TFT-LCD显示原理及工艺流程

公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！ 京东方光电科技有限公司 产品技术部 高文宝 TFT-LCD显示原理及基本构成 CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！ Catalog TFT-LCD基本构成 TFT-LCD Panel 驱动及控制电路 背光源及组件 TFT-LCD基本工作原理 TFT-LCD History 常白模式液晶显示基本原理 TFT-LCD液晶显示器灰度和颜色显示 TFT-LCD生产工艺流程 TFT-LCD Array工艺流程 TFT-LCD Cell工艺流程 TFT-LCD MDL工艺流程 CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！ TFT-LCD的基本构成 1. LCD屏 2. 驱动及控制电路 3. 背光源及组件 2 3 CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！ TFT-LCD 屏的构成 1、上偏振片 2、阵列基板 TFT开关器件 3、彩膜基板 R,G,B BM OC 4、液晶 5、取向膜 6、 CF-ITO 7、下偏振片 8、隔垫物 9、边框胶、转印电极 CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！ TFT on Array Substrate CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！ TFT-LCD 彩膜基板 CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！ TFT-LCD 彩膜基板制备 CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！ PS Main PS : on TFT Sub PS : on Gate Dummy RGB Main 1/6 & Sub 1/3 Total : 1/2 * CF Dummy RGB : PS 無 A B C 10um A B C 10um Blue Resin Edge D Red Resin Edge 4um 6um Main PS Sub PS Active Area Dummy RGB CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！ 驱动和控制电路部分 1、时序控制器 2、栅驱动器 3、源驱动器 4、直流 /直流 转换器 5、灰度级电压电路 6、 PCB （ X/Y） 7、逆变器 8、接口 CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！ Driver IC Source driver Source driver gate driver gate driver LCD Controller VGA Card Source Driver IC : 为驱动液晶提供电压 Gate Driver IC : 为 TFT Gate ON/OFF供给电压 CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！ TCP (Tape Carrier Package) COF (Chip on Film) COG (Chip On Glass) 外观形态 存在形式 TCP的组装状态 连续被卷入 Reel里 COF的组装状态 连续被卷入 Reel里 Bumped Chip状态 装在 Tray里 安装形态 应用 LCD驱动 以生产大型 TFT LCD为主 LCD驱动 以生产大型 TFT LCD为主 LCD驱动 以生产小型 LCD为主 IC IC IC Driver Type CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！ 背光源及结构组件 1、 塑料框（ Frame） 2、 灯架 3、 反射板 4、 导光板 5、 集光板 6、 扩散板 7、 散热板 8、冷阴极管灯 边灯式 楔形（单侧） Direct BLU CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！ TFTLCD history CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！ TFTLCD history CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！ TFT-LCD阵列基板尺寸的演变CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！ 什么是液晶 液晶分子都是有序排列的，根据排列的不同，热致液晶分为 向列相、近晶相 和 胆甾相 三种液晶相 分子结构： 在一定温度范围内，既具有各项异性晶体所具有的双折射性，又具有液体流动性的物质状态，被称为液晶态。 液晶态是介于晶体和液态之间的一种状态，有人称之为物质的第四种形态。 侧链 环结构 端基 director F CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！ . 光学异方性 (birefringence anisotropy) : n = n - n n n cx = c / nx ne nx ny nz .电学异方性 (dielectric anisotropy) : = - F F F F +正 -负 电场 液晶的主要性质 CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！ 常白模式液晶显示基本原理 ON OFF CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！ 偏光片的偏光性能 1. Normal 偏光片 2. WV 偏光片 3. PCF 偏光片 CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！ PVA TAC 剥 离 Film 1.前 处 理 2.拉伸 &Laminating 3.Coating 4.截 断 5.检查 6.包装 保 护 Film PSA Cutter 前 处 理 拉伸 Lami Coating Cutting 检查 偏光片 制造工艺 CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！ 前处理工艺 管理 Point 在 TAC Film上 进 行 Chemical Etching处 理 , 使其 与 偏光元件 (PVA)的粘着力加强 Scratch Tension 异 物 工 艺内 容 Winding Dry Oven 设备 主要 数 据 Film 幅度 : 1,330 mm Etching 水洗 水洗 中和 Chemical Etching Unwinding TAC Film 偏光片 制造工艺 1 CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！ 拉伸 .层合工艺 管理 Point 工艺内容 将 PVA膜 用 碘 染着后拉伸 5倍后 并赋 予偏光 特性 ,并将 其支撑体的 TAC及 保 护 Film合板的工 艺 粘着的均一性 混入 异 物 Tension 及 粘着力 设备 主要 数据 Film 幅度 : 1330 mm Dry Oven Dry Oven TAC Film PVA Film 拉伸 Process 保 护 Film 水洗 水洗 绷 直 染着 补 色 硼酸 Winding Unwinding 偏光片 制造工艺 2 CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！ Coating 工艺 管理 Point 工艺内容 剥 离 PET 偏光片 (半成品 ) 偏光片 (完成品 ) Dry Oven Coater 设备主要 数 据 粘着 层 的均一性 混入 异 物 粘着力 及 Tension Film 幅度 : 1,330 mm Unwinding Winding 为与 GLASS粘 贴 的 粘着 剂 COATING 偏光片 制造工艺 3 CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！ TFT-LCD液晶显示器灰度显示 CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！ Human Eyes LCD Gamma Human Brain Gray scale (level) Tr. (%) + = Gray scale (level) Tr. (%) Gray scale (level) Tr. (%) Sensitive to high brightness Insensitive to low brightness Linear Compensation for human eyes r1/2.2 r2.2 r1 Linear Brightness Variation 色域 （ Color Gamut） 颜色系统可以显示或打印的颜色范围 A. L*a*b* 色域 B. RGB 色域 C. CMYK 色域 CMYK到 RGB转换个 公式 : R=(K*C)/Maxval G=(K*M)/Maxval B=(K*Y)/Maxval CMYK 加色模式，用于印刷 GAMMA CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！ TFT-LCD液晶显示器颜色显示 CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！ TFT-LCD液晶显示器颜色显示 CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！ 图象表示规格 名称 解像度 长宽比 Color Graphics Adapter CGA 320 200 8:5 Enhanced Graphics Adapter EGA 640 350 64:35 Video Graphics Array VGA 640 480 4:3 Super VGA SVGA 800 600 4:3 eXtended Graphics Array XGA 1024 768 4:3 Engineering Work Station SPARC 1152 900 32:25 Super XGA SXGA 1280 1024 5:4 Ultra XGA UXGA 1600 1200 4:3 High Definition TV HDTV 1920 1080 16:9 Quadrable XGA QXGA 2048 1536 4:3 16SVGA 3200 2400 4:3 液晶显示器的图象表示规格 CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！ LCD相关性能指标 1) 分辨率 亮度的定义是指显示器在白色画面之下明亮的程度 ,单位 cd/ 对比度的 CR定义就是屏幕的纯白色亮度和纯黑色亮度的比值 响应速度是指像素由亮转暗并由暗转亮所需的时间，单位毫秒。 响应速度 =Rising（上升） +Falling（下降） 2) 亮度 3) 对比度 4) 响应速度 CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！ 可视角度就是指刚好可以看到 CR 10的画面的时候视线与垂直屏幕的平面的夹角。 5) 视角 单元开口率透光面积（ A） /象素面积（ B） 6) 开口率 LCD相关性能指标 CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！ TN-LCD的主视角 TN-LCD的主视角方向在 On 状态上 位相差最小，即使改变看像素的方向 也是位相差最小的方向 (6点方向 ) x y z a b 12点方向 6点方向 6点方向 12点方向 d a b x y C/R C/R 左右 对称 上下不 对称 On 状态 C/R与视角 CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！ Symmetric Brightness Asymmetric Brightness Light Leakage Discotic Film: Light Leakage Control at Dark State V V Vth V = Vop Bright State Grey Level Dark State E 1 2 1=2 1 2 12 10 30 2 Film Compensated Twisted Nematic (TN) Mode CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！ OFF ON Light Light Light IPS z OFF ON Light Light Light Electric Field Metal FFS TN z OFF ON Light Light Light Rubbing Direction Rubbing Direction LC Cell Structure CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！ : S/D Metal : Gate Metal : Common ITO : Pixel ITO 1D : FFS 2D : UFFS TFT Ey Rotational direction LC Rubbing Direction ON State Off State A P A Yellowish Color Bluish Color P Same Color After applied voltage Real pixel image FFS Pixel Structure CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！ Reverse Engineering for Competitor Array design rule Aperture ratio : CF CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！ C/F design rule Aperture ratio : BM open Reverse Engineering for Competitor CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！ Competitiveness of Final pixel Tight Tight High competitiveness Low CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！ BOEOT Layout : Cutting align mark : Stitch : SRC (Canon mark), TV-AA : PDI (ISO) : OLB : TEG for EPM : Process (Resolution CD) : Unit mark : Tr : Assy vernior : Align mark : PAD : Seal slit CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！ Gray Tone 原理 CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！ GTM and HTM CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！ Array工艺流程 CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！ Sputter CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！ PECVD CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！ 曝光机 Aligner CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！ Aligner CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！ 曝光光带 PS 搭载 glass进行曝光 动画 演示 五代线曝光机 MPA 7800 5510 (W) 6091 (L) 3349(H) Weight : 26970 kg Aligner CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！ IP1 EUV I/C ETCH#1 ETCH#2 ETCH#3 RINSE1 RINSE2 A/K O/C OP1 IP2 左 右 OP2 Wet Etch nozzle spray Inner bath roller glassSpray, Dip, Spray + Dip nozzle bar nozzleRinse CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！ D