比亚迪(BYD)LCD工艺流程与技术发展

LCD 清洗
旋涂
蚀刻、脱膜
显影
曝光
第二步、PECVD沉积SiOx，形成栅极氧化膜
LCD
SiH4+O2
SiOx+H2+H2O
第三步、PECVD沉积SiNx,形成双层绝缘保护层
SiH4+N2
SiNx+H2+NH3
LCD 第四步、CVD制备x-Si膜：采用CVD技术生长半导体x-Si膜
第五步、第二次光刻，形成TFT有源层图形
应时间这些缺点仍然没有改变
LCD
IPS（In-Plane Switching）
LCD
平板开关，又称为Super TFT Hitachi(日立)开发 ，NEC和Nokia
排列方式不同，当加上电压之后液晶分子与基板平行排列。
优点:可视角度达到了170度
缺点：为了能让液晶分子平行排列，电极只能放在低基板上——导致的 直接结果就是显示器的亮度和对比度明显的下降，为了提高亮度和 对比度，只有增强背光光源的亮度。反应时间和对比度更难提高
第六步、制作n+a-Si膜：防止反向漏电流， 同时 为了与源极和漏极形成欧姆接触
第七步、第三次光刻，形成非晶硅n+图形
第八步、ITO溅射，制作像素电极
第九步、第四次光刻，形成像素电极
第十步、第五次光刻，将存储电容上的 栅极氧化膜一部分去掉，形成Cs引线电极
LCD
LCD
第十一步、溅射Al或Ti等金属，制作漏电极、源电极 第十二步、第六次光刻，作出各电极图形 第十三步、CVD工艺制作SiNx保护膜 第十四步、第七次光刻，形成保护图形
缓冲层上涂氢化物剥离层
在425温度，制作P-Si
有机TFT
TFT电路粘附转移到柔性基板上
优点：工艺更加简单，采用旋涂、热蒸镀方式， 不需要激光退火。实现真正的柔性显示
缺点：迁移率较低，稳定性与器件寿命有限
LCD
激光照射基板 缓冲层+TFT剥离
TN+Film
优点：造价最便宜 缺点：TFT显示器相对弱的对比度和缓慢的反
技术
特点
类型
MILC 激光退火
工艺简单成品 P
率高
N
P 工艺难度大，
性能好 N
迁移率(cm2/v.s)
100 150 200-600 200-600
反向电流（PA） 开关电流比
10
1.00E+07
5
1.00E+08
2
1.00E+07
1
1.00E+08
TFT发展-柔性基板
无表面激光退火技术（SUFTLA）
MVA(Multi-Domain Vertical Alignment) ----MVA多区域垂直排列技术
日本富士通（Fujitsu）公司
LCD
图8所示，那些紫色的突起（protrusion）构成了所谓的区域
优点：可视角达到了160度，比IPS和TN+Film 技 术都快的反应时间，对比度也有所提高
LCD
LCD
视角问题
LCD
集成化趋势
LCD
•液晶显示分类
液晶
主动式
被动式
PLASMA TFT MOS MIM DIODE OTHERS TN STN CSTN FLC OTHERS ADDRESSED
无
多
定
晶
型
硅
硅
LCD发展
1）液晶物理鼎盛时期（1930~1960） Frank等人建立液晶连续体理论。 Maier-Saupe平均场理论的建立。 液晶光电磁性研究等，液晶应用基础。
一、在玻璃基板上溅射Mo/Ta制作栅极 二、在栅电极上沉积氧化硅 三、在氧化硅制作氮化硅形成高质量栅极绝缘膜 四、在栅极绝缘膜上形成半导体有源层 五、制作实现欧姆接触的掺杂有源层 六、制作漏电极、源电极、漏电极数据信号线、源电极接像素电极 七、制作氮化硅保护膜
第一步、溅射金属膜，形成栅极与存储电容电极 溅射
丝印：用聚酯、尼龙、钢网在单个CELL四周印刷一个起密闭作用 的环氧树脂胶框，同时导通点起上下片导通作用
评价手段：丝印下胶量、热压后延展效果 热压：贴合后的玻璃在加压加热的环境下，环氧树脂交连固化，一 般分热压夹具、气囊、热压机等几种热压方式
评价手段：水煮可靠性试验、拉力效果
LCD
后段
切割
断粒 插条 灌晶 加压封口 清
向布线精度达到1um靠拢
TFT新发展
LCD
三、P-SI技术
x-Si(迁移率：0.5cm2/S.V) TFT
迁移率
P-Si(迁移率：100-600cm2/S.V)
开口率
亮度 功率 分辨率
系统集成
响应速度
TFT新发展
LCD
P-Si发展 高温激光退火 650 C
低温激光退火（LT-P-S i） 425 C 金属诱导（MILC） 550-600 C
LCD
液晶显示器
•有源矩阵方式
简单结构
等效电路
LCD
LCD
TFT优点
A 大面积，规模化生产特性好
第一代：300X400mm
第七代：1870X2200mm
?
