Was ist TFT-LCD?

TFT – LCD-Profil

Was ist TFT-LCD?

TFT: Dünnschichttransistor

LCD: Flüssigkristallanzeige (LCD)

TFT-LCD wurde 1960 erfunden und 1991 nach ständiger Verbesserung erfolgreich als Notebook-Computer-Panel vermarktet und trat damit in die TFT-LCD-Generation ein.

TFT – LCD-Struktur:

Einfach ausgedrückt, ist die Grundstruktur des TFT-LCD-Panels eine Flüssigkristallschicht, die zwischen zwei Glassubstraten eingebettet ist. Das vordere TFT-Display ist mit einem Farbfilter beschichtet und das hintere TFT-Display ist mit einem Dünnfilmtransistor (TFT) beschichtet. Wenn an den Transistor eine Spannung angelegt wird, dreht sich der Flüssigkristall und Licht geht durch den Flüssigkristall, um ein Pixel auf der Frontplatte zu erzeugen. Das Backlight-Modul ist für die Bereitstellung der Lichtquelle nach dem TFT-Array-Panel verantwortlich. Farbfilter geben jedem Pigment eine bestimmte Farbe. Durch die Kombination der einzelnen Farbpixel erhalten Sie ein Bild der Vorderseite des Panels.

Was-ist-ein-TFT-LCD

TFT-Pixelelement:

Das TFT-Panel besteht aus Millionen von TFT-Geräten und ITO-Bereichen (in TI Oxide, einem transparenten leitfähigen Metall), die wie eine Matrix angeordnet sind, und das sogenannte Array bezieht sich auf den Bereich von Millionen von TFT-Geräten, die sauber angeordnet sind, das ist das Panel Anzeigebereich. Die folgende Abbildung zeigt den Aufbau eines TFT-Pixels.

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Unabhängig davon, wie sich das Design einer TFT-Anzeigetafel ändert oder wie der Herstellungsprozess vereinfacht wird, muss ihre Struktur eine TFT-Vorrichtung und einen Steuer-Flüssigkristallbereich aufweisen (wenn die Lichtquelle ein LCD vom Durchdringungstyp ist, ist der Steuer-Flüssigkristallbereich ITO; aber für reflektive LCDs wird das Metall mit hoher Reflexionsrate verwendet, z. B. Al).

Die TFT-Vorrichtung ist ein Schalter, dessen Funktion darin besteht, die Anzahl der Elektronen zu steuern, die in den ITO-Bereich fließen. Wenn die Anzahl der in den ITO-Bereich fließenden Elektronen den gewünschten Wert erreicht, wird die TFT-Vorrichtung ausgeschaltet. Zu diesem Zeitpunkt werden die gesamten Elektronen in der ITO-Region gehalten.

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Die obige Abbildung zeigt die an jedem Pixelpunkt angegebenen Zeitänderungen. G1 wird durch den Treiber-IC von T1 bis TN kontinuierlich zum Einschalten ausgewählt, so dass der source-angesteuerte IC TFT-Pixel auf G1 in der Reihenfolge D1, D2 und Dn lädt. Wenn TN +1 ist, wird der gATE-gesteuerte IC wieder G2 ausgewählt, und der quellengesteuerte IC wird sequentiell von D1 ausgewählt.

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Die obige Abbildung kann mehrere Dinge ausdrücken:

Je vertikaler der Winkel, in dem der LIQUID-Kristall steht, desto mehr Licht wird nicht vom LIQUID-Kristall geleitet. Unterschiedliche Flüssigkristall-Standwinkel lenken unterschiedliche Lichtmengen. Bei den obigen Beispielen gilt: Je größer der Winkel, in dem der Flüssigkristall steht, desto schwächer kann das Licht durchdringt werden. (Die Richtung des oberen und unteren Polarisators bestimmt die Intensität des Eindringens, solange Sie den Winkel des Flüssigkristalls verstehen, wird die Lichtintensität geleitet).

Ungerichtetes Licht wird vom oberen Polarisator absorbiert. Natürliches Licht ist in jede Richtung polarisiert. Die Funktion des Polarisators besteht darin, den Großteil des in verschiedene Richtungen schwingenden Lichts herauszufiltern und nur Licht in einer bestimmten Richtung durchzulassen.

Welche Beziehung besteht zwischen Glassubstratgröße und Generation?

