下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
TFT-LCD的制造工艺流程如下。
（1）下基板：在TFT基板上形成TFT阵列。
（2）上基板：在滤色片基板上形成彩色滤光图案及ITO导电层。
（3）用两块基板形成液晶盒。
（4）外围电路、背光源等模块的组装。
可以看出，上下两块基板是分开制备的，最后进行组装。以下详细介绍每个流程。
下基板的制备流程如图2-54所示。
图2-54 下基板的制备流程
首先，在玻璃基板上进行TFT电路多层沉积和图案化。在下基板上制备TFT阵列，TFT的数量多少由屏幕的分辨率决定，目前已经实现量产的TFT主要包括非晶硅（a-Si）TFT、低温多晶硅（LTPS）TFT、非晶氧化物（AOS）TFT等。第10章将会进行详细对比介绍。
其次，进行ITO电极沉积和图案化。由于液晶分子的运动和排列都需要电子来驱动，因此TFT玻璃基板上必须有能够导电的部分来控制液晶的运动。这里采用ITO作为透明电极，防止阻挡背光。
最后，涂取向膜并摩擦取向。在TN-LCD的制造工艺中，取向排列是一个关键的工序。TN-LCD要求玻璃基板内表面处液晶分子的排列方向互成90°。排列取向主要采用倾斜蒸镀法和摩擦取向法，由于前者不适合大规模生产，通常采用摩擦取向法。一般采用在玻璃基板上涂覆表面活性剂、耦合剂、聚酰亚胺树脂等取向材料的方式。具体步骤为清洗、涂膜、预烘、固化、摩擦。常用的涂膜方法有旋涂法、浸泡法和凸版印刷法，最后用尼龙、纤维或棉绒等材料按照一定方向对取向膜做定向摩擦处理，便形成了取向层。
上基板的制备流程如图2-55所示。
首先，在玻璃基板上进行黑矩阵（Black Matrix，BM）沉积图案化。该层是为了防止漏光和环境光反射，以往多采用溅射法形成单层金属铬膜，现在多采用金属铬和氧化铬复合型的BM膜或树脂混合碳的树脂型BM膜。
其次，制作滤色片（Color Filter，CF）。滤色片着色部分的形成方法有染料法、颜料分散法、印刷法、电解沉积法、喷墨法。目前以颜料分散法为主。颜料分散法就是先将R、G、B三色颗粒均匀的微细颜料（平均粒径小于0.1μm）分别分散在透明感光树脂中，然后将它们依次用涂敷、曝光、显影工艺方法，形成R、G、B三色图案。在制备过程中使用光刻技术，所用装置主要是涂敷、曝光、显影装置。由于带有滤色片的上基板与带有TFT的下基板一起构成液晶盒，所以必须注意对位问题，使滤色片的各单元与下基板各像素相对应。另外，除了这种直接做在上基板内表面上的滤色片，还有一种做在独立基板上的滤色片，通过贴合工艺将独立基板与液晶盒贴合。前者的光学性能好。后者的制备灵活性更大，成本更低。
再次，沉积保护（Overcoat，OC）层和ITO公共电极。OC层材料主要为树脂，目的是作为平坦化层和保护膜，溅射ITO公共电极。在加电场后，它和下基板的ITO电极一起，控制液晶分子的运动。
最后，涂取向膜并摩擦取向。同下基板，这里不再赘述。
图2-55 上基板的制备流程
上下基板分别制备完成后，用这两块基板形成液晶盒，液晶盒的封装流程如图2-56所示。
将带有TFT的下基板和带有滤色片的上基板贴合在一起，并灌注液晶，进行封口。该工序的制成品称为液晶盒。贴合前，需要在TFT阵列基板周边布好密封胶材料，即框胶，包括胶体材料、间隔粒子（Spacer）、导电金球。间隔粒子起到支撑上下基板、保持液晶盒厚度的作用，导电金球起到导通上下基板的作用。
在上基板的透明电极末端涂布银浆，并将两块基板对位黏接，使滤色片的图案与TFT像素图案一一对正，经热处理使密封胶材料固化。在印刷密封胶材料时，需留下注入口，以便抽真空灌注液晶。用紫外胶封口后，需要在上下基板外侧贴合相互垂直的偏光片，以便进行滤光显示。
近年来，随着LCD技术的进步和基板尺寸的不断加大，在液晶盒的制作工艺上也有很大的改进。比较有代表性的是灌晶方式的改变，从原来的成盒后灌注改为ODF法，即灌晶与成盒同步进行。另外，间隔粒子也不再采用传统的喷洒法制备，而是直接在阵列上采用光刻法制备。
图2-56 液晶盒的封装流程
人们有时看到出现故障的液晶显示器表面有非常明显的块状黑斑，或者有明暗不均的斑块并出现裂纹，这些很可能是由液晶盒漏液导致的。液晶显示器受到外力挤压或撞击，造成液晶显示屏破裂而出现漏液现象，维修成本很高，费用接近一台同型号液晶显示器的成本。
在液晶盒制作工艺完成后，在面板上需要安装外围驱动电路，如源驱动芯片（Source IC，负责列线数据）和栅驱动芯片（Gate IC，负责行扫描信号），或者二者合一的One-Chip IC。如果是透射型LCD，还需要安装背光源。
材料和工艺是影响产品性能的两个主要因素，TFT-LCD经过上面4道主要制程和大量繁杂的制作工艺，才形成我们所看到的产品。