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图文详解液晶面板制造工艺步骤时间：11月02日 起源:PCPOP 作者:周冰 【大 中 小】 液晶显示器关键：液晶面板曾经爆发过面板门事件，足以解释用户对于液晶显示器所采取液晶面板类型重视，不仅如此，液晶显示器关键技术提升，如LED背光，超广视角，全部和面板有着直接关系。而占一台液晶显示器80%成本液晶面板，足以说明它才是整台显示器关键部分，它好坏，能够说直接决定了一台液晶显示器品质是否优异。 如此来看，民用液晶显示器生产只是一个组装过程，将液晶面板、主控电路、外壳等部分进行主装，基础上不会有太过于复杂技术问题。莫非这是说，液晶显示器其实是技术含量不好产品吗？其实不然，液晶面板生产制造过程很繁复，最少需要300道步骤工艺，全程需在无尘环境、精密技术工艺下进行。 液晶面板大致结构其实并不是很复杂，笔者将其分为液晶板和背光系统两部分。液晶面板LED背光系统 背光系统包含背光板、背光源（CCFL或LED）、扩散板（用于将光线分布均匀）、扩散片等等。因为液晶不会发光，所以需要借助其它光源来照亮，背光系统作用就在于此，但现在所用CCFL灯管或LED背光，全部不含有面光源特征，所以需要导光板、扩散片之类组件，使线状或点状光源光均匀到整个面，目标是为了让液晶面板整个面上不一样点发光强度相同，但实际要做到理想状态很困难，只能是尽可能降低亮度不均匀性，这对背光系统设计和做工有很大考验。液晶板在未通电情况下呈半透明状态可弯曲柔性印刷板起到信号传输作用，而且经过异向性导电胶和印刷电路板（蓝色PCB板部分）压和，使二者连接想通 液晶板从外到里分别是水平偏光片、彩色滤光片、液晶、TFT玻璃、垂直偏光片，另外在液晶面板边上还有驱动IC和印刷电路板，关键用于控制液晶板内液晶分子转动和显示信号传输。液晶板很薄，不通电情况下呈半透明状态，它大致结构就像三明治，下层TFT玻璃和上层彩色滤光片中间夹着液晶。微观液晶面板，会看到红绿蓝为一组三原色，通常一组或两组为一个像素 液晶含有固态晶体光线折射性质，同时含有液体流动特征，在电极驱动下，能够根据主控想要方法进行排列，控制光线透过强弱，然后在彩色滤光片上，经过红、绿、蓝三基色进行每个像素调色，最终得到完整画面影像。 根据功效划分能够将液晶面板分为液晶板和背光系统部分，而要生产一块液晶面板，却需要经过“前段Array制程、中段Cell制程、后段模组组装”三个复杂过程。今天我们将在此，为大家具体介绍液晶面板生产制造步骤。 前段Array制程:薄膜/黄光/蚀刻/剥膜(一) 液晶面板制造前段Array制程关键是“薄膜、黄光、蚀刻、剥膜”四大部分，假如仅仅是这么看，很多网友根本不解这四步具体含义，和为何会这么做。 首先，液晶分子运动和排列全部需要电子来驱动，所以在液晶载体TFT玻璃上，必需有能够导电部分，来控制液晶运动，这里将会用ITO（Indium Tin Oxide，透明导电金属）来做这件事情。ITO是透明，也成薄膜导电晶体，这么才不会阻挡背光。 液晶分子排列不一样和快速运动改变，才能确保每个像素正确显示对应颜色，而且图像改变正确快速，这就要求对液晶分子控制精密。ITO薄膜需要做特殊处理，就如同在PCB板上印刷电路通常，在整个液晶板上画出导电线路。 首先，需要在TFT玻璃上沉积ITO薄膜层，这么整块TFT玻璃上就有了一层平滑均匀ITO薄膜。然后用离子水，将ITO玻璃洗净，准备进入下一步骤。 接下来，要在沉积了ITO薄膜玻璃上涂上光刻胶，在ITO玻璃上形成一层均匀光阻层。然后烘烤一段时间，将光刻胶溶剂部分挥发，增加光阻材料和ITO玻璃粘合度。 