TFT LCD 结构由三个主要元件构成.doc

三、TFT LCD 結構由三個主要元件構成.每一元件作用在哪裡?TFT_LCD面板主要可以拆解成3個部份:1. LCD面板:2. TFT面板3. 背光板模組TFT-LCD面板的製程主要可分為三階段：（1）Array或Panel製程：在玻璃基板上形成薄膜電晶體陣列。（2）Cell製程：將陣列面板與彩色濾光片貼合，並於其內灌入液晶。（3）Module製程：將貼合之面板、背光模組、驅動與控制面板組合。第一、三階段製程較單純，良率皆可達90%以上，因此第二階段為生產過程中良率提高之關鍵所在。ITO導電玻璃 導電玻璃(ITO Glass)是驅動LCD液晶顯示器不可或缺之零組件， 擁有多年專業光碟製造經驗的錸德科技， 以其在光電領域豐富的研發及生產技術， 掌握了製造導電玻璃的尖端核心技術, 包括： 濺鍍(Sputtering)， 清洗(Cleaning)， 磨光(Polishing)， 薄膜(Thin Film Opto-electronic technology)等精密技術。 特 性： 高透光率 低電阻值 高潔淨度 規 格： 厚度：1.1mm、0.7mm、0.55mm、0.44mm 尺寸視客戶需求而定：300mm*200mm1200mm*1000mm 平坦度：cutoff 0.8-8m ITO Film Properties(a) Coating Type I Coating TypeSIO2 ThicknessSheet ResistanceNormalnm Typicalnm SpecifiedOhm/ TypicalOhm/ 120=2023=2023=2023=2023=2023=2023=2023=2023=2023=2023=2023=53.8(b) Coating Type IICoation Type Sheet ResistanceTransmittance500 T90500+_100T:90%500 T94500+_100T:94%1. 何謂 ITO GLASS，有何特性，碧悠使用之規格為何？答: ITO GLASS 為一種導電玻璃，是在玻璃上鍍上一層銦錫氧化物，主要具有高透光率，低電阻值 ，高潔淨度等特性，目前碧悠擁有 2 條 TN/STN生產線，廠內使用之 ITO Glass 基板，尺寸為 300 x 350 mm，此外碧悠在2002年新增1 條 Color STN 生產線，廠內生產之 ITO Glass 基板尺寸，為 370 x 470 mm。2. ITO之 阻抗，最常用的有那幾種？答: 10/, 15/, 30/ and 80/3. ITO GLASS 阻抗對產品有何影響？答:阻抗越低則導電效果越好，可使LCD保持良好的顯示效果，尤其是解析度較高的CSTN 產品，但阻抗低的 ITO ，其透光率較低，可能有餘影較深之情形。薄膜電晶體液晶顯示器（TFT-LCD）顯像原理：TFT-LCD是藉由電晶體輸出電壓控制液晶排列方向，進而控制透光度產生灰階之色彩效果。我們可透過電壓來控制液晶分子的排列方向，透過主動元件改變電壓稱為主動式驅動(active drive)，其餘則稱為被動式驅動。常見用於驅動液晶的主動元件為 二極體電晶體。圖一 主/被動驅動結構目前顯示器最常用的液晶為向列型，若再加上利用電壓控制液晶扭轉角度而控制透光度之顯示器稱為扭轉向列型液晶顯示器(Twisted Nematic LCD,TN-LCD)。若液晶扭轉角度可達270度，則稱為超扭轉向列型液晶顯示器(Super Twisted Nematic LCD,STN-LCD)。圖二 TN型液晶驅動原理彩色濾光片（Color Filter, CF）為 LCD 的最重要的關鍵零組件之一，所以CF 的好壞，也深深的影響整個 LCD 面板的顯示品質。1. CF 的結構，如圖1 。第1 道工程為黑紋（Black Matrix；BM），一般使用的材料為Cr 金屬，使用金屬濺鍍機（Sputter）的方法鍍上1500A 的Cr 膜，再經過露光、顯影、蝕刻等製程做出黑紋（BM ）。其主要是做為R 、G 、B 的遮蔽，減少漏光之機率，並增加色彩之對比。接下來為製作R 、G 、B 彩色層，並藉由驅動技術來控制液晶之扭轉，將白色光源過濾成R 、G 、B 三色產生明暗亮度不等之色光，再經由眼睛混色，而獲得數百萬種以上之顏色。再來為保護膜（overcoat ）：由於彩色層光阻易受酸鹼之腐蝕，且各色層間高低起伏不一，保護膜作用即為避免彩色層受損並使表面平整化。最後為ITO 膜，主要作為驅動電路之電極。液晶穴液晶穴指的是夾著液晶的那兩片玻璃的組合，整個液晶的厚度可以利用塑 膠粒子或著塑膠片來控制在數個微米等級，且為了使液晶分子是有序性的排列會在組成液晶穴的玻璃基板上進行表面配向的步驟，經由表面的配向，可以控制液晶分子在單一區域的均一排列，有就是在基板上先做定向的處理，使其形成一層配向膜，配向膜與液晶分子間會有凡得瓦力、偶極間引力、氫鍵等相互作用力存在，而使得液晶分子可以被有秩序的定向。對液晶顯示器而言，會利用外加電場使液晶分子的排列產生變化，再配合上兩片正交的偏振片，就會使得顯示器的明暗可以藉由電壓來控制。