TFT-LCD簡(jiǎn)介教學(xué)課件

基本構(gòu)造

背光板(BackLight)

下偏光板(DownPolarizer)薄膜基板(TFTSubstrate)

液晶(LiquidCrystal)

彩色濾光片(ColorFilter)

上偏光板(UpPolarizer)TFT-LCD產(chǎn)品基本構(gòu)成元件QDS/LCMT林豪溫/UnoLinTFT-LCD結(jié)構(gòu)上偏光板TFT框膠TABDriverIC擴(kuò)散板Spacer分光片反射板側(cè)光下偏光板畫素電極儲(chǔ)存電容液晶配向膜共通電極overcoatColorfilterBlackmatrixPrintedcircuitboard菱鏡板玻璃基板QDS/LCMT林豪溫/UnoLin只允許某方向的光線才能通過(guò)的光板，于制作液晶板過(guò)程中，必須上下各用一片，且成交錯(cuò)方向置入(NormallyWhiteOperation)，主要用途是在有電場(chǎng)與無(wú)電場(chǎng)時(shí)使光源產(chǎn)生位相差而呈現(xiàn)明暗的狀態(tài)，用以顯示字幕或圖案。PolarizerQDS/LCMT林豪溫/UnoLina光光bab偏光板偏光板配向膜電壓當(dāng)液晶層不施任何電壓降時(shí)，液晶是在它的初始狀態(tài)，會(huì)把入射光的方向扭轉(zhuǎn)90度，因此讓背光源的入射光能夠通過(guò)整個(gè)結(jié)構(gòu)當(dāng)液晶層施以某一電壓差，液晶會(huì)改變它的初始狀態(tài)，使液晶的排列方向不扭轉(zhuǎn)，而不改變光的極化方向，因此經(jīng)過(guò)液晶的光會(huì)被第二層偏極片吸收而整個(gè)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)不透光的狀態(tài)TFT液晶Panel的動(dòng)作原理QDS/LCMT林豪溫/UnoLin上下偏光板為正交(垂直90°)液晶分子的配向與偏光板的穿透軸平行(或垂直)，因此液晶由下玻璃到上玻璃總共旋轉(zhuǎn)了90°。未加電壓時(shí)，經(jīng)過(guò)第一片偏光板后的偏極性光，其偏極方會(huì)隨液晶分子一起旋轉(zhuǎn)，因此到逹第二片偏光時(shí)，其偏極方向亦和穿透軸平行，因此光線可以通過(guò)。施加電壓后，液晶分子會(huì)傾向與電場(chǎng)方向平行，因此改變光偏極狀態(tài)的能力下降，言會(huì)使亮度逐漸下降直到完全變暗。NormallyWhite顯示形態(tài)QDS/LCMT林豪溫/UnoLin上下二片偏光片穿透軸為平行。液晶分子的配向與偏光片穿透軸為平行(或垂直)，因此液晶由下玻璃到上玻璃總共總共旋轉(zhuǎn)了90°。未加電壓時(shí)經(jīng)過(guò)第一片偏光片后的偏極化光，其偏極方向會(huì)隨液晶分子一起旋轉(zhuǎn)，因此到達(dá)二片偏光片時(shí)，其偏極化方向與穿透軸垂直，故光不能通過(guò)。施加電壓后，液晶分子會(huì)傾向與電場(chǎng)方向平行，因此改變光偏極狀態(tài)的能力下降，言會(huì)使亮度逐漸變亮直到最亮。NormallyBlack顯示形態(tài)QDS/LCMT林豪溫/UnoLin功能：做為電壓控制開關(guān)，達(dá)到控制顯示器上的畫素電極電壓寫入和保持，進(jìn)而達(dá)到定址的目的。GlassLCITOJASAlTiTi/Al/TiNSiNn+a-Sia-SiSiNFilmFunctionTi/Al/TiN

