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TFT_Presentation_1(Titan_Vision_2.2)_图文

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TFT-LCD PROCESS
-- TITAN TAO

AGENDA
TFT-LCD Structure & Principium
o TFT-LCD Structure o Function of Each Part on TFT- LCD o TFT-LCD Principium

TFT-LCD Process
oColor Filter Fabrication Process o TFT Array Process o Liquid Crystal Cell Process o Module Assembly Process

TFT-LCD in China

TFT-LCD STRUCTURE & PRINCIPIUM
TFT—Thin Film Transistor 薄膜电晶体 LCD—Liquid Crystal Display 液晶显示器
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。

TFT-LCD STRUCTURE

TFT-LCD各结构的功能
背光板模組:提供光的來源. 上下偏光板,TFT Glass Substrate,液晶:形 成偏振光,控制光线的通过与否。 彩色滤光片:提供TFT LCD紅,綠,藍(光的 三原色)的來源。 ITO透明导电层:提供透明的导电通路。 Photo Spacer:提供一固定高度給彩色滤光片 和TFT Glass Substrate。作为灌入液晶時的空 間.及作为上下两层Glass的支撑。

TFT-LCD STRUCTURE
---- (SIDE VIEW)
Glass substrate Sealant TFT Anisotropic conductor film TAB Connection Control IC Printed circuit board Driver LSI Polarizer film Black matrix Color filter Protective film Common electrode Alignment film Liquid crystal Capacitor Display electrode Polarizer Edge light Light diffuser Spacer Waveguide Prism Reflector plate sheet

TFT-LCD名词解释
分辨率(Display Resolution ):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)。 对比(Contrast Ratio):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。 视角(Viewing Angle):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。 反应时间(Response Time):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20~30毫秒。 (标准电影格式每画面为40毫秒)

TFT-LCD显示原理
液晶简介 光与液晶分子产生的效果 偏光板的特性 将偏光板、槽状表面、液晶组 合后产生的光学效果 TFT-LCD显像原理

液晶简介(1)
TFT-LCD使用的液晶为TN(Twist Nematic)型液晶,液晶分子呈椭 圆状。

液晶简介(2)
TN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。 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(3)
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 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。

光与液晶分子产生的效果(1)
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。 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。

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。

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。
上图:线性偏极光继 续前进,通过第二片偏 光片时,光线通过。 下图:通过第二片 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(1)

当上下偏光片相互垂直时,若未施加电压,光线可通过。

将偏光板、槽状表面、液晶组 合后产生的光学效果(2)

当施加电压时,光线被完全阻挡。

TFT-LCD显像原理(1)
SCAN IC传输信号。 DRIVER IC传输显像控制信号。 当某一Sub-Pixel导通时,该Sub-Pixel 因无法透光呈现黑色。 若该Sub-Pixel未导通,则因光通过CF 而显示颜色。 经过光的合成效果,显示器即可产生 彩色效果。

TFT-LCD显像原理(2)

TFT-LCD显像原理(3)

TFT-LCD PROCESS
Color Filter Fabrication Process TFT Array Process Liquid Crystal Cell Process Module Assembly Process

C/F INTRODUCE AND PROCESS
彩色滤光片基本结构是由玻璃基板(Glass Substrate),黑色矩阵(Black Matrix),彩色层 (Color Layer),保护层(Over Coat),ITO导电膜组 成。一般穿透式TFT用彩色光片结构如下图。
GLASS SUBSTRAT E Colo r Laye r Black Matri x ITO Ove r Coat

C/F 的结构

C/F PROCESS

C/F PIXEL ARRAY

马赛克式

直条式

三角形式

四画素

马赛克式::显示AV动态画面 直条式:较常显示文字画面,(Note Book)。

POSSIBLE DEFECTS ON C/F
? Particles ? Pattern Defects ? Pinholes ? Tokki ? Mixed Color ? Mura

ITO透明导电层的作用

PHOTO SPACER简介

TFT-LCD PROCESS
Color Filter Fabrication Process TFT Array Process Liquid Crystal Cell Process Module Assembly Process

TFT ARRAY PREVIEW

TFT ARRAY 等效电路
TFT元件 液晶 加入電壓 保持電容

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。 SW 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。 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 STRUCTURE

A UNIT PIXEL & ITS EQUIVALENT CIRCUIT
(Cs on gate)

TFT-ARRAY MANUFACTURING PROCESS

TFT-ARRAY PROCESS

Gate Metal Sputter Depositon

Gate Metal Patterning Using 1st MASK

Deposition of nt a-Si/aSVSiN x 3-Layer Using PECVD Method

Patterning of a-Si lslands Using 2nd MASK

Pixel ITO Sputer Deposition

Pixel ITO Patterning Using 3rd MASK

TFT-ARRAY PROCESS

Data Bus Line and S/D Metal Sputtering

Data Bus Line and S/D Patterning Using 4th MASK

Etch-Back of n+a-Si Using S/D Layer as a MASK
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。

Passivation SiNx Deposition Using PECVD

Passivation SiNx Atch Using RIE

POSSIBLE DEFECTS ON A TFT ARRAY

APERTURE RATIO OF A PIXEL

APERTURE RATIO = APERTURE / PIXEL AREA * 100%

TFT-LCD PROCESS
Color Filter Fabrication Process TFT Array Process Liquid Crystal Cell Process Module Assembly Process

CELL PROCESS

CELL PROCESS(1)

CLEANING

PI COATING
淡黃色
?

800~1200?

APR: Asahi Photosensitive Resin

PI 制程原理
将PI液滴在Anilox Roll 上。 Doctor Roll将Anilox Roll上的PI液整平。 APR板上的圆型凸出 物将Anilox Rool凹槽内 PI挤压出来并带走。 将APR 板上PI均匀转 印到基板上,提供液晶 配向层。

PI RUBBING(1)
配 向 絨 布
?PI膜配向:基板和Roller成45?角, TFT和CF基板方向差 90 ?. ?Roller高速旋轉時,絨毛上的纖維會 甩?起?,將PI膜刷出紋?. ?Rubbing的情況,?似於重鋪柏油馬 ?之前的刨?機,將?面刨出紋?.

PI RUBBING(2)




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