液晶面板的制造与检修综述.docx

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液晶面板的制造与检修综述

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毕业设计论文

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题目液晶面板的制造与检修

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完成时间：

年月日

毕业设计（论文）中文摘要

题目：

液晶面板的制造与检修

摘要:

随着经济的快速发展，液晶显示器已经逐渐的走进了千家万户，然而液晶屏的好坏要取决于它的面板。

因为面板直接影响到画面的观看效果，对于液晶电视来说，面板占到整机成本的一半以上，是影响液晶电视造价的主要因素。

当一块面板制造出来了如何判断它是否存在不良呢？

又如何修正不良呢？

本论文一般介绍液晶面板的制造工艺流程以及内部结构。

主要介绍检测与修正不良的方法。

并通过检测-修正-检测，最终使不良的液晶面板成为合格品，把不能修好的面板淘汰掉。

关键词：

工艺流程内部结构检测修正

毕业设计（论文）外文摘要

Topic:

LCDpanelmanufacturingandmaintenance

Abstract:

Withtherapiddevelopmentofeconomy,theliquidcrystaldisplayhasgraduallyenteredinnumberablefamilies,howevergoodorbaddependsonitspanelofliquidcrystalscreen.Becausethepaneldirectlyaffecttheimageviewingeffect,forLCDTVpanelaccountformorethanhalfthecostofthewholemachine,arethemainfactorsaffectingthecostofLCDTV.

ThispapermainlyintroducestheLCDmanufacturingprocessandinternalstructure.Whenapieceofpanelmadehowtojudgewhetheritisbad?

Andhowtofixthebad?

Thenthepaperalsointroducesthepoordetectionandcorrectionmethod.Throughtheinspection-fix-correction,finallymakeupbadLCDproducts,nottoworkoutofthepanel.

Keywords:

TheprocessflowTheinternalstructureDetection

Correction

1.引言

近年来，随着经济的快速发展，液晶显示器已经逐渐的进入了千家万户。

一个液晶屏的好坏首先要看它的面板，因为面板的好坏直接影响到画面的观看效果，并且液晶电视面板占到整机成本的一半以上，是影响液晶电视的造价的主要因素。

本课题旨在总结液晶面板的内部结构，制造液晶面板的原材料，及工艺流程，以及对液晶面板的个人理解与想法

2.液晶面板的简介

2.1什么是液晶面板

液晶面板其实就是液晶电视的屏幕，它的厚度很薄，本身不会发光，需要依靠电视中的背光源来打亮屏幕。

液晶面板可以在很大程度上决定液晶显示器的亮度、对比度、色彩、可视角度，液晶面板发展的速度很快，液晶面板部份与液晶显示器有相当密切的联系，它的产量、优劣以及市场环境等多种因素都关系着液晶显示器自身的质量、价格和市场走向，因为一台液晶显示器其80%左右的成本都集中在了面板上。

因此要想选一款好的液晶显示器，首先要选好它的面板

2.2液晶面板的应用

液晶产品其实早存在于我们的生活之中。

如电子表、计算器、掌上游戏机等。

按照分子结构排列的不同可分为三种：

类似粘土状的液晶、类似棉花棒的液晶、二种液晶。

采用此种液晶制造的显示器称为LCD。

液晶显示器，或称LCD（LiquidCrystalDisplay），为平面超薄的显示设备，它由一定数量的彩色或黑白像素组成，放置于光源或者反射面前方。

液晶显示器功耗很低，因此倍受工程师青睐，适用于使用电池的电子设备。

它的主要原理是以电流刺激液晶分子产生点、线、面配合背部灯管构成画面。

2.3液晶面板的分类

从前些年的三代，迅速发展到四代、五代，然后跳过六代达到七代，而更新的八代也在谋划之中。

目前生产液晶的厂商主要为三星、LG-Philips、友达等。

生产的液晶面板也大致分为TN面板，MVA面板和PVA等VA类面板，IPS面板和CAP面板。

3.面板的制造工艺

3.1前段Array制程

首先，液晶分子的运动与排列都是需要电子来驱动的，因此在液晶的载体-TFT玻璃上，必须有能够导电的部分，来控制液晶的运动，这里将用ITO（透明导电金属）来做这件事。