導(dǎo)電線路用Ti/AlITO存貯電容用的電極板SiN/啟動(dòng)畫素開關(guān)元件aSi/N+a-Si

SiN

沉積保護(hù)TFT的薄膜TFT薄膜電晶體QDS/LCMT林豪溫/UnoLin因TFT元件的動(dòng)作類似一個(gè)開關(guān)(Switch)，液晶元件的作用類似一個(gè)電容，藉Switch的ON/OFF對(duì)電容存貯的電壓值進(jìn)行更新/保持。SWON時(shí)信號(hào)寫入(加入、記錄)在液晶電容上，在以外時(shí)間SWOFF，可防止信號(hào)從液晶電容泄漏。在必要時(shí)可將保持電容與液晶電容并聯(lián)，以改善其保持特性。下圖為TFT一個(gè)畫素的等效電路圖，GateLine連接同一列所有TFT柵電極，而SourceLine連接同一行所有TFT源極電極。當(dāng)ON時(shí)SourceLine的資料寫入液晶電容，此時(shí)，TFT元件成低阻抗(RON)，當(dāng)OFF時(shí)TFT元件成高阻抗(ROFF)，可防止SourceLine資料的泄漏。一般RON與ROFF電阻比至少約為10K以上。GateLineRONROFFClcCsGDSSourceLine畫素顯示QDS/LCMT林豪溫/UnoLin一般最常見的畫素電極結(jié)構(gòu)有兩種，分別是Csongate與Csoncommon這兩種。兩者的主要差別在于存貯電容是利用gate走線或是common走線來(lái)完成。Csoncommon需要增加一條額外的common走線，所以其開口率(Apertureratio)比較大。開口率(Apertureratio)：開口率即是每個(gè)畫素可透光的有效區(qū)域除以畫素的總面積，開口率的大小影響面板的亮度的重要因素，開口率越高，整體畫面越亮。液晶電容儲(chǔ)存電容共通電極:Clc:Cs:Common:Cgd寄生電容液晶畫素電容:Clc+Cs(n-1)thGateLine(n)thGateLineCsonCommon.需多一條CommonLine.調(diào)整CommonVoltage即可補(bǔ)償feedthrough.ApertureRatio較小CsonGate.有后一條ScanLine做補(bǔ)償.ApertureRatio較大CsCommonClcCsCommonClcTFT畫素電極結(jié)構(gòu)QDS/LCMT林豪溫/UnoLinAA’Mask1：GE(Gate電極形成)1.受入洗凈2.濺鍍Al(2500A)3.光阻涂布/曝光/顯影4.Al蝕刻(WET)5.光阻去除PixelOverviewQDS/LCMT林豪溫/UnoLinMask1：GE(Gate電極形成)Mask2：SE(島狀半導(dǎo)體形成)1.成膜SiNx2.成膜前洗凈3.成膜SiNx/a-Si/n+Si4.光阻涂布/曝光/顯影5.蝕刻(DRY)6.光阻去除AA’PixelOverviewQDS/LCMT林豪溫/UnoLinMask1：GE(Gate電極形成)Mask2：SE(島狀半導(dǎo)體形成)Mask3：SD(Source及Drain電極形成)1.成膜Cr2.光阻涂布/曝光/顯影3.硬烤4.蝕刻Cr(WET)5.蝕刻n+Si(DRY)6.光阻去除AA’PixelOverviewQDS/LCMT林豪溫/UnoLinMask1：GE(Gate電極形成)Mask2：SE(島狀半導(dǎo)體形成)Mask3：SD(Source及Drain電極形成)Mask4：CH(ContactHole形成)1.成膜SiNx2.光阻涂布/曝光/顯影3.蝕刻(DRY)4.光阻去除AA’PixelOverviewQDS/LCMT林豪溫/UnoLinMask1：GE(Gate電極形成)Mask2：SE(島狀半導(dǎo)體形成)Mask3：SD(Source及Drain電極形成)Mask4：CH(ContactHole形成)Mask5：PE(畫素電極形成)1.成膜ITO2.光阻涂布/曝光/顯影3.蝕刻(WET)4.光阻去除AA’PixelOverviewQDS/LCMT林豪溫/UnoLin功能：提供施加電壓于液晶上之電極，同又可讓可見光穿過(guò)。主要材料：氧化銦錫Indium-TinOxideDSITOPixelCsGateLineSourceLineITO透明導(dǎo)電電極QDS/LCMT林豪溫/UnoLinColorFilter}TFT玻璃基板SourceLine畫素電極GateLine300μmCF玻璃}ITO共同電極功用：因?yàn)橐壕ELL只能控制光的通過(guò)與否，因此要產(chǎn)生彩色影像的話，就需要CF分別產(chǎn)生RGB三原色。RGB三種顏色的排列會(huì)和TFT面板上的ITO電極互相成一對(duì)一的對(duì)應(yīng)（如下圖示），控制TFT面板上每個(gè)pixel的光線穿透的亮度就是控制這三種顏色的強(qiáng)弱，光線的強(qiáng)弱就可以混合成七彩的顏色。ColorFilterQDS/LCMT林豪溫/UnoLin功能防止彩色光阻（R、G、B）混色防止因液晶不正常的排列而造成漏光，進(jìn)而造成對(duì)比下降。避免因TFTChannel直接受外界光源照射產(chǎn)生光電流而形成漏電。特性要求遮光性強(qiáng)(O.D.>3.5)反射率低(<7%,l=550~650nm)與玻璃的附著性佳層膜材料金屬Cr(Cr,CrOx/CrNy/Cr)黑色樹脂(Resin)（無(wú)電解電鍍）鎳石墨BM(BlackMatrix)CFPixelBlackMatrixQDS/LCMT林豪溫/UnoLinStageSubstrateRubbingroller&RubbingClothLCmoleculePI膜預(yù)傾角：約4°~6°主要用途為分配液晶方向，由于液晶也具有液體特性，故需將配向膜刷成劇齒狀，使液晶灌入時(shí)，成有固定方向性平躺。PI膜（配向膜）QDS/LCMT林豪溫/UnoLin避免因光線通過(guò)液晶曲折率的不連續(xù)而造成配向缺陷形成漏光0度4~6度漏光PI預(yù)傾角QDS/LCMT林豪溫/UnoLin間隙材的一種，其主要目的是使TFT基板與CF的間隙平均。在TFTSubstrate上的密度約150~200pcs/mm2。*

