低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的制程技術(shù)及模組技術(shù)

1、第 五 章低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的製程技術(shù)及模組技術(shù) 參考資料： 1.平面面板顯示器 基本概論 二版 顧鴻壽/周本達(dá)/陳密 /張德安/樊雨心/周宜衡 編著 出版者：高立 書號：232526 發(fā)行日期：2005年8月2.顯示器原理與技術(shù) 趙中興 編著 出版者：全華 書號：03185-01 發(fā)行日期：199915-1 前言5-2 低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的前段製程技術(shù) 1.低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的陣列電路設(shè)計(jì) 2.低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的陣列電路製程5-3 低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的後段製程技術(shù) 1.低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的液晶胞

2、製程及其技術(shù) 2.低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的模組製程及其技術(shù)5-4 低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的應(yīng)用領(lǐng)域與未來展望25-1前言*低溫多晶矽薄膜電晶體製造技術(shù)的發(fā)展已獲得很大的進(jìn)步，其原有技術(shù)之中以準(zhǔn)分子雷射退火法的結(jié)晶成長技術(shù)、朝向大面積基板發(fā)展之高效率的離子摻雜技術(shù)、低溫活性化技術(shù)和前驅(qū)體良質(zhì)非晶矽膜的電漿化學(xué)沉積技術(shù)，以便後續(xù)地利用ELA進(jìn)行低溫良質(zhì)閘絕緣膜的成長。*此一技術(shù)的進(jìn)展不單單地是關(guān)鍵製程上的開發(fā)和改良，而其相關(guān)的生產(chǎn)製程設(shè)備之改進(jìn)也不可忽視的，而元件之電路結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和改良也有很大的進(jìn)步。*低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的面板用途，僅限於攜帶式小型的顯示器產(chǎn)

3、品，而近年來則順利地開發(fā)出，10.4型XGA和8.4型SVGA之較大面積Poly-Si TFT LCD的筆記型電腦用顯示器，其未來市場的發(fā)展?jié)摿κ呛艽蟮摹?35-1前言*低溫多晶矽(Poly-Si)薄膜電晶體液晶顯示器，乃是指其薄膜電晶體中半導(dǎo)體薄膜的結(jié)晶形態(tài)是多結(jié)晶的，而非目前成熟且普遍性的非結(jié)晶。*非矽晶薄膜電晶體平面顯示器的結(jié)構(gòu)簡單化和畫面高精細(xì)化，在多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器則是嵌入不同的積體電路於玻璃基板上，進(jìn)而減少模組工程上所使用的IC數(shù)量，換言之，模組接點(diǎn)減少而可靠度提升。*低溫多晶矽的薄膜電晶體平面顯示器的特點(diǎn)，有載體的移動(dòng)率為非晶矽的300倍、低耗電、高亮度、高解析度、輕

4、薄短小、高品質(zhì)以及完美的系統(tǒng)整合性。4TFT面板就是由數(shù)百萬個(gè)TFT device以及ITO(Indium Tin Oxide，此材料為透明導(dǎo)電金屬)區(qū)域排列如一個(gè)matrix所構(gòu)成，而所謂的Array就是指數(shù)百萬個(gè)排列整齊的TFT device之區(qū)域，此數(shù)百萬個(gè)排列整齊的區(qū)域就是面板顯示區(qū)。下圖為一TFT畫素的結(jié)構(gòu)：不論TFT板的設(shè)計(jì)如何的變化,製程如何的簡化，其結(jié)構(gòu)一定需具備TFT device和控制液晶區(qū)域(光源若是穿透式的LCD，則此控制液晶的區(qū)域是使用ITO，但對於反射式的LCD是使用高反射式率的金屬，如Al等。) 附錄:參考資料 :5附錄:參考資料 :TFT device是一個(gè)開關(guān)

5、器，其功能就是控制電子跑到ITO區(qū)域的數(shù)量，當(dāng)ITO區(qū)域流進(jìn)去的電子數(shù)量達(dá)到我們想要的數(shù)值後，再將TFT device關(guān)掉，此時(shí)就將電子整個(gè)關(guān)(Keep)在ITO區(qū)域。 6 *Poly Silicon (多晶矽) 是一種約為0.1至數(shù)個(gè)um大小、以矽為基底的材料，由許多矽粒子組合而成。 *在半導(dǎo)體製造產(chǎn)業(yè)中，多晶矽通常經(jīng)由LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition)處理後，再以高於900的退火程序，此方法即為固相結(jié)晶法(Solid Phase Crystallization；SPC)。 *然而此種方法卻不適用於平面顯示器製造產(chǎn)業(yè)，此乃因?yàn)椴ＡУ淖罡?/p>

6、承受溫度只有650。因此，LTPS技術(shù)即是特別應(yīng)用在平面顯示器的製造上參考資料 :游正義-低溫複晶矽製程及元件技術(shù) 附錄:7 *低溫多晶矽自1991就開始有研究樣品，一直到1996低溫多晶矽TFT LCD才真正進(jìn)入產(chǎn)，推出2.5吋的產(chǎn)品，並搭配在攝放影機(jī)上銷售。 *Sharp、SONY則用非晶矽TFT LCD的320mm400mm基板，調(diào)整為低溫多晶矽TFT LCD生產(chǎn)線，生產(chǎn)位相機(jī)用小型Viewfinder，因此，1996可稱為低溫多晶矽TFT LCD元。 *而大型、高精細(xì)低溫多晶矽TFT LCD問世，是由Seiko-Epson在1995所試作的10.4吋面板，當(dāng)時(shí)Seiko-Epson並沒

