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???? ?1.液晶顯示器的結(jié)構(gòu)?
?????? 一般地，TFT-LCD由上基板組件、下基板組件、液晶、驅(qū)動電路單元、背光燈模組和其他附件組成，其中：下基板組件主要包括下玻璃基板和TFT陣列，而上基板組件由上玻璃基板、偏振板及覆于上玻璃基板的膜結(jié)構(gòu)，液晶填充于上、下基板形成的空隙內(nèi)。圖1.1顯示了彩色TFT-LCD的典型結(jié)構(gòu)， 圖1.2圖進(jìn)一步顯示了背光燈模組與驅(qū)動電路單元的結(jié)構(gòu)。?
?????? 在下玻璃基板的內(nèi)側(cè)面上，布滿了一系列與顯示器像素點(diǎn)對應(yīng)的導(dǎo)電玻璃微板、TFT半導(dǎo)體開關(guān)器件以及連接半導(dǎo)體開關(guān)器件的縱橫線，它們均由光刻、刻蝕等微電子制造工藝形成，其中每一像素的TFT半導(dǎo)體器件的剖面結(jié)構(gòu)如圖1.3所示。?
?????? 在上玻璃基板的內(nèi)側(cè)面上，敷有一層透明的導(dǎo)電玻璃板，一般為氧化銦錫（Indium Tin Oxide, 簡稱ITO）材料制成，它作為公共電極與下基板上的眾多導(dǎo)電微板形成一系列電場。如圖1.4所示。若LCD為彩色，則在公共導(dǎo)電板與玻璃基板之間布滿了三基色（紅、綠、藍(lán)）濾光單元和黑點(diǎn)，其中黑點(diǎn)的作用是阻止光線從像素點(diǎn)之間的縫隙泄露，它由不透光材料制成，由于呈矩陣狀分布，故稱黑點(diǎn)矩陣（Black matrix）。?
??? 2.液晶顯示器的制造工藝流程?
彩色TFT-LCD制造工藝流程主要包含4個(gè)子流程：TFT加工工藝（TFT process）、彩色濾光器加工工藝（Color filter process）、單元裝配工藝（Cell process）和模塊裝配工藝（Module process）[1][2]。?
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?????? 2.1TFT加工工藝（TFT process）?
?????? TFT加工工藝的作用是在下玻璃基板上形成TFT和電極陣列。針對圖1.3所示TFT和電極層狀結(jié)構(gòu)，通常采用五掩膜工藝，即利用5塊掩膜，通過5道相同的圖形轉(zhuǎn)移工藝，完成如圖1.3TFT層狀結(jié)構(gòu)的加工[2]。?
?????? 圖形轉(zhuǎn)移積工藝由淀積、光刻、刻蝕、清洗、檢測等工序構(gòu)成，其具體流程如下[1]：?
?????? 開始à玻璃基板檢驗(yàn)à薄膜淀積à清洗à覆光刻膠à?
????? ?曝光à顯影à刻蝕à去除光刻膠à檢驗(yàn)à結(jié)束?
?????? 其中刻蝕方法有干刻蝕法和濕刻蝕法兩種。上述各種工序的加工原理與集成電路制造工藝中使用的相應(yīng)工序的加工方法原理類似，但是，由于液晶顯示器中的玻璃基板面積較大，TFT加工工藝中采用的加工方法的工藝參數(shù)和設(shè)備參數(shù)有其特殊性。?
?????? 2.2濾光板加工工藝?
?????? (a)玻璃基板 (b) 阻光器加工 (c) 濾光器加工?
????? ?(d) 濾光器加工 (e) 濾光器加工 (f) ITO淀積?
???? ? 圖2.3濾光器組件的形成過程?
????? ?濾光板加工工藝的作用是在基板上加工出如圖1.4所示的薄膜結(jié)構(gòu)，其流程如下：?
????? ?開始à阻光器加工à濾光器加工à保護(hù)清洗à檢測àITO淀積à檢測à結(jié)束?
????? ?上述主要工序或工藝的加工效果示意如圖2.3所示。?
????? ?在濾光基片上設(shè)置的一系列由不透光材料制成的并以矩陣形狀分布的黑點(diǎn)，它們通過相應(yīng)的圖形轉(zhuǎn)移工藝（也稱為阻光器加工工藝）加工出，并安排于濾光器加工工藝的開始階段，所述圖形轉(zhuǎn)移工藝依次包含如下工序：濺射淀積、清洗、光刻膠涂覆、曝光、顯影、濕法刻蝕和去除光刻膠，各工序基本原理分別如圖2.4(a)-(g)所示。?
????? ?(a) 濺射淀積 (b) 清洗 (c) 光刻膠涂覆 (d) 曝光?
????? ?(e)顯影 (f) 濕法刻蝕 (g) 去除光刻膠?
????? ?圖2.4阻光器圖形轉(zhuǎn)移工藝?
????? ?阻光器加工完畢后，進(jìn)入濾光器加工階段，三種濾光器（紅、綠、藍(lán)）分別通過3道圖形轉(zhuǎn)移工藝完成加工，由于三種濾光器直接由不同顏色的光刻膠制成，該圖形轉(zhuǎn)移工藝與前述圖形轉(zhuǎn)移工藝有所不同，它不包含刻蝕和除光刻膠的工序。其具體流程為：彩色光刻膠涂覆à曝光à顯影à檢驗(yàn)，各工序的原理示意如圖2.5所示。?
