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1、1,LCD通識(shí)介紹教材 For New Comers 2003/1/3 Ver. 1,2,課程大綱,壹、LCD概念及面板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介 1.LCD 概念-3 2.TFT_LCD 結(jié)構(gòu)-9 貳、TFT-LCD 製造流程簡(jiǎn)介 1.TFT-LCD製程概述-18 2.Cell的組織結(jié)構(gòu)- 25 參、靜電防護(hù)規(guī)範(fàn) 1.靜 電 原 理-29 2.靜 電 安 全-37,3,1.LCD 概念,壹、LCD概念及面板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介,LCD 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)圖,4,LCD 產(chǎn)品製程,5,1-1.何謂液晶,固體,液體,加熱,冷卻,液晶是處?kù)督Y(jié)晶與液體的中間狀態(tài)，同時(shí)具有光學(xué)異方性結(jié)晶所持有的複折射性 ，其分子與原子像液體一樣是零散分布，

2、卻又像結(jié)晶一樣，往某一定方向?qū)R。,液晶,加熱,冷卻,6,1-2 液晶的型態(tài),層列性Smectic,向列性 Nematic,膽固醇性 Cholesteric,此分類(lèi)是基於偏光顯微鏡對(duì)液晶狀態(tài)的光學(xué)特性的觀(guān)察。,層列性：為棒狀的分子成層狀構(gòu)造，各分子成垂直或具一傾斜角度。 向列性：亦為棒狀的分子作平行排列，其分子軸方向保持平行。 膽固醇性：具有層狀構(gòu)造及分子於層內(nèi)平行排列，具有旋光性。,7,1-3如何使液晶作動(dòng)?,TFT-LCD工作原理,LCD顯示器的顯像原理，是運(yùn)用兩個(gè)電極夾住一層液晶材料，基本上是於兩片皆有偏光板與ITO導(dǎo)電膜做電極的玻璃基板間，然後靠電極間電場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)，引起液晶分子扭轉(zhuǎn)向列的

3、電場(chǎng)效應(yīng)，以控制光源的透射或遮斷功能。,並驅(qū)動(dòng)紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)三個(gè)格點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)畫(huà)素，由於上層玻璃具有彩色濾光片，進(jìn)而透過(guò)彩色濾光片顯示彩色影像，而下層玻璃則有利用半導(dǎo)體製程做成的畫(huà)素(Pixel)，利用上下ITO導(dǎo)電玻璃間電位的差異可使液晶分子的排列方向產(chǎn)生不同程度的改變，進(jìn)而使入射光線(xiàn)偏極化的方向與強(qiáng)度也發(fā)生不同程度的改變，造成輸出的光線(xiàn)得以有明亮與灰階的變化。,8,1-4. 為何需控制pixel區(qū)內(nèi)液晶的角度呢？,因?yàn)槲覀円靡壕У男庑詠?lái)控制光線(xiàn)通過(guò)TFT-LCD面板的強(qiáng)弱。,圖：光線(xiàn)的極性方向也就是電磁波中電場(chǎng)的震盪方向會(huì)隨著液晶的旋轉(zhuǎn)而跟著轉(zhuǎn)動(dòng),1. 當(dāng)液晶站立起來(lái)時(shí)（

4、和面板方向呈現(xiàn)90度）時(shí)，光線(xiàn)是不受液晶導(dǎo)引的。 2.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，其站立角度會(huì)導(dǎo)引不同數(shù)量的光線(xiàn)。以上面的例子來(lái)看，液晶站立角度越大，則可以穿透的光線(xiàn)越弱。（上、下偏光片排列的方向會(huì)決定穿透光的強(qiáng)弱，因此建議：只要了解液晶站立的角度會(huì)導(dǎo)光的強(qiáng)弱即可）不受導(dǎo)引的光線(xiàn)會(huì)被上偏光片所吸收掉。,9,2. TFT-LCD 結(jié)構(gòu),TFT-LCD產(chǎn)品基本構(gòu)成元件,基本構(gòu)造 背光板 (Back Light) 下偏光板 (Down Polarizer) 薄膜基板 (TFT Substrate) 液晶 (Liquid Crystal) 彩色濾光片 (Color F

5、ilter ) 上偏光板 (Up Polarizer),10,TFT-LCD 構(gòu)造剖面圖,11,TFT_LCD面板主要可以拆解成三部分： 一、LCD 面板： 二、TFT面板： 三、背光板模組：,我們一般在市面上看到的TFT_LCD，若拆開(kāi)看其橫截面結(jié)構(gòu)，如下圖：,12,若忽略背光板模組，而仔細(xì)觀(guān)察LCD面板和TFT面板組裝後的橫截面， 則如下圖所示：,13,在上圖的TFT面板，我們可以看到TFT device的結(jié)構(gòu)。 整個(gè)TFT-LCD的中Array段的工作就是將TFT device製作在玻璃基板上，稱(chēng)之為T(mén)FT面板。夾在TFT面板和LCD面板中間的東西就是液晶(L/C)。,若是我們將LCD面

