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2008-09-22 14:19 |
TFT-LCD液晶面板模组的生产过程
原理、生产流程概述 -m $2"_
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朋友，您见过液晶显示器吗？无论是NB、桌面TFT-LCD、超薄TV，还是便携DVD、DC、DV、PDA、手机用彩色面板，液晶无处不在，时时刻刻用绚丽的色彩与影像向您展示高科技的魅力。虽然液晶显示器应用十分广泛，但其生产却是技术十分复杂、工艺高度精密的过程，甚至不亚于集成电路晶元的制造. *S'?u_ Y7
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笔者数日前有幸接受明基的邀请参观了世界第三大TFT－LCD友达光电苏州模组厂的生产线，对LCD液晶面板的“组装”过程有了一定认识，在此撰文描述之，如有不妥之处请读者和专家批评。 I>lblI$7
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所谓“模组”厂（LCM）其实是液晶显示器的“后段”生产过程，顾名思义，模组二字即模块组合，它共有三个步骤： yUs/lI, Q
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第一步：将LCD液晶成品面板（Cell）、异方向性导电胶（ACF）、驱动IC、柔性线路板（FPC）和PCB电路板利用机台压合（其间需在太上老君炼丹炉内经过一定的温度和压力才能练就火眼金睛:）， /!U( /
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第二步：接下来和背光板、灯源、铁框一齐组装成品； |}@teN^J*U
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第三步：老化处理，经过重重检测就是我们见到的“液晶面板了”。 B/B`=%~5_^
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总之，相对于第五代面板厂那种天价的投资（动辄数十亿美元）、惊人的占地面积（起码五个足球场）和需要的无数高精尖设备（全在美国对大陆禁运之列），模组厂在技术、规模上还属于小巫见大巫的，不过能亲眼进入无尘车间也是一大快事，在进入车间前，沐浴修身是不必了，不过所有的电子设备包括数码相机、手机等均需统统枪毙。 %&eBk N!T
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在用图片展示整个生产流程之前，我们还是先来了解一下液晶显示面板的工作原理吧，这能加深我们对工厂的认识。 )"%J~:`h}
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TFT-LCD液晶屏显示原理 Mtn{63cK
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液晶显示屏是透过硅玻璃上的电路形成电场，来驱动玻璃与滤光片间的液晶分子，在自然状态下呈并列平行排列，当电路对液晶层施加电场，液晶分子会朝不同的方向偏转，这时液晶类似于开关作用可以让光线通过，令液晶层形成不同的透光效果，从而达到显示不同画面的目的. L }R-|
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好，有了这个基础，我们沿着生产流程来看. @B! gxW\C
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首先，在制造过程中，组装区和包装区所需要的“人力”成本还是相当可观，因此难怪台湾纷纷把大陆作为模组部分的首选 ——除接近客户外也可大幅降低成本。 ()<?^lr33
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生产流程详述 azG"Mt |7Z
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看到液晶面板，你能明白第一步有几个元件需要压合吗？ .]N` ]3$=
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首先是异方向性导电胶（ACF）贴附：利用异方向性导电胶（可当作双面胶看待）黏附于IC和Cell间，提供导通和粘合之功能；其次进行集成电路（IC）压合作业，目的是为了使面板线路与IC线路通过导电粒子导通，以达到电流信号流通的目的。 v3wq-
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接下来是可挠式线路板（FPC）压合作业：FPC是软性印刷板，起连接讯号的作用，经过这一步压合我们可以使面板线路与FPC线路通过导电粒子导通以顺利连接信号. .u]d5z
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最后一步压合是集成电路板（PCBA）压合，通过这个步骤我们可以达到两个目的，一是可以使FPC和PCB的线路通过导电粒子导通，从而让电流信号流通，第二是机台压合提供一定的温度、压力通过控制压合时间，AFC可在高温下聚合硬化而将两种不同材料连在一起以提供足够的工作强度。 S$4 6YQ
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这是在检测压合的好坏。 t(}g;O-
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高达五百倍的电子显微镜能让每个液晶分子都原形毕露。 D$VRE^ k
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粒粒再现。 z&\ N^tBv
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检测玻璃基板是否与规格相符，包括：玻璃厚度、尺寸、平坦度等项目。另外，必须检查玻璃的外观上是否有刮伤、阴影或表面上任何的变化. g*!1S
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用钠灯显色性差检查彩色滤光片正反面的不均匀性（Mura）。 szXqJG8|
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无尘车间对环境要求非常高，相当多的检测仪器确保了每一道工序正确无误。 g!Ui|]BI9
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背光源的产生和显示 YD0j&@.
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我们知道了LCD是在四周加灯管（一根、两根或者四根）发光的，我们看看这部分是如何完成的吧! S|?P#.=GX
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看，这就是灯管，比家里的日光灯管细多了吧？呵 a%`L+b5-$
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成品组装就简单了，把上面几个步骤地成品用铁框组合就OK了，厚度很小，如果是笔记本的液晶板对于重量、耗电和厚度的要求都非常高。 yoz-BS
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接下来就要进行老化测试了，这是一条“浴缸曲线”，它能提前让故障暴露，通过的在寿命期间内不大可能出问题了。 5UX- Qqr
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老化测试区的自动化仓储系统，为什么自动化呢？主要是出于效率考虑，此外液晶板很薄，稍有不慎将破碎掉，因此用自动设备能提高良品率。 l-5O5|C
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成品组装虽然人工成分占多，但老化测试却是机械设备为主，工作人员监控为主。液晶面板放在老化炉内还要定期进行人工检查。下图就是一排排老化炉，好像太上老君的炼丹炉. cQ3p|a `
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完了吗？当然没有，对于成品必须通过人眼的检测。 =w<i Y O
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具体方法很简单，用一组信号发生器直接驱动液晶屏显示图象，比如坏点就用多种纯色工人可以看出来，一共有二十多组画面，工人很辛苦得来回看画面要是我脖子早扭歪了. i_nUyH%b
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透过15倍的放大镜，我们看到里面RGB三原色的颗粒非常粗，颇近似于贴近电视机的画面。 W #kLM\2L
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最后的最后，当然是经过温度湿度检测了，还有耐压抗撞击测试。 v7v>
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这是恒温恒湿机，在内部LCD显示屏都要边发光边接收检阅。 fT<3~Z>m
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有几张耐撞击抗压照片不清楚，十分抱歉。不过至此整个TFT-LCD的“模组”过程告一段落了，通过参观，我们得到一个结论：现代化IT生产需要的是高精尖的设备，更需要的高素质的人才，我们祝愿祖国更强大，早日成为IT强国。
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