CN107390415A - Tft‑lcd液晶显示屏制作工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种TFT‑LCD液晶显示屏制作工艺，依次包括阵列工艺、彩膜工艺、成盒工艺和模组工艺，TFT‑LCD液晶显示屏，整个流程采用全自动清洗工艺，并在成盒工艺中，先将液晶直接滴在基板上，然后在进行上下两个基板的对组，在另一外块基板上，对应显示边界区域涂敷一圈封框胶；在真空环境中，将上下基板精确对合在一起，这种方式，大大节省了灌液晶的时间与液晶的材料，尤其在超大尺寸面板具有绝对的优势，且无需人工操作，采用自动化方式控制，监控，大大节省了人力成本和生产成本，同时也节约了生产时间，达到快速高效地生产TFT‑LCD液晶显示屏的制作。

Description

TFT-LCD液晶显示屏制作工艺
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，尤其涉及一种TFT-LCD液晶显示屏制作工艺。
背景技术
TFT-LCD是薄膜晶体管液晶显示器英文thin film transistor-liquid crystaldisplay字头的缩写。TFT-LCD技术是微电子技术与液晶显示器技术巧妙结合的一种技术。人们利用在Si上进行微电子精细加工的技术，移植到在大面积玻璃上进行TFT阵列的加工，再将该阵列基板与另一片带彩色滤色膜的基板，利用与业已成熟的LCD技术，形成一个液晶盒相结合，再经过后工序如偏光片贴覆等过程，最后形成液晶显示器.
现有技术的显示屏加工，很多是需要人工进行操作，且人工在搬运过程中，容易产生污染物在基板上，从而影响整个液晶显示屏的画质。且传统的TFT-LCD液晶显示屏的成盒工艺中，是将上下两个基板对组后以毛细原理将液晶慢慢吸入，这种方式，需要人工完成，且受制于熟手，且成品率低，还非常浪费时间和浪费液晶，增加了整个TFT液晶显示屏的生产成本，降低了生产效率。
发明内容
针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种TFT-LCD液晶显示屏制作工艺，全自动完成，大大节省了人力成本和生产成本，也节约了生产时间，达到快速高效地生产TFT-LCD液晶显示屏的制作。
为了达到上述目的，本发明一种TFT-LCD液晶显示屏制作工艺，其特征在于，依次包括阵列工艺、彩膜工艺、成盒工艺和模组工艺；
所述成盒工艺包括：
清洗阵列基板和彩膜基板；
在阵列基板或彩膜基板上的显示屏的显示区域内滴注适量的液晶；
在另一外块基板上，对应显示边界区域涂敷一圈封框胶；
在真空环境中，将上下基板精确对合在一起；
在封框胶封闭的显示区域内，液晶均匀扩散充满显示区域；
在紫外光照射和加热条件下，封框胶固化，形成液晶盒。
其中，在阵列基板或彩膜基板上下两块基板精确对合之前，分别在两块基板上涂敷一层有机材料，形成取向膜层，用包裹了化纤或纯棉绒布的滚轮沿特定方向分别高速摩擦取向膜层表面，曲线层涂敷和摩擦取向处理，取向处理后，再滴注液晶。
其中，在当采用大尺寸玻璃基板时，一次形成多个显示屏的阵列基板或彩膜基板，大基板组装后，通过切割，形成多个显示屏的液晶盒。
其中，所述阵列工艺包括：
清洗：采用超纯水或者清洗剂对玻璃基板清洗，去除表面的异物；
成膜工序：在玻璃基板上形成金属、半导体或绝缘体的薄膜；
光刻过程：把薄膜加工成一定的形状，在金属薄膜表面涂敷一层光刻胶，透过掩膜板曝光，光刻胶曝光部分被显影液溶解，留下部分图案呈现所需形状，把基板放入对应腐蚀液或腐蚀气体中，若没有光刻胶覆盖的薄膜就会被腐蚀掉；用化学玻璃液去除残余的光刻胶，留下了所需形状的金属薄膜，完成一次光刻；