用紫外光（UV）经过预先制作好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。 前段Array制程:薄膜/黄光/蚀刻/剥膜(二) 我们以一个像素单位为例，如上图，这个像素中，浅色部分未曝光，而深色是曝光部分。 接着，用显影剂将曝光部分光刻胶清洗掉，这么就只剩下未曝光光刻胶部分，然后用去离子水将溶解光刻胶冲走。显影以后需要加热烘烤，让未曝光光刻胶愈加坚固依附在ITO玻璃上 然后用合适酸刻液将无光刻胶覆盖ITO膜蚀刻掉，只保留光刻胶下方ITO膜。ITO玻璃为（In2O3 和SnO2）导电玻璃，未被光刻胶覆盖ITO膜易和酸发生反应，而被光刻胶覆盖ITO膜能够保留下来，得到对应拉线电极。 前段Array制程:薄膜/黄光/蚀刻/剥膜(三) 剥膜：用高浓度碱液（NaOH 溶液）作脱膜液，将玻璃上余下光刻胶剥离掉，从而使ITO玻璃形成和光刻掩模版完全一致ITO图形。 用有机溶液冲洗玻璃基础标签，将反应后光刻胶带走，让玻璃保持洁净状态。这么就完成了第一道薄膜导电晶体制程，通常最少需要5道相同过程，在玻璃上形成复杂精密电极图形。用相同方法在玻璃上拉出其它ITO电极图形形成复杂精密电极图形，能够愈加好控制液晶分子运动 这么，前段Array制程就结束了。从整个过程不难看出，前面在TFT玻璃上沉积ITO薄膜、涂光刻胶、曝光、显影、蚀刻，最终是为了在TFT玻璃上形成前期设计好ITO电极图形，方便于在玻璃上控制液晶分子运动。整个生产过程大致步骤并不复杂，不过技术上细节和注意事项很繁琐，这里我们就不多做介绍了，有爱好好友能够自行查阅相关资料。 液晶板所用玻璃制造工艺也是很讲究。现在，全球最大液晶面板用玻璃，关键由美国康宁、日本旭硝子等厂商提供，处于液晶面板生产制造上游，这些厂商全部掌握着玻璃生产工艺技术专利。前多个月，因为地震造成康宁玻璃停炉事件，对液晶面板行业造成了一定影响，可看出其在行业内地位。 中段Cell制程:TFT玻璃和彩色滤光片贴合(一) 前面我们提到过，液晶板结构就像三明治，下层TFT玻璃和上层彩色滤光片中间夹着液晶。在液晶面板制造终端Cell制程，就是TFT玻璃和彩色滤光片上下贴合，不过这不是简单粘合，需要做很多细节上技术工作。下层TFT玻璃和上层彩色滤光片中间夹着液晶层中段Cell制程首先分为TFT和CF（彩色滤光片）两部分首先将经过前段Array制程TFT玻璃用去离子水洗净 从上图中大家能够看到玻璃上分为相同大小6块，也就是说这块玻璃做出液晶板，最终要切割成6块，而每一块大小则是最终尺寸。在玻璃投片时候，每块玻璃要切什么规格什么尺寸就已经提前设计好了。在配向膜为溶液状态时屠宰TFT玻璃基础上表面 然后将有机高分子配向材料涂布在玻璃表面，即采取选择涂覆方法，在ITO 玻璃上合适位置涂一层均匀配向层，同时对配向层做固化处理。 配向摩擦：用绒布类材料以特定方向摩擦取向层表面，以使液晶分子未来能够沿着配向层摩擦方向排列，确保液晶分子排列一致性。配向摩擦以后，会有部分绒布线等污染物，需要经过特殊清洁步骤将污染物冲洗掉。 TFT玻璃基板清洗完成以后，进行密封胶涂布，其目标是为了让TFT玻璃基板能和彩色滤光片粘合固定，同时也能预防液晶外流。 中段Cell制程:TFT玻璃和彩色滤光片贴合(二) TFT玻璃基板终端Cell制程基础已经完成，下面就该进行彩色滤光片Cell制程。和TFT玻璃基板配向相同，彩色滤光片也需要涂配向膜然后在已经固定在滤光片表面配向膜上进行配向在彩色滤光片表面喷洒垫料，让TFT玻璃基板和彩色滤光片之间有一定间隔距离接下来，再次进入TFT玻璃基板制程在TFT玻璃基板上已经涂好密封胶框内注入液晶 最终，在彩色滤光片玻璃粘合方向上边框涂上导电胶，以确保外部电子能够流通进入液晶层，然后，依据TFT玻璃基板、彩色滤光片上粘合标识，将两块玻璃粘合，经过高温将粘合材料固化，使上下玻璃贴合稳定。 