Viele Leute verstehen die Unterschiede zwischen den Generationen von TFT-LCD-Anlagen nicht, aber das Prinzip ist recht einfach. Der Hauptunterschied zwischen den Pflanzengenerationen liegt in der Größe der Glassubstrate, bei denen es sich um Produkte handelt, die aus großen Glassubstraten geschnitten wurden. Neuere Fabriken haben größere Glassubstrate, die geschnitten werden können, um die Produktivität zu steigern und die Kosten zu senken oder um größere Panels (wie TFT-LCD-TV-Panels) herzustellen.

Die TFT-LCD-Industrie entstand erstmals in den 1990er Jahren in Japan, als ein Prozess im Land entwickelt und gebaut wurde. Das Glassubstrat der ersten Generation ist etwa 30 x 40 cm groß, etwa so groß wie ein Magazin in voller Größe, und kann zu einem 15-Zoll-Panel verarbeitet werden. Als Acer Technology (das später mit Unioptronics zu AU Optronics fusionierte) 1996 in die Branche eintrat, war die Technologie zu einer Anlage der Generation A 3.5 (G3.5) mit einer Glassubstratgröße von etwa 60 x 72 cm fortgeschritten. Au Optronics hat sich zu einem Fabrikprozess (G6) der sechsten Generation entwickelt, bei dem das G6-Glassubstrat 150 x 185 cm misst, die Größe eines Doppelbetts. Ein G6-Glassubstrat kann 30 15-Zoll-Panels schneiden, im Vergleich zu G3.5, das 4 Panels schneiden kann, und G1, das nur ein 15-Zoll-Panel schneiden kann, die Produktionskapazität der Fabrik der sechsten Generation wird erhöht und die relativen Kosten ist reduziert. Darüber hinaus kann das große G6-Glassubstrat in große Panels geschnitten werden, die acht 32-Zoll-LCD-TV-Panels produzieren können, was die Vielfalt der Panel-Anwendungen erhöht. Daher die globale TFT-LCD-Hersteller werden alle in die neue Generation der Anlagenbautechnik investiert.

Einführung in den TFT-LCD-Herstellungsprozess

Was ist TFT-LCD?

Das TRANSISTor-LCD ist ein Akronym für Dünnschicht-TFT-Display. Einfach ausgedrückt können TFT-LCD-Panels als zwei Glassubstrate gesehen werden, die zwischen einer Flüssigkristallschicht eingebettet sind. Das obere Glassubstrat ist mit einem Farbfilter verbunden, während in das untere Glas Transistoren eingebettet sind. Wenn sich das elektrische Feld durch den Transistor ändert, werden die Flüssigkristallmoleküle abgelenkt, um die Polarisation des Lichts zu ändern, und der Polarisationsfilm wird verwendet, um den Licht- und Schattenzustand des Pixels zu bestimmen. Außerdem ist das obere Glas mit dem Farbfilter bestückt, sodass jedes Pixel die drei Farben Rot, Blau und Grün enthält, die das Bild auf dem Panel ausmachen.

Drei Hauptphasen des TFT-LCD-Produktionsprozesses:

Das erste Array

– Der Array-Prozess im vorderen Segment ähnelt dem Halbleiterprozess, nur dass Dünnschichttransistoren auf Glas statt auf Siliziumwafern hergestellt werden.

Auf halbem Weg durch die Zelle

– Die mittlere Zelle basiert auf dem Glassubstrat des Frontsegment-Arrays, das mit dem Glassubstrat des Farbfilters kombiniert wird, und Flüssigkristall (LC) wird zwischen die beiden Glassubstrate injiziert.

Modulmontage

-Der Montageprozess des hinteren Moduls ist der Produktionsvorgang, bei dem das Glas nach dem Zellprozess mit anderen Komponenten wie Hintergrundbeleuchtungsplatte, Schaltung, Rahmen usw.

Neueste Technologieentwicklung

Organisches lichtemittierendes Display

Organic Light EmitTing Display (OLED) ist eine Technologie mit den folgenden hervorragenden Nutzungseigenschaften.

  • Spontanes Licht
  • Ultradünne Eigenschaften
  • Hohe Helligkeit
  • Hohe Lichtausbeute
  • Hoher Kontrast
  • Reaktionszeit von Mikrosekunden
  • Ultraweiter Blickwinkel
  • Niedriger Stromverbrauch
  • Kann einen weiten Temperaturbereich verwenden
  • Flexible Platte
  • Niedertemperatur-Polysilizium

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Das Lumineszenzprinzip ist an den dampfgalvanischen organischen Film zwischen der transparenten Anode und der Metallkathode gebunden. Das Elektron und das elektrische Loch werden injiziert