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光刻技术资料
光刻技术
第1章光刻技術
1.光刻工藝流程簡介:
光刻是一種圖形復印和化學腐蝕相結合,綜合性的精密表面加工技術.在液晶顯示器生產過程中,光刻的目的就是按照產品設計要求,在導電玻璃上涂覆感光膠,並進行曝光,然後利用光刻膠保護作用,對ITO導電層進行的選擇化學腐蝕,從而在ITO導電玻璃上得到與掩膜版完全對應的圖形.
光刻是液晶顯示器制造過程中的關鍵工藝之一,光刻質量的好壞對產品的性能影響很大,是影響成品率的關鍵因素之一,隨著高密度點陣類液晶示器.有源矩陣液晶顯示器的飛速發展,顯示屏上的圖形越來越復雜,精密度越來越高,光刻技術就顯得更為重要.
目前在生產中最普遍采用的光刻方法是接觸曝光法.光刻工藝流程的一般分為涂膠,前烘,曝光,顯形,堅膜,腐蝕和去膠等步驟,其工流程如圖7-1所示.
2.光刻膠的配制:
光刻膠的性能與光刻膠的配比有關.配比的選擇原則是:
既要使光膠具有良好的抗蝕能力,又要有較高的分辨率,但二者往往是矛盾的,不能同時達到,因此,必須根據不同的光刻對象和要求,選擇不同的配比,.
由于光刻膠中溶齊用量的多少決定著光刻膠的稀稠,從而影響光刻膠的厚薄,故當的刻蝕細小圖形時,為提高分辨率,必須采用較稀的膠,使光刻膠膜薄一些.這樣光的散射和折身作影響較弱,光刻出來的圖形清晰,邊緣整齊,但當被刻蝕的ITO層較厚時,由一腐蝕時間較長,為了滿足抗蝕能力的要求,需采用較濃的光刻膠.
光刻膠的配比應在暗室（潔淨度較高的房間）中紅燈或黃燈下進行,用量筒按配方比例將原膠及溶劑中分別量好,再將溶劑倒入原膠,用玻璃捧充分攪拌使之混合均勻為了降低膠液中的固態含有率,改善膠膜和掩膜版的接觸以減少膠膜針孔和提高分辨率,必須把配制好的光刻膠中未能溶解的固態雜質微粒濾除,通常使用的方法有加壓法,吸引法,自然滴下法,此外,也有使用自然沉澱法或高速離心沉澱法進行過濾.
過濾好的光刻膠應裝在暗色的玻璃瓶中,並保存在陰涼和干燥的暗箱里.
3.光刻工藝原理及操作:
3.1.涂膠
如前所述,ITO玻璃表面狀況對光刻膠與ITO粘附質量影響很大,它直接影響光刻的質量和成敗,在生產中,為了保證ITO層與光刻膠之間有良好的接觸和粘附,清洗後的玻璃應產即送往光刻工序進行
涂膠,如果玻璃擱置較久或刻返工,必須重新對玻璃表面清洗處理,再進行涂膠和光刻.
所謂涂膠就是在待光刻的ITO玻璃表面涂覆一層光刻膠膜,涂膠要求是:
粘附性良好,均勻厚薄適當.若膠膜太薄,則針孔較多,抗蝕能力差,膠膜太厚,則分辨率低.
涂膠方法有浸涂法,噴涂法及輥涂法等,目前常用的是輥涂法和旋轉法,為了保證膠膜質量,涂膠應在超淨工作台或防塵操作箱內進行,涂膠台內溫度應保持在20---25度範圍內,相對濕度低于60%,涂膠要在黃燈或紅燈照明條件下進行,以防止光刻膠露光失效.
3.2.前烘
前烘就是將涂好膠的玻璃進行加熱處理,讓膠體內的溶劑充分地揮發,使膠膜干澡以增加膠膜與ITO膜的粘附性和膠膜的耐磨性,這樣,當曝光進行對準時,膠膜與掩膜版才不易劃傷,磨損和沾污,同時,只有光刻膠干燥後,在曝光時才能進行光化學反應;
前烘的方法有二種:
一種是在恆溫干燥箱中烘烤,具體條件視膠的種類和性質而定;另一種方法是用紅外燈烘烤,即將玻璃放在干淨的容器內,用紅外燈從底部照射幾分鐘.此法的優點是膠膜的干燥過程是從ITO層與膠的交界面開始進行,溶劑逐漸從內部表面揮發,這種干燥效果較好而且烘烤時間短.
