液晶基础知识经典教材课件

TFT-LCDProcess

--TitantaoAgendaTFT-LCDStructure&PrincipiumTFT-LCDStructureFunctionofEachPartonTFT-LCDTFT-LCDPrincipiumTFT-LCDProcessColorFilterFabricationProcessTFTArrayProcessLiquidCrystalCellProcessModuleAssemblyProcessTFT-LCDinChinaTFT-LCDStructure&PrincipiumTFT—ThinFilmTransistor

薄膜电晶体LCD—LiquidCrystalDisplay液晶显示器由于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各结构的功能背光板模組:提供光的來源.上下偏光板，TFTGlassSubstrate，液晶：形成偏振光，控制光线的通过与否。彩色滤光片：提供TFTLCD紅，綠，藍(光的三原色)的來源。ITO透明导电层：提供透明的导电通路。PhotoSpacer：提供一固定高度給彩色滤光片和TFTGlassSubstrate。作为灌入液晶時的空間.及作为上下两层Glass的支撑。Polarizerfilm(偏光板)TFTSealant(框胶)AnisotropicconductorfilmTABConnectionControlICPrintedcircuitboardDriverLSILightdiffuserSpacerWaveguideplatePrismsheetReflectorEdgelightPolarizerDisplayelectrodeCapacitorLiquidcrystalAlignmentfilmCommonelectrodeProtectivefilmColorfilter(彩色滤光片)BlackmatrixGlasssubstrate(玻璃基板)TFT-LCDStructure----(SideView)TFT-LCD名词解释分辨率（DisplayResolution）：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）。对比（ContrastRatio）：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。视角（ViewingAngle）：在大角度观看的情况下，显示器亮暗对比变差会使画面失真，而在可接受的观测角度范围就称为视角。反应时间（ResponseTime）：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20~30毫秒。（标准电影格式每画面为40毫秒）液晶简介（1）TFT-LCD使用的液晶为TN（TwistNematic）型液晶，液晶分子呈椭圆状。TN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。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）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方向介于上下表面中间的分子：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（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。上图：线性偏极光继续前进，通过第二片偏光片时，光线通过。下图：通过第二片时，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（1）当上下偏光片相互垂直时，若未施加电压，光线可通过。TFT-LCD显像原理（1）SCANIC传输信号。DRIVERIC传输显像控制信号。当某一Sub-Pixel导通时，该Sub-Pixel因无法透光呈现黑色。若该Sub-Pixel未导通，则因光通过CF而显示颜色。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）C/FIntroduceandProcess彩色滤光片基本结构是由玻璃基板（GlassSubstrate），黑色矩阵（BlackMatrix），彩色层（ColorLayer），保护层（OverCoat），ITO导电膜组成。一般穿透式TFT用彩色光片结构如下图。GLASSSUBSTRATEBlackMatrixColorLayerOverCoatITOC/F的结构放大彩色濾光膜C/FProcessC/FPixelArray马赛克式直条式三角形式四画素马赛克式:：显示AV动态画面直条式：较常显示文字画面,(NoteBook)。PossibleDefectsOnC/FParticlesPatternDefectsPinholesTokkiMixedColorMuraITO透明导电层的作用

ColorFilterFabricationProcess

TFTArrayProcess

LiquidCrystalCellProcess

ModuleAssemblyProcessTFT-LCDProcessTFTArraypreview因TFT组件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。SWON时信号写入(加入、记录)在液晶电容上，在以外时间SWOFF，可防止信号从液晶电容泄漏。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。TFTArray

等效电路TFTArrayStructureAUnitPixel&ItsEquivalentCircuit(Csongate)TFT-ArrayManufacturingProcessTFT-ArrayProcessGateMetalSputterDepositonGateMetalPatterningUsing1stMASKDepositionofnta-Si/a-SVSiNx3-LayerUsingPECVDMethodPatterningofa-SilslandsUsing2ndMASKPixelITOSputerDepositionPixelITOPatterningUsing3rdMASK

