TFT显示器的制造工艺流程和工艺介绍
第一节阵列段过程
一、要紧工艺过程和工艺制程
工艺制程：1、成膜：PVD、CVD2、光刻：涂胶、图形暴光、显影3、刻蚀：湿刻、干刻4、脱膜
二、扶助工艺制程
1、洗涤2、打标及边沿暴光3、AOI4、Mic、Mac视察5、成膜本能探测（RSmeter、Profile、RE/SE/FTIR）6、O/S电测7、TEG电测8、阵列电测9、激光补缀。
三、返工工艺过程
1、PR返工
2、Film返工
四、阵列段完备工艺过程
五、征战保护及工艺状况监控工艺过程
1、DummyGlass的用处
2、DummyGlass的过程
第二克制盒段过程
1、取向及PI返工过程
2、制盒及SpacerSpray返工过程切割、电测、磨边
3、贴偏光片及脱泡、返工
第三节模块段过程
1、激光切线、电测
2、COG邦定、FPC邦定、电测装置、电测
3、加电老化包装出货
TFT显示器的临盆能够分红四个工序段：CF、TFT、Cell、Module。其互相干系见下图：
阵列段是从投入白玻璃基板，到基板上电气电路制做达成。详细见下图：
CF工序是从投入白玻璃基板，到黑矩阵、三基色及ITO制做达成。详细见下图：
Cell工序是从将TFT基板和CF基板做定向管教后对贴成盒，到切割成单粒后贴上片光片。详细见下图：
Module工序是从LCD屏最先到启动电路制做达成，孕育一个显示模块。详细示用意下列：
在下列的各节中，咱们将逐个讲解TFT、Cell、Module的工艺制程
第一节阵列段过程
一、要紧工艺过程和工艺制程
（一）工艺过程
采纳背沟道刻蚀型（BCE）TFT显示像素的布局。详细布局见下图：
对背沟道刻蚀型TFT布局的阵列面板，按照须要制做的膜层的前后按序和各层膜间的互相干系，其要紧工艺过程能够分为5个次序（5次光照）。
第一步：栅极（Gate）及扫描线孕育
详细包罗：Gate层金属溅射成膜，Gate光刻，Gate湿刻等工艺制程（各工艺制程的详细讲解在随后的章节中给出）。过程这些工艺，终究在玻璃基板上孕育扫描线和栅电极，即Gate电极。工艺达成后得到的图形见下图：
第二步：栅极绝缘层及非晶硅小岛（Island）孕育
详细包罗：PECVD三层不断成膜，小岛光刻，小岛干刻等工艺制程（各工艺制程的详细讲解在随后的章节中给出）。过程这些工艺，终究在玻璃基板上孕育TFT用非晶硅小岛。工艺达成后得到的图形见下图：
第三步：源、泄电极（S/D）、数据电极和沟道（Channel）孕育
详细包罗：S/D金属层溅射成膜，S/D光刻，S/D湿刻，沟道干刻等工艺制程（各工艺制程的详细讲解在随后的章节中给出）。过程这些工艺，终究在玻璃基板上孕育TFT的源、泄电极、沟道及数据线。到此，TFT已制做达成。工艺达成后得到的图形见下图：
第四步：守护绝缘层（Passivition）及过孔（Via）孕育
详细包罗：PECVD成膜，光刻，过孔干刻等工艺制程（各工艺制程的详细讲解在随后的章节中给出）。过程这些工艺，终究在玻璃基板上孕育TFT沟道守护绝缘层及导过程孔。工艺达成后得到的图形见下图：
第五步：晶莹象素电极ITO的孕育
详细包罗：ITO晶莹电极层的溅射成膜，ITO光刻，ITO湿刻等工艺制程
（各工艺制程的详细讲解在随后的章节中给出）。过程这些工艺，终究在玻璃基板上孕育晶莹象素电极。至此，全部阵列工序制做达成。工艺达成后得到的图形见下图：
至此，全部阵列工序制做达成。简略来讲5次光照的阵列工序便是：5次成膜＋5次刻蚀。
（二）工艺制程
在上头的工艺过程中，咱们提到，阵列的工艺过程是成膜、光刻、刻蚀等工艺制程的屡次操纵。下列就这些工艺制程做详细的讲解。
1、成膜
