深圳市晶耀光电有限公司 Shen Zhen Genyu Optical Co.,Ltd. LCD基础知识培训 Liquid Crystal Display Genyu

培训内容 掌握液晶显示器结构及特点 使用的主要材料及性能 了解主要制造流程和工艺目的 一般产品的使用条件和可靠性指标

LCD分类 TN-LCD 显示模式 (1)透過式 (2)半反射式 (3)反射式 依显示区分 背景/显示颜色 (1) 正性 (1)黑/白 (2) 负性 背景/显示颜色 (1)黑/白 (2)白/黑

LCD分类 STN-LCD 显示模式 (1)透過式 (2)半反射式 (3)反射式 背景/显示颜色 依显示区分 (1)黄/蓝黑 (1) 正性 (2) 负性 背景/显示颜色 (1)黄/蓝黑 (2)黄绿/蓝黑 (3)绿/蓝黑 (4)灰/蓝黑 (5)蓝/白

LCD分类 FSTN-LCD 显示模式 (1)透過式 (2)半反射式 (3)反射式 依显示区分 背景/显示颜色 (1) 正性 (1)黑/白 (2) 负性 背景/显示颜色 (1)黑/白 (2)白/黑

LCD分类 依结构分类 (1)TN 1/1-1/16duty(液晶扭轉角90)以下 (2)HTN 1/1-1/16duty (液晶扭轉角100-110) (3)STN 1/16-1/240duty (液晶扭轉角180-240)

晶耀的LCD类型 TN-LCD HTN-LCD STN-LCD FSTN-LCD VA-LCD

LCD 结构 偏光板 玻璃基板 ITO 配向膜 液晶 框膠 SPACER 配向膜 ITO 半透過C/F 半透膜 玻璃基板 偏光板

LCD 驱动原理

LCD 特性 (A). 電氣特性 (1)耗電低 (2)低電壓驅動 (B). 光學特性 (1)低輻射.對人眼傷害小 (2)必須有光源存在

LCD 特性 (C). 物理特性 (1)溫度高 ,黏度低,驅動電壓低 (2)溫度高,應答速度快 (3)黏度高,應答速度慢

LCD 特性主要参数 阈值电压 Vth= 饱和电压 Vsat= 对比度：正显状态下Cr=Boff/Bon 视角 上升时间 下降时间 功耗电流：I=S*10/1000µA（S为全显面积mm2）

LCD 主要优点缺点 優點： 缺點： 1 視角限制 2 需外加光源 3 動作溫度範圍限制 2 低電流消耗 3 輕、薄 4 可做大面積投影 1 低電驅動 2 低電流消耗 3 輕、薄 4 可做大面積投影 5 彩色化容易 缺點： 1 視角限制 2 需外加光源 3 動作溫度範圍限制

TN与STN产品的区别 光学特性不同 （TN产品利用旋光性、STN产品利用双折射效应） PI材料（STN产品预倾角高），涂层厚度不同 扭曲角不同（TN为90度，STN为180-270度） 盒厚控制精度不同 液晶物理特性不同， 偏光片角度不同

构成LCD的主要原材料 主要材料 玻璃 液晶 偏光片 其它材料 光刻胶、PI材料、钝化膜、黑膜、紫外硬化性树脂（封边胶、封口胶、封PIN胶）、导电胶（丝印用、上PIN用）、玻璃纤维、垫片、金粉、镍粉、全息膜、匀光片、金属引线

LCD主要原材料的性能 ITO玻璃 1 玻璃结构： 钠钙玻璃基板（硼硅玻璃 ） SiO2膜：厚度200~250埃. （1埃=10-10米）

LCD主要原材料的性能 ITO玻璃 2 基板主要技术指标 外形尺寸：使用较多的为14×16英寸 ， 厚度一般为1.1mm、0.7mm、0.55mm、0.4mm等 表面平整度：是批玻璃表面一定范围内的起伏的程度。平整度可用h/1表示，意思为在长度为1的范围内，表面最高点与最低点的差值为h STN用玻璃要求平整度<0.05微米/20毫米

LCD主要原材料的性能 ITO玻璃 3 ITO膜的主要技术参数 透光性 ：≥80%，取决于玻璃材料、ITO厚度和折射率 导电性：方块电阻，用R□表示，即体电阻率 比ITO膜厚 热稳定性 化学稳定性：化学稳定性是通过耐湿性和耐碱性试验来评价

LCD主要原材料的性能 ITO玻璃 4 我公司玻璃的主要规格 常用： 14*16*1.1 14*16*0.7 14*16*0.55 方块电阻： 15、20、30、60、80、180欧

