液晶經(jīng)典講義

1、TFT-LCD ProCess- TiTan TaoTFT-LCD sTruCTure & PrinCiPiumTFTThin Film Transistor 薄膜電晶體LCDLiquid Crystal Display液晶顯示器v由于TFT-LCD具有體積小，重量輕，低輻射，低耗電量，全彩化等優(yōu)點(diǎn)，因此在各類顯示器材上得到了廣泛的應(yīng)用。TFT-LCD sTruCTureTFT-LCD各結(jié)構(gòu)的功能q背光板模組:提供光的來(lái)源.q上下偏光板，TFT Glass Substrate，液晶：形成偏振光，控制光線的通過(guò)與否。q彩色濾光片：提供TFT LCD紅，綠，藍(lán)(光的三原色)的來(lái)源。qITO

2、透明導(dǎo)電層：提供透明的導(dǎo)電通路。qPhoto Spacer：提供一固定高度給彩色濾光片和TFT Glass Substrate。作為灌入液晶時(shí)的空間.及作為上下兩層Glass的支撐。Polarizer filmTFTSealantAnisotropicconductorfilmTABConnectionControl ICPrintedcircuit boardDriver LSILight diffuserSpacerWaveguideplatePrismsheetReflectorEdge lightPolarizerDisplayelectrodeCapacitorLiquid crys

3、talAlignment filmCommonelectrodeProtective filmColor filterBlack matrixGlass substrateTFT-LCD sTruCTure - (siDe View)TFT-LCD名詞解釋q分辨率（Display Resolution ）：顯示器上水平方向和垂直方向上相素（Pixel）的數(shù)目。注：一個(gè)相素有R、G、B三個(gè)子相素（Sub-Pixel）。q對(duì)比（Contrast Ratio）：顯示器最大亮度值（全白）與最小亮度值（全黑）之比值。一般TFT-LCD的對(duì)比值為200:1至400:1。q視角（Viewing Angle）

4、：在大角度觀看的情況下，顯示器亮暗對(duì)比變差會(huì)使畫面失真，而在可接受的觀測(cè)角度范圍就稱為視角。q反應(yīng)時(shí)間（Response Time）：從輸入信號(hào)到輸出影像所經(jīng)歷的時(shí)間，一般液晶顯示器反應(yīng)時(shí)間為2030毫秒。（標(biāo)準(zhǔn)電影格式每畫面為40毫秒）TFT-LCD顯示原理液晶簡(jiǎn)介（1）TFT-LCD使用的液晶為TN（Twist Nematic）型液晶，液晶分子呈橢圓狀。qTN型液晶一般是順著長(zhǎng)軸方向串接，長(zhǎng)軸間彼此平行方式排列。q當(dāng)接觸到槽裝表面時(shí)，液晶分子就會(huì)順著槽的方向排列于槽中。液晶簡(jiǎn)介（2）液晶簡(jiǎn)介（3）q當(dāng)液晶被包含在兩個(gè)槽狀表面中間，且槽的方向互相垂直，則液晶分子的排列為： 上表面分子：沿著a

5、方向 下表面分子：沿著b方向q介于上下表面中間的分子：產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的效應(yīng)。因此液晶分子在兩槽狀表面間產(chǎn)生90度的旋轉(zhuǎn)。光與液晶分子產(chǎn)生的效果（1）q當(dāng)線性偏極光射入上層槽狀表面時(shí)，此光線隨著液晶分子的旋轉(zhuǎn)也產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。q當(dāng)線性偏極光射出下層槽狀表面時(shí)，此光線已經(jīng)產(chǎn)生了90度的旋轉(zhuǎn)。光與液晶分子產(chǎn)生的效果（2）當(dāng)在上下表面之間加電壓時(shí)，液晶分子會(huì)順著電場(chǎng)方向排列，形成直立排列的現(xiàn)象。此時(shí)入射光線不受液晶分子影響，直線射出下表面。偏光板的特性作用：將非偏極光（一般光線）過(guò)濾成偏極光。當(dāng)非偏極光通過(guò)a方向的偏光片時(shí)，光線被過(guò)濾成與a方向平行的線性偏極光。v上圖：線性偏極光繼續(xù)前進(jìn)，通過(guò)第二片偏光片時(shí)，光線

