tft-lcd 製程技術(shù)概論

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1、TFT-LCD製程技術(shù)概論清雲(yún)科技大學(xué)機(jī)械工程系LCDPanel大尺寸(Size)面板小尺寸(Size)面板LiquidCrystalLiquidCrystalDisplayPanel液晶平面顯示器面板個(gè)人電腦、平板電腦、NoteBook液晶電視、大型展示看板…等手錶、數(shù)位像機(jī)、數(shù)位攝影機(jī)行動(dòng)電話、車用音響…等原名：FliessendeKrystalle日譯：液體結(jié)晶後簡稱“液晶“名詞介紹TFT：ThinFilmTransistorCF：ColorFilter畫面尺寸係以對(duì)角線長度，畫面長與寬以畢氏定

2、理可簡易地求出與對(duì)角線之關(guān)係(顯示器之區(qū)分亦以對(duì)角線長度表示吋別)。(4:3)(16:9)畫素(Pixel)顯示畫面?zhèn)S有畫素組成，畫素越多呈現(xiàn)出畫面越精緻。(a)24X27畫素(b)48X54畫素(c)48X54畫素呈現(xiàn)4個(gè)字元(a)(b)(c)下圖為TFT架構(gòu)示意圖，畫面由畫素所組成，每個(gè)畫素須可獨(dú)立改變灰階，液晶光閥視為兩個(gè)平行電極的電容，在TFTLCD中，一個(gè)電極是個(gè)別「獨(dú)立」的，稱之為畫素電極(Pixelelectrode)，再以二維方式展開陣列；而另一個(gè)電極所有畫素「共用」的電極，稱之為共電

3、極(Commonelectrode)。TFTLCD架構(gòu)Source線Gate線彩色畫面的畫素需要再由RGB三原色來組成，目前TFTLCD皆以次畫素的方式來呈現(xiàn)色彩，而在水平方向上再將每個(gè)畫素切割成RGB三個(gè)次畫素，各次畫素的灰階需可獨(dú)立地改變，故亦個(gè)別地由對(duì)應(yīng)TFT所控制，因此TFTLCD架構(gòu)會(huì)在複雜一些，如下圖示，以三個(gè)次畫素組成一個(gè)畫素。彩色TFTLCD的次畫素TFTCF次畫素(Sub-Pixel)上圖中將每一個(gè)畫素再空間上分割成三個(gè)次畫素，各顯示紅、藍(lán)、綠三色。而藉由控制各個(gè)次序亮度，當(dāng)切換時(shí)間

4、很短時(shí)，亦即，當(dāng)畫面變化時(shí)間頻率很大時(shí)，人眼不易察覺三色顯示時(shí)間稍有不同，如此可即可使每個(gè)畫素顯示出所需之各種顏色。大尺吋量產(chǎn)(22~65吋)，多應(yīng)用於液晶電視機(jī)畫面大型化高解析度化低耗電量化輕量/薄型化VGA→SVGA→XGA→SXGA→FullHD長時(shí)間使用相對(duì)其他電器較低LED→OLED輕與薄是時(shí)代趨勢，一方面成本可降低，另一方面技術(shù)需不斷突破玻璃材料而言，大型與薄型化，面臨的問題：1.彎取變形-蝕刻、顯影、印刷、塗佈造成困難2.機(jī)械強(qiáng)度變?nèi)?搬送中易造成破裂、缺角3.表面積大，易發(fā)生靜電效應(yīng)(

5、ElectrostaticEffect)面板發(fā)展趨勢G3.5*4,G4*1,G5.5*4,G6*2,G7.5*2(1),G8*1(1)AUO世代21.5吋20片37.0吋6片26.0吋12片64.5吋2片31.5吋8片各世代面板尺寸設(shè)計(jì)最重要前提1.經(jīng)濟(jì)效益高：市場需求與成本2.Layout設(shè)計(jì)極大化，耗損率低玻璃基板尺寸大小與可切取片數(shù)(以6代例)素玻璃(Dummy/BareGlass)基板製程簡介溢流下拉法玻璃製程主原料：SiO2液晶顯示器原理：利用液態(tài)晶體之光學(xué)特性來達(dá)到顯示的效果。結(jié)構(gòu)：將液態(tài)

6、晶體灌入兩片抽完真空的玻璃間，附加電壓，即可改變?nèi)肷涔獾钠D(zhuǎn)特性。TFT簡單的講，它是一個(gè)以電信號(hào)控制的光開關(guān)裝置。液晶介於兩片透明導(dǎo)電之銦錫氧化物(ITO)電極之間，經(jīng)由加在ITO電極上的電壓高低可以控制不同的液晶排列方向，而液晶的排列方向與光線的穿透量有關(guān),進(jìn)而造成畫素的亮暗程度不同，這就是灰階的控制原理(顏色則是由彩色濾光片產(chǎn)生)。此畫素的灰階是由資料驅(qū)動(dòng)器(Datadriver)所能提供的電壓大小決定。液晶站立的角度越垂直,越多的光不會(huì)被液晶導(dǎo)引，不同角度的液晶站立角度會(huì)導(dǎo)引不同亮度的光線，以

7、上面的例子來看，液晶站立角度越大，則可以穿透的光線越弱。(上、下偏光片排列的方向會(huì)決定穿透光的強(qiáng)弱,因此只要了解液晶站立的角度會(huì)導(dǎo)光的強(qiáng)弱即可)TFT-LCD的面板構(gòu)造示意圖背光源：液晶本身不發(fā)光，需外加光源，但反射式LCD是利用外界光源。偏光板：使得進(jìn)出液晶面板之光有特定行進(jìn)方向，便於液晶控制光線通過的量。ITO層：連接液晶與開關(guān)元件，以提供液晶旋轉(zhuǎn)所需的電壓。配向?qū)樱和ǔＳ捎袡C(jī)材料組成，使液晶能夠?qū)?zhǔn)排列。液晶：多種LC組成，當(dāng)外加電壓於液晶兩側(cè)時(shí)，液晶便開始反轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)量由電壓控制，用來決定光通過

8、的方向與總量。濾光膜：RGB三色調(diào)配以達(dá)到全彩目的，由液晶適當(dāng)控制通過之量調(diào)配。Spacer：為矽化物或有機(jī)樹脂製成之球狀物，控制兩板間距。(Spacer改由CF製作)液晶顯示模式在TN型LCD中，多使用正型液晶，電極置於液晶層上下兩側(cè)，當(dāng)施加電壓形成電場時(shí)，液晶分子會(huì)與電場平行，因此液晶分子會(huì)傾向垂直排列。在MVA型的LCD中，多使用負(fù)型液晶，電極置於液晶層上下兩側(cè)，當(dāng)施加電壓形成電場時(shí)，液晶分子會(huì)與電場垂直，因此液晶分子會(huì)倒下。上游產(chǎn)業(yè)中游產(chǎn)業(yè)下游產(chǎn)