友達光電AUO 什麼是TFT-LCD @ 知識 - 隨意窩

TFT-LCD 結構： 簡單的說TFT-LCD面板的基本結構為兩片玻璃基板中間夾住一層液晶。

... 演進至今，友達光電已發展到六代廠( G6 ) 製程，而G6玻璃基板尺寸則達到了150 X ... 知識這裡記錄了我再網路上看到的東西當然大部份是轉貼的文章記錄用請見諒日誌相簿影音好友名片 200708292219友達光電AUO什麼是TFT-LCD?未分類資料夾什麼是TFT-LCD?TFT﹕薄膜電晶體LCD﹕液晶顯示器 TFT-LCD發明於1960年﹐經過不斷的改良在1991年時成功的商業化為筆記型電腦用面板﹐從此進入TFT-LCD的世代。

TFT-LCD結構： 簡單的說TFT-LCD面板的基本結構為兩片玻璃基板中間夾住一層液晶。

前端LCD面板貼上彩色濾光片﹐後端TFT面板上製作薄膜電晶體(TFT)。

當施電壓於電晶體時﹐液晶轉向﹐光線穿過液晶後在前端面板上產生一個畫素。

背光模組位於TFT-Array面板之後負責提供光源。

彩色濾光片給予每一個畫素特定的顏色。

結合每一個不同顏色的畫素所呈現出的就是面板前端的影像。

TFTPixelElement： TFT面板就是由數百萬個TFTdevice以及ITO(IndiumTinOxide，此材料為透明導電金屬)區域排列如一個matrix所構成，而所謂的Array就是指數百萬個排列整齊的TFTdevice之區域，此數百萬個排列整齊的區域就是面板顯示區。

下圖為一TFT畫素的結構： 不論TFT板的設計如何的變化,製程如何的簡化，其結構一定需具備TFTdevice和控制液晶區域(光源若是穿透式的LCD，則此控制液晶的區域是使用ITO，但對於反射式的LCD是使用高反射式率的金屬，如Al等。

)TFTdevice是一個開關器，其功能就是控制電子跑到ITO區域的數量，當ITO區域流進去的電子數量達到我們想要的數值後，再將TFTdevice關掉，此時就將電子整個關(Keep)在ITO區域。

上圖為各畫素點指定的時間變化﹐由t1到tn閘極驅動IC持續選擇開啟G1﹐使得源極驅動IC以D1、D2到Dn的順序對G1上的TFT畫素充電。

tn+1時﹐閘極驅動IC再度選擇G2﹐源極驅動IC再從D1開始依序選擇。

上圖可以表達幾件事情： 液晶站立的角度越垂直,越多的光不會被液晶導引，不同角度的液晶站立角度會導引不同數量的光線，以上面的例子來看，液晶站立角度越大，則可以穿透的光線越弱(TNmode)。