影響前烘質量的主要因素是溫度和時間.烘烤不足時（溫度態低或時間短）,在膠膜與ITO層交界面處,膠中的溶劑未充分揮發掉,在曝光時就會阻礙抗蝕劑分子的交聯,在顯影時一部隊膠被溶除,形成浮膠或使圖形變形,烘烤過頭時（溫度太高或時間太長）,會導致膠膜翹曲或膠面硬化,形成不易溶于顯影液的薄膜而留下來,顯影不干淨,或膠面發皺,發黑,失去抗蝕能力.
3.3.曝光
曝光就是在涂好刻膠的玻璃表面覆蓋掩膜版,用汞燈產生的紫外光進行選擇性照射,使受光照部分的光刻膠生光化學反應,改變了這部分膠膜在顯影液中的溶解度.顯影後,光刻膠膜就呈現出與掩膜版相對應的圖形.
目前的光刻在部分采用接觸式曝光,因為這種曝光法所用的設備簡單,操作方便,它包括“定位”和“曝光”兩個步聚,定位對光刻精度影響很大,是光刻中十分重要的一環,要認真對準.一般的操作程序是:
先預熱紫光燈,待光掩膜版安裝在支架上;將光刻掩膜版支架放下,仔細調節平台微動裝置,使掩膜版上定位標志與平台（或玻璃）的定位標志準確套合.定位好後就可進行曝光.曝光後的玻璃片經顯影後用氣槍將表面水漬吹干,並檢查定位是否正確.
曝光時間,白光源到ITO玻璃的距離,光源強弱,光刻膠的感光性能及掩膜版,玻璃厚薄等因素決定.一般就應先試曝一片,經顯影檢查後,再決定是否調節曝光時間,如果曝光時間過短,光刻膠感光不足,則其光化學反應不充分,光刻膠的抗蝕性能降低,顯影時部分膠會溶解,此時在顯微鏡下可觀察到膠膜發黑,若曝光時間過長,會使光刻膠本不該感光的部分的邊緣被微弱感光,即產生暈光現象,腐蝕後邊界模糊或出現皺紋,使分辨率降低.
為了保證曝光質量,在操作中注意以下幾點:
（1）定位必須嚴格套準.
（2）光刻掩膜版必須平整地貼在玻璃上,不能有空隙,若存在空隙,則不該曝光的地方也會受到光的照射,使圖形產生崎產;
（3）曝光操作中,應注意動作要輕,保護好掩膜版不致劃傷.
（4）曝光時間必須準確控制.
3.4.顯影（正性感光膠）
顯影的目的是將感光部分的光刻膠溶除,留下未感光部分膠膜,從而顯現所需要的圖形（注意:
此時的ITO層仍是完整的）.顯影過程如下:
將曝光後的玻璃放入顯影液中,並采用機械或人工的辦法輕輕搖動玻璃,使顯液均勻,按照規定的時間顯影後,提起玻璃,依次用過濾水,去離子水噴淋和漂洗.
顯影必須徹底,以使邊緣整齊,顯影要嚴格控制好顯影時間,若顯影時間不足,則在未感光處（應該去除光刻膠處）留下不易查覺的一薄層光刻膠層（它可能在堅膜或腐蝕時被感光而增加了抗蝕性）,在腐蝕ITO之初,它起了阻蝕作用,而隨著腐蝕液對這一薄層的穿透和破壞,則使這部分的ITO層腐蝕不徹底,形成斑紋或小島（踫到這種情況可適當延長腐蝕時間）.常用顯影液為0.7%的NaOH溶液.
此外,顯影不足還會使膠膜邊緣出現厚度遞減的過渡區,造成邊緣毛刺,圖形模糊,影響光刻質量,若顯影時間過長,由于顯影時光刻膠發生軟化,膨脹,顯影液從ITO表面向圖形邊緣滲入,發生鑽溶,使圖形邊緣變壞,有時甚到至出現浮膠現象,ITO表面的膠膜皺起呈桔皮狀,嚴重的甚至大片脫落形成脫膠,為了保證顯影質量,必須嚴格控製顯影時間並及時更換顯影液.