顾名思义，成膜便是过程物理或化学的方法在玻璃基板的表面孕育一层平均的遮蔽层。在TFT阵列制做过程中，咱们会用到磁控溅射（Sputter，或称物理气相堆积PVD）和等离子体坚固型化学气相堆积（PECVD）。
A）磁控溅射（Sputter）
溅射是在真空前提下，用He气做为办事气体。自如电子在直流DC电场的影响下加快得到能量，高能电子碰撞He原子，孕育等离子体。He离子在
DC电场的影响下，加快得到能量，轰击在靶材上，将靶材金属或化合物原子溅射出来，堆积在临近的玻璃基板上，结尾孕育膜。磁场的影响是操纵等离子体的散播，使成膜平均。磁控溅射的旨趣示用意下列：
详细溅射旨趣的讲解和详细的征战讲解拜见背面关连的章节。
B）PECVD
PECVD是过程化学反响在玻璃基板表面孕育晶莹介质膜。等离子体的影响是使反响气体在低温下电离，使成膜反响在低温下得以产生。其旨趣示用意下列：
详细PECVD旨趣的讲解和详细的征战讲解拜见背面关连的章节。
2、光刻：涂胶、图形暴光、显影
光刻的影响是将掩模版（Mask）上的图形转变到玻璃表面上，孕育PR
Mask。详细过程涂胶、图形暴光、显影来实行。见下列示用意：
A)涂胶
在玻璃表面涂布一层光刻胶的过程叫涂胶。关于小的玻璃基板，正常操纵回旋涂布的方法。但对大的基板，正常操纵狭缝涂布的方法。见下列示用意：
B)图形暴光
涂胶后的玻璃基板经干枯、前烘后能够做图形暴光。关于小面积的基板，能够采纳挨近式一次达成暴光。但对大面积的基板，只可采纳屡次投影暴光的方法。下图是Canon暴光机的办事旨趣图：
由于大面积的平均光源较难制做，Canon采纳线状弧形光源。过程对
Mask和玻璃基板的同步扫描，将Mask上的图形转变到玻璃基板上。
C)显影
经图形暴光后，Mask上的图形转变到玻璃基板上，被光阻以潜影的方法纪录下来。要得到真实的图形，还须要用显影液将潜影显现出来，这个过程叫显影。倘若操纵的光阻为正性光阻，被UV光晖映到的光阻会在显影过程中被溶掉，余下没有被晖映的部份。
显影征战经常会被承接成线，前方为显影，背面为漂洗、干枯。
示用意下列：
3、刻蚀：湿刻、干刻
刻蚀分为湿刻和干刻两种。湿刻是将玻璃基板浸泡于液态的化学药液中，过程化学反响将没有被PR遮蔽的膜刻蚀掉。湿刻有征战廉价、临盆成本低的长处，但由于刻蚀是各向同性的，侧蚀较严峻。
干刻是操纵等离子体做为刻蚀气体，等离子体与走漏在外的膜层举行反响而将其刻蚀掉。等离子体刻蚀有各向异性的特征，轻易操纵刻蚀后孕育的截面样式；但但高能等离子体对膜的轰击会孕育戕害。湿刻与干刻的旨趣见下图：
湿刻的征战正常与背面洗涤、干枯的征战连成线，见下图：
干刻征战与PVD及PECVD征战相同，正常采纳多腔体枚叶式布局。由于征战内是真空处境，玻璃基板出入征战须要1－2个减压腔。此外腔体为工艺管教腔。见下列示用意：
4、脱膜
刻蚀达成后，须要将做掩模的光阻去除，去除光阻的过程叫脱膜。正常脱膜征战会与其随后的洗涤、干枯征战连线。见下图：
二、扶助工艺制程
阵列工序的工艺过程中，除了以上讲解的要紧工艺制程外，为了监控临盆线的状况，提升产物的及格率，便利对产物的治理和增添了一些扶助的制程，如：洗涤、打标及边沿暴光、AOI、Mic/Mac视察、成膜本能探测、电测等。下列就这些扶助工艺制程逐个做个简略讲解。
1、洗涤
洗涤，顾名思义便是将玻璃基板洗涤洁白。这是全部LCD工艺过程中操纵最经常的工艺制程。在屡屡成膜前及湿制程后都有洗涤。洗涤有湿洗和干洗，有物理洗涤和化学洗涤。其影响和用处详见下表：
详细在工艺过程中，玻璃基板流入临盆线前有预洗涤；屡屡成膜前有成膜前洗涤；屡屡光阻涂布前有洗涤；屡屡湿刻后及脱膜后也有洗涤。正常洗涤征战的布局下列：