(上、下偏光片排列的方向會決定穿透光的強弱，因此只要了解液晶站立的角度會導光的強弱即可)。

不受導引的光線會被上偏光片所吸收掉。

自然界的光，其極性是任意方向的，使用偏光片的功能就是過濾掉大部分的不同方向震盪的光，只讓某一特定方向的光通過。

新世代與尺寸 各世代玻璃基板與尺寸的關係? 許多人不瞭解TFT-LCD產業的各世代廠房之差異，其實原理相當簡單。

各世代廠房主要的差別就在玻璃基板的尺寸，而面板就是從大片玻璃基板去切割而成的產品。

越新世代的廠房，其玻璃基板越大，因此可切割出更多片面板，以提高產能降低成本,或是可以生產出更大尺寸的面板(例如液晶電視面板)。

1990年代TFT-LCD產業剛崛起於日本，當時日本設計建造了一代廠(簡稱G1)的製程。

一代廠的玻璃基板大約是30X40公分大小，約相當於全開的雜誌，可做成一片15吋的面板。

到了達碁科技(其後與聯友光電合併為友達光電)於1996進入產業，當時技術已進步到3.5代廠(G3.5)，玻璃基板尺寸約為60X72公分。

演進至今，友達光電已發展到六代廠(G6)製程，而G6玻璃基板尺寸則達到了150X185公分，相當於一張雙人床大小。

一片G6的玻璃基板，可切割出30片15吋的面板，相較於G3.5可切割4片、G1僅可做1片15吋面板的規模比較，六代廠產能以倍數放大，相對成本降低。

此外，G6玻璃基板的龐大尺寸亦可切割出大尺寸面板，它可製作出8片32吋液晶電視面板，提高了面板產品應用的多元性。

因此全球TFT-LCD廠商無不投入新世代廠房的製程技術。

TFT-LCD製程介紹 何謂TFT-LCD? TFT-LCD即是thin-filmtransistorliquid-crystaldisplay的縮寫.(薄膜電晶體液晶顯示器)TFT-LCD如何點亮?簡單說，TFT-LCD面板可視為兩片玻璃基板中間夾著一層液晶，上層的玻璃基板是與彩色濾光片(ColorFilter)、而下層的玻璃則有電晶體鑲嵌於上。

當電流通過電晶體產生電場變化，造成液晶分子偏轉，藉以改變光線的偏極性，再利用偏光片決定畫素(Pixel)的明暗狀態。

此外，上層玻璃因與彩色濾光片貼合，形成每個畫素(Pixel)各包含紅藍綠三顏色，這些發出紅藍綠色彩的畫素便構成了面板上的影像畫面。

TFT-LCD的三段主要的製程: 前段Array 　-前段的Array製程與半導體製程相似，但不同的是將薄膜電晶體製作於玻璃上，而非矽晶圓上。

中段Cell 　-中段的Cell，是以前段Array的玻璃為基板，與彩色濾光片的玻璃基板結合，並在兩片玻璃基板間灌入液晶(LC)。

後段ModuleAssembly(模組組裝) 後段模組組裝製程是將Cell製程後的玻璃與其他如背光板、電路、外框等多種零組件組裝的生產作業。

最新技術研發 有機發光顯示器 有機發光顯示器(OrganicLightEmittingDisplay)或稱有機發光二極體(OrganicLightEmittingDiode)，簡稱OLED，此一技術具有下列優越的使用特性。

自發光超薄特性高亮度高發光效率高對比微秒級反應時間超廣視角低功率消耗可使用溫度範圍大可曲撓面板低溫多晶矽其發光原理，係在透明陽極與金屬陰極間蒸鍍有機薄膜，注入電子與電洞，並利用其在有機薄膜間複合，將能量轉成可見光。

並且可搭配不同的有機材料，發出不同顏色的光，來達成全彩顯示器的需求。

主動式OLED 有機發光顯示器依驅動方式可分為被動式(PassiveMatrix,PMOLED)與主動式(ActiveMatrix,AMOLED)。

而所謂的主動式驅動OLED(AMOLED)，即是利用薄膜電晶體(ThinFilmTransistor,TFT)，搭配電容儲存訊號，來控制OLED的亮度灰階表現。

雖然被動式OLED的製作成本及技術門檻較低，卻受制於驅動方式，解析度無法提高，因此應用產品尺寸侷限於約５"以內，產品將被限制在低解析度小尺寸市場。

若要得到高精細及大畫面則須以主動方式驅動為主，所謂的主動式驅動是以電容儲存訊號，所以當掃描線掃過後畫素仍然能保持原有的亮度；至於被動驅動下，只有被掃描線選擇到的畫素才會被點亮。

因此在主動驅動方式下，OLED並不需要驅動到非常高的亮度，因此可達到較佳的壽命表現，也可以達成高解析度的需求。

OLED結合TFT的技術可實現主動式驅動OLED，可符合對目前顯示器市場上對於畫面撥放的流暢度，以及解析度越來越高要求，充分展現OLED上述之優越的特性。

在玻璃基板上成長TFT的技術，可為非晶矽(amorphoussilicon,a-Si)製程與低溫多晶矽(LowTemperaturepoly-silicon,LTPS)製程，LTPSTFT與a-SiTFT的最大分別，在於其電性與製程繁簡的差異。

LTPSTFT擁有較高的載子移動率，較高載子移動率意味著TFT能提供更充份的電流，然而其製程上卻較繁複；而a-SiTFT則反之，雖然a-Si的載子移動率不如LTPS，但由於其製程較簡單且成熟，因此在成本上具有較佳的競爭優勢。

綜觀世界上開發主動式OLED的公司，唯有友達光電能同時成功地將OLED分別結合LTPS與a-SiTFT，成為主動式OLED技術上的領先者 低溫多晶矽 什麼是LTPS? Polysilicon(多晶矽)是一種約為0.1至數個um大小、以矽為基底的材料，由許多矽粒子組合而成。

