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一． 液晶顯示器基本理論師少恆
二． 扭曲向列型液晶顯示器（tn-lcd）生產技術……………師少恆
三． 前工序（玻璃輸入至熱壓成盒）廢品成因及對策………師少恆
四． 中後工序（切割至包裝入庫）廢品成因及對策…………師少恆
五． 液晶顯示器產品的品質控制師少恆
六． 液晶顯示器生產條件(裝置、動力與環境)的要求與維護
師少恆七． 液晶顯示器的生產圖紙繪製師少恆
八． 公司質量管理體系（iso9002師少恆
一． 液晶顯示器基本理論
1.1 液晶顯示器(lcd)用液晶
1.1.1 什麼是液晶
最早報告發現液晶的是奧地利植物學家f.reinitzer，他在研究膽甾醇酯類化合，觀察到膽甾醇苯甲酸酯在加熱到145.5c時，晶體熔化了，但得到的不是透明的各向同性液體，而是一種渾濁粘稠的液體，具有流動性，同時又象晶體那樣表現出各向異性的特徵。
繼續加熱，溫度公升到178.5c時，這種渾濁粘稠的液體變得透明了，各向異性的特徵也消失。另外，在加熱和冷卻過程中還觀察到有顏色的變化，液態的膽甾醇苯甲酸酯冷卻時，最初呈現淺綠色，隨著溫度的降低，依次呈現深綠包、深藏青色、黃綠色、黃色、橙紅色和鮮紅色，凝固後成為無色固體。
2023年，他把所觀察到的現象和自已的觀點寫成**發表在化學雜誌上。因此，國際上把發現液晶的時間定為2023年。2023年在北京召開了慶祝液晶發現100周年國際會議。
我們把這種既具有液體的流動性，又具有晶體的各向異性特徵的物質狀態，稱為液態晶體或簡稱液晶。液晶可分為二大類：溶致液晶和熱致液晶。
前者要加入一定的溶劑，例如水，才呈現液晶性，後者要在一定的溫度範圍內，才呈現液晶性。在人體內就存在溶致液晶，生物醫學工作者對它感興趣。作為顯示應用的主要的熱致液晶。
顯示用的液晶都是一些有機化合物，其分子為棒狀，象「香菸」一樣。分子的長度約為直徑的4~8倍，分子量一般在200~500範圍內。棒狀分子的基本結構如圖1-1所示。
圖中x為連線兩個苯環的基團，位於分子的中心，稱為**基團；y、y＇位於分子的兩端,稱為末端基團,其特點是具有極性或容易變成極性基團。例如，西佛鹼（schiffbase）類液晶的**基團x為-ch=n-（苯叉基），酯基（ester）類液晶的x為-c02-（酯基），氧化偶氮基（azoxy）類液晶的x為-n=n-（氧化偶氮基），聯苯（biphenyl0
類液晶和苯基環已烷（pch）類液晶沒有**基團。常用的末端基團有ch3（ch2）n（正烷基），ch3（ch2）no-（烷氧基）-**（氰基）-no2（硝基），-f、-cf3、-ocf3、-ochf2（含氟基團）等。液晶的各種物理、化學性質完全是這些基團所決定的，因而，可通過改變分子中某個基團的種類改善液晶的某種性質。
圖1-1 液晶分子的基本結構
1.1.2 液晶的結構型別
液晶化合物分子中由於含有極性基團，分子間互相吸引並按照一定的規律有序的排列，這也是液晶為什麼具有晶體各向異性牲的原因。按液晶分子排列不同，可將液晶分成以下三種型別：
⑴ 近晶型(或稱近晶相) 棒狀分子按分子的長軸方向互相平行或接近平行分層排列(圖1-2a)。分子只能在層內轉動或滑動，不能在層間移動。分子運動受到的約束較大，因而粘度較大。
⑵ 向列型(或稱向列相) 棒狀分子按分子的長軸方向互相平行或接近平行交錯排列(圖1-2b)。分子除了可以轉動，來回滑動外，還可以上下滑動。顯然，與近晶型比，向列型液晶的粘度較低，流動性較好。
它是目前顯示應用的主要型別。
