液晶显示器原理与制程概论(A)

10%
Vth:液晶的操作臨界電壓
Vth Vth 3.5V 6.5V V0 負極性時 正極性時 臨界電壓 臨界電壓 5V
V9
V(電壓)
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╳650 mm
(母基板大小)
6
4
4
4
2
2
尺寸計算：
CRT掃描方式
• CRT
電子槍
• 掃描方式
Mask
磷光及玻璃
THE END
Array基板 投入 彩色濾光片 投入
清洗 配向膜(PI)印刷 定向(Rubbing) 清洗 間隙子散布 塗布框膠 塗布銀膠點
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
基板組立
液晶注入 注入口封止 活化(Anneal) Cell終檢
光截止(黑)
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
TFT LCDs 灰階曲線 (Grayscale curve)
穿 透 T 率
90%
10% L0 L63 灰階(Luster)
TFT LCDs 的電光效應 (共通電極為直流位準)
T(穿透率)
100% 90%
共通電極訊號位準 負極性訊號時 光電轉移曲線 正極性訊號時 光電轉移曲線
CF 基板
基板組立
+ + + + + +
+ + + + + + + + + + + +
+ + + + + +
基板位置對照所用的十字
1mm 150um
Assembly 時所用的十字
3 21.5 4.5 27
54 20
300um
CF Alignment TFT Alignment
40um 107um
二次切
TMDS RX
EDID
Inverter Connector
B/L Inverter
DC/DC For Scalar
CCFL Connector x 2
5.0V
ADC
MCU OSD
EDID
Power Input DC +12V
DVI-D Connector
Digital Image Signals
Analog D-Sub
循環
老化試驗 終檢
基板組立
液晶注入 注入口封止 活化(Annealቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ Cell終檢
出貨檢查
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
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
Analog Image Signals
OSD Key Connector
To OSD Key Board
Smart Panel成品
直流電源 輸入 控制面板 (OSD)
電磁波干擾 遮沒鐵蓋
Inverter
類比輸入
數位輸入
1024x768@60Hz 65MHz
• • • • 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
CF 基板 TFT 基板
Cell 基板
熱壓合
UV 假固定膠 往上加壓
均熱板 緩衝布
框膠
液晶注入
框膠 銀膠點 液晶 液晶槽
液晶
Cell 基板
液晶槽
加壓封止
封止劑 框膠 再塗上封止劑
加壓
反轉 90°後
活化(Anneal)
偏貼工程
外形整形
CF 基板
磨邊倒角
砥石
TAB 端子 TFT 基板 Seal
表面研磨
循環
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
塗布光阻
光罩
曝光
顯影
Spray Nozzle
蝕刻
光阻剝離
噴灑管嘴
Cell 製程
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
硬烤
PI 噴嘴
Anylox Roller Doctor Plate 印刷凸板
Glass 基板 石英基板 IR 板
PI 膜印刷
Glass 基板
印刷 Roller
Glass 基板 石英基板 IR 板
基座
基板行進方向
Glass 基板 石英基板 IR 板
Glass 基板
90
TFT Rubbing 方向(基板在下) CF Rubbing 方向(基板在上)
定向(Rubbing)
Rubbing 角度 45度
基座行進方向
間隙子散布
三.製程簡介
組立 組檢 Aging
漏電/接地 測試
EDID 資料讀寫
白平衡 調整
FI
CI
QC
Block Diagram： X-PCB
J1 40-pins J2 40-pins
I/F FPC 40-pins x 2
DC/DC For LCM
3.3V
LCM Timing Controller
Scalar Function
M(百萬)：106 K(仟)：103 μ(微)：10-6 n(奈)：10-9
A：10-10 m
m(毫)：10-3 p：10-12
Video Electronics Standards Association
• 1024x768 60Hz • 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
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
LCD：Liquid Crystal Display 液晶顯示器
TFT LCD 剖面圖
薄膜電晶體(TFT) 上偏光板 框膠 玻璃基板 黑色矩陣(BM) 彩色濾光片 保護層
彩色濾光片基板
異方性導電膜(ACF)
共通電極
PI配向膜
液晶(LC) 時序控制IC(G/A) 儲存電容(Cs)
薄膜電晶體基板
驅動IC 印刷電路板(PCB) 擴散片 間隙子 導光板 三菱鏡片 反射片
對角線
,PCB
PCB
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
Cell 製程
Array基板 投入 彩色濾光片 投入
Module 製程
Cell投入
OLB 半田 &PCBA 組立
清洗 配向膜(PI)印刷 定向(Rubbing) 清洗 間隙子散布 塗布框膠 塗布銀膠點
磨石
Cell洗淨
End Seal
液晶注入口
液晶注入口
偏光板貼付
偏光板貼付
TFT 基板 CF 基板 CF 基板 TFT 基板
上偏光片
加壓脫泡
上偏光片
下偏光片
模組製程
OLB 半田 組立
QA
FI
Aging
包裝
Smart Panel簡介
(智慧型面板)
一、概述：
Smart Panel的設計是將監視器的
控制機板，在LCD Module設計時，
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。
名 詞 解
釋
TFT：Thin Film Transistor 薄膜電晶體
D(汲極) S(源極) D S
G(閘極)
G
1. TFT為一三端子元件。 2.在LCD的應用上可將其視為一開關
Timing參數定義
• 48.363 KHz/60.004Hz, 1024 X 768, pixel=65.000 MHz • Horizontal Vertical
• • • • • • Frame border Total size Display size Rear porch Sync width Sync polarity = 0 = 20.677 s = 15.754 s = 2.462 s = 2.092 s = Frame border Total size Display size Rear porch Sync width Sync polarity = = = = = = 0 16.666 ms 15.880 ms 0.600 ms 0.124 ms
間隙子
噴嘴 Spacer 散布槽
Spacer
TFT 基板
TFT 基板
框膠
框膠
(熱固型環氧樹脂) Seal
CF 基板
銀膠點塗布
銀膠點 Seal噴嘴 框膠
CF 基板 CF 基板
Transfer 噴嘴
Transfer
CF 基板
液晶注入口
液晶注入口
UV 假固定膠 CF Black Martix Array ITO Pixel Spacer TFT 基板 Seal
畫素電極 下偏光板 燈管
液晶物質特性
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
加熱 冷卻 加熱 冷卻
固體結晶
液晶
液體
液晶旋光特性
B/L背光源 B/L背光源
下偏光板
開關OFF
開關ON
液的 晶方 分向 子扭 會轉 做排 90 列 度
上偏光板
光透過(白)