6、通過(guò)。v下圖：通過(guò)第二片時(shí)，光線被完全阻擋。將偏光板、槽狀表面、液晶組合后產(chǎn)生的光學(xué)效果（1）v當(dāng)上下偏光片相互垂直時(shí)，若未施加電壓，光線可通過(guò)。v當(dāng)施加電壓時(shí)，光線被完全阻擋。將偏光板、槽狀表面、液晶組合后產(chǎn)生的光學(xué)效果（2）TFT-LCD顯像原理（1）qSCAN IC傳輸信號(hào)。qDRIVER IC傳輸顯像控制信號(hào)。q當(dāng)某一Sub-Pixel導(dǎo)通時(shí)，該Sub-Pixel因無(wú)法透光呈現(xiàn)黑色。q若該Sub-Pixel未導(dǎo)通，則因光通過(guò)CF而顯示顏色。q經(jīng)過(guò)光的合成效果，顯示器即可產(chǎn)生彩色效果。TFT-LCD顯像原理（2）TFT-LCD顯像原理（3） TFT Array Process Liqui

7、d Crystal Cell Process Module Assembly ProcessTFT-LCD ProCessC/F inTroDuCe anD ProCess彩色濾光片基本結(jié)構(gòu)是由玻璃基板（Glass Substrate），黑色矩陣（Black Matrix），彩色層（Color Layer），保護(hù)層（Over Coat），ITO導(dǎo)電膜組成。一般穿透式TFT用彩色光片結(jié)構(gòu)如下圖。GLASS SUBSTRATEBlack MatrixColor LayerOver CoatITO C/F 的結(jié)構(gòu)C/F ProCessC/F PixeL array馬賽克式直條式三角形式四畫素v馬賽克

8、式:：顯示AV動(dòng)態(tài)畫面v直條式：較常顯示文字畫面,(Note Book)。 PossibLe DeFeCTs on C/F Particles Pattern Defects Pinholes Tokki Mixed Color MuraiTo透明導(dǎo)電層的作用PhoTo sPaCer簡(jiǎn)介 Color Filter Fabrication Process Liquid Crystal Cell Process Module Assembly ProcessTFT-LCD ProCessTFT-LCD ProCessTFT array PreView保持電容TFT元件加入電壓液晶保持電容TFT元件

9、加入電壓液晶TFT元件加入電壓液晶液晶v因TFT組件的動(dòng)作類似一個(gè)開(kāi)關(guān)(Switch)，液晶組件的作用類似一個(gè)電容，藉Switch的ON/OFF對(duì)電容儲(chǔ)存的電壓值進(jìn)行更新/保持。vSW ON時(shí)信號(hào)寫入(加入、記錄)在液晶電容上，在以外時(shí)間 SW OFF，可防止信號(hào)從液晶電容泄漏。v在必要時(shí)可將保持電容與液晶電容并聯(lián)，以改善其保持特性。TFT array 等效電路TFT array sTruCTurea uniT PixeL & iTs equiVaLenT CirCuiT(Cs on gate)TFT-array manuFaCTuring ProCessTFT-array ProCe

10、ssGate Metal Sputter DepositonGate Metal Patterning Using 1st MASKDeposition of nt a-Si/a-SVSiN x 3-Layer Using PECVD MethodPatterning of a-Si lslands Using 2nd MASKPixel ITO Sputer DepositionPixel ITO Patterning Using 3rd MASK 這是5次光刻形成TFT圖形，采用底柵背溝道刻蝕的工藝。以玻璃為基板。第一次光刻形成柵線原料為Cr。第二次光刻形成“硅島”SiNx，a-Si，n+

11、-a-Si層，第三次光刻形成ITO導(dǎo)電膜，第四次光刻形成源極漏極，材料為Cr，并進(jìn)行n+切斷，基本形成TFT。最后第五次光刻形成SiNx保護(hù)膜。TFT-array ProCessData Bus Line and S/D Metal Sputtering Data Bus Line and S/D Patterning Using 4th MASKEtch-Back of n+a-Si Using S/D Layer as a MASKPassivation SiNx Deposition Using PECVDPassivation SiNx Atch Using RIEPossibLe D

12、eFeCTs on a TFT arrayaPerTure raTio oF a PixeLAPERTURE RATIO = APERTURE / PIXEL AREA * 100% Color Filter Fabrication Process TFT Array Process Module Assembly ProcessTFT-LCD ProCessCeLL ProCessCeLL ProCess(1)CLeaningPi CoaTing淡黃色淡黃色8001200APR: Asahi Photosensitive ResinPi 制程原理q 將PI液滴在Anilox Roll 上。q