7、有採用System On Glass的技術(shù)，最初的System On Glass技術(shù)是由東芝於1997作的12.1吋面板。參考資料 :游正義-低溫複晶矽製程及元件技術(shù) 附錄:8*所謂的低溫，是指製程溫度在600以下，低溫多晶矽製程的特色，在於利用準(zhǔn)分子雷射作為熱源，雷射光經(jīng)過投射系統(tǒng)後，會(huì)產(chǎn)生能量均勻分布的雷射光束，投射於非晶矽結(jié)構(gòu)的玻璃基板上。*當(dāng)非晶矽薄膜吸收準(zhǔn)分子雷射的能量後，原子重新排列，形成多晶矽結(jié)構(gòu)，減少缺陷，進(jìn)而得到高電子遷移率（200 cm2/V-sec)，因此可使TFT元件製作更小，增加開口率(aperture ratio)，在相同的解析度及顯示面積下變輕、變薄、變窄，並且能

8、提高面板透光度，降低消耗功率。參考資料 :游正義-低溫複晶矽製程及元件技術(shù) 附錄:9* 另外由於電子遷移率之增加，可以將部分驅(qū)動(dòng)電路隨同TFT製程同時(shí)製造於玻璃基板上，大幅降低接線數(shù)目，並藉此大幅提升液晶顯示面板的特性及可靠度，使得面板製造成本大幅降低。 * 因此，LTPS技術(shù)毫無疑問地成為下一世代最具有潛力之平面顯示器技術(shù)之一。同時(shí)該項(xiàng)技術(shù)亦可與有機(jī)發(fā)光顯示器相結(jié)合於玻璃或?yàn)樗苣z基板上製作，更突顯出LTPS技術(shù)未來無限的潛力。附錄:參考資料 :游正義-低溫複晶矽製程及元件技術(shù) *PMOS或CMOS製程技術(shù)都可製作出LTPS TFT液晶顯示器；然而，成本及良率的考量之下，愈來愈多的公司與研究單

9、位投入於P型LTPS TFT製程技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用。*LGPhilip首先於1998年率先提出P型TFT製程技術(shù)製作，包含面板周邊的驅(qū)動(dòng)電路及畫素陣列(Pixelarray)。105-1.1低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的陣列電路設(shè)計(jì)*為了製作低溫多晶矽薄膜電晶體的陣列電路，而必需利用高性能的電腦，進(jìn)行光罩網(wǎng)版之設(shè)計(jì)模擬和製作工程，其設(shè)計(jì)的範(fàn)圍包含有TFT陣列電路圖案、彩色濾光片圖案、配向膜圖案、封合圖案等規(guī)劃與設(shè)計(jì)，並依不同玻璃基板尺寸大小的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)，將前束的各種圖案間配置相互地對準(zhǔn)配合著。*在積體電路設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)詳細(xì)地考量低耗電量的因素，如電容、電壓和頻率，因?yàn)檫@些耗電量的值是與頻率、電容和

10、電壓平方成比例關(guān)係，故三者的值如能於設(shè)計(jì)時(shí)予以降低，則實(shí)際所製作的成品，即可達(dá)到低耗電量的要求。115-1.1低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的陣列電路設(shè)計(jì)*TFT-LCD中之重要元件之一，即是陣列電路製程中所製作的薄膜電晶體元件，而此一元結(jié)構(gòu)，則是相似於大型積體電路中的金氧半場效電晶體，因此具有同樣的電路特性關(guān)係，現(xiàn)有多結(jié)晶矽薄膜電晶體的元件結(jié)構(gòu)圖，如下圖所示。*在TFT結(jié)構(gòu)中的半導(dǎo)體活性層的材料為非結(jié)晶矽或多結(jié)晶矽，因而其光傳導(dǎo)度值大，在2000 1m白光的照射下，其TFT的關(guān)閉電流值增大，而形成不安定的動(dòng)作，此一關(guān)閉電流的增加，起因於半導(dǎo)體活性層的上方有氮化矽之保護(hù)膜，而發(fā)生正離子捕獲

11、和反向閘極穿隧效應(yīng)，換言之也就是所謂的寄生或衍生電晶體的動(dòng)作所產(chǎn)生的現(xiàn)象。12*低溫多晶矽(Poly-Si)薄膜電晶體平面顯示器 乃指薄膜電經(jīng)體中之半導(dǎo)體薄膜的結(jié)晶形態(tài)是多晶矽*現(xiàn)有多晶矽薄膜電晶體的元件結(jié)構(gòu)(1)5-1.1低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的陣列電路設(shè)計(jì)13*現(xiàn)有多晶矽薄膜電晶體的元件結(jié)構(gòu)(2)5-1.1低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的陣列電路設(shè)計(jì)14*結(jié)構(gòu)類似成金氧半場效電晶體(MOS-FET) 下圖:測量電壓(VGS)對汲源電流(IDS)的關(guān)係圖5-1.1低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的陣列電路設(shè)計(jì)155-1.1低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的陣列電路設(shè)計(jì)*此

12、一寄生電晶體的動(dòng)作機(jī)制，可由TFT的-si或Poly-Si薄膜層上蒸著Al或W而成反向閘電極，並由此一電極的偏壓效應(yīng)而觀察到其動(dòng)作機(jī)制。*此一反向閘極和正常的電晶體之閘電極具有相同的動(dòng)作功能，而衍生出額外的電晶體動(dòng)作，一般情況下是不希望在TFT元件中有此一現(xiàn)象發(fā)生，因?yàn)樗鼤?huì)造成關(guān)閉電流值的增加，以及表示面板畫面品質(zhì)的降低而劣化。*下圖：1.閘源電壓對平方根的汲源電流 2.汲源電壓對汲源電流 3.曲線右邊為活性區(qū)域或飽和區(qū)域，左邊則是線性區(qū)16*TFT元件電特性圖5-1.1低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的陣列電路設(shè)計(jì)175-1.2低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的陣列電路製程*大部份的薄膜

