LCD簡(jiǎn)介及工藝流程總匯

1、1LCDLCD簡(jiǎn)介及工藝流程總匯簡(jiǎn)介及工藝流程總匯 專業(yè)LCD TP行業(yè)招聘求職網(wǎng)站 一覽光電英才網(wǎng) 2課程大綱 壹、LCD概念及面板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介 1.LCD 概念-3 2.TFT_LCD 結(jié)構(gòu)-9 貳、TFT-LCD 製造流程簡(jiǎn)介 1.TFT-LCD製程概述-18 2.Cell的組織結(jié)構(gòu)- 25 參、靜電防護(hù)規(guī)範(fàn) 1.靜 電 原 理-29 2.靜 電 安 全-3731.LCD 概念壹、壹、LCD概念及面板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介概念及面板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介L(zhǎng)CD 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)圖4LCD 產(chǎn)品製程 51-1.何謂液晶固體液體加熱冷卻 液晶是處?kù)督Y(jié)晶與液體的中間狀態(tài)，同時(shí)具有光學(xué)異方性結(jié)晶所持有的複折射性 ，其分子與原子像液體一

2、樣是零散分布，卻又像結(jié)晶一樣，往某一定方向?qū)R。液晶加熱冷卻61-2 液晶的型態(tài)層列性Smectic向列性Nematic膽固醇性Cholesteric此分類是基於偏光顯微鏡對(duì)液晶狀態(tài)的光學(xué)特性的觀察。 層列性：為棒狀的分子成層狀構(gòu)造，各分子成垂直或具一傾斜角度。向列性：亦為棒狀的分子作平行排列，其分子軸方向保持平行。膽固醇性：具有層狀構(gòu)造及分子於層內(nèi)平行排列，具有旋光性。7 1-3如何使液晶作動(dòng)?TFT-LCD工作原理工作原理LCD顯示器的顯像原理，是運(yùn)用兩個(gè)電極夾住一層液晶材料，基本上是於兩片皆有偏光板與ITO導(dǎo)電膜做電極的玻璃基板間，然後靠電極間電場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)，引起液晶分子扭轉(zhuǎn)向列的電場(chǎng)效應(yīng)，

3、以控制光源的透射或遮斷功能。圖 一 ： 沒(méi) 有 加 入 電 壓 ， 光 線 透 出 圖 二 ： 加 入 電 壓 ， 光 線 遮 蔽並驅(qū)動(dòng)紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)三個(gè)格點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)畫素，由於上層玻璃具有彩色濾光片，進(jìn)而透過(guò)彩色濾光片顯示彩色影像，而下層玻璃則有利用半導(dǎo)體製程做成的畫素(Pixel)，利用上下ITO導(dǎo)電玻璃間電位的差異可使液晶分子的排列方向產(chǎn)生不同程度的改變，進(jìn)而使入射光線偏極化的方向與強(qiáng)度也發(fā)生不同程度的改變，造成輸出的光線得以有明亮與灰階的變化。 81-4. 為何需控制pixel區(qū)內(nèi)液晶的角度呢？因?yàn)槲覀円靡壕У男庑詠?lái)控制光線通過(guò)TFT-LCD面板的強(qiáng)弱。-Polari

4、zerPolarizerLiquid Liquid CrystalCrystalTFT面板LCD面板LightLightITO電極下偏光片上偏光片圖：光線的極性方向也就是電磁波中電場(chǎng)的震盪方向會(huì)隨著液晶的旋轉(zhuǎn)而跟著轉(zhuǎn)動(dòng)1. 當(dāng)液晶站立起來(lái)時(shí)（和面板方向呈現(xiàn)90度）時(shí)，光線是不受液晶導(dǎo)引的。2. 液晶站立的角度越垂直，越多的光不會(huì)被液晶導(dǎo)引，不同角度的液晶，其站立角度會(huì)導(dǎo)引不同數(shù)量的光線。以上面的例子來(lái)看，液晶站立角度越大，則可以穿透的光線越弱。（上、下偏光片排列的方向會(huì)決定穿透光的強(qiáng)弱，因此建議：只要了解液晶站立的角度會(huì)導(dǎo)光的強(qiáng)弱即可）不受導(dǎo)引的光線會(huì)被上偏光片所吸收掉。 92. TFT-LC