ITO是透明的，也成薄膜导电晶体，这样才不会阻挡背光。

液晶分子排列的不同以及快速的运动变化，才能保证每个像素精准显示相应的颜色，并且图像的变化精准快速，这就要求对液晶分子控制的精密。

ITO薄膜需要做特殊的处理，就犹如在PCB板上印刷电路一样，在整个液晶板上画出导电线路。

3.1.1镀膜

首先，需要在TFT玻璃上沉积ITO薄膜层，这样整块TFT玻璃上就有了一层平滑均匀的ITO薄膜。

然后用离子水将ITO玻璃洗净，准备进入下一步骤。

3.1.2涂光刻胶

接下来，要在沉积了ITO薄膜的玻璃上涂上光刻胶，在ITO玻璃上形成一层均匀的光阻层。

然后烘烤一段时间，将光刻胶的溶剂部分挥发，增加光阻材料与ITO玻璃的粘合度。

3.1.3曝光

用紫外光（UV）通过预先制作好的电极图形成掩模版照射光刻胶表面，使被照光刻胶层发生反应，在涂有光刻胶的玻璃上覆盖光刻掩模版在紫外灯下对光刻胶进行选择性曝光。

3.1.4显影

我们以一个像素为单位，将会看见深浅两部分，浅色部分代表未曝光，而深色部分则是曝光部分。

这时需要显影，即在基板上喷涂显影剂，用显影剂将曝光部分的光刻胶清洗掉，这样就只剩下未曝光的光刻胶部分，然后用去离子水将溶解的光刻胶冲洗带走。

3.1.5坚膜

显影之后需要加热烘烤，让未曝光的光刻胶更加坚固的依附在ITO玻璃上。

3.1.6刻蚀

然后用适当的酸刻液将无光刻胶覆盖的ITO膜刻蚀掉，只保留光刻胶下方的ITO膜。

ITO玻璃为In2O3与SnO2的导电玻璃，未被光刻胶覆盖的ITO膜易于酸发生反应，而被光刻胶覆盖的ITO膜可以保留下来，得到相应的拉线电极。

3.1.7剥膜

用高浓度的碱液（NaOH溶液）作为脱膜液，将玻璃上余下的光刻胶剥离掉，从而使ITO玻璃形成与光刻掩膜版完全一致的ITO图形。

用有机溶剂冲洗玻璃基板，将反应后的光刻胶带走，让玻璃保持洁净状态。

这样就完成第一道薄膜导电晶体制程，一般至少需要5道相同的过程，才能在玻璃上形成复杂精蜜的电极图形。

3.2中段Cell制程

3.2.1什么是Cell制程

在液晶面板制造的终端Cell制程，就是TFT玻璃与彩色滤光的上下贴合，不过这不是简单的贴合，需要做很多细节上的技术工作。

3.2.2分割

中段Cell制程首先分为TFT与CF（彩色滤光片）两部分。

首先将前段Array制程中的玻璃用去离子水洗净。

将一块玻璃分为大小相同的6块，也就是说这块玻璃做出的液晶面板最后要切割成6块，而每一块则是最终尺寸。

在玻璃投片的时候，每块玻璃要切成什么规格什么尺寸就已经提前设计好了。

3.2.3配向膜印刷

在配向膜为溶液状态时涂布于TFT玻璃基板上表面，然后将有机高分子配向材料涂在玻璃表面，采用选择涂覆的方法，在ITO玻璃上的适当位置涂覆一层均匀的配向层，同时对配向层做固化处理。

