技术课程产品介绍及tft-lcd制程简介

TFT-LCD产品及制程介绍课程目标了解TFT

LCD产品轮廓建立TFT

LCD工艺流程概念TFT

LCD概论介绍基本显示原理工艺流程介绍新技术介绍

TFT

LCD概论介绍基本显示原理工艺流程介绍--阵列工艺--彩膜工艺--成盒工艺--模组工艺新技术介绍产品特性尺寸多样轻薄全平面无辐射节能高分辨率TFT-LCD产品特性HD:1366×RGB×768；FHD：1920×RGB×1080；UD：3840×RGB×2160LCD结构组成液晶面板产业带动庞大的上、下游产业的发展From

Display

Search由市调机构的资料来看,LCDTV在产值与数量有10%以上的增长率不同类别应用于增长率家中客厅一台LCDTV仅是基本需求,厨房、卧室、浴室的需求也渐渐被开发出来显示器无处不在特殊应用介绍液晶面板厂的世代2260mmG3.5620×750mm14.1”

×6G4680×880mm15”

×6G51100×1300mm27”

×6G5.51300×1500mm32”

×6G7.5

1950×2250mm47”

×6G8.5

2200×25000mm55”

×6G8.532”

×18液晶面板厂房介绍305米75米430米华星光电t2厂房为目前国内单体面积最大高科技电子厂房270米t2t1TFT

LCD概论介绍基本显示原理工艺流程介绍--阵列工艺--彩膜工艺--成盒工艺--模组工艺新技术介绍光的偏振自然光： 、电灯等普通光源发出的光，包含着垂直于 方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同。偏振光：只沿着某个特定方向振动的光。偏光片：每个偏光片都有一个特定的方向，只有沿着这个方向振动的光波才能通过偏光片，这个方向叫做“透振方向”。偏光片对光波的作用就象“狭缝”对机械波的作用一样。明明暗图一图二用机械波模拟光波：光的偏振与液晶暗光学显微镜

的液晶固体结晶液晶液体晶体：有光轴，不能随器成形，光轴不能随空间连续变化。液晶：有光轴，可以随器成形，光轴可以随空间连续变化。液体：没有光轴，可以随器成形。液晶及液晶的光学特性一种液晶分子结构液晶的等效模型液晶具有双折射特性：平行液晶长轴方向前进，光的偏振方向不变垂直液晶长轴方向前进，光的偏振方向改变最大液晶的电学特性用正型液晶用负型液晶Δε>0,正型液晶Δε<0,负型液晶TN

mode:未加电压时，液晶平躺；外加电压时，液晶像直立方向旋转VA

mode:未加电压时，液晶直立；外加电压时，液晶往平躺方向旋转液晶的显示原理外加电压的光的亮度随外加电压而改变-------++++++液晶显示原理：电压→电场→液晶旋转→穿过液晶的光偏振方向改变→光率改变→灰阶变化模块组成要素背光源 (Back

Light)偏光片

(Polarizer)阵列、彩膜玻璃+液晶

(Cell)(Driver

IC)驱动其他零件TFT-LCD的组成认识TFTGate电极glassGate绝缘层:SiNx半导体层:a-Si欧姆接触层：N+

a-SiSource电极绝缘保护层:SiNxDrain电极ITOTFT开关原理：—TFT开关原理：Gate加正电压：半导体Si中的电子被吸引到Gate绝缘层表面，形成导电沟道，Source和Drain导通，TFT打开Gate加负电压：

Gate绝缘层表面的电子遭到排斥，导电沟道 ，电子无法从Source电极流到Drain电极，TFT关闭TFT转移特性曲线（IV

curve）：单一像素结构漏极(Drain)源极(Source)水厂栅极(Gate)水龙头开关决定水是否可流过亦可决定水的流量大小B’电容?透明电极每个像素皆有独立的开关元件(TFT)与 电容(Cst)及像素透明电极(Pixel