13、電晶體液晶平面顯示器製造公司之LTP TFT-LCD的製程，是採行頂部扎極的薄膜電晶體電路結(jié)構(gòu)，以及互補(bǔ)式金氧半(CMOS)的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)，傳統(tǒng)式薄膜電晶體陣列電路之CMOS的製程需要79道光罩的製程，目前主流是僅需5道光罩，而下一代進(jìn)展到34道光光罩大幅地降低製造成本。*低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器技術(shù)的製造流程示意圖，如下下頁圖所示，多晶矽薄膜形成的方法，有如積體電路製程的高溫製程法，以及利用雷射退火技術(shù)的低溫製程法等兩大類別。18 1.陣列電路設(shè)計(jì)工程 2.光罩製作工程 3.透明玻璃基板加工工程 4.洗淨(jìng)工程 5.矽薄膜形成工程 6.微影曝光工程5-1.2低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平

14、面顯示器的陣列電路製程 7.蝕刻工程 8.閘極形成工程 9.雷射退火結(jié)晶化技術(shù)10.摻雜工程11.金屬電極膜形成工程12.氫化工程13.透明電極形成工程*薄膜電晶體液晶平面顯示器的標(biāo)準(zhǔn)化製造過程:19*低溫Poly-Si TFT 製造流程圖多晶矽薄膜形成的方法如同積同電路 製程的高溫製造法以及雷射退火技術(shù)的低溫製程法。5-1.2低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的陣列電路製程205-1.2低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的陣列電路製程*在高溫製程法中，所使用的玻璃基板材料是耐熱性優(yōu)且價(jià)格較貴的石英玻璃，而低溫製程法中則使用與非晶矽TFT相同的不含鹼性離子之玻璃基板，而大幅地降低成本；高溫製程

15、法或低溫製程法的使用，取決於矽薄膜形成之源極工程之摻雜工程而定。*與非晶矽TFT製程相比較的話，則大部份的步驟是相類似的，而多晶矽TFT的特徵，另有低溫雷射退火的結(jié)晶化技術(shù)、低量摻雜汲極技術(shù)和氫化處理技術(shù)。*其標(biāo)準(zhǔn)化的製作過程約需要六項(xiàng)光罩步驟，而大致上如下：1.陣列電路設(shè)計(jì)工程製作薄膜電晶體陣列電路，必需利用電腦進(jìn)行光罩網(wǎng)版的設(shè)計(jì)模擬和製作等工程，其設(shè)計(jì)的範(fàn)圍，包含有TFT陣列電路圖案、配向膜圖案等設(shè)計(jì)。215-1.2低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的陣列電路製程2.光罩製作工程在設(shè)計(jì)工程中所完成的圖面或電腦輔助設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)資料，將其轉(zhuǎn)換並製作成光罩網(wǎng)版，一般是使用電子束描繪裝置製作出主光罩

16、。3.透明玻璃基板加工工程將玻璃製造廠商所產(chǎn)製的母板玻璃之基板材料，依不同LCD製造商的工程規(guī)格要求，而進(jìn)行局部性的加工處理，如一定尺寸歸格要求而所作的切割基工，以及表面精密度和平坦度的要求而所進(jìn)行的研磨加工。4.洗淨(jìng)工程在TFT-LCD的製造過程中，洗淨(jìng)工程大致可分成陣列工程前、液晶胞工程前和液晶胞工程後。225-1.2低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的陣列電路製程下表為陣列工程和液晶胞工程中，主要的洗淨(jìng)工程技術(shù)以及相關(guān)的資訊，在陣列工程中洗淨(jìng)時(shí)之基底材料為玻璃、薄膜電晶體和絕緣膜，而洗淨(jìng)清除的主要物質(zhì)有微顆粒、有機(jī)化合物和自然氧化膜。在液晶胞工程中洗淨(jìng)時(shí)的基底材料，是陣列電路形成之半成品

17、、配向膜和液晶胞成品，而洗淨(jìng)清除的主要物質(zhì)，有微顆粒、有機(jī)化合物和配向膜。目前主要的洗淨(jìng)方式以及其技術(shù)，有化學(xué)式的洗淨(jìng)和物理式洗淨(jìng)等兩大類別，如下下頁表所示。在TFT-LCD製程中，恩考慮到金屬離子的污染而影響到整個(gè)製程，一般都使用純水為多。23*4.洗淨(jìng)工程技術(shù)可分為:陣列工程前、液晶胞工程前、液晶胞工程後5-1.2低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的陣列電路製程24*4.洗淨(jìng)工程技術(shù)洗淨(jìng)方式可分為:化學(xué)式以及物理式5-1.2低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的陣列電路製程255-1.2低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的陣列電路製程5.矽薄膜形成工程在玻璃或石英玻璃上，TFT電路通道部份的

18、形成方法，是使用所謂的濺鍍，裝置和低壓化學(xué)氣相沉積裝置，將非晶矽薄膜堆積於上，然後再利用結(jié)晶化退火技術(shù)的加熱爐熱退火或雷射光退火法。6.微影曝光工程利用輥輪被覆式或旋轉(zhuǎn)被覆式的光阻劑塗佈裝置，將光阻劑塗佈於光罩基板後，並於烘培處理求次則將光罩基板上的膜面圖案予以曝光微影和顯影處理。其方法有將光罩圖案的投影影像所對應(yīng)的基板，反覆進(jìn)行曝光處理的步進(jìn)機(jī)式，和單次的全板式微影。 267.蝕刻工程在彩色濾光片基板和TFT基板上，所形成之金屬膜、絕緣膜和半導(dǎo)體膜等過程中作為光罩圖案，而所使用的光阻劑必需利用乾式或濕式蝕刻裝置進(jìn)行加工處理。8.閘極形成工程多晶矽薄膜電晶體元件之閘極部份的形成工程，在多晶矽薄

