無源LCD液晶面板制造新工藝探究

畢鵬飛 胡龍

摘要：本文首先詳細(xì)分析無源LCD液晶面板制造技術(shù)特點(diǎn)，并且結(jié)合無源LCD液晶面板電路設(shè)計(jì)特點(diǎn)，進(jìn)一步總結(jié)出無源LCD液晶面板制造新工藝研究。

關(guān)鍵詞：無源LCD液晶面板;經(jīng)濟(jì)成本;設(shè)計(jì)特點(diǎn);工藝原理

無源LCD液晶面板以及觸摸屏制造和生產(chǎn)環(huán)節(jié)上，一般需要使用濕法刻蝕等技術(shù)方式制作ITO電極圖形，并且系統(tǒng)生產(chǎn)過程中還需要使用光刻膠物質(zhì)、刻蝕液物質(zhì)以及脫膜液物質(zhì)等對自然環(huán)境污染的材料，并且保證所產(chǎn)生的污染物質(zhì)經(jīng)過環(huán)保處理之后才能排放。

一、無源LCD液晶面板制造技術(shù)特點(diǎn)

（一）經(jīng)濟(jì)成本

在傳統(tǒng)無源LCD液晶面板制造過程中，光刻技術(shù)需要經(jīng)過模板開展系統(tǒng)制作、涂光刻膠、前烘、曝光、顯影、堅(jiān)膜、脫膜等相關(guān)操作流程，所以以上使用過程需要消耗大量的掩膜板生產(chǎn)和系統(tǒng)制造經(jīng)濟(jì)費(fèi)用，并且無源LCD液晶面板生產(chǎn)時需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)前烘、堅(jiān)膜、脫膜、刻蝕等方面，致使該系統(tǒng)電力消耗所產(chǎn)生的支出費(fèi)用與生產(chǎn)環(huán)節(jié)上需要消耗的化學(xué)物品等都相對較大，其中以上消耗材料的價(jià)值極高比如：光刻膠、刻蝕液、脫膜液等，所以一旦生產(chǎn)技術(shù)和操作不合理則會造成大面積浪費(fèi)，并且以上材料與化學(xué)物質(zhì)自身存在著一定程度的腐蝕性，會對自然環(huán)境和生產(chǎn)區(qū)域造成危害，為此設(shè)備生產(chǎn)時系統(tǒng)自身需要具有系統(tǒng)性的環(huán)保制度和設(shè)備，致使其能夠達(dá)到相應(yīng)的環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)，加上在各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)上需要搭配專業(yè)技術(shù)人員，導(dǎo)致人力、物力以及財(cái)力占據(jù)無源 LCD 面板生產(chǎn)成本的 50%左右[1]。

（二）產(chǎn)生質(zhì)量

無源LCD液晶面板制造和生產(chǎn)過程中，由于系統(tǒng)曝光時間并不充分，所產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)同樣不能保證全面性，導(dǎo)致液晶面板顯影時所受到光線部分溶解并不徹底，極易保留底膜結(jié)構(gòu)。同時，液晶面板如果長時間曝光，則不該曝光區(qū)域邊緣同樣被微弱感光影響，而刻蝕之后所形成的圖形邊緣界線十分模糊，其結(jié)構(gòu)線條所產(chǎn)生的形變問題十分嚴(yán)重。

現(xiàn)階段無源LCD液晶面板外部涂層厚度無法達(dá)到均勻性，其結(jié)構(gòu)表面同樣產(chǎn)生了條紋、孔洞以及凸起等相關(guān)問題和缺陷，加上現(xiàn)階段經(jīng)過涂光刻膠操作的玻璃材質(zhì)如果放置時間過長，則會造成膠膜失去應(yīng)有的效果，無法開展后續(xù)生產(chǎn)操作。而現(xiàn)階段大多數(shù)液晶面板烘烤時間如果不足，那么膠膜內(nèi)溶試劑則不能充分發(fā)揮，導(dǎo)致后續(xù)設(shè)備顯影區(qū)域的膠膜被不斷溶解。

刻蝕和腐蝕問題的產(chǎn)生主要由于生產(chǎn)環(huán)節(jié)涂膠之前，玻璃材料表面清潔水平不到位等問題，進(jìn)而產(chǎn)生大量的污物、油垢、濁顆粒等相關(guān)物質(zhì)，最終造成無源LCD液晶面板所使用的光刻膠與ITO物質(zhì)黏貼不佳，最終引起毛刺或者局部腐蝕等相關(guān)問題，加上現(xiàn)階段液晶面板光刻底版技術(shù)明顯不高，其圖形邊緣極易產(chǎn)生毛刺等相關(guān)問題和不足，此時如果所使用的光刻膠自身并不具備較高的過濾性，進(jìn)而產(chǎn)生顆粒狀物質(zhì)，進(jìn)而造成局部粘附性不高，此時如果進(jìn)行刻蝕操作，則會造成嚴(yán)重的鉆蝕不足，致使顯影后在膠膜上產(chǎn)生溶坑或在圖形邊緣引起鉆溶。