顯影後的玻璃必須進行認真檢查,大批量生產大可采取抽檢的方式,以保證光刻質量,一般應檢查以下幾個方面,圖形定位是否準確,圖形邊緣是否整齊;有無皺膠和膠發黑,有無浮膠;有無膠面及ITO層的劃傷;顯影漂洗是否干淨等等.如發現不合格的產品應立即返工.
3.5.堅膜（後烘）
由于顯影時膠膜發生軟化,膨脹,影響膠膜抗蝕能力,因此,在顯影後必須以適當溫度烘烤玻璃,以去除顯影液和水分,使膠膜堅固,這個過程簡稱堅膜,堅膜可以使膠膜與ITO層之間緊貼得更牢固,同時也增加了膠膜本身的抗蝕能力.
常用的堅膜方法有兩種:
一種用烘箱堅膜,具體條件要視膠種類和性質而定;另一種是用紅外燈堅膜.
堅膜的溫度的時間要適當選擇,若堅膜不足,則因膠膜沒有烘透,不夠堅固,在腐蝕時會發生浮膠或嚴重側蝕等.若堅過度,則使膠膜因熱膨脹會產生翹曲和剝落,當腐蝕時會發生鑽蝕或浮膠,若堅膜溫度高達300度以上,則會使光刻膠分解而失去抗蝕能力.
堅膜最好采用緩慢升溫和自然冷卻的方法,這樣可使膠膜更堅固,防止因膠的細小裂紋而出現毛刺現象.
堅膜後的玻璃也應進行檢查,假如膠膜出現翹曲,發皺,剝落等現象,應該進行返工.
3.6.腐蝕（酸刻）
腐蝕是用適當的腐蝕液,將無光刻膠膜覆蓋的ITO層腐蝕掉,將有光刻膠膜覆蓋的ITO層的區域保存下來,這樣便在玻璃表面得到了所需要的ITO層圖形層.,選用的腐蝕液必須能腐蝕掉裸露的ITO層,又不損傷玻璃表面的光膠層.另外,還要求腐蝕液毒性小,使用方便.腐蝕出的圖形必須邊緣整齊,線條清晰,腐蝕時要盡量避免出現側向腐蝕和膠層損傷.
腐蝕溫度對腐蝕效果影響很大,溫度太低,則腐蝕時間要長,容易產生浮膠;溫度太高,則腐蝕液太活潑,也較容易產生脫膠或鑽蝕現象.
腐蝕時間與腐蝕速度有關,而腐蝕速度和ITO層的厚度來確定.一般可選取一片堅膜好的玻璃進行腐蝕度試驗,以確定合適的腐蝕時間.腐蝕時間的控制是重要的,若腐蝕時間過短,ITO層未能腐蝕干淨,會導致短路而報廢,但腐蝕時間也不能太長,因為膠膜的抗蝕能力有,時間長了腐蝕液會穿透滲蝕膠膜產生浮膠,再者,由于存在著邊緣的側向腐蝕,因此,腐蝕時間越長,則邊緣側蝕越嚴重,使分辨率降低,圖形變壞,尤其是膠膜存在過渡區時就更促使了側蝕的進行.一般對腐蝕工藝的要求是圖形既不擴大,了不縮小,邊緣整劑,圖形,完整,干淨.
3.7.去膠（脫膜）
所謂去膠,就是將經過腐蝕的玻璃表面殘留的光刻膠去除干淨,去膠的方法很多,常用的有:
濕法去膠,等離子去膠等,濕法去膠是常用的方法.常用10%的NaOH溶液.
4.光刻質量要求和分析.
4.1.光刻質量要求
光刻工藝在液晶顯示器制造過程中起著關鍵作用.光刻質量的好壞直接影響到器件的性能.成品率和可靠性.因此,把好光刻工藝的質量關是十分重要的.
光刻質量要求:
（1）刻蝕的圖形完整,尺寸準確,邊緣整齊,線條尖直;
（2）圖形內無小島.針孔.毛刺等,刻蝕干淨.
