TFT LCD 基础知识介绍

TFT-LCD Structure&PrincipiumTFTThin Film Transistor 薄膜电晶体LCDLiquid Crystal Display液晶显示器v由于TFT-LCD具有体积小，重量轻，低辐射，低耗电量，全彩化等优点，因此在各类显示器材上得到了广泛的应用。2021/7/11TFT-LCD Structure2021/7/12TFT-LCD各结构的功能q背光板模組:提供光的來源.q上下偏光板，TFTGlassSubstrate，液晶：形成偏振光，控制光线的通过与否。q彩色滤光片：提供TFTLCD紅，綠，藍(光的三原色)的來源。qITO透明导电层：提供透明的导电通路。qPhotoSpacer：提供一固定高度給彩色滤光片和TFTGlassSubstrate。作为灌入液晶時的空間.及作为上下两层Glass的支撑。2021/7/13PolarizerfilmTFTSealantAnisotropicconductorfilmTABConnectionControlICPrintedcircuitboardDriverLSILightdiffuserSpacerWaveguideplatePrismsheetReflectorEdgelightPolarizerDisplayelectrodeCapacitorLiquidcrystalAlignmentfilmCommonelectrodeProtectivefilmColorfilterBlackmatrixGlasssubstrateTFT-LCD Structure -(Side View)2021/7/14TFT-LCD名词解释q分辨率（DisplayResolution）：显示器上水平方向和垂直方向上相素（Pixel）的数目。注：一个相素有R、G、B三个子相素（Sub-Pixel）。q对比（ContrastRatio）：显示器最大亮度值（全白）与最小亮度值（全黑）之比值。一般TFT-LCD的对比值为200:1至400:1。q视角（ViewingAngle）：在大角度观看的情况下，显示器亮暗对比变差会使画面失真，而在可接受的观测角度范围就称为视角。q反应时间（ResponseTime）：从输入信号到输出影像所经历的时间，一般液晶显示器反应时间为2030毫秒。（标准电影格式每画面为40毫秒）2021/7/15q液晶简介q光与液晶分子产生的效果q偏光板的特性q将偏光板、槽状表面、液晶组合后产生的光学效果qTFT-LCD显像原理TFT-LCD显示原理2021/7/16液晶简介（1）TFT-LCD使用的液晶为TN（TwistNematic）型液晶，液晶分子呈椭圆状。2021/7/17qTN型液晶一般是顺着长轴方向串接，长轴间彼此平行方式排列。q当接触到槽装表面时，液晶分子就会顺着槽的方向排列于槽中。液晶简介（2）2021/7/18液晶简介（3）q当液晶被包含在两个槽状表面中间，且槽的方向互相垂直，则液晶分子的排列为：上表面分子：沿着a方向下表面分子：沿着b方向q介于上下表面中间的分子：产生旋转的效应。因此液晶分子在两槽状表面间产生90度的旋转。2021/7/19光与液晶分子产生的效果（1）q当线性偏极光射入上层槽状表面时，此光线随着液晶分子的旋转也产生旋转。q当线性偏极光射出下层槽状表面时，此光线已经产生了90度的旋转。2021/7/110光与液晶分子产生的效果（2）当在上下表面之间加电压时，液晶分子会顺着电场方向排列，形成直立排列的现象。此时入射光线不受液晶分子影响，直线射出下表面。2021/7/111偏光板的特性作用：将非偏极光（一般光线）过滤成偏极光。当非偏极光通过a方向的偏光片时，光线被过滤成与a方向平行的线性偏极光。v上图：线性偏极光继续前进，通过第二片偏光片时，光线通过。v下图：通过第二片时，光线被完全阻挡。2021/7/112将偏光板、槽状表面、液晶组合后产生的光学效果（1）v当上下偏光片相互垂直时，若未施加电压，光线可通过。2021/7/113v当施加电压时，光线被完全阻挡。将偏光板、槽状表面、液晶组合后产生的光学效果（2）2021/7/114TFT-LCD显像原理（1）qSCANIC传输信号。qDRIVERIC传输显像控制信号。q当某一Sub-Pixel导通时，该Sub-Pixel因无法透光呈现黑色。q若该Sub-Pixel未导通，则因光通过CF而显示颜色。q经过光的合成效果，显示器即可产生彩色效果。2021/7/115TFT-LCD显像原理（2）2021/7/116TFT-LCD显像原理（3）2021/7/117Color Filter Fabrication ProcessTFT Array ProcessLiquid Crystal Cell ProcessModule Assembly ProcessTFT-LCD Process2021/7/118C/F Introduce and Process彩色滤光片基本结构是由玻璃基板（GlassSubstrate），黑色矩阵（BlackMatrix），彩色层（ColorLayer），保护层（OverCoat），ITO导电膜组成。一般穿透式TFT用彩色光片结构如下图。GLASSSUBSTRATEBlackMatrixColorLayerOverCoatITO2021/7/119C/F 的结构2021/7/120C/F Process2021/7/1212021/7/122C/F Pixel Array马赛克式直条式三角形式四画素v马赛克式:：显示AV动态画面v直条式：较常显示文字画面,(NoteBook)。