Electrode)像素原理像素阵列电路示意图Gate功能:担任开与关的功能Data功能:负责将画面讯号送入像素中Gate

VoltagePixel

Electrode像素电极Data

VoltageCst

:电容阵列电路TFT

LCD概论介绍基本显示原理工艺流程介绍--阵列工艺--彩膜工艺--成盒工艺--模组工艺新技术介绍Array阵列Thin-Film

TransistorCell成盒Liquid

CrystalLCM模组ModuleCF彩膜Color

FilterLCD制程TFT

LCD概论介绍基本显示原理工艺流程介绍--阵列工艺--彩膜工艺--成盒工艺--模组工艺新技术介绍毛刷与洗剂进行玻璃的目前业界量产有5道光罩与4道光罩5

Mask

:

M1(Gate)

–

IN

–

M2(S/D)

–

PV

-ITOArray制程——主要工序Thinfilm成膜Photo-photo-resist

coating光阻涂布Photo

–

exposurePhoto

–development显影Etching蚀刻Stripper光阻剥离Array制程——主要工序GlassGlassGate

MetalDepositionGate

PatterningSiNx

Depositioni

a-Si

Depositionn+

a-Si

DepositionActivePatterningData

Metal

DepositionData

Metal

Patterningn+

a-Si

EtchSiNx

DepositionVia

Hole

PatterningITO

DepositionPixel

PatterningPixelDataPassivation

SiNxn+

a-Sii

a-SiGateinsulatorSiNxGateVia

holeTFT

Process

&

Structure-5MASKULVACAKTPVD

(Physical

Vapor

Deposition)机台layout進行轟擊，濺射出靶原子，而轉移至玻璃基濺鍍(sputtering)利用電漿中的Ar離子，對板之上。陽極(+)靶材玻璃基板Ar+電漿Ar

氣體陰極(-)真空濺鍍腔物理氣相沉積-濺鍍PVD

(Physical

Vapor

Deposition)介绍CVD系统构成Load

lock:

Load

lock

是大气/真空过渡的腔体Process

ChamberTransfer

ChamberInOutPECVD(Plasma

Enhanced

Chemical

Vapor

Deposition)介绍等离子体增强式化学气相沈积Plasma

Enhanced

Chemical

Vapor

Deposition通过高频交流电源提供高频振荡电子，增加电子和气体分子的碰撞几率，从而增大气体解离的效能，提高反应离子的浓度，提高成膜速度何谓PECVDPECVD(Plasma

Enhanced

Chemical

Vapor

Deposition)介绍刻号&边缘显影硬烤脱水烘干&HMDS上光阻→低压干燥→软烤→在涂胶之后显影之前对已经涂敷好的PR胶中的溶剂和水分进行烘干，并且加强PR此时与玻璃基板的附着力除去在基板显影之后PR形成的Pattern图形中的溶剂和水分，强化玻璃基板与PR胶之间的黏着性瞬間造成的真空状态可以去除玻璃基板上多余的有机气体，及杂质一并被真空吸走更可以让光阻平均的遍布于基板上在单元之后对玻璃基板进行烘干使表面水分除去，以进一步提高玻璃基板与PR胶的附着Photo介绍光源Mask透镜（折射或者反射）PR：光刻胶

Film

(metal

etc)GlassObjectLensFilm目前常用的比例为1：1光线透过mask后投射到PR上，通过PR上发生光化学反应而形成图案。基板PRcoatingexposuredevelopetch灰化Photo介绍涂布技术Spin

Coating(六代以上不采用）HMDS涂覆光刻胶密着性提高利用Thinner把不要的光刻胶除去端面Soft

ｂake挥发掉ＰR中的溶剂成分排气减压干燥降低基板支持Ｐｉｎ痕Mura，提高端面清洗效果Slit

CoatingHMDS：六甲基二硅胺烷英文缩写Coater

Nozzle距基板110umPhoto介绍PRWet

Etch等向性蚀刻(Isotropic

Etch)Dry

Etch非等向性蚀刻(Anti-istrophic

Etch)PRPRPRPRPR湿蚀刻与干蚀刻之差异Etch介绍机台示意图Rinse

3Rinse

2Rinse

1E4C/V

2C/V

1AKFRLoadC/V

3UnloadUViso1E1E3

E2Rinse

4iso2RINSE

UNITDRY

UNITETCH

UNITWORK

STEPEtch介绍-WetEtchIso：isolationUV：Ultraviolet

RaysFR：front

rinseAK：Air

knifeCV：conveyEtch介绍-Dry

Etch各制程主要控制参数介绍Strip工程(1)Strip原理及设备剥离简介：刻蚀完成后除去光刻胶的过程。成膜工程PR工程（涂覆，，显影）刻蚀工程剥离工程：刻蚀后除去光刻胶Etch介绍-Strip剥离液溶剂系剥离液成分为DMSO:MEA=7:3

