FPD基礎(chǔ)知識簡述

1、FPD基礎(chǔ)知識簡述內(nèi) 容 提 綱 一、平板顯示主要基礎(chǔ)概念 二、TFT-LCD工藝流程簡介 三、主流觸控技術(shù)概述 四、中國液晶顯示發(fā)展現(xiàn)狀 五、創(chuàng)新顯示技術(shù)一、平板顯示主要基礎(chǔ)概念p（1）電子顯示器件主要類別p（2）TN， STN，TFT 液晶顯示器區(qū)別p（3）RGB色彩基礎(chǔ)原理p（4）液晶面板世代線劃分p（5）顯示器件性能指標(biāo)-像素p（6）液晶顯示主要產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成一、平板顯示主要基礎(chǔ)概念p（1）電子顯示器件類別pLCD分類：按驅(qū)動方式劃分一、平板顯示主要基礎(chǔ)概念p 顯示技術(shù)以驅(qū)動方式來劃分：有源矩陣(Active Matrix)、無源矩陣(Passive Matrix)u LCD陣營陣營中：中

2、：AMLCD陣營包括陣營包括a-Si TFT LCD、LTPS TFT LCD等技術(shù)等技術(shù) PMLCD包括FSTN(Film STN)、CSTN(Color STN)等技術(shù)備注備注2：FSTN：為了改善普通STN的底色問題，在偏光片上而加入一層補償膜，可以消除色散，實現(xiàn)黑白顯示。 CSTN：彩色STN，在FSTN技術(shù)的基礎(chǔ)上，增加一層RGB彩色膜，實現(xiàn)彩色化顯示，一般驅(qū)動路數(shù)較高。備注備注1：普通STN（Super Twisted Nematic）：超扭曲向列型；是用電場改變原為180度以上扭曲的液晶分子的排列從而改變旋 光狀態(tài)，它的好處是功耗小，具有省電的最大優(yōu)勢。備注備注3：LTPS（Lo

3、w Temperature Poly-silicon）：低溫多晶硅技術(shù)，最大優(yōu)勢在于超薄、重量輕、低耗電，可以提供更艷麗的色 彩和更清晰的影像。u OLED陣陣營中營中：l 按材料分類可劃分為：小分子OLED(SMOLED)與高分子OLED(PLED)等l 若以驅(qū)動方式來劃分：無源矩陣OLED(PMOLED)及有源矩陣OLED(AMOLED)等一、平板顯示主要基礎(chǔ)概念p有源矩陣（有源矩陣（AM）與無源）與無源矩矩陣（陣（PM）的）的差差別：在別：在于電流的驅(qū)動方式于電流的驅(qū)動方式。Active Matrix：在每個畫數(shù)里添加畫數(shù)剝膜晶體管。Passive Matrix：驅(qū)動畫數(shù)以每個畫數(shù)列單位

4、驅(qū)動。LCD有源矩陣（）無源矩陣（）三端子式二端子式ECB型相位移轉(zhuǎn)型TN型強誘電型STN型MOSFET型TFT型MIM型DR型TFD型Varistor型D-STNF-STNT-STNMLA-STN按驅(qū)動方式劃分LCD：a-SiTFTc-Si TFTP-SiTFTLTPS TFTOther TFT材質(zhì)分IPS：日立(In-Plane Switching)ASV：夏普(Advance Super View)技術(shù)分一、平板顯示主要基礎(chǔ)概念TN、STN及及TFT型液晶顯示器對比表型液晶顯示器對比表 類別 TN STN TFT 原理 液晶分子，扭轉(zhuǎn)90度 扭轉(zhuǎn)180270度 液晶分子，扭轉(zhuǎn)90度 特性

5、 黑白、單色低對比（20：1） 黑白、彩色（26萬色）低對比，較TN佳（40：1） 彩色（1667萬色）高對比，較STN（300：1） 全色彩化 否 否 可諧美CRT之全彩色 動畫顯示 否 否 可諧美CRT 視角 30度以下 40度以下 80度以下 面板尺寸 13寸 112寸 617寸以上 應(yīng)用范圍 電子表、計算機電子字典、行動電話 筆記本電腦、投影機、超薄平面彩色電視 p（2）TN， STN，TFT液晶顯示器區(qū)別主主流方向流方向備注：備注：STN：Super Twisted Nematic，超扭曲向列型；TFT：Thin Film Transistor，薄膜晶體管。一、平板顯示主要基礎(chǔ)概念平

