TFT制造原理和流程課件

1、TFT顯示面板制造工程簡介第1頁，共72頁。2目錄一、液晶顯示器(LCD)的基礎(chǔ) 1.1液晶材料及液晶顯示器的基本定義 1.2液晶顯示器的基礎(chǔ)及原理二、 TFT-LCD制造基本流程及設(shè)備 2.1 制造流程概要 2.2 ARRAY工藝流程及設(shè)備 2.3 CELL工藝流程及設(shè)備 2.4 Module工藝流程及設(shè)備第2頁，共72頁。3一、液晶顯示器(LCD)的基礎(chǔ)1.1液晶材料及液晶顯示器的基本定義液晶的發(fā)現(xiàn) 1888年，奧地利植物學(xué)家F. Reinitzer在測量某些有機(jī)物熔點(diǎn)時發(fā)現(xiàn)： 1889年，德國物理學(xué)家O. Lehmann發(fā)現(xiàn)： 這類不透明的物體外觀上屬液體，但具有晶體特有的雙折射性質(zhì)，于

2、是將其命名為“液態(tài)晶體” 固態(tài)不透明渾濁狀態(tài)透明液態(tài)加熱冷卻加熱冷卻第3頁，共72頁。4一、液晶顯示器(LCD)的基礎(chǔ)液晶 : 一種液體狀結(jié)晶性物質(zhì)，介于固體(結(jié)晶)以及液體(非結(jié)晶)之間的第四狀態(tài)(中間狀態(tài))，具有流動性以及各向異性(光學(xué)各向異性，如雙折射效應(yīng)).液晶顯示器 : 利用外加電壓以及液晶材料本身光學(xué)各向異性(如雙折射效應(yīng)以及旋光特性)，進(jìn)而顯示所需要的數(shù)字、文字、圖形以及影像等功能的一種人機(jī)界面的信息、通訊、網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)。1.1液晶材料及液晶顯示器的基本定義第4頁，共72頁。5一、液晶顯示器(LCD)的基礎(chǔ)擴(kuò)散光學(xué)薄膜導(dǎo)光板熒光管接續(xù)電路基板驅(qū)動用LSITCPCF基板偏光板液晶盒A

3、rray基板液晶顯示器的構(gòu)造模式斷面圖1.2液晶顯示器的基礎(chǔ)及原理第5頁，共72頁。6一、液晶顯示器(LCD)的基礎(chǔ)封框膠 信號配線端子 Gate配線端子 基板CF基板Ag電極 配向膜液晶面板的構(gòu)造平面圖(TFT型 )1.2液晶顯示器的基礎(chǔ)及原理第6頁，共72頁。7一、液晶顯示器(LCD)的基礎(chǔ)偏光板CF基板盒墊料轉(zhuǎn)移電極(Ag)封框膠封框膠墊料取向膜TFT基板偏光板液晶BGRITOBM液晶面板的構(gòu)造斷面圖(TN型 )1.2液晶顯示器的基礎(chǔ)及原理第7頁，共72頁。8一、液晶顯示器(LCD)的基礎(chǔ)彩膜空間混色法實(shí)現(xiàn)TFTLCD彩色化TFT基板彩膜的結(jié)構(gòu)偏光板TFT背光源偏光板液晶黑色矩陣提高對比

4、度降低Ioff 1.2液晶顯示器的基礎(chǔ)及原理第8頁，共72頁。9二、 TFT-LCD制造基本流程及設(shè)備CELL工程MODULE工程基板 玻璃基板11001300成膜光刻（反復(fù)）基板貼合彩膜取向液晶滴下貼合切斷(15型16片)面板端子接續(xù)電路基板安裝背光源面板外框組裝液晶面板完成2.1 制造流程概要第9頁，共72頁。10二、 TFT-LCD制造基本流程及設(shè)備2.2 ARRAY工藝流程及設(shè)備工程Active &S/工程工程工程檢查(TN-1)檢查(TN-2)：Mask ProcessCell工程ate工程Active工程 鈍化層工程ITO工程檢查(SFT-2)：Mask Process檢查(SFT