（重量比）DMSO（Dimethylsulfoxide，单乙醇胺):使光刻胶膨润MEA

（Monoethanolamine，二甲亚砜): 入光刻胶与膜之间的界面①初期状态 ②

膨润·

界面 ③

溶解MEADMSO光刻胶膜Etch介绍-StripX880

OPER.OVNTFTsubstrate

glassAnnealing烤箱烘烤TFT

substrate

glassSource

electrodeGate

electrodea-SiSiNxn+MoAl-NdMoNSiNx

(passivation)MoNAlITOCstDrain

electrodeReviewaabbTFT

substrate

glassMoAln+Moa-SiSiNxMoAlSiNx

(passivation)ITOSEMAAA-A

cross-sectionBBB-B

cross-sectionITOPassMoAlMoa-Si,n+SiNxMoAlTFT

LCD概论介绍基本显示原理工艺流程介绍--阵列工艺--彩膜工艺--成盒工艺--模组工艺新技术介绍CF

in

LCD以自然界的光三原色进行混色,并调整其亮度(灰阶)来呈现不同的色彩黑色矩阵彩膜——制程与结构BM

LayerR

LayerG

LayerBLayerITO

LayerPS

LayerGlass

Unpack各layer厚度：Glass:

0.5

or

0.7um;BM:~1um;R:~2um;G:~2um;B:~2um;ITO:~0.12um;PS:~3umCF各层在LCD中的作用BM:

黑色矩阵，遮光带。RGB:3原

彩层。ITO:

通用电极PS:PHOTO

SPACE，提供cell

gapGlassITOBMRGBPS彩膜制程——彩膜工艺流程BM:Black

Matrix黑色矩阵,功用:用来遮挡漏光OC:Over

Coat保护层PS:Photo

Spacer感光间隙子,功用:支撑与维持Cell

gap均匀BM(

OC

)ITOPSUPKBMR

R

G

B

BRThen

ship to

CellPSR

FI

SortingProcess

Flow

:广视角PVA产品:广视角HVA产品:BM

GR

BITOPSRBM

GBCVD

SiNx

→

ITOPS彩膜制程——彩膜工艺流程紫外线Aligner显影Developer烘烤Oven彩膜工艺流程——黑色矩阵制程（BM

Process）黑色光阻涂布Pre-cleanerSlit

coater真空干燥Vacuum

DryerLaser

打码素玻璃投入预烘烤与冷却Pre-bake

&

Cool

plateTitler光学检查AOICPStageCPStageID

彩膜工艺流程——BMLine示意图&关键特性值ThicknessODCDTTP

单点THKODCDTTPTP2TP1TTP

长寸TP3TP4TP5

TP61241Y(0,0X)EG1EG3EG3EG14EG4EG4

2EG2

EG233TTP

长寸CDTHK、OD红色光阻涂布Pre-cleanerSlit

coaterBM

Glass紫外线Aligner显影Developer烘烤Oven真空干燥Vacuum

Dryer预烘烤与冷却Pre-bake

&

Coolplate彩膜工艺流程——彩色光阻R制程（R

Process）缺陷检查AOIR

glass绿色光阻涂布Slit

coater紫外线Aligner显影Developer烘烤OvenPre-cleaner真空干燥Vacuum

Dryer预烘烤与冷却Pre-bake

&

Cool

plate缺陷检查AOI彩膜工艺流程——彩色光阻G制程（G

Process）蓝色光阻涂布Pre-cleanerSlit

coaterR,Gglass紫外线Aligner显影Developer烘烤Oven真空干燥VacuumDryer预烘烤与冷却Pre-bake

&

Coolplate彩膜工艺流程——彩色光阻B制程（BProcess）缺陷检查AOI彩膜工艺流程——RGB

Line示意图&关键特性值THK、角段差色度CDOLCD、OLTHK、角段差、色度CPStageCPStageCVIDID

IDR色度G色度B色度角段差Thickness彩膜工艺流程——铟锡氧化膜制程（ITO

Process）氧化铟锡膜溅镀ITO

sputterITO

pre-cleanerR,G,B璃投入ITO玻璃ITO

glass缺陷检查烘烤OvenCSOT采用offlinemode

AOI洗净ITOpost-cleaner正光阻涂布Pre-cleanerSlit

coaterITO

glass紫外线显影AlignerDeveloper烘烤Oven真空干燥Vacuum

DryerPre-bake

&

Cool

plate预烘烤与冷却缺陷检查AOI彩膜工艺流程——感光间隙子制程（PSProcess）彩膜工艺流程——B/PS

Line示意图&PS关键特性值PSHCDOLStageStageCPCPPSHCVTFT

LCD概论介绍基本显示原理工艺流程介绍--阵列工艺--彩膜工艺--成盒工艺--模组工艺新技术介绍工艺流程（

LCD结构）UnitFunction：Backlight提供显示用光源TFT控制像素施加电压CF通过RGB子像素组合出各种色彩Cell利用液晶的排列状态改变光线工艺流程（

TFT-LCD

Process

Flow）Cell工艺完成图Cell关键检查项目:Cell

gap,重力Mura,低温Bubble,点灯目检PI

LineFlow说明FBPC(WET)

FBPO

FBPC(DRY)

FPIPLD:基板投入FBPC(WET):印刷前湿式洗淨FBPO:

洗淨烘乾及冷却FBPC(DRY):印刷前乾式洗淨(表面改质)PI前Buffer:收納存放基板FPIP：將PI膜均勻的涂布於基板上FPPO：PI膜預烤及去除溶剂平整化FPII：PI膜印刷品質檢查FPMI：以Camera或人眼檢視FPII所檢出的Defect，進行覆判返修FPMO：PI膜高温固烤及冷却ULD：基板产出至ODFFPPOFPIIFPMOInkjetPrebake检查Post

bakeReworkOKNGCELL的构造：配向膜：供给液晶分子的排列媒介(预倾角)制程目的：在玻璃基板(TFT、CF)上均勻塗佈上一層薄膜，並且升溫把其溶劑揮發，其塗佈區域/範圍依照產品設計而定；薄膜厚度依據所選定的PI材料&吐出量而有不同。經預烤後會呈金黃色(依不同膜厚而有不同之顏色)制程要求：均勻將PI液涂布至基板表面，符合製程要求之膜厚均勻性、可靠度(RA)及降低各種defect(mura、pinhole)的產生。PI段材料制程目的（一）※如果沒有配向膜會怎樣？液晶在沒有配向膜的基板上呈散亂狀的排列→無法控制光的方向→無法製造我們想要的影像→無法控制電壓施加時液晶Tilt的方向(reverse

tilt)→影像品質不佳特性：具有良好的绝缘，化性稳定，耐热佳PI段材料制程目的（二）PI

Coater与Inkjet比较PI

CoatingPI

Inkjet

PrintingPIusage60~70%(固含：6.5%)90%以上(固含3.5%~4%)Product

change

time3hr10min消耗材APR版,刮刀Film生产应用范围单一版对应一种尺寸同一head可对应多种尺寸装置机构重量重,体积大重量清,体积小安全性AR重, 作业 性高Head

方便保养与维修部品多样复杂简易涂布原理：用Roller方式透过印刷版将PI液转印至基板上涂布原理：利用一整排印刷喷头直接将PI液喷印至基板上PI

CoaterPI

InkjetFBOC(WET):进ODF前湿式洗淨FBOO:洗淨烘乾及冷却FSDP:框胶和金胶涂布FSLI:检查框胶和金胶的涂布状况和particle

defect

densityFDRY：进ODF

前乾式洗净FLCD：液晶滴下机FVAB：真空状态下,将CF

和TFT

上下基板对组完成FSUV：将UV

胶进行部分硬化FMAI：对组完后的基板进行检查FSMO:将框胶热硬化部分完成和液晶进行再配向FLCI：利用背光灯和绿灯用人眼目视对基板进行初步检查,让问题可以先行看出FBOCFBOOFSDPFSLIFDRYFLCDFVABFSUVFMAIFSMOFLCIODF Line