5、D 結(jié)構(gòu)TFT-LCD產(chǎn)品基本構(gòu)成元件基本構(gòu)造 背光板 (Back Light) 下偏光板 (Down Polarizer) 薄膜基板 (TFT Substrate) 液晶 (Liquid Crystal) 彩色濾光片 (Color Filter ) 上偏光板 (Up Polarizer)10下偏光片薄膜(TFT)基板液晶電晶體彩色濾光片上偏光片線路TFT-LCD 構(gòu)造剖面圖11TFT_LCD面板主要可以拆解成三部分：一、LCD 面板：二、TFT面板：三、背光板模組：我們一般在市面上看到的TFT_LCD，若拆開(kāi)看其橫截面結(jié)構(gòu)，如下圖：12LCD面板TFT面板若忽略背光板模組，而仔細(xì)觀察LCD面

6、板和TFT面板組裝後的橫截面，則如下圖所示：13在上圖的TFT面板，我們可以看到TFT device的結(jié)構(gòu)。整個(gè)TFT-LCD的中Array段的工作就是將TFT device製作在玻璃基板上，稱之為TFT面板。夾在TFT面板和LCD面板中間的東西就是液晶(L/C)。若是我們將LCD面板和TFT面板拆掉，單純只觀察TFT面板。.從TFT面板的正上方看下去，我們可以看到數(shù)百萬(wàn)個(gè)排界整齊的小元件（TFT device）以及控制液晶的ITO區(qū)域，其TFT device排列簡(jiǎn)圖如下： TFT ArrayGate lineSignal lineTFT deviceITOArray Matrix14 TFT

7、面板就是由數(shù)百萬(wàn)個(gè)TFT device以及ITO區(qū)域排列如一個(gè)matrix所構(gòu)成， 而所謂的Array就是指數(shù)百萬(wàn)個(gè)排列整齊的TFT device區(qū)域，此區(qū)域就是所 謂的面板顯示區(qū)。device的功能就好像是一個(gè)Switch（開(kāi)關(guān)器），其簡(jiǎn)圖如下：Gate lineSignal lineTFT deviceITO像上圖的小區(qū)域我們稱呼為一個(gè)sub-pixel。TFT device是一個(gè)開(kāi)關(guān)器，其功能就是控制電子流到ITO區(qū)域的數(shù)量， 當(dāng)ITO區(qū)域流進(jìn)去的電子數(shù)量達(dá)到我們想要的數(shù)值後，再將TFT device關(guān)掉，此時(shí)就將電子整個(gè)關(guān)在（Keep）ITO區(qū)域。控制流到ITO區(qū)域的電荷量就可以決定了

8、電場(chǎng)大小了。15液晶會(huì)受到上下兩塊板子之間的電場(chǎng)大小所控制而變動(dòng)不同的垂直角度，電場(chǎng)愈大液晶改變的角度也愈大。如果我們將一塊透明導(dǎo)電板（LCD面板，或稱呼為彩色濾光片），以一定的間距和TFT面板上下平行排列（此間距一般是5m，而一般年輕人頭髮的直徑是120m 150m左右），並且將LCD面板接地或是輸入固定的電壓，則在LCD面板和TFT面板之間就有電壓差(或是有電場(chǎng))的存在。 當(dāng)TFT面板上數(shù)百萬(wàn)個(gè)pixel都充入不同電壓（或是電荷量），我們就可以得到數(shù)百萬(wàn)個(gè)pixel區(qū)域內(nèi)液晶站立角度。16 PolarizerC/F GlassTFT GlassPolarizerLiquid crystal

9、BacklightBMGate LineTFTData Line至於LCD面板一般稱呼為Color Filter (CF)-彩色濾光片或是Black Matrix （BM），我們之所以可以看到彩色的圖形文字就是用到彩色濾光片上的3原色 Red, Green, Blue混合而成的。Pixel Electrode17Color Filter上三種顏色的排列會(huì)和TFT面板上的ITO電極互相成一對(duì)一的對(duì)應(yīng)（如圖示），控制TFT面板上每個(gè)pixel的光線穿透的亮度就是控制這三種顏色的強(qiáng)弱，光線的強(qiáng)弱就可以混合成七彩的顏色。)TFT GlassData LinePixel ElectrodeGate Li

10、ne300 mC/F Glass)Common ElectrodeColor filter18TFT(Array)Thin-Film TransistorLC(Cell)Liquid CrystalLCM(Module)Array:電晶體(矩形陣列 ) TFT基板生成 Transistor on GlassCell:面板生成 (Panel) Glass sealing LC inserting Glass CuttingModule:產(chǎn)品模組 組裝 JI: Driver, PCB, Silicon MA: BLU assembly, Aging1.TFT-LCD 製程概述貳、貳、TFT-LCD