19、膜上利用化利化學(xué)氣相沉積法(CVD)或熱氧化法，將絕緣性SiO2薄膜形成於上，然後再利用化學(xué)氣相沉積法將閘電極功能的多晶矽薄膜堆積其上。5-1.2低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的陣列電路製程279.雷射退火結(jié)晶化技術(shù)低溫Poly-Si結(jié)晶化的技術(shù)主是準(zhǔn)分子雷射退火法，但是ELA設(shè)備輸出功率之安定性不穩(wěn)，造成膜的均勻性不佳而影響TFT元件的安定性。低溫Poly-Si TFT 所面臨最大的問題，是閘極氧化膜的SiO2和Poly-Si膜的界面問題。目前的技術(shù)是在ELA結(jié)晶化的基板上，以TEOS和PE-CVD成長SiO2，而在成膜前時(shí)，Poly-Si膜的表面已因自然氧化而遭受污染，則SiO2和Po

20、ly-Si膜的界面狀態(tài)將惡化，造成元件安定性變差。5-1.2低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的陣列電路製程285-1.2低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的陣列電路製程10.摻雜工程為了多晶矽薄膜之源極和汲極層的低電阻化，以及使關(guān)閉電壓值提高，而將高濃度的不純物導(dǎo)入的工程。一般的方法是先利用離子值入裝置、雷射摻雜裝置和電漿摻雜裝置。11.金屬電極膜形成工程配線和電極材料的選用，一般是以選用鈤、鉭、鉻、鋁等金屬導(dǎo)電膜為主，而製程上則以濺鍍法為主流。12.氫化工程提升多晶矽TFT之電流-電壓特性關(guān)係，而氫化處理工程是有必要的，將TFT通道區(qū)域的多晶矽層未飽合層之未飽和鍵與氫鍵結(jié)合後呈飽合狀態(tài)。1

21、3.透明電極形成工程29 1.洗淨(jìng)工程 2.配向膜形成工程 3.面磨配向處理工程 4.封合劑印刷形成工程 5.間隔物散佈工程 6.貼合附著工程 7.分割切斷工程 8.液晶注入和封止工程 9.偏光膜貼合附著工程10.點(diǎn)燈檢查工程*薄膜電晶體液晶平面顯示器的標(biāo)準(zhǔn)化製造過程:此段液晶胞工程是將前段完成的電路下基板，和彩色濾光片的上基板進(jìn)行組合，包含一些步驟:5-3.1低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的液晶胞製程及其技術(shù)305-3.1低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的液晶胞製程及其技術(shù)1.洗淨(jìng)工程在液晶胞工程中洗淨(jìng)時(shí)之基底材料，是陣列電路形成之半成品、配向膜和液晶胞成品，而洗淨(jìng)清除的主要物質(zhì)有微顆

22、粒、有機(jī)化合物和配向膜。目前洗淨(jìng)技術(shù)有使用藥液、機(jī)能水和紫外線臭氧、毛刷、超音波、超高音波、和高壓噴洗等2.配向膜形成工程為了使液晶材料於上下基板的表面上，呈規(guī)則性的排列和配向時(shí)，則配向膜的形成工程是很重要的工程技術(shù)，因配向排列的優(yōu)劣，深深地影響著影像畫面的鮮明度和美麗感。目前所使用的配向膜材料有聚銨酸和聚騮銨，而以聚騮銨類為主31*不同類型的乾式以及濕式超音波方式1.洗淨(jìng)工程5-3.1低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的液晶胞製程及其技術(shù)32*配向膜之形成膜式的製造方法為了使液晶材料於上下基板呈規(guī)則性排列和配向2.配向膜形成工程5-3.1低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的液晶胞製程及其技術(shù)

23、333.面磨配向處理工程在陣列電路的下基板，以及彩色濾光片的上基板等之表面所形成的配向?qū)?，為使其有一定方向性的排列，而利用附有毛布的圓筒狀輥輪來回地迴轉(zhuǎn)，如下頁圖所示，並進(jìn)行所謂的面磨處理的工程。5-3.1低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的液晶胞製程及其技術(shù)4.封合劑印刷形成工程經(jīng)配向面磨處理後之陣列電路的下基板和彩色濾光片的上基板，任選其中一片的基板之週邊的封合部，將熱硬化型或紫外線硬化型環(huán)氧樹脂類的接著劑以網(wǎng)版印刷法，如下下頁圖所示或散佈法分別塗布上去，然後進(jìn)行100度c左右的烘培處理。34*在配向膜上形成溝槽之面磨處理工程圖3.面磨配向處理工程5-3.1低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示

24、器的液晶胞製程及其技術(shù)35*經(jīng)過配向面膜處理後上下基板，任選其中一片的基板之週邊封合部，將熱硬化型或紫外線硬化型環(huán)氧樹脂類的接合劑以網(wǎng)版印刷法。*網(wǎng)版印刷法進(jìn)行封合劑印刷形成工程圖4.封合劑印刷形成工程5-3.1低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的液晶胞製程及其技術(shù)365.間隔物散佈工程在陣列電路的下基板，和彩色濾光片的上基板的任一片基板上，均勻地散佈著塑膠球或玻璃纖維，並使上下兩片的基板保持於57m的液晶胞間隙，以便後續(xù)工程中的液晶注入。如下頁圖所示，將氟龍液體與間隔物混合後，再利用濕式噴霧散佈法，由於氟化物的環(huán)保問題近年來開發(fā)出在粉狀的間隔物材加高電壓，並利用靜電力得作用將其散佈的乾式靜電

