显示技术展:全面讲解TFT-LCD open cell制程

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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触控一体机背光系统、主板甚至整个触控一体机的设计。

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。

 

 *内容摘自小胡讲触控技术 

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