彩色滤光片是液晶面板很关键零组件，制造彩色滤光片厂商和玻璃基板厂商一样，处于液晶面板厂商上游，其供给过剩或不足，能够直接影响液晶面板生产进度，间接影响终端市场。 中段Cell制程:TFT玻璃和彩色滤光片贴合(三)贴合完成液晶板就能够依据之前设计好切割尺寸进行切割，得到最终尺寸经过上图，能够看到，切割完每块液晶板全部留有两个边框，是做什么用呢？在后面模组制程中，大家能够找到答案 最终，在每块液晶基板两面全部贴上偏光片，其中朝外方向贴是水平偏光片，朝内方向贴是垂直偏光片。 偏光片是一个只许可某方向光线才能经过光学片板，能将自然光转换成直线偏光光学元件。其作用机制是将直交入射光线经过垂直偏光片后，使垂直方向光线经过，另一份水平方向光线则被吸收，或利用反射和散射等作用使其遮蔽。 制作液晶面板时，必需上下各用一片，且呈交错方向，在有电场和无电场时，使光线产生位相差而展现明暗状态，用于显示字幕或图案。 至此，中段Cell制程就全部完成。下面，就能够进入液晶面板制造最终一个步骤：后段模组组装。 后段模组组装:驱动IC/印刷电路板压合 后段Module制程关键是液晶基板驱动IC压合和印刷电路板整合，这一部分能够将从主控电路接收到显示信号传输到驱动IC上，驱动液晶分子转动，显示图像。另外，背光部分在此步骤会和液晶基板整合，完整液晶面板就完成了。首先在两个边框上压合异向性导电胶，这么能够让外部电子进入到液晶基板层，是电子传输桥梁压合在液晶基板上驱动IC 接下来是驱动IC压合。驱动IC关键功效是输出需要电压至每个像素，控制液晶分子扭转程度。而驱动IC分为两种，在X轴源极驱动IC负责资料输入，特征为高频并含有影像功效；在Y轴闸极驱动IC负责液晶分子扭转程度和快慢，其直接影响着液晶显示器响应时间。不过现在已经有很多液晶面板只有X轴方向有驱动IC，可能是将Y轴驱动IC功效做了整合简化。柔性电路板压合，能够传输数据信号，充当外部印刷电路和液晶板电子传输桥梁。其能够弯曲，所以成为柔性或软性电路板在柔性电路板另一端贴上异向性导电胶，而且印刷电路板贴合柔性电路板和印刷电路板实物（图片拍自三星2693HM） 液晶基板制造过程还有很多细节和注意事项，比如离子水清洗、烘干、吹干、风干、超声波清洗、曝光、显影等等等等，全部有很严格技术细节和要求，这么才能生产出质量合格眼睛面板，感爱好好友能够经过搜索引擎自行查阅相关技术资料。 让液晶面板发光:不可忽略背光系统 液晶（Liquid Crystal，简称LC）是一个液态晶体，含有固态晶体透光和折射性质，同时还含有液体流动性质，正因为它这种特征才会被应用到显示领域。 不过液晶并不会自主发光，所以采取液晶作为显示介质显示设备，需要另外搭配背光系统。 首先需要一块背板，作为发光源载体。液晶显示设备常见发光源是CCFL冷阴极背光灯管，不过现在已经开始向LED背光转变，但不管是二者中哪一个，全部需要一块背板作为载体。三星26吋宽屏2693HMCCFL背光灯管 CCFL背光已经伴随液晶走过一段岁月，其品质相比LED背光，有不少缺点，不过现在已经逐步进化为灯管节省50%，加强液晶板透光率，来达成节能目标。 三星XL2370侧置白光LED背光在未发光（左）和发光（右）状态下 而LED在照明领域快速发展，成本有了大幅度降低。液晶面板也开始大范围采取LED作为背光源，现在为了控制成本，LED背光全部采取侧置而非部署于背板上方法，这么能够降低LED晶粒采取数量。