TFT-LCD

基礎知識培訓

RDCenterATD

霍思濤TFT-LCD基礎知識培訓1

培訓內容LCD發展史及現狀

LCD基本概念

TFT-LCD基本結構及相關材料

TFT-LCD工藝制程

TFT-LCD關鍵參數培訓內容L2LCD(液晶顯示器)ECD(電致變色顯示器)顯示器發光型被動發光型CRT(陰極射線管)PDP(等離子顯示器)FED(場發射顯示器)LED(發光二極管)OLED(有機電致發光顯示器)VFD(真空熒光顯示器)平板顯示器（主動發光）（被動發光）顯示技術分類LCD(液晶顯示器)顯示器發光型被動發光型CRT(陰極射線管3CRT幾乎所有主要特性都比較優秀，缺點是屏做不大，體積大、重量大；LCD的性能近年來有明顯提高，主要性能都接近CRT，但響應速度、視角還略差；PDP功耗大，性價比不高；OLED主要性能都很優秀，但器件壽命、制作工藝成熟性有待提高；LED因其高亮度，可用于室外大型顯示。顯示器基本特性的比較CRT幾乎所有主要特性都比較優秀，缺點是屏做不大，體積大、重4液晶及液晶顯示技術發展歷程液晶及液晶顯示技術發展歷程5電子公司基礎知識培訓教材課件64.Notebook(10-17”)5.Desktop(15-24”)6.LCDTV(>20”)1.CellPhones(0.5-4”)2.Video/AudioPlayer(0.5-4”)3.Carnavigation(7”)

LCD應用領域4.Notebook(10-17”)5.D7大尺寸LCD電視LG-Philips100”LCDTV Sharp’s108”LCDTVResolution:1920x3x1080SuperIPS:CR~2000:1Viewingangle:180oResponsetime:<10msResolution:1920xRGBx1080MVA:CR~8000:1Viewingangle:180oResponsetime<8msColorgamut:92%NTSC大尺寸LCD電視LG-Philips100”LCD8天馬天馬9表一:2009年Q3’08-Q4’08初步調查資料-全球前五大液晶顯示器品牌廠商出貨量市占率與成長率WWRankManufacturerQ3'08

UnitShareQ4'08

UnitShareQ/QGrowthY/YGrowth1Samsung15.0%15.5%-4%2%2Dell13.4%12.5%-13%-19%3HP11.2%11.8%-2%-9%4LGE9.4%9.2%-10%-11%5Acer8.0%8.4%-2%9%Others43.0%42.5%-9%-10%Total100.0%100.0%-7%-8%Source:QuarterlyDesktopMonitorShipmentandForecastReport表一:2009年Q3’08-Q4’08初步調查資料-全10表二:Q4’08初步調查資料-全球各地區顯示器出貨量與成長率(單位:百萬臺)JapanNorthAmericaEMEAChinaLatinAmericaAsiaPacificWorldwideQ4'08Units1.28.113.19.13.84.339.6Q/QGrowth-1%-9%-8%11%-27%-16%-7%Y/YGrowth-6%-24%-16%26%-1%-4%-8%Source:QuarterlyDesktopMonitorShipmentandForecastReport表二:Q4’08初步調查資料-全球各地區顯示器出貨量與11TVMarketForecastTVMarketForecast12電子公司基礎知識培訓教材課件13電子公司基礎知識培訓教材課件14玻璃尺寸及生產線Gen的概念玻璃尺寸及生產線Gen的概念15Gen5Gen516Gen10玻璃尺寸：2950*3400mm2850*3050mm

Gen10玻璃尺寸：17上海天馬4.5代1已經量產上海天馬4.5代1已經量產18公司面板廠商布局Sony-Samsung2005/4第1條7代線開始量產；2006/6第1條8代線動工，醞釀與興建第二條8代線；2007/8第一條8代線正式量產，有意再度興建第二條8代線Sony-Sharp2008/2成立合資企業，共同興建10代線面板廠AUO8.5代線將于09年下半年開始量產。第二條7.5代線也在09年下半年進行投產，其主要用途在于輔助8.5代線，全面進行電視用液晶面板的量產。其也在規劃10代線籌建。7.5代線及6代線量產中LG飛利浦（LPL）7．5代線量產中，8代線預計09年上半年投產奇美7．5代線月產能現在2.5萬片，年底將擴大到5萬片；計劃2011-2012年建成10代或11代線TFT-LCD生產線布局公司面板廠商布局Sony-Samsung2005/4第1條719上海天馬昆山龍騰光電上海天馬昆山龍騰光電20電子公司基礎知識培訓教材課件21LCD—LiquidCrystalDisplay液晶顯示器TFT-LCD—ThinFilmTransistorLCD

