lcd是什么意思(lcd制造)

曾经爆发的面板门事件，足以说明用户对LCD使用的液晶面板种类的重视程度。不仅如此，LCD的重要技术进步，如LED背光、超广视角等，都与面板直接相关。占一台液晶显示器80%成本的液晶面板，足以说明它是整个显示器的核心部分。可以说，它的质量直接决定了一款LCD的优秀与否。

从这个角度来说，民用液晶的生产只是一个组装过程。液晶面板、主控电路、外壳等部件主要组装时，基本上不会有太复杂的技术问题。这是否意味着液晶显示器其实是一个技术含量很差的产品？事实上，液晶面板的制造工艺非常复杂，至少需要300道工序，整个过程需要在无尘的环境中进行，工艺精良。

液晶面板的一般结构其实并不是很复杂。笔者将其分为液晶面板和背光系统两部分。

液晶面板的LED背光系统

背光系统包括背光板、背光(CCFL或LED)、扩散板(用于均匀分布光)、扩散片等。因为液晶不能发光，所以需要其他光源来照明。背光系统的作用就在于此。但目前使用的CCFL管或LED背光源并不具备面光源的特性，需要导光板、扩散片等部件使线状或点状光源的光线均匀照射到整个表面。目的是使液晶面板整个表面不同点的光强相同，但实际中很难达到理想的状态，只能尽量减少亮度的不均匀。

液晶面板在不通电时是半透明的。

柔性印刷电路板起到信号传输的作用，通过各向异性导电胶与印刷电路板(蓝色PCB板的一部分)压合，使两者连接。

液晶面板从外到内由水平偏光片、彩色滤光片、液晶、TFT玻璃和垂直偏光片组成。此外，在液晶面板的边缘有驱动IC和印刷电路板，主要用于控制液晶面板中液晶分子的旋转和显示信号的传输。液晶面板很薄，不通电时半透明。它的一般结构就像一个三明治，液晶夹在下面的TFT玻璃和上面的彩色滤光片之间。

在微观的液晶面板上，你会看到红绿蓝是一组三原色，一般一组或两组是一个像素。

液晶具有固体晶体的光折射特性和液体的流动特性。在电极的驱动下，它可以按照主控制器想要的方式排列，并且可以控制光传输的强度。然后在滤色片上，用红绿蓝三原色调整每个像素的颜色，最终得到一幅完整的画面图像。

按照功能的划分，液晶面板可以分为液晶面板和背光系统。然而，生产液晶面板需要三个复杂的过程:前阵列过程、中间单元过程和后模块组装。今天，我们将在这里详细介绍液晶面板的制造工艺。

前阵列工艺:薄膜/黄光/蚀刻/剥离(1)

液晶面板制造的前级阵列工艺主要由“薄膜、黄光、蚀刻、剥膜”四部分组成。如果只是这样看的话，很多网友根本不明白这四个步骤的具体含义，以及为什么要这么做。

首先，液晶分子的运动和排列需要电子驱动。因此，液晶的载体——TFT玻璃上必须有导电部件来控制液晶的运动。在这里，ITO(氧化铟锡)将被用来做这件事。ITO是透明的，也是薄膜导电晶体，这样就不会挡住背光。

液晶分子的不同排列方式和快速的运动变化，可以保证每个像素准确的显示相应的颜色，图像变化准确快速，这就需要液晶分子的精确控制。ITO膜需要特殊处理，就像在PCB上印刷电路一样，在整个液晶面板上画导电线。

首先需要在TFT玻璃上沉积一层ITO薄膜，这样在整个TFT玻璃上会形成一层光滑均匀的ITO薄膜。然后用离子水清洗ITO玻璃，为下一步做准备。

接下来，在沉积有ITO膜的玻璃上涂覆光致抗蚀剂，并且在ITO玻璃上形成均匀的光致抗蚀剂层。然后烘烤一段时间，使光刻胶的溶剂部分挥发，增加光刻胶与ITO玻璃的附着力。

用紫外光(UV)通过预先制作的电极图形掩膜照射光刻胶表面，使被照射的光刻胶层发生反应，在涂有光刻胶的玻璃上覆盖光刻掩膜，在紫外灯下选择性曝光光刻胶。

前阵列工艺:薄膜/黄光/蚀刻/剥离(2)

我们以一个像素单位为例，如上图。在该像素中，亮的部分未曝光，而暗的部分曝光。

然后用显影剂洗掉曝光的光刻胶，只留下未曝光的光刻胶，再用离子水洗掉溶解的光刻胶。

显影后需要加热烘烤，使未曝光的光刻胶更牢固地附着在ITO玻璃上。

然后，未被光致抗蚀剂覆盖的ITO膜用合适的酸蚀刻溶液蚀刻掉，仅保留光致抗蚀剂下面的ITO膜。ITO是导电玻璃(In2O3和SnO2)，没有被光刻胶覆盖的ITO膜容易与酸反应，而被光刻胶覆盖的ITO膜可以保留下来，得到相应的拉电极。