11、 製造流程簡(jiǎn)介製造流程簡(jiǎn)介19BOX薄膜薄膜黃光黃光蝕刻蝕刻素玻璃TFT 基板ARRAY簡(jiǎn)易製程20液晶注液晶注入入TFT 基板(TFT Substrate)彩色濾光片(Color Filter)CELL簡(jiǎn)易製程21模組廠生產(chǎn)流程Laser cutCOG or TABFPC/PCBLOTSiliconeAssemblyAgingF/IPacking: JI : MA22Assembly23Aging以長(zhǎng)時(shí)間高溫做燒機(jī)測(cè)試, 篩除不良或不穩(wěn)定的產(chǎn)品24Final Inspection 應(yīng)用各式檢驗(yàn)畫面, 檢出不良現(xiàn)象 對(duì)無(wú)功能缺失者進(jìn)行產(chǎn)品評(píng)等1.依照”產(chǎn)品不良判定表” 判定產(chǎn)品等級(jí).2.屬於畫

12、面品質(zhì)的等級(jí)差異.一般可分為點(diǎn)缺陷、線缺陷、漏光、黑白點(diǎn)、顏色不均、紋路.252.Cell 的組織結(jié)構(gòu) 為了能對(duì) Cell 有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)，將從剖面圖來(lái)介紹 LCD 的結(jié)構(gòu)以及相關(guān)的材料。262.1 各部件材料之功能： （1）偏光板：最主要作為光柵，僅讓單一方向的光可通過(guò)。（2）彩色濾光片與Array基板：一上一下以形成電場(chǎng)，讓液晶在此電場(chǎng)下排列.（3）配向膜：配向膜具有方向性能讓液晶在配向膜上規(guī)則排列.（4）框膠：就像房子的牆壁，用來(lái)阻絕液晶與外界接觸.（5）間隙球：就像房子的柱子，用來(lái)支撐上下兩片基板，以得到均勻的 Gap.（6）液晶：在不同電場(chǎng)下控制液晶的排列，用以得到不同穿透率的光量

13、，藉（7）封口膠：將預(yù)留的液晶注入口封止的材料，以達(dá)到完全隔絕的效果. （8）銀膠 or 銀點(diǎn)：將 Array 基板的電荷藉由此導(dǎo)電物質(zhì)傳導(dǎo)到上片的彩色此達(dá)到顯示原理.濾光片，以形成上下電場(chǎng).273.LCD製造流程圖 玻璃基板玻璃基板B/M 形成R.G.B 光阻塗布成膜前洗淨(jìng)成膜曝光光阻塗布曝光 顯影蝕刻去光阻S1O2 膜塗布ITO 導(dǎo)電膜形成檢查顯影蝕刻去光阻S1O2 膜塗布檢查C/F基板製造工程TFT Array基板製造工程定向處理定向處理後洗淨(jìng)定向處理後洗淨(jìng)定向處理PI 膜印刷C/F 基板PI 前洗淨(jìng)PI 膜印刷Array 基板PI 前洗淨(jìng)框膠材塗布間隔物散布組合切割/裂片液晶注入封止封

14、止後洗淨(jìng)偏光板貼合檢查Cell 工程清洗終檢成品OLBCell.PCB組裝裝箱組裝檢查L(zhǎng)CM 工程28名詞解釋英 文 專 有 名 詞中 文 說(shuō) 明LCD (Liquid Crystal Display)液晶顯示器.Glass, substrate or glass substrate玻璃基版.TFT (Thin Film Transistor)薄膜電晶體.Panel面板.Array排列,指在玻璃基板上做TFT的製程LCD-ArrayCell液晶填充製程.分為L(zhǎng)CD-FEOL（Cell前段）LCD-BEOL（Cell後段含Cell Tester）Module模組,指後段組裝製程LCMRGB (R

