液晶基礎(chǔ)知識經(jīng)典教材課件

TFT-LCDProcess

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

薄膜電晶體LCD—LiquidCrystalDisplay液晶顯示器由于TFT-LCD具有體積小，重量輕，低輻射，低耗電量，全彩化等優(yōu)點(diǎn)，因此在各類顯示器材上得到了廣泛的應(yīng)用。TFT-LCD各結(jié)構(gòu)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，控制光線的通過與否。彩色濾光片：提供TFTLCD紅，綠，藍(lán)(光的三原色)的來源。ITO透明導(dǎo)電層：提供透明的導(dǎo)電通路。PhotoSpacer：提供一固定高度給彩色濾光片和TFTGlassSubstrate。作為灌入液晶時(shí)的空間.及作為上下兩層Glass的支撐。Polarizerfilm(偏光板)TFTSealant(框膠)AnisotropicconductorfilmTABConnectionControlICPrintedcircuitboardDriverLSILightdiffuserSpacerWaveguideplatePrismsheetReflectorEdgelightPolarizerDisplayelectrodeCapacitorLiquidcrystalAlignmentfilmCommonelectrodeProtectivefilmColorfilter(彩色濾光片)BlackmatrixGlasssubstrate(玻璃基板)TFT-LCDStructure----(SideView)TFT-LCD名詞解釋分辨率（DisplayResolution）：顯示器上水平方向和垂直方向上相素（Pixel）的數(shù)目。注：一個(gè)相素有R、G、B三個(gè)子相素（Sub-Pixel）。對比（ContrastRatio）：顯示器最大亮度值（全白）與最小亮度值（全黑）之比值。一般TFT-LCD的對比值為200:1至400:1。視角（ViewingAngle）：在大角度觀看的情況下，顯示器亮暗對比變差會使畫面失真，而在可接受的觀測角度范圍就稱為視角。反應(yīng)時(shí)間（ResponseTime）：從輸入信號到輸出影像所經(jīng)歷的時(shí)間，一般液晶顯示器反應(yīng)時(shí)間為20~30毫秒。（標(biāo)準(zhǔn)電影格式每畫面為40毫秒）液晶簡介（1）TFT-LCD使用的液晶為TN（TwistNematic）型液晶，液晶分子呈橢圓狀。TN型液晶一般是順著長軸方向串接，長軸間彼此平行方式排列。當(dāng)接觸到槽裝表面時(shí)，液晶分子就會順著槽的方向排列于槽中。液晶簡介（2）液晶簡介（3）當(dāng)液晶被包含在兩個(gè)槽狀表面中間，且槽的方向互相垂直，則液晶分子的排列為：上表面分子：沿著a方向下表面分子：沿著b方向介于上下表面中間的分子：產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的效應(yīng)。因此液晶分子在兩槽狀表面間產(chǎn)生90度的旋轉(zhuǎn)。光與液晶分子產(chǎn)生的效果（2）當(dāng)在上下表面之間加電壓時(shí)，液晶分子會順著電場方向排列，形成直立排列的現(xiàn)象。此時(shí)入射光線不受液晶分子影響，直線射出下表面。偏光板的特性作用：將非偏極光（一般光線）過濾成偏極光。當(dāng)非偏極光通過a方向的偏光片時(shí)，光線被過濾成與a方向平行的線性偏極光。上圖：線性偏極光繼續(xù)前進(jìn)，通過第二片偏光片時(shí)，光線通過。下圖：通過第二片時(shí)，光線被完全阻擋。將偏光板、槽狀表面、液晶組合后產(chǎn)生的光學(xué)效果（1）當(dāng)上下偏光片相互垂直時(shí)，若未施加電壓，光線可通過。TFT-LCD顯像原理（1）SCANIC傳輸信號。DRIVERIC傳輸顯像控制信號。當(dāng)某一Sub-Pixel導(dǎo)通時(shí)，該Sub-Pixel因無法透光呈現(xiàn)黑色。若該Sub-Pixel未導(dǎo)通，則因光通過CF而顯示顏色。經(jīng)過光的合成效果，顯示器即可產(chǎn)生彩色效果。TFT-LCD顯像原理（2）TFT-LCD顯像原理（3）C/FIntroduceandProcess彩色濾光片基本結(jié)構(gòu)是由玻璃基板（GlassSubstrate），黑色矩陣（BlackMatrix），彩色層（ColorLayer），保護(hù)層（OverCoat），ITO導(dǎo)電膜組成。一般穿透式TFT用彩色光片結(jié)構(gòu)如下圖。GLASSSUBSTRATEBlackMatrixColorLayerOverCoatITOC/F的結(jié)構(gòu)放大彩色濾光膜C/FProcessC/FPixelArray馬賽克式直條式三角形式四畫素馬賽克式:：顯示AV動(dòng)態(tài)畫面直條式：較常顯示文字畫面,(NoteBook)。PossibleDefectsOnC/FParticlesPatternDefectsPinholesTokkiMixedColorMuraITO透明導(dǎo)電層的作用