（3）腐蝕後的玻璃表面清潔,不發花,沒有殘留的被腐蝕物質;
（4）圖形定位準確.
4.2.光刻質量分析
光刻工藝是十分精密和細致的工作,影響光刻工藝的因素是多方面的,復雜的,要想得到預期的結果,達到如上述的質量要求,必須對光刻過程中存在的各種缺陷和弊病進行分析和研究,找出原因,才有可能在服這些缺陷的弊病.
4.2.1.浮膠
浮膠是顯影或腐蝕過程中常出現的一種不良現象,也是影響較為嚴重的一種光刻弊病.
（A）顯影時產生的浮膠
在顯影時,玻璃表面的膠膜皺呈桔皮狀或膠膜大片剝離,產生這一現象,說明膠膜與玻璃表面ITO層粘附性不好,必須認真找出原因.同時,出現問題的玻璃必須返工.
顯影時產生浮膠的原因一般有:
（1）涂膠前玻璃表面清潔處理不當,表面有油污,水汽等;或玻璃清洗後在空氣中放置時間過長,空
氣中的水汽附在玻璃表面上;或者涂膜操作環境溫度太大,使膠與玻璃片表面粘附不良,因此,
必須注意作好玻璃表面清潔處理和操作環境的溫度溫度及清潔工作.
（2）光刻膠配制有誤或膠陳舊不純,膠的光化學反應性能不好,使膠與ITO層成健能力差;或者膠膜
不均勻和過厚,引起粘附不良.
（3）前烘時間不足.或過度,烘烤不足,膠膜內溶劑不能及時揮發,顯影時部分膠膜被溶除;烘烤過
度,膠膜翹曲硬化,膠的感光特性會發生變化.所以前烘必須適當.
（4）曝光不足,光硬化反應不徹底,膠膜溶于顯影液中,引起浮膠,因此,在保證分辨率的前提下,曝
光要充分.
（5）顯影時間太長,顯影液從膠膜底部不斷滲入,引起膠膜浮起.因此必須控制好顯影時間.
（B）腐蝕ITO層時產生的浮膠
腐蝕時產生的浮膠,除了與顯影時產生的浮膠有相同原因外,還有以下幾個原因:
（1）堅膜不足,膠膜烘烤熱固化不夠,所以堅膜要充分,但溫度也不能太高.
（2）腐蝕液配制失誤,腐蝕液的活潑性太強
（3）腐蝕液溫度太高或太低.溫度太低,腐蝕緩慢,則腐蝕時間太長,腐蝕液穿透或從底部滲入膠膜,
引起浮膜,引起浮膠.溫度太高,腐蝕液活潑性強,也可能產生浮膠.因此,腐蝕溫度要選擇得當.
在實際生產中,浮膠往往不是同單一原因引起,而是幾種原因綜合作用的結果.因此要針對不同的原因來解決浮膠問題.
4.2.2.毛刺和鑽蝕
在腐蝕時,如果腐蝕液滲透光刻膠膜的邊緣,則會使圖形邊緣受到腐蝕,從而破壞圖形的ITO層.若滲透腐蝕作用較輕時,圖形邊緣出現針刺狀的局部破壞,習慣上常稱謂毛刺;情況嚴重時,圖形邊緣就出現鋸齒狀或繡花球似圖案,稱為鑽蝕.
產生毛刺和鑽蝕的原因有:
（1）涂膠前玻璃表面清潔處理不良,存在污物,油垢小顆粒或吸附水汽,使光刻膠與ITO層粘附不良,
引起毛刺或局部鑽蝕.
（2）光刻底版不好,圖形邊緣有毛刺狀缺陷;
（3）光刻膠過濾不好或太陳舊,存在顆粒物質;造成局部粘附不良;
（4）顯影時間過長,圖形邊緣發生鑽溶,腐蝕時就要造成鑽蝕.
（5）曝光不足,光硬化反應不徹底,顯影後在膠膜上產生溶抗或在圖形邊緣引起鑽溶,腐蝕時造成毛
刺或鑽蝕.
