TFT制造原理与流程

1、2一、液晶显示器一、液晶显示器(LCD)的基础的基础 1.1液晶材料及液晶显示器的基本定义液晶材料及液晶显示器的基本定义 1.2液晶显示器的基础及原理液晶显示器的基础及原理二、二、 TFT-LCD制造基本流程及设备制造基本流程及设备 2.1 制造流程概要制造流程概要 2.2 ARRAY工艺流程及设备工艺流程及设备 2.3 CELL工艺流程及设备工艺流程及设备 2.4 Module工艺流程及设备工艺流程及设备31.1液晶材料及液晶显示器的基本定义液晶材料及液晶显示器的基本定义q液晶的发现 1888年，奥地利植物学家F. Reinitzer在测量某些有机物熔点时发现： 1889年，德国物理学家O.

2、 Lehmann发现： 这类不透明的物体外观上属液体，但具有晶体特有的双折射性质，于是将其命名为“液态晶体” 固态固态不透明不透明浑浊状态浑浊状态透明液态透明液态加热冷却加热冷却4q液晶液晶 : : 一种液体状结晶性物质，介于固体(结晶)以及液体(非结晶)之间的第四状态(中间状态)，具有流动性以及各向异性(光学各向异性，如双折射效应).q液晶显示器液晶显示器 : : 利用外加电压以及液晶材料本身光学各向异性(如双折射效应以及旋光特性)，进而显示所需要的数字、文字、图形以及影像等功能的一种人机界面的信息、通讯、网络的系统。1.1液晶材料及液晶显示器的基本定义液晶材料及液晶显示器的基本定义5扩散扩

3、散 光学薄膜光学薄膜导光板导光板荧光管荧光管接续电路基板接续电路基板驱动用驱动用LSITCPCF基板基板偏光板偏光板液晶盒液晶盒Array基板基板液晶显示器的构造模式断面图液晶显示器的构造模式断面图1.2液晶显示器的基础及原理液晶显示器的基础及原理6封框胶封框胶 信号配线端子信号配线端子 Gate配线端子配线端子 基板基板CF基板基板Ag电极电极 配向膜配向膜液晶面板的构造平面图液晶面板的构造平面图(TFT(TFT型型 ) )1.2液晶显示器的基础及原理液晶显示器的基础及原理7偏光板偏光板CF基板基板盒垫料盒垫料转移电极转移电极(Ag)封框胶封框胶封框胶垫料封框胶垫料取向膜取向膜TFT基板基板

4、偏光板偏光板液晶液晶BGRITOBM液晶面板的构造断面图液晶面板的构造断面图(TN(TN型型 ) )1.2液晶显示器的基础及原理液晶显示器的基础及原理8彩膜空间混色法实现彩膜空间混色法实现TFTTFTLCDLCD彩色化彩色化TFT基板基板彩膜的结构彩膜的结构偏光板偏光板TFT背光源背光源偏光板偏光板液晶液晶黑色矩阵黑色矩阵提高对比度提高对比度降低降低Ioff 1.2液晶显示器的基础及原理液晶显示器的基础及原理9CELL工程工程MODULE工程工程基板 玻璃基板11001300成膜光刻（反复）基板贴合彩膜取向液晶滴下贴合切断(15型16片)面板端子接续电路基板安装背光源面板外框组装液晶液晶面板面

5、板完成完成2.1 制造流程概要制造流程概要102.2 ARRAY工艺流程及设备工艺流程及设备工程Active &S/工程工程工程检查(TN-1)检查(TN-2)：Mask ProcessCell工程ate工程Active工程 钝化层工程ITO工程检查(SFT-2)：Mask Process检查(SFT-1)Cell工程S/工程Repair(TN-1)Repair(TN-2)Repair(SFT-1)Repair(SFT-2)Glass购入,洗净后使用Glass购入,洗净后使用1112131415161718装料周转盒机械手传送装置UV药液喷淋刷洗高压喷射MS气刀传送装置机械手卸料洗浄洗