二、無源LCD液晶面板電路設(shè)計(jì)特點(diǎn)

無源LCD液晶面板電路設(shè)計(jì)和方案規(guī)劃過程中，其顯示區(qū)域主要通過JLOOP系統(tǒng)端子相互連接，從而形成4-20mA的信號運(yùn)轉(zhuǎn)回路，其中液晶面板電路設(shè)計(jì)上需要搭配相應(yīng)的可調(diào)節(jié)精細(xì)穩(wěn)壓設(shè)備，在充分吸收電流之后，其系統(tǒng)輸出電壓需要使用外部輔助電阻有效控制，其中充分考慮控制模塊壓降和標(biāo)準(zhǔn)工作電壓需求，串聯(lián)需要選取回路信號的取樣電阻，進(jìn)而針對液晶面板不同顯示量程信號進(jìn)行調(diào)節(jié)[2]。

型號為ICL7660的操作系統(tǒng)在實(shí)施過程中，主要以CMOS技術(shù)工藝作為基礎(chǔ)條件，從而制作成高效率、小功率的低壓直流電源轉(zhuǎn)變設(shè)備，該設(shè)備在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)過程中不僅將電源有效轉(zhuǎn)化為對稱輸出的雙方向電源運(yùn)轉(zhuǎn)模式，一定程度上還能夠完成單倍壓和多倍壓等方面的全面輸出。

ICL7106系統(tǒng)設(shè)備主要用于驅(qū)動LCD雙向積分模擬轉(zhuǎn)化設(shè)備，所以該設(shè)備使用時所產(chǎn)生的功能消耗極低，所以可以使用電池系統(tǒng)提供基礎(chǔ)的電力供應(yīng)，其中由于設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)中電路芯片具備時鐘電路，所以外接阻容元件能夠成為兩個級別反相RC振蕩器，致使設(shè)備電路內(nèi)部具有標(biāo)準(zhǔn)變壓，保證各個環(huán)節(jié)之間具有典型數(shù)值的電壓源頭，同時考慮到設(shè)備運(yùn)行溫度的穩(wěn)定性和安全性，需要在電路外部外接具有高精準(zhǔn)性的LM385-1.2V設(shè)備，隨后在由分壓設(shè)備傳輸至ICL7106基礎(chǔ)準(zhǔn)確輸出平臺上。

在系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，液晶面板電路Ws電位器主要作用保證結(jié)構(gòu)板顯示水平，而ICL7106設(shè)備參數(shù)輸出特點(diǎn)致使其結(jié)構(gòu)上的IN+和IN-能夠在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)接受差分電壓，除此之外，由于無源LCD液晶面板在內(nèi)部結(jié)構(gòu)電路設(shè)計(jì)時，其結(jié)構(gòu)相對比較簡單并且具有實(shí)用性，其中液晶面板結(jié)構(gòu)表面貼封裝的元件做成小型液晶顯示模塊，可直接嵌入到現(xiàn)場儀表的表頭，所以被廣泛地應(yīng)用在各個生產(chǎn)范圍中。

三、無源LCD液晶面板制造新工藝研究

無源LCD液晶面板制造新工藝實(shí)施工程中，為了進(jìn)一步提升無源LCD液晶面板制造工藝技術(shù)水平，技術(shù)人員還需要詳細(xì)分析了傳統(tǒng)濕法刻蝕工藝應(yīng)用現(xiàn)狀，以及在無源LCD液晶面板制造過程中可能存在的問題和不足，進(jìn)而針對ITO玻璃以及電路結(jié)構(gòu)圖形特點(diǎn)之后，使用相對比較成熟的激光施工技術(shù)，進(jìn)一步用在技術(shù)電極圖形，而經(jīng)過技術(shù)嘗試和操作之后最終取得了較好的效果和質(zhì)量水平[3]。

（一）新工藝原理

無源LCD液晶面板制造全新技術(shù)工藝中，激光刻蝕技術(shù)主要利用激光直接在透明基礎(chǔ)液晶面板上針對薄膜進(jìn)行刻蝕操作，并且充分利用激光操作投入玻璃結(jié)構(gòu)，其中激光技術(shù)實(shí)施環(huán)節(jié)上直接作用于ITO薄膜表面，進(jìn)而產(chǎn)生溫升、熔化問題和現(xiàn)狀。同時利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和設(shè)備有效控制激光光束進(jìn)行移動操作，最終制作出所需要的圖形。

