LCD工艺材料的基本特性060323优质PPT.ppt

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第四部分：

LCDPANELLCDPANEL后工序用的一些材料基本特性后工序用的一些材料基本特性3信利半导体系统工程师培训教材信利半导体IPD项目组内部教材（机密）第一部分：

LCDPANELALCDPANELA线用的一些材料基本特性线用的一些材料基本特性1111、ITOITOITOITO导电玻璃导电玻璃导电玻璃导电玻璃随着FPD的发展和进步，ITO是LCDPANEL制程中非常重要的技术项目，其薄膜的物理特性将深深地影响到最终产品显示镜的画质和其价位。

ITO薄膜的主要功能在于它不仅仅是极佳的电极材料，而广泛用于FPD，同时它也具有发热、热反射、电磁波防止和静电防止等各种不同的用途。

ITO通常是用ITO靶材通过溅镀法制作而成的。

以n型半导体氧化铟为主成分而掺杂锡所成的ITO的传导电子密度增加为1020-1021个/cm3而比电阻值为10-4.cm，实际上一般的ITO膜中掺杂着5-10wt%的氧化锡。

目前一般ITO的实用规格为TN型的LCD用：

50、80、100、200而STN型的LCD用80、25、15、10，而C-STN（彩色）LCD用10以下。

实际上应视其用途种类而有不同的规格值。

ITO导电玻璃的电阻值分类、表面电阻值表示及主要用途如下表所示。

4信利半导体系统工程师培训教材信利半导体IPD项目组内部教材（机密）电阻区分表面电阻（）表示用途高电阻200800简单的数位或数字表示时钟、计算器、TOUCH-PANEL等LCD中电阻30200小型文字和简单图形表示（320*64）家用品或家电产品用、游戏机、量测仪器用LCD低电阻（I）1030复杂文字和动态影像表示（640*200）MOBILEPHONE用等（II）10以下高解析度文字、图形和动态影像表示（640*400）PDP、EL、LCD以及COLOE-FILTER之电极材料5信利半导体系统工程师培训教材信利半导体IPD项目组内部教材（机密）一般ITO透明导电膜（折射率约为1.9）的品质特性需求有低表面电阻（10/）、高的透过率（80-92%/550nm光波）、低比电阻值（1.510-4.cm）、耐热性、耐酸碱性、图案加工性（蚀刻特性和微影技术）、电化学稳定性、膜表面形状（晶粒形态、大小和粗度，粗度越小越好）、低成膜温度（200）、膜附着机械强度、膜厚极其硬度、膜的外观（异物、污点、缺陷和伤痕，缺陷大小）、大面积（300-450mm2）和低成本。

我们用的玻璃主要是TN型玻璃、STN型玻璃。

他们之间的区别在于玻璃基板是否有研磨抛光。

目前这些ITO玻璃的供应商有韩国三星康宁公司、深圳伟光公司、深圳莱宝公司等。

6信利半导体系统工程师培训教材信利半导体IPD项目组内部教材（机密）22、CFCF材料基本特性材料基本特性LCD由黑白显示转向彩色显示而进入全彩色化时代的竞争局面，而其中的彩色滤光片（COLORFILTER，简称CF）是彩色FPD中一项关键性的零部件，其成本约占整个PANEL的20-30%左右，CF的大型化、低价格化和高性能化（高品质画质、高解析度以及耐久性）成为CF制程一直被探讨的课题CF是利用现有技术染色法、颜料分散法、印刷法、赶膜法和电著法等制程将红（R）、绿（G）、蓝（B）三原色分别地涂布于玻璃基板上。