25、方法。6.貼合附著工程封合部份的形成和間隔物的散佈等處理後之陣列電路的下基板，以及彩色濾光片的上基板，就其相互間的預(yù)先設(shè)定之對應(yīng)電極進(jìn)行對位處理。5-3.1低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的液晶胞製程及其技術(shù)37*間隔物(Spacer)散佈的工程圖 5.間隔物散佈工程5-3.1低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的液晶胞製程及其技術(shù)385-3.1低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的液晶胞製程及其技術(shù)7.分割切斷工程貼合硬化後的每片基板進(jìn)行多片式的分割和切斷處理，以使其成為每一單片的面板的半成品，其切割和分?jǐn)嗟募夹g(shù)是有技巧性的且其製作流程如下頁圖，首先是在陣列基板端的表面(A)，以鑽石切割比劃出

26、直線並將此一基基板反轉(zhuǎn)，而於其背面用橡膠輥輪壓延，以使A面的刮痕線深入，緊接著是在B面進(jìn)行與A面同樣的切割動(dòng)作，並使其產(chǎn)生同樣的B面的刮痕線深入，最後則是一片一片地進(jìn)行分離處理。39*分割刀和切斷玻璃基板之製造工程7.分割切斷工程5-3.1低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的液晶胞製程及其技術(shù)405-3.1低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的液晶胞製程及其技術(shù)8.液晶注入和封止工程將每一單片面板的半成品之間隙空間抽成低壓真空狀態(tài)，並將其置入盛有液晶材料的液晶皿容器內(nèi)，當(dāng)各種液晶胞的注入口浸入後藉由外界常壓的作用，而利用毛細(xì)管現(xiàn)象將液晶胞的間隙空間內(nèi)，然後則是於注入口處塗佈上紫外線硬化和型樹脂類

27、的接著劑，並以熱或紫外光線照射而進(jìn)行硬化和封合作用。吸收上昇方式可分為浸漬法、裂縫法，流動(dòng)法418.液晶注入和封止工程*將每一單片面板的半成品之間隔空間抽成低壓真空狀態(tài)，並將其置入盛有液晶材料的液晶皿容器內(nèi)5-3.1低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的液晶胞製程及其技術(shù)425-3.1低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的液晶胞製程及其技術(shù)*液晶胞填充液晶材料的各種不同方式435-3.1低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的液晶胞製程及其技術(shù)*液晶胞填充液晶材料的各種不同方式44*液晶注入方式大致上有接觸型的吸收上昇和滴入注入5-3.1低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的液晶胞製程及其技術(shù)45*各種

28、液晶注入方式特性比較5-3.1低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的液晶胞製程及其技術(shù)465-3.1低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的液晶胞製程及其技術(shù)9.偏光膜貼合附著工程旋光性的液晶有機(jī)化合物注入上下片基板之間的有限的間隔空間，並進(jìn)行封合和洗淨(jìng)等工程後，其則是在其外側(cè)分別地貼合附著上具有偏光作用的偏光膜，或其他特殊性光學(xué)補(bǔ)償膜和增強(qiáng)功能性的光學(xué)薄膜。10.點(diǎn)燈檢查工程最後液晶面板整體的或部份的進(jìn)行人工目視檢查，或借重自動(dòng)化精密的儀器檢查，同時(shí)可以單段式取樣或混合式全面的進(jìn)行品質(zhì)檢查，以使產(chǎn)品最終成品是無缺陷的。475-3.2低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的模組製程及其技術(shù)*此段工程主要

29、是將作好封合、洗淨(jìng)和檢查之液晶胞、控制電路和驅(qū)動(dòng)IC、週邊印刷電路(PCB)、外框支架和背光板等.*模組工程圖485-3.2低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的模組製程及其技術(shù)*此段工程主要是將作好封合、洗淨(jìng)和檢查之液晶胞、控制電路和驅(qū)動(dòng)IC、週邊印刷電路(PCB)、外框支架和背光板等.*此一工程所用的主要零件和材料，有驅(qū)動(dòng)IC/LSI、DC-DC轉(zhuǎn)換器、異方向性導(dǎo)點(diǎn)膜、背光板、印刷電路板、連喈線，可繞曲式軟性電路板、焊錫劑及其他的電子零件。*形成線圈狀的帶狀自動(dòng)接合技術(shù)(TAB)，則是一個(gè)一個(gè)地利用熱硬化型的異方向性導(dǎo)電膜(ACF)的接著劑進(jìn)行黏合附著處理，若使用熱可塑型ACF的化，則液晶面

30、板的電極端子必須先行貼附ACF，而後才進(jìn)行外引腳接著(OLB)工程。所使用的驅(qū)動(dòng)IC/LSI晶片，是以帶狀載體構(gòu)裝技術(shù)(TCP)封入薄片狀的載物帶，而此一動(dòng)作稱為帶狀自動(dòng)接合技術(shù)(TAB)。49*異方向性導(dǎo)電膜的接著技術(shù)，可分為熱硬化型樹脂、熱可塑型樹脂和鎳導(dǎo)電顆粒等，熱硬化型乃是首先將ACF貼附於TAB端的一種類型，而在熱可塑型中所使用的ACF則是貼附於玻璃基板上的畫素電極端，其間也有將鎳導(dǎo)電顆?；烊氘惙较蛐詫?dǎo)電膜，而使其達(dá)到電的接著，如下頁圖a所示。*ACF膜導(dǎo)入並貼附於TAB的銅電極和玻璃機(jī)板的畫素電極間，ACF中的導(dǎo)電顆粒將兩個(gè)電極予以電的接著，然後利用外引腳接著(OLB)裝置上下地加

