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1、TFT-LCD 基础知识培训,RD Center ATD 霍思涛,培 训 内 容,LCD发展史及现状 LCD基本概念 TFT-LCD基本结构及相关材料 TFT-LCD工艺制程 TFT-LCD关键参数,LCD(液晶显示器)ECD(电致变色显示器),显示技术分类,CRT几乎所有主要特性都比较优秀，缺点是屏做不大，体积大、重量大；LCD的性能近年来有明显提高，主要性能都接近CRT，但响应速度、视角还略差；PDP功耗大，性价比不高；OLED主要性能都很优秀，但器件寿命、制作工艺成熟性有待提高；LED因其高亮度，可用于室外大型显示。,显示器基本特性的比较,液晶及液晶显示技术发展历程,LCD应用领域,大尺
2、寸 LCD 电视,LG-Philips 100”LCD TVSharps 108”LCD TV,天 马,表一:2009年Q308-Q408初步调查资料-全球前五大液晶显示器品牌厂商出货量市占率与成长率,Source:Quarterly Desktop Monitor Shipment and Forecast Report,表二:Q408初步调查资料-全球各地区显示器出货量与成长率(单位:百万台),Source:Quarterly Desktop Monitor Shipment and Forecast Report,TV Market Forecast,玻璃尺寸及生产线Gen的概念,Gen
3、 5,Gen 10,玻璃尺寸：2950*3400mm2850*3050mm,上海天马,4.5代,1,已经量产,TFT-LCD生产线布局,上海天马,昆山龙腾光电,LCDLiquid Crystal Display液晶显示器TFT-LCDThin Film Transistor LCD 薄膜晶体管液晶显示器 由于TFT-LCD具有体积小、重量轻、低辐射、低耗电量、全彩色化等优点，因此在各类显示器上得到了广泛的应用,基本概念,TFT-LCD基本结构,背光板模組:提供光的來源.上下偏光板，TFT Glass Substrate，液晶：形成偏振光，控制光线的通过与否。彩色滤色膜：提供TFT LCD紅，綠
4、，藍(光的三原色)的來源。ITO透明导电层：提供透明的导电通路。Spacer：提供一固定高度給彩色滤光片和TFT Glass Substrate,控制盒厚，作为灌入液晶時的空間及作为上下两层Glass的支撑。,组件介绍,液晶的基本概念,液晶具有液体所具有的流动性，同时也具有晶体的各向异性、双折射等特性。可以通过对液晶施加电场，使它的分子排列发生改变，从而使液晶的光学性质发生变化。这样，就将电信号转变为人眼可见的光信号。,温度低,温度高,偏振光：光的矢量方向和大小有规则变化的光偏光片：将自然光变为偏振光的器件,偏振光与偏光片,左图：两偏光片垂直右图：两偏光片平行,TFT位于扫描电极和信号电极的交
5、叉点处，它的漏极和源极分别与信号电极和像素电极相连，栅极与扫描电极相连。,TFT-LCD单像素结构,TFT电路,TFT（薄膜晶体管）基本概念,TFT在LCD中起着传输和控制电信号的作用，即通过它确定施加在液晶层上的电压的大小,彩色滤色膜由红、绿、蓝三种颜色的光阻、黑矩阵，保护膜和ITO公共电极几部分组成,彩色滤光片（Color Filter=CF）,LCD工作原理,液晶显示器件分类,Array 制程与半导体制程相似，但不同的是将薄膜晶体管制作在玻璃基底上而非晶圆上；Cell 制程是将前段Array基板与彩色滤光片的玻璃基板贴合，并在两片玻璃基板间滴入液晶(LC)；模组组装制程是将Cell制程后
6、的面板与其它如背光单元、电路、外框等多种零组件组装的过程。,TFT-LCD制程,Color Filter Fabrication Process TFT Array Process Liquid Crystal Cell Process Module Assembly Process,a-Si TFT array process step 1,Deposit and pattern gate metalFunctions:Gate of TFTSelect linesBottom electrode of storage capacitorMetal options:Ti/Al/TiAl/Mo
7、CrMoTa,a-Si TFT array process step 2,Deposition of SiN/a-Si/n+by PECVD,patterning of a-SiSiN is gate dielectric and storage capacitor dielectricSelective etch of a-SiSiN is not etched,SiN,a-Si/n+,a-Si TFT array process step 3,Deposition and patterning of source/drain metalFunctions:Source and drain