在半導體製造產業中，多晶矽通常經由LPCVD(LowPressureChemicalVaporDeposition)處理後，再以高於900C的退火程序，此方法即為SPC(SolidPhaseCrystallization)。

然而此種方法卻不適用於平面顯示器製造產業，此乃因為玻璃的最高承受溫度只有650C。

因此，LTPS技術即是特別應用在平面顯示器的製造上。

現在已有許多方法可以在玻璃或塑膠基版上製造LTPS薄膜: MetalInducedCrystallization(MIC)：屬於SPC方法之一。

然相較於傳統的SPC，此方法能在較低溫下（約500~600C）製造出多晶矽。

這是因為薄層金屬在結晶形成前即先被包覆，而金屬成分即扮演了降低結晶化的活性功能。

Cat-CVD:一種無須經由蒸氣粹取、而可直接沉積多晶薄膜(poly-film)的方法。

沈積溫度可低於300C。

成長機制包含SiH4-H2混合體的catalyticcrackingreaction。

Laseranneal:此為目前最廣為運用的方法。

Excimer雷射為主要動力，用於加熱及融化a-Si，含有低量氫成分然後再結晶為poly-film。

現在已有許多方法可以在玻璃或塑膠基版上製造LTPS薄膜: LTPS膜的製成遠比a-Si複雜許多，然而LTPSTFT比a-SiTFT的機動性多上一百倍。

並且可以在玻璃基板上直接進行CMOS程序。

以下列出幾種p-Si優於a-Si的特性： 薄膜電晶体之遷移率更快，因此可直接在玻璃基板上製作驅動電路,因而降低成本。

VehicleforOLED:高遷移率代表可提供OLEDDevice較大之驅動電流,因此較適合作為主動型OLED顯示器之基板。

模組緊密：由於部份驅動電路可製作於玻璃基板上,因此PCB上的電路相對簡單,因而可節省PCB之面積。

MVAMVA技術因液晶的特殊排列模式不但提高面板視角並解決大部份灰階反轉的問題。

使用MVA技術的優點有﹕ 高對比廣視角無灰階反轉高解析度快速反應時間半穿透半反射式 液晶螢幕要放映映象是經由背光透過透過彩色濾鏡﹐然後才映入我們的眼窗，這種搭載背光的模式稱為"穿透式"液晶螢幕的電力大部份經由背光裝置消耗。

背光越亮呈現于螢幕前之亮度相對也就越高﹐然而所耗之電量也越大。

"反射式"架構經由反射板之裝置利用外部光源來顯示畫面﹐此裝置省電但在缺乏外部光源是就較難看到畫面。

"半穿透半反射式"為兩者之折中﹐此裝置以反射鏡(halfmirror)來取代反射板除了可以透過背光以外也可以利用外部光源的反射﹐以達到省電、提高亮度與減輕重量的效果。

COG不同於傳統製程﹕COG技術將驅動IC直接假設於玻璃基板上﹐此技術之優點包含有: 提高包裝密度及減輕重量使得面板更為輕薄減少使用材料﹐降低生產成本提高面板解析度ODFODF製程為一劃時代的製造方法，以往耗時、良率低且不易達成的困難；如生產大型面板的電視產品、因應快速反應的小Gap面板、或先進高品質的MVA面板，運用ODF製程技術，問題均可迎刃而解。

傳統製程和ODF製程簡單比較如下： 利用ODF製程，我們可以從當中獲得到的優點有: 機台投資額下降:運用ODF製程，我們不再需要真空回火製程、液晶注入機、封口機及封口後的面板清洗設備。

空間及人力節省:由於項目一所述之製程縮減，相對的人力及空間均可節省下來。

材料節省:一般而言，ODF製程中，液晶的使用效率為95%以上，但相較於傳統製程的60%，足足可以省下35%以上的液晶材料費。

更能省下封口膠及相關面板清洗時所需的水、電、氣及洗劑等。

製造時間減縮:由於省下的製程原本就是傳統製程中最曠日費時的製程，而且隨著面板的大型化趨勢，或小CellGap的高品質面板，時間的耗費更久。

通常Cell製程在傳統做法尚需至少三天方能完成，但對ODF製程而言，不到一天就可完成。

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