通过等离子增强化学气相淀积在基板上形成绝缘体或半导体薄膜，即通过特定气体在等离子状态下反应，生成物附着在基板表面，形成绝缘体或半导体薄膜，然后通过光刻过程，将绝缘体或半导体薄膜加工成所需的形状；
重复4-5次上述的光刻过程和薄膜淀积过程，各层不同材料和形状的薄膜在玻璃基板上层叠构成薄膜晶体管阵列和互联线，实现TFT基板的制作，阵列基板制作完成。
其中，在成膜工序中，通过溅射形成金属层，在近似真空环境中用电场加速惰性元素离子，轰击金属板材，金属原子被溅射出来，淀积到基板上形成薄膜。
其中，所述彩膜工艺包括：
用清洗剂或超纯水清洗玻璃基板，去处污染物；
在玻璃表面涂敷一层黑色感光树脂层，透过掩膜板曝光、显影，形成黑色网格，即黑矩阵；
黑矩阵形成后，首先涂敷一层感光的红色有机感光层，掩膜曝光，显影成型，形成与像素对应的红色滤光层，
重复上述工艺，依次形成绿、蓝滤光层，填充在黑矩阵内的对应表格内，形成彩膜，
在彩膜的上层，整体淀积一层透明导电薄膜，作为全部像素电压信号的公共电极；
彩膜的最上层，即透明导电薄膜，需要按照类似黑矩阵的制作工艺流程形成一定分布的透明柱状衬垫物，用于彩膜和阵列基板成盒时保持一定的盒厚以填充液晶，这样就构成了彩膜基板。
其中，为保证滤光层特性的稳定，还在红、绿、蓝滤光层上涂覆一层透明有机保护层，即覆盖涂层。
其中，所述模组工艺包括：
液晶盒贴附偏光片，使进入液晶盒的光为特定偏正光，构成光学功能完备的液晶屏；
液晶屏引线外延，并配以外围电路，构成标准的电路接口；
和背光源组装，并进行机械加固，由此构成TFT-LCD组件，即模组。
其中，液晶屏外连引线，通过各向异性导电胶工艺，进行焊接；焊接完成后，进行背光源的组装工艺，即将连接完驱动集成电路外围电路PCB板焊接的显示屏与背光源组装在一起，并用外边框等固定进行机械加固，背光源组装后，为不发光的液晶显示屏提供光源，另一方面还为液晶屏进行了有效的机械加固。
其中，在50-60摄氏度的残酷环境下将制作好的TFT-LCD液晶屏加上正常信号工作一段时间，踢除不可靠产品，确保产品品质，TFT-LCD制作完成。
本发明的有益效果是：
与现有技术相比，本发明公开的TFT-LCD液晶显示屏，整个流程采用全自动清洗工艺，并在成盒工艺中，先将液晶直接滴在基板上，然后在进行上下两个基板的对组，在另一外块基板上，对应显示边界区域涂敷一圈封框胶；在真空环境中，将上下基板精确对合在一起，这种方式，大大节省了灌液晶的时间与液晶的材料，尤其在超大尺寸面板具有绝对的优势，以三十寸面板为例，传统灌液晶方式灌一片大约需要五天的时间，而本发明的生产工艺，只需要两个小时，节省了约40%的液晶材料，且无需人工操作，采用自动化方式控制，监控，大大节省了人力成本和生产成本，同时也节约了生产时间，达到快速高效地生产TFT-LCD液晶显示屏的制作。
附图说明
图1为本发明实施例的液晶显示屏工艺总流程；
图2为本发明实施例的的阵列工艺流程；
图3为本发明实施例的彩膜工艺流程；
图4为本发明实施例的成盒工艺流程；
图5为本发明实施例的模组工艺流程。
具体实施方式
为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。