31、壓和加熱處理。如下頁圖b所示為OLB工程中，液晶面板、驅(qū)動(dòng)IC/LSI和印刷電路板間的連接關(guān)係，液晶面板的電極端子間距和TAB的信號輸出端間距是相同的。5-3.2低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的模組製程及其技術(shù)505-3.2低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的模組製程及其技術(shù)*異方向性導(dǎo)電膜的接著技術(shù)，可分為熱硬化型樹脂、熱可塑型樹脂和鎳(Bi)導(dǎo)電顆粒*(a)使用異方向性導(dǎo)電膜(ACF)的接著技術(shù)和(b)液晶面板、驅(qū)動(dòng)IC/LSI以及印刷電路515-3.2低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的模組製程及其技術(shù)*液晶平面顯示器模組的個(gè)種TAB構(gòu)裝技術(shù)的結(jié)構(gòu)形態(tài)，如下頁圖所示，其形態(tài)有：1.將

32、平板狀的TAB，在畫面的上下構(gòu)裝成，所謂的兩側(cè)式平板TAB類型。2.將平板狀的TAB，在畫面的單邊側(cè)構(gòu)裝成，所謂的邊側(cè)式平板TAB類型。3.將彎曲折平狀的TAB，在畫面的上下構(gòu)裝成，所謂的兩側(cè)彎曲折平式TAB類型。4.將彎曲折平狀的TAB，在畫面的單邊側(cè)構(gòu)裝成，所謂的邊側(cè)折曲式TAB類型。525-3.2低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的模組製程及其技術(shù)*LCD模組的各種TAB構(gòu)裝形態(tài)535-3.2低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的模組製程及其技術(shù)*依液晶面板的畫面大小和解析度，電極端子在間距在50m以下時(shí)，則其構(gòu)裝技術(shù)將使用所謂的晶片在玻璃(COG)的新型技術(shù)，且被廣泛地適用於多晶矽薄膜電

33、晶體的技術(shù)上，其方式是將驅(qū)動(dòng)IC以裸晶片的狀態(tài)值接地構(gòu)裝在液晶胞上，其構(gòu)裝的方法可分為面向上構(gòu)裝方式，和面向下構(gòu)裝方式。*面向下構(gòu)裝方式如下頁圖所示，晶片的電極和液晶胞的電極之相互間位置對位後，則可進(jìn)行構(gòu)裝處理。*最近也發(fā)展所謂的電路系統(tǒng)嵌入玻璃基板(COG/SOG)之新技術(shù)，將各種功能性元件，如記憶體、驅(qū)動(dòng)器、控制器和微處理器等，一體整合於玻璃基板上，其發(fā)展歷程如下下頁圖。545-3.2低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的模組製程及其技術(shù)*構(gòu)裝方式分成面向上構(gòu)裝方式以及面向下構(gòu)裝方式555-3.2低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的模組製程及其技術(shù)*各種類型構(gòu)裝技術(shù)發(fā)展圖565-3.2低溫多

34、晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的模組製程及其技術(shù)*低溫多晶矽薄膜電晶體平面顯示器完整製造流程，可分為陣列電路製程、液晶胞製和模組製程*LTPS TFT-LCD 的詳細(xì)製造流程(1)575-3.2低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的模組製程及其技術(shù)*LTPS TFT-LCD 的詳細(xì)製造流程(2)585-3.2低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的模組製程及其技術(shù)*LTPS TFT-LCD 的詳細(xì)製造流程(3)595-4 低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的應(yīng)用領(lǐng)域與未來展望*日本六家公司組一個(gè)前瞻性液晶顯示器技術(shù)研究發(fā)展中心(ALTEDEC)，其目的要開發(fā)出，具有前瞻性以及高性能液晶平面顯示器的省能

35、源，以及環(huán)保性之生產(chǎn)製程技術(shù)。*目前主動(dòng)式矩陣型有機(jī)電激發(fā)光顯示以低溫多晶矽薄膜電晶體(LTPS TFT)結(jié)合有機(jī)電激光顯示器(OLED)，還有ELDis 則是世界第一家利用連續(xù)晶界矽薄膜電晶體(CGS-TFT)結(jié)合有機(jī)電激光顯示器。連續(xù)晶界矽薄膜電晶體(CGS-TFT)有三大優(yōu)點(diǎn):1.驅(qū)動(dòng)電路可嵌入化2.高開口率化3.依脈衝波幅調(diào)變605-4 低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的應(yīng)用領(lǐng)域與未來展望*在簡單被動(dòng)式驅(qū)動(dòng)中，為達(dá)到高精細(xì)化因而單條線點(diǎn)燈時(shí)間是短的，而要同時(shí)地實(shí)現(xiàn)高輝度、低耗電和長使用壽命是不容易的，解決此一問題的方法是採用主動(dòng)式矩陣驅(qū)動(dòng)，特別是在有機(jī)EL的情況下，若使用非晶矽TFT

36、的話，則電流驅(qū)動(dòng)的能力將有所不足，在高的移動(dòng)度TFT技術(shù)是相當(dāng)重要，如表示圖如下頁。*CGS TFT三大特點(diǎn)為：1.驅(qū)動(dòng)電路可嵌入化，電流驅(qū)動(dòng)型有機(jī)EL面板之主要問題，是連接電阻和配線電阻的降低，一般的帶狀載體構(gòu)裝技術(shù)(TCP)，其連接電阻小且電極引出線很短因配線電阻小，一般驅(qū)動(dòng)IC的嵌入化可由LTPS TFT實(shí)現(xiàn)。615-4 低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的應(yīng)用領(lǐng)域與未來展望2.高開口率化，從有機(jī)EL層將光遮敝之TFT的面積變小，則開口率將可提高，開口率的提高可提升光的利用效率，而電流量相對地可以減低，且有機(jī)材料的壽命可延長。3.依脈衝波幅調(diào)變(PWM)而進(jìn)行所謂數(shù)位灰諧度的控制，此一方