6、板顯示器件p 等離子顯示(PDP： Plasma Display Panel)p 液晶顯示(LCD： Liquid Crystal Display)p 有機電致發(fā)光顯示(OLED：Organic Light-Emitting Diode)一、平板顯示主要基礎(chǔ)概念p（3）RGB色彩基礎(chǔ)原理l 三基色：三基色：R R G G B Bl 紅色紅色+綠色綠色=黃色黃色l 綠色綠色+藍(lán)色藍(lán)色=青色青色l 紅色紅色+藍(lán)色藍(lán)色=紫色紫色l 紅色紅色+綠色綠色+藍(lán)色藍(lán)色=白色白色p “四原色四原色”技術(shù)技術(shù)由日本夏普倡導(dǎo)，在Quattron液晶面板增加黃色，實現(xiàn)了RGBY四原色。p “六六基色基色”技術(shù)技術(shù)是

7、由創(chuàng)維集團首創(chuàng)，增加青、品紅、黃三條色軸，實現(xiàn) “六基色”3D彩色處理。一、平板顯示主要基礎(chǔ)概念p（4）液晶面板世代線劃分u 液晶面板生產(chǎn)線世代的劃分是根據(jù)玻璃基板的大小來劃分的。u 世代的不同其主力切割的產(chǎn)品尺寸不同，產(chǎn)品技術(shù)無區(qū)別，生產(chǎn)工藝略有不同。 世代世代玻璃基板尺寸玻璃基板尺寸(mm)大致對應(yīng)的產(chǎn)品尺寸大致對應(yīng)的產(chǎn)品尺寸 1代線 320*4009寸 以下的移動及專用產(chǎn)品2代線370*4709寸以下的移動及專用產(chǎn)品3代線550*6509寸以下的移動及專用產(chǎn)品4代線680*8809寸以下的移動及專用產(chǎn)品4.5代線730*92015寸以下的移動及專用產(chǎn)品5代線 1100*13008寸32寸

8、移動、筆記本、顯示器、電視6代線 1500*185018寸37寸 顯示器、電視7代線1950*225032寸42寸電視8代線2200*250032寸60寸電視10代線2880*313040寸以上電視11代線 3000*332050寸以上電視一、平板顯示主要基礎(chǔ)概念一、平板顯示主要基礎(chǔ)概念韓國LG 8.5G臺灣AUO 8.5G大陸B(tài)OE 8.5G日本Sharp 10G陸陸韓韓臺臺日日一、平板顯示主要基礎(chǔ)概念p（5）顯示器件性能指標(biāo)-像素（Pixel）u （1）分辨率：）分辨率：Image resolution，解像度，解析度，解像力，就是屏幕上顯示的像素個數(shù)。 如分辨率160128表示：水平像素

9、數(shù)為160個，垂直像素數(shù)128個。一、平板顯示主要基礎(chǔ)概念備注備注2：傳統(tǒng)影視的寬高比是 4：3，寬屏幕電影的寬高比是 1.85：1，高清晰度電視是 16：9，全景式格式電影是 2.35：1。圖像顯示規(guī)格名稱解像度長寬比Color Graphics AdapterEnhanced Graphics AdapterVideo Graphics ArraySuper Video Graphics ArrayExtended Graphics ArrayEngineering Work StationSuper Extended Graphics ArrayUltra Extended Graphi

10、cs ArrayHigh Definition Graphics ArrayQuadrable Extended Graphics Array16-Super Video Graphics ArrayCGAEGAVGAS-VGAXGASPARCS-XGAU-XGAHD-TVQ-XGA16-SVGA 3202006403506404808006001024768115290012801024160012001920108020481536320024008:564:354:34:34:332:255:44:316:94:34:3 備注備注1：VGA：Video Graphics Array（視頻

11、圖像分辨率），S：Super(超過)，X：EXtended(擴展)，U：Ultra(終極)， 第一個Q：Quarter(四分之一)，最后一個Q：Quantum(量子化)。 CIF: Common Intermediate Format QCIF: Quarter Common Intermediate Format QQCIF: Quarter QCIF Sub-QCIF: Sub Quarter QCIF一、平板顯示主要基礎(chǔ)概念u （2）PPI 是 Pixels per inch，每英寸所擁有的像素（Pixel）。計算方法：計算方法：用長跟高的像素數(shù)計算出對角方向的像素數(shù)（直角三角形），然后

