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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對應的導電玻璃微板、TFT半導體開關器件以及連接半導體開關器件的縱橫線，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，則在公共導電板與玻璃基板之間布滿了三基色（紅、綠、藍）濾光單元和黑點，其中黑點的作用是阻止光線從像素點之間的縫隙泄露，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，它們通過相應的圖形轉(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，進入濾光器加工階段，三種濾光器（紅、綠、藍）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，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，進入ITO淀積工藝，最后在濾光器層上敷上一層導電玻璃氧化銦錫（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?
????? ?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：一種是離子增強型化學氣相淀積法，另一種是濺射淀積法。離子增強型化學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試劑以化學方式去除基板表面的材料，其優(yōu)點是用時短、成本低、操作簡單。干法刻蝕工藝是用等離子體進行薄膜線條腐蝕的一種工藝，按照反應機理可分為等離子刻蝕、反應離子刻蝕、磁增強反應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)進入第6代和第7代產(chǎn)品生產(chǎn)的階段，預計在未來兩年里，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)線配套的設備，如尼康公司的面向第6代、第7代和第8代生產(chǎn)線應用的步進投影式平板顯示器光刻機FX-63S，F(xiàn)X-71S和FX-81S。
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