LCD简介.

LCD简介编号版本1.0讲师AgendaLCD的发展历史TFT基本结构TFTLCD基本工作原理TFT基本制程常见不良之形成原因LCD的发展历史在公元1888年，一位奥地利的植物学家，菲德烈．莱尼泽（FriedrichReinitzer）发现了一种特殊的物质。他从植物中提炼出一种称为螺旋性甲苯酸盐的化合物，在为这种化合物做加热实验时，意外的发现此种化合物具有两个不同温度的熔点。而它的状态介于我们一般所熟知的液态与固态物质之间，有点类似肥皂水的胶状溶液，但它在某一温度范围内却具有液体和结晶双方性质的物质，也由于其独特的状态，后来便把它命名为「LiquidCrystal」，就是液态结晶物质的意思液晶的起源：公元1968年，在美国RCA公司（收音机与电视的发明公司）的沙诺夫研发中心，工程师们发现液晶分子会受到电压的影响，改变其分子的排列状态，并且可以让射入的光线产生偏转的现象。利用此一原理，RCA公司发明了世界第一台使用液晶显示的屏幕——LCD液晶的应用LiquidcrystaldisplayLCD的发展历史LCD类别（依照驱动方式）被动LCD如TN/STNTwistedNematic/supperTwistedNematic有源LCD主动式LCDactiveLCD类似粘土状的Smectic液晶类似细火柴棒的Nematic液晶类似胆固醇状的Cholestic液晶液晶类别（按照分子结构排列的不同）：TFT-LCD二端子二极管型LCDTN结构STN结构及差异表1-1：各种LCD产品比较项目TNSTNTFT驱动方式单纯矩阵驱动之扭曲向列型单纯矩阵驱动之超扭曲向列型主动矩阵驱动液晶旋转角度90180~270度N/A视角大小小（视角+30度）中等（视角+40度）大（视角+70度）颜色单色或黑色单色及彩色彩色适合产品电子表、电子计算机、各种汽车、电器产品之数字显示器移动电话、PDA电子辞典、掌上型电脑、低档显示器笔记本/掌上型电脑、手机、PC显示器、汽车导航、系统、背投电视LCD的差异及应用常白模式和长黑模式9TFT-LCD基本结构剖析图利用plasma或CVD濺鍍來回數次一個TFT液晶像素異方晶矽Gate電極Source電極Drain電極Display電極TFT液晶模組Gate電極Source電極單晶矽Source電極Drain電極n+單晶矽Display電極Gate電極Gate絕緣膜TFT剖面圖玻璃基板Gate电极Drain电极Source电极电压源共用电压液晶Source电极Gate电极控制ICPCB驱动IC线光源密封材料配向膜间隔粒共用电极玻璃基板彩色滤光片偏光板显示电极扩散片导光板反射板密封材料LCD的动作原理ComponentsofaTFT-LCDPolarizerTFT-ArrayLCCellColorFilterBaclLightPolarizerGlassGlass----BackLight+++++--14GateDriverSourceDriverArray面板訊號傳輸說明151.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。2.SWON时信号写入(加入、记录)在液晶电容上，在以外时间SWOFF，可防止信号从液晶电容泄漏。3.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。保持电容TFT元件施加电压液晶161.上图为TFT一个画素的等效电路图，扫描线连接同一列所有TFT闸极电极，而信号线连接同一行所有TFT源极电极。2.当ON时信号线的数据写入液晶电容，此时，TFT组件成低阻抗(RON)，当OFF时TFT组件成高阻抗(ROFF)，可防止信号线数据的泄漏。3.一般RON与ROFF电阻比至少约为105以上。gateSourceRONROFF液晶保持电容GDS17认识TFTGDSDSG1.TFT为一三端子组件。2.在LCD的应用上可将其视为一开关。DSG18TFT元件的工作原理(1)VgsVth：信号识别DSGGDSCLCcomGDSVGSVthVSDDSGTFT组件在闸极(G)给予适当电压(VGS起始电压Vth,注),使信道(a-Si)感应出载子(电子)而使得源极(S)汲极(D)导通。【注】：Vth为感应出载子所需最小电压。19(2)VgsVth：信号保持DSGGDSCLCcomGGDSVGS〈VthVSDDS1.TFT组件在闸极(G)给予适当电压。当VGS小于起始电压时没有感应出载子则通道成断路。2.故TFT组件可看成开关,当VGSVth则ON,当VGSVth则OFF。TFT元件的工作原理21TFTArray组成材料MASK1-GEGate电极CrMASK5-PE畫素電極ITOMASK3-SDSource/Drain電極CrMASK2-SE通道与电极接触界面(n+)a-Si：HMASK2-SEChannel(通道)(i)a-Si：HMASK2-SEGI层(Gate绝缘层)SiNxMASK4-CHContactholeSiNx22ARRAY製程1.GE製程璃板玻基Gate成膜Cr:4000ÅGate蝕刻Cr:4000Å閘極(Gate):4000Å2.SE製程GI成膜SiNx:3000ÅGI成膜SiNx:1000Å閘極絕緣層(SiNx):3000Å+1000Åa-Si成膜a-Si:1500Å半導體層(a-Si):1500Ån+成膜n+:300Å歐姆接觸層(n+a-Si):300ÅSE蝕刻3.SD製程SD成膜Cr:4000ÅSD蝕刻4.CH製程5.PE製程BCE蝕刻源極金屬層(Source):4000Å汲極金屬層(Drain):4000Å完成!後流至ARRAYTESTER工程CH成膜SiNx:3000Å保護層(SiNx):3000ÅCH蝕刻ITO成膜ITO:1000ÅITO蝕刻ITO層:1000Å24Mask1：GE(Gate电极形成)AA’1.