LCD制造工艺流程(技术类)0

1本教材共2小时LCD工程部2006年7月25日LCD制造工艺流程(技术类)编写:罗永波审批:宋宇红2一、液晶显示器制造工艺流程液晶显示屏工艺（LCD）前工序（生产一部）整平、灌晶图形段定向段组合段切割灌晶后工序（生产二部）清洗、定向目测、电测贴片、包装31.1液晶显示屏制造工艺流程1.1.1前工序图形段涂胶前清洗PRCleaning涂胶PRCoating预烘PreBake曝光Exposure显影Developing坚膜PostBake蚀刻Etching脱膜Striping投料ITOInput4图案段工艺示意图玻璃基版UV光掩膜版光刻胶玻璃基版光刻胶KOH显影液光刻胶导电材料光刻胶51.1.2前工序定向段TOP前清洗Cleaning涂TOPTOPCoating预固化PreCure紫外改质UVCure清洗Cleaning涂PIＰＩCoating预固化PreCureＴＯＰ主固化MainCureＰＩ主固化Mainure6定向段工艺示意图酸光刻胶玻璃基版玻璃基版导电材料定向材料定向材料71.1.3前工序组合段摩擦Rubbing摩擦后水洗RubbingCleaning丝印边框SealPrint框胶预烤SealantPre-baking喷粉SpacerSprayer贴合Assembly摩擦Rubbing摩擦后水洗RubbingCleaning丝印银点SilverPrinting冷压HotPress热压固化HotPress8框胶定向材料点胶定向材料撑垫剂液晶盒组合段工艺示意图9投料ITOInputITO基板经拆封后，阻值、尺寸、厚度检查确认无误，以25pcs为一篮，装入Cassette中，准备基板清洗制程。10•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11•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。12涂胶前洗净PRCleaningPR前洗净机之工程目的在于去除基上脏点、油污、纤维以达到PR涂布最佳效果。13•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。•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，在气泡闭合时产生冲击波，在其周围产生上千个大气压•的压力，破坏不溶性污物而使它们分散在清洗液中14涂胶PRCoatingITO基板经洗净后，通过光阻涂布机，将光阻均匀涂布于ITO基板上，以便进行下一制程。15•光刻胶的配制：•配比原则：既要使光刻胶具有良好的抗蚀能力，又要有较高•的分辨率。•光刻胶中溶剂用量的多少决定着光刻胶的稀稠，从而影响光•刻胶的厚薄，较稀的胶，光刻胶膜较薄，分辨率高，图形较为清•晰。配制在暗室中红光或者黄光下进行，用量筒按配方比例将原•胶及溶剂分别量好，再将溶剂倒入原胶，用玻璃棒充分搅拌均匀•Page9of28•混合，再把配制好的光刻胶中未能够溶解的固态杂质微粒滤除（目•的在于改善胶膜与掩模版的接触以减少胶膜针孔和提高分辩率），•装在暗色的玻璃瓶中，并保存在阴凉和干燥的暗箱中。16•涂胶：在使用前一定先把胶从低温条件下取出，在使用场地放•置至瓶内胶的温度与环境温度相同时方可打开瓶盖，使用前必须•进行粘度测试，（粘度的调整采用稀释的方法，加入一定量的稀释•剂），玻璃表面状况对光刻胶的接触与粘附具有较大的影响，因此•清洗后的玻璃经过紫外线照射对其表面进行活化处理，然后再涂•光刻胶。要求：不能够有脱落现象；涂层厚度均匀；涂层表面状•态不能有条纹，针孔，突起等缺陷。方法：辊涂，必须在洁净条•件下进行，温度19~25度，湿度60%，不含紫外光成分的黄灯下•进行操作。17预烘PreBake目的是促使胶膜内溶剂充分挥发，使胶膜干燥以增加胶膜与ITO表面的粘附性和胶膜的耐磨性。一般采用红外线烘干。（参数洪干温度与烘干时间）若烘烤不足，溶剂未充分挥发掉，曝光显影时未受光部分也被溶除形成浮胶或者使图形变形，烘烤过度导致膜翘曲硬化，显影时会显不出图形或者图形留有底膜。18曝光Exposure在涂好光刻胶的表面覆盖光刻掩模版，通过紫外光进行选择性照射，使受光照部分的光刻胶发生化学变化，从而改变这部分胶膜在显影液中的溶解度，显影后，光刻胶膜显现出与掩模版相对应的图形。19•如果曝光时间不充分，光刻胶咸光不足，化学反应不完全，显影时受光部分溶解不彻底，易留底膜；曝光时间过长，不该曝光部分边缘也被微弱感光，刻蚀后图形边界模糊，细线条变形严重。•注意事项：•1．掩模版上机前要严格检查，因为版若有缺陷做出的产品也•会有缺陷，特别是不能够有版污染，划伤等。•2．曝光定位一定要准确，否则后工序无法加工。20显影DevelopingITO基板经曝光后，进行显影制程，利用显影液将所需之图形显现出来。