8、metalData line metalMetal optionsTi/Al/Ti or Ti/AlCrMo or Mo/AlBack etch of n+a-Si from channel area,a-Si TFT array process step 4,Deposition and patterning of passivation SiN by PECVDFunction:Passivate TFT,a-Si TFT array process step 5,Deposition and patterning of ITOFunction:Pixel electrodeTop ele
9、ctrode of storage capacitor,a-Si TFT array process,Cell 制程,缩短制程时间 原料节省，无需封口胶 切割后可初步点亮，及时发现不良,ODF制程,PI涂布,PI摩擦,LCD框胶及Ag胶涂布,喷衬垫,上下基板对位贴合,玻璃切割、裂片,加压脱泡,贴偏光片,液晶显示模块（LCM）是一种将液晶显示器件、连接件、集成电路、PCB、背光源、结构件装配在一起的组件。连接件：导电橡胶、热压导电胶带、TAB(Tape Automated Bonding)；集成电路：控制器、行和列驱动器等；PCB：电源、控制器、行和列驱动器等的连接电路；背光源：LED、CCF、
10、VFD、EL、OEL、FED等光源；结构件：将上面各部件装配在一起的结构件。,液晶显示模块（LCM）,背光源及结构,Cell工程,Module工程,TFT工程,TFT-LCD不良分析,LCD显示器评价项目:,分辨率 亮度(Cd/m2)对比度 视角 响应时间(ms)功耗(mw)工作/存储温度范围 可靠性评价,分辨率,分辨率（Display Resolution）：显示器水平方向和垂直方向像素（Pixel）的数目。注：一个像素有R、G、B三个子像素（Sub-Pixel）。,亮度表示显示器的发光强度。用每单位面积的亮度cd/m表示。室内应大于70 cd/m，室外应达到300 cd/m。在不能主动发光
11、的液晶显示器中，用该单位评价显示器的亮度。,亮度,对比度-视角特性参数包括两个方面：一是在特定的温度、特定的方位角下，对比度随驱动电压的变化而变化，即对比度曲线；二是在特定温度、固定的驱动条件下，对比度在给定的立体空间范围内的分布情况，即对比度-视角特性曲线。,对比度-视角特性,对比度（Contrast Ratio）：显示器最大亮度值（全白）与最小亮度值（全黑）之比值。一般TFT-LCD的对比值为200:1至600:1。视角（Viewing Angle）：在大角度观看的情况下，显示器对比度变差会使画面失真，可接受的观测角度范围就称为视角。,视角和对比度图示例,补偿膜补偿后的视角,线性偏光片下视
12、角,响应时间,响应时间的定义及测量,响应特性参数是描述液晶屏的光透射率（或反射率）在改变驱动电压的选择状态（由选择态到非选择态或由非选择态到选择态）时变化快慢的物理参数。响应特性参数主要用开启时间Ton，关闭时间Toff，上升时间Tr和下降时间Td来描述。其中横坐标是时间，纵坐标是相对透射率,响应时间（Response Time）：从输入信号到输出图像所经历的时间，一般液晶显示器响应时间为2030毫秒。,温度特性：温度特性是描述各种特性参数随着温度的变化而变化的规律。工作温度：LCD能够正常工作的温度范围；功耗特性：功耗特性是描述液晶屏在正常工作条件下功耗的大小，一般用功耗电流的有效值来表示，
13、通常是指整个模块的功耗。,其它重要的特性,高开口率技术,VA广视角技术（Vertical Alignment）垂直取向技术是一种很有发展前景的广视角技术，它的畴形成是通过在像素电极上形成结构物的方法实现,Why we use the tech.of MVA/PVA?Faster response time than TN mode Wilder viewing angle than TN mode Better gray scale inversion than TN mode,广视角技术,TN模式,广视角模式,Different LC Mode,广视角技术,半反半透LCD（Transflective LCD）,Good readability under any light conditions Power saving Suitable for mobile displays,High Transmission,High Reflection,ATR-MVA(10,000 lux),ATR/TN(dark room),TN-TMR(10,000 lux),TN(10,000 lux),半反半透模式和全透模式显示效果对比,微反膜,蓝相液晶显示器,Sharp dual view LCD,3D显示,Thank you!,