4.2.3.針孔
當ITO層上的光刻膠膜存在漏洞小孔時,腐時後在ITO層上會出現相應的小孔（一般僅為微米的數量級）,這些小孔習慣上稱為“針孔”
產生針孔的原因大致有以下幾個方面:
（1）光刻掩膜版質量不好,本身有針孔;
（2）涂敷光刻膠時,操作環境被塵灰沾污;
（3）光刻膠涂敷太薄,或光刻膠本身抗蝕性能太差;
（4）曝光時間未控制好;
（5）腐蝕液配比不當;
（6）玻璃表面本身缺陷也可能造成針孔.
4.2.4.小島
腐蝕ITO層後,發現留有小的ITO層-------“島嶼”,它們的尺寸一般比針孔大些,形狀不規則,習慣稱之為“小島”
產生小島的原因及消除方法:
（1）由于掩膜版不好,黑區有針孔或損傷,曝光時光透過這些針孔,使這些地方的膠膜局部感光,成
為不溶于顯影液的膠膜小島,腐蝕後成為ITO層的小島.出現這種情況應及時發現並更換或處
理掩膜版.
（2）若顯影不徹底,則在光刻窗口內留下一層不易察覺的薄膜膠.這層膠膜在腐蝕ITO層的過程中
起阻蝕作用;從而造成ITO層腐蝕不徹底,殘留小島.出現這種情況時,在膠膜抗蝕能力允許的
條件下,應適當延長腐蝕時間.
（3）腐蝕液不純,特別是沾有塵等污物,往往對ITO層起阻蝕作用,形成ITO層小島,因此,保持玻璃
片表面清潔,無灰塵污染,保持腐蝕液清潔並定期更換腐蝕液,可以減少由此產生的小島.
第二章原材料
在液晶顯示器生產中,要用到液晶,偏光片,導電玻璃三大主要原材料和光刻膠,聚憲亞胺定向劑,環氧樹脂,襯墊材料等輔助材料,下面分別介紹這些原材料的基本知識.
1.液晶（略）
2.導電玻璃
2.1導電玻璃結構
（1）什麼是導電玻璃
液晶顯示器的基本材料有導電玻璃,所謂導電玻璃,是在普通玻璃的一個表面鍍有透明電膜的玻璃,這種玻璃除了用于液晶顯示器外,還用于其它平板器件的制造,如非晶硅太陽能電池,除霜窗玻璃等方面.
液晶顯示器之所以能顯示特定的圖形,就是利用導電玻璃上的透明導電膜,經過刻蝕制成特定形狀的電極.上下兩片導電玻璃制成液晶盒後,在這些電極上加上適當電壓信號,使液晶的特性改變,就可顯示與電極形狀相同的圖形.
（2）導電玻璃的結構
根據導電膜層的材料來分,目前最常用的導電玻璃是氧化銦錫玻璃,通常簡稱ITO玻璃.本節基本上以ITO玻璃為例來介紹導電玻璃的上些知識.
根據用途襯底玻璃不同,ITO玻璃分三種結構,如圖3-2所示
一般的玻璃襯底材料為鈉鈣玻璃,這種玻璃襯底與ITO之間要求有一層二氧化硅（Sio）阻擋層,其作用是阻擋玻璃中鈉離子的滲透,以防止對器件性能產生影響.Sio層要求耐腐蝕,致密性好,如果玻璃襯底用無鈉硼硅玻璃,對于圖3-2中的ITO層結構就可以不必存在SIO層.圖3-2所示的最外一層SIO是作為絕緣層,它對于某些高檔產品的制造是必要的,要求其絕緣性能好.
LCD制造用的ITO導電玻璃,其一般規格如下:
厚度:
0.5—1.1mmSio阻檔層厚:
200-500埃
面積:
14英寸*14英寸（或300毫米*3000毫米）
ITO層厚:
250—2000埃Sio絕緣層厚:
500-1000埃
2.2導電玻璃的制造過程.
導電玻璃的制作方法一般可分為兩類:
（1）噴涂熱分解;
（2）直流反應磁控濺射.液晶及其它平板顯示器用的ITO玻璃都是采用第二種技術制作的,因為這種方法制得的導電玻璃的性能比第一種的好.此外,制造導電玻璃的方法還有電子束蒸發,射頻濺射,化學氣相淀積和浸漬法等.
