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抽丝剥茧 液晶显示器面板制作流程详解

编辑:wu3416 2011-02-28 10:06 浏览 评论 评论 2 赞    来源: 
核心提示:【IT168 应用】液晶显示器最重要的组成配件就是面板部分,约占整机成本的60%—70%,可以说对于一款液晶显示器而言,液晶面板的好坏是判断一台产品显示效果是否优秀的重要因素之一。
  【IT168 应用】液晶显示器最重要的组成配件就是面板部分,约占整机成本的60%—70%,可以说对于一款液晶显示器而言,液晶面板的好坏是判断一台产品显示效果是否优秀的重要因素之一。那么一台液晶面板是由哪些部分组成呢?它们的工作原理是什么呢?今天笔者就以TFT-LCD面板为例为大家介绍一下面板的制作流程。

  ▲薄膜晶体管液晶显示器模块

  简单来说,TFT-LCD面板可视为两片玻璃基板中间夹着一层液晶,上层的玻璃基板是与彩色滤光片结合,而下层的玻璃则有电晶体镶嵌于上。当电流通过电晶体产生电场变化,造成液晶分子偏转,借以改变光线的偏极性,再利用偏光片决定画素的明暗状态。

  听起来好像比较容易,不过由于制作工艺复杂,生产线投资巨大(一条高代线的成本在100亿人民币之上),有很多专利的限制,再加上还需要玻璃基片(导电玻璃)、彩色滤色片、偏振片、背光源等,辅助材料有取向剂、封接胶和衬垫材料等限制,真正有生产面板能力的厂商少之又少,目前最大的就是韩系的三星、LGD和台系的友达、奇美。

  TFT-LCD面板如何定义?

  TFT-LCD 即是Thin-Film Transistor Liquid-Crystal Display的缩写(薄膜电晶体液晶显示器)TFT-LCD如何点亮?

  简单说,TFT-LCD面板可视为两片玻璃基板中间夹着一层液晶,上层的玻璃基板是与彩色滤光片(Color Filter) 结合,而下层的玻璃则有电晶体镶嵌于上。 当电流通过电晶体产生电场变化,造成液晶分子偏转,借以改变光线的偏极性,再利用偏光片决定画素(Pixel)的明暗状态。 此外,上层玻璃因与彩色滤光片贴合,形成每个画素(Pixel)各包含红蓝绿三颜色,这些发出红蓝绿色彩的画素便构成了面板上的影像画面。

  TFT-LCD的三段主要的制程:

  ▲TFT-LCD面板制作流程

  前段Array

  前段的Array 制程与半导体制程相似,但不同的是将薄膜电晶体制作于玻璃上,而非矽晶圆上。

  中段Cell

  中段的Cell ,是以前段Array的玻璃为基板,与彩色滤光片的玻璃基板结合,并在两片玻璃基板间灌入液晶(LC)。

  后段Module Assembly (模组组装)

  后段模组组装制程是将Cell制程后的玻璃与其他如背光板、电路、外框等多种零组件组装的生产作业。

  TFT-LCD构造原理解析

  液晶显示器的构造如同三明治一般,将液晶夹在两片玻璃基板之间,这两片玻璃基板就是TFT Array玻璃与彩色滤光片。TFT Array玻璃上面有无数的画素(pixel)排列,彩色滤光片则是画面颜色的来源,液晶便夹在TFT Array以及彩色滤光片之间。当电压施于TFT(晶体管)时,液晶转向,光线便穿过液晶在面板上产生一个画素,而此光源则是由背光模块负责提供。此时,彩色滤光片给予每一个画素特定的颜色。结合每一个不同颜色的画素所呈现出的,就是面板前端的影像。

  ▲TFT-LCD:三明治的构造

  TFT-LCD必须在精密的无尘室内,经过300道以上的制程生产出来。无尘室的洁净度,最高等级可达「10 」,即是在无尘室环境内,每立方尺只有10颗粉尘。

  ▲经过300道以上的制程产生

  TFT-LCD 工厂从过去的1代厂演进到现今的7.5代厂,各世代厂房的差别就在于玻璃基板的尺寸。玻璃基板越大,便能切割出大尺寸的面板。举例来说,一片7.5代玻璃基板尺寸达195公分 X 225公分,其大小更甚于一张加大的双人床,它可以被切割成八片42吋面板,或是6片46吋面板。

  ▲TFT-LCD 工厂—— 世代与尺寸

  TFT-LCD分制程解析

  TFT-LCD 前段制程——Array

  TFT-LCD的制造过程可分为三大阶段: 前段Array, 中段Cell以及后段模块组装。前段的 Array 制程与半导体制程相似,但不同的是将薄膜晶体管制作于玻璃上,而非硅晶圆上。

  ▲TFT-LCD 前段制程——Array

  TFT-LCD 中段制程—— Cell

  中段的Cell ,是以前段TFT Array的玻璃为基板,与彩色滤光片的玻璃基板结合,并在两片玻璃基板间滴上液晶后贴合, 再将大片玻璃切割成面板。

  ▲TFT-LCD 中段制程—— Cell

  TFT-LCD 后段制程——模块组装

  后段模块组装制程, 是将Cell贴合并切割后的面板玻璃, 与其他组件如背光板、电路、外框等多种零组件组装的生产作业。

  ▲模块组装

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