12、再用對角的像素數(shù)除以 屏幕尺寸就是PPI數(shù)值。 公式表達(dá)為 PPI=（X2+Y2）/ Z （X：長度像素數(shù)，Y：寬度像素數(shù)，Z：屏幕大?。?。一、平板顯示主要基礎(chǔ)概念Module制造制造CellCF制造制造玻璃基板上游ITO玻璃Array制造制造化學(xué)品光阻劑偏光片彩色濾光片Spacer液晶配向膜導(dǎo)光板背光源背光模組驅(qū)動IC中游下游應(yīng)用數(shù)碼產(chǎn)品 數(shù)碼相機 電子字典游戲機 PDA汽車導(dǎo)航儀戶外廣告展板監(jiān)視器筆記本電腦臺式機投影儀設(shè)備材料、零組件p（6）液晶顯示主要產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成一、平板顯示主要基礎(chǔ)概念Highn 液晶液晶Low n 液晶液晶反射式反射式LCD用液晶用液晶Fast response tim

13、e廣視廣視角膜角膜新偏光板新偏光板導(dǎo)導(dǎo)光板光板擴散板擴散板增量膜增量膜整合整合型型 光學(xué)光學(xué)基基板板抗反射及防炫材料抗反射及防炫材料Inject printing高彩度材料高彩度材料彩色光阻劑彩色光阻劑光配向材料光配向材料視訊視訊用用配向材料配向材料Inject Printing制程制程配向材料配向材料無機無機配向材料及技術(shù)配向材料及技術(shù)ODF制成封裝材料制成封裝材料TCP及及COF材料材料Sealant for flexible display類類玻璃材料玻璃材料ITO取代材料取代材料OLED,PLED,CNT-FED,OTFT等材料等材料 液晶液晶材料材料光光學(xué)學(xué)膜材料膜材料彩色彩色濾濾光

14、板材料光板材料配向材料配向材料封裝封裝材材料料基板材料基板材料其他尖端顯示器材料其他尖端顯示器材料關(guān)鍵關(guān)鍵材料材料開發(fā)開發(fā)一、平板顯示主要基礎(chǔ)概念LCoS 切割切割/裂片設(shè)備技術(shù)裂片設(shè)備技術(shù) CNT-FED Spacer整列設(shè)備技術(shù)整列設(shè)備技術(shù) Roll-to-Roll 軟板鍍膜軟板鍍膜設(shè)備技術(shù)設(shè)備技術(shù) 氣相沉積氣相沉積設(shè)備技術(shù)設(shè)備技術(shù)基板基板測試測試設(shè)備技術(shù)設(shè)備技術(shù)基板清洗設(shè)備技術(shù)基板清洗設(shè)備技術(shù) 光阻光阻涂布涂布設(shè)備技術(shù)設(shè)備技術(shù) 液晶配向設(shè)備技術(shù)液晶配向設(shè)備技術(shù)液晶盒液晶盒組組裝設(shè)備技術(shù)裝設(shè)備技術(shù)顯示器檢測設(shè)備技術(shù)顯示器檢測設(shè)備技術(shù)Burn-in設(shè)備技術(shù)設(shè)備技術(shù)TCP及及COG壓壓合合設(shè)備

15、技術(shù)設(shè)備技術(shù) 關(guān)鍵設(shè)備開發(fā)關(guān)鍵設(shè)備開發(fā)基板基板制制造設(shè)備技術(shù)造設(shè)備技術(shù)組裝組裝制制造設(shè)備技術(shù)造設(shè)備技術(shù)后后段制造設(shè)備技術(shù)段制造設(shè)備技術(shù)其他其他前瞻性顯示器設(shè)備前瞻性顯示器設(shè)備OTFT熱蒸鍍熱蒸鍍設(shè)備技術(shù)設(shè)備技術(shù) Film Lamination設(shè)備技術(shù)設(shè)備技術(shù)二、TFT-LCD工藝流程簡介p（1）什么是TFT-LCD？p（2）什么是膽甾相的液晶？p（3）TFT-LCD構(gòu)造圖解p（4）TFT-LCD工藝流程簡述二、TFT-LCD工藝流程簡介n LCD：Liquid Crystal Displayn 液晶顯示器液晶顯示器u TFT: Thin Film Transistoru 薄薄膜晶體管膜晶體管

16、TFT-LCD 又稱又稱AMLCD驅(qū)動方驅(qū)動方式：有式：有源矩陣源矩陣(Active Matrix) 無無源矩陣源矩陣(Passive Matrix) p（1）什么是TFT-LCD？二、TFT-LCD工藝流程簡介備注：備注：圖示為膽甾相的液晶雜亂無序特性。根據(jù)分子排列的方式，液晶可以分為層列相層列相、向列相和膽甾相、向列相和膽甾相三種，其中向列相和 膽甾相應(yīng)用最多。p（2）什么是膽甾相的液晶？二、TFT-LCD工藝流程簡介p（3）TFT-LCD構(gòu)造圖解u TFTLCD解析示意圖解析示意圖u TFTLCD橫截面示意圖橫截面示意圖二、TFT-LCD工藝流程簡介p（4）TFT-LCD工藝流程簡述二、