前阵列工艺:薄膜/黄光/蚀刻/剥离(3)

剥离:使用高浓度碱性溶液(NaOH溶液)作为剥离液，将玻璃上残留的光刻胶剥离，使ITO玻璃形成与光刻掩膜完全一致的ITO图案。

用有机溶液冲洗玻璃的基本标签，带走反应的光刻胶，保持玻璃清洁。这样就完成了第一次薄膜导电晶体工艺，一般需要至少五次相同的工艺才能在玻璃上形成复杂精密的电极图形。

用同样的方法拉出玻璃上的其他ITO电极图形。

形成复杂而精密的电极图形，可以更好地控制液晶分子的运动。

这样，前面的阵列过程就完成了。从整个过程中不难看出，ITO膜的沉积，光刻胶的涂布，曝光，显影，蚀刻在TFT玻璃上，最后在TFT玻璃上形成前期设计的ITO电极图形，从而控制玻璃上液晶分子的运动。整个制作过程的一般步骤并不复杂，但是技术细节和注意事项非常繁琐，这里就不介绍了。感兴趣的朋友可以自行查阅相关资料。

液晶面板所用玻璃的制造工艺也非常讲究。目前全球最大的液晶面板用玻璃主要由美国康宁、日本朝日玻璃等厂商提供，处于液晶面板制造的上游。这些厂家都持有玻璃生产技术的技术专利。

单元工艺:粘接TFT玻璃和彩色滤光片(1)

前面说过，液晶面板的结构就像一个三明治，液晶夹在下面的TFT玻璃和上面的彩色滤光片之间。在液晶面板制造的终端单元工艺中，TFT玻璃和彩色滤光片的上下贴合就是工艺，但这不是简单的贴合，需要做大量细致的技术工作。

液晶层夹在下TFT玻璃和上滤色器之间。

Cell工艺首先分为TFT和CF(彩色滤光片)。

首先，用去离子水清洗前阵列工艺加工的TFT玻璃。

从上图可以看出，玻璃被分割成了六块大小相同的玻璃，也就是说，这种玻璃制成的液晶面板最后会被切割成六块，每一块的大小就是最终的尺寸。在浇铸玻璃时，每块要切割的玻璃的规格和尺寸都是事先设计好的。

当配向膜处于溶解状态时，切割TFT玻璃基本表面

然后在玻璃表面涂覆有机聚合物取向材料，即通过选择性涂覆的方法在ITO玻璃的适当位置涂覆均匀的取向层，同时固化取向层。

配向摩擦:用绒布材料在配向层的表面进行特定方向的摩擦，使得液晶分子在未来可以沿着配向层的摩擦方向进行配向，保证液晶分子的配向一致性。摩擦后会有绒布线等一些污染物，需要经过特殊的清洗工艺才能洗掉。

将TFT玻璃基板清洗干净后，涂上密封胶，可以使TFT玻璃基板与彩色滤光片粘合，同时可以防止液晶流出。

单元工艺:粘接TFT玻璃和彩色滤光片(2)

TFT基板的终端单元工艺已经基本完成，接下来要进行彩色滤光片的单元工艺。

和TFT玻璃基板配向一样，彩色滤光片也需要涂配向膜。

然后，在已经固定在滤光器表面上的配向膜上进行配向。

在彩色滤光片表面喷涂填料，使TFT玻璃基板与彩色滤光片之间保持一定距离。

接下来再次进入TFT玻璃基板的工序。

将液晶注入涂覆在TFT玻璃基板上的密封剂框架中。

最后，在贴合方向的彩色滤光片玻璃的边框上涂上导电胶，以保证外部电子能够流入液晶层。然后根据TFT玻璃基板和彩色滤光片上的贴合标记，将两片玻璃贴合在一起，通过高温固化贴合材料，使上下玻璃能够稳定贴合。

彩色滤光片是液晶面板非常重要的组成部分。彩色滤光片的厂商和玻璃基板厂商一样，处于液晶面板厂商的上游。其供过于求或供不应求会直接影响液晶面板的生产进度，间接影响终端市场。

单元工艺:粘接TFT玻璃和彩色滤光片(3)

可以根据先前设计的切割尺寸切割粘合的LCD面板，以获得最终尺寸。

从上图可以看出，每个切割后的液晶面板都留有两条边框。它们是用来做什么的？你可以在后面的模块过程中找到答案。

最后，将偏振器附着到每个液晶基板的两侧，其中水平偏振器向外附着，垂直偏振器向内附着。

偏光片是只允许某一方向的光通过的光学片，它可以将自然光转换成线偏振光。作用机理是正交入射光通过垂直偏振片后，垂直光通过，而另一水平光被吸收，或者被反射和散射屏蔽。