6、浄19洗浄洗浄药液刷子高圧排水排水纯水洗净 功能洗净对象作用药液刷洗高 压 喷射氧化分解溶解机械剥离机械剥离机械剥离有机物(浸润性改善)有机物微粒子(大径)微粒子(中径) 微粒子(小径)/溶解接触压水压 加速度cavitation20溅射溅射物理气相沉积 (Physical Vapor Deposition)工艺室工艺室工艺室工艺室搬送室搬送室工艺室工艺室加热室加热室进料室进料室卸料室卸料室自动移栽装置自动移栽装置21物理气相沉积PVD(Physical Vapor Deposition)阴极靶材阳极腔体泵基板22电浆辅助化学气相沉积Plasma Enhanced Chemical Vapor

7、 Deposition23电浆辅助化学气相沉积Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition加热腔加热腔工艺腔工艺腔装载台装载台纳入纳入(大气到真空大气到真空)/送出腔送出腔(真空到大气真空到大气)机械手机械手24电浆辅助化学气相沉积Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition除害装置除害装置（scrubber）汽缸汽缸cabinet气体气体BOX气体吹出电极气体吹出电极（阴极阴极）等离子体等离子体控制控制电源电源下部下部电极电极（阳极阳极）压力计压力计节流阀节流阀干泵干泵气体供给气体供给流量流量控制控制power压力控

8、制压力控制真空排气真空排气特气对应特气对应工艺腔体工艺腔体（电极电极部）部）25IN CVEUV N CVETCHZONEDI RINSE UNITA/Kdry2dry1液刀风帘干燥风刀置换液刀Out CV26q设备主要工艺单元：qEUV unit:祛除玻璃表面有机残留物。qEtch zone:刻蚀区域qRinse unit:水洗单元qDry unit：干燥单元q液刀：主要起预湿（置换），冲刷的效果。q风帘：主要是吹掉玻璃上残余的药液q风刀：干燥的玻璃的效果。2728光阻剥膜2930压力控制压力控制气体供给气体供给控制台控制台除害装置除害装置（scrubber）汽缸汽缸cabinetGas b

9、ox上部上部电极电极气体吹出气体吹出电源电源（场合场合）下部下部电极电极APC阀阀泵泵流量流量控制控制RF power压力检压力检出出真真空排空排气气特气对应特气对应APC控制C/M控制C/M等离子体工艺腔体工艺腔体M. Box31323334TEST AOI(ADI&AEI) Auto optical inspection configuration 自动光学检查自动光学检查352160mm2400mm 3GB44unit=132GBThe CCD sensor detect the substrate,Image by the process unit.Defect can be

10、reviewed preciselyCCD探测产品表面,生成的图象通过处理单元,缺陷会精确的反映出来.AOI Auto optical inspection configuration 自动光学检查设备自动光学检查设备-图形处理单元图形处理单元36qPanel structure for O/S TestqEvery data line extandsqout of the active area connect with O/S padqOn the other side all data line connected together by Shorting bar37Array Test

11、er Test station Electrical cabinet Operator console Environmental Enclosure38Array tester Array testerUsing instructions 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 c

12、aptured by the CCD camera. The image is sent to the image processing computer (IPPC) and panel flaws are identified and stored 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 i

13、mage is then processed and analyzed for defects.39404142 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%4344qCD MeasurementqTotal Pitch MeasurementqOverlay Measurement45真空贴合U

14、V照射封框胶热固化外观检查/包装切割/切条/切粒Visual test偏光片贴附2次V/T基板洗净/干燥配向膜印刷配向膜固化摩擦取向摩擦洗净/干燥垫料散布Ag涂布液晶滴下封框胶涂布垫料固着基板洗净/干燥配向膜印刷配向摸固化摩擦取向摩擦洗净/干燥PI&摩擦ODF（cell后工程）cell- 制盒流程示意图制盒流程示意图TFT侧CF侧ARRAY基板CF基板消泡激光切线46Doctor RollPI液喷头液喷头UV洗净单元洗净单元Anilox Roll流片方向流片方向移载机械手移载机械手预干燥单元预干燥单元走行走行/升降式升降式印刷台印刷台印刷版（版胴）印刷版（版胴）CELL前工程前工程（配

15、向膜印刷）（配向膜印刷）47印刷台面PI dispenserDoctor 滚轮金属板滚轮印刷版版胴预干燥部印刷部加热盘基板 非接触式(Pin)加热干燥方式Pin dispenserAnilox滚轮印刷版版胴印刷台面Doctor 滚轮印刷原理CELL前工程前工程（配向膜印刷）（配向膜印刷）48摩擦滚轮空气洗净单元摩擦头(升降式)流向摩擦平台（走行式）移载机械手空气洗净单元CELL前工程前工程（摩擦取向）（摩擦取向）49配向材分子（无规方向）摩擦滚轮玻璃基板摩擦滚轮布摩擦平台摩擦方式CELL前工程前工程（摩擦取向）（摩擦取向）50真空槽上基板液晶液晶下基板/ /AuAu UV硬化硬化贴合贴合本硬化

16、本硬化滴下滴下 散布散布固着固着下基板 ODF Line51CELL中工程中工程( (垫料垫料散布散布)設備外観図排气上流上流下流下流喷嘴基板真空洗净检查摄像头 监视器平台配管配管(使垫料带负电使垫料带负电)52炉子炉子构造和加热方式构造和加热方式无尘恒温箱过滤网风扇基板冷却方式基板冷却方式冷却搬送单元搬运机械手搬运单元Spacer固着装置图固着装置图CELL中工程中工程(Spacer固着固着)53Seal Dispenser放大图Base FrameTransfer RobotStageSealSeal印刷装置图印刷装置图0.0010.001涂布涂布Table散布单元高度传感器单元对位摄像头

17、基板高度传感器喷嘴Seal材CELL中工程中工程 (Seal印刷印刷)54固定固定压压力方式力方式基板驱动方式：轴X、Y、StageNozzle 轴金属金属追从传感器CELL中工程中工程(Ag胶涂布胶涂布单单元元)55CELL中工程中工程 (液晶滴下液晶滴下)Alignment Camera液晶液晶DispenserTransfer RobotStage滴下量计量滴下量计量Unit56CELL中工程中工程 (真空贴合真空贴合)下下Chamber对位摄像头对位摄像头UV Spot Lamp上上ChamberBase FrameTransfer Robot真空泵真空泵上定盘上定盘ESC下定盘下定盘

18、ESC57CELL中工程中工程 (Seal硬化硬化)熱熱三次元架橋照射照射樹脂硬化剂硬化硬化硬化硬化本本本本硬化硬化硬化硬化图1 Seal硬化原理图熱熱三次元架橋照射照射樹脂硬化剂硬化硬化硬化硬化本本本本硬化硬化硬化硬化熱熱三次元架橋照射照射樹脂硬化剂硬化硬化硬化硬化本本本本硬化硬化硬化硬化樹脂硬化剂硬化硬化硬化硬化本本本本硬化硬化硬化硬化图1 Seal硬化原理图加热加热Base 树脂树脂三次元架桥三次元架桥58Metal Halide 辅助反射镜照射平台冷却水照射照射照射照射Lamp冷却Filter冷却部部部部NEC鹿儿岛K2生产线装置构成Mask遮盖红外线和深层紫Metal Halide

19、Lamp辅助反射镜冷却水照射照射部部部部NECK2生产线装置Mask 遮盖照射照射单单元元部部NEC生产线装置MaskMask遮盖红外线和深层紫外线隔断生产线装置示意图冷却水Lamp冷却Filter 冷却部部CELL中工程中工程 (UV 硬化硬化)注：Seal本硬化装置和Spacer固着装置基本相同59cell后段制程示意图后段制程示意图cell检查装置面贴附面贴附贴附滚轮 偏光板高浸透刀头Scribe line大型基板砥石屏研磨水喷嘴Spindlecell检查装置激光切线外观检查包装60CELL切断切断设备构成示意图设备构成示意图 第一第一切断部切断部第二第二切断部切断部旋回部旋回部除材除材

20、部部给给材部材部Process Check部部LDCELL后工程后工程 (Cell切断切断)61CELL后工程后工程 (端面研磨端面研磨)给材部给材部除材部除材部面取部面取部角面取部角面取部控制盘控制盘上游设备（切断装置）上游设备（切断装置）下游设备（洗净装置）下游设备（洗净装置）屏流方向屏流方向屏磨石研削水喷嘴磨石屏研削水喷嘴62CELL后工程后工程 (偏光片贴附偏光片贴附)偏光板供给偏光板洗净偏光板准位面板的位置决定屏反转贴合屏送出屏受入贴合63屏屏chuck table贴附滚轮贴附移动方向滚轮旋转贴附角度贴附压力偏光板chuck table升降动作动作流程动作流程偏光板台面下降偏光板台面下