15、ed, Green, Blue)指紅、綠、藍(lán)三原色BLU (Back Light Unit)背光模組F/I (Final Inspection)最終檢驗(yàn)Visual Inspection外觀檢驗(yàn)Display Inspection畫像檢驗(yàn)29 ESD 靜電破壞 (Electrostatic Damage) 靜電放電 (Electrostatic Discharge) 原理 在正常狀態(tài)下物質(zhì)呈中性 , 而在日?；顒?dòng)中,會(huì)使物質(zhì)失去電子或得 到電子 , 此即產(chǎn)生-靜電（失去電子即帶正靜電,得到電子帶負(fù)靜電） 當(dāng)物質(zhì)產(chǎn)生靜電後 , 會(huì)隨時(shí)放電 , 若放到電子元件上將導(dǎo)致元件破壞, 無(wú)法正常運(yùn)作 ,

16、此即稱靜電破壞或靜電放電。參、靜電防護(hù)規(guī)範(fàn)參、靜電防護(hù)規(guī)範(fàn)1.1.靜靜 電電 原原 理理3010-20%相對(duì)濕度相對(duì)濕度 65-95%相對(duì)濕度相對(duì)濕度走過(guò)地毯走過(guò)地毯350003500015001500走過(guò)塑膠地板走過(guò)塑膠地板1200012000250250在椅子上工作在椅子上工作60006000100100拿起塑膠文件夾( 袋)拿起塑膠文件夾( 袋)70007000600600拿起塑膠袋拿起塑膠袋200002000010001000工作椅墊磨擦工作椅墊磨擦180001800015001500活動(dòng)情形活動(dòng)情形靜電強(qiáng)度 靜電強(qiáng)度 Volt工作環(huán)境中靜電大小31玻璃玻璃Glass耐龍耐龍Nylon

17、毛毛Wool鉛鉛Lead鋁鋁Aluminum紙張紙張Paper棉棉Cotton木材木材Wood鋼鐵鋼鐵Steel鎳鎳Nickel銅銅Copper橡膠橡膠Rubber聚酯聚酯PolyesterPVC矽矽Silicon鐵氟龍鐵氟龍Telon正電性( + )正電性( + )負(fù)電性負(fù)電性(-)摩擦生電序列表 上下位置距離越遠(yuǎn)，帶電量越多。 二種材料互相摩擦，表上方之材料通常帶正電，表下方之材料則是帶負(fù)電。32 當(dāng)物質(zhì)產(chǎn)生靜電後,隨時(shí)會(huì)放電,若放到電子元件上,如IC,則會(huì)將元件破壞 使其不能工作,此即為靜電破壞或靜電放電 電壓相關(guān)電壓相關(guān)能量相關(guān)能量相關(guān)高壓電高壓電跨過(guò)氧化層跨過(guò)氧化層氧化層崩潰氧化層崩

18、潰造成短路造成短路接面崩潰接面崩潰電壓跨過(guò)接面引起大電流電壓跨過(guò)接面引起大電流溫度超過(guò)矽的本質(zhì)時(shí)將形成目電阻溫度超過(guò)矽的本質(zhì)時(shí)將形成目電阻造成電流再次加大造成電流再次加大產(chǎn)生局部熱集中產(chǎn)生局部熱集中造成矽造成矽,鋁的溶解鋁的溶解,形成破壞形成破壞33決定靜電大決定靜電大小的主要因素小的主要因素 物質(zhì)的種類物質(zhì)的種類 異物異物 , 不純物的混入不純物的混入 導(dǎo)電率高 , 靜電將減少 表面狀態(tài)表面狀態(tài) 接觸面積接觸面積 面積大 - 發(fā)生量大 壓力大 - 發(fā)生量大 分離速度分離速度 速度快 - 發(fā)生量大 濕度濕度 濕度低 - 發(fā)生量大34特性要因圖特性要因圖ESD 異常人員因素未穿戴靜電環(huán)方法因素材料因素機(jī)臺(tái)因素環(huán)境因素未穿戴靜電手套離子風(fēng)扇未打開(kāi)Panel 靜電防護(hù)電路設(shè)計(jì)不佳濕度過(guò)低破損造成靜電防護(hù)失效離子風(fēng)扇擺設(shè)過(guò)遠(yuǎn)治具未採(cǎi)用靜電防護(hù)材料操作時(shí)造成面板與治具摩擦離子風(fēng)扇失效操作時(shí)碰觸端子區(qū)取放panel時(shí)造成panel與他物碰撞而放電35 1.電子元件設(shè)計(jì)上,加上靜電保護(hù)電路 2.在工作環(huán)境上盡量減少靜電發(fā)生機(jī)會(huì),下圖為標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)環(huán)境 3.在運(yùn)送過(guò)程上使用防靜電及海綿等等 人體用靜電環(huán)250K - 1M250K