Flow说明框胶贴合UV热光箱检查CFTFT 滴液晶ODF段材料制程目的制程目的:依照pattern

涂布框胶和点金胶,并在框胶的范围内在滴入液晶以形成适当的GAP,框胶目的是为了封住液晶与外面空气隔绝和撑住Pattern

边缘GAP,金胶的目的是透过金胶將

CF

和TFT

的ITO导通,以控制液晶的驱动,藉此显示画面制程要求：框胶完全封住液晶不外流,银胶确实导通,并均勻將液晶滴至基板表面，符合製程要求之总量、避免产生各種defect(bubble、GM

mura)的產生。AU

SealLC:在TFT-LCD中,LC是扮演著光閥的角色,藉由Pixel的驅動,控制光量及光的方向,配合惼光板,造成明暗灰階變化及視角;Sealant:固定TFT

and

CF,並且保護內部所有的材料,扮演的是類似牆壁的角色.传统制程与ODF制程比较註:ODF最早用於5代線传统液晶注入法液晶滴下法ODF:

One

DropFillingODF制程优点新的滴下式液晶注入法则是在先将液晶直接滴在玻璃上，然后在进行上下玻璃的对组。这种新的制程可以大幅节省灌液晶的时间与液晶材料，尤其在超大尺寸面板具有

优势新旧差异:以三十吋面板为例，传统灌液晶方式灌一片大约需要五天的时间，ODF只需要2小时，并且节省约40%的液晶材料传统LCD的液晶注入方式，是在上下玻璃对组之后以毛细原理将液晶慢慢吸入，这种灌液晶方法缺点是非常耗时且浪费液晶ODF設备1st

UV单版切割微观检查机2nd

UV巨观检查机FCUTFUVMFAOIFUVOFMAC盒厚量测机FGAPLDULDHVA

Line

Flow说明初始状态：LC分子垂直于基板；

monomer均匀分布在LC中；电压ON，中间LC分子在电场作用下发生较大偏转，两侧偏转较小UV

ON，monomer发生聚合反应，于两侧PI处，靠近PI侧LC分子被锚定，形成预倾角电压OFF，靠近PI侧LC分子不动，中间LC分子会恢复到垂直基板状态，但由于受到两侧LC的作用，不能完全垂直制程目的:通过使用313nm主波长紫外线照射玻璃基板，使面板内的残留的Monomer聚合反应完全，以达到提升Panel的静态对比效果。制程要求：1.Monomer的分光感度;2.LCDGlass的分光透过率;3.LCD使用材料的Damage;4.印加电压Step;5.UV

Lamp波长HVA段材料制程目的HVA优点Non-

protrusion

process.→

Less

CF

process

steps→

cost

downHigh

brightness.→

No

main

slit,

no

protrusion→

High

A.R.High

contrast

ratio.→

High

A.R,

no

protrusion→

Brighter

L255,

Darker

L0Fast

response

time.→

All

display

area

with

pre-tilt

angleCell后制程Flow说明output切割磨边磨边后洗净一次点灯二次点灯偏贴前洗净偏贴加压脱泡将组立后Substrate分割成不同尺寸的Panel提供下游制程精度、外观品质、洁净符合要求之PanelBEOL段材料制程目的(切割）TFT

PolarizerCFPCBLight

GuideLampLC

cellPolarizerPolarizer吸收为什么要贴偏光板：将一般不具有偏激性的自然光极化，使进入Panel的光为偏通过此与液晶分子的光学特性搭配，从而达到输出可控制的明暗效果BEOL段材料制程目的(偏贴）（１）两片偏光板吸收轴并未直交（２）两片偏光板吸收轴直交（１）（２）BEOL段材料制程目的(Cell

