液晶顯示器原理與制程概論

1、M340/黃世忠 90.6.11液晶顯示器主要優(yōu)缺點 優(yōu)點 省電。 體積薄，重量輕。 無輻射。 缺點 視角限制。 外加背光源或投射光源。 溫度操作範圍限制。TFT：T Thin F Film T Transistor 薄膜電晶體LCD：L Liquid C Crystal D Display 液晶顯示器名詞解釋G(閘極)D(汲極)S(源極)DSG1. TFT為一三端子元件。2.在LCD的應用上可將其視為一開關TFT LCD TFT LCD 剖面圖剖面圖彩色濾光片基板薄膜電晶體基板共通電極保護層彩色濾光片黑色矩陣(BM)玻璃基板畫素電極儲存電容(Cs)薄膜電晶體(TFT)上偏光板間隙子下偏光板液

2、晶(LC)PI配向膜框膠驅動IC時序控制IC(G/A)印刷電路板(PCB)擴散片三菱鏡片導光板反射片燈管異方性導電膜(ACF)液晶物質特性固體結晶液晶液體加熱加熱冷卻冷卻液晶為液體與結晶之合成語，其分子與原子像液體一樣是零散分佈，卻又像結晶一樣，往某一定方向對齊液晶旋光特性液晶旋光特性的方向扭轉排列液晶分子會做90度利用上下板外加之電場,改變液晶站立的角度,來調變光線的穿透量,而有灰階之產(chǎn)生上偏光板下偏光板B/L背光源B/L背光源開關OFF開關ON光透過(白)光截止(黑)TFT LCDs 灰階曲線(Grayscale curve)灰階(Luster)穿透率T90%10%L63L0TFT LCD

3、s 的電光效應(共通電極為直流位準)Vth:液晶的操作臨界電壓T(穿透率)100%V(電壓)Vth共通電極訊號位準正極性訊號時光電轉移曲線負極性訊號時光電轉移曲線Vth負極性時臨界電壓正極性時臨界電壓5V3.5V6.5V90%10%V0V9液晶顯示器製程簡介TFT-LCD三代線尺寸別切割片數(shù)12.1吋吋13.3吋吋14.1吋吋15吋吋17吋吋18吋吋550650 650 mmmm( (母基板大小母基板大小) )644422對角線尺寸計算：PCB,PCB基板-SUBSTRATEArray 製程製程Cell 製程製程玻璃基板投入 清洗 薄膜沈積 塗布光阻 曝光顯影蝕刻光阻剝離測試循環(huán)Cell投入

4、OLB半田 組立 配向膜(PI)印刷定向(Rubbing-擦涂,擦上) 清洗 塗布銀膠點基板組立液晶注入注入口封止活化(Anneal)Cell終檢清洗 塗布框膠間隙子散布彩色濾光片投入Array基板投入老化試驗 終檢 Module 製程製程出貨檢查 ARRAY-陳列COG: COG: C Chip hip O On n G GlasslassOLB : OLB : O Outer uter L Lead ead B Bonding(onding(外引腳接合外引腳接合) )Array 製程製程玻璃基板投入 清洗 薄膜沈積 塗布光阻 曝光顯影蝕刻光阻剝離測試循環(huán)利用電漿內高能量的電子,撞擊製程之氣

5、體分子,於加熱的基板表面起化學反應並形成固態(tài)沈積 (PECVD)以旋轉基板的方式,在基板上均勻塗布光阻基板分八次步進式曝光,利用紫外光照射,將光罩圖案複製在光阻基板上用顯影液將曝光過的光阻去除乾蝕刻,利用氣化的腐蝕劑或離子撞擊來進行蝕刻用剝膜液將完成蝕刻基板上之光阻去除玻璃投入玻璃投入玻璃清洗玻璃清洗噴灑管嘴薄膜沈積薄膜沈積薄膜電晶體塗布光阻塗布光阻光罩曝光曝光顯影顯影Spray Nozzle蝕刻蝕刻光阻剝離光阻剝離噴灑管嘴Cell 製程製程配向膜(PI)印刷定向(Rubbing) 清洗 塗布銀膠點基板組立液晶注入注入口封止活化(Anneal)Cell終檢清洗 塗布框膠間隙子散布彩色濾光片投入

6、Array基板投入運用滾輪及凸版將配向膜PI轉印至基板設計之位置上,使液晶站立在固定位置利用特定的配向布在PI膜刮出一道道淺痕,以利液晶分子統(tǒng)一排列方向粘接對位組立後之上下基板,及框出液晶注入之範圍導通TFT基板Gate側之Common電極與CF之Common電極,使兩者等電位注入液晶於面板內及將注入口以UV膠塗封液晶再配向,使液晶晶格排列均一化PI PI 膜印刷膜印刷AnyloxRoller印刷 RollerGlass 基板基座PI 噴嘴Doctor Plate基板行進方向印刷凸板IR 板石英基板Glass 基板IR 板石英基板Glass 基板IR 板石英基板Glass 基板硬烤硬烤CF R