LCD主要原材料的性能 液晶分类 1 液晶分类 物理条件分：热致液晶、溶致液晶 结构排列分：向列相液晶、胆甾相液晶、近晶相液晶。

液晶的分类 線狀液晶 (NEMATIC) 膽固醇液晶 (CHOLESTERIC) 碟狀液晶 (DISK) 層狀液晶 (SMECTIC)

LCD主要原材料的性能 2 液晶的主要技术参数： *相变温度特性：熔点至清亮点之间的温度区间 *粘度：响应时间 *介电各向异性∆ع：阈值电压和响应速度 *光学各向异性∆n ：Δn•d≧λ/2 Δn小则视角大 *弹性常数：陡度 *液晶电阻率：液晶纯度 *扭曲能力

LCD主要原材料的性能 3 液晶材料的使用 配制原理 配制过程 液晶灌注

LCD主要原材料的性能 偏光片 1 偏光片结构 保護膜 TAC膜 PVA膜 感壓膠 離型膜

LCD主要原材料的性能 偏光片 2 偏光片的工作原理 透过偏振片的光只在一个垂直光传播路径的方向上振动，这种光被称为偏振光或平面偏振光。 偏振片的作用是将入射光分解成互相正交的两个偏振光分量，只让一个通过，而另一个分量被吸收或被散射。

LCD主要原材料的性能 偏光片 3 偏光片性能 偏振度：普通偏光片的偏光效率要>85%，彩色片的偏光效率相对较低，一般在80%以下。目前最好的偏振片偏振度可达99%以上 透过率：实际偏光片的透光率值都略低于50%。 色相：指偏光片颜色所对应的色坐标值 有效厚度：偏光板的总厚度，包括基板厚度，胶厚度及保护膜厚度。

LCD主要原材料的性能 偏光片 4 附加功能 防UV、 抗闪烁、 硬膜（防划伤）、 抗反射、 高透过等

LCD主要原材料的性能 偏光片 5 偏光片使用注意事项： 偏光片的贮存条件为温度20℃±15℃、湿度65%±20%RH，远离热冲击。 偏光片的处置要小心，不能摩擦、弯曲、冲击而损伤偏光片。 偏光片表面要干净，不能手模表面、不要沾污物（除去保护膜后）。

LCD的产品设计 产品设计流程： 1.客户信息 2.技术评审 3.工程图设计 4.客户确认 5.版图设 6.样品制作 过程三方面： 一个是工程图的设计； 二是菲林版的设计； 三是LCD结构，材料的设计。

LCD 工程图

LCD产品设计 从LCD的工程图可得到的信息 尺寸：大小片尺寸、封口尺寸、玻璃厚度、屏的厚度、偏光片尺寸 PIN：长度、PIN间距、上PIN数量电极数、上PIN位置 可视区尺寸、显示区尺寸 NOTE中所有内容：显示模式、视向、驱动条件（占空比、偏压比、工作电压）、工作温度、存储温度、连接方式。 逻辑关系

LCD产品设计 工程图应注意以下几点： 玻璃边缘到可视区距离最少为1.0mm。 偏光片贴片后距离产品边尺寸为0.50mm，公差为±0.40mm或±0.50mm。 玻璃尺寸标注公差一般为±0.2mm。若客户要求时，则最少公差为±0.15mm。 工程图若有丝印时，丝印图案填黑，并独立标出丝印图案的相对位置， 若装有管脚PITCH需自定时，尽量用整数，装管脚之PITCH为五种：1.27 mm ，1.5mm，1.8mm，2.0mm，2.54mm。

LCD产品设计 线路图应注意以下几点： 走线图中，同一层走线不能相交，若COM与SEG相交，尽量将交点放置在可视区外，如果可视区内有交叉点，不可避免时，应垂直相交，尺寸一般为0.08×0.08mm2，最小0.04mm×0.04 mm2，有丝印时尽量放在丝印图案下面。 型号名（TNXXX、HAXXX、FDXXX）和公司标志（RFD）写在大玻璃上脚仔空余位置处 排版计算：14*16玻璃两个方向各减10MM为有效计算面积 排版原则：能排单版时不排双版，能排双版时不排COM,SEG分开排版。

LCD产品设计 磨擦工艺的设计：角度、方向 组合工艺的设计：盒厚、粉的搭配、密度等 液晶材料的配制：选型、配比、混合 产品结构设计应注意以下几点: 玻璃的选择：面电阻 磨擦工艺的设计：角度、方向 组合工艺的设计：盒厚、粉的搭配、密度等 液晶材料的配制：选型、配比、混合 贴片工艺的设计：偏光片型号、角度等 包装盒的选择：型号、方法等

LCD 工艺介绍 主要工艺流程 光刻----PI----摩擦-----丝印-----切割----灌注----封口----清洗----目检----电测----（印装饰线）----贴偏光片----（上PIN） ----包装----入库