TEST）目的：通过输入各种模式信号，检查显示方面功能缺陷及Panel品味方式：full

contact方式和Shorting

bar方式，人眼检查TFT

LCD概论介绍基本显示原理工艺流程介绍--阵列工艺--彩膜工艺--成盒工艺--模组工艺新技术介绍一.Outline

of

ModuleCELLOpen

CellBonding

ProcessPCBA（印刷电路板）COF

（驱动IC）ASSY

ProcessModuleB/L

（背光模块）【PCBA压接】【COF

Bonding】ACF贴附

COF位置对位・压接CellHeadACFHeadCellCOFHeadCellPCBACOF/PCBA

Bonding・点/线缺陷・不均/污点功能检查【Inspection】示波器测试调整棒・闪烁・灰度波形在驱动状态放置一定时间【Aging】高温室Final

InspectionInspection／AgingLCD模块Backlight１２Cell

COFPCBAAssembly模组工程的目的及作用将COF、PCBA、通过ACF，Bonding在Cell上形成Open

cell，然后再将B/L、板金、螺丝等组装到OpenCell上、由此完成一个显示模组外观检查Bazel一.Outline

of

Module二、Module制程介绍，然后用激光将Load～Laser

shorting

cut用机器手将Cell从Cassette中取出，并打印PanelIDOLB处的Shorting

bar切断PanelID/贴LabelLoader从Cassete中取出Laser

cutLaser

shorting

cutLead

clean～OLB

bonding(COF料带)端子洗净Blow＆Ｗipe with

IPA预压接ACF

pre-bonding预定位Punch

&Mounting本圧接Bonding３番chuck1番chuck２番huck４番chuckCCD1CCD2(ACF

Anisotropic

ConductiveFilm)二、Module制程介绍Heat

&PressureACF(异方性导电胶Anisotropic

ConductiveFilm):半透 分子材料，上下方向具导电性，电极上之相鄰線路間具絕緣性。制程管控参数:温度/压力/时间COF

Lead粘合剂热硬化性树脂：环氧树脂/亚克力脂导电粒子Au

coated

plastic

ball：3～10

μmACF的三大功用:導通/絕緣/黏著【ACF侧视图】Base

filmCell/PCBA

Lead二、Module制程介绍BA系列21

系列16

系列11系列6系列11357COF

Align

X,Y检查压痕强度,数量,长度检查OLB

Check检查OLB本压后，ACF粒子的破裂状态，COF端子的压接偏移尺寸，及玻璃的破裂检查玻璃的破裂及损坏状况二、Module制程介绍TUFFY（防水胶）涂布用TUFFY覆盖屏端子露出部及COF引线露出部，防止由异物、水分等引起的端子间短路和腐蚀。水分，不纯物COFTFTCF涂胶针头Panel二、Module制程介绍PCBA

bondingACF

预压接对位加热，加压本圧接Open

Cell制程管控参数:温度/压力/时间二、Module制程介绍PCBI（点灯检查）PCBI:将PCBABonding后Open

cell点亮，进行功能检测以及等级的判定。Panel点灯台上定位数据线连接检查画面PanelunloadingPanelloading二、Module制程介绍Assembly将模块Open

cell与B/L,板金等部材组装在一起二、Module制程介绍Assembly基本部材Open

cellB/L板金C/BC/B

FFCC/B

cover二、Module制程介绍1：高温环境2：通电检测3：点灯条件（画面）切换目的：①初期不良检出②制品老化加温AgingAging条件温度：50℃±５℃時間：1H二、Module制程介绍制品检查显示检查外观检查光学检查信号发生器ＤＣ电源二、Module制程介绍FT（Final

test）目的:利用一些特定测试画面及检验手法对组装完成之产品画面及外观进行检验,以将不良品筛检出来并判定产品等级检查项目:点，线，块，Mura，功能,电气性，外观及等级判定连接治具贴条码

；装入防静电袋中；装箱；贴箱条码

。Packing二、Module制程介绍TFT

LCD概论介绍基本显示原理工艺流程介绍--阵列工艺--彩膜工艺--成盒工艺--模组工艺新技术介绍MVA

:

Multi-Vertical

Alignment使得上/下/左/右CR=10的视角达85度!MVA广视角技术Stronglydependenton