薄膜晶體管液晶顯示器由于TFT-LCD具有體積小、重量輕、低輻射、低耗電量、全彩色化等優點，因此在各類顯示器上得到了廣泛的應用基本概念LCD—LiquidCrystalDisplay基本概念22TFT-LCD基本結構TFT-LCD基本結構23電子公司基礎知識培訓教材課件24

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。

彩色濾色膜：提供TFTLCD紅，綠，藍(光的三原色)的來源。

ITO透明導電層：提供透明的導電通路。

Spacer：提供一固定高度給彩色濾光片和TFTGlassSubstrate,控制盒厚，作為灌入液晶時的空間及作為上下兩層Glass的支撐。組件介紹背光板模組:提供光的來源.組件介紹25液晶的基本概念液晶的基本概念26液晶具有液體所具有的流動性，同時也具有晶體的各向異性、雙折射等特性。可以通過對液晶施加電場，使它的分子排列發生改變，從而使液晶的光學性質發生變化。這樣，就將電信號轉變為人眼可見的光信號。溫度低溫度高液晶具有液體所具有的流動性，同時也具有晶體的各向異性、雙折27偏振光：光的矢量方向和大小有規則變化的光偏光片：將自然光變為偏振光的器件偏振光與偏光片偏振光：光的矢量方向和大小有規則變化的光偏振光與偏光片28左圖：兩偏光片垂直右圖：兩偏光片平行左圖：兩偏光片垂直29電子公司基礎知識培訓教材課件30TFT位于掃描電極和信號電極的交叉點處，它的漏極和源極分別與信號電極和像素電極相連，柵極與掃描電極相連。TFT-LCD單像素結構TFT電路TFT位于掃描電極和信號電極的交叉點處，它的漏極和源極分別與31TFT（薄膜晶體管）基本概念+ve+ve+vegndsourcedrainConductivechannelCurrentflow+ve+ve+vegndsourcedrainConductivechannelCurrentflowTFT在LCD中起著傳輸和控制電信號的作用，即通過它確定施加在液晶層上的電壓的大小TFT（薄膜晶體管）基本概念+ve+ve+vegndsour32彩色濾色膜由紅、綠、藍三種顏色的光阻、黑矩陣，保護膜和ITO公共電極幾部分組成彩色濾光片（ColorFilter=CF）彩色濾色膜由紅、綠、藍三種顏色的光阻、黑矩陣，保護膜和ITO33LCD工作原理LCD工作原理34液晶顯示器件分類液晶顯示器直視型投影型透射型（有背光源）反射型（無背光源）前投影型背投影型液晶顯示器件分類液晶顯示器直視型投影型透射型（有背光源）反射35

Array制程與半導體制程相似，但不同的是將薄膜晶體管制作在玻璃基底上而非晶圓上；

Cell制程是將前段Array基板與彩色濾光片的玻璃基板貼合，并在兩片玻璃基板間滴入液晶(LC)；

模組組裝制程是將Cell制程后的面板與其它如背光單元、電路、外框等多種零組件組裝的過程。TFT-LCD制程

ColorFilterFabricationProcess

TFTArrayProcess

LiquidCrystalCellProcess

ModuleAssemblyProcess

Array制程與半導體制程相似，但不同的是將薄膜晶體管制36電子公司基礎知識培訓教材課件37電子公司基礎知識培訓教材課件38a-SiTFTarrayprocess–step1DepositandpatterngatemetalFunctions:GateofTFTSelectlinesBottomelectrodeofstoragecapacitorMetaloptions:Ti/Al/TiAl/MoCrMoTaCC'Cross-sectionCC’a-SiTFTarrayprocess–step39a-SiTFTarrayprocess–step2DepositionofSiN/a-Si/n+byPECVD,patterningofa-SiSiNisgatedielectricandstoragecapacitordielectricSelectiveetchofa-SiSiNisnotetchedCC'SiNa-Si/n+a-SiTFTarrayprocess–step40a-SiTFTarrayprocess–step3Depositionandpatterningofsource/drainmetalFunctions:SourceanddrainmetalDatalinemetalMetaloptionsTi/Al/TiorTi/AlCrMoorMo/AlBacketchofn+a-SifromchannelareaCC'a-SiTFTarrayprocess–step41a-SiTFTarrayprocess–step4DepositionandpatterningofpassivationSiNbyPECVDFunction:PassivateTFTCC'a-SiTFTarrayprocess–step42a-SiTFTarrayprocess–step5DepositionandpatterningofITOFunction:PixelelectrodeTopelectrodeofstoragecapacitorCC'ITOpixelelectrodeCross-sectionC-C’SelectlineDatalineStoragecapacitorCC'ITOpixelelectrodeCross-sectionC-C’SelectlineDatalineStoragecapacitora-SiTFTa-SiTFTarrayprocess–step43a-SiTFTarrayprocessa-SiTFTarrayprocess44Cell制程Cell制程45