圖1-18（a）二次光刻工藝的mim
b）二次光刻工藝的mim
1.5.3 三端器件am-lcd
三端器件am-lcd的結構和等效電路如圖1-19所示，三端器件（mos場效電晶體或薄膜電晶體tft）的柵極g 接掃瞄電壓，漏極d接訊號電壓，源極s接ito象素電極。當掃瞄脈衝加到g上時，使d-s導通，器件導通電阻ron很小，產生大的on態電流ion對clc充電，很快充到訊號電壓。一旦clc上充電電壓urms值大於液晶的閾值電壓vth時，該象素單元即顯示。
當掃瞄電壓移到下行時，原來單元上柵電壓消失，d-s不導通，器件斷態電阻roff很大，clc上充的電壓只能通過rlc緩慢放電。如果設計得當，可維持在此後一幀時間內clc上的rrmsvth，使該象素單元在一幀時間內顯示，消除了掃瞄行數增加與對比度降低的矛盾。
圖1-19 三端器件am-lcd的結構及等效電路
三端器件比二端器年效能更理想，因而其效能也更好。現在，彩色a-sitft-lcd（非晶矽薄膜電晶體有源矩陣液晶顯示器）的顯示圖象質量可做到與彩色crt媲美。
最早開發的三端器件是硒化鎘（cdse）薄膜電晶體，七十年代就研究用於lcd。cdse能夠在玻璃基板上低溫成膜，遷移率高，驅動電路與矩陣板可一體化。但由於材料較難控制，效能的穩定性、重複性和可靠性難解決，使cdse-tft當時未能獲得實際應用。
同時，也由於那時哇器件工藝的日趨成熟，研究舉就轉向了單晶矽mosfet和非晶矽薄膜電晶體（a-sitft）。單晶矽mosfet作為開關元件能得到極高的導通電流和斷態電流比；遷移率很高，不僅可把驅動電路與矩囝板一體化，而且還可以把其他電路一體化（例如，香港科技大學多年來就一直在從事這方面的研究工作），但單晶矽技術大面積化和做成透射式lcd有困難，因而目前作為主流技術是a-si和poly-si tft有源矩陣。
a-si tft是目前研究最多、技術最成熟、生產投資規模最大的三端器件有源矩陣。a-si tft有多種結構型別，最典型的結構是反交錯結構，其最簡化的製作工藝如圖1-20所示，只使用三個光刻掩模板（mask）。首先，在玻璃基板上連續澱積ito膜（厚20-50nm）和cr膜（厚50-100nm），光刻圖形（濕法刻蝕），然後，連續澱積柵絕緣膜sinx（厚約400nm）]、本徵a-si（厚50-100nm）和n+a-si層，光刻圖形（乾法），再澱積a1膜，光刻形成源、漏電極，最後，以源、漏電極作為掩膜，自對準刻蝕象素電極上的cr膜和tft源漏之間的n+a-si膜。
圖1-20 反交錯結構簡化製作工藝
日本三洋電機公司一切的用3個mask製作頂柵交錯結構tft（圖1-21）也已進入實用化。柵極、柵絕緣膜、a-si和柵彙線用乙個mask，遮光層和補助電容用乙個mask，象素電極用乙個mask。
圖頂柵交錯結構
非晶矽的遷移率低（典型值0。5-1。0cm2/v·s），可把驅動電路與有源矩陣同時整合在基板上，這是它的最大優點。
近年來poly-si tft-lcd，特別是低溫poly-si tft技術的研究工作比較活躍，產品已實際用於攝像機的尋象器和大螢幕投影電視。
1.5.4 am-lcd的技術特點
從上述介紹看出，am-lcd工藝是在玻璃基板上大面積成膜技術（濺射、cvd、電子束蒸鍍、電阻加熱蒸鍍等）與類似製造lsi的微公尺級光刻技術的結合。它與ic技術不同處在於基板是非晶的玻片，不是單晶的si片（單晶矽mosfet方案除外）；微細加工精度雖不象ic要求亞微公尺級這樣高，而只要2~3um，但基板尺寸不是ic的7.5~12.