3.2.4配向摩擦

用绒布类材料以特定方向摩擦取向表层，使液晶分子将来能够沿着配向层的摩擦方向排列，保证液晶分子排列的一致性。

配向摩擦之后，会有一些绒布线等污染物，需要通过特殊的清洁流程将污染物冲洗掉。

TFT玻璃基板清洗完毕之后，进行密封胶涂布，其目的是为了让TFT玻璃基板能与彩色滤光片粘合固定，同时也能防止液晶外流。

3.2.5TFT玻璃基板与彩色滤光片的贴合

与TFT玻璃基板配向相同，彩色滤光片也需要涂配向膜。

在已经固定在滤光片表面的配向膜上进行配向。

在彩色滤光片表面喷洒垫料，让TFT玻璃基板与彩色滤光片之间有一定的间隔。

接下来进入TFT玻璃基板制程。

3.2.6灌晶与涂导电胶

在TFT玻璃基板上已经涂好的密封胶框内注入液晶。

最后在彩色滤光片的玻璃粘合方向上的边框涂上导电胶，以保证外部电子能够流通进入液晶层。

然后，根据TFT玻璃基板、彩色滤光片上的粘合标记，将两块玻璃进行粘合，通过高温将粘合材料固化，使上下玻璃贴合稳定。

3.2.7切割与贴偏光板

贴合完毕的液晶面板就可以根据之前设计好的尺寸进行切割，得到最终尺寸。

切割完的每块液晶面板都会留有两个边框。

最后，在每块液晶基板的两面都贴上偏光片。

其中，朝外方向贴的是水平偏光片，朝内方向贴的是垂直偏光片。

3.3后段模组制程

3.3.1什么是后段模组制程

后段模组制程主要是液晶基板的驱动IC压合与印刷电路板的整合，这一部分可以将从主控电路接受到的显示信号传输到驱动IC上，驱动液晶分子转动，显示图像。

此外，背光部分在此环节会与液晶基板整合，完整的液晶面板就完成了。

3.3.2贴异向性导电胶

在两个边框上压合异向性导电胶，这样可以让外部电子进入到液晶基板层，是电子传输的桥梁。

3.3.3驱动IC压合

驱动IC主要功能是输出需要的电压至每个像素，控制液晶分子的扭转程度。

驱动IC分为两种，位于X轴的源极驱动IC负责资料的输入，特性为高频并具备影像功能；位于Y轴的闸极驱动IC负责液晶分子的扭转程度与速度快慢，其直接影响着液晶显示器的响应时间。

不过，目前已经有很多液晶面板只有X轴方向的驱动IC，也许是将Y轴驱动IC功能做了整合简化。

3.3.4柔性电路板压合与印刷电路板的贴合

柔性电路板的压合，可以传输数据信号，充当外部印刷电路与液晶板电子传输的桥梁。

其可以弯曲，因此成为柔性或软性电路板。

在柔性电路板的另一端贴上异向性导电胶，并且印刷电路板贴合。

4.面板的检查

4,1什么是面板检查

面板的检查就是就面板进行外观、内部检查。

外观检测只需用眼睛观看面板四周，查看是否有缺角，而面板的内部检查则需要借助点灯治具。

把面板放在点灯治具上，按九宫格按压面板，头呈回字形旋转。

打开操作BOX，在每个画面按检查要求进行检查。

4.2面板检查的方法

（1）“弓”字型眼法主要是针对检查点缺陷和微小缺陷来进行的，一般是先从检查面板的边缘部分，然后再检查面板的主要显示部分。

（“弓”字型眼法）（全体眼法）

（2）全体眼法主要针对检查线缺陷和状态不良来进行的。

以上两种方法为检查面板不良的主要方法。

4.3面板检查的距离与视角

检查员的检测距离分情况而定，如果检查线缺陷或者微小缺陷，检查员的眼与面板的距离应保持在750+50mm,若检查状态不良，那么检查员的眼与面板的距离要增大，距离应保持在1500+50mm.