縮短制程時間

原料節省，無需封口膠

切割后可初步點亮，及時發現不良ODF制程縮短制程時間ODF制程46?CF&TFT淡黃色800~1200?PI涂布?CF&TFT淡黃色?PI涂布47配向絨布PI摩擦配向絨布PI摩擦48LCD框膠及Ag膠涂布LCD框膠及Ag膠涂布49噴襯墊噴襯墊50上下基板對位貼合上下基板對位貼合51玻璃切割、裂片玻璃切割、裂片52加壓脫泡貼偏光片加壓脫泡貼偏光片53液晶顯示模塊（LCM）是一種將液晶顯示器件、連接件、集成電路、PCB、背光源、結構件裝配在一起的組件。連接件：導電橡膠、熱壓導電膠帶、TAB(TapeAutomatedBonding)；集成電路：控制器、行和列驅動器等；PCB：電源、控制器、行和列驅動器等的連接電路；背光源：LED、CCF、VFD、EL、OEL、FED等光源；結構件：將上面各部件裝配在一起的結構件。液晶顯示模塊（LCM）液晶顯示模塊（LCM）是一種將液晶顯示器件、連接件、集成電54背光源及結構背光源及結構55Cell工程Module工程[信號基板］[驅動IC][ＬＣＤPanel][BLU］[LCDModule][連接電路][保護板]検査裝配綁定[LCDPanel]液晶滴下真空貼合切割［CF］［TFT基板］TFT工程成膜[膜][Glass基板][PR]塗布曝光[Mask]現像刻蝕剝離[TFT基板]重復[Glass基板]Cell工程Module工程[信號基板］[驅動IC][ＬＣＤ56TFT-LCD不良分析TFT-LCD不良分析57LCD顯示器評價項目:分辨率亮度(Cd/m2)對比度視角響應時間(ms)功耗(mw)工作/存儲溫度范圍可靠性評價LCD顯示器評價項目:分辨率58分辨率分辨率（DisplayResolution）：顯示器水平方向和垂直方向像素（Pixel）的數目。注：一個像素有R、G、B三個子像素（Sub-Pixel）。分辨率分辨率（DisplayResolution）：59亮度表示顯示器的發光強度。用每單位面積的亮度cd/m2表示。室內應大于70cd/m2，室外應達到300cd/m2。在不能主動發光的液晶顯示器中，用該單位評價顯示器的亮度。亮度亮度表示顯示器的發光強度。用每單位面積的亮度cd/m2表示。60對比度-視角特性參數包括兩個方面：一是在特定的溫度、特定的方位角下，對比度隨驅動電壓的變化而變化，即對比度曲線；二是在特定溫度、固定的驅動條件下，對比度在給定的立體空間范圍內的分布情況，即對比度-視角特性曲線。對比度-視角特性

對比度（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600:1。

視角（ViewingAngle）：在大角度觀看的情況下，顯示器對比度變差會使畫面失真，可接受的觀測角度范圍就稱為視角。對比度-視角特性參數包括兩個方面：對比度-視角特性對61視角和對比度圖示例補償膜補償后的視角線性偏光片下視角視角和對比度圖示例補償膜補償后的視角線性偏光片下視角62響應時間響應時間的定義及測量響應特性參數是描述液晶屏的光透射率（或反射率）在改變驅動電壓的選擇狀態（由選擇態到非選擇態或由非選擇態到選擇態）時變化快慢的物理參數。響應特性參數主要用開啟時間Ton，關閉時間Toff，上升時間Tr和下降時間Td來描述。其中橫坐標是時間，縱坐標是相對透射率響應時間（ResponseTime）：從輸入信號到輸出圖像所經歷的時間，一般液晶顯示器響應時間為20~30毫秒。響應時間響應時間的定義及測量響應特性參數是描述液晶屏的光63溫度特性：溫度特性是描述各種特性參數隨著溫度的變化而變化的規律。工作溫度：LCD能夠正常工作的溫度范圍；功耗特性：功耗特性是描述液晶屏在正常工作條件下功耗的大小，一般用功耗電流的有效值來表示，通常是指整個模塊的功耗。其它重要的特性溫度特性：溫度特性是描述各種特性參數隨著溫度的變化而變化的規64高開口率技術高開口率技術65VA廣視角技術（VerticalAlignment）垂直取向技術是一種很有發展前景的廣視角技術，它的疇形成是通過在像素電極上形成結構物的方法實現Whyweusethetech.ofMVA/PVA?

Faster

responsetime

thanTNmo