侧置LED背光系统扩散板（导光板）上有没有数点状印刷 但不管是CCFL背光还是LED背光多种放置方法，背光光源性质全部不可能是面光源，而是线光源或点光源，所以就需要其它组件将光线均匀到整个面上，这任务由扩散板和扩散片来完成。 透明扩散板上，点状印刷能够遮挡一部分光线，侧置LED背光将光线从扩散板侧面打入，光线在扩散板内往返反射折射，将光线均匀分散到整个面，点状印刷遮挡住部分光线，将光线如筛子般，均匀筛出。扩散板上方扩散片有利于将光线均匀在整个面上 在扩散板上方，还会有34片扩散片，不停将光线均匀到整个面上，提升光线均匀度，这直接关系到液晶面板显示效果。专业液晶显示器为了愈加好控制屏幕亮度均匀性，在面板采购，后期背光控制电路方面，会下很大功夫，以确保面板品质。 背光系统还包含背光模组点灯器，在背板后方，在CCFL背光时代，大家常常能够看到如上图长条状点灯器，每一个线圈负责一组灯管。 而采取侧置白光LED作为背光源点灯器就要简单很多，上图最左方那一小块电路板就是LED背光点灯器。 背光系统大致结构就是如此，因为笔者没有见过R.G.B LED背光液晶显示器背光模组长啥样，这里也就无从通知，以后见到了，再和大家分享。 后段模组组装:液晶基板和背光整合 液晶基板驱动IC/印刷电路板压合完成，背光系统也完成，最终只需整合就能够完成液晶面板制造。将已经做好背光模组和液晶基板上下整合因为液晶基板和背光系统没有用粘合方法固定，需要用金属或胶框加在外层，起到固定液晶基板和背光系统作用。进行高温老化测试装箱出厂，就能够供给给液晶显示器制造商了液晶面板制造步骤示意图 后段Module制程是在LCM（LCDModule）工厂完成，这一部分基础不包含液晶面板制造关键技术，关键就是部分组装工作，所以部分台系面板厂如奇美，韩系面板厂如三星，全部在中国大陆地域设置有LCM工厂，进行液晶面板后段模组组装，这么能够方便大陆地域各大显示器代工厂和液晶电视厂商采购，能够在整个制造步骤中降低人力和运输成本。 中国液晶面板产业发展任重道远 液晶面板产业，并不是拥有了几座面板厂，就了事，需要资金、技术、产业配套，能支持液晶面板厂运行同时，能够吸引上下游厂商加入到整条产业链中，将产业带活，带强，连续发展。面板产线代数越高，能生产单块玻璃基板尺寸就越大，以更低成本切割大尺寸液晶面板 首先是资金，液晶面板产业是砸钱行业，就拿最小能够负担液晶电视面板生产任务6代线来说，前后投资需要上百亿元人民币，同时还要包含到资产负债率、高银行利息和后期增资问题。更不用说8代线、10代线和11代线，从这个层面来看，大陆地域面板厂已经是在“玩她人剩下”，更不用说次世代显示技术OLED相关投资布局。 其次是技术，中国大陆地域没有自主研发液晶面板制造相关工艺技术，当然“剽窃修改后重新冠名”除外。之前，大陆地域曾经有购置韩系面板厂但没有取得技术专利例子，最终还得重新花钱去购置技术，这又需要钱。 最终是产业配套，即使自己有面板厂，面板做出来，下游厂商不买账，和上游零组件厂商合作不到位，在市场竞争中，管理、营销、宣传、产品方面没有优势，被韩系、台系打得鼻脬脸肿，然后跑去向家长告状，用行政干预市场，达成短期目标，最终还是年年亏损，无人收摊，无奈只有纳税人买单。怎样建立以液晶面板产业为中心，上下游厂商配套齐全产业链才是行业健康发展根本。 中国三大面板厂合并事宜也是闹得沸沸扬扬，产业低谷时，想着抱团共渡难关，还没抱在一块时候，产业景气了，又把伤痛忘得一干二净。缺乏长久连续发展眼光，不得不让人对中国液晶面板产业发展担忧。 近期彩虹6代线，和合肥液晶产业建设火热进行中，期望前期中国面板业者辛酸经历能给以后者部分警示，用长远眼光，负有责任发展好中国液晶面板产业。