TFT-LCD液晶面板制造全流程:从阵列制程到模组总装
显示屏无处不在。还记得20年前方正笨重的CRT显示器吗?如今眼前薄如蝉翼的屏幕,为何会有如此巨变?
20年前主流是CRT(阴极射线管)显示器,需大空间容纳电子枪偏转系统;而今主流是LCD(液晶显示)技术。
什么是LCD?
LCD利用液晶的光电特性实现显示。液晶是介于液体与固态晶体之间的中间相,兼具液体流动性与晶体各向异性。液晶不发光,但能定向透光;在电场作用下分子扭转,改变透光偏振态——这使液晶成为“光阀”,成为显示技术的核心开关。
LCD技术演进
- TN-LCD:扭曲向列型。早期技术,仅黑白显示,用于计算器等小型设备
- STN-LCD:超扭曲向列型。扭转角度更大,电光特性改善,可显示更多信息。衍生出DSTN(双层)、CSTN(彩色)等改良版,广泛用于早期手机、笔记本、户外设备
- TFT-LCD:薄膜晶体管型。最新一代主流技术,内嵌有源矩阵驱动电路,实现高分辨率、全彩色、快速响应,覆盖消费电子、车载、工控等全场景
TFT-LCD占据最大市场份额,下面深入其制造三大核心工序:阵列、盒装、模组。
TFT-LCD制造三大工序
面板结构自下而上:背光系统、电路系统、光色控制系统。制造从内层光色控制系统起步,逐层向外扩展至完整模组。
1. 阵列工序——TFT与CF基板制造
为提升产出,在大尺寸母玻璃上批量制造,后续切割分片。
关键材料ITO(氧化铟锡):兼具导电性、光学透明性,易沉积成薄膜,是玻璃基板制备透明导电线路的首选。
核心工艺为光刻(PR)法,以TFT制造为例演示全流程:
TFT阵列制造:
- 在玻璃基板按设计顺序沉积半导体层与ITO
- 涂布光刻胶
- 曝光显影,去除曝光区光刻胶
- 刻蚀去除无光刻胶保护的半导体/ITO,形成部分线路图形
- 剥离残余光刻胶
- 重复上述步骤约5次,完成多层线路叠加
CF(彩膜)制造:
- 光刻法形成黑矩阵(BM)作为像素分隔边界
- BM内分别光刻涂布红、绿、蓝三原色色阻
- 涂布保护层(Overcoat)覆盖RGB层
- 沉积ITO透明导电层(公共电极)
2. 盒装工序——液晶盒制造
将TFT与CF基板对合,同时灌注液晶:
- 在TFT与CF的ITO面均涂布聚酰亚胺(PI)取向膜,决定液晶分子初始取向
- 两片玻璃均施胶框封,CF侧额外涂布导电胶,实现液晶分子与驱动电路电连接
- 封框内灌注液晶
- 两片基板对合贴合,按标准尺寸切割分片
- 双面贴附偏振片
3. 模组工序——总装与老化
电路系统连接:
- Cell连接驱动IC (DDIC)
- DDIC连接FPC (柔性电路板)
- FPC连接外部PCBA (主板)
背光系统组装:
- 光源(LED/CCFL)贴装于导光板,下置反射膜
- 依次贴合扩散膜、增亮棱镜膜:将点光源转为面光源并提升亮度均匀性
- 光源连接背光驱动PCBA
最终总装: 将Cell、电路系统、背光系统装入边框,完成整机组装,随后进行老化测试验证可靠性。
以上即为TFT-LCD制造全流程核心工艺。如有帮助或想了解更多,欢迎留言或联系我们。
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