Page 1 of 28 液晶显示器制造工艺流程基础技术 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(SPACER 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) 光刻胶 ITO 膜 玻璃基板 D. 前烘: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 《液晶之家》— Page 2 of 28 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) UV 光 掩模版 光刻胶 ITO 膜 玻璃基板 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: ) 光刻胶 ITO 膜 玻璃基板 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 电极图形,如图所示: 光刻胶 ITO 膜 玻璃基板 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《液晶之家》— Page 3 of 28 线蚀刻完成,如图) ITO 膜 玻璃基板 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, 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《液晶之家》— Page 4 of 28 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: 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) 二.液晶显示器制造前工序工艺以及相关的注意事项: 1. 清洗与干燥工艺: 《液晶之家》— Page 5 of 28 作业流程: 玻璃 装篮 测导电层方向 洗洁精洗,碱液清洗(超声) 高纯水清洗(超声) 异丙醇脱水(超声) 离心甩干 烘箱烘干 在清洗前先检验 ITO玻璃原材料的方块电阻等指标是否满足工艺技术的要求,同时要检测 ITO 面是否向上(采用万用表的欧姆档来测试玻璃表面是否导通:指针偏转则表面为 ITO 面) 来料 ITO 玻璃主要的污染物为:灰尘,油脂等,一定温度的碱液对 ITO 玻璃有很好的清洗作用,高纯水清洗可去除溶于水的杂质及一些灰尘,同时还能够上工序的碱液去除掉,而超声波的清洗作用,在于利用水分子在超声波的作用下发生振动摩擦,使玻璃表面粘附的杂质松动而脱落。
水洗后的玻璃要进行干燥处理,方法为风刀吹去玻璃表面的水然后经过红外光烘箱干燥 玻璃基板的污物种类不同,针对不同的污物种类选择不同的清洗方式: 油污类- - - - - - - - - - - - - - 有机清洗,紫外光清洗 有机物- - - - - - - - - - - - - - 弱碱液清洗,等离子体 无机物- - - - - - - - - - - - - - 弱酸,气流,喷淋 残留微粒子- - - - - - - - - - - - 超声,喷淋,气流 注意事项: 1. 有机溶剂必须储存在阴凉的地方,不要靠近明火; 2. 易挥发且有毒性,使用时尽量少接触皮肤或者吸入体《液晶之家》— Page 6 of 28 内; 3. 不慎着火,用沙,泡沫,二氧化碳灭火器灭火 清洗与干燥的工作原理:ITO 导电玻璃进行洁净处理,ITO 导电玻璃在其制作,包装,运输过程中很容易被灰,油脂等杂质污染,未经洁净处理的玻璃无法保证工艺的质量要求,而这些杂质是依靠静电吸附在玻璃表面,比较容易去除 A.有机溶剂去污原理: (去除油脂类物质)油脂不溶于水,但它可溶于甲苯,丙酮,乙醇等有机溶剂,其中甲苯的去污能力最强,所以先用甲苯洗,但甲苯不能残留在玻璃的表面。
因甲苯可溶于丙酮,可再用丙酮进行清洗,把残余的油脂清洗掉,同时甲苯也溶解,同样丙酮也不能够残留在玻璃表面,因丙酮溶于乙醇,所以继续用乙醇进行清洗,乙醇可以与水相溶解,最后用大量的去离子水把乙醇溶解因此清洗流程为: 甲苯 丙酮 乙醇 去离子水(有机化学中的相近相溶原理) B.洗洁精的去污原理:洗洁精(表面活性剂)能够使不相溶的液体成为乳浊液通过此乳化作用将油脂包围在水中而形成乳浊液来达到去污作用,玻璃经过洗洁精去油污后,再依次用大量的自来水,去离子水冲洗就可以达到洁净玻璃表面的目的 C.干燥工艺原理:经过清洗后的玻璃,表面沾有水或者有机溶剂等清洗液,这将会对后续工序造成不良影响,特别是光刻工艺会产生浮胶,钻刻,图形不清晰等,因此玻璃必须经过干燥处理常用的有: 《液晶之家》— Page 7 of 28 烘干法:净化烤箱中 110~120 度烘烤数小时,使表面的水分变为水蒸气而除去(不能有水渍,同时空气的净化度与水的纯度要求较高) 甩干法: 能过离心干燥器来达到干燥玻璃表面的目的 (TN 型) 有机溶剂脱水法:利用相近相溶原理可知水与乙醇,异丙醇等醇类完全互溶,异丙醇与氟里昂等有机溶剂互溶,因此按照 水 异丙醇 氟里昂的顺序进行脱水就可以干燥玻璃表面。
(成本太高) 风刀吹干法:STN 线上是一种高效省时的干燥玻璃表面的方法,用高纯水淋洗过的玻璃随生产线传送到风刀位置,由数个高压喷嘴把经过净化处理的空气以适当的倾斜角成刀片状吹向玻璃表面,迅即吹干玻璃 高纯水制备流程: 普通水 粗过滤 活性碳过滤 电渗析 离子交换(离子交换树脂) 紫外光杀菌 微也过滤 高纯水 离子交换树脂再生为: 阴离子树脂:5 % ~ 1 0 % N a O H溶液 阳离子树脂:4 % ~ 6 % H C L溶液 水的纯度测量: 电导仪测量水中电阻率的大小来衡量,要求在5 * 1 06Ωc m以上,当低于此值时会对产品质量带来不良影响,此时高纯水停止使用,应对阴阳离子树脂或者电渗析进行再生处理 《液晶之家》— Page 8 of 28 超声波清洗: 特点:速度快,质量高,易于实现自动化,特别适有于清洗表面形状比较复杂的工件,对声反射强烈的材料,其清洗效果较好 作用机理:通过超声空化作用, 存在于液体中的微气泡(空气核)在声场的作用下振动,当声压达到一定的值时,气泡将迅速增长,然后突然闭合,在气泡闭合时产。