TFT-LCD製程簡介
在台灣面板業已是最近很火紅的產業,現在幾乎家家戶戶都用液晶螢幕了,最近大尺寸液晶電視在廣告中也打的很兇,小弟剛好在上相關學程、於是整理一下相關資料、讓大家了解一下每天都要盯著平面顯示器的製程簡介。



顯示器發展從以前笨重的CRT開始進化到平面顯示器這兩著其中優缺點、在重量和體積方面、都比陰極射線管顯示器來得短小輕薄;在耗電方面,由於陰極射線管顯示器是利用極高壓電子束打在塗滿磷化物的弧形玻璃上,後端使用陰極線圈放出負電壓,驅動電子槍將電子放射在弧形玻璃上發出光亮形成影像,所以比較起來液晶顯示器較為省電。液晶顯示器也有其他缺點、耐用度較陰極射線管顯示器差、以及使用溫度限於約0~50度(超出此溫度區間會使液晶結構受到破壞)等。

目前已經發展出可彎曲的顯示器了、那體積會更輕更薄、甚至未來大家看書籍報紙拿張平板就可觀看了、在攜帶上可以更輕更方便、資源上不知可以省掉多少樹木的砍伐。





利用上下兩層透明玻璃基板在上層玻璃基板加入出彩色濾光片(這為畫面色彩主要來源),下層玻璃基板則加上薄膜電晶體TFT、施加適當控制電壓訊號時可以產生電場、在這兩層玻璃基板中間則注入液晶、利用電場大小來控制液晶旋轉程度、當液晶旋轉程度不同時改會變光線的行走路線、在利用偏光片決定畫素三原色的明暗狀態表現、由其配色的不同會產生各種不同顏色表現。另外在玻璃基板最外上下兩層還必須貼上偏光板改變光的偏極性才會有顏色表現出來!

另外有一點一般我們常聽說面板廠有幾代幾代廠的、有的人會誤解想說是否面板有不同的技術,以幾代幾代來區分。其實面板幾代廠是以它所用的玻璃基板尺寸來定義幾代廠的。製程技術會因為越大尺寸有些不同、大致上都是用相同過程、最後再來切割。

而製作越大尺寸他所能節省成本越高、為什麼呢?因為一塊面板出來需要很多道製程、那所用時間也蠻長的、當相同時間做出來的數量卻比較多、那平均下來每塊面板的成本就低很多、只是尺寸越大設備要求也越高、製作的困難度也增高!



上圖為各代廠所使用玻璃基板尺寸,與切割尺寸對應片數
TFT-LCD主要製程
TFT-LCD 製程主要分為四段

Array à Cell à CF(彩色濾光片) àModule(模組)

Array製程為TFT-LCD之最主要技術、其原理是在玻璃基板上塗佈光阻、微影及曝光、蝕刻等精密技術、製作出所須之薄膜電晶體、作為傳遞訊號電壓控制之元件。

CF
製程:在玻璃基板上塗佈光阻’濺鍍技術長成color filter(彩色濾光片)、還有形成間隙子以利維持兩塊玻璃基板的間距。

Cell製程,就是將TFT與CF灌入液晶對組接合,由於目前大概都是ODF(One-Drop-Fill,一種注入液晶的技術),面板製作時間也因ODF縮短。此段著重的是產品狀況的回饋,因為它有點亮面板檢查的製程,必須隨時針對實際的檢測狀況與良率,將訊息回饋給CF與TFT,因為有些產品問題在前段製程的檢驗看不太的出來。

Module 驅動IC 與玻璃基板的連接印刷電路壓著、封膠;背光源組裝及模組檢測。

在台灣做顯示器廠廠中其CF(彩色濾光片)那段早期是向 外售型彩色濾光片廠 訂製再拿來組裝的。現在則因尺寸越做越大關係、盡量整合在一起。

在顯示器這塊產業其裡面用到的原理實在是多到不行。每一段製程都有其相關手續、背後都有很複雜原理、要求很高的設備、是要求門檻相當高的ㄧ個產業。

關鍵零組件有玻璃基板、彩色濾光片、偏光片、液晶材料、配向膜、背光模組、驅動IC,還有其他Cell製程要用到的材料及化學用品等。

顯示器必須在要求很高的無塵室條件下才能確保顯示器的良率、像是用來沖洗玻璃基板的水、就必須做到超純淨純水地步、用來過濾這些水的設備等級、配送管路要求都非常的高。


上圖為TFT-LCD上中下游原料零組件供應商

以後有機會再向分享相關製程裡面較詳細過程、以及廠務設備的要求規格

文章所用的圖大都是小弟從網路上搜尋、以及上課時所用的文件整理出來如有不妥之處,煩請告知,小弟將儘速處理。


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