37、式與類比灰諧度的控制比較，則輝度的不均勻性可有效地抑制。*日本東芝公司也開發(fā)出將三原色的畫像素直接地轉(zhuǎn)寫於陣列電路上，而可以完全地省略彩色濾光片的製作，此一技術(shù)稱之為嵌入式彩色濾光片於陣列電路技術(shù)(COA)。625-4 低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的應(yīng)用領(lǐng)域與未來展望*LTPS TFT-LCD 之高載體移動(dòng)度(a)系統(tǒng)整合性(b)高開口率635-4 低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的應(yīng)用領(lǐng)域與未來展望*世界各國主要生產(chǎn)LTPS TFT-LCD645-4 低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的應(yīng)用領(lǐng)域與未來展望*LTPS TFT-LCD 的技術(shù)發(fā)展藍(lán)圖65參考資料 :低溫多晶矽（Low T

38、emperature Poly-silicon；LTPS，以下以LTPS代稱）是LCD領(lǐng)域中的又一新技術(shù)。繼現(xiàn)在的LCD主流非晶矽（Amorphous-Silicon，以下以a-Si代稱）之後的下一代技術(shù)，但從目前的發(fā)展跡象看，並無明顯大幅進(jìn)展至LTPS的狀況。這主要是a-Si技術(shù)經(jīng)10多年的發(fā)展已經(jīng)非常成熟，業(yè)界無論在量產(chǎn)技術(shù)和面板設(shè)計(jì)技術(shù)的掌握度上都遊刃有餘，短時(shí)間內(nèi)LTPS技術(shù)仍無法達(dá)到。業(yè)界大部份的LCD廠商仍傾向把大筆投資投入a-Si生產(chǎn)線上，研究更大型基板生產(chǎn)線，強(qiáng)化生產(chǎn)效益。因此TFT LCD廠在選擇新一代薄膜電晶體液晶顯示器（TFT LCD）所使用的材料方面分為兩派，一是採改良

39、原有的非晶矽，另一是採新研發(fā)的低溫多晶矽，各持論點(diǎn)，互不相讓。大部分業(yè)界目前仍將LTPS定位在具策略性的應(yīng)用領(lǐng)域上，尤其是有機(jī)EL崛起之後，此觀點(diǎn)便更加濃厚。 附錄:LCD和有機(jī)EL的新技術(shù)-低溫多晶矽技術(shù)簡介66參考資料 :附錄:LCD和有機(jī)EL的新技術(shù)-低溫多晶矽技術(shù)簡介低溫多晶矽技術(shù)簡介 低溫多晶矽薄膜電晶體與非晶矽的工藝並無太大的差別，在工藝上稍加調(diào)整並增加一些設(shè)備，即可自非晶矽工藝轉(zhuǎn)換成低溫多晶矽工藝，成本也不會(huì)增加太多。此外，低溫多晶矽薄膜電晶體可在玻璃基板上嵌入驅(qū)動(dòng)元件，可大幅減少並保留驅(qū)動(dòng)IC的空間，提升液晶顯示面板的特性及可靠度，使面板的製造成本降低。因此其發(fā)展將使中小型尺寸

40、的顯示系統(tǒng)可以整合在玻璃基板上，尤其適合後PC時(shí)代資訊家電的需求。低溫多晶矽薄膜電晶體面板與目前所用的非晶矽薄膜電晶體面板相比，成本較為便宜，且具有更高的解析度，這是因?yàn)殡娮釉诙嗑膫鬏斔俣容^快品質(zhì)也較優(yōu)良，因而可以使薄膜電晶體的尺寸更小，增加顯示器的亮度並減少功率消耗。 在1999年以後，有機(jī)EL的興起，使LTPS技術(shù)跟著水漲船高。有機(jī)EL固然在輕薄化、省電化和文字辨視上有利，但在高解析度化上有相當(dāng)程度的困難，若無法及時(shí)解決，將喪失在移動(dòng)電話手機(jī)逐鹿的最佳機(jī)會(huì)。而LTPS所提供的TFT主動(dòng)矩陣驅(qū)動(dòng)以及驅(qū)動(dòng)電路和TFT可同時(shí)整合製造，恰可維持輕薄化優(yōu)勢情形下並解決上述解析度的問題。LTPS衍

41、然變成橫跨小尺寸LCD和有機(jī)EL的共同必要技術(shù)，可以使2.5寸的面板具備200ppi的高解析度。所以有機(jī)EL的發(fā)展需要低溫多晶矽強(qiáng)化其驅(qū)動(dòng)電路。 67參考資料 :附錄:LCD和有機(jī)EL的新技術(shù)-低溫多晶矽技術(shù)簡介目前主要業(yè)者介紹日本：自1998年業(yè)界正式投入LTPS LCD的量產(chǎn)以來，至今真正從事大規(guī)模量產(chǎn)低溫多晶矽LCD生產(chǎn)製造商主要集中在三大家，Sony(ST-LCD)、東芝和三洋。其他業(yè)者大多只是小規(guī)模量產(chǎn)或試產(chǎn)，並無立即積極轉(zhuǎn)入量產(chǎn)的動(dòng)作。據(jù)Electronic Journal統(tǒng)計(jì)1999年LTPS的全球市場為633億日圓，2000年約可成長至1000億日圓，主要的三大領(lǐng)導(dǎo)業(yè)者排名和市

