《FT经典教程》PPT课件.ppt

tft-lcd process agendaagenda qqTFT-LCD Structure & PrincipiumTFT-LCD Structure & Principium o o TFT-LCD Structure TFT-LCD Structure o o Function of Each Part on TFT- LCD Function of Each Part on TFT- LCD o o TFT-LCD Principium TFT-LCD Principium qqTFT-LCD ProcessTFT-LCD Process o oColor Filter Fabrication ProcessColor Filter Fabrication Process o o TFT Array Process TFT Array Process o o Liquid Crystal Cell Process Liquid Crystal Cell Process o o Module Assembly Process Module Assembly Process qqTFT-LCD in ChinaTFT-LCD in China tft-lcd structure & principium TFTThin Film Transistor 薄膜电晶体 LCDLiquid Crystal Display 液晶显示器 v由于TFT-LCD具有体积小，重量轻，低辐射，低 耗电量，全彩化等优点，因此在各类显示器材上得 到了广泛的应用。 tft-lcd structure tft-lcd各结构的功能 q背光板模組:提供光的來源. q上下偏光板，TFT Glass Substrate，液晶：形 成偏振光，控制光线的通过与否。 q彩色滤光片：提供TFT LCD紅，綠，藍(光的 三原色)的來源。 qITO透明导电层：提供透明的导电通路。 qPhoto Spacer：提供一固定高度給彩色滤光片 和TFT Glass Substrate。作为灌入液晶時的空 間.及作为上下两层Glass的支撑。 Polarizer filmTFT Sealant Anisotropic conductor film TAB Connection Control IC Printed circuit board Driver LSI Light diffuserSpacer Waveguide plate Prism sheet Reflector Edge light Polarizer Display electrode Capacitor Liquid crystal Alignment film Common electrode Protective film Color filter Black matrix Glass substrate tft-lcd structure - (side view) tft-lcd名词解释 q分辨率（Display Resolution ）：显示器上水平方向和 垂直方向上相素（Pixel）的数目。注：一个相素有R、 G、B三个子相素（Sub-Pixel）。 q对比（Contrast Ratio）：显示器最大亮度值（全白） 与最小亮度值（全黑）之比值。一般TFT-LCD的对比值 为200:1至400:1。 q视角（Viewing Angle）：在大角度观看的情况下，显 示器亮暗对比变差会使画面失真，而在可接受的观测角 度范围就称为视角。 q反应时间（Response Time）：从输入信号到输出影像 所经历的时间，一般液晶显示器反应时间为2030毫秒 。（标准电影格式每画面为40毫秒） qq 液晶简介液晶简介 qq 光与液晶分子产生的效果光与液晶分子产生的效果 qq 偏光板的特性偏光板的特性 qq 将偏光板、槽状表面、液晶组将偏光板、槽状表面、液晶组 合后产生的光学效果合后产生的光学效果 qq TFT-LCDTFT-LCD显像原理显像原理 tft-lcd显示原理 液晶简介（1） TFT-LCD使用的液晶为TN（Twist Nematic）型液晶，液晶分子呈椭 圆状。 qTN型液晶一般是顺 着长轴方向串接，长 轴间彼此平行方式排 列。 q当接触到槽装表面 时，液晶分子就会顺 着槽的方向排列于槽 中。 液晶简介（2） 液晶简介（3） q当液晶被包含在两个槽 状表面中间，且槽的方向 互相垂直，则液晶分子的 排列为： 上表面分子：沿着a方向 下表面分子：沿着b方向 q介于上下表面中间的分 子：产生旋转的效应。因 此液晶分子在两槽状表面 间产生90度的旋转。 光与液晶分子产生的效果（1 ） q当线性偏极光射入 上层槽状表面时，此 光线随着液晶分子的 旋转也产生旋转。 q当线性偏极光射出 下层槽状表面时，此 光线已经产生了90度 的旋转。 光与液晶分子产生的效果（2 ） 当在上下表面之 间加电压时，液 晶分子会顺着电 场方向排列，形 成直立排列的现 象。此时入射光 线不受液晶分子 影响，直线射出 下表面。 