5、-1)Cell工程S/工程Repair(TN-1)Repair(TN-2)Repair(SFT-1)Repair(SFT-2)Glass購入,洗凈后使用Glass購入,洗凈后使用第10頁，共72頁。11ARRAY制造流程圖第11頁，共72頁。12TFT Array組成材料第12頁，共72頁。13TFT GATE電極形成第13頁，共72頁。14TFT Active(島狀半導(dǎo)體形成)第14頁，共72頁。15TFT S/D源漏電極形成第15頁，共72頁。16TFT 鈍化層及接觸孔形成第16頁，共72頁。17TFT ITO像素電極形成第17頁，共72頁。182.2 ARRAY工藝流程及設(shè)備裝料周轉(zhuǎn)盒機(jī)

6、械手傳送裝置UV藥液噴淋刷洗高壓噴射MS氣刀傳送裝置機(jī)械手卸料洗浄第18頁，共72頁。192.2 ARRAY工藝流程及設(shè)備洗浄藥液刷子高圧排水排水純水洗凈 功能洗凈對象作用藥液刷洗高 壓 噴射氧化分解溶解機(jī)械剝離機(jī)械剝離機(jī)械剝離有機(jī)物(浸潤性改善)有機(jī)物微粒子(大徑)微粒子(中徑) 微粒子(小徑)/溶解接觸壓水壓 加速度cavitation第19頁，共72頁。20PVD（濺射）：物理氣相沉積 (Physical Vapor Deposition)2.2 ARRAY工藝流程及設(shè)備工藝室工藝室搬送室工藝室加熱室進(jìn)料室卸料室自動移栽裝置第20頁，共72頁。21PVD：物理氣相沉積PVD(Physic

7、al Vapor Deposition)陰極靶材陽極腔體泵基板2.2 ARRAY工藝流程及設(shè)備第21頁，共72頁。222.2 ARRAY工藝流程及設(shè)備PECVD：電漿輔助化學(xué)氣相沉積Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition第22頁，共72頁。232.2 ARRAY工藝流程及設(shè)備PECVD：電漿輔助化學(xué)氣相沉積Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition加熱腔工藝腔裝載臺納入(大氣到真空)/送出腔(真空到大氣)機(jī)械手第23頁，共72頁。242.2 ARRAY工藝流程及設(shè)備PECVD：電漿輔助化學(xué)氣相沉積Plasma

8、Enhanced Chemical Vapor Deposition除害裝置（scrubber）汽缸cabinet氣體BOX氣體吹出電極（陰極）等離子體控制電源下部電極（陽極）壓力計(jì)節(jié)流閥干泵氣體供給流量控制power壓力控制真空排氣特氣對應(yīng)工藝腔體（電極部）第24頁，共72頁。252.2 ARRAY工藝流程及設(shè)備IN CVEUVN CVETCHZONEDI RINSE UNITA/Kdry2dry1液刀風(fēng)簾干燥風(fēng)刀置換液刀Out CVWET簡介-濕刻設(shè)備構(gòu)成第25頁，共72頁。262.2 ARRAY工藝流程及設(shè)備設(shè)備主要工藝單元：EUV unit:祛除玻璃表面有機(jī)殘留物。Etch zone:

9、刻蝕區(qū)域Rinse unit:水洗單元Dry unit：干燥單元液刀：主要起預(yù)濕（置換），沖刷的效果。風(fēng)簾：主要是吹掉玻璃上殘余的藥液風(fēng)刀：干燥的玻璃的效果。WET簡介-各工藝單元功能第26頁，共72頁。272.2 ARRAY工藝流程及設(shè)備WET簡介-工程概念圖第27頁，共72頁。282.2 ARRAY工藝流程及設(shè)備光阻剝膜DEY簡介干刻第28頁，共72頁。292.2 ARRAY工藝流程及設(shè)備DEY簡介設(shè)備原理第29頁，共72頁。302.2 ARRAY工藝流程及設(shè)備壓力控制氣體供給控制臺除害裝置（scrubber）汽缸cabinetGas box上部電極氣體吹出電源（場合）下部電極APC閥泵流

10、量控制RF power壓力檢出真空排氣特氣對應(yīng)APC控制C/M控制C/M等離子體工藝腔體M. BoxDEY簡介工程示意圖第30頁，共72頁。312.2 ARRAY工藝流程及設(shè)備PHOTO-曝光顯影蝕刻基本概念第31頁，共72頁。322.2 ARRAY工藝流程及設(shè)備PHOTO-顯影第32頁，共72頁。33PHOTO-顯影2.2 ARRAY工藝流程及設(shè)備第33頁，共72頁。342.2 ARRAY工藝流程及設(shè)備TEST AOI(ADI&AEI) Auto optical inspection configuration 自動光學(xué)檢查第34頁，共72頁。352.2 ARRAY工藝流程及設(shè)備2160mm