由于洗涤征战的布局与湿刻及脱膜征战的布局特别认识，于是这三个制程经常统称为湿制程。
2、打标及边沿暴光
为了便利临盆线的治理，咱们须要对在临盆线流畅的每一张玻璃基板和
Panel打上ID，这是过程打标制程来达成的。时常打标制程会放在栅极光刻制程中，即栅极图形暴光后，显影前。打标正常采纳激秃子写入。
跟着玻璃基板的增大，暴光机的制做和大面积平均光源的得到变得较难。为了有用操纵暴光征战，在图形暴光时只对玻璃基板中心有图形的有用地域举行暴光。以后采纳一种不须要Mask的边沿暴光征战对边沿地域暴光，尔后去做显影。这一过程叫边沿暴光。
3、主动光学探测（AOI）
为了提升产物的及格率，在屡屡显影后和刻蚀后，正常会做一次光学探测。正常采纳线性CCD对玻璃基板上的图形举行扫描，将扫描后的图象做打算机合成管教后，与计划图形做比对，以发觉大概存在的题目。此过程即称为主动光学探测。其模范征战下列图：
4、宏宏观反省（MAC/MIC）
宏观反省主若是过程显微镜对AOI或此外探测过程中发觉的题目做进一步视察确认。
宏观探测是操纵人眼对光和图象的锐利张望，以发觉显影后或刻蚀后大面积的不平均。
宏观、宏观反省经常计划在统一机械上。模范的机械见下图：
5、成膜本能探测
在阵列的制程中有5次成膜。成膜品质的优劣直接干系到产物的本能和及格率的凹凸。于是临盆中有很多对膜本能做探测的工序，虽然这些工序只怕不过抽测。
对导电膜，正常会用四探针测试仪（RSMeter）做膜层方块电阻测试；用反射光谱仪（SR）做反射本能测试。
对介质膜，正常会用椭偏仪（SE）做膜厚和透过本能测试；用付氏红外剖析仪（FTIR）做成份剖析。
对整个的膜层都邑用台阶仪（Profile）做膜厚剖析；用Mac做宏观反省；用AFM做表面描写剖析。
6、开路/短路（O/S）电测
TFT沟道刻蚀主若是刻掉非晶硅表面的一层N型参杂的来往层。这一层具备改进来往电阻的影响。但这一层在沟道的部份确定彻底刻蚀洁白，不然沟道短路或泄电流偏大。沟道能否刻蚀洁白，用光学的办法不能探测，由于N型参杂层是晶莹的。于是在沟道刻蚀后插入开路/短路（O/S）电测。
开路/短路电测的旨趣很简略：将两个探针放在电极的两头，探测电流以判定电极能否开路；将两个探针放在相邻的两个电极上，探测电流以判定这两个电极间能否短路。下图是旨趣的示用意和关连征战图：
7、TEG（TestElementGroup）电测
在阵列制做的工艺过程中，有很多中心次序的电气本能直接影响到产物的终究本能，确定加以探测。如层间的来往电阻，电极间的电容等。为了探测这些中心次序的电气本能，会在平常显示屏电气路线之外的地域，特意计划一些探测中心脾气的电气单位（TestElementGroup），并过程特意的TEG探测设
备做测试。罕见的TEG电气单位有:引线电阻、TFT、储备电容、来往电阻、超出台阶的引线电阻等。TEG的地方及计划表率下列图：
8、阵列电测
阵列电路制做达成后，其电气本能怎样须要做阵列电测，以挑出出缺点的屏，不让其流到背面的工序，节减材料的损失。
阵列电测大体分为电荷探测、电子束探测和光学探测三种探测办法。这三种探测办法各有是非。方今天马采纳光学的探测办法。其旨趣和关连征战见下图：
详细的征战讲解见背面关连章节。
9、激光补缀
对在AOI或电测中发觉的题目，如短路、开路等，正常思量采纳激光补缀的办法举行弥补。这一办法对大屏的制做尤为有用。罕见的激光补缀征战见下图：
三、返工工艺过程
以上讲解的是平常工艺过程。在临盆过程中由于德行管控的请求，在某些目标达不到请求时，产物会加入返工过程。阵列段最罕见的返工是：PR返工和Film返工。
1、PR返工
