平板显示技术：第四章01 TFT液晶显示器的结构与制备概述

非硅类：CdSe和Te，材料的稳定性和均匀性差。
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4.1.1 TFT型液晶显示器
TFT器件的工作原理类似于MOSFET，TFT阵列工 艺流程也类似于在硅片上制备MOSFET的过程，只 不过衬底变为玻璃基板，器件结构采用了薄膜形式。 在玻璃基片上沉积一层硅,通过印刷光刻等工序做成 晶体管阵列,每个像素都设有一个半导体开关，其加 工工艺类似于大规模集成电路。再把TN液晶灌注在 两片玻璃之间. 由于每个像素都可以通过点脉冲直接控制，因而， 每个节点都相对独立，并且可以进行连续控制，这 样的设计不仅提高了显示屏的反应速度，同时可以 精确控制显示灰度，所以TFT液晶的色彩更逼真. 把三种颜色分成独立的三个点，各自拥有不同的灰 阶变化，然后把临近的三个RGB显示的点当作一个 像素。
量产
量产 量产 量产 量产 量产 量产 已开工 已开工 延期 待定
2012年Q4投产
待定 2009年Q3投产 2005年Q1投产 2010年Q4投产 2011年Q3投产 2011年Q4投产 待定 待定 待定 待定
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4.1 薄膜晶体管液晶结构
有源矩阵液晶显示AMLCD是在每个液晶像素上配置 一个二端或三端的有源器件，这样每个像素的控制都 是相对独立的，从而去除了像素间的交叉效应，实现 高质量图像显示。 根据采用的有源器件的不同可分为三端的晶体管和二 端的非线性元件驱动两大类。 利用晶体管的三端有源驱动方式包括使用单晶硅 MOS和薄膜场效应晶体管TFT。 薄膜晶体管液晶显示器TFT-LCD多为TN型工作方式。 玻璃基板与普通LCD不同。在下基板上要光刻出行 扫描线和列寻址线，构成一个矩阵，在其交点上制作 出TFT有源器件和像素电极。
730X920
1200X1300 730X920 1100X1300 1500X1800 2200X2500 2200X2500 1870X2200 2160X2400 2160X2400 3000X3000
4.5
5.5 4.5 5 6 8.5 8.5 7.5 8 8 10
30
30 30 97 90 90 100 100 120 90 60-90
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TFT-LCD液晶 屏实物图
液晶板在未通电情况下呈半 透明状态 可弯曲的柔性印刷板起到信 号传输的作用，并且通过异 向性导电胶与印刷电路板 （蓝色PCB板的部分）压和， 使两者连接相通
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微观液晶面板，会看到红绿蓝为一组三 原色，一般一组或两组为一个像素
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AMLCD的种类
TFT是有源矩阵液晶显示器件（AMLCD）中的一 个非常重要半导体器件，依据其半导体层所使用 的材料不同， AMLCD可分为：单晶硅Si MOSFET、多晶硅p-Si、非晶硅a-Si以及非硅材料 类TFT-AMLCD。 单晶硅：能够利用成熟的集成电路工艺直接将显 示矩阵制作在单晶硅片上，易于实现高分辨率和 小型化的显示基板。不过大面积无缺陷的单晶硅 片制备困难，难于做成大尺寸的显示屏。
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TFT-LCD结构
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TFT AM LCD是在两块玻璃之间封入TN型液晶构成的。 下基板制备有作为像素开关的TFT器件、显示用的透明像素 电极、存储电容、控制TFT栅极的扫描线（行）、控制TFT 源端的信号线（列）等。 上基板制备彩色滤色膜和遮光用的黑矩阵，并在其上制备透 明的公共电极。 在两片玻璃基板的内侧制备取向层，使液晶分子定向排列。 两片玻璃之间灌注液晶，并通过封框胶粘结，同时起到密封 的作用。在基板上均匀散布一些衬垫（spacer），保证间隙 的均匀性。 为了将上基板的公共电极引到下基板以便和外围的集成电路 相连，需在两片玻璃之间采用银点胶制备连接点（contact）。 两片玻璃基板的外侧分别贴有偏振片。 此外，非晶硅TFT的栅线和信号线需要与外部的驱动集成电 路和PCB电路板相连，下基板比上基板略大，其边缘制备有 压焊点。
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TFT-LCD的显示
上偏光片
彩色滤光片 液晶
TFT基板
下偏光片
光源
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TFT-LCD的基本构成
基本结构 背光板(BACK LIGHT) 下偏光片(DOWN POLARIZER) 薄膜基板(TFT SUBSTRATE) 液晶(LIQUID CRYSTAL) 彩色滤光片(COLOR FILTER ) 上偏光片(UP POLARIZER)
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透射式TFT LCD侧视图
玻璃基板 框胶 TFT 偏光板 Black matrix Color filter Overcoat 保护膜
共通电极
TAB
配向膜 液晶 存储电容 像素电极
偏光板 扩散板 Spacer 间隙粒子 分光片
Printed circuit board Driver LSI
Prism sheet
投产状况 量产ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
备注 2007年Q4投产
龙腾光电
深超光电 莱宝高科 天亿科技 中电熊猫
昆山
深圳 深圳 成都 南京 上海
1100X1300
1200X1300 400X500 1500X1800 1500X1800 1100X1300 730X920
5
5.5 2.5 6 6 5 4.5 4.5
110
100 30 60 80 92 30 30
側光 反射板
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4.1.2 TFT阵列面板
TFT LCD是通过调整薄膜晶体管上的电压,以控制液晶转向来 产生灰阶. 上下两层玻璃间, 夾著液晶, 形成平板电容器，大小约为0.1pF。 以一般60Hz 的画面更新频率, 需要保持约16ms。但实际无法 將电压保持这么久, 造成电压出现变化, 所显示的灰阶就会不正 确. 因此在面板设计上, 会再加一个储存电容CS (storage capacitor， 约为0.5pF), 以便让充好电的电压能保持到下一次更新画面的 時候. 可以说，TFT 本身只是一个使用晶体管制作的开关。它主要 的工作是決定LCD gate driver 上的电压是不是要充到這个点 来，至于该点要充到多高的电压, 以便显示出怎樣的灰阶，都 由外面的LCD source driver 来決定. 常用的TFT是三端器件。一般在玻璃基板上制作半导体层，在 其两端有与之相连接的源极和漏极。并通过栅极绝缘膜，与 半导体相对置，设有栅极。利用施加于栅极的电压来控制源、 漏电极间的电流。
第四章 TFT液晶显示器的 结构与制备
TFT-LCD的结构 薄膜晶体管TFT TFT-LCD的制备 TFT-LCD用其他配件
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华星光电
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TFT-LCD各世代面板尺寸
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各世代厂房的差别就在 于玻璃基板的尺寸
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厂商 信利
厂址 汕尾
玻璃基板尺寸(mm*mm) 400X500
代数 2.5
月产能(K) 50
量产
量产 量产 待定 量产 量产 量产 量产
2006年Q3投产
2009年Q1投产 2008年Q3投产 2013年Q4投产 2011年Q2投产 深天马托管 2007年Q4投产 2010年Q2投产
深天马
成都
730X920
武汉
厦门 成都 北京 京东方 合肥 北京 华星光电 三星 LGD 友达光电 熊猫液晶 深圳 苏州 广州 昆山 南京