TFT制造原理和流程课件

1、TFT显示面板制造工程简介第1页，共72页。2目录一、液晶显示器(LCD)的基础 1.1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二、 TFT-LCD制造基本流程及设备 2.1 制造流程概要 2.2 ARRAY工艺流程及设备 2.3 CELL工艺流程及设备 2.4 Module工艺流程及设备第2页，共72页。3一、液晶显示器(LCD)的基础1.1液晶材料及液晶显示器的基本定义液晶的发现 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. 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

2、是将其命名为“液态晶体” 固态不透明浑浊状态透明液态加热冷却加热冷却第3页，共72页。4一、液晶显示器(LCD)的基础液晶 : 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).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第4页，共72页。5一、液晶显示器(LCD)的基础扩散光学薄膜导光板荧光管接续电路基板驱动用LSITCPCF基板偏光板液晶盒A

3、rray基板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第5页，共72页。6一、液晶显示器(LCD)的基础封框胶 信号配线端子 Gate配线端子 基板CF基板Ag电极 配向膜液晶面板的构造平面图(TFT型 )1.2液晶显示器的基础及原理第6页，共72页。7一、液晶显示器(LCD)的基础偏光板CF基板盒垫料转移电极(Ag)封框胶封框胶垫料取向膜TFT基板偏光板液晶BGRITOBM液晶面板的构造断面图(TN型 )1.2液晶显示器的基础及原理第7页，共72页。8一、液晶显示器(LCD)的基础彩膜空间混色法实现TFTLCD彩色化TFT基板彩膜的结构偏光板TFT背光源偏光板液晶黑色矩阵提高对比

4、度降低Ioff 1.2液晶显示器的基础及原理第8页，共72页。9二、 TFT-LCD制造基本流程及设备CELL工程MODULE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面板完成2.1 制造流程概要第9页，共72页。10二、 TFT-LCD制造基本流程及设备2.2 ARRAY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

5、-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,洗净后使用第10页，共72页。11ARRAY制造流程图第11页，共72页。12TFT Array组成材料第12页，共72页。13TFT GATE电极形成第13页，共72页。14TFT Active(岛状半导体形成)第14页，共72页。15TFT S/D源漏电极形成第15页，共72页。16TFT 钝化层及接触孔形成第16页，共72页。17TFT ITO像素电极形成第17页，共72页。182.2 ARRAY工艺流程及设备装料周转盒机

6、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第18页，共72页。192.2 ARRAY工艺流程及设备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cavitation第19页，共72页。20PVD（溅射）：物理气相沉积 (Physical Vapor Deposition)2.2 ARRAY工艺流程及设备工艺室工艺室搬送室工艺室加热室进料室卸料室自动移栽装置第20页，共72页。21PVD：物理气相沉积PVD(Physic

7、al Vapor Deposition)阴极靶材阳极腔体泵基板2.2 ARRAY工艺流程及设备第21页，共72页。222.2 ARRAY工艺流程及设备PECVD：电浆辅助化学气相沉积Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition第22页，共72页。232.2 ARRAY工艺流程及设备PECVD：电浆辅助化学气相沉积Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition加热腔工艺腔装载台纳入(大气到真空)/送出腔(真空到大气)机械手第23页，共72页。242.2 ARRAY工艺流程及设备PECVD：电浆辅助化学气相沉积Plasma

8、Enhanced Chemical Vapor Deposition除害装置（scrubber）汽缸cabinet气体BOX气体吹出电极（阴极）等离子体控制电源下部电极（阳极）压力计节流阀干泵气体供给流量控制power压力控制真空排气特气对应工艺腔体（电极部）第24页，共72页。252.2 ARRAY工艺流程及设备IN CVEUVN CVETCHZONEDI RINSE UNITA/Kdry2dry1液刀风帘干燥风刀置换液刀Out CVWET简介-湿刻设备构成第25页，共72页。262.2 ARRAY工艺流程及设备设备主要工艺单元：EUV unit:祛除玻璃表面有机残留物。Etch zone:

9、刻蚀区域Rinse unit:水洗单元Dry unit：干燥单元液刀：主要起预湿（置换），冲刷的效果。风帘：主要是吹掉玻璃上残余的药液风刀：干燥的玻璃的效果。WET简介-各工艺单元功能第26页，共72页。272.2 ARRAY工艺流程及设备WET简介-工程概念图第27页，共72页。282.2 ARRAY工艺流程及设备光阻剥膜DEY简介干刻第28页，共72页。292.2 ARRAY工艺流程及设备DEY简介设备原理第29页，共72页。302.2 ARRAY工艺流程及设备压力控制气体供给控制台除害装置（scrubber）汽缸cabinetGas box上部电极气体吹出电源（场合）下部电极APC阀泵流

