2024年4月6日发(作者：柔柔惠)
液晶显示器 生产工艺 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 process和模块装配工艺Module process12。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 开始玻璃基板检
验薄膜淀积清洗覆光刻胶 曝光显影刻蚀去除光刻胶检验结束 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 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 开始阻光器加工滤光器加工保护清洗检测ITO淀积检测结束 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2.4a-g所示。 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 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曝光显影检验各工序的
原理示意如图2.5所示。 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 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-63SFX-71S和FX-81S。 概述 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
2024年4月6日发(作者：柔柔惠)
液晶显示器 生产工艺 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 process和模块装配工艺Module process12。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 开始玻璃基板检
验薄膜淀积清洗覆光刻胶 曝光显影刻蚀去除光刻胶检验结束 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 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 开始阻光器加工滤光器加工保护清洗检测ITO淀积检测结束 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2.4a-g所示。 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 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曝光显影检验各工序的
原理示意如图2.5所示。 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 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-63SFX-71S和FX-81S。 概述 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