QDI標(biāo)準(zhǔn)值為220±30pcs/mm2

。CommonPaste(石墨/銀膠)：導(dǎo)通上下基板。提供CFVcom導(dǎo)通兩端分別為：CF=>ITO，TFT=>Cs電極，以產(chǎn)生等效電容效應(yīng)，增加存貯電能功能SpacerCommonPastePI

膜TFTSubstrateSPACERQDS/LCMT林豪溫/UnoLin0.215mm0.215mm0.7mm0.7mm4~7μm上偏光板PI膜層CF層ITO層液晶層下偏光板TFT層PANEL剖面尺寸圖QDS/LCMT林豪溫/UnoLinLCD中液晶板本身不發(fā)光，另需光源來(lái)使其顯像，提供光源的裝置稱為背光模組。導(dǎo)光板反射板TAB燈管稜鏡板擴(kuò)散板擴(kuò)散板

功能/要求材料燈管高輝度、高效率、色再現(xiàn)性、壽命。熱陰極/冷陰極螢光燈(CFL)、EL。導(dǎo)光板控制光的方向、提高輝度以及使板面輝度均一化。板面上施予光圈(DOT)印刷之壓克力板或PC板。擴(kuò)散板將來(lái)自導(dǎo)光光圈之光源加以擴(kuò)散。PET或PC樹脂。棱鏡板將經(jīng)擴(kuò)散板之散漫光，通過(guò)棱鏡之折射使光向垂直向上，亦即有集光作用。棱鏡材料、3M專利"BEF"光學(xué)膜。反射板防止冷陰極螢光燈光源外漏之遮蔽材。PC樹脂、鋁板、發(fā)泡PE膜。Backlight(B/L)QDS/LCMT林豪溫/UnoLinLCD尺寸規(guī)格QDS/LCMT林豪溫/UnoLinPixelSizeQDS/LCMT林豪溫/UnoLin傳統(tǒng)LCD的液晶注入方式，是在上下玻璃對(duì)組之后以毛細(xì)原理將液晶慢慢吸入，這種灌液晶方法的缺點(diǎn)是非常耗時(shí)且浪費(fèi)液晶。而新的滴下式液晶注入法則是在先將液晶直接滴在玻璃上，然后在進(jìn)行上下玻璃的對(duì)組。

這種新的制程可以大幅節(jié)省灌液晶的時(shí)間與液晶材料，尤其在超大尺寸面板具有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。以三十寸面板為例，傳統(tǒng)灌液晶方式灌一片大約需要五天的時(shí)間，ODF只需要兩個(gè)小時(shí)，并且節(jié)省約40%的液晶材料。

ODF滴下式注入法QDS/LCMT林豪溫/UnoLinPWB簡(jiǎn)介TimingSignalVg:GateVoltage(ScanSignal)Vs:SourceVoltage(DataSignal)Vcom:CommonVoltageControlsignalDisplaydataInputvoltageVcomVsGateLineDisplayVgSourceLineGrayscalevoltageRBGRBGGateDriverSourceDriverDisplayControllerGray-ScaleVoltageGeneratorCommonVoltageGeneratorQDS/LCMT林豪溫/UnoLinPWB信號(hào)回路介紹控制基板的分類Control基板：信號(hào)時(shí)序設(shè)定，驅(qū)動(dòng)電壓作成。Source基板：S-TCP接續(xù)用基板。Gate基板：G-TCP接續(xù)用基板。QDS/LCMT林豪溫/UnoLinPWB回路分類入力信號(hào)回路VccDigitalDataENABSignal、ClockSignal、HorizontalsyncSignal、VerticalsyncSignal

時(shí)序控制回路

Gate、SourceDriverControlSignal產(chǎn)生。

DataSignal與ControlSignal時(shí)序整合

電源回路

DCDCConverterCircuit Controller、Driver、COM回路電力供給

Gate電力產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)階調(diào)電壓產(chǎn)生回路表現(xiàn)階調(diào)的標(biāo)準(zhǔn)電壓產(chǎn)生

COM/CS產(chǎn)生回路VCOM、CS、GVcc

、GVee電壓產(chǎn)生

QDS/LCMT林豪溫/UnoLinPWB輸出信號(hào)波形SourceDriverIC入力VLSSCKSPLPVcomVgammaR/G/BDATAPOLQDS/LCMT林豪溫/UnoLinPWB輸出信號(hào)波形GateDriverIC入力VccGCKGSPGOEVGHGVEE/GVC