做液晶面板的时候，需要用一块在上面，一块在下面，方向错开。有电场或无电场时，光线会有相位差，出现明暗，用来显示字幕或图案。

至此，中间单元格流程完成。接下来可以进入液晶面板制造的最后一道工序:后置模组的组装。

后模块总成:驱动IC/印刷电路板压制

后模块工艺主要是液晶基板的驱动IC和印刷电路板的集成。该部分可以将从主控制电路接收到的显示信号传输到驱动IC，驱动液晶分子旋转，显示图像。此外，背光部分会在这个环节与液晶基板整合，完成完整的液晶面板。

先在两个框架上压各向异性导电胶，让外界电子进入液晶基板层，这是电子传输的桥梁。

层叠在液晶基板上的驱动IC

接下来是按压驱动IC。驱动IC的主要作用是向每个像素输出所需的电压，控制液晶分子的扭曲程度。驱动IC有两种，位于X轴的源驱动IC负责数据输入，特点是频率高，有镜像功能；位于Y轴上的栅极驱动器IC负责液晶分子的扭曲程度和速度，直接影响液晶显示器的响应时间。然而，目前有许多液晶面板只有X轴方向的驱动IC，也许Y轴驱动IC的功能已经被集成和简化了。

柔性印刷电路板可以传输数据信号，并作为外部印刷电路和LCD电子传输之间的桥梁。它可以弯曲，从而成为一个灵活或柔性电路板。

柔性印刷电路板的另一端粘贴有各向异性导电胶，并贴附印刷电路板。

柔性印刷电路板印刷电路板(图片取自三星2693HM)

液晶基板制造过程中有很多细节和注意事项，比如离子水清洗、烘干、吹干、风干、超声波清洗、曝光、显影等。，都有非常严格的技术细节和要求，才能生产出合格的眼板。感兴趣的朋友可以通过搜索引擎自行查阅相关技术资料。

让液晶面板发光:不可忽视的背光系统

液晶是一种结晶液体，既具有固体晶体的透光性和折射性，又具有液体的流动性。正是由于这一特性，它被应用于显示领域。

然而，液晶本身不发光，因此使用液晶作为显示介质的显示设备需要背光系统。

首先需要一个背板作为光源的载体。CCFL冷阴极背光灯常用作LCD器件的光源，但目前已经开始向LED背光转变，但无论是哪一种，都需要背板作为载体。

三星26英寸宽屏2693HM CCFL背光灯

CCFL背光伴随液晶已经有些年头了。与LED背光相比，其质量有很多缺陷。但逐渐演变为节省50%的灯具，增强液晶面板的透光率，以达到节能的目的。

三星XL2370的侧面白色LED背光处于不亮(上)和亮(下)两种状态。

随着LED在照明领域的快速发展，成本大大降低。液晶面板已经开始大范围使用led作为背光。目前为了控制成本，LED背光都是放在侧面而不是背板上，这样可以减少LED芯片的数量。

侧边LED背光系统的扩散板(导光板)上有无数的点印。

但是，无论是CCFL背光还是LED背光的各种摆放方式，背光的光源都不可能是面光源，而是线光源或者点光源。因此，需要其他组件将光均匀地分布到整个表面，这个任务由扩散板和扩散片来完成。

在透明的扩散板上面，点印刷可以阻挡一部分光线，侧面LED背光从扩散板侧面驱动光线，光线在扩散板内部来回反射折射，使光线均匀分布到整个表面。点打印阻挡了部分光线，像筛子一样把光线筛了出来。

扩散板顶部的扩散片有助于将光均匀分布在整个表面上。

在扩散板的上方，会有3 ~ 4块扩散板，不断将光线分布到整个表面，提高光线的均匀性，直接关系到液晶面板的显示效果。专业LCD为了更好的控制屏幕的亮度均匀性，会在面板采购和后期背光控制电路上下大功夫，保证面板的质量。

背光系统还包括位于背板后面的背光模块灯。在CCFL背光时代，经常可以看到如上图的条形点灯器，每个线圈负责一组灯。

但是，使用侧装式白光LED作为背光照明设备要简单得多。上图最左边的电路板是LED背光照明装置。

这是背光系统的一般结构。由于我没见过R.G.B LED背光的LCD的背光模组，所以在这里不能告诉你。以后再和大家分享。

后模块组件:LCD基板和背光的集成

LCD驱动IC/印刷电路板压在一起，背光系统就完成了。最后，LCD面板只能通过集成来制造。

完成的背光模块与液晶基板垂直集成。

因为液晶基板和背光系统不是通过粘合来固定的，所以需要在外层增加金属或橡胶框架来固定液晶基板和背光系统。

进行高温老化测试。

包装后，可以提供给LCD制造商。

液晶面板制造工艺示意图

后置模组工艺在LCM(LCDModule)工厂完成，基本不涉及液晶面板制造的核心技术，主要是一些组装工作。因此，一些台湾面板厂如奇美、韩国面板厂如三星在中国大陆都有LCM工厂组装液晶面板的后置模组，可以方便mainland China各大显示器代工厂和液晶电视厂商采购，降低整个制造过程中的人工和运输成本。

对此你怎么看？你的意见在下面的评论区等着你。

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