左右视角上下视角

4.4面板检查的画面

检查面板的画面总共有11种画面。

在不打开操作BOX时则呈现黑画面，打开操作BOX时，则依次进入线缺陷画面；SD画面；P-P画面；多连接画面；R、G、B画面；水蓝画面；中间调1画面；中间调2画面；中间调3画面；低周波画面。

4.5面板检查的内容

4.5.1外观检查

拿起面板先看是否是碎屏，接着看四边是否有缺角，最后检查看是否有划横、裂纹或削薄，如果都没有出现以上现象则进行下一步检查。

4.5.2线不良检查

线不良可以分两类，一类是端子线，另一类则是非端子线。

如果在线画面看不见线，在红、绿、蓝画面显示一亮、一黑、一消失，即在同色的画面，线是黑色的，其它两画面则是一条亮，一条消失的线，则这线属于端子线。

竖着的线是S断端子不良；只有一条横的线则是G断端子部分不良，如果有2根以上的横线可能是G-GLeak。

非端子线有四种，他们分别是：

S断、S-G、S-C、G-CS。

打开操作BOX在线画面会看见一条断线则是S断；有时这条线很浅，肉眼在线画面看不见，则需要在线画面按5号键，即这时操作BOX在G-G（消）画面，这时就会看见之前看不见的断线，我们把这条断线称为S断（弱）；在线画面如果看见横线与纵线相交，则这条线称之为S-G；在线画面通过按压，出现的竖线则是S-C；如果在线画面看见横向的线，调节电压有所缩短的线则是G-CS。

4.5.3亮点检查

亮点有四种，分别是上下Leak点、SD、亮点二连接（P-P）和中间调亮点。

如果在每个画面几乎都存在的亮点是常亮点，也就是上下Leak点；如果在SD画面有规律的闪烁的点则是SD不良；若在p-p画面出现的横二连接的亮点，如果按操作BOX二号开关，消失的则是P-P;反之则不是；在中间调画面能看见亮点，在低周波画面闪烁的点则是中间调亮点。

4.5.4加强画面的检查

加强画面是为了更容易检查出面板的缺陷或区分出缺陷的类型。

具体如下:

（1）S-C、S-Cs、S-Y可以通过S-Cs黑线画面来区别，在S-Cs黑线画面下（与线缺陷画面比较）S-C不变，S-Cs变短或变淡，S-Y消失。

（2）G-G漏电横线比较粗，可以通过G-G（消）画面来确认，在G-G（消）画面下，G-G漏电的黑线消失。

（3）S-D、上下Leak点、P-P的区别，在S-D画面下，上下Leak点一直为亮点，S-D为闪烁点；在P-P画面与Source反转画面下，上下Leak点一直为亮点；P-P在P-P画面下为亮点，在Source反转画面下变淡或消失。

（4）S-S漏电可以在单色画面中检出，但也可以通过S反转画面来确认，在该画面中S-S漏电的黑线消失。

5.面板的修正

5.1面板的内部结构

每块液晶面板都是有好多像素组成，每一个像素是由红、绿、蓝三个点构成的，每种颜色的点各自拥有不同的灰阶变化。

一块液晶面板内大体有六种线，分别是Gate线、Cs线、Source线、D线，Y配线、TFT。

5.2液晶面板内各种线的作用

Gate线：

输送决定TFT开关的信号。

Cs线：

主要是保持透明电极电荷，起到储藏的作用即控制透光度。

Source:

线主要是输送决定像素亮度的信号，简言之就是输送电流。

D线:

单个点的开关控制线，当TFT打开的时候向透明电极输送Source电压。

Y配线:

用于外部预备配线的修正。

TFT:

单个点的开关即决定像素是否透光的开关。

6.液晶面板的修正

6.1手动修补操作操作流程

设备开机后，开始修补面板前，参照《LaserRepair始业点检表》ECP-JR-0001-01。

（1）穿戴防割手套，从PPB0X中将面板取出，放置到ID读取器上，CIM系统会自动读取Panel的ID，显示面板缺陷信息于判定操作界面。

（2）面板ID读取完成后，将放置到Stage上方的点灯治具上，面板TFT朝上，端子区对准点灯治具的探针，然后手动关闭治具夹具、夹紧面板。

打开信号发生器，输入信号，切换画面确认缺陷类型及位置，对准缺陷位置进行标注。

（3）使用操作板，X/Y移动Stage或者Laser激光头位置，Z调整激光头高度，将面板缺陷位置成像在显示器上。

可在2倍到50倍之间选择镜头，观察缺陷状况，确定面板修正方法，关闭SG信号后，对面板进行修正。

（4）修正结束后，重新打开SG程式，判定面板不良是否解除。

如果不良解除，则进行下一步奏；如果不良仍然存在，或者有新的不良产生，则再次进行修补，直至不良解除或者不良无法修补。

（5）关闭SG信号，使用操作板将Stage移动到边缘位置，打开点灯治具夹具，将面板从治具上取下，放到相应的PPBOX中。

（6）然后相同的顺序进行下一块液晶面板的修补。

6.2点不良的修正方法

不管是中间调亮点、亮点二连接、SD等，它们的修正方法都是一样的，即用8号键切断D线，再用4号键在通孔的位置打点，即D-Cs接续。

激光打点只能打一次，并且在打点时镜头一定要把焦距调整好，以确保画面清楚。

这样有利于集聚激光，达到修正的效果。

进行D线切断如下图长方形阴影所示：

6.3线修正方法

线不良也有很多种，最简单的就是S断，其它的线不良都是以S断为基础和用眼睛找异物的功夫。

S断要先切断Source线在接Y配线和总线，即找到S断的Source线分别用2号和3号键切断该条线斜的Source线和横的Source线，沿着该线向下继续找该条线的线号并记住线号，用一号键对角打点连接该线的S线与Y配线，再向左（右）用1号键对角打点连接Y配线与总线。

同样向上对角打点连接该线的S线与Y配线，Y配线与总线。

线修正后检查是否修好，检查方法是在线画面按4号键这时的画面为S-Y画面，接着再按空白键，如果修正的线一闪一闪则说明该线修好，反正则失败。

修正失败可能是Y配线不良则需要换Y配线，即用8号键切断与该线相连即刚连接总线方向之间的线，然后再换根总线连接。

Source线切法如下：

只需要接1根预备配线时，根据Source线的编号，编号为1-2880的沿预备配线右边推进至始端，编号为2881-5760的的沿预备配线左边推进至始端。

只需要接2根预备配线时，靠左边的沿预备配线左边推进至始端；靠右边的沿预备配线右边推进至始端。

6.4S-CS无点修正方法

其实修理S-CS无点方法是比较简单的，因为只要找到异物点位置，修正方法就和S断一样简单，即先切后接。

然而好多人都认为S-CS无点是比较难修的，因为找不到异物点，所以即使知道修正面板的方法也是无从下手。

其实找S-CS异物点的方法有好几种。

第一种方法是在低周波画面调节电压，会看到一条白痕，把标签放在白痕所在位置，进入画面上下找找会找到异物，在异物位置切断成线，修正方法同S断。

第二种方法是针对找不到异物的情况，这时我们需要把标签放准位置，在标签所放位置切线。

因为找不到异物所以要判断所切位置是不是异物所在位置，因此要学会如何判断所切的位置对不对呢？

判断检查方法是：

用2号键切该Leak线的Source线，若整条线还保持亮度或后半段变淡或灭掉，继续用3号键切前面斜线位置，若前半段灭掉，说明该Leak位置正确，若未灭继续用3号键切前面的点，一直到前半段灭掉；若2号键切好后，前半段灭掉、后半段亮，说明正确的Leak位置在所切点的后方，继续用2号键切所切点的后面。