参阅图1，本发明公开一种TFT-LCD液晶显示屏制作工艺，TFT-LCD液晶显示屏依次包括背光源、上偏光板、阵列（TFT）基板、液晶、彩膜(CF)基板和下偏光板，偏光板是使不具偏极性的自然光，产生偏极化，转变成偏极光，加上液晶分子扭转特性，达到控制光线的通过与否，从而实现液晶面板彩色显示的功能，在本实施例中，液晶屏是由多个可以发出任意颜色光线的像素组成，阵列基板上的开关根据外加的信号来控制像素的颜色和通过控制液晶的扭转角度来控制背光的透过量，从而来达到控制显示的色彩和明亮程度。
TFT-LCD液晶显示屏，即TFT（Thin Film Transitor）薄膜晶体管，是一个三端子原件，在LCD应用上可视为一个开关，采用栅型结构，TFT元件在栅极给予适当的电压，使半导体层感应出载子而使得源极和漏极导通。
本发明采用了一种全自动自动加工工艺，快速加工生成TFT-LCD液晶显示屏，整个工艺包括阵列工艺、彩膜工艺、成盒工艺和模组工艺，
请参阅图2，阵列工艺是TFT-LCD在制作过程中最复杂的部分，该工艺是在玻璃基板上制作出数百万个薄膜晶体管，这些晶体管在TFT-LCD电路工作中起电路开关作用，他们按顺序把图像信号传送至特定像素，薄膜晶体管由不同材料和形状的薄膜层叠而成，包括4-5次薄膜电击和光刻成型过程，具体制作工艺为：
取干净的玻璃基板，传送至清理装置中用超纯水进行清洗，去除表面的异物；
进行成膜工序：需要在玻璃基板上形成金属、半导体或绝缘体的薄膜，首先通过溅射形成金属层，在近似真空环境中用电场加速惰性元素离子，轰击金属板材，金属原子被溅射出来，淀积到基板上形成薄膜；
光刻工序过程：把薄膜加工成一定的形状，在金属薄膜表面涂敷一层光刻胶，透过类似照相底片的掩膜板曝光，光刻胶曝光部分被显影液溶解，留下部分图案呈现所需形状，把基板放入对应腐蚀液或腐蚀气体中，若没有光刻胶覆盖的薄膜就会被腐蚀掉；用化学玻璃液去除残余的光刻胶，留下了所需形状的金属薄膜，完成一次光刻；
通过等离子增强化学气象淀积在基板上形成绝缘体或半导体薄膜，即通过特定气体在等离子状态下反应，生成物附着在基板表面，形成绝缘体或半导体薄膜，然后通过光刻过程，将绝缘体或半导体薄膜加工成所需的形状；
以上光刻过程和薄膜淀积过程反复进行4-5次，各层不同材料和形状的薄膜在玻璃基板上层叠构成薄膜晶体管阵列和互联线，实现TFT基板的制作，阵列基板制作完成。
阵列制作完成后需要进行测试工序检验，再进入下一工序
请参阅图3，在本实施例中，彩膜工艺包括：
在玻璃基板制作出与像素点对应的红、绿、蓝滤光层的过程。
彩膜工艺的主体部分与阵列光刻工艺类似：
用清洗剂和超纯水清洗玻璃基板，去处污染物；
在玻璃表面涂敷一层黑色感光树脂层，透过掩膜板曝光、显影，形成黑色网格，即黑矩阵（BM），黑矩阵与像素的位置相对应，用于遮蔽像素交界部分因液晶分子排列紊乱等原因造成的漏光；
黑矩阵形成后，首先涂敷一层感光的红色有机感光层，掩膜曝光，显影成型，形成与像素对应的红色滤光层，
重复上述工艺，依次形成绿、蓝滤光层，填充在黑矩阵内的对应表格内，有时，为保证滤光层特性的稳定，还在红、绿、蓝滤光层上涂覆一层透明有机保护层，即覆盖涂层；
彩膜的上层，还需要整体淀积一层透明导电薄膜（ITO），作为全部像素电压信号的公共电极；
彩膜的最上层，需要按照类似黑矩阵的制作工艺流程形成一定分布的透明柱状衬垫物，用于彩膜和阵列基板成盒时保持一定的盒厚以填充液晶，这样就构成了彩膜基板，即彩色滤光片制作完成。
其中，衬垫物，涂覆一层透明感光树脂材料，经过曝光、显影等流程制成；
请参阅图4，在本实施例中，成盒工艺包括：
就是将阵列基板和彩膜基板精确对合，形成液晶盒的过程；
用清洗剂清洗阵列基板和彩膜基板，去除表面污染物；
