首页 -> 2008年第8期
液晶器件制造工艺及实验方法研究
作者：陈 羽
[关键词]液晶 工艺 实验方法
随着制造业的迅猛发展，越来越多的高校开始进行制造工艺的教学和研究。液晶器件的制造在长三角更是如火如荼，大量外资企业纷纷在此建厂，急需懂得液晶工艺的人才。液晶工艺人才的培养，不但要求给出相应的理论知识，而且还要配套出适用可行的实验。本文将通过介绍液晶器件显示原理及制造工艺，给出液晶工艺实验的方法和步骤供参考研究。
（一）液晶器件显示原理
在涂布了透明电极的两块玻璃基片之间，夹入厚约几个微米的液晶，做成使液晶分子长轴在上下两块基片之间连续扭曲90度的液晶盒。当入射的自然光通过偏振片后变成线偏振光，线偏振光在通过液晶盒过程中，其偏振方向将沿着液晶分子扭曲方向刚好旋转了90度，通过另一侧的偏振片射出，如图1(a)所示。
然而，一旦对液晶盒施加电压，液晶分子的长轴就开始向电场方向倾斜。当施加的电压达到两倍阈值电压后，液晶分子的长轴沿着平行于电场的方向重新排列，线偏振光在通过液晶盒后，其偏振方向保持不变，被另一侧的偏光片遮断，如图1(b)所示。
因此，我们可以通过给液晶盒加电的方法使光改变其透过—遮断状态，从而实现显示。
（二）液晶器件制造工艺
由图1(a)和图１(b)可知，液晶器件制造的核心是液晶盒的制造，而液晶盒其实就是涂布了透明电极的两块玻璃基片之间灌入液晶。透明电极的形状决定了显示器的类别，如果电极是“8”字，则为笔段型显示；如果电极是点，则为点阵显示。当然根据需要，电极也可以为图标、文字，等等。所以工艺的第一步就是蚀刻出所需的电极，如图2(a) 和 图2(b)所示。
液晶器件实现显示，要求两玻璃基片内表面处液晶分子互成90°方向排列，液晶分子所以能在屏内有规则并按一方向的排列，如图1(a)所示，取决于液晶显示器制造工艺中取向技术的应用。为实现这一点，必须在基片的表面上涂覆上取向剂，然后摩擦出沟槽，以作为约束液晶分子取向排列的手段。这就是工艺的第二步：取向摩擦，如图3(a) 和 图3 (b)所示。
为了玻璃基片之间灌注液晶，会在一块玻璃基片的内表面丝印上边框胶，如图4(a)所示，
为了使液晶盒内的液晶厚度为几个微米，会在另一玻璃基片的内表面喷上尺寸相仿的塑料球作为支撑，如图4(b)所示，然后将两片玻璃压合，此谓工艺的第三步：空盒制作。
接下来就是将液晶注入空盒内，然后将灌注口封住，此谓液晶灌注及封口工艺。这样液晶盒就制作完成。然后将液晶盒上下玻璃外表面贴上偏光片，即为液晶器件。
（三）液晶工艺实验方法研究
液晶工艺实验的开发要求在资金投入较少的条件下，学生通过实验掌握液晶器件显示的原理及制造的过程。开发的液晶工艺实验步骤如下：
1.实验前准备。将涂布了透明电极的玻璃基片（通常玻璃基板尺寸有三种：300×360×1.1(mm)，300×360×0.7(mm)，300×300×0.55(mm)），分割成若干小片。如图5(a) 和 图5(b)所示。
2.清洗。将分割后的玻璃基片取出两片（即上下两玻璃基片）进行超声波清洗，然后放入盛有去离子水的烧杯中清洗。
3.涂取向剂。将两片玻璃内表面滴上取向剂，放入旋涂机内高速旋转，让取向剂均匀散开。将涂完取向剂的玻璃基片放入烘箱烘干。
4.摩擦。将两块玻璃基片用绒布沿图6所示方向摩擦，形成沟槽。清洗。
5.涂边框胶。将两玻璃交叉放置，将b侧和d侧封上边框胶，烘干。如图7所示。
6.灌晶封口及测试。用将液晶从图7所示的a侧慢慢注入，使其在两片玻璃之间均匀分布后，将a侧和c侧涂上封口胶，烘干。上下玻璃表面贴上偏光片。在上下电极之间加上交流加压，检测光的透过—遮断效果。如图8所示。
上述液晶工艺实验方法是经过多年的实践教学形成的，学生通过实验确实能更好地掌握液晶器件显示的原理及制造的过程，为实际进入企业的液晶器件制造岗位做好充分准备。
参考文献：
[1] 范志新.液晶器件工艺基础[M].北京:北京邮电大学出版社,2000.