在暴光、显影后，膜层刻蚀前，倘若被AOI或MAC/MIC探测发觉严峻品质题目，倘若不返工会致使产物报废或及格率很低。这时产物会加入PR返工过程，即先脱膜，尔后再行做光刻。
2、Film返工
Gate电极和S/D电极在刻蚀后，倘若被AOI或MAC/MIC探测发觉严峻品质题目，倘若不返工会致使产物报废或及格率很低。这时产物会加入Film返工过程，即先脱膜后，湿刻掉整个金属膜，尔后再行做成膜。
四、阵列段完备工艺过程
在要紧工艺过程和制程的底子上，参预扶助工艺制程和返工过程，一个阵列段完备的工艺过程下列图：
图中同时给出了制做高启齿率的有机膜工艺过程和半反半透膜工艺过程。其器件旨趣拜见此外文件的讲解。
以上工艺过程图的详细工艺次序描叙，请拜见本章后的详细的详细附
表。
五、征战保护及工艺状况监控工艺过程
产物是靠临盆线和征战做出来的，于是临盆线的状况和征战情况直接干系到产物的品质。准时对征战做保护（PreventMaintenance）和对征战、处境状况做监测是有用治理的的确定抉择。时常的做法是采纳白玻璃（DummyGlass）做某个工艺制程，以后拿去探测。如此DummyGlass就有一个过程。
1、白玻璃（DummyGlass）的用处在临盆线碰到下列几种境况时，须要流畅白玻璃：
A、在新的临盆线装置调试阶段，用白玻璃做一系列的实验；
B、征战或工艺调度后，用白玻璃确认工艺情况；
C、征战做保护调养后，用白玻璃确认工艺情况
D、征战和工艺状况须要做按时监测时
E、工艺纯洁处境须要做按时监测时
2、白玻璃的过程
按照操纵白玻璃的目标的不同，其流畅过程也彻底不同。这边只简略举一个例子。比方，倘若咱们须要懂得征战内的干净状况，白玻璃会流过下列制程：
白玻璃洗涤→要探测的征战→异物探测机
第二克制盒段过程
Cell段的工艺过程能够只怕分为四块：取向、成盒、堵截、贴偏光片。下列简略讲解一下各块工艺目标和要紧工艺制程。
一、取向工艺
取向工艺的目标是在TFT和CF基板上制做一层晶莹的PI膜，经磨擦后，使液晶分子沿磨擦方位罗列。其旨趣请本身张望关连文件。于是在这一同，有两个要紧的工艺制程：PI印刷和磨擦。
1、PI印刷
PI（Polyimide）是一种晶莹的有机高分子材料，有主链和侧链，经涂布烘烤后，会安稳地附着在CF和TFT基板表面。PI的涂布采纳一种凸版印刷的技能。其办事旨趣见下列示用意：
PI印刷除凸版印刷的主工艺制程外，再有一些扶助的工艺制程，如：印刷前洗涤、印刷后预烘、主动光学反省、固化，以及PI返工制程等。这边不再逐个讲解。
2、磨擦
磨擦的影响是用绒布在PI上摩过，将PI的侧链梳理到一个方位。示用意下列：
二、ODF成盒工艺
成盒便是将CF和TFT玻璃基板对贴、粘结起来，同时要在两个玻璃基板间的空隙中（盒中）放入液晶并操纵盒的厚度。保守的成盒工艺是先达成空盒制做，尔后灌输液晶。目前的ODF（OneDropFilling）工艺是先在TFT或
CF玻璃基板上淌下液晶，尔后在真空处境下对贴制盒，结尾经紫外固化和热固化后成盒。
ODF成盒工艺能够分红四块：衬垫料喷洒，边框料、银点料、液晶涂布，真空处境下对贴制盒，紫外固化和热固化。下列逐个做简略讲解：
1、衬垫料喷洒
盒厚操纵是靠抉择设定的球形衬垫料的直径来实行的。衬垫料须要在贴合前平均地喷洒到玻璃基板地表面，这是过程一种让衬垫料带电后干喷的征战达成的。其示用意下列：
2、边框料、银点料、液晶涂布
边框料的影响有三：一是将CF与TFT基板粘结在一同；二是将盒厚不变下来；三是将液晶束缚在盒内。银点料的影响是导通CF和TFT上的Common电极。对ODF工艺而言，边框料和银点料确定是采纳疾速固化的UV固化胶。液晶（LiquidCrystal）的影响是改动盒的光学状况。这三种材料的涂布都是采纳一种叫Dispensor的涂布头来达成的。其示用意离别下列：