分别在两块基板上涂敷一层有机材料，形成取向膜层（PI），用包裹了化纤或纯棉绒布的滚轮沿特定方向分别高速摩擦取向膜层表面，曲线层涂敷和摩擦取向处理，取向处理后，在阵列基板或彩膜基板上，显示屏的显示区域内滴注适量的液晶，在另外一块阵列基板或彩膜基板上，对应显示边界区域涂敷一圈封框胶，在真空环境中，将上下基板精确对合在一起，在封框胶封闭的显示区域内，液晶均匀扩散充满显示区域，同时在紫外光照射和加热条件下，封框胶固化，形成液晶盒，在一定条件下，液晶盒内的液晶层与取向层界面的液晶放状分子会沿摩擦方向排列，之后在分子间作用力的影响下，液晶层内分子也会呈向规则排列，为提高生产效率，采用大尺寸玻璃基板，可以一次形成多个显示屏的阵列或彩膜，大基板组装后，也就形成多个显示屏的液晶盒。
切割工序就是使液晶显示屏液晶盒相互分离，打磨玻璃边缘，以消除切割中产生的微裂缝，使边缘光滑，为保证显示屏的相关特性，要加入电学信号对成盒后的面板特性进行检测，检测合格成盒工艺完成。
请参阅图5，在本实施例中，模组工艺包括：
液晶盒贴附偏光片，构成光学功能完备的液晶屏；
液晶屏引线外延，并配以外围电路，构成标准的电路接口；
和背光源组装，并进行机械加固，由此构成TFT-LCD组件，即模组。
由于液晶层控制透光的实质是控制偏振光的状态，需要在液晶盒表面贴附偏光片，使进入液晶盒的光为特定偏正光，贴敷时将液晶盒的上下基板表面用清洗剂和超纯水清洗并干燥，以去除成盒工序中和搬运过程中产生的污染，然后在基板两面贴附偏光片。
液晶屏外连引线，密度高，需要通过各向异性导电胶工艺，进行焊接，各向异性导电胶具有压合后只有垂直方向导电，让横向绝缘的特点，因此只要把带焊接驱动集成电路电极通过各向异性导电胶与液晶屏上的电极对准，压合并加热固化完成焊接，同样驱动集成电路的另一侧电极与外围电路PCB板上的电极也可以通过相同方式焊接。
背光源的组装工艺：即将连接完驱动集成电路外围电路PCB板焊接的显示屏与背光源组装在一起，并用外边框等固定进行机械加固，背光源组装后，为不发光的液晶显示屏提供光源，另一方面还为液晶屏进行了有效的机械加固；
检验：在50-60摄氏度的残酷环境下将液晶屏加上正常信号工作一段时间，踢除不可靠产品，确保产品品质，TFT-LCD制作完成。
本发明的优势在于：
1）整个液晶显示屏生产工艺采用全自动一体的设备完成，包括自动运输，自动清洗，自动完成四项工艺，无需人工操作，避免给液晶显示屏带来的外界污染；
2）成盒工艺中，先将液晶直接滴在基板上，然后在进行上下两个基板的对组，在另一外块基板上，对应显示边界区域涂敷一圈封框胶；在真空环境中，将上下基板精确对合在一起，这种方式，大大节省了灌液晶的时间与液晶的材料，使生产成本更低，更为节约生产时间。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种TFT-LCD液晶显示屏制作工艺，其特征在于，依次包括阵列工艺、彩膜工艺、成盒工艺和模组工艺；
所述成盒工艺包括：
清洗阵列基板和彩膜基板；
在阵列基板或彩膜基板上的显示屏的显示区域内滴注适量的液晶；
在另一外块基板上，对应显示边界区域涂敷一圈封框胶；
在真空环境中，将上下基板精确对合在一起；
在封框胶封闭的显示区域内，液晶均匀扩散充满显示区域；
在紫外光照射和加热条件下，封框胶固化，形成液晶盒。
2.根据权利要求1所述的TFT-LCD液晶显示屏制作工艺，其特征在于，在阵列基板或彩膜基板上下两块基板精确对合之前，分别在两块基板上涂敷一层有机材料，形成取向膜层，用包裹了化纤或纯棉绒布的滚轮沿特定方向分别高速摩擦取向膜层表面，曲线层涂敷和摩擦取向处理，取向处理后，再滴注液晶。