21坚膜Post-baking因显影时胶膜会发生软化，膨胀影响胶膜的抗蚀能力，在显影后必须用适当的温度烘焙玻璃以除去水分，增强胶膜与玻璃的粘附性。常采用红外光坚膜，重要参数为温度与时间，坚膜温度略高于前烘条件。22显影检查DevelopingInspection基板显影完成后，以图案检查机确认基板有无短路&断路，在蚀刻前处理23蚀刻Etching产品进行显影后，准备蚀刻制程，此制程将基板上无光阻部份之ITO利用蚀刻液去除，成为需要之图形。24•蚀刻：用一定比例的酸液把玻璃上未受光刻胶保护的ITO膜腐蚀掉，而将有光刻胶保护的ITO保存下来，最终形成ITO图形，选用腐蚀液必须是能够腐蚀掉ITO胶又不能损伤玻璃表面和光刻胶，一般选用一定比例的HCL，HNO3和水的混合液（王水），重要参数：刻蚀时间与温度。刻蚀时间应该由刻蚀速度和ITO膜厚度来确定。此参数的控制对刻蚀效果非常关键。时间太短，ITO膜刻蚀不干净，图形会出现短路，时间太长，由于光刻胶抗蚀能力下降，图形变差或被蚀断，造成断路或者蚀刻过度。25脱膜Stripping剥膜制程，目的将其ITO基板上剩余光阻清除，使整片基板上无光阻覆盖，成为有ITO图形之基板。26•质量要求和分析：•质量要求：•1.刻蚀的图形完整,尺寸准确,边缘整齐,线条陡直;•2.图形内无小岛,针孔,毛剌等,刻蚀干净;•3.腐蚀后的玻璃表面清洁,不发花,没有残留的被腐•蚀物质,油渍;27蚀刻检查PatternInspection基板剥膜完成后，以图案检查机确认基板有无短路&断路。28•图案段不良原因分析•质量分析:•1.浮胶:显影和腐蚀过程中产生;（前五项是显影时产•生，后三项为刻蚀ITO时产生）•A.涂胶前玻璃表面清洁处理不当;涂膜操作环境湿•度太大,使胶与玻璃表面粘附不良;玻璃清洁后在•空气中放置时间过长,空气中水汽附在玻璃表面•上;--------注意玻璃表面清洁处理和操作环境•的温湿度及清洁工作•B.光刻胶配制有误或者胶陈旧不纯,胶的光化学反•应性能不好,使胶与ITO层成键能力差或者胶膜不•均匀和过厚,引起粘附不良;•C.前烘时间性不足或过度。烘烤不足，胶膜内溶剂•不能及时挥发，显影时部分胶膜被溶除；烘焙过•度，胶膜翘曲硬化，胶的感光特性会发生变化；•--------前烘必须恰当29•D.曝光不足，光硬化反应不彻底，胶膜溶于显影液•中，引起浮胶；-------保证分辩率的情况下曝光•要充分•E.显影时间过长，显影液从胶膜底部不断渗入，引•起胶膜浮起。-------控制胶膜时间•F.坚膜不足，胶膜烘烤热固化不够；----坚膜要充•Page14of28•分，温度不能太高•G.刻蚀液配制失误，刻蚀液的活性太强•H.刻蚀液温度太低或者太高。30涂TOPTOPCoating利用APR凸版将无机材图形转印于ITO基板上之出pin端或面内，增加产品可靠性。31预固化PreCure经过无机材印刷后之ITO基板需将印刷在上方之无机材烤过，让其中的有机溶剂挥发。32紫外改质UVCure经过无机材预烤后之基板，需经过UV照射，使无机材膜预先固化，防止固烤后表面空洞产生。33•质量要求：膜层厚度应该控制在工艺规定的范围内。检查膜层厚度一般是通过直接观察反射光的颜色来进行，根据颜色与厚度的对应关系可以基本上判定膜层的厚度。更粗细的检测需要使用膜厚仪或者椭偏仪，同时对膜厚的均匀性测试同样方法进行，涂布不均匀将会导致取向效果不一致。涂布的位置以及尺寸大小要求较高，均要设置标志框定印刷区域。净化度要求也特别高，落在取向膜上的有机物沾污将变成不可清除的内污（表点），因此固化前一般要用高压气流进行风洗，并做相应地检查。34ＴＯＰ主固化MainCure经过无机材印刷并预烤之ITO基板，需通过高温烘烤，使基板上之无机材膜固化。35PI前洗净PICleaning•配向膜前洗净配向膜前洗净机，彻底清洗基板表面，脏点、油污，以达到配向膜印刷最佳效果。36涂PIPICoating•配向膜涂布利用APR凸版将配向膜图形转印于ITO基板面内，作为基板定向用。37PI预烤PreCure•配向膜预烤经过配向膜印刷后之基板，需将印刷在上方之配向膜烤过，让其中有的机溶剂挥发。38PI主固化Maincure•配向膜固烤经过配向膜印刷并预烤之基板，通过一定温度之固烤炉，使基板上之配向膜固化。39摩擦Rubbing定向制程是利用毛绒布与配向膜进行同一角度摩擦得均一之定向效果。40•摩擦取向：在取向膜上用绒布向一个方向摩擦，就可以形成取向层，取向层处的液晶分子将按照摩擦方向平行排列，这样就可以获得一致的取向。（液晶分子沿摩擦方向排列时系统的能量最低，因此可以获得液晶分子一致的排列。）其取向材料聚酰亚胺分子中由摩擦产生的极性官能团的有序分布是引起液晶在其表面有序排列的主要原因。影响取向效果的关键因素减少宽大沟槽的