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-ArrayProcessDataBusLineandS/DMetalSputteringDataBusLineandS/DPatterningUsing4thMASKEtch-Backofn+a-SiUsingS/DLayerasaMASKPassivationSiNxDepositionUsingPECVDPassivationSiNxAtchUsingRIEPossibleDefectsonaTFTArrayApertureRatioofaPixelAPERTURERATIO=APERTURE/PIXELAREA*100%

ColorFilterFabricationProcess

TFTArrayProcess

LiquidCrystalCellProcess

ModuleAssemblyProcessTFT-LCDProcessCellProcessCellProcess(1)CleaningPICoatingÅCF&TFT淡黃色800~1200ÅAPR:AsahiPhotosensitiveResinPI制程原理将PI液滴在AniloxRoll上。DoctorRoll将AniloxRoll上的PI液整平。APR板上的圆型凸出物将Anilox

Rool凹槽内PI挤压出来并带走。将APR板上PI均匀转印到基板上，提供液晶配向层。PIRubbing(1)配向絨布PI膜配向:基板和Roller成45度角,TFT和CF基板方向差90度.Roller高速旋轉時,絨毛上的纖維會甩立起來,將PI膜刷出紋路.Rubbing的情況,類似於重鋪柏油馬路之前的刨路機,將路面刨出紋路.PIRubbing(2)CellProcess(2)SealPrinting(1)SealPrinting(2)SCREENMASKDISPENSER通常使用的两种方法：SpacerSpray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。Spacerspray(1)

WETTYPEDRYTYPESpacerspray(2)湿式洒布StdSpacerQty:11025/mm2AttachmentAlignmentHotPressureGAP:4.85umHotPressSideelevation

--(finishedCell2)CellProcess(3)Scribing&Breaking1STCUTTING2NDCUTTINGCuttingMethodCuttingProcess165432E.g.第1代面板E.g.第3.5代面板对设备的影响玻璃基板的尺寸变大直接音响电极图案形成设备。（Array）e.g.成膜设备：占地面积加大与确保膜厚均匀性等问题。e.g.湿式设备：更换效率与节省水等问题。切割尺寸增大直接影响面板组装设备。（CELL）e.g.液晶注入设备：处理时间过长等问题。次代交替快，产品生命周期短，厂商设备开发成本高。LCD面板世代资料来源：工研院经资中心ITIS计划书（2002/10）LCInjection(1)将容器抽真空将装有LC的容器上升与PANEL的注入端接触，此时LC通过毛细现象上升。过一段时间后充入洁净的空气或氮气破真空至常压。通过真空差压的原理，LC经过一段时间后充满PANEL。LCInjection(2)InjectionTypeDipMethod浸渍法：将PANEL注入口完全浸渍到LC中。利用真空差压与毛细力上升方式。TouchMethodDispenseMethodYarnMethod表面张力法：LC以表面张力布满LC皿，上升后与注入口接触。利用真空差压与毛细力上升方式。含浸法：将PANEL注入口与含LC的海绵或弹簧等接触供给LC。利用真空差压与毛细力上升方式。滴下法：由可微量供给LC的供给装置，将LC滴在注入口。利用注入的方式。NEW1013~1014ΩcmOPEN1012ΩcmINPROCESS1010ΩcmAFTERPROCESS109ΩcmPRODUCT108ΩcmAFTER1YEAR107ΩcmLCResistanceEndSeal目的：将灌好LC的PANEL封口。L.CL.CL.CL.CLCremoveUVAdhesiveUVAdhesiveLeakingEndSealProcessL.CUVLightCuringRPRUVlightP:MONOMER:INITIALERLIQUIDcuringPUVAdhesiveCuringProcessBeveling目的：将切裂后的玻璃毛边用磨轮磨出倒角，并去除外围的短路棒（ShortingBar）RemoveliquidcrystalSealLCDetergentDissolveCleaningPolarizerAttachment偏光片貼附上下偏光片滤光角度差90度Polarizer

AttachProcessAutoClave加压，将PloarizerAttach时产生的气泡挤出来。CELLTest目的：用电性能测试的方式检测做完的PANEL，看是否有缺陷。方法：将DateLine的R线并连，G线并练，B线并练。PatterndottestShortFulldottestOpenFulldottestElectricDefectFulldottestCross