受入洗净芝蒲2.溅镀Cr(4000A)ULVAC3.成膜前洗净岛田理化/芝蒲4.光阻涂布/曝光/显影TEL/DNS/Nikon5.显影检查/光阻寸检V-tech6.硬烤田叶井7.CrTaper蚀刻(WET)DNS8.光阻去除岛田理化10制程完成检查ORBOTEC/OLYMPUSAA’25Mask2：SE(島狀半導體形成)AA’1.成膜前洗淨島田理化/芝蒲2.成膜SiNxBalzers/AKT3.成膜前洗淨芝蒲4.成膜SiNx/a-Si/n+SiBalzers/AKT5.光阻塗佈/曝光/顯影TEL/Nikon6.顯影檢查/光阻寸檢V-tech7.蝕刻(DRY)TEL/PSC8.光阻去除島田理化9.製程完成檢查ORBOTEC/OLYMPUSAA’26Mask3：SD(Source及Drain電極形成)AA’1.成膜前洗淨島田理化/芝蒲2.成膜CrULVAC3.光阻塗佈/曝光/顯影TEL/DNS/Nikon4.顯影檢查/光阻寸檢V-tech5.硬烤田葉井6.蝕刻Cr(WET)DNS7.蝕刻n+Si(DRY)TEL/PSC8.光阻去除島田理化9.製程完成檢查ORBOTEC/OLYMPUSAA’27Mask4：CH(ContactHole形成)1.成膜前洗島田理化/芝蒲2.成膜SiNxBalzers3.光阻塗佈/曝光/顯影TEL/DNS/Nikon4.顯影檢查/光阻寸檢V-tech5.蝕刻(DRY)TEL/PSC6.光阻去除島田理化7.製程完成檢查ORBOTECA’AAAA’28Mask5：PE(畫素電極形成)1.成膜前洗淨島田理化/芝蒲2.成膜ITOULVAC3.光阻塗佈/曝光/顯影TEL/DNS/Nikon4.顯影檢查/光阻寸檢V-tech5.蝕刻(WET)DNS6.光阻去除島田理化7.製程完成檢查ORBOTEC8.退火田葉井TFT元件製程結束,後流至ARRAYTESTERA’AAAA’CellprocessLasercutCOGFPCUVdispenserB/IassemblyInspectionpackinginspectionLCM制程背光板结构简介塑料框(PL-Case,ModeFrame…),铁框反射片(Reflector)导光板(LightGuide,LightPipe)扩散片(DiffuserSheet)棱镜片(PrismSheet)灯管组立(LampAssembly)灯管保护盖(LampCover)其它附属零件ExtrudeViewDrawingforCBL-8202452.BJ301.001SILICONPAD(C)52.BJ302.001SILICONPAD(A)1712J3540041SILICONPAD(D)1712J3540021SILICONPAD(B)1802J3430021DIF4-D117UEY1712J3430021DIF3-BEFIIHOR0度1712J3430011DIF2-BEFIIVER90度1802J3570011LIGHTPIPE1952F3636013TAPE3M#52102J3330011LAMPASS’Y32.BJ301.001DIF1-D114B1802J3440021REFLECTOR2102J3420011SUPPORTERMAINASS’Y1700SC1P1720SCREWTAPPING基本結構----爆炸圖側邊燈管結構塑料框背面(PL-Case,ModeFrame..)塑料框名称众家纷纭各有不同:PL-Case:CTXMoldFrame:HYUNDAI&CPT&SAMSUNGSupportmain:LGChassis:NEC本原件为BKL主要结构件,主导了整个组装特性.在NOTEBOOKPC还扮演光学反射的角色.材料使用高反射性之塑料原料,GEBFL-3501及GEBFL2801最为普遍.本件对精度要求相当高,尤其供液晶面板(PANEL)组装配合之尺寸.又因厚薄不均及细细的外框,常造成射出成型上的困难.属高难度之射出零件.反射片(Reflector)一般反射片皆使用高反射性材料E60L(RF188),但有少部份LCD制造厂因EMI或亮度问题而使用CoatingAL于E60L背面之材料或RF215G.本件材料之型状一般皆很简单,最多有两个导角.但是最近因结构上及组装上之需求,有复杂化之倾向.在设计上反射片与LGP、Lampholder的配合上有相当大影响,尤其在Lightleakage上有绝对之影响.导光板(LightGuide,LightPipe)导光板形状为楔形板,目的在降低背光板之厚度,因NoteBookPC需求轻、薄、短小.使用材料为压克力(Acryl)PMMA铸造导光板(CastingLGP)+印刷(使用不吸光原料)射出镜面导光板(InjectionLGP)+印刷(TiO2)无印刷式射出导光板(InjectionNonprintingLGP)复合化导光板,将棱镜与扩散功能整合在LGP上复合导光板设计扩散片(DiffuserSheet)因位置不同与功能差异而区分为:下扩散片(DiffuserSheetDown)上扩散片(DiffuserSheetUp)扩散片的作用是让射出的光分布更加均匀,使从正面看不到反射点的影子材料主要为PETD114、100MXA、D121、PCM1….etc.棱镜片(PrismSheet)增加出射光的方向性,达到提高正面亮知的目的主要材料为多元脂(Polyester)或聚碳酸脂(Polycarbonate)厚度约在150~230m表面形成间距为24~110m,顶角90∘~110∘的长条状镜数组,使其有聚光之作用.使用一片水平,可使正面亮度改善1.6倍使用两片直角+水平,可使正面亮度改善2倍以上BEFII,BEFIII,DBEF,RBEF,….etc.使用棱镜面的视角特性灯管组装(LampAssembly)冷阴极荧光灯管(CCFL)灯管反射板(LampReflector,Lamphousing)使用材