TFTLCD显示原理及工艺流程.ppt

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1、公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！京东方光电科技有限公司京东方光电科技有限公司产品技术部产品技术部高文宝高文宝TFT-LCDTFT-LCD显示原理及基本构成显示原理及基本构成CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！CatalogTFT-LCDTFT-LCD基本构成基本构成TFT-LCD PanelTFT-LCD Panel驱动及控制电路驱动及控制电路背光源及组件背光源及组件TFT-LCDTFT-LCD基本工作原理基本工作原理TFT-LCD HistoryTFT-LCD History常白模式液

2、晶显示基本原理常白模式液晶显示基本原理TFT-LCDTFT-LCD液晶显示器灰度和颜色显示液晶显示器灰度和颜色显示TFT-LCDTFT-LCD生产工艺流程生产工艺流程TFT-LCD ArrayTFT-LCD Array工艺流程工艺流程TFT-LCD CellTFT-LCD Cell工艺流程工艺流程TFT-LCD MDLTFT-LCD MDL工艺流程工艺流程CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！TFT-LCDTFT-LCD的基本构成的基本构成1.LCD屏屏2.驱动及控制电路驱动及控制电路3.背光源及组件背光源及组件123CW48 St

3、atus 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！TFT-LCD TFT-LCD 屏的构成屏的构成1、上偏振片2、阵列基板 TFT开关器件3、彩膜基板 R,G,B BM OC 4、液晶5、取向膜6、CF-ITO7、下偏振片8、隔垫物9、边框胶、转印电极CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！TFT on Array SubstrateCW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！TFT-LCD TFT-LCD 彩膜基板彩膜基板CW48 Statu

4、s 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！TFT-LCD TFT-LCD 彩膜基板制备彩膜基板制备CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！PSMain PS:on TFTSub PS :on GateDummy RGBMain 1/6&Sub 1/3Total:1/2*CF Dummy RGB:PS 無無ABC10umABC10umBlue Resin EdgeDRed Resin Edge4um6umMain PSSub PSActive AreaDummy RGB CW48 Status 公司

5、保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！驱动和控制电路部分驱动和控制电路部分1、时序控制器2、栅驱动器3、源驱动器4、直流/直流 转换器5、灰度级电压电路6、PCB（X/Y）7、逆变器8、接口CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！Driver ICDriver ICSourcedriverSourcedrivergatedrivergatedriver LCD ControllerVGACardSource Driver IC:为驱动液晶提供电压 Gate Driver IC:为TFT Gate ON

6、/OFF供给电压CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！TCP(Tape Carrier Package)COF(Chip on Film)COG(Chip On Glass)外观形态外观形态存在形式存在形式TCP的组装状态的组装状态连续被卷入连续被卷入Reel里里 COF的组装状态的组装状态连续被卷入连续被卷入Reel里里Bumped Chip状态状态装在装在Tray里里安装形态安装形态应用应用LCD驱动驱动以生产大型以生产大型TFT LCD为主为主LCD驱动驱动以生产大型以生产大型TFT LCD为主为主LCD驱动驱动以生产小型以生

7、产小型LCD为主为主ICICICDriver Driver TypeTypeCW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！背光源及结构组件背光源及结构组件1、塑料框（塑料框（Frame）2、灯架灯架3、反射板反射板4、导光板导光板5、集光板集光板6、扩散板扩散板7、散热板散热板8、冷阴极管灯、冷阴极管灯边灯式楔形（单侧）Direct BLUCW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！TFTLCD historyCW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，

8、仅供内部学习，不得外传！TFTLCD historyCW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！TFT-LCDTFT-LCD阵列基板尺寸的演变阵列基板尺寸的演变CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！什么是液晶什么是液晶液晶分子都是有序排列的，根据排列的不同，热致液晶分为向列相、近晶相和胆甾相三种液晶相分子结构：分子结构：在一定温度范围内，既具有各项异性晶体所具有的双折射性，又具有液体流动性的物质状态，被称为液晶态。在一定温度范围内，既具有各项异性晶体所具有的双折射性，又具有液体