7、ubbing 方向(基板在上)定向定向( (Rubbing)Rubbing)Glass 基板Rubbing 角度 45度基座行進方向TFT Rubbing 方向(基板在下)90CF 基板Seal-印記封蠟CF 基板液晶注入口框膠框膠框膠Seal噴嘴CF 基板TransferCF 基板液晶注入口框膠銀膠點塗布銀膠點塗布Transfer噴嘴框膠點間隙子散布間隙子散布 TFT 基板間隙子TFT 基板噴嘴Spacer 散布槽Spacer(熱固型環(huán)氧樹脂)SpacerTFT 基板CF 基板UV 假固定膠SealCF Black MartixArray ITO Pixel+Assembly 時所用的十字基

8、板位置對照所用的十字150um1mm34.521.52754107um2040um300umCF AlignmentTFT Alignment基板組立基板組立黑色矩陣(BM)ITO : Indium Tin Oxide ITO : Indium Tin Oxide ( (氧化銦錫導電膜氧化銦錫導電膜) )ALIGNMENT-排列成行聯(lián)盟液晶液晶槽框膠銀膠點Cell 基板液晶液晶槽液晶注入液晶注入Cell 基板均熱板緩衝布往上加壓熱壓合熱壓合二次切二次切TFT 基板CF 基板框膠UV 假固定膠加壓封止加壓封止封止劑框膠加壓反轉90後再塗上封止劑活化活化( (Anneal)Anneal)偏貼工程偏

9、貼工程外形整形外形整形表面研磨表面研磨Cell洗淨洗淨偏光板貼付偏光板貼付加壓脫泡加壓脫泡偏光板貼付偏光板貼付CF 基板TFT 基板上偏光片CF 基板TFT 基板下偏光片上偏光片液晶注入口TAB 端子CF 基板TFT 基板Seal磨石End Seal液晶注入口磨邊倒角磨邊倒角砥石TAB: Tape Automate TAB: Tape Automate Bonding(Bonding(捲帶自動接捲帶自動接合技術合技術) )模組製程模組製程OLB半田半田組立AgingFIQA包裝包裝Smart Panel簡介(智慧型面板智慧型面板)一、概述：一、概述：Smart Panel的設計是將監(jiān)視器的控制

10、機板，在LCD Module設計時，即整合在面板內，面板廠出貨的產(chǎn)品就已近乎是一個完整的半成品，只要再加上塑膠外殼及電源線，即可成為一部LCD監(jiān)視器。二、優(yōu)缺點：二、優(yōu)缺點：優(yōu)點優(yōu)點1.Monitor造型多元化2.產(chǎn)品EMI問題單純化3.Monitor厚度減少4.晶片功能整合,降低成本5.面板廠利潤空間增大6.產(chǎn)品應用領域較廣缺點缺點 1.尚無標準化的產(chǎn)品2.因應客戶需求衍生品種多,設計投資增加3.庫存管理問題三三. .製程簡介製程簡介組立組檢Aging白平衡調整EDID資料讀寫漏電/接地測試FICIQCScalarFunctionDC/DCForScalarTMDSRXADCEDIDDVI-

11、DConnectorAnalogD-SubEDIDPowerInputDC +12VAnalog Image SignalsDigitalImageSignalsDC/DCForLCM3.3V5.0VB/LInverterLCMTimingControllerOSD KeyConnectorMCUOSDTo OSDKey BoardInverterConnectorX-PCBI/F FPC40-pins x 2J140-pinsJ240-pinsCCFL Connector x 2Block Diagram：Smart Panel成品成品Inverter-逆變器類比輸入數(shù)位輸入控制面板(OSD

12、)電磁波干擾遮沒鐵蓋直流電源輸入1024x76860Hz 65MHz 1024:Dot(點) ;水平方向解析度 768:Line(掃描線);垂直方向解析度 60:Hz(赫芝) ;每秒切換畫面次數(shù) 65:MHz ;畫素時序頻率M(百萬百萬)：106K(仟仟)：103m(毫毫)：10-3(微微)：10-6n(奈奈)：10-9p：10-12A：10-10 mVideo Electronics Standards Association 1024x768 60Hz 水平頻率 48.363KHz=20.7sec/掃描線 垂直頻率 60.004Hz =16.7msec/畫面 16.7msec/frame/

13、806line/frame=20.7sec/line(水平) 20.7usec/line/1344pixel/line=15.4nsec/pixel f=1/t=65MHz=1/15.4nsec 20.7sec/掃描線X 806line/frame=16.7msec/畫面 即用時16.7msec掃描完成,出一個畫面Timing參數(shù)定義 48.363 KHz/60.004Hz, 1024 X 768, pixel=65.000 MHz Horizontal VerticalFrame border = 0 Frame border=0Total size = 20.677 s Total size =16.666 msDisplay s