偏光板的特性 作用：将非偏极光（ 一般光线）过滤成偏 极光。 当非偏极光通过a方 向的偏光片时，光线 被过滤成与a方向平 行的线性偏极光。 v上图：线性偏极光继 续前进，通过第二片偏 光片时，光线通过。 v下图：通过第二片时 ，光线被完全阻挡。 将偏光板、槽状表面、液晶组 合后产生的光学效果（1） v当上下偏光片相互垂直时，若未施加电压，光线可通过 。 v当施加电压时，光线被完全阻挡。 将偏光板、槽状表面、液晶组 合后产生的光学效果（2） tft-lcd显像原理（1） qSCAN IC传输信号。 qDRIVER IC传输显像控制信号。 q当某一Sub-Pixel导通时，该Sub-Pixel 因无法透光呈现黑色。 q若该Sub-Pixel未导通，则因光通过CF 而显示颜色。 q经过光的合成效果，显示器即可产生 彩色效果。 tft-lcd显像原理（2 ） tft-lcd显像原理（3） Color Filter Fabrication ProcessColor Filter Fabrication Process TFT Array Process Liquid Crystal Cell Process Module Assembly Process tft-lcd process c/f introduce and process 彩色滤光片基本结构是由玻璃基板（Glass Substrate） ，黑色矩阵（Black Matrix），彩色层（Color Layer） ，保护层（Over Coat），ITO导电膜组成。一般穿透式 TFT用彩色光片结构如下图。 GLASS SUBSTRAT E Black Matri x Colo r Laye r Ove r Coat ITO c/f 的结构 c/f process c/f pixel array 马赛克式直条式三角形式四画素 v马赛克式:：显示AV动态画面 v直条式：较常显示文字画面,(Note Book) 。 possible defects on c/f Particles Pattern Defects Pinholes Tokki Mixed Color Mura ito透明导电层的作用 photo spacer简介 Color Filter Fabrication Process TFT Array ProcessTFT Array Process Liquid Crystal Cell Process Module Assembly Process tft-lcd process tft array preview v因TFT组件的动作类似一个开关(Switch)，液晶组件的作用 类似一个电容，藉Switch的ON/OFF对电容储存的电压值进行更 新/保持。 vSW ON时信号写入(加入、记录)在液晶电容上，在以外时间 SW OFF，可防止信号从液晶电容泄漏。 v在必要时可将保持电容与液晶电容并联，以改善其保持特性 。 tft array 等效电路 tft array structure a unit pixel & its equivalent circuit (Cs on gate) tft-array manufacturing process tft-array process Gate Metal Sputter Depositon Gate Metal Patterning Using 1st MASK Deposition of nt a-Si/a- SVSiN x 3-Layer Using PECVD Method Patterning of a-Si lslands Using 2nd MASK Pixel ITO Sputer Deposition Pixel ITO Patterning Using 3rd MASK 这是5次光刻形成TFT图形，采用 底栅背沟道刻蚀的工艺。以玻璃 为基板。第一次光刻形成栅线 原 料为Cr。第二次光刻形成“硅岛” SiNx，a-Si，n+-a-Si层，第三次 光刻形成ITO导电 膜，第四次光刻 形成源极漏极，材料为Cr，并进行 n+切断，基本形成TFT。最后第五 次光刻形成SiNx保护膜。 tft-array process Data Bus Line and S/D Metal Sputtering Data Bus Line and S/D Patterning Using 4th MASK Etch-Back of n+a-Si Using S/D Layer as a MASK Passivation SiNx Deposition Using PECVD Passivation SiNx Atch Using RIE possible defects on a tft array aperture ratio of a pixel APERTURE RATIO = APERTURE / PIXEL AREA * 100% Color Filter Fabrication Process TFT Array Process Liquid Crystal Cell ProcessLiquid Crystal Cell Process Module Assembly Process tft-lcd process cell process cell process(1) cleaning pi coating 淡黃色 8001200 APR: Asahi Photosensitive Resin pi 制程原理 q 将PI液滴在Anilox Roll 上。 