背光板的結構：常用的背光板光源技術主要有側光式、直下式等。側光式背光板是燈源在面板的邊側，目前大多數的筆記型電腦與LCD監視器採用側光式背光板。直下式背光板用在汽車用LCD顯示器及較大尺寸的LCD監視器上。目前一般的背光板是屬於側光式，但在更大尺寸如18吋以上應用時，採用側光式或是直下型的背光目前並無定論。側光式背光板的結構如(圖一)，主要由光源、反射板、導光板、擴散板、稜鏡片、保護膜等零件所組成。圖一 側光式背光板結構貳、 背光板原理：一、 材料的功能介紹：(一) 冷陰極螢光燈(Cold Cathode Fluorescent Lamp;CCFL)：LCD的背光源可以用螢光燈管、白熱燈泡、LED，但因為色彩化以及效率上的考量，螢光燈管是最被普遍使用的，CCFL為低壓汞螢光燈的一種，是靠低壓汞蒸氣放電所產生的紫外線激發螢光粉而放射出可見光，因為CCFL具有管徑細、壽命長、光效高等優點，是LCD的最佳背光光源。(二) 燈管反射罩與反射板：燈管反射罩作用在包住燈管發出光源，盡量將光源送入導光板內，而反射板則是將未被散射的光源反射再進入光傳導區內。(三) 導光板：導光板為背光板光源的傳播媒介，是用射出成型的方法將丙烯(壓克力Acryl)壓製成表面光滑的楔形板塊形狀。依製程原理，導光板可分為印刷式及非印刷式。印刷式是在壓克力平板上用具高反射率且不吸光的材料(如TiO2)，在導光板底面用網版印刷印上圓形或方形的擴散點。非印刷式則是利用精密模具使導光板在射出成型後，直接形成密佈的微小凸點，其作用有如網點。目前國內廠商大多仍採用印刷式的導光板作為導光元件，印刷式的導光板具有開發成本低及生產快速的優點，而非印刷式的技術難度較高，但在輝度上表現優異，模具開發技術為瓶頸所在。(四) 擴散板與稜鏡片導光板光源出射方向及擴散角度並非集中在導光板正面方向，因此在LCD的視野角上無法達成亮度上的要求，必須修正光源的方向及擴散角度，使得光源能盡量集中在要求的方向，擴散板與稜鏡片是作為角度修正及集光效果的重要元件。二、 背光板原理：圖二 如圖二，背光板所產生的光是由冷陰極管所發出的光以端面照光(edge light)的方式進入導光板，藉由反射罩的幫助，大約50%的光可自端面進入導光，大部份的光利用全反射往薄的一端傳導，當光線在底面碰到擴散點時，反射光會往各個角度擴散，破壞全反射條件而自導光板正面射出；利用疏密、大小不同的擴散點圖案設計，可使導光板面均勻發光。擴散片的作用是讓射出的光分佈更加均勻。反射板將自底面漏出的光反射回導光板中，以增加光的使用效率。三、 背光板產的主要技術：背光板產品主要的技術為機構設計、光學構造設計、壓克力模具技術、導光板的製造與加工，以及印刷技術等等。 此外，由於均勻度、亮度、防塵、輕量化及低耗電等要求是背光模組生產過程中主要的關鍵，因此包括射出成型的技術，以及冷陰極螢光燈管的短管化、窄徑化，均為背光板技術研發的重要課題，而背光板的組裝過程亦必須在無塵的環境中進行。【什麼是擴散板】擴散板(Diffuser)也有人叫它擴散片,主要功能就是要讓光線透過擴散塗層產生漫射, 讓光的分佈均勻化. 基材需選擇光透過率高的材料如PET/PC/PMMA. 既然擴散效果要好,擴散層的表面處理就是一門學問, 從銘板工業壓花處理的 PC材料到內加擴散劑的薄膜材料或塗佈式的擴散材料或是結合增光膜功能的複合型擴散材料不一而足. 主要就是要霧裡看花嘛 : 遮掩導光板上網點與光分散.上圖是擴散板基本結構, 因應不同擴散度需要, 可以在基材上作單面擴散處理或雙面擴散處理, 擴散劑種類亦可分無機型擴散劑與高分子型擴散劑, 通常應用於 TFT型的擴散板是採用球狀擴散劑以達到良好光學效果.TFT-LCD驅動電路與Panel結構圖：如圖三所示，TFT-LCD驅動IC封裝在TCP（Tape Carrier Package）中，一端透過類似雙面膠之導電膠Anisotropic Conducting Film黏貼於液晶面板之玻璃基板上，另一端則與控制電路連結。圖三 驅動IC與面板連結之切面圖、平面圖TFT-LCD模組結構：液晶顯示器訊號掃描方式為一次一列，並且逐列而下。Gate Driver IC連結至電晶體之Gate端，負責每一列電晶體的開關，掃描時一次打開一整列的電晶體。當電晶體打開(ON)時，Source Driver IC才能夠逐行將控制亮度、灰階、色彩的控制電壓透過電晶體Source端、Drain端形成的通道進入Panel的畫素中。因為Gate Driver IC負責每列電晶體的開關，所以又稱為Row Driver或Scan Driver。當Gate Driver逐列動作時，Source Driver IC負責在每一列中將資料電壓逐行輸入，因此又稱為Column Driver或Data Driver。圖四 TFT-LCD模組等效電路圖以SXGA為例，解析度為1,280 x 1,024，意思為有效顯示區間之畫素矩陣共有1,280行與1,024列，由於單一畫素要呈現彩色則必須包括R、G、B三原色，因此SXGA必須要有1,280 x 3 = 3,072 個Colu