tft-lcd 製程技術概論

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1、TFT-LCD製程技術概論清雲科技大學機械工程系LCDPanel大尺寸(Size)面板小尺寸(Size)面板LiquidCrystalLiquidCrystalDisplayPanel液晶平面顯示器面板個人電腦、平板電腦、NoteBook液晶電視、大型展示看板…等手錶、數位像機、數位攝影機行動電話、車用音響…等原名：FliessendeKrystalle日譯：液體結晶後簡稱“液晶“名詞介紹TFT：ThinFilmTransistorCF：ColorFilter畫面尺寸係以對角線長度，畫面長與寬以畢氏定

2、理可簡易地求出與對角線之關係(顯示器之區分亦以對角線長度表示吋別)。(4:3)(16:9)畫素(Pixel)顯示畫面係有畫素組成，畫素越多呈現出畫面越精緻。(a)24X27畫素(b)48X54畫素(c)48X54畫素呈現4個字元(a)(b)(c)下圖為TFT架構示意圖，畫面由畫素所組成，每個畫素須可獨立改變灰階，液晶光閥視為兩個平行電極的電容，在TFTLCD中，一個電極是個別「獨立」的，稱之為畫素電極(Pixelelectrode)，再以二維方式展開陣列；而另一個電極所有畫素「共用」的電極，稱之為共電

3、極(Commonelectrode)。TFTLCD架構Source線Gate線彩色畫面的畫素需要再由RGB三原色來組成，目前TFTLCD皆以次畫素的方式來呈現色彩，而在水平方向上再將每個畫素切割成RGB三個次畫素，各次畫素的灰階需可獨立地改變，故亦個別地由對應TFT所控制，因此TFTLCD架構會在複雜一些，如下圖示，以三個次畫素組成一個畫素。彩色TFTLCD的次畫素TFTCF次畫素(Sub-Pixel)上圖中將每一個畫素再空間上分割成三個次畫素，各顯示紅、藍、綠三色。而藉由控制各個次序亮度，當切換時間

4、很短時，亦即，當畫面變化時間頻率很大時，人眼不易察覺三色顯示時間稍有不同，如此可即可使每個畫素顯示出所需之各種顏色。大尺吋量產(22~65吋)，多應用於液晶電視機畫面大型化高解析度化低耗電量化輕量/薄型化VGA→SVGA→XGA→SXGA→FullHD長時間使用相對其他電器較低LED→OLED輕與薄是時代趨勢，一方面成本可降低，另一方面技術需不斷突破玻璃材料而言，大型與薄型化，面臨的問題：1.彎取變形-蝕刻、顯影、印刷、塗佈造成困難2.機械強度變弱-搬送中易造成破裂、缺角3.表面積大，易發生靜電效應(

5、ElectrostaticEffect)面板發展趨勢G3.5*4,G4*1,G5.5*4,G6*2,G7.5*2(1),G8*1(1)AUO世代21.5吋20片37.0吋6片26.0吋12片64.5吋2片31.5吋8片各世代面板尺寸設計最重要前提1.經濟效益高：市場需求與成本2.Layout設計極大化，耗損率低玻璃基板尺寸大小與可切取片數(以6代例)素玻璃(Dummy/BareGlass)基板製程簡介溢流下拉法玻璃製程主原料：SiO2液晶顯示器原理：利用液態晶體之光學特性來達到顯示的效果。結構：將液態

6、晶體灌入兩片抽完真空的玻璃間，附加電壓，即可改變入射光的偏轉特性。TFT簡單的講，它是一個以電信號控制的光開關裝置。液晶介於兩片透明導電之銦錫氧化物(ITO)電極之間，經由加在ITO電極上的電壓高低可以控制不同的液晶排列方向，而液晶的排列方向與光線的穿透量有關,進而造成畫素的亮暗程度不同，這就是灰階的控制原理(顏色則是由彩色濾光片產生)。此畫素的灰階是由資料驅動器(Datadriver)所能提供的電壓大小決定。液晶站立的角度越垂直,越多的光不會被液晶導引，不同角度的液晶站立角度會導引不同亮度的光線，以

7、上面的例子來看，液晶站立角度越大，則可以穿透的光線越弱。(上、下偏光片排列的方向會決定穿透光的強弱,因此只要了解液晶站立的角度會導光的強弱即可)TFT-LCD的面板構造示意圖背光源：液晶本身不發光，需外加光源，但反射式LCD是利用外界光源。偏光板：使得進出液晶面板之光有特定行進方向，便於液晶控制光線通過的量。ITO層：連接液晶與開關元件，以提供液晶旋轉所需的電壓。配向層：通常由有機材料組成，使液晶能夠對準排列。液晶：多種LC組成，當外加電壓於液晶兩側時，液晶便開始反轉，反轉量由電壓控制，用來決定光通過

8、的方向與總量。濾光膜：RGB三色調配以達到全彩目的，由液晶適當控制通過之量調配。Spacer：為矽化物或有機樹脂製成之球狀物，控制兩板間距。(Spacer改由CF製作)液晶顯示模式在TN型LCD中，多使用正型液晶，電極置於液晶層上下兩側，當施加電壓形成電場時，液晶分子會與電場平行，因此液晶分子會傾向垂直排列。在MVA型的LCD中，多使用負型液晶，電極置於液晶層上下兩側，當施加電壓形成電場時，液晶分子會與電場垂直，因此液晶分子會倒下。上游產業中游產業下游產