ODF制盒达成后，为了防备CF与TFT玻璃基板的相对挪移，在四个角
滴上UV胶，并做UV固化。
4、紫外固化和热固化
前方曾经提到，对ODF工艺而言，边框料和银点料确定是采纳疾速固化的UV固化胶。ODF制盒达成后，对贴好的玻璃会做UV固化管教，使边框料和银点料固化。为了防备UV光对液晶的摧残，边框之外有液晶的地点会用Mask掩饰。若UV光从CF侧晖映，CF能够起到Mask的影响。若UV光从TFT侧晖映，须要打算专用的Mask。
UV型边框料有疾速固化的特征，但粘接强度不如热固化型胶。且当UV
从TFT侧晖映时，在引线下的边框料UV光晖映不到。为懂得决以上题目，
ODF边框料正常都是UV型与热固化型环氧树脂的搀和体。UV固化后还确定过程充足的热固化。
以上是ODF的要紧工艺制程。此外再有一些扶助工艺制程，
如：磨擦后（衬垫料散播前）洗涤，衬垫料返工，边框料、液晶涂布前USC干洗，边框料涂布后主动光学反省，边框固化后目测、盒厚探测、及偏位探测等。
三、切割、磨边、电测
1、切割
由于玻璃基板的尺寸确定，而各产物的尺寸不同，在一张玻璃基板上会罗列有多个产物盒。见下图：
在产物盒制做达成后，须要将这些罗列在一同的盒分裂成自力的屏。这个过程就称为切割。切割是过程金刚刀轮在玻璃表面滑过来达成的。其旨趣图下列：
时常切割后再有裂片的工艺。但跟着刀轮技能的改良，方今已有切痕很深的技能，其切割后不须要裂片。
2、磨边
玻璃切割成单个屏后，每个屏的边会有很多渺小的裂纹。为了防备这些裂纹在随后的流畅中因碰撞而孕育倾圯，须要做磨边管教。
3、电测
电测是临盆的扶助工序，在临盆的过程中屡次操纵。但此处电测特别要紧，由于这是第一次加电探测LCD的显示本能。其探测旨趣很简略，即在个显示象素上加之电，过程偏光片，张望盒的显示本能。此处正常操纵阵列探测的短路条加电。电测后，将不良的屏挑出来，免得流到背面孕育材料的滥用。
此外扶助工艺制程包罗：切割后目测，磨边后洗涤等。
四、贴偏光片
LCD是过程偏振光来办事的，偏光片的贴附是确定的工艺制程。其办事旨趣图下列：
此外扶助工艺制程包罗：贴片前洗涤，贴片后消泡，偏光片返工，贴片后电测等。
第三节模块段过程
模块的要紧工艺制程包罗：COG、FPC邦定，装置等。下列逐个讲解。
1、COG、FPC邦定
COG（ChiponGlass）和FPC（FlexiblePrintedCircuit）是一种电路的承接方法。由于电极多，一双一的排线承接很艰巨。目前时常的做法是将玻璃上的引线做成阵列，IC/FPC上的引线也做成对应阵列，过程一种各向异性导电膜（ACF）将IC/FPC上的电极与玻璃上的电极一双延续接导通。玻璃上的引线电极阵列示用意下列：
邦定后IC/FPC、屏、及ACF的相对地方下列图：
对主动化临盆线而言，COG邦定与FPC邦定正常连成一条线。其征战的布局示用意下列：
2、组装
组装是将背光源、屏、操纵电路板、及触摸屏等部件组合在一同，孕育一个完备的显示模块。组装正常是由手工来达成的，闇练的技能工人在这边特别要紧。见下图：
模块段撤废以上要紧工艺制程外，再有一些扶助的工艺制程，如：激光切线，切线后电测，邦定后电测，组装后电测，切线后显微镜反省，绑定后显微镜反省或主动光学反省，IC邦定后剪切力剥离测试，FPC邦定后拉力剥离测试，组装后加电老化，包装出货等。
以上两节提到Cell和Module段的工艺制程能够总结为下列工艺过程
图：
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