????? ?阻光器加工結(jié)束后，經(jīng)過清洗和檢測工序后，進(jìn)入ITO淀積工藝，最后在濾光器層上敷上一層導(dǎo)電玻璃氧化銦錫（Indium Tin Oxide, 簡稱ITO），形成濾光板的公共電極。?
????? ?(a)彩色光刻膠涂覆 (b)曝光 (c)顯影 (d)檢驗(yàn)?
????? ?圖2.5彩色濾光器圖形轉(zhuǎn)移工藝?
??3.液晶顯示器的典型制造工藝?
液晶顯示器的制造工藝與集成電路的制造工藝基本相似，不同的是液晶顯示器中的TFT層狀結(jié)構(gòu)制作于玻璃基板上，而不是硅片上，此外，TFT加工工藝所要求的溫度范圍是300~500oC，而集成電路制作工藝要求的溫度范圍是1000 oC。?
???? ? 3.1淀積工藝?
????? ?應(yīng)用于液晶顯示器制造工藝的淀積（Deposition）方法主要有兩種：一種是離子增強(qiáng)型化學(xué)氣相淀積法，另一種是濺射淀積法。離子增強(qiáng)型化學(xué)氣相淀積的基本原理是：將玻璃基板至于真空腔室中，并且加熱至一定的溫度，隨后通入混合氣體，同時(shí)RF電壓施加于腔室電極上，混合氣體轉(zhuǎn)變?yōu)殡x子狀態(tài)，于是在基體上形成一種金屬或化合物的固態(tài)薄膜或鍍層。濺射淀積法的基板原理是：在真空室中，利用荷能粒子轟擊靶，使其原子獲得足夠的能量而濺出進(jìn)入氣相，然后在工件表面淀積出與靶相同材料的薄膜。一般地，為不改變靶材的化學(xué)性質(zhì)，荷能粒子為氦離子和氬離子。濺射淀積法有直流濺射法、射頻濺射法等多種。?
???????3.2光刻工藝?
????? ?光刻工藝（Photolithography process）是將掩膜上的圖形轉(zhuǎn)移至玻璃基板上的過程。由于LCD板上的刻線品質(zhì)取決于光刻工藝，因此它是LCD加工過程中最重要的工藝之一。光刻工藝對環(huán)境中的粉塵顆粒很敏感，因此它必須置于高度潔凈的室內(nèi)完成。?
???????3.3刻蝕工藝?
???? ? 刻蝕工藝分為濕法刻蝕工藝和干法刻蝕工藝，濕法刻蝕工藝用液體化學(xué)試劑以化學(xué)方式去除基板表面的材料，其優(yōu)點(diǎn)是用時(shí)短、成本低、操作簡單。干法刻蝕工藝是用等離子體進(jìn)行薄膜線條腐蝕的一種工藝，按照反應(yīng)機(jī)理可分為等離子刻蝕、反應(yīng)離子刻蝕、磁增強(qiáng)反應(yīng)離子刻蝕和高密度等離子刻蝕等類型，按結(jié)構(gòu)形式又可分為筒型、平行平板型。干法刻蝕工藝的優(yōu)點(diǎn)是橫向腐蝕小，控制精度高，大面積刻蝕均勻性好，利用ICP技術(shù)還可以刻蝕垂直度和光潔度都非常好的鏡面，因此，干法腐蝕在制作微米及深亞微米，納米級的幾何圖形加工方面,有很明顯的優(yōu)勢。
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??4 液晶顯示器制造工藝的發(fā)展趨勢?
??4.1TFT-LCD的發(fā)展趨勢?
?????? 由于玻璃底板的大小對生產(chǎn)線所能加工的LCD最大尺寸，以及加工的難度起決定作用，所以LCD業(yè)界根據(jù)生產(chǎn)線所能加工的玻璃底板的最大尺寸來劃分生產(chǎn)線屬于哪一代，例如5代線最高階段的底板尺寸是1200X1300mm，最多能切割6片27英寸寬屏LCD-TV用基板；6代線底板尺寸為1500X1800mm，切割32英寸基板可以切割8片，37英寸可以切割6片。7代線的底板尺寸是1800X2100mm，切割42英寸基板可以切割8片，46英寸可以切割6片。圖4.1給出了1～7代的玻璃底板尺寸界定情況。目前，全球范圍已經(jīng)進(jìn)入第6代和第7代產(chǎn)品生產(chǎn)的階段，預(yù)計(jì)在未來兩年里，第5代及第5代之前的生產(chǎn)能力的增加幅度將逐漸減小，而第6代和第7代的生產(chǎn)能力在近兩年將形成加快增長的態(tài)勢。目前，各大設(shè)備廠商也紛紛推出了能夠與第6代以上生產(chǎn)線配套的設(shè)備，如尼康公司的面向第6代、第7代和第8代生產(chǎn)線應(yīng)用的步進(jìn)投影式平板顯示器光刻機(jī)FX-63S，F(xiàn)X-71S和FX-81S。
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