用大規模直流反應磁控濺射技術制造ITO玻璃的流程如圖3-3.
圖3-3ITO玻璃制作工藝流程圖
磨邊是將玻璃片尖銳的邊角打磨平滑,目的是差減少在製造過程中玻璃過程中玻璃磕踫而產
生的碎片（俗稱玻璃碎）.
拋光是用研磨料將玻璃表面磨平,磨光是使玻璃表面平整,保証產品品質,拋光工藝對于制造
超扭曲向列型顯示器用的ITO玻璃是不可缺少的.
SIO濺射是在玻璃襯底上制備SIO阻擋層.
ITO濺射是整個流程中最重要的一步.圖3-4是一種直流反應磁控濺射的裝置示意圖.
濺射靶材為高純銦錫合金,一般其比例為SN/（SN+IN）=3—12%合金溶點為173度.
濺射,制備ITO膜的大致過程如下:
在高真空的反應下將一定比例的O2和AR混合氣體,在外加直流電壓（400—700V）的作用下產生輝光放電.被電離的Ar+在電場作用下高速度轟擊合金靶表面,使IN和SN以原子和離子形式濺射出來,沉積在SIO表面,同時被氧化,形成氧化銦錫膜.將襯底加熱至150—3000C,經一定的時間后,便形成了ITO導電薄膜.
經過最后一步檢驗與包裝,我們就得到了合格的ITO導電玻璃.
2.3導電玻璃的主要技術指術
用于液晶顯示器制造的導電玻璃,必須符合一定的要求,才能生產出合格的產品,具體地說,有如下指標要求:
（1）透光率好
導電玻璃必須是透明的,
（2）導電性能好,電阻率要小
導電膜層的導電性能要好,電阻率要小,ITO是一種氧化物半導體,為使阻率低,必須嚴格控制制備工藝和材料,目前膠膜層的電阻率一般在5*10歐厘米左右,最好的可達到5*10歐厘米,已接近金屬電阻率.
通常考查ITO膜導電性能采用的指標是方塊電阻,用R表示.R與ITO的體電阻率及ITO膜厚有關.圖3-5是電流平行經過ITO膜的情形.
d-------膜厚L1-------膜層在電流方向上的長度
I-------電流L2-------膜層在垂直電流方向上的長度.
圖3-5方塊電阻示意圖
當電流通過圖3-5所示的方形導電膜層時,該層的電阻為:
R□=PL1/DL2=P/D*L1/L2
式中P為導電膜層的體電阻率.
對于給定的膜層,P和D可以認為是不變的定值,當L1=L2時,即為正方塊形的膜層,無論方塊大小如何,其電阻均為定值,這就是方塊電阻的定義,即R□=P/D
式中單位為:
歐姆/
舉個例子,當ITO層的電阻率P=5*10歐姆.厘米,ITO層厚度為500埃,則方塊電阻為
R□=P/D=5*10-4*108/500cm=100歐姆/□
要使R□小,必須使P小,D適當大些,目前在高檔扭曲向列型液晶顯示器中所用的ITO玻璃,其R□其最好可達10歐/□左右,膜厚1000-2000埃.一般低檔TN產品用的ITO玻璃R□為100-300歐/□,膜厚為200-300埃.
方塊電阻通常用探針測試儀來測定.
知道了ITO層的方塊電阻,當電流流過ITO電極時,只要知道沿電流方向,電極可以看成由若干個正方形的方塊組成,電極的總電阻就等于方塊電阻乘上方塊的個數.
（3）平整度好
L
圖3-6
平整度是指玻璃表面在一定範圍內的起伏程度,如圖3---6所示.
平整度可用H表示,意思為在長度為L的範圍內,表面是最高點與最低點的差值為H.
一般曲向列型用玻璃要求平整度<0.5微米/20毫米.
超扭曲向列型用玻璃要求平整度<0.05微米/20毫米.
（4）機械強度與化學抗蝕性能
導電玻璃整體要有足夠的機械強度.ITO膜對玻璃表面的粘附性要強,不易脫落,抗劃傷能力強.
ITO膜能抗強堿,但易被酸腐蝕.在液晶顯示器制造過程中不是利用酸溶液將ITO膜刻蝕出特定的電極圖形.