13、Doctor Roll將Anilox Roll上的PI液整平。qAPR板上的圓型凸出物將Anilox Rool凹槽內(nèi)PI擠壓出來(lái)并帶走。q將APR 板上PI均勻轉(zhuǎn)印到基板上，提供液晶配向?qū)印i rubbing(1)配配 向向 絨絨 布布PI膜配向:基板和Roller成45度角, TFT和CF基板方向差 90 度.Roller高速旋轉(zhuǎn)時(shí),絨毛上的纖維會(huì)甩立起來(lái),將PI膜刷出紋路.Rubbing的情況,類似於重鋪柏油馬路之前的刨路機(jī),將路面刨出紋路.Pi rubbing(2)CeLL ProCess(2)seaL PrinTing(1)seaL PrinTing(2)SCREEN MASKDIS

14、PENSER通常使用的兩種方法：vSpacer Spray制程：將間隙粒子均勻地分布在基板上，以作為TFT與CF間的支撐，使整個(gè)面板擁有均勻的間隙。sPaCer sPray(1) WET TYPEDRY TYPEsPaCer sPray(2)濕式灑布Std Spacer Qty: 110 25/mm2aTTaChmenTaLignmenThoT PressurevGAP: 4.85umhoT PresssiDe eLeVaTion - (FinisheD CeLL2)CeLL ProCess(3)sCribing & breaking1ST CUTTING2ND CUTTINGCuTT

15、ing meThoDCuTTing ProCess165432e.g. 第1代面板e(cuò).g. 第3.5代面板對(duì)設(shè)備的影響q玻璃基板的尺寸變大直接音響電極圖案形成設(shè)備。（Array）e.g.成膜設(shè)備：占地面積加大與確保膜厚均勻性等問(wèn)題。e.g.濕式設(shè)備：更換效率與節(jié)省水等問(wèn)題。q切割尺寸增大直接影響面板組裝設(shè)備。（CELL）e.g.液晶注入設(shè)備：處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)等問(wèn)題。q次代交替快，產(chǎn)品生命周期短，廠商設(shè)備開(kāi)發(fā)成本高。 LCD面板世代資料來(lái)源：工研院經(jīng)資中心IT IS計(jì)劃書（2002/10）LC injeCTion(1)v 將容器抽真空v 將裝有LC的容器上升與PANEL的注入端接觸，此時(shí)LC通過(guò)毛細(xì)

16、現(xiàn)象上升。v 過(guò)一段時(shí)間后充入潔凈的空氣或氮?dú)馄普婵罩脸?。v 通過(guò)真空差壓的原理，LC經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后充滿PANEL。LC injeCTion(2)injeCTion TyPeDip Method浸漬法：將PANEL注入口完全浸漬到LC中。利用真空差壓與毛細(xì)力上升方式。Touch MethodDispense MethodYarn Method表面張力法：LC以表面張力布滿LC皿，上升后與注入口接觸。利用真空差壓與毛細(xì)力上升方式。含浸法：將PANEL注入口與含LC的海綿或彈簧等接觸供給LC。利用真空差壓與毛細(xì)力上升方式。滴下法：由可微量供給LC的供給裝置，將LC滴在注入口。利用注入的方式。NE

17、W10131014cmOPEN1012cmIN PROCESS1010cmAFTER PROCESS109cmPRODUCT108cmAFTER 1 YEAR107cmLC resisTanCeenD seaLv目的：將灌好目的：將灌好LC的的PANEL封口。封口。L.CL.CL.CL.CLC removeUV AdhesiveUV Adhesive LeakingenD seaL ProCessL.CUV Light CuringRPRUV lightP:MONOMER:INITIALERLIQUIDcuringPuV aDhesiVe Curing ProCessbeVeLingv目的：將

18、切裂后的玻璃毛邊用磨輪磨出倒角，并去除外圍的短路棒（Shorting Bar）Remove liquid crystalSealLCDetergentDissolveCLeaningPoLarizer aTTaChmenT偏光片貼附偏光片貼附v上下偏光片濾光角度差90度PoLarizer aTTaCh ProCessauTo CLaVev加壓，將Ploarizer Attach時(shí)產(chǎn)生的氣泡擠出來(lái)。CeLL TesTv目的：用電性能測(cè)試的方式檢測(cè)做完的PANEL，看是否有缺陷。v方法：將Date Line的R線并連，G線并練，B線并練。Pattern dot testshorTFull dot testoPenFull dot testeLeCTriC DeFeCTFull dot testCross shorT Line Color Filter Fabrication Process TFT Array Process Liquid Crystal Cell ProcessTFT-L