6、板和TFT面板拆掉，單純只觀(guān)察TFT面板。.,從TFT面板的正上方看下去，我們可以看到數(shù)百萬(wàn)個(gè)排界整齊的小元件 （TFT device）以及控制液晶的ITO區(qū)域，其TFT device排列簡(jiǎn)圖如下：,ITO,Array Matrix,14,TFT面板就是由數(shù)百萬(wàn)個(gè)TFT device以及ITO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(wàn)個(gè)排列整齊的TFT device區(qū)域，此區(qū)域就是所 謂的面板顯示區(qū)。,device的功能就好像是一個(gè)Switch（開(kāi)關(guān)器），其簡(jiǎn)圖如下：,像上圖的小區(qū)域我們稱(chēng)呼為一個(gè)sub-pixel。 TFT device是一個(gè)開(kāi)關(guān)器，其功能就是控制電子

7、流到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)在（Keep）ITO區(qū)域。,控制流到ITO區(qū)域的電荷量就可以決定了電場(chǎng)大小了。,15,液晶會(huì)受到上下兩塊板子之間的電場(chǎng)大小所控制而變動(dòng)不同的垂直角度， 電場(chǎng)愈大液晶改變的角度也愈大。,如果我們將一塊透明導(dǎo)電板（LCD面板，或稱(chēng)呼為彩色濾光片），以一定的 間距和TFT面板上下平行排列（此間距一般是5m，而一般年輕人頭髮的直 徑是120m 150m左右），並且將LCD面板接地或是輸入固定的電壓，則 在LCD面板和TFT面板之間就有電壓差(或是有電場(chǎng))的存在。,當(dāng)TFT面板上數(shù)百

8、萬(wàn)個(gè)pixel都充入不同電壓（或是電荷量），我們就可以得到數(shù)百萬(wàn)個(gè)pixel區(qū)域內(nèi)液晶站立角度。,16,BM,Gate Line,TFT,Data Line,至於LCD面板一般稱(chēng)呼為Color Filter (CF)-彩色濾光片或是Black Matrix （BM） ，我們之所以可以看到彩色的圖形文字就是用到彩色濾光片上的 3原色 Red, Green, Blue混合而成的。,Pixel Electrode,17,Color Filter上三種顏色的排列會(huì)和TFT面板上的ITO電極互相成一對(duì)一的對(duì)應(yīng)（如圖示），控制TFT面板上每個(gè)pixel的光線(xiàn)穿透的亮度就是控制這三種顏色的強(qiáng)弱，光線(xiàn)的強(qiáng)弱就

9、可以混合成七彩的顏色。,18,Array:電晶體(矩形陣列 ) TFT基板生成 Transistor on Glass,Cell:面板生成 (Panel) Glass sealing LC inserting Glass Cutting,Module:產(chǎn)品模組 組裝 JI: Driver, PCB, Silicon MA: BLU assembly, Aging,1.TFT-LCD 製程概述,貳、TFT-LCD 製造流程簡(jiǎn)介,19,素玻璃,TFT 基板,ARRAY簡(jiǎn)易製程,20,液晶注入,TFT 基板(TFT Substrate),彩色濾光片 (Color Filter),CELL簡(jiǎn)易製程,2

10、1,模組廠(chǎng)生產(chǎn)流程,: JI : MA,22,Assembly,23,Aging,以長(zhǎng)時(shí)間高溫做燒機(jī)測(cè)試, 篩除不良或不穩(wěn)定的產(chǎn)品,24,Final Inspection,應(yīng)用各式檢驗(yàn)畫(huà)面, 檢出不良現(xiàn)象 對(duì)無(wú)功能缺失者進(jìn)行產(chǎn)品評(píng)等,1.依照”產(chǎn)品不良判定表” 判定產(chǎn)品等級(jí). 2.屬於畫(huà)面品質(zhì)的等級(jí)差異.一般可分為點(diǎn)缺陷、線(xiàn)缺陷、漏光、黑白點(diǎn)、顏色不均、紋路.,25,2.Cell 的組織結(jié)構(gòu),為了能對(duì) Cell 有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)，將從剖面圖來(lái)介紹 LCD 的結(jié)構(gòu) 以及相關(guān)的材料。,26,2.1 各部件材料之功能：,（1）偏光板：最主要作為光柵，僅讓單一方向的光可通過(guò)。,（2）彩色濾光片與Arr