qDoctor Roll将Anilox Roll上的PI液整平。 qAPR板上的圆型凸出 物将Anilox Rool凹槽内 PI挤压出来并带走。 q将APR 板上PI均匀转 印到基板上，提供液晶 配向层。 pi rubbing(1) 配 向 絨 布 PI膜配向:基板和Roller成45度角, TFT和CF基板方向差 90 度. Roller高速旋轉時,絨毛上的纖維會 甩立起來,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,將路面刨出紋路. pi rubbing(2) cell process(2) seal printing(1) seal printing(2) SCREEN MASKDISPENSER 通常使用的两种方法： vSpacer Spray制程：将间隙粒子均匀地分布 在基板上，以作为TFT与CF间的支撑，使整 个面板拥有均匀的间隙。 spacer spray(1) WET TYPEDRY TYPE spacer spray(2) 湿式洒布 Std Spacer Qty: 11025/mm2 attachment alignment hot pressure vGAP: 4.85um hot press side elevation - (finished cell2) cell process(3) scribing & breaking 1ST CUTTING 2ND CUTTING cutting method cutting process 1 6 5 4 3 2 e.g. 第1代面板 e.g. 第3.5代面板 对设备的影响 q玻璃基板的尺寸变大直接音响电极 图案形成设备。（Array） e.g.成膜设备：占地面积加大与确保 膜厚均匀性等问题。 e.g.湿式设备：更换效率与节省水等 问题。 q切割尺寸增大直接影响面板组装设 备。（CELL） e.g.液晶注入设备：处理时间过长等 问题。 q次代交替快，产品生命周期短，厂 商设备开发成本高。 lcd面板世代 资料来源：工研院经资中心IT IS计划书（2002/10） lc injection(1) v 将容器抽真空 v 将装有LC的容器上升与PANEL的注入端接触，此 时LC通过毛细现象上升。 v 过一段时间后充入洁净的空气或氮气破真空至常压 。 v 通过真空差压的原理，LC经过一段时间后充满 PANEL。 lc injection(2) injection type Dip Method 浸渍法：将 PANEL注入口 完全浸渍到LC 中。利用真空差 压与毛细力上升 方式。 Touch Method Dispense Method Yarn Method 表面张力法： LC以表面张力 布满LC皿，上 升后与注入口 接触。利用真 空差压与毛细 力上升方式。 含浸法：将 PANEL注入口 与含LC的海绵 或弹簧等接触 供给LC。利用 真空差压与毛 细力上升方式 。 滴下法：由可 微量供给LC 的供给装置， 将LC滴在注 入口。利用注 入的方式。 NEW 10131014cm OPEN 1012cm IN PROCESS 1010cm AFTER PROCESS 109cm PRODUCT 108cm AFTER 1 YEAR 107cm lc resistance end seal v目的：将灌好LC的PANEL封口。 L.C L.C L.C L.C LC remove UV Adhesive UV Adhesive Leaking end seal process L.C UV Light Curing R PR UV light P :MONOMER :INITIALER LIQUIDcuring P uv adhesive curing process beveling v目的：将切裂后的玻璃毛边用磨轮磨出倒角，并去 除外围的短路棒（Shorting Bar） Remove liquid crystal Seal LCDetergentDissolve cleaning polarizer attachment 偏光片貼附 v上下偏光片滤光角度差90度 polarizer attach process auto clave v加压，将Ploarizer Attach时产生的气泡挤出来 。 cell test v目的：用电性能测试的方式检测做完的 PANEL，看是否有缺陷。 v方法：将Date Line的R线并连，G线并练 ，B线并连。 Pattern dot test sho