专栏名称: 光电与显示
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TFT-LCD技术及生产工艺流程简介(附AUO厂内实景)

光电与显示  · 公众号  · 硬件  · 2016-12-29 11:08

正文

概述

TFT(Thin Film Transistor)LCD即薄膜场效应晶体管LCD,是有源矩阵类型液晶显示器(AM-LCD)中的一种。 液晶平板显示器,特别 TFT-LCD ,是目前唯一在亮度、对比度、 功耗 、寿命、体积和重量等综合性能上全面赶上和超过CRT的 显示器件 ,它的性能优良、大规模生产特性好,自动化程度高,原材料成本低廉,发展空间广阔,将迅速成为新世纪的主流产品,是21世纪全球经济增长的一个亮点。

主要特点

TFT的显示采用“背透式”照射方式——假想的光源路径不是像TN液晶那样从上至下,而是从下向上。这样的作法是在液晶的背部设置特殊光管,光源照射时通过下偏光板向上透出。由于上下夹层的电极改成FET电极和共通电极,在FET电极导通时,液晶分子的表现也会发生改变,可以通过遮光和透光来达到显示的目的,响应时间大大提高到80ms左右。因其具有比TN-LCD更高的对比度和更丰富的色彩,荧屏更新频率也更快,故TFT俗称“真彩”。

相对于DSTN而言,TFT-LCD的主要特点是为每个像素配置一个 半导体 开关器件。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,并可以进行连续控制。这样的设计方法不仅提高了显示屏的反应速度,同时也可以精确控制显示灰度,这就是TFT色彩较DSTN更为逼真的原因。

主要优点

随着九十年代初TFT技术的成熟,彩色液晶平板显示器迅速发展,不到10年的时间,TFT-LCD迅速成长为主流显示器,这与它具有的优点是分不开的。主要特点是:

(1)使用特性好

低压应用,低驱动电压,固体化使用安全性和可靠性提高;平板化,又轻薄,节省了大量原材料和使用空间; 低功耗 ,它的功耗约为CRT显示器的十分之一,反射式TFT-LCD甚至只有CRT的百分之一左右,节省了大量的能源;TFT-LCD产品还有规格型号、尺寸系列化,品种多样,使用方便灵活、维修、更新、升级容易,使用寿命长等许多特点。显示范围覆盖了从1英寸至40英寸范围内的所有显示器的应用范围以及投影大平面,是全尺寸显示终端;显示质量从最简单的单色字符图形到高分辨率,高彩色保真度,高亮度,高对比度,高响应速度的各种规格型号的视频显示器;显示方式有直视型,投影型,透视式,也有反射式。

(2)环保特性好

无辐射、无闪烁,对使用者的健康无损害。特别是TFT-LCD电子书刊的出现,将把人类带入无纸办公、无纸印刷时代,引发人类学习、传播和记载文明方式的革命。

(3)适用范围宽

从-20℃到+50℃的温度范围内都可以正常使用,经过温度加固处理的TFT-LCD低温工作温度可达到零下80℃。既可作为移动终端显示,台式终端显示,又可以作大屏幕投影电视,是性能优良的全尺寸视频显示终端。

(4)制造技术的自动化程度高

大规模工业化生产特性好。TFT-LCD产业技术成熟,大规模生产的成品率达到90%以上。

(5)TFT-LCD易于集成化和更新换代

是大规模 半导体集成电路 技术和光源技术的完美结合,继续发展潜力很大。目前有非晶、多晶和单晶硅TFT-LCD,将来会有其它材料的TFT,既有玻璃基板的又有塑料基板。

TFT Process(薄膜晶体管的制程)

1、Array Process(阵列制程)











以AUO为例,TFT-LCD面板工厂的制造工艺流程实景


简单说,TFT-LCD面板可视为两片玻璃基板中间夹着一层液晶,上层的玻璃基板是与彩色滤光片(Color Filter) 结合,而下层的玻璃则有电晶体镶嵌于上。 当电流通过电晶体产生电场变化,造成液晶分子偏转,借以改变光线的偏极性,再利用偏光片决定画素(Pixel)的明暗状态。 此外,上层玻璃因与彩色滤光片贴合,形成每个画素(Pixel)各包含红蓝绿三颜色,这些发出红蓝绿色彩的画素便构成了面板上的影像画面。

TFT-LCD的三段主要的制程:

前段Array

前段的Array 制程与半导体制程相似,但不同的是将薄膜电晶体制作于玻璃上,而非矽晶圆上。

中段Cell

中段的Cell ,是以前段Array的玻璃为基板,与彩色滤光片的玻璃基板结合,并在两片玻璃基板间灌入液晶(LC)。

后段Module Assembly (模组组装)

后段模组组装制程是将Cell制程后的玻璃与其他如背光板、电路、外框等多种零组件组装的生产作业。

TFT-LCD面板制作流程

薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)模块

薄膜晶体管液晶显示器模块

TFT-LCD:三明治的构造







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