10、量控制RF power压力检出真空排气特气对应APC控制C/M控制C/M等离子体工艺腔体M. BoxDEY简介工程示意图第30页，共72页。312.2 ARRAY工艺流程及设备PHOTO-曝光显影蚀刻基本概念第31页，共72页。322.2 ARRAY工艺流程及设备PHOTO-显影第32页，共72页。33PHOTO-显影2.2 ARRAY工艺流程及设备第33页，共72页。342.2 ARRAY工艺流程及设备TEST AOI(ADI&AEI) Auto optical inspection configuration 自动光学检查第34页，共72页。352.2 ARRAY工艺流程及设备2160mm

11、2400mm 3GB44unit=132GBG SizeThe CCD sensor detect the substrate,Image by the process unit.Defect can be 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-图形处理单元第35页，共72页。362.2 ARRAY工艺流程及设备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页，共72页。372.2 ARRAY工艺流程及设备Array Tester Test station Electrical cabinet Operator console Environmental Enclosure第37页，共72页。382.2 ARRAY工艺流程及设备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页，共72页。39TEST-TEG TESTER第39页，共72页。40TEST-TEG Measurement StructureMeas

15、urement Structure第40页，共72页。41TEST- Array laser repair第41页，共72页。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页，共72页。43TEST-CDC第43页，共72页。

16、44TEST-CDCCD MeasurementTotal Pitch MeasurementOverlay Measurement第44页，共72页。452.3 CELL工艺流程及设备真空贴合UV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TFT侧CF侧ARRAY基板CF基板消泡激光切线第45页，共72页。462.3 CELL工艺流程及设

17、备Doctor RollPI液喷头UV洗净单元Anilox Roll流片方向移载机械手预干燥单元走行/升降式印刷台印刷版（版胴）CELL前工程（配向膜印刷）第46页，共72页。472.3 CELL工艺流程及设备印刷台面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（配向膜印刷）第47页，共72页。482.3 CELL工艺流程及设备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（

18、摩擦取向）第48页，共72页。492.3 CELL工艺流程及设备配向材分子（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（摩擦取向）第49页，共72页。502.3 CELL工艺流程及设备真空槽上基板液晶液晶下基板/Au UV硬化贴合本硬化滴下 散布固着下基板 ODF Line第50页，共72页。512.3 CELL工艺流程及设备CELL中工程(垫料散布)設備外観図排气垫料输送部散布腔体清洁和检查组合上流下流喷嘴基板真空洗净检查摄像头监视器平台配管(使垫料带负电)第51页，共72页。522.3 CELL工艺流程及设备炉子构造和加热方式无尘恒温箱过滤网风扇基板冷却方式冷却搬送

19、单元搬运机械手搬运单元Spacer固着装置图CELL中工程(Spacer固着)第52页，共72页。532.3 CELL工艺流程及设备Seal Dispenser放大图Base FrameTransfer RobotStageSeal印刷装置图0.0010.001涂布Table散布单元高度传感器单元对位摄像头基板高度传感器喷嘴Seal材CELL中工程 (Seal印刷)第53页，共72页。542.3 CELL工艺流程及设备固定压力方式基板驱动方式：轴X、Y、StageNozzle 轴金属追从传感器CELL中工程(Ag胶涂布单元)第54页，共72页。552.3 CELL工艺流程及设备CELL中工程

20、(液晶滴下)Alignment Camera液晶DispenserTransfer RobotStage滴下量计量Unit第55页，共72页。562.3 CELL工艺流程及设备CELL中工程 (真空贴合)下Chamber对位摄像头UV Spot Lamp上ChamberBase FrameTransfer Robot真空泵上定盘ESC下定盘ESC第56页，共72页。572.3 CELL工艺流程及设备CELL中工程 (Seal硬化)加热Base 树脂三次元架桥第57页，共72页。582.3 CELL工艺流程及设备Metal Halide 辅助反射镜照射平台冷却水照射照射Lamp冷却Filter冷

21、却部部NEC鹿儿岛K2生产线装置构成Mask遮盖红外线和深层紫Metal Halide Lamp辅助反射镜冷却水照射部部NECK2生产线装置Mask遮盖照射单元部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CELL中工程 (UV 硬化)注：Seal本硬化装置和Spacer固着装置基本相同第58页，共72页。592.3 CELL工艺流程及设备cell后段制程示意图CELL切断CELL端面研磨2次V/T偏光板贴附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

22、检查装置Visual test激光切线外观检查包装第59页，共72页。602.3 CELL工艺流程及设备CELL切断设备构成示意图第一切断部第二切断部旋回部除材部给材部Process Check部LDCELL后工程 (Cell切断)第60页，共72页。612.3 CELL工艺流程及设备CELL后工程 (端面研磨)给材部除材部面取部角面取部控制盘上游设备（切断装置）下游设备（洗净装置）屏流方向屏磨石研削水喷嘴磨石屏研削水喷嘴第61页，共72页。622.3 CELL工艺流程及设备CELL后工程 (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第62页，共72页。632.3 CELL工艺流程及设备屏屏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升降动作动作流程偏光板台面下降面板台面移动偏光板台子吸着屏和偏光板接触贴附动作主要部分构成和动作概要CELL后工程 (偏光片贴附)第63页，共72页。642.3 CELL工艺流程及设备屏检装置CellProbe信号源信号源Visual test显