7cm(直徑),而是對角線幾十甚至上百cm;雖然圖形可能沒有ic複雜,但要求全板效能一致.因而,導致乙個新的技術觀念誕生——巨微電子學（giant microelectronics），共技術困難性就表現在「巨」與「微」的矛盾上，因為要在面積上解決有源矩陣的無缺陷製作，技術上非常困難。這使得am-lcd的製造成品率低和成本高。
為了提高成品率，降低成本，要求花巨資用於全自動化裝置投資和超高潔淨度環境投資（工作室潔淨度10級，機器內潔淨度1級）；不斷增大玻璃基板尺寸，提高生產效率。從2023年第一代tft-lcd生產線投產以來，差不多每2年就公升級換代一次，基板尺寸一代比一代大，生產效率一代比一代高，產品成品率一代比一代高。因而使生產成本大幅度下降，成為大面積高檔液晶顯示器的主流產品。
二、扭曲向列型液晶顯示（tn-lcd）生產技術
2.1扭曲向列型液晶顯示器（tn-lcd）的結構和顯示原理：
扭曲向列型液晶顯示器的結構如圖2-1所示，它由上下兩片ito玻璃經密封膠連線成盒，並注滿液晶而成，主要構件包括ito玻璃、液晶和偏光片等。
其顯示原理是：由於在製盒過程中，對ito玻璃表面的pi層，作了特殊的定向處理，相互成90，在基板表面液晶層的分子沿著定向處理的方向排列，這樣上下兩層pi附近的液晶分子的定向方向互相垂直，使中間層的分子逐漸扭曲，形成了扭曲角為90的螺旋結構。當n.
d時，（n=ne-no,d為液晶層的厚度）。經過偏振片的線偏振光的偏振方向會順著液晶分子的扭曲方向旋轉90。但當液晶層的兩端施加一定電壓後，液晶分子由於其極性的特性而順著電場方向排列，扭曲結構消失，旋光作用也消失。
利用液晶盒內液晶薄層的這種特性，我們可以設計出白底黑字和黑底白字的兩種液晶顯示器。對於白底黑字的顯示器，我們將上下偏振片正交貼置，未加電場情況下，通過液晶層的線偏振光如圖2-2所示，可以通過另一面的偏振片呈透明狀態。當加電場時，通過液晶層的線偏振光剛好垂直在另一面偏振片的偏振方向，光就無法通過，呈黑態，這樣我們就可以利用兩種不同的光學狀態達到顯示的目的。
2.2扭曲向列型液晶顯示器（tn-lcd）的生產流程
tn-lcd生產根據其工藝特性可分為前工序和中後工序。前工序包括光刻工序、定向製盒工序。前工序對環境的淨化度、溫濕度要求相當高，是lcd生產的心臟部分，中後工序主要包括切割、灌晶、檢驗、貼片等工序，相對來講，除灌晶外，其它工序對環境的淨化度，溫濕度就沒有特別要求。
下面我們詳細來看一下tn-lcd生產流程圖（圖2-3）。
2.3扭曲向列型液晶顯示器（tn-lcd）的生產
tn-lcd生產過程比較複雜，工序流程多，各工序技術特點各異，同時第微毫環境淨化度、溫濕度要求高，尤其對原材料的效能要求苛刻。因而lcd生產可以說是一門技術含量較高,生產難度較大的綜合技術.在這裡我想著重介紹一下光刻及定向製盒工序的生產技術。
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