2021/7/123Possible Defects On C/FParticlesPatternDefectsPinholesTokkiMixedColorMura2021/7/124ITO透明导电层的作用2021/7/125Photo Spacer简介2021/7/126Color Filter Fabrication ProcessTFT Array ProcessLiquid Crystal Cell ProcessModule Assembly ProcessTFT-LCD ProcessTFT-LCD Process2021/7/127TFT Array preview2021/7/128v因TFT组件的动作类似一个开关(Switch)，液晶组件的作用类似一个电容，藉Switch的ON/OFF对电容储存的电压值进行更新/保持。vSW ON时信号写入(加入、记录)在液晶电容上，在以外时间 SW OFF，可防止信号从液晶电容泄漏。v在必要时可将保持电容与液晶电容并联，以改善其保持特性。TFT Array 等效电路2021/7/129TFT Array Structure2021/7/130A Unit Pixel&Its Equivalent Circuit(Cs on gate)2021/7/131TFT-Array Manufacturing Process2021/7/132TFT-Array ProcessGateMetalSputterDepositonGateMetalPatterningUsing1stMASKDepositionofnta-Si/a-SVSiNx3-LayerUsingPECVDMethodPatterningofa-SilslandsUsing2ndMASKPixelITOSputerDepositionPixelITOPatterningUsing3rdMASK2021/7/133这是5次光刻形成TFT图形，采用底栅背沟道刻蚀的工艺。以玻璃为基板。第一次光刻形成栅线原料为Cr。第二次光刻形成“硅岛”SiNx，a-Si，n+-a-Si层，第三次光刻形成ITO导电膜，第四次光刻形成源极漏极，材料为Cr，并进行n+切断，基本形成TFT。最后第五次光刻形成SiNx保护膜。TFT-Array ProcessDataBusLineandS/DMetalSputteringDataBusLineandS/DPatterningUsing4thMASKEtch-Backofn+a-SiUsingS/DLayerasaMASKPassivationSiNxDepositionUsingPECVDPassivationSiNxAtchUsingRIE2021/7/134Possible Defects on a TFT Array2021/7/135Aperture Ratio of a PixelAPERTURERATIO=APERTURE/PIXELAREA*100%2021/7/136Color Filter Fabrication ProcessTFT Array ProcessLiquid Crystal Cell ProcessModule Assembly ProcessTFT-LCD Process2021/7/137Cell Process2021/7/138Cell Process(1)2021/7/139Cleaning兆频超声波清洗剂刷洗2021/7/140PI Coating淡黃色淡黃色8001200APR:AsahiPhotosensitiveResin2021/7/141PI Rubbing(2)2021/7/142Cell Process(2)2021/7/143Seal Printing(1)2021/7/144Seal Printing(2)SCREEN MASKDISPENSER通常使用的两种方法：2021/7/145vSpacerSpray制程：将间隙粒子均匀地分布在基板上，以作为TFT与CF间的支撑，使整个面板拥有均匀的间隙。Spacer spray(1)2021/7/146WET TYPEDRY TYPESpacer spray(2)2021/7/147湿式洒布Std Spacer Qty:110 25/mm22021/7/148Attachment2021/7/149Alignment2021/7/150Hot PressurevGAP:4.85um2021/7/151Hot Press2021/7/152Side elevation-(finished Cell2)2021/7/153Scribing&Breaking2021/7/154Polarizer Attachment偏光片貼附偏光片貼附v上下偏光片滤光角度差90度2021/7/155Auto Clavev加压，将PloarizerAttach时产生的气泡挤出来。2021/7/156Color Filter Fabrication ProcessTFT Array ProcessLiquid Crystal Cell ProcessModule Assembly ProcessTFT-LCD Process2021/7/157Module Assembly Processv后段模组组装制程是将CELL制程后的玻璃与其它如背光板、电路、外框等多种零组件组装的生产作业。2021/7/158The Assembly of LCD Driving Circuits2021/7/159Driver Attachment2021/7/160Anisotropic Conductive Film(ACF)Applied before Bonding2021/7/161ACF After Driver Flex Circuit Bonding 2021/7/162Packaging Technology for LCD Driverv目前主要用TAB（Tape Automated Bonding）和COG（Chip On Glass）两种方式。前者在小尺寸应用较多，后者主要应用于大尺寸。2021/7/163COG&TABvTCP:TapeCarrierPackage2021/7/164The Structure of the TCP Used in TAB2021/7/165TFT In China2021/7/166 结束语结束语若有不当之处，请指正，谢谢！若有不当之处，请指正，谢谢！