2.4導電玻璃的發展
目前已有導電玻璃,其導電膜材料很多種,前面介紹的ITO玻璃屬于氧化銦類導電玻璃,這是目前產量最大,應用最廣的導電玻璃.另外,還有氧化錫類導玻璃和氧化鋅類導電玻璃等.
隨著導電玻璃性能的不斷提高,應用領域日益擴大.可以預見,在以下各方面將會有進上步的發展:
A..透光性和導電性能;
B..機械強度和化學穩定性;
C..種類多用化.
D..用途和檔次多樣化;
E..成本降低.
3.偏光片
3.1偏光片簡介.
在介紹液晶顯示器的結構時,我們已經知道,偏振片有特殊性質,就是只允許在某一方向振動的光波通過,而其它方向振動的光將被全部,部分地被阻擋.透過偏振片的光只在一個垂直光傳播路徑的方向上振動,這種光被稱為線偏振光或平面偏振光.線偏振光是橢圓偏振光的一種特殊情形.其振動方向稱為偏振方向,對偏振片來說,這個方向為偏光軸.
圖3-7（A）（B）（C）分別表示自然光;自然光經過,偏振片時在虛線平面上振動的光被吸收或部分吸收;從偏光片出來的線性偏振光.
液晶顯示器所用的偏光片,是用襯底為有機高分子塑料薄膜滲某些染料經特殊處理後制成的.常見的偏光片結構如圖3-8.
3.2偏光片的制備
偏光片的制備過程,包括製膜,浸液,拉伸,膠合保護膜等四步.首先是用通常的方法制得透明的塑料有機薄膜,然後將其浸入含有某些物殊化合物的溶液中反應.這種化合物一般是含碘的有機或無機化合物,反應後會在薄膜中形成碘鏈.碘鏈的特點是能吸收振動方向平行于碘鏈的光,而振動方向垂直于碘鏈將會沿拉伸方向整齊的排列,從整體上薄膜能強烈吸收沿拉伸方向振動的光而讓垂直于拉伸方向振動的光通過.最後,要在制得的偏振膜兩側再膠粘一層保護層,在根據需要粘貼表面保護膜,反光膜或半透半反光膜等,這樣偏振片就算制成了.
3.3偏光片的主要技術要求.
液晶顯示器的顯示性能,如對比度,亮度等,與偏光片性能有很大關系.偏光片的主要性能指標有以下幾個:
（1）偏振度P
偏振度也稱為偏振片的偏振效率,其定義為:
P=（I∥－Ｉ⊥）／（I∥+Ｉ⊥）
I∥,Ｉ⊥分別為自然光經偏振片後,振動方向沿偏光軸和垂直偏光軸方向的透射光光強.理想情況下,垂直偏光軸方向振動的光完全被吸收,即Ｉ⊥=0,這時P=1（或100%）,目前最好的偏振片,偏振度可達99%以上.
（2）透過率與透射光譜
設入射的自然光強度為Ln經偏光片透射出來的光強為Iout,理想情況下,垂直偏光軸方向振動的光完全被吸收,則透過率為T=Ia/Iin,沿偏光軸方向振動的光完全通過,這種情況相當于光的一半通過,即T=50%,實際偏光片的透過率值都略低于50%.
為了實現理想的黑白顯示,一般扭曲向列型用的偏光片要求在整個可見光範圍內的透過率是均勻的,即要求透光光譜曲線要平直,否則出現的光要帶有顏色,影響顯示效果.
4.光刻膠
光刻膠又稱感光膠,一般由感光劑（光致抗蝕劑）,增感劑和溶劑組成.感光劑是一種對光特別敏感的高分子化合物,當它受到適當波長光照射時,能吸收一定波長的光能量,使之產生交聯,聚合或分解等化學反應,使光刻膠改變性能.
4.1衡量光刻膠性能的主要指標
光刻膠性能的好壞對光刻質量影響很大,習慣上常用感光度,分辨率,抗蝕性,粘附能力和針孔密度等指標來衡量其優劣.下面對幾個指標作一些簡單介紹.
（1）感光度
感光度是一個表征光刻膠對光敏感的性能指標.感光度不同,表示它對
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