LCD制程简介 ITO原板玻璃 光刻工程 TOP工程 PI工程 偏光板貼付工程 液晶封入工程 切斷工程 组合工程

光刻-LINE 受入洗淨 塗佈機 預乾爐 露光機 後乾爐 顯像裝置 蝕刻裝置 剝離裝置 短路檢查機

光刻主要工艺参数要求 曝光工位洁净度：百级 光刻对位精度：0.05mm 纯水电阻率：≥12MΩ 显影条件：NaOH 0.5%、25℃ 酸蚀条件：HCL.HNO3.H2O:6-7N、50℃ 清洗节拍：135cm/min

光刻工艺主要失效分析 短路 断路 针孔

TOP（绝缘膜）LINE 印刷機 洗淨機 预干燥 TOP燒成爐

PI（配向膜）LINE IR/UV 洗淨機 印刷機 预干燥 PI燒成爐 配向研磨

TOP/PI主要工艺参数要求 涂覆工位洁净度：百级 涂覆精度要求：TOP 750ű100Å PI (STN) 680ű100Å

PI涂覆示意图 DOCTOR辊转数 ANILOX辊转数 版辊 APR版 玻璃 平台 PI滴滴液器

摩擦主要工艺参数要求 摩擦角度：依产品视向及排版方向确定 摩擦辊转速：1000r/min 摩擦辊移动速度：80mm/s 摩擦力矩：16kg.cm±5kg.cm

TOP/PI工序主要失效分析 显示不匀 取向不良 液晶畴 显示斜纹 黑白斑 开盒

組合- LINE 框膠印刷機 点膠印刷機 硬化燒成爐 框膠乾燥爐 粒子分散機 組立機

组合主要工艺参数要求 组合工序洁净度：百级 边框垫片与盒内垫片粒径匹配 喷粉的密度及精度 组合精度：±20μm 固化条件：150℃、60min

喷粉示意图 钢丝 工作台 喷粉枪 SPACER

正常SPACER图片

组合工序主要失效分析 盒厚不匀 开盒 漏液晶 图形失真 内污

后段工程 切斷 包裝出貨 液晶封入 加壓釜 加壓封止 點燈測試 偏光板貼付

切断工程 框膠 導電端子 液晶封入口 將硬化後基板依成品外形尺寸規格作切割。

液晶封入工程 1.將切割後面版放置液晶封入機內並真空排氣，使面版呈真空狀態。 2.將面版封入口浸入液晶皿內，再以氮氣加壓，使液晶吸入面版內。 氣壓 液晶封入口 1.將切割後面版放置液晶封入機內並真空排氣，使面版呈真空狀態。 2.將面版封入口浸入液晶皿內，再以氮氣加壓，使液晶吸入面版內。

灌、封主要工艺参数要求 真空度：1.0*10­²Torr 注入时间：1-120min UV光强：≥50mw/cm2 UV照射时间：5-25s 加压压力：0.1-0.65kgf/cm2

加压封止机 1.將液晶封入後面版，以機械方式加壓，使面版內多餘液晶排出及間隙保持均一後塗上封止膠。 封入口 紫外線 ＵＶ燈 2.再以紫外線照射，使封止膠產生化學反應而硬化、固定。

机能点灯工程 檢查LCD機能及外觀不良,如破損、龜裂、斷線、黑白點….。

产品常见轻、重缺陷项目 轻缺陷 污染、黑点、气泡 磕伤 划伤 彩虹等 重缺陷 短路 断路 开盒 偏光片贴反 电光参数不符合要求等

偏光板貼付工程 偏光板 滾輪 以滾輪方式將上、下偏光板貼付於面板上。 面版（玻璃）

加压釜工程 氣壓 50℃ 30min 偏光板 玻 璃 将貼付後面版放置加壓釜內，以大氣壓荷重及加熱，使偏光板與面版完全黏合。

加压脱气主要工艺参数要求 脱气温度：45℃±5 ℃ 脱气时间：10-40min 加压压力：5 kgf/cm2±0.5 kgf/cm2

产品包装图示

后段工序主要失效分析 漏液晶 偏光片内污、气泡 屏外形损伤 包装混装

液晶显示器使用的注意事项 温、湿度：常温、宽温 避免直流信号 避免紫外光直射 金属引线焊接温度、时间

LCD可靠性试验 高温保存 低温保存 高温高湿保存 热冲击 其它：跌落、加电、振动等

产品寿命的判定 图象对比度下降时 液晶的分子排列紊乱，出现难辨认的部分时 消耗电流超初期值的两倍时 图象出现湿润时 液晶盒内产生气泡时（在液晶盒内化学变化产生的气泡和密封部分出现缺陷产生的气泡） 取向膜变质出现干涉色时 偏振片或反射片剥离开时 偏振片或反射片的功能下降时

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