 成 脱 胶。显 影 工 作 要 认 真，必 须 对 玻 璃 进 行 自 主 检 查，检 查 图 形 的 状 况，一

45、 旦 发 现 不 合 格 必 须 马 上 返 工，同 时 批 量 生 产 时 要 对 碱 液 的 浓 度 进 行 抽 检，确 保 其 浓 度 在 一 定 范 围：（显 影 的 主 要 参 数、工 艺 流 程 见 显 影 作 业 指 导 书。5-2-7.坚 膜 由 于 显 影 时 光 刻 胶 膜 发 生 软 化、膨 胀、影 响 胶 膜 的 抗 蚀 能 力，因 此 显 影 后 必 须 用 适 当 温 度 烘 焙 玻 璃 以 除 水 分，增 强 胶 膜 与 玻 璃 的 粘 附 性，这 个 过 程 称 坚 膜。坚 膜 有 用 烤 箱 和 红 外 线 两 种，其 中 烤 箱 比 较 常 见。坚 膜 的

46、条 件：一 是 温 度，另 一 是 时 间，一 般 情 况 下 坚 膜 条 件 略 高 于 前 烘 条 件（见 有 关 坚 膜 规 定）。5-2-8.刻 蚀：刻 蚀 用 一 定 配 比 的 酸 把 玻 璃 上 未 受 到 光 刻 胶 保 护 的 IT O膜 去 掉，而 将 有 光 刻 胶 保 护 的 IT O 留 下 来，最 终 形 成 所 需 的 图 案。如 图 5-2-8选 用 的 刻 蚀 液 一 般 要 能 把 I T O 刻 掉，同 时 又 不 会 损 伤 玻 璃 表 面 的 光 刻 胶，一 般 选 用 一 定 比 例 的 Hcl、HN03（或 Fed3）、水 的 混 合 液。刻 蚀

47、刻 的 温 度 和 时 间 对 刻 蚀 的 效 果 影 响 很 大，生 产 时 必 须 按 刻 蚀 作 业 指 导 书 中 的 参 数 执 行。5-2-9.脱 膜：脱 膜 就 是 把 刻 蚀 后 的 玻 璃 上 的 光 刻 胶 除 去 正 常 脱 膜 一 般 用 一 定 温 度 的 碱 液，它 的 浓 度 需 高 于 显 影 浓 度。其 主 要 参 数 见 刻 蚀 作 业 指 导 书。一 般 以 上 几 个 工 艺 过 程 称 为 光 刻 过 程，其 在 L C D制 迁 中 起 着 关 键 性 的 作 用，光 刻 质 量 的 好 坏 直 接 影 响 到 器 件 的 性 能、成 品 率 和 可

48、 靠 性。光 刻 质 量 的 基 本 要 求 如 下：刻 蚀 的 图 形 完 整，尺 寸 准 确、边 缘 整 齐、线 陡 直。图 形 内 无 多 余 IT O 图 案、针 孔、毛 刺 等、刻 蚀 干 净。腐 蚀 后 的 玻 璃 表 面 清 洁，没 有 刻 蚀 不 良，没 有 残 留 的 被 腐 蚀 物 质、油 渍 等。图 形 定 位 准 确，各 类 标 记 完 整。5-2-10后 清 洗 就 是 经 光 刻 过 程 后 的 玻 璃 用 清 洁 剂 D I水 等 把 玻 璃 清 洗 干 净，烘 干 以 供 后 工 序 生 产。（清 洗 主 要 数 见 后 清 洗 作 业 指 导 书）。5-2-1

49、 1.涂 取 向 膜：一 般 生 产 中 低 档 L C D的 定 向 材 料 都 是 用 PA,即 聚 酰 亚 胺 酸，它 是 通 过 二 酎 与 二 胺 在 低 温 聚 合 反 应 全 成 的，其 在 高 温 下 脱 水 固 化 后（化 学上 层 是 一 种 环 化 反 应），即 成 为 聚 酰 亚 胺（PD,聚 酰 亚 胺 有 很 好 的 化 学 稳 定 性，优 良 的 机 械 性 能、高 绝 缘 性、耐 高 温、高 介 电 常 数、耐 辐 射 和 不 可 燃。其 分 子 式 为：涂 膜 就 是 将 含 有 定 向 材 料 的 溶 液 均 匀 地 涂 布.在 具 有 电 板 图 形 的

50、玻 璃 的 指 定 位 置 上，然 后 进 行 烘 烤 得 到 完 整 的 PI。常 用 的 涂 膜 有 三 种：一 种 是 旋 转 涂 膜 法，另 一 是 浸 泡 法，再 一 种 是 柯 氏 印 刷 法。柯 氏 印 刷 法 要 比 另 两 种 效 果 好。柯 氏 印 刷 法 是 一 种 选 择 性 涂 覆（也 叫 移 印 法）。印 刷 时.，先 将 定 向 材 料 溶 液 加 到 刮 刀 辑 与 均 胶 辑 上、使 之 在 均 胶 根 上 均 匀 的 分 布，然 后 开 动 APR版 的 滚 筒，这 样 APR版 上 的 凸 粒 便 可 均 匀 获 得 PA液，再 转 印 到 基 座 的 I