Transcript TFT-LCD I 游欽宏 博士 2006.02

TFT-LCD
製造概論I
游欽宏 博士
2006.02
各式顯示器之性能比較
將來性
現狀 (實用化階段)
CRT
•TV用主流
•價格低高畫質、壽命長
•大量生產
•體積大無法平面化，未來前瞻性低
LCD
•筆記型電腦及行動電
•以中小型顯示器為主，將廣泛使用。耐久性好、壽命長。
話顯示器主流
•耗電性、亮度、動畫描寫(應答性)待改善。
•大量生產
PDP
•薄型、大畫面TV製品 •大畫面顯示展示螢幕及大畫面TV將可能普及使用
使用
•電力消費大，生產成本高，畫素高精細化困難
OLED/
PLED
FED
•行動電話等攜帶型顯示器、電視、電腦將可能廣泛使用。
•一部分行動電話顯示 高畫質，低消費電力。
器製品使用
•耐久性、使用壽命短及發光效率有待提升。
•試作階段
•高畫質，低消費電力。大畫面及薄型技術技術可能取代
PDP顯示器。中小型顯示器也有其潛力。
2
TFT-LCD技術FPD平面顯示器市場結構
Area %
2004 Total
13448Km2
2006 Total
30776Km2
Unit %
2004 Total
603214 K unit
2006 Total
1219419 K unit
TFT
Note
Monitor PC
LCD
TV
Mobile
Phone
Other
52
26
11
6
5
42
17
31
6
4
TFT
Note
Monitor PC
12
8
LCD
TV
2
Mobile
Phone
56
Other
9
3
67
15
6
25
Mother Glass Generation
Gen 7
1870X2200
2100X2400
每三年面積增大1.8倍
Gen 6
1500 X 1800
1500 X 1850
Gen 5
Gen 4.5
1000 X 1200
730 X 920
1100 X 1250
Gen 4
Gen 2
Gen 1
370 X
470
300 X
400
1992
1993
1994
Gen 3
1100 X 1300
680 X 880
550 X 650
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
4
顯示器特性
Display attributes
資訊內涵
Information
contents
視覺品質
FOS quality
系統需求
System requirement
description
Information contents
Number of picture elements(display format)
Resolution
Size
Viewing angle
Pixel size, pixels per inch (ppi)
Brightness/luminance
On-axis brightness and angular distribution
Response time
Time required to establish a new image
Contrast ratio
Ratio of max. to min. brightness and angular distribution
Gray level
Color gamut
Number of addressable levels of gray
Power requirement
Thickness
Driver circuitry & backlight
Weight
Cell glass & module parts, important for mobile
Cost
Environmental
Key attribute , application dependent
Viewable area(vs. CRT), bezel area.
Range of horizonal & vertical angles for acceptable contrast.
Area in color space of displayable colors
Cell glass & module parts, important for mobile
Operational temperature range, x-ray emission, energy
saving, recycle, etc.
5
TFT-LCD動作原理與製程說明
6
面板結構
液晶透光原理
7
TFT LCD結構示意圖
8
9
製程說明
Array Process
Cell Process
Module Process
Source：SEMI PCS-Forum-FPD
10
TFT-LCD 製程設備
重複製程3-5次
洗
淨
A
1
預
洗
A
1
成膜
A2
Loader
Unloader
配
向
清
洗
膠
框
印
刷
間
隔
劑
散
佈
硬烤
Track
Track
ODF
燒
烤
AC
F貼
片
L1
Cassette
Track
顯影
ODF
洗
淨
曝
光
ODF
彩
色
濾
光
片
清
洗
配
向
膜
塗
佈
預
烤
ODF
陣
列
基
板
光
阻
塗
佈
A3
液
晶
滴
入
對
位
貼
合
背
光
板
框
架
IC
接
合
L1
Conveyor
面
板
切
割
偏
光
板
貼
片
磨
邊
洗
淨
週邊
設備
檢查
A5
點
燈
測
試
周
邊
設
備
檢
查
測
試
L2
環
境
測
試
L2
Robot
光阻
剝離
A4
蝕刻
A4
Stocker
自動化CIM系統
11
我國LCD產業結構
上
游
材
料
台灣康寧
玻璃基板
中
游
面
板
模
組
台灣默克
液晶
劍度
勝華科技
和鑫光電
南亞塑膠
奇美電子
世界巔峰
協臻光電
力特光電
汎納克
佳友化學
日東電工
正太科技
劍度
錸德科技
勝華科技
默克光電
精工美術
輔祥實業
先益電子
大億電子
元律科技
中強光電
聯電合泰
華邦茂矽
凌陽
彩色濾光片
偏光膜
ITO玻璃
背光膜組
驅動IC
TN LCD
STN LCD
勝華 光聯
華映 勝華 南亞 光聯 碧
悠 國喬 凌巨 訊倉 全台
晶像 華象 高雄日立 台灣
愛普生
碧悠 美組
模組廠商
下
游
應
用
產
業
影視產品
消費產品
攜帶電視
VCD player
投影機
家電產品
手錶
計算機
資料來源：PIDA
生
生
筆記型電腦
LCD Monitor
數位相機 PDA
造
製
設
備
造
TFT LCD
友達 元太 華映 奇美
瀚宇彩晶 廣輝電子
設
備
達威 久正 所羅門 夏普電子 泉
毅 晶彩 眾福 上靖 三富 終日
新等十多家
資訊產品
產
產
製
通訊產品
儀表產品
行動電話
汽車導航
呼叫器 視訊電
話
工業儀表
醫療儀表
飛行儀表
12
TFT Array製程
13
Inverse-Staggered -Si TFT(Channel- Protect)結構圖
14
TFT Array processing
Step
Clean
Deposition
Lithography
Etch
Strip
Other
Glass
Inspection
Under coat
CVD
SiOx
Gate Formation
PVD
Gate
Mask #1
Wet
Metal
Etch Stop
CVD
SiNx/
a-Si/SiNx
Mask #2
Dry
E/S SiNx
Mask #3
Dry
n+a-Si,a-Si
SiNx
Mask #4
Wet
ITO
Mask #5
Wet
SiNx
PVD
S/D Metal
Mask #6
Wet
Metal
CVD
SiNx
Mask #7
Dry
SiNx
TFT Island
CVD
n+a-Si
Pixel Electrode
PVD
ITO
Anneal
Contact Hole
S/D Metal
Passivation
AOI
Repair
Array
Test
Repair
15
TFT Array Process Development
16