42、場佔(zhàn)有率應(yīng)大致不變。LTPS最主要的市場在需要小型和高解析度的應(yīng)用市場上，約23.5寸，如數(shù)位相機(jī)和數(shù)位攝影機(jī)。近年來4寸等級產(chǎn)品逐漸出籠，估計(jì)24寸將是2000年後的市場主力。此外薄型Notebook也漸成為目標(biāo)市場，在這一市場，東芝最為積極。認(rèn)為TFT LCD市場將由低溫多晶矽主導(dǎo)，而對目前低溫多晶矽量產(chǎn)最大阻礙鐳射雷射（Excimer Laser）設(shè)備的不穩(wěn)定，也正與設(shè)備商共同尋找改善方法，積極促進(jìn)低溫多晶矽的量產(chǎn)。目前東芝的LTPS的產(chǎn)品線最為廣泛，從PDA用的4寸VGA到11.3寸的XGA Notebook，一應(yīng)俱全。LTPS的下一個(gè)深具潛力的應(yīng)用為需要高解析度以顯示字幕的810寸寬

43、螢?zāi)籇VD隨身視聽設(shè)備。 68參考資料 :附錄:LCD和有機(jī)EL的新技術(shù)-低溫多晶矽技術(shù)簡介上述主要業(yè)者的產(chǎn)品策略各有不同，三洋和東芝不僅以LTPS技術(shù)在TFT LCD上大張旗鼓，也積極以此技術(shù)為主軸，跨入有機(jī)EL。三洋已在構(gòu)築有機(jī)EL的試產(chǎn)線，並已發(fā)表以LTPS為基礎(chǔ)之2.4寸的有機(jī)EL和1.5寸反射半透過型LCD，希望以此兩產(chǎn)品，橫掃未來的行動(dòng)電話和攝影機(jī)小尺寸市場。東芝的LTPS產(chǎn)品策略和三洋略有不同，其在LCD的應(yīng)用上並不集中在小尺寸上，畢竟東芝在攜帶式的數(shù)位消費(fèi)電子產(chǎn)品上較為薄弱。東芝認(rèn)為，TFT LCD的總製造成本中，LCD控制電路部份即占15左右，如低溫多晶矽量產(chǎn)可行，即能減少此

44、部份的支出，降低製造成本。遂其重點(diǎn)是擺在東芝最擅長的大尺寸Notebook上。但東芝也將小尺寸面板鎖定在主動(dòng)矩陣的有機(jī)EL（以LTPS解決），並決定在2001年起開始生產(chǎn)，確切應(yīng)用的產(chǎn)品的細(xì)節(jié)並未披露。Sony擬以反射式LTPS LCD跨入手機(jī)面板的領(lǐng)域，傳聞該公司也有可能會(huì)改進(jìn)有機(jī)EL。69參考資料 :附錄:LCD和有機(jī)EL的新技術(shù)-低溫多晶矽技術(shù)簡介南韓：低溫多晶矽應(yīng)答速度快、製造成本低廉的優(yōu)點(diǎn)一度使三星電子、LG Philips LCD等顯示器大廠，紛紛積極投入生產(chǎn)，但因一直無法突破量產(chǎn)品質(zhì)率的問題，而改向成為主張改善非晶矽技術(shù)的一派。三星電子雖研發(fā)出2寸多的低溫多晶矽TFT LCD，但

45、其立場仍偏向改良非晶矽，三星電子錶示，低溫多晶矽可將LCD驅(qū)動(dòng)IC與控制電路內(nèi)建於面板（Panel），且動(dòng)態(tài)影像的處理速度較非晶矽快約100倍，但其量產(chǎn)的穩(wěn)定性不高，因此其產(chǎn)品策略將朝改良非晶矽的方向進(jìn)行。目前已研究出改善非晶矽的最大缺點(diǎn)動(dòng)態(tài)影像的處理速度過慢的技術(shù)，2000年底將開始量產(chǎn)工作速度在25微秒以下的產(chǎn)品，2001年推出20微秒以下的產(chǎn)品，若情況順利，在大型產(chǎn)品中，非晶矽TFT LCD仍可成為市場主力。LG.Philips LCD也繼推出10.4寸低溫多晶矽TFT LCD後，開始研究大型低溫多晶矽產(chǎn)品的量產(chǎn)。只是量產(chǎn)日期還有待證實(shí)。今後幾年業(yè)者的投入將更加活躍。70參考資料 :附錄

46、:LCD和有機(jī)EL的新技術(shù)-低溫多晶矽技術(shù)簡介除了上述業(yè)者之外，雖大型低溫多晶矽產(chǎn)品的量產(chǎn)需一段時(shí)間，但在小型顯示器（如2寸多產(chǎn)品）的應(yīng)用中低溫多晶矽製造技術(shù)已較成熟，因此對小型產(chǎn)品市場而言，低溫多晶矽TFT LCD短期內(nèi)將成主力材料。且預(yù)計(jì)2002年後結(jié)合低溫多晶矽及有機(jī)電激發(fā)光顯示器（有機(jī)EL）優(yōu)點(diǎn)的低溫多晶矽有機(jī)EL，將會(huì)成為業(yè)界及學(xué)界新的論點(diǎn)。2001年起將陸續(xù)有多家業(yè)者涉足LTPS。松下2001年起將開始生產(chǎn)攝影機(jī)用2.5寸LTPS LCD。Seiko Epson預(yù)定2002年起生產(chǎn)手機(jī)用LTPS LCD，並己試製主動(dòng)矩陣有機(jī)EL。業(yè)界判斷該公司跨入LTPS LCD只是一伏筆，真正動(dòng)機(jī)是將LTPS應(yīng)用在有機(jī)EL上。富士通、三星和L