新员工TFT-LCD基础知识培训-凌博士

TFT-LCD基础知识培训RDCenterATD霍思涛培训内容LCD发展史及现状LCD基本概念TFT-LCD基本结构及相关材料TFT-LCD工艺制程TFT-LCD关键参数LCD(液晶显示器)ECD(电致变色显示器)显示器发光型被动发光型CRT(阴极射线管)PDP(等离子显示器)FED(场发射显示器)LED(发光二极管)OLED(有机电致发光显示器)VFD(真空荧光显示器)平板显示器（主动发光）（被动发光）显示技术分类CRT几乎所有主要特性都比较优秀，缺点是屏做不大，体积大、重量大；LCD的性能近年来有明显提高，主要性能都接近CRT，但响应速度、视角还略差；PDP功耗大，性价比不高；OLED主要性能都很优秀，但器件寿命、制作工艺成熟性有待提高；LED因其高亮度，可用于室外大型显示。显示器基本特性的比较液晶及液晶显示技术发展历程4.Notebook(10-17”)5.Desktop(15-24”)6.LCDTV(20”)1.CellPhones(0.5-4”)2.Video/AudioPlayer(0.5-4”)3.Carnavigation(7”)LCD应用领域大尺寸LCD电视LG-Philips100”LCDTVSharp’s108”LCDTV1.Resolution:1920x3x10802.SuperIPS:CR~2000:13.Viewingangle:180o4.Responsetime:10ms1.Resolution:1920xRGBx10802.MVA:CR~8000:13.Viewingangle:180o4.Responsetime8ms5.Colorgamut:92%NTSC天马表一:2009年Q3’08-Q4’08初步调查资料-全球前五大液晶显示器品牌厂商出货量市占率与成长率WWRankManufacturerQ3'08UnitShareQ4'08UnitShareQ/QGrowthY/YGrowth1Samsung15.0%15.5%-4%2%2Dell13.4%12.5%-13%-19%3HP11.2%11.8%-2%-9%4LGE9.4%9.2%-10%-11%5Acer8.0%8.4%-2%9%Others43.0%42.5%-9%-10%Total100.0%100.0%-7%-8%Source:QuarterlyDesktopMonitorShipmentandForecastReport表二:Q4’08初步调查资料-全球各地区显示器出货量与成长率(单位:百万台)JapanNorthAmericaEMEAChinaLatinAmericaAsiaPacificWorldwideQ4'08Units1.28.113.19.13.84.339.6Q/QGrowth-1%-9%-8%11%-27%-16%-7%Y/YGrowth-6%-24%-16%26%-1%-4%-8%Source:QuarterlyDesktopMonitorShipmentandForecastReportTVMarketForecast玻璃尺寸及生产线Gen的概念Gen5Gen10玻璃尺寸：2950*3400mm2850*3050mm上海天马4.5代1已经量产公司面板厂商布局Sony-Samsung2005/4第1条7代线开始量产；2006/6第1条8代线动工，酝酿与兴建第二条8代线；2007/8第一条8代线正式量产，有意再度兴建第二条8代线Sony-Sharp2008/2成立合资企业，共同兴建10代线面板厂AUO8.5代线将于09年下半年开始量产。第二条7.5代线也在09年下半年进行投产，其主要用途在于辅助8.5代线，全面进行电视用液晶面板的量产。其也在规划10代线筹建。7.5代线及6代线量产中LG飞利浦（LPL）7．5代线量产中，8代线预计09年上半年投产奇美7．5代线月产能现在2.5万片，年底将扩大到5万片；计划2011-2012年建成10代或11代线TFT-LCD生产线布局上海天马昆山龙腾光电LCD—LiquidCrystalDisplay液晶显示器TFT-LCD—ThinFilmTransistorLCD薄膜晶体管液晶显示器由于TFT-LCD具有体积小、重量轻、低辐射、低耗电量、全彩色化等优点，因此在各类显示器上得到了广泛的应用基本概念TFT-LCD基本结构背光板模組:提供光的來源.上下偏光板，TFTGlassSubstrate，液晶：形成偏振光，控制光线的通过与否。彩色滤色膜：提供TFTLCD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。Spacer：提供一固定高度給彩色滤光片和TFTGlassSubstrate,控制盒厚，作为灌入液晶時的空間及作为上下两层Glass的支撑。组件介绍液晶的基本概念液晶具有液体所具有的流动性，同时也具有晶体的各向异性、双折射等特性。可以通过对液晶施加电场，使它的分子排列发生改变，从而使液晶的光学性质发生变化。这样，就将电信号转变为人眼可见的光信号。温度低温度高偏振光：光的矢量方向和大小有规则变化的光偏光片：将自然光变为偏振光的器件偏振光与偏光片左图：两偏光片垂直右图：两偏光片平行TFT位于扫描电极和信号电极的交叉点处，它的漏极和源极分别与信号电极和像素电极相连，栅极与扫描电极相连。