切完后，第一个点保持亮度，说明第2个点是对的；若第1个点灭掉则所切点不对则继续往后切。

所切点最多连切3个，超过3个则造成多连接。

7结论

本文充分介绍了液晶面板的制造工艺和内部结构，这样可以使人们了解一些日常生活中的液晶面板的生产流程，明白了什么是液晶面板，以及面板出现一些不足之后的一些检查和修正方法。

液晶面板的生产流程不是过于复杂，大致可以分为三段：

前段Array制程：

对液晶分子的精密控制保证每个像素精准显示相应的颜色，并且图像的变化精准快速。

中段Cell制程：

对TFT玻璃进行彩色滤光的上下贴合、灌晶与涂导电胶、切割与贴偏光板，初期的面板形成。

后段模组制程：

将液晶基板的驱动IC压合与印刷电路板的整合，主控电路接受到的显示信号传输到驱动IC上，驱动液晶分子转动，显示图像，完整的液晶面板就完成了。

自动化的生产不仅大大的增加了面板的产量也促进了面板工艺的发展与娴熟。

液晶面板也慢慢从大型设备应用到日常生活所用到的电子设备中，给我们的生活带来了便捷与灵活。

在日常生产中面板的检查显得尤为重要，由于技术原因导致生产面板的首次良品率虽然不是很高，但需要通过检查，才可以用于生产，面板的不良可以分为：

物理不良：

物理不良俗称外观不良，主要指面板的外形不完整出现缺角或者裂痕等外观问题；

化学不良：

化学不良俗称内部不良，指面板内部的线路出现烧伤，断裂，缺失，面板内的液晶出现气泡，不均匀等问题

出现物理不良一般都可以直接判为良品，但化学不良的面板要想用于生产就需要再经过下一步骤镭射激光修正，才能成为良品。

液晶行业是在我国属于新兴产业，如果我们只靠引进别国用过的技术来生产液晶产品，那样只会一直落后于他人，没有自己的技术，迟早有一天会被这个日新月异、科技飞速发展的社会所淘汰。

因此，我们要时时刻刻记住创新，在引进的基础上进行创新改造。

只有这样才能缩短与别国液晶面板发展上的差距，才会形成自己完美的液晶面板产业链。

8.致谢

经过几个月的查资料、整理材料、写作论文，今天终于可以顺利的完成论文的最后的谢辞了，时光匆匆飞逝，三年多的努力与付出，随着论文的完成，终于让我在大学的生活得以划下完美的句号。

论文能够按时完成，需要感谢的人实在是数不胜数，首先要感谢孙士祥老师，因为论文是在老师的悉心指导下完成的。

老师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，幽默风趣的授课方式，诲人不倦的高尚师德，严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。

老师指引我的论文的写作的方向和架构，并对本论文初稿进行逐字批阅，指正出其中误谬之处，使我有了思考的方向，他的循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪，他的严谨细致、一丝不苟的作风，将一直是我工作、学习中的榜样。

论文的顺利完成，也离不开其它各位老师、同学和朋友的关心和帮助。

在整个的论文写作中，各位老师、同学和朋友积极的帮助我查资料和提供有利于论文写作的建议和意见，在他们的帮助下，论文得以不断的完善，最终帮助我完整的写完了整个论文。

另外，要感谢在大学期间所有传授我知识的老师，是你们的悉心教导使我有了良好的专业课知识，这也是论文得以完成的基础。

最后，我再次向所有帮助和关心过我的领导、老师、同学和朋友表示由衷的感谢。

感谢你们在百忙之中评阅我的毕业设计论文和参加答辩的各位老师。

在此向各位老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。

9.参考文献

[1]胡献满蒋伟文.图解液晶显示屏维修技术.人民邮电出版社,第1版（2010年1月）

[2]孙士祥液晶显示技术.化学工业出版社，第1版（2013年3月1日）

[3]黄子强.液晶显示原理.国防工业出版社，（2008年1月）

[4]电子行业职业技能鉴定指导中心.液晶显示器件制造技术.人民邮电出版社（2009年07月）

[5]中电熊猫液晶显示科技有限公司的检查修理机台的基准书。