液晶显示器原理与制程概论

M340/黃世忠90.6.11液晶顯示器主要優缺點•優點–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：ThinFilmTransistor薄膜電晶體LCD：LiquidCrystalDisplay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TFTLCD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)TFTLCDs灰階曲線(Grayscalecurve)灰階(Luster)穿透率T90%10%L63L0TFTLCDs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12.1吋13.3吋14.1吋15吋17吋18吋550╳650mm(母基板大小)644422對角線尺寸計算：PCB,PCB基板-SUBSTRATEArray製程Cell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Cell投入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製程出貨檢查ARRAY-陳列COG:ChipOnGlassOLB:OuterLeadBonding(外引腳接合)Array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利用電漿內高能量的電子,撞擊製程之氣體分子,於加熱的基板表面起化學反應並形成固態沈積(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清洗噴灑管嘴薄膜沈積薄膜電晶體塗布光阻光罩曝光顯影SprayNozzle蝕刻光阻剝離噴灑管嘴Cell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膜印刷AnyloxRoller印刷RollerGlass基板基座PI噴嘴DoctorPlate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CFRubbing方向(基板在上)定向(Rubbing)Glass基板Rubbing角度45度基座行進方向TFTRubbing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Seal噴嘴CF基板TransferCF基板液晶注入口框膠銀膠點塗布Transfer噴嘴框膠點間隙子散布TFT基板間隙子TFT基板噴嘴Spacer散布槽Spacer(熱固型環氧樹脂)SpacerTFT基板CF基板UV假固定膠SealCFBlackMartixArrayITOPixel++++++++++++++++++++++++Assembly時所用的十字基板位置對照所用的十字150um1mm34.521.52754107um2040um300umCFAlignmentTFTAlignment基板組立黑色矩陣(BM)ITO:IndiumTinOxide(氧化銦錫導電膜)ALIGNMENT-排列成行\聯盟液晶液晶槽框膠銀膠點Cell基板液晶液晶槽液晶注入Cell基板均熱板緩衝布往上加壓熱壓合二次切TFT基板CF基板框膠UV假固定膠加壓封止封止劑框膠加壓反轉90°後再塗上封止劑活化(Anneal)偏貼工程外形整形表面研磨Cell洗淨偏光板貼付加壓脫泡偏光板貼付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EndSeal液晶注入口磨邊倒角砥石TAB:TapeAutomateBonding(捲帶自動接合技術)模組製程OLB半田組立AgingFIQA包裝SmartPanel簡介(智慧型面板)一、概述：SmartPanel的設計是將監視器的控制機板，在LCDModule設計時，即整合在面板內，面板廠出貨的產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監視器。二、優缺點：優點1.Monitor造型多元化2.產品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.產品應用領域較廣缺點1.尚無標準化的產品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.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-DConnectorAnalogD-SubEDIDPowerInputDC+12VAnalogImageSignalsDigitalImageSignalsDC/DCForLCM3.3V5.0VB/LInverterLCMTimingControllerOSDKeyConnectorMCUOSDToOSDKeyBoardInverterConnectorX-PCBI/FFPC40-pinsx2J140-pinsJ240-pinsCCFLConnectorx2BlockDiagram：SmartPanel成品Inverter-逆變器類比輸入數位輸入控制面板(OSD)電磁波干擾遮沒鐵蓋直流電源輸入1024x768@60Hz65MHz•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•65:MHz;畫素時序頻率M(百萬)：106K(仟)：103m(毫)：10-3μ(微)：10-6n(奈)：10-9p：10-12A：10-10mVideoElectronicsStandardsAssociation•1024x76860Hz•水平頻率48.363KHz=20.7μsec/掃描線•垂直頻率60.004Hz=16.7msec/畫面•16.7msec/frame/806line/frame=20.7μsec/line(水平)•20.7usec/line/1344pixel/line=15.4nsec/pixel•f=1/t=65MHz=1/15.4nsec•20.7μsec/掃描線X806line/frame=16.7msec/畫面•即用時16.7msec掃描完成,出一個畫面Timing參數定義•48.363KHz/60.004Hz,1024X768,pixel=65.000MHz•HorizontalVertical•Frameborder=0Frameborder=0•Totalsize=20.677sTotalsize=16.666ms•Displaysize=15.754sDisplaysize=15.880ms•Rearporch=2.462sRearporch=0.600ms•Syncwidth=2.092sSyncwidth=0.124ms•Syncpolarity=Syncpolarity=Rear-樹立,建立.porch-門廊.border-邊緣CRT掃描方式•CRT•掃描方式電子槍Mask磷光及玻璃THEEND