9、流动性的物质状态，被称为液晶态。液晶态是介于晶体和液态之间的一种状态，有人称之为物质的第四种形态。液晶态是介于晶体和液态之间的一种状态，有人称之为物质的第四种形态。侧链环结构端基directorFCW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！.光学异方性(birefringence anisotropy):n=n-nnncx=c/nxnenxnynz.电学异方性(dielectric anisotropy):=-FFFF+正正-负负电场液晶的主要性质液晶的主要性质CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅

10、供内部学习，不得外传！常白模式液晶显示基本原理常白模式液晶显示基本原理ONOFFCW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！偏光片的偏光性能偏光片的偏光性能1.1.NormalNormal 偏光片偏光片2.2.WVWV 偏光片偏光片3.3.PCFPCF 偏光片偏光片CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！PVATAC剥离 Film1.前处理2.拉伸&Laminating3.Coating4.截断5.检查6.包装保护 FilmPSA Cutter前处理拉伸LamiCoatingCu

11、tting检查偏光片偏光片 制造工艺制造工艺CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！前处理工艺前处理工艺管理管理 Point Point 在TAC Film上进行Chemical Etching处理,使其与偏光元件(PVA)的粘着力加强 Scratch Tension 异物 工工艺内艺内容容 WindingDry Oven设备设备主要主要数数据据 Film 幅度:1,330 mmEtching水洗水洗中和Chemical EtchingUnwindingTAC Film偏光片偏光片 制造工艺制造工艺1CW48 Status 公司保密资

12、料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！拉伸拉伸.层合工艺层合工艺管理管理 PointPoint工艺内容工艺内容将PVA膜用碘染着后拉伸5倍后并赋予偏光特性,并将其支撑体的TAC及保护 Film合板的工艺 粘着的均一性 混入异物 Tension 及粘着力设备设备主要主要数据数据 Film 幅度:1330 mmDry OvenDry OvenTAC FilmPVA Film拉伸 Process保护 Film水洗水洗绷直 染着补色硼酸WindingWindingUnwindingUnwinding偏光片偏光片 制造工艺制造工艺2CW48 Status 公司保密资料，仅供内

13、部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！Coating Coating 工艺工艺管理管理 PointPoint工艺内容工艺内容剥离 PET偏光片(半成品)偏光片(完成品)Dry OvenCoater设备主要设备主要数数据据 粘着层的均一性 混入异物 粘着力及 Tension Film 幅度:1,330 mmUnwindingUnwindingWindingWinding 为与GLASS粘贴的 粘着剂 COATING偏光片偏光片 制造工艺制造工艺3CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！TFT-LCDTFT-LCD液晶显

14、示器灰度显示液晶显示器灰度显示CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！Human EyesLCD GammaHuman BrainGray scale(level)Tr.(%)+=Gray scale(level)Tr.(%)Gray scale(level)Tr.(%)Sensitive to high brightness Insensitive to low brightnessLinear Compensation for human eyesr1/2.2r2.2r1SensitiveInsensitive Linear Br

15、ightness Variation色域色域（Color Gamut）颜色系统可以显示或打印的颜色范围A.L*a*b*色域 B.RGB 色域 C.CMYK 色域CMYK到到RGB转换个个公式公式:R=(K*C)/Maxval G=(K*M)/Maxval B=(K*Y)/Maxval CMYK 加色模式，用于印刷加色模式，用于印刷GAMMACW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！TFT-LCDTFT-LCD液晶显示器颜色显示液晶显示器颜色显示CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得

16、外传！TFT-LCDTFT-LCD液晶显示器颜色显示液晶显示器颜色显示CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！图象表示规格名称解像度长宽比Color Graphics AdapterCGA3202008:5Enhanced Graphics AdapterEGA64035064:35Video Graphics ArrayVGA6404804:3Super VGASVGA8006004:3eXtended Graphics ArrayXGA10247684:3Engineering Work StationSPARC115290032