17、TFT-LCD工藝流程簡介Glass成成膜膜:CVDSputter膜LithographyGlass（a)濺射 (b) (c) (d)曝光MaskMaskTFT Process顯像Etching(e)剝離反復(fù)工藝名稱工藝名稱 工藝目的工藝目的洗凈清潔基板表面，防止成膜不良濺射（SPUTTER)成Al膜、Cr膜和ITO膜PE-CVD成a-Si膜、n+a-Si膜和SiNx膜PR/曝光形成與MASK圖案相一致的光刻膠圖案濕刻（WE)刻蝕掉未被光刻膠掩蔽的金屬膜干刻（DE)刻蝕掉未被光刻膠掩蔽的非金屬膜剝離去掉殘余的光刻膠lArray Process (TFT Process)備注1：PECVD：Pl

18、asma Enhanced Chemical Vapor Deposition， 等離子體增強化學(xué)化學(xué)氣相沉積法。備注2：Dry Etching：干刻蝕；Wet Etching：濕刻蝕。備注3：ITO：Indium Tin Oxides，是一種N型氧化物半導(dǎo)體-氧 化銦錫。ITO薄膜即銦錫氧化物半導(dǎo)體透明導(dǎo)電膜。二、TFT-LCD工藝流程簡介lArray Process (TFT Process)InsulatorInsulatorGlassGlassGATEGATEDRAINDRAINSOURCESOURCEa-sia-siPixelPixel二、TFT-LCD工藝流程簡介Insulator

19、 & a-SiInsulator & a-SiGATE ElectrodeGATE ElectrodeSUBSTRATEAlAlDCAlAlAlAlAlAlAlAl Ar+Ar+AlAl Ar+Ar+TARGETSPUTTERSPUTTERR FHSiSiSiSiN NSiSiN NHSiSiHHHN NN NHHHHHPECVDPECVDGlassGlassDATA ElectrodeDATA ElectrodeWet EtchWet EtchDry EtchDry EtchF FO OSiSiSiFSiF4 4SiSiPLASMAPLASMAGasGasRFRFDeposition & P

20、atterning Process in DetailPassivationPassivationPixel ElectrodePixel ElectrodePattern-ingPattern-ingPattern-ingPattern-ingPattern-ingTFT Manufacturing Process :二、TFT-LCD工藝流程簡介lColor Filter Process (RGB Process)GlassBlack MatrixRedGreenBlueITO二、TFT-LCD工藝流程簡介CF Manufacturing Process :Pattern-ing APat

21、tern-ing BPattern-ing BPattern-ing BPattern-ing ADeposition & Patterning Process in DetailSUBSTRATEAlAlCrAlAlAlAlAlAlAlAl Ar+Ar+AlAl Ar+Ar+TARGETSPUTTERSPUTTERBAWet Etch Wet Etch Dry Etch Dry Etch F FO OSiSiSiFSiF4 4SiSiPLASMAPLASMAGasGasRFRFB/MB/MC/F C/F 二、TFT-LCD工藝流程簡介lCell Process GlassGlass-Whit

22、e (TFT Off)Black (TFT On)Upper PolarizerLiquid CrystalCell Driving Cell Driving CF Lower PolarizerITOTFT 二、TFT-LCD工藝流程簡介Cell Manufacturing Process :TFTTFTC/FC/F3CleaningAlignment-Layer Printing Rubbing Seal Printing Spacer Dispensing Assembly Cell cutting LC Injection Autoprobe Inspection 二、TFT-LCD工

23、藝流程簡介lModule ProcessBezelBezelLCD PanelLCD PanelDiffusers & PrismsDiffusers & PrismsBack Light Back Light Suppor MainSuppor MainPCBPCBD-IC(on TCP)D-IC(on TCP)Bottom CoverBottom Cover二、TFT-LCD工藝流程簡介Module Manufacturing Process :Cleaning Cleaning Autoclave Autoclave Polarizer Attachment Polarizer Atta