（二）設(shè)計(jì)方案

無源LCD液晶面板進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時，通常需要使用AUTOCAD系統(tǒng)軟件LCD面板電路結(jié)構(gòu)，而經(jīng)過方案設(shè)計(jì)之后的LCD液晶面板設(shè)計(jì)文件需要經(jīng)過系統(tǒng)轉(zhuǎn)化，才能被激光標(biāo)識設(shè)備所識別，并且進(jìn)行系統(tǒng)化的使用。除此之外，為了保證系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量和層次，則需要將液晶面板設(shè)計(jì).dwg格式文件有效轉(zhuǎn)化為.plt文件格式，才能被系統(tǒng)有效識別，經(jīng)過系統(tǒng)長時間運(yùn)轉(zhuǎn)和試驗(yàn)最終得出相關(guān)結(jié)論：.dwg格式轉(zhuǎn)化為.plt格式等技術(shù)方式更加方便、合理。

（三）實(shí)驗(yàn)成果

調(diào)節(jié)設(shè)置打標(biāo)機(jī)的功率、電流、掃描間距等參數(shù)，得到了與設(shè)計(jì)圖形完全一致的 ITO 電極圖形[4]。

（四）新工藝技術(shù)對比

1.優(yōu)勢

使用全新技術(shù)工藝可以最大程度保證ITO液晶面板外部線條邊緣的光滑性，并且在實(shí)際使用過程中，有效防止無毛刺、無變形等缺陷和問題的產(chǎn)生，為此該技術(shù)所生產(chǎn)的成品率極高，為此實(shí)際加工過程中使用該技術(shù)，可以無需對ITO玻璃材質(zhì)進(jìn)行全面且細(xì)致的清洗就可以開展后續(xù)操作，同時，該技術(shù)實(shí)施時無需投入高精準(zhǔn)程度的曝光設(shè)備和高質(zhì)量水平的輥涂設(shè)備，從而有效防止大量化學(xué)藥品和試劑的基礎(chǔ)消耗，從根本上減少了高成本材料，進(jìn)一步減少了對水資源的基礎(chǔ)污染。同時，無源LCD液晶面板制造新工藝無需生產(chǎn)和制造掩膜板，進(jìn)而不斷降低和減少設(shè)備生產(chǎn)高凈化、恒溫恒濕的生產(chǎn)環(huán)境和制造面積，從而減少具體生產(chǎn)流程與實(shí)際步驟，為此不斷縮小了整個產(chǎn)品生產(chǎn)之間。

2.缺點(diǎn)

現(xiàn)階段該技術(shù)投入生產(chǎn)環(huán)節(jié)上所產(chǎn)生的效率明顯不高，加上該技術(shù)主要通過激光掃描方式實(shí)現(xiàn)電力設(shè)計(jì)以及內(nèi)部生產(chǎn)，所以系統(tǒng)掃描數(shù)據(jù)間距需要根據(jù)無源LCD液晶面板生產(chǎn)精準(zhǔn)程度完成整個電極圖形。

（五）改進(jìn)策略

在液晶面板生產(chǎn)環(huán)節(jié)上，使用普通激光打標(biāo)設(shè)備工作結(jié)構(gòu)幅面100×100mm，但是無源LCD液晶面板尺寸則相對比較復(fù)雜，所以遠(yuǎn)遠(yuǎn)比現(xiàn)有的打標(biāo)工作幅面大，所以需要不斷增加打標(biāo)機(jī)具體工作幅面，為此設(shè)備實(shí)施過程中需要在現(xiàn)有的YAG激光打標(biāo)機(jī)基礎(chǔ)條件上增加移動操作環(huán)境和平臺，進(jìn)一步完成液晶面板大幅面 ITO膜刻蝕。比如：我國電視生產(chǎn)環(huán)節(jié)上，需要針對傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)和全新生產(chǎn)技術(shù)相互對比，最終得出相關(guān)結(jié)論：使用全新生產(chǎn)技術(shù)能夠有效降低 3D 串?dāng)_，優(yōu)化 3D 效果。

結(jié)束語：

由此可見，隨著無源LCD液晶面板的廣泛應(yīng)用，以及液晶版面生產(chǎn)技術(shù)不斷進(jìn)步和發(fā)展，其中無論是ITO導(dǎo)電玻璃材質(zhì)加工，還是PET底板結(jié)構(gòu)化上的生產(chǎn)模式，越來越受到社會大眾的關(guān)注和重視。為此技術(shù)人員需要引進(jìn)全新生產(chǎn)技術(shù)，才能從根本上保證無源LCD液晶面板生產(chǎn)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]白嵐， 賀文智， 李光明，等. 廢LCD面板有機(jī)材料資源化及無害化研究進(jìn)展[J]. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù)， v.36（S1）：254-257.

[2]孫彥水， 王朝祥. 回顧與展望——無源液晶顯示面板市場狀況分析[J]. 現(xiàn)代顯示， 2013， 24（3）：49-54.

[3]編輯部. LCD電視/OLED電視 QLED電視/激光電視 影音百科之影音基礎(chǔ)知識普及之五[J]. 家庭影院技術(shù)， 2019， No.260（09）：84-87.

[4]汪棟， 袁劍峰， 吳洪江，等. 高世代線TFT-LCD面板對盒精度的提升[J]. 液晶與顯示， 2019， 34（002）：136-145.