CF不仅影响着LCD的色特性，而且也大副地左右着LCD的对比度、亮度、表面反射等显示性能。

CF的主要构成有：

遮蔽光用的遮光成（BM）、彩色显示用的RGB著色图案（R、G、B）、保护著色层的透明保护膜（O/C）、驱动液晶的透明电极膜（ITO）。

7信利半导体系统工程师培训教材信利半导体IPD项目组内部教材（机密）ITO电极保护膜（O/C）遮光层（BM）RGBRG玻璃基板附有遮光层的附有遮光层的CF基本结构之一基本结构之一8信利半导体系统工程师培训教材信利半导体IPD项目组内部教材（机密）R、G、B的厚度一般是1.1um左右，而R、G、B之间的间隔约为10um，O/C的厚度一般是1.8-2.8um，它是耐久性及平滑性好的压克力树脂（AcrylResin）或环氧树脂（EpoxyResin），ITO的膜厚一般是1800RGB的色特性取决于彩色油墨的物性，而彩色油墨的色特性则受颜料成分的影响很大，其他用于是颜料分散的成分则影响不大；

颜料化合物的混合应从色再现性和透过率来考虑且需满足：

1、RGB膜的分光透过率的尖峰值应与RGB等色系数及背光源的亮度线相吻合的；

2、RGB的分光透过率尖峰的高度和宽度应决定；

光谱透过率尖峰的位置取决于色相和光源的光谱值；

色再现性即是CIE色度图中三原色区域的宽度（三角形的面积大小，而NTSC影像三原色的三角形面积以100%为基率），一般个人电脑用的为35-40%，而监视器用的为50-65%9信利半导体系统工程师培训教材信利半导体IPD项目组内部教材（机密）CF的明亮度提升的方法之方法有薄膜化（低颜料浓度）和光谱透过波长区域的宽广化两种，而CF的彩度提升的方法有厚膜化（高颜料浓度）和光谱透过波长区域的狭窄化。

一般TFT-LCD的MODULE所使用的背光灯，其频率会在短/中/长波长处出现3个明显的PEAK，根据这三个PEAK所对应之波长（此所谓特定波长）来订定RGB三种颜色之透过率，举例说明：

CF色层435nm545nm610nmR5%以下5%以下72-96%G5%以下72-86%25%B60-80%5%以下5%以下10信利半导体系统工程师培训教材信利半导体IPD项目组内部教材（机密）CF高色纯度，以CIE1931（X，Y，Z）为参考的色度坐标，分别测出R、G、B的（x，y）色度值，根据NTSC、EBU所定义的RGB三颜色的（x，y）色度值由RGB三个（x，y）坐标点所构成的三角形面积越大，其所代表的是色纯度（或色饱和度）越高，一般是NTSCEBU=CRTTFT-LCDC-STNLCD，因为TFT或者C-STN的三角形面积最小，所以它们用的CF的色纯度仍需再提升。

COLORFILTERCOLORFILTER遮光层（遮光层（BLACKMATRIXBLACKMATRIX，简称，简称BMBM）的材料特性）的材料特性彩色滤光膜的遮光层是用作为光的遮蔽功能，以防止入射光的泄漏而影响其色泽性，也就是其目的在于使对比度提高和防止色纯度降低，而于着色画像素间形成此一遮光层，而特性要求为高遮光性和高精密化，其功能的要点如下：

1、将开口部（画像素）以外的部分的背光源的光予以遮蔽，并进而提高LCD的对比度。

11信利半导体系统工程师培训教材信利半导体IPD项目组内部教材（机密）2、防止遮光层临近RGB次画像素的混色以及防止色纯度的降低。

3、防止因表示面背景光的投影效应而造成对比度的下降4、防止因光电流效应而影响薄膜电晶体信号传送动作的完整性。

基于此些因素而要求彩色滤光膜的BM能朝向高的遮光率光学浓度值-OD3.0以上，其含义是入射光强度I0和透过光强度I比值的对数值的倒数，即OD=-log（I/I0）、低的反射率（除玻璃表面反射以外）和微细图案特性等方向考虑，而一般遮光层（一般宽度约为10um，若是金属膜的话，则膜厚为1000-1500）所使用的材料是金属铬（反射率小，玻璃基板密着性优和高的OD薄膜）。

CFITO玻璃现用供应商有日本的光村公司、深圳莱宝公司、深圳伟光公司12信利半导体系统工程师培训教材信利半导体IPD项目组内部教材（机密）33、光刻胶基本特性、光刻胶基本特性（感光剂、增感剂、溶剂）A.组成：