24、chment TCP Bonding TCP Bonding B/L Assembly B/L Assembly PCB PCB Bonding Bonding Inspection Inspection Aging TestAging TestPackaging Packaging Cell Cell Inspection Inspection 三、主流觸控技術(shù)概述p（1）觸控技術(shù)主要分類p（2）表面電容式觸控原理 p（3）觸控屏基本構(gòu)造與貼合方式p（4）主流觸控（全貼合）技術(shù)簡介三、主流觸控技術(shù)概述n 電阻式觸摸屏電阻式觸摸屏 1）四線電阻式觸摸屏 2）五線電阻式觸摸屏 3）六線電阻式觸摸

25、屏 4）七線電阻式觸摸屏n 電容式觸摸屏電容式觸摸屏 1）單點觸摸屏 2）多點觸摸屏（ multi-touch、iPhone 2007.1.19 ）n 紅外線觸摸屏紅外線觸摸屏n 超超聲波觸摸屏聲波觸摸屏備注：目前大部分手機屏采用的是電容式觸摸屏多點觸控屏。p（1）觸控屏主要分類三、主流觸控技術(shù)概述p（2）表面電容式觸控原理（ Surface Capacitive Technology ）電容式電容式ITOITO玻璃玻璃電容式電容式ITOITO膠片膠片 (表面)電容觸摸屏只采用單層的ITO，在觸摸屏四邊均鍍上狹長的電極，在導(dǎo)電體內(nèi)形成一個低電壓交流電場。 當(dāng)手指觸摸屏表面時，手指與導(dǎo)體層間會形

26、成一個耦合電容，就會有一定量的電荷轉(zhuǎn)移到人體。 為了恢復(fù)這些電荷損失，電荷從屏幕的四角補充進(jìn)來，各方向補充的電荷量和觸摸點的距離成比例，我們可以由此推算出觸摸點的位置。 三、主流觸控技術(shù)概述p（3）觸控屏基本構(gòu)造與貼合p 屏幕大致分成三個部分，從上到下分別是保護(hù)玻璃保護(hù)玻璃，觸摸屏觸摸屏、顯示屏顯示屏。 這三部分是需要進(jìn)行貼合的，一般來說需要兩次貼合：l 在保護(hù)玻璃與觸摸屏之間進(jìn)行一次貼合；l 而另一次的貼合則是在顯示屏與觸摸屏之間?；緲?gòu)造：三、主流觸控技術(shù)概述p（3）觸控屏基本構(gòu)造與貼合方式u 框貼：框貼：以雙面膠將觸摸屏與顯示屏的四邊固定，目前大部分顯示屏所采用的貼合方式。 優(yōu)點：優(yōu)點：

27、 工藝簡單，成本低廉。 缺點：缺點： 顯示屏與觸摸屏間存在著空氣層，在光線折射后導(dǎo)致顯示效果大打折扣。u 全貼合：全貼合：以水膠或光學(xué)膠將面板與觸摸屏以無縫隙的方式完全黏貼在一起。 全貼合方案分為：OGS/TOL(觸控屏廠商主導(dǎo))和On Cell /In Cell（面板廠商主導(dǎo)） 優(yōu)點：優(yōu)點： 全貼合技術(shù)消除了屏幕間的空氣，減少顯示面板和玻璃之間的反光，可以讓屏幕看 起來更加通透，增強屏幕的顯示效果。 缺點：缺點： 良率過低，貼合過程中表面玻璃和面板的報廢率高，造成生產(chǎn)成本過高。貼合方式：框貼和全貼合。三、主流觸控技術(shù)概述p（3）觸控屏基本構(gòu)造與貼合方式LCDTSP雙面膠TSP&LCD空氣層空

28、氣層傳統(tǒng)貼合方式：備注：TSP全名Touch-Screen Panel 三、主流觸控技術(shù)概述p（3）觸控屏基本構(gòu)造與貼合方式全貼合方式：LCDTSPTSP&LCD空氣層空氣層點膠三、主流觸控技術(shù)概述p（3）觸控屏基本構(gòu)造與貼合方式空氣層空氣層傳統(tǒng)貼合傳統(tǒng)貼合傳統(tǒng)貼合傳統(tǒng)貼合全貼合全貼合對比對比傳統(tǒng)貼合傳統(tǒng)貼合全貼合全貼合對比對比三、主流觸控技術(shù)概述p（4）主流觸控（全貼合）技術(shù)簡介l 單片玻璃式觸控技術(shù) OGS/TOL屏幕技術(shù)l 內(nèi)嵌式觸控技術(shù) In-cell技術(shù) On-cell技術(shù)備注：TOL=Touch On Lens，同OGS：One Glass Solution。三、主流觸控技術(shù)概述p（4）主流觸控（全貼合）技術(shù)簡介p 觸控模組廠商或上游材料廠商傾