ColorFilterFabricationProcess

TFTArrayProcess

LiquidCrystalCellProcess

ModuleAssemblyProcessTFT-LCDProcessTFTArraypreview因TFT組件的動(dòng)作類似一個(gè)開關(guān)(Switch)，液晶組件的作用類似一個(gè)電容，藉Switch的ON/OFF對電容儲存的電壓值進(jìn)行更新/保持。SWON時(shí)信號寫入(加入、記錄)在液晶電容上，在以外時(shí)間SWOFF，可防止信號從液晶電容泄漏。在必要時(shí)可將保持電容與液晶電容并聯(lián)，以改善其保持特性。TFTArray

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

這是5次光刻形成TFT圖形，采用底柵背溝道刻蝕的工藝。以玻璃為基板。第一次光刻形成柵線原料為Cr。第二次光刻形成“硅島”——SiNx，a-Si，n+-a-Si層，第三次光刻形成ITO導(dǎo)電膜，第四次光刻形成源極漏極，材料為Cr，并進(jìn)行n+切斷，基本形成TFT。最后第五次光刻形成SiNx保護(hù)膜。TFT-ArrayProcessDataBusLineandS/DMetalSputteringDataBusLineandS/DPatterningUsing4thMASKEtch-Backofn+a-SiUsingS/DLayerasaMASKPassivationSiNxDepositionUsingPECVDPassivationSiNxAtchUsingRIEPossibleDefectsonaTFTArrayApertureRatioofaPixelAPERTURERATIO=APERTURE/PIXELAREA*100%

ColorFilterFabricationProcess

TFTArrayProcess

LiquidCrystalCellProcess

ModuleAssemblyProcessTFT-LCDProcessCellProcessCellProcess(1)CleaningPICoating?CF&TFT淡黃色800~1200?APR:AsahiPhotosensitiveResinPI制程原理將PI液滴在AniloxRoll上。DoctorRoll將AniloxRoll上的PI液整平。APR板上的圓型凸出物將Anilox

Rool凹槽內(nèi)PI擠壓出來并帶走。將APR板上PI均勻轉(zhuǎn)印到基板上，提供液晶配向?qū)印IRubbing(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(zhuǎn)時(shí),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(jī),將路面刨出紋路.PIRubbing(2)CellProcess(2)SealPrinting(1)SealPrinting(2)SCREENMASKDISPENSER通常使用的兩種方法：SpacerSpray制程：將間隙粒子均勻地分布在基板上，以作為TFT與CF間的支撐，使整個(gè)面板擁有均勻的間隙。Spacerspray(1)

WETTYPEDRYTYPESpacerspray(2)濕式灑布StdSpacerQty:11025/mm2AttachmentAlignmentHotPressureGAP:4.85umHotPressSideelevation

--(finishedCell2)CellProcess(3)Scribing&Breaking1STCUTTING2NDCUTTINGCuttingMethodCuttingProcess165432E.g.第1代面板E.g.第3.5代面板對設(shè)備的影響玻璃基板的尺寸變大直接音響電極圖案形成設(shè)備。（Array）e.g.成膜設(shè)備：占地面積加大與確保膜厚均勻性等問題。e.g.濕式設(shè)備：更換效率與節(jié)省水等問題。切割尺寸增大直接影響面板組裝設(shè)備。（CELL）e.g.液晶注入設(shè)備：處理時(shí)間過長等問題。次代交替快，產(chǎn)品生命周期短，廠商設(shè)備開發(fā)成本高。LCD面板世代資料來源：工研院經(jīng)資中心ITIS計(jì)劃書（2002/10）LCInjection(1)將容器抽真空將裝有LC的容器上升與PANEL的注入端接觸，此時(shí)LC通過毛細(xì)現(xiàn)象上升。過一段時(shí)間后充入潔凈的空氣或氮?dú)馄普婵罩脸?。通過真空差壓的原理，LC經(jīng)過一段時(shí)間后充滿PANEL。LCInjection(2)InjectionTypeDipMethod浸漬法：將PANEL注入口完全浸漬到LC中。利用真空差壓與毛細(xì)力上升方式。TouchMethodDispenseMethodYarnMethod表面張力法：LC以表面張力布滿LC皿，上升后與注入口接觸。利用真空差壓與毛細(xì)力上升方式。含浸法：將PANEL注入口與含LC的海綿或彈簧等接觸供給LC。利用真空差壓與毛細(xì)力上升方式。滴下法：由可微量供給LC的供給裝置，將LC滴在注入口。利用注入的方式。NEW1013~1014ΩcmOPEN1012ΩcmINPROCESS1010ΩcmAFTERPROCESS109ΩcmPRODUCT108ΩcmAFTER1YEAR107ΩcmLCResistanceEndSeal目的：將灌好LC的PANEL封口。L.CL.CL.CL.CLCremoveUVAdhesiveUVAdhesiveLeakingEndSealProcessL.CUVLightCuringRPRUVlightP:MONOMER:INITIALERLIQUIDcuringPUVAdhesiveCuringProcessBeveling目的：將切裂后的玻璃毛邊用磨輪磨出倒角，并去除外圍的短路棒（ShortingBar）RemoveliquidcrystalSealLCDetergentDissolveCleaningPolarizerAttachment偏光片貼附上下偏光片濾光角度差90度Polarizer

AttachProcessAutoClave加壓，將PloarizerAttach時(shí)產(chǎn)生的氣泡擠出來。CELLTest目的：用電性能測試的方式檢測做完的PANEL，看是否有缺陷。方法：將DateLine的R線并連，G線并練，B線并練。PatterndottestShortFulldottestOpenFulldottestElectricDefectFulldottestCross