TFT-LCD单像素结构TFT电路TFT（薄膜晶体管）基本概念LWSourceDrainGateSemiconductorglassGateinsulatorChannelLWSourceDrainGateSemiconductorglassGateinsulatorChannel+ve+ve+vegndsourcedrainConductivechannelCurrentflow+ve+ve+vegndsourcedrainConductivechannelCurrentflowTFT在LCD中起着传输和控制电信号的作用，即通过它确定施加在液晶层上的电压的大小彩色滤色膜由红、绿、蓝三种颜色的光阻、黑矩阵，保护膜和ITO公共电极几部分组成彩色滤光片（ColorFilter=CF）LCD工作原理液晶显示器件分类液晶显示器直视型投影型透射型（有背光源）反射型（无背光源）前投影型背投影型Array制程与半导体制程相似，但不同的是将薄膜晶体管制作在玻璃基底上而非晶圆上；Cell制程是将前段Array基板与彩色滤光片的玻璃基板贴合，并在两片玻璃基板间滴入液晶(LC)；模组组装制程是将Cell制程后的面板与其它如背光单元、电路、外框等多种零组件组装的过程。TFT-LCD制程ColorFilterFabricationProcessTFTArrayProcessLiquidCrystalCellProcessModuleAssemblyProcessa-SiTFTarrayprocess–step1DepositandpatterngatemetalFunctions:GateofTFTSelectlinesBottomelectrodeofstoragecapacitorMetaloptions:Ti/Al/TiAl/MoCrMoTaCC'Cross-sectionCC’a-SiTFTarrayprocess–step2DepositionofSiN/a-Si/n+byPECVD,patterningofa-SiSiNisgatedielectricandstoragecapacitordielectricSelectiveetchofa-SiSiNisnotetchedCC'SiNa-Si/n+a-SiTFTarrayprocess–step3Depositionandpatterningofsource/drainmetalFunctions:SourceanddrainmetalDatalinemetalMetaloptionsTi/Al/TiorTi/AlCrMoorMo/AlBacketchofn+a-SifromchannelareaCC'a-SiTFTarrayprocess–step4DepositionandpatterningofpassivationSiNbyPECVDFunction:PassivateTFTCC'a-SiTFTarrayprocess–step5DepositionandpatterningofITOFunction:PixelelectrodeTopelectrodeofstoragecapacitorCC'ITOpixelelectrodeCross-sectionC-C’SelectlineDatalineStoragecapacitorCC'ITOpixelelectrodeCross-sectionC-C’SelectlineDatalineStoragecapacitora-SiTFTa-SiTFTarrayprocessCell制程缩短制程时间原料节省，无需封口胶切割后可初步点亮，及时发现不良ODF制程Å淡黃色800~1200ÅPI涂布配向絨布PI摩擦LCD框胶及Ag胶涂布喷衬垫上下基板对位贴合玻璃切割、裂片加压脱泡贴偏光片液晶显示模块（LCM）是一种将液晶显示器件、连接件、集成电路、PCB、背光源、结构件装配在一起的组件。•连接件：导电橡胶、热压导电胶带、TAB(TapeAutomatedBonding)；•集成电路：控制器、行和列驱动器等；•PCB：电源、控制器、行和列驱动器等的连接电路；•背光源：LED、CCF、VFD、EL、OEL、FED等光源；•结构件：将上面各部件装配在一起的结构件。液晶显示模块（LCM）背光源及结构Cell工程Module工程[信号基板］[驱动IC][ＬＣＤPanel][BLU］[LCDModule][连接电路][保护板]検査装配绑定[LCDPanel]液晶滴下真空贴合切割［CF］［TFT基板］TFT工程成膜[膜][Glass基板][PR]塗布曝光[Mask]現像刻蚀剥離[TFT基板]重复[Glass基板]TFT-LCD不良分析LCD显示器评价项目:分辨率亮度(Cd/m2)对比度视角响应时间(ms)功耗(mw)工作/存储温度范围可靠性评价分辨率亮度表示显示器的发光强度。用每单位面积的亮度cd/m²表示。室内应大于70cd/m²，室外应达到300cd/m²。在不能主动发光的液晶显示器中，用该单位评价显示器的亮度。亮度对比度-视角特性参数包括两个方面：•一是在特定的温度、特定的方位角下，对比度随驱动电压的变化而变化，即对比度曲线；•二是在特定温度、固定的驱动条件下，对比度在给定的立体空间范围内的分布情况，即对比度-视角特性曲线。对比度-视角特性对比度（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600:1。视角（ViewingAngle）：在大角度观看的情况下，显示器对比度变差会使画面失真，可接受的观测角度范围就称为视角。视角和对比度图示例补偿膜补偿后的视角线性偏光片下视角响应时间AppliedvoltageTransmittance90%10%rfAppliedvoltageTransmittance90%10%rf响应时间的定义及测量响应特性参数是描述液晶屏的光透射率（或反射率）在改变驱动电压的选择状态（由选择态到非选择态或由非选择态到选择态）时变化快慢的物理参数。响应特性参数主要用开启时间Ton，关闭时间Toff，上升时间Tr和下降时间Td来描述。其中横坐标是时间，纵坐标是相对透射率响应时间（ResponseTime）：从输入信号到输出图像所经历的时间，一般液晶显示器响应时间为20~30毫秒。温度特性：温度特性是描述各种特性参数随着温度的变化而变化的规律