17、25Super XGASXGA128010245:4Ultra XGAUXGA160012004:3High Definition TVHDTV1920108016:9Quadrable XGAQXGA204815364:316SVGA320024004:3液晶显示器的图象表示规格液晶显示器的图象表示规格CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！LCDLCD相关性能指标相关性能指标1)分辨率分辨率亮度的定义是指显示器在白色画面之下明亮的程度亮度的定义是指显示器在白色画面之下明亮的程度,单位单位cd/cd/对比度的对比度的CRCR定义就

18、是屏幕的纯白色亮度和纯黑色亮度的比值定义就是屏幕的纯白色亮度和纯黑色亮度的比值 响应速度是指像素由亮转暗并由暗转亮所需的时间，单位毫秒。响应速度是指像素由亮转暗并由暗转亮所需的时间，单位毫秒。响应速度响应速度=Rising=Rising（上升）（上升）+Falling+Falling（下降）（下降）2)亮度亮度3)对比度对比度4)响应速度响应速度CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！可视角度就是指刚好可以看到可视角度就是指刚好可以看到CRCR1010的画面的时候视线与垂的画面的时候视线与垂直屏幕的平面的夹角。直屏幕的平面的夹角。5)

19、视角视角单元开口率透光面积（单元开口率透光面积（A A）/象素面积（象素面积（B B）6)开口率开口率LCDLCD相关性能指标相关性能指标CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！TN-LCDTN-LCD的主视角的主视角 TN-LCD的主视角方向在On On 状态上状态上位相差最小，即使改变看像素的方向也是位相差最小的方向(6点方向)xyzab12点方向6点方向6点方向12点方向dabxyC/RC/R左右对称上下不对称On 状态C/RC/RC/RC/R与视角与视角与视角与视角CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！

20、公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！Symmetric BrightnessSymmetric BrightnessAsymmetric BrightnessAsymmetric BrightnessLight LeakageLight LeakageDiscotic Film:Light Leakage Control at Dark StateDiscotic Film:Light Leakage Control at Dark StateV VV V V V VththV=VV=VopopBright StateBright StateGrey LevelGrey LevelDark

21、StateDark StateE E1 2 1=2 1 2 12 10 30 2 Film Compensated Twisted Nematic(TN)ModeFilm Compensated Twisted Nematic(TN)ModeCW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！OFFONLightLightLightIPSIPSzOFFONLightLightLightElectric FieldMetalFFSFFSTNTNzOFFONLightLightLightRubbing DirectionRubbing Directi

22、onLC Cell StructureCW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！:S/D Metal:Gate Metal:Common ITO:Pixel ITO1D:FFS2D:UFFSTFTEyRotational directionLCRubbing DirectionON StateOff StateAPAYellowish ColorBluish ColorPSameColorAfter applied After applied voltagevoltageReal pixel imageReal pixel image

23、FFS Pixel StructureCW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！Reverse Engineering for CompetitorArray design ruleAperture ratio:CF CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！C/F design ruleAperture ratio:BM open Reverse Engineering for CompetitorCW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供

24、内部学习，不得外传！Competitiveness of Final pixelTightTightHigh competitiveness LowCW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！BOEOT Layout:Cutting align mark:Stitch:SRC(Canon mark),TV-AA:PDI(ISO):OLB:TEG for EPM:Process(Resolution CD):Unit mark:Tr:Assy vernior:Align mark:PAD:Seal slitCW48 Status 公司保密资

25、料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！Gray Tone Gray Tone Gray Tone Gray Tone 原理原理原理原理CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！GTM and HTMCW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！ArrayArray工艺流程工艺流程CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！SputterCW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司

26、保密资料，仅供内部学习，不得外传！PECVDCW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！曝光机曝光机AlignerCW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！AlignerCW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！曝光光带曝光光带PS 搭载搭载 glass进行曝光进行曝光动画动画演示演示五代线曝光机五代线曝光机MPA 78005510(W)6091(L)3349(H)Weight:26970 kg AlignerCW48 St

27、atus 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！IP1EUVI/CETCH#1ETCH#2ETCH#3RINSE1RINSE2A/KO/COP1IP2左右OP2Wet EtchSpray,Dip,Spray+DipRinseCW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！Dry EtchPE基板基板连接连接RF POWER电电极极受基板和受基板和PLASMA之之间间的高的高电场电场的影的影响响，产产生高生高ENERGY的的ION,ETCH靠靠ION进行行 高高ION ENERGY会影响基板，进而影响会影响