3.根据权利要求1所述的TFT-LCD液晶显示屏制作工艺，其特征在于，在当采用大尺寸玻璃基板时，一次形成多个显示屏的阵列基板或彩膜基板，大基板组装后，通过切割，形成多个显示屏的液晶盒。
4.根据权利要求1所述的TFT-LCD液晶显示屏制作工艺，其特征在于，所述阵列工艺包括：
清洗：采用超纯水或者清洗剂对玻璃基板清洗，去除表面的异物；
成膜工序：在玻璃基板上形成金属、半导体或绝缘体的薄膜；
光刻过程：把薄膜加工成一定的形状，在金属薄膜表面涂敷一层光刻胶，透过掩膜板曝光，光刻胶曝光部分被显影液溶解，留下部分图案呈现所需形状，把基板放入对应腐蚀液或腐蚀气体中，若没有光刻胶覆盖的薄膜就会被腐蚀掉；用化学玻璃液去除残余的光刻胶，留下了所需形状的金属薄膜，完成一次光刻；
通过等离子增强化学气相淀积在基板上形成绝缘体或半导体薄膜，即通过特定气体在等离子状态下反应，生成物附着在基板表面，形成绝缘体或半导体薄膜，然后通过光刻过程，将绝缘体或半导体薄膜加工成所需的形状；
重复4-5次上述的光刻过程和薄膜淀积过程，各层不同材料和形状的薄膜在玻璃基板上层叠构成薄膜晶体管阵列和互联线，实现TFT基板的制作，阵列基板制作完成。
5.根据权利要求4所述的TFT-LCD液晶显示屏制作工艺，其特征在于，在成膜工序中，通过溅射形成金属层，在近似真空环境中用电场加速惰性元素离子，轰击金属板材，金属原子被溅射出来，淀积到基板上形成薄膜。
6.根据权利要求1所述的TFT-LCD液晶显示屏制作工艺，其特征在于，所述彩膜工艺包括：
用清洗剂或超纯水清洗玻璃基板，去处污染物；
在玻璃表面涂敷一层黑色感光树脂层，透过掩膜板曝光、显影，形成黑色网格，即黑矩阵；
黑矩阵形成后，首先涂敷一层感光的红色有机感光层，掩膜曝光，显影成型，形成与像素对应的红色滤光层，
重复上述工艺，依次形成绿、蓝滤光层，填充在黑矩阵内的对应表格内，形成彩膜，
在彩膜的上层，整体淀积一层透明导电薄膜，作为全部像素电压信号的公共电极；
彩膜的最上层，即透明导电薄膜，需要按照类似黑矩阵的制作工艺流程形成一定分布的透明柱状衬垫物，用于彩膜和阵列基板成盒时保持一定的盒厚以填充液晶，这样就构成了彩膜基板。
7.根据权利要求6所述的TFT-LCD液晶显示屏制作工艺，其特征在于，
为保证滤光层特性的稳定，还在红、绿、蓝滤光层上涂覆一层透明有机保护层，即覆盖涂层。
8.根据权利要求1所述的TFT-LCD液晶显示屏制作工艺，其特征在于，所述模组工艺包括：
液晶盒贴附偏光片，使进入液晶盒的光为特定偏正光，构成光学功能完备的液晶屏；
液晶屏引线外延，并配以外围电路，构成标准的电路接口；
和背光源组装，并进行机械加固，由此构成TFT-LCD组件，即模组。
9.根据权利要求1所述的TFT-LCD液晶显示屏制作工艺，其特征在于，
液晶屏外连引线，通过各向异性导电胶工艺，进行焊接；焊接完成后，进行背光源的组装工艺，即将连接完驱动集成电路外围电路PCB板焊接的显示屏与背光源组装在一起，并用外边框等固定进行机械加固，背光源组装后，为不发光的液晶显示屏提供光源，另一方面还为液晶屏进行了有效的机械加固。
10.根据权利要求1所述的TFT-LCD液晶显示屏制作工艺，其特征在于，
在50-60摄氏度的残酷环境下将制作好的TFT-LCD液晶屏加上正常信号工作一段时间，踢除不可靠产品，确保产品品质，TFT-LCD制作完成。
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