B 集成度高
COG
SOG
C 成本低，应用领域广
LCD
LCD
LCD
LCDBiblioteka LCDLCDLCD
LCD
LCD 七次光刻的TFT阵列工艺原理
TFT-LCD工业生产 (1991~ )
LCD
TN-LCD：低信息容量，码段式显示 应用范围：电子钟表、测量仪器、电话机、游戏机
LCD
STN-LCD: 图文信息显示 应用范围：便携通讯终端、PDA、仪器器表
移动通讯终端
LCD
PDA
掌上电脑
LCD
TFT-LCD: 大信息容量视频显示显像 应用范围：笔记本电脑、PC监视器、液晶电视、GPS、液晶投影
七次光刻后图形
LCD
LCD
• TFT的结构-1（顶栅极）
LCD
TFT的结构-1（底栅极）
LCD
TFT各层材料、厚度、电阻参数
TFT新发展 LCD
一、光刻次数减少到五次，良品率大大提高
栅极成型
a-Si有源层成型 保护层成型
像素电极成型 源极、漏极成型
二、开口率不断提高
信号线：5um 栅线线宽：11um ITO和栅线、信号线的距离：4um 蚀刻精度：4um 曝光精度：4um
评价手段：光强均匀性、对位精度、图形精度
酸刻：盐酸、硝酸混合物，温度对酸刻效果影响大，温度过低生 产效率降低快，过高同光刻胶有反应，生产物质难以脱膜除去。 也可以使用4价铁离子作为酸刻剂。
评价手段：线条宽度、微短路、侧蚀
LCD
LCD工艺制程
LCD
定向段
TOP前清洗 TOP印刷 TOP主固化 PI前清洗
PI印刷
PI主固化
PI预固化
摩擦
清洗
PI印刷：电压主要影响因素，定向效果的关键 评价手段：膜厚、尺寸位置、均匀性
固化：主要有炉子固化和热板固化两种 评价手段：温度均匀性、升温曲线
摩擦：用绒毛布在玻璃表面打磨出均匀定向沟槽 评价手段：蒸汽检查摩擦效果
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制盒段
印框 预烘 点胶 贴合 热压
印点 预烘 喷粉
LCD
LCD工艺流程 及发展现状
LCD
图形段
来料玻璃
清洗
涂感光胶 前烘 曝光
显影 显影检查 后烘 酸刻 图形检查
清洗：机械清洗如刷洗、冲洗，超声波清洗，臭氧洗、UV清洗， 溶剂洗等
评价手段：接触角、强光检查表面、显微镜检查 涂感光胶：正性胶、负性胶，我们使用正性胶。
评价手段：膜厚度、显影效果、去除效果 曝光：由光路产生的平行紫外线曝光，接触式、恒温、自动对位
LCD
LCD
2）应用研究阶段（1960~1968） Williams研究向列相液晶动态散射。 Fergason研究胆甾相液晶温度色变。 Fergason等人发现TN-LCD。 1968年RCA公布LCD。
3） 液晶显示产业(1973~ ) Gray 5CB液晶材料的合成 TN-LCD工业生产 (1973~ ) STN-LCD工业生产（1986~ ）
洗 电测 分色 二次清洗 贴片
COG
TAB 模组
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彩色化趋势
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C/F製作技術介紹
»乾膜轉印法 »顏料分散法 »印刷法
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乾膜轉印法
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顏料分散法-1
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顏料分散法-2
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印刷法-1
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印刷法-2
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印刷法-3
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印刷法-4
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色饱和度问题
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NTSC色飽和度