了解整个TFT-LCD open cell的制程

文章主要介绍tft-lcd open cell制程,tft-lcd open cell制程一般分为前段、中段和后段制程,前段制程主要是进行tft玻璃的制作;中段制程主要指将tft玻璃与彩色滤光片贴合;后段制程指驱动ic、印刷电路板和液晶板的压合。笔者认为,只有了解整个tft-lcd open cell的制程才能更好的进行tv背光系统、主板甚至整个tv的设计。
一、tft-lcd open cell 制程简述
tft-lcd open cell制程一般分为前段、中段和后段制程,前段制程主要是进行tft玻璃的制作,这与半导体制程非常相似;中段制程主要指将tft玻璃与彩色滤光片贴合,并加上上下偏光板;后段制程指将驱动ic和印刷电路板压合至tft玻璃,并完成我们所熟知的open cell。
二、tft-lcd open cell前段制程
tft-lcd open cell前段制程与半导体制程非常相似,主要分成四个步骤:
1.利用沉淀形成gate metal。首先在玻璃基板上涂布一层金属,然后涂上光阻胶,最后通过暴光、显影、蚀刻和除胶而形成gate metal。涂布的金属材料主要成分为:钛(ti)、铝(al)、钼(mo)和铬(cr)以及其混合物。
2.沉淀si3n4(氮化硅)、a-si(非晶硅)和n+a-si(n型硅)。首先利用pecvd ( plasma enhanced chemical vapor deposition ) 技术分别涂布一层si3n4、n+a-si和a-si,然后在n+a-si和a-si上涂布光阻胶,通过暴光、显影、蚀刻和除胶而形成所需形状。pecvd指的是等离子体增强化学气相沉积法,原理是借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体电离,在局部形成等离子体,而等离子体化学活性很强,很容易发生反应,在基片上沉淀出所期望的薄膜。 si3n4、n+a-si和a-si三种材料充当的角色分别为:gate端和液晶存储电容的电解质、n型半导体和p型半导体。
3.形成source metal和drain metal。首先在a-si上涂布一层金属材料来作为source metal和drain metal,然后在金属材料上涂布光阻胶并通过暴光、显影、蚀刻和除胶而形成所需形状。source metal和drain metal主要成分为:钛(ti)、铝(al)、钼(mo)和铬(cr),这与gate metal相同。
4.沉淀si3n4和ito(indium tin oxides),ito氧化铟锡是一种透明导电薄膜。首先利用pecvd技术沉淀一层si3n4,然后再涂布一层ito,至此整个tft玻璃就完成了也就是说tft-lcd open cell前段制程已经完成,其架构如图4所示,其中gate metal连接至gate ic,source metal连接至data ic。
三、tft-lcd open cell 中段制程
tft-lcd 架构就如三明治,下层tft玻璃与上层彩色滤光片中间夹着液晶。而tft-lcd open cell中段制程也分为四个主要步骤:
1.下层tft玻璃压合前处理。首先使用离子水洗净前段的tft 玻璃,然后在tft玻璃表面上涂布一层有机高分子配向膜,再通过辗压形成所谓的pi配向膜,其主要作用是为液晶分子制作一条专用的、有固定角度的通道来控制其在电压作用下的旋转方向和角度。然后在tft玻璃上涂布长方形的密封胶,以利于tft玻璃与彩色滤光片的粘合以及防止液晶外漏,而这个长方形将会是该open cell的可视区,最后在胶框内注入液晶。
2.上层彩色滤光片压合前处理。首先,在彩色滤光片基板上涂布有机高分子材料,再通过辗压形成配向膜。然后在彩色滤光片中喷洒spacer,以保证彩色滤光片与tft基板的空隙。
3.将tft玻璃基板和彩色滤光片进行压合,并在压合处边框部分涂上导电胶,以保证外部电子能进入液晶层。压合后由上向下的顺序为:彩色滤光片、配向膜、液晶、配向膜和tft玻璃。
4.将压合后的液晶板按照设定好的尺寸进行切割,然后在切割好的液晶板上下分别贴上水平偏光板和垂直偏光板。至此,整个tft-lcd open cell的中段制程已经完成。
四、tft-lcd open cell后段制程
tft-lcd open cell后段制程主要指的是将驱动ic和pcb压合至液晶板上,这个制程主要由三个步骤组成:
1.acf( anisotropic conductive film)的涂布。在液晶板需要压合驱动ic的地方涂布acf,acf又称异方性导电胶膜,特点是上下方向导电,左右方向不导电,主要作用是连通驱动ic与液晶面板。
2.驱动ic的压合。将驱动ic压合至已经涂布acf的液晶板上,也就是液晶制程中经常所说的bonding。驱动ic一般为cof(chip on fpc)材料,并分为gate ic和date ic,其中gate ic连接到前文所说的tft玻璃gate端,控制tft的开关;date ic连接至tft玻璃的source端,对液晶电容充电从而控制液晶两端电压。
3.pcb的压合。将pcb压合至液晶板的date ic端,那么pcb上的ic就可以直接控制date ic并且可以通过date ic将信号传送至gate ic从而控制gate ic。至此整个tft-lcd open cell制程已经完成,并制作出我们所熟知的open cell。

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