11、2400mm 3GB44unit=132GBG SizeThe CCD sensor detect the substrate,Image by the process unit.Defect can be reviewed preciselyCCD探測產(chǎn)品表面,生成的圖象通過處理單元,缺陷會精確的反映出來.AOI Auto optical inspection configuration 自動光學(xué)檢查設(shè)備-圖形處理單元第35頁，共72頁。362.2 ARRAY工藝流程及設(shè)備O/S test designPanel structure for O/S TestEvery data line e

12、xtandsout of the active area connect with O/S padOn the other side all data line connected together by Shorting bar第36頁，共72頁。372.2 ARRAY工藝流程及設(shè)備Array Tester Test station Electrical cabinet Operator console Environmental Enclosure第37頁，共72頁。382.2 ARRAY工藝流程及設(shè)備Array tester Array testerUsing instructions

13、in the selected processing recipe, the pattern generator sends testsignals to the probe frame. The illuminator is turned on, a bias voltage applied to the modulator and an image captured by the CCD camera. The image is sent to the image processing computer (IPPC) and panel flaws are identified and s

14、tored in the defect file by the Sun host computer.Array tester optical partLight from the illuminator is reflected by the modulator and the image captured on the CCD camera. The image is then processed and analyzed for defects.第38頁，共72頁。39TEST-TEG TESTER第39頁，共72頁。40TEST-TEG Measurement StructureMeas

15、urement Structure第40頁，共72頁。41TEST- Array laser repair第41頁，共72頁。42TEST- Array laser configuration LASER OSCILLATOR : DIODE-PUMPED Q-SWITCHED LASER MATERIAL : Nd:YAG WAVELENGTH : 1064nm / 532nm /355nm PULSE REPETITION RATE : 1pps TO 100 PPS OUTPUT STABILITY : LESS THAN 3%第42頁，共72頁。43TEST-CDC第43頁，共72頁。

16、44TEST-CDCCD MeasurementTotal Pitch MeasurementOverlay Measurement第44頁，共72頁。452.3 CELL工藝流程及設(shè)備真空貼合UV照射封框膠熱固化外觀檢查/包裝切割/切條/切粒Visual test偏光片貼附2次V/T基板洗凈/干燥配向膜印刷配向膜固化摩擦取向摩擦洗凈/干燥墊料散布Ag涂布液晶滴下封框膠涂布墊料固著基板洗凈/干燥配向膜印刷配向摸固化摩擦取向摩擦洗凈/干燥PI&摩擦ODF（cell后工程）cell- 制盒流程示意圖TFT側(cè)CF側(cè)ARRAY基板CF基板消泡激光切線第45頁，共72頁。462.3 CELL工藝流程及設(shè)

17、備Doctor RollPI液噴頭UV洗凈單元Anilox Roll流片方向移載機(jī)械手預(yù)干燥單元走行/升降式印刷臺印刷版（版胴）CELL前工程（配向膜印刷）第46頁，共72頁。472.3 CELL工藝流程及設(shè)備印刷臺面PI dispenserDoctor 滾輪金屬板滾輪印刷版版胴預(yù)干燥部印刷部加熱盤基板 非接觸式(Pin)加熱干燥方式Pin dispenserAnilox滾輪印刷版版胴印刷臺面Doctor 滾輪印刷原理CELL前工程（配向膜印刷）第47頁，共72頁。482.3 CELL工藝流程及設(shè)備摩擦滾輪空氣洗凈單元摩擦頭(升降式)流向摩擦平臺（走行式）移載機(jī)械手空氣洗凈單元CELL前工程（