28、基板，进而影响FILM的特性的特性因具有高因具有高ENERGY，可在，可在METAL ETCH,NITRID方面利用方面利用 基板基板不连接不连接RF电电极极GLASS和和PLASMA POTENTIAL的的电位差不大，因位差不大，因PLASMA生成的生成的ION及及RADICAL的的CHEMICAL反反应为为主要作用主要作用ION的的ENERGY低，低，对FILM及基板基本不及基板基本不会会产生生DAMAGE 适用于适用于DAMAGE少的少的CHANNEL ETCH(n+ETCH)及及ACTIVE LAYER ETCH RIECW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司

29、保密资料，仅供内部学习，不得外传！CUTTING CELL TESTPI COATINGVACUUMALIGNER Seal/TrModuleTFTTFTC/FC/FCLEANINGRubbingSpacer/LC+TFT-LCDTFT-LCD成盒工艺流程成盒工艺流程CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！基板取向层APR PLATE 版胴DOCTOR ROLL(BLADE)ANILOX ROLLPI COATING PROCESSCW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！为了

30、形成一定的为了形成一定的PRETILTPRETILT角，并且按照一定方向排列液晶分子，对基板上已经印刷好的角，并且按照一定方向排列液晶分子，对基板上已经印刷好的PolyimidePolyimide进行摩擦，在进行摩擦，在PolyimidePolyimide上形成具有一定方向性沟痕的工艺上形成具有一定方向性沟痕的工艺PI rubbing processCW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！Seal&Tr processCW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！BMGATEPSP

31、IITOPIITOINSULATOR+PVXBMITOPIITOBall spacerINSULATOR+PVXPIGATEI.Post Spacer(Column Spacer,Patterned Spacer)II.Ball Type SpacerPost SpacerBall Type SpacerShapePillar-shape(柱狀)Ball shape(球狀)MaterialPhoto resistSiO2AdvantageHigh brightnessLow costDisadvantageHigh costLow brightnessManufacturingPattern

32、by photo lithographySpray(散布分散)SpacerCW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！LC dropping processCW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！TactTact Time Time 比较比较1st Cut 0.2n/an/an/aPI Print In-line0.51.01.0PI Print In-lineAssy In-li

33、ne0.51.51.5Assy&ODF In-lineHot Press8.53.01.0UV&Thermal Cure2nd Cut 0.20.50.52nd CutLC Filling10.010.0n/an/aEnd Seal3.03.0n/an/aE/S Cleaning&Iso.3.33.3n/an/aPol Attach In-line0.50.50.5Pol Attach In-lineAutoclave1.01.01.0Auto ClaveTotal27.723.85.0TotalConventional ProcessLead Time(Hr)ODF ProcessConve

34、ntionalProcessMother Glass ProcessODFCW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！Flatness AAssemblyAssemblyUV ExposureUV ExposureUV UniformityUV ChamberTemperatureESC StagePanelTFTC/FShadow TFT PatternLC Drop ToleranceAssembly ChamberTemperature Occurrence of PI MuraOccurrence of PI MuraNot Fi

35、llNot FillReduction of Cell Gap Reduction of Cell Gap UniformityUniformityOccurrence of Uncured UV zoneOccurrence of Uncured UV zoneOccurrence of Partially cured zoneOccurrence of Partially cured zoneLiquid CrystalESC StageVACUUM ALIGNERCW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！ESC StageCW48

36、 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！=Tilt AngleScanning侧面反射板下部反射板Tilted UV scan&反射 plate 适用 固化Area的扩大 确保 Cure 可靠性/液晶污染最小化Seal TFTC/FBMBMMetalMetalSeal C/FTFTBMBMMetalMetal反射板UV CURECW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！Cutting&Grinding processCW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！TFT-LCDTFT-LCD模块工艺流程模块工艺流程CW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！POL attachCW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！OLBCW48 Status 公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！公司保密资料，仅供内部学习，不得外传！PanelBack LightBezel+ModuleASSY