普通的光刻胶一般是由载体线形酚醛树脂约25%、光敏剂约5%、溶剂70%、极少量添加剂组成的B.分类3.1正性胶这种胶在曝光前对某些溶剂是不可溶的，而曝光后却变成了可溶的。

使用这种胶光刻时，能得到与掩模版遮光图案相同的图形。

如日本CLAIAN公司的AZ-210K光刻胶和苏州瑞红公司的RZJ-3903.2负性胶这种胶在曝光前对某些有机溶剂是可溶的，而曝光后发生光聚合反，不溶于有机溶剂。

使用这种胶光刻时，能得到与掩模版遮光图案完全相反的图形。

如日本新日铁化公司（NSC）的V259-BKIS光刻胶，日本丸红公司的J366光刻胶。

3.3光刻胶性能的衡量指标13信利半导体系统工程师培训教材信利半导体IPD项目组内部教材（机密）3.3.1感光度：

对于某固定光强的曝光机，光刻胶的感光度越高，则曝光时间越短。

3.3.2分辨率：

分辨率是表征光刻精度的标志之一。

它不仅与光刻胶本身有关，还与光刻工艺条件和操作技术等因素有关。

3.3.3抗蚀性：

生产上要求光刻胶对酸、碱化学腐蚀液具有良好的抗蚀能力，即经受得住较长时间的酸、碱化学腐蚀液的浸蚀。

实际上，光刻胶只是在针孔密度小、粘附性能良好的情况下，才可能有较好的抗蚀能力。

3.3.4粘附能力：

表示光刻胶与衬底之间粘附的牢固程度，它直接影响光刻后的精度。

3.3.5针孔密度：

单位面积的光刻胶膜上针孔数目称为光刻胶膜的针孔密度。

如果光刻胶膜上有针孔，经腐蚀之后将在ITO层相应位置上形成针孔，它将直接影响光刻质量，所以，要求光刻胶膜的针孔密度尽可能低。

14信利半导体系统工程师培训教材信利半导体IPD项目组内部教材（机密）第二部分：

LCDPANELBLCDPANELB线工艺用的一些材料基本线工艺用的一些材料基本特性特性11、TOPTOP材料基本特性材料基本特性在涂覆定向膜之前，我们可能需要先涂覆一层无机硬膜。

此涂层一般在生产显示质量要求高的或显示面积较大的STN-LCD时需要用到，一般情况下普通TN型LCD和小面积的STN-LCD可以不用。

它主要用来补救SiO2阻挡层因生产过程中可能受到的破坏所造成的影响，及防止组成盒的两片玻璃电极可能产生的短路现象。

无机硬膜，英文称InorganicHardCoat；

俗称topcoat（即：

外涂保护层），它固化后的涂层组分是SiO2（无色透明），也可以是SiO2和TiO2混合组成，但此种组成的涂层为带有浅黄白色的透明保护层。

它除了起SiO2涂层的作用外，尚起着调整光折射率的作用，用来消除“底影”（当LCD显示时，非点通部分也能被肉眼看到，这种现象我们称它为“底影”）。

有UV热固化型和非UV只热固化型的，目前我们一般是采用前者因为硬度高折射率也高，但后者不用UV的省电但折射率较低。

TOP材料的供应商主要有日本NISSAN公司和日本触媒公司（CCIC）。

15信利半导体系统工程师培训教材信利半导体IPD项目组内部教材（机密）22、聚酰亚胺（、聚酰亚胺（PIPI）材料基本特性）材料基本特性在各种液晶显示器件中一般都使用聚酰亚胺（英文简称PI）系取向膜，通常用聚酰胺酸（英文简称PA）的溶液，我们涂布的取向剂实际上是PA溶液（聚酰胺酸溶于有机溶剂NMP），然后通过加热固化形成不熔不溶的稳定的聚酰亚胺取向膜，用摩擦法控制液晶分子的取向方向。

聚酰胺酸溶液在高温下或者溶液中大量含水的条件下会发生较大的变化，所以，使用上要特别注意不要长期开口放置。

聚酰亚胺系材料的耐热稳定性好，具有优良的绝缘特性，透明性。

取向特性取向特性：

液晶分