18、摩擦取向）第48頁，共72頁。492.3 CELL工藝流程及設(shè)備配向材分子（無規(guī)方向）摩擦滾輪玻璃基板摩擦滾輪布摩擦平臺摩擦方式CELL前工程（摩擦取向）第49頁，共72頁。502.3 CELL工藝流程及設(shè)備真空槽上基板液晶液晶下基板/Au UV硬化貼合本硬化滴下 散布固著下基板 ODF Line第50頁，共72頁。512.3 CELL工藝流程及設(shè)備CELL中工程(墊料散布)設(shè)備外観図排氣墊料輸送部散布腔體清潔和檢查組合上流下流噴嘴基板真空洗凈檢查攝像頭監(jiān)視器平臺配管(使墊料帶負(fù)電)第51頁，共72頁。522.3 CELL工藝流程及設(shè)備爐子構(gòu)造和加熱方式無塵恒溫箱過濾網(wǎng)風(fēng)扇基板冷卻方式冷卻搬送

19、單元搬運(yùn)機(jī)械手搬運(yùn)單元Spacer固著裝置圖CELL中工程(Spacer固著)第52頁，共72頁。532.3 CELL工藝流程及設(shè)備Seal Dispenser放大圖Base FrameTransfer RobotStageSeal印刷裝置圖0.0010.001涂布Table散布單元高度傳感器單元對位攝像頭基板高度傳感器噴嘴Seal材CELL中工程 (Seal印刷)第53頁，共72頁。542.3 CELL工藝流程及設(shè)備固定壓力方式基板驅(qū)動方式：軸X、Y、StageNozzle 軸金屬追從傳感器CELL中工程(Ag膠涂布單元)第54頁，共72頁。552.3 CELL工藝流程及設(shè)備CELL中工程

20、(液晶滴下)Alignment Camera液晶DispenserTransfer RobotStage滴下量計(jì)量Unit第55頁，共72頁。562.3 CELL工藝流程及設(shè)備CELL中工程 (真空貼合)下Chamber對位攝像頭UV Spot Lamp上ChamberBase FrameTransfer Robot真空泵上定盤ESC下定盤ESC第56頁，共72頁。572.3 CELL工藝流程及設(shè)備CELL中工程 (Seal硬化)加熱Base 樹脂三次元架橋第57頁，共72頁。582.3 CELL工藝流程及設(shè)備Metal Halide 輔助反射鏡照射平臺冷卻水照射照射Lamp冷卻Filter冷

21、卻部部NEC鹿兒島K2生產(chǎn)線裝置構(gòu)成Mask遮蓋紅外線和深層紫Metal Halide Lamp輔助反射鏡冷卻水照射部部NECK2生產(chǎn)線裝置Mask遮蓋照射單元部NEC生產(chǎn)線裝置MaskMask遮蓋紅外線和深層紫外線隔斷生產(chǎn)線裝置示意圖冷卻水Lamp冷卻Filter 冷卻部CELL中工程 (UV 硬化)注：Seal本硬化裝置和Spacer固著裝置基本相同第58頁，共72頁。592.3 CELL工藝流程及設(shè)備cell后段制程示意圖CELL切斷CELL端面研磨2次V/T偏光板貼附cell檢查裝置面貼附面貼附貼附滾輪偏光板高浸透刀頭Scribe line大型基板砥石屏研磨水噴嘴Spindlecell

22、檢查裝置Visual test激光切線外觀檢查包裝第59頁，共72頁。602.3 CELL工藝流程及設(shè)備CELL切斷設(shè)備構(gòu)成示意圖第一切斷部第二切斷部旋回部除材部給材部Process Check部LDCELL后工程 (Cell切斷)第60頁，共72頁。612.3 CELL工藝流程及設(shè)備CELL后工程 (端面研磨)給材部除材部面取部角面取部控制盤上游設(shè)備（切斷裝置）下游設(shè)備（洗凈裝置）屏流方向屏磨石研削水噴嘴磨石屏研削水噴嘴第61頁，共72頁。622.3 CELL工藝流程及設(shè)備CELL后工程 (偏光片貼附)偏光板供給偏光板洗凈偏光板準(zhǔn)位面板的位置決定屏反轉(zhuǎn)貼合屏送出屏受入貼合第62頁，共72頁。632.3 CELL工藝流程及設(shè)備屏屏chuck table貼附滾輪貼附移動方向滾輪旋轉(zhuǎn)貼附角度貼附壓力偏光板chuck table升降動作動作流程偏光板臺面下降面板臺面移動偏光板臺子吸著屏和偏光板接觸貼附動作主要部分構(gòu)成和動作概要CELL后工程 (偏光片貼附)第63頁，共72頁。642.3 CELL工藝流程及設(shè)備屏檢裝置CellProbe信號源信號源Visual test顯