11、ay基板：一上一下以形成電場(chǎng)，讓液晶在此電場(chǎng)下排列.,（3）配向膜：配向膜具有方向性能讓液晶在配向膜上規(guī)則排列.,（4）框膠：就像房子的牆壁，用來(lái)阻絕液晶與外界接觸.,（5）間隙球：就像房子的柱子，用來(lái)支撐上下兩片基板，以得到均勻的 Gap.,（6）液晶：在不同電場(chǎng)下控制液晶的排列，用以得到不同穿透率的光量，藉,（7）封口膠：將預(yù)留的液晶注入口封止的材料，以達(dá)到完全隔絕的效果.,（8）銀膠 or 銀點(diǎn)：將 Array 基板的電荷藉由此導(dǎo)電物質(zhì)傳導(dǎo)到上片的彩色,此達(dá)到顯示原理.,濾光片，以形成上下電場(chǎng).,27,3.LCD製造流程圖,玻璃基板,玻璃基板,B/M 形成,R.G.B 光阻塗布,成膜前洗

12、淨(jìng),成膜,曝光,光阻塗布,曝光,顯影,蝕刻,去光阻,S1O2 膜塗布,ITO 導(dǎo)電膜形成,檢查,顯影,蝕刻,去光阻,S1O2 膜塗布,檢查,C/F基板 製造工程,TFT Array 基板製造 工程,定向處理,定向處理後洗淨(jìng),定向處理後洗淨(jìng),定向處理,PI 膜印刷,C/F 基板,PI 前洗淨(jìng),PI 膜印刷,Array 基板,PI 前洗淨(jìng),框膠材塗布,間隔物散布,組合,切割/裂片,液晶注入,封止,封止後洗淨(jìng),偏光板貼合,檢查,Cell 工程,清洗,終檢,成品,OLB,Cell.PCB組裝,裝箱,組裝檢查,LCM 工程,28,名詞解釋,29,ESD 靜電破壞 (Electrostatic Damag

13、e) 靜電放電 (Electrostatic Discharge) 原理 在正常狀態(tài)下物質(zhì)呈中性 , 而在日?；顒?dòng)中,會(huì)使物質(zhì)失去電子或得 到電子 , 此即產(chǎn)生-靜電（失去電子即帶正靜電,得到電子帶負(fù)靜電） 當(dāng)物質(zhì)產(chǎn)生靜電後 , 會(huì)隨時(shí)放電 , 若放到電子元件上將導(dǎo)致元件破壞, 無(wú)法正常運(yùn)作 , 此即稱(chēng)靜電破壞或靜電放電。,參、靜電防護(hù)規(guī)範(fàn),1.靜 電 原 理,30,工作環(huán)境中靜電大小,31,摩擦生電序列表, 上下位置距離越遠(yuǎn)， 帶電量越多。, 二種材料互相摩擦， 表上方之材料通常帶正電， 表下方之材料則是帶負(fù)電。,32,靜電如何破壞IC : 當(dāng)物質(zhì)產(chǎn)生靜電後,隨時(shí)會(huì)放電,若放到電子元件上,如

14、IC,則會(huì)將元件破壞 使其不能工作,此即為靜電破壞或靜電放電,33,決定靜電大小的主要因素, 物質(zhì)的種類(lèi) 異物 , 不純物的混入 導(dǎo)電率高 , 靜電將減少 表面狀態(tài) 接觸面積 面積大 - 發(fā)生量大 壓力大 - 發(fā)生量大 分離速度 速度快 - 發(fā)生量大 濕度 濕度低 - 發(fā)生量大,34,特性要因圖,ESD 異常,人員因素,未穿戴靜電環(huán),方法因素,材料因素,機(jī)臺(tái)因素,環(huán)境因素,未穿戴靜電手套,離子風(fēng)扇未打開(kāi),Panel 靜電防護(hù)電路設(shè)計(jì)不佳,濕度過(guò)低,破損造成靜電防護(hù)失效,離子風(fēng)扇擺設(shè)過(guò)遠(yuǎn),治具未採(cǎi)用靜電防護(hù)材料,操作時(shí)造成面板與治具摩擦,離子風(fēng)扇失效,操作時(shí)碰觸端子區(qū),取放panel時(shí)造成panel與他物碰撞而放電,35,防止靜電破壞方法 : 1.電子元件設(shè)計(jì)上,加上靜電保護(hù)電路 2.在工作環(huán)境上盡量減少靜電發(fā)生機(jī)會(huì),下圖為標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)環(huán)境 3.在