TFT LCD 基础知识介绍

1、TFT-LCD STruCTure & PrinCiPiumTFTThin 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 STruCTureTFT-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 Spa

2、cer：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 filmTFTSealantAnisotropicconductorfilmTABConnectionControl ICPrintedcircuit boardDriver LSILight diffuserSpacerWaveguideplatePrismsheetReflectorEdge lightPolarizerDisplayelectrodeCapacitorLiquid crystalAlignment filmCommonele

3、ctrodeProtective filmColor filterBlack matrixGlass substrateTFT-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

4、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）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

5、：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

6、、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） TFT Array Process Liquid Crystal Cell Process Mod

7、ule Assembly ProcessTFT-LCD ProCeSSC/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 SUBSTRATEBlack MatrixColor LayerOver CoatITO C/F 的结构C/F ProCeSSC/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,(

8、Note Book)。 PoSSibLe DeFeCTS on C/F Particles Pattern Defects Pinholes Tokki Mixed Color MuraiTo透明导电层的作用PhoTo SPaCer简介 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元件加入電壓液晶TFT元件加入電壓液晶液晶v因TFT组件

9、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 STruCTurea uniT PixeL & iTS equiVaLenT CirCuiT(Cs on gate)TFT-array manuFaCTuring ProCeSSTFT-array ProCeSSGate Metal Sputter Depos

10、itonGate 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 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

11、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 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 DeFeCTS on a TFT arrayaPerT

12、ure raTio oF a PixeLAPERTURE RATIO = APERTURE / PIXEL AREA * 100% Color Filter Fabrication Process TFT Array Process Module Assembly ProcessTFT-LCD ProCeSSCeLL ProCeSSCeLL ProCeSS(1)CLeaning兆频超声波清洗剂刷洗Pi CoaTing淡黃色淡黃色8001200APR: Asahi Photosensitive ResinPi rubbing(2)CeLL ProCeSS(2)SeaL PrinTing(1)Se

13、aL 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 TYPESPaCer SPray(2)湿式洒布Std Spacer Qty: 110 25/mm2aTTaChmenTaLignmenThoT PreSSurevGAP: 4.85umhoT PreSSSiDe eLeVaTion - (FiniSheD CeLL2)SCribing & breakingPoLarizer aTT

14、aChmenT偏光片貼附偏光片貼附v上下偏光片滤光角度差90度auTo CLaVev加压，将Ploarizer Attach时产生的气泡挤出来。 Color Filter Fabrication Process TFT Array Process Liquid Crystal Cell ProcessTFT-LCD ProCeSSmoDuLe aSSembLy ProCeSSv后段模组组装制程是将CELL制程后的玻璃与其它如背光板、电路、外框等多种零组件组装的生产作业。The aSSembLy oF LCD DriVing CirCuiTSDriVer aTTaChmenTaniSoTroPiC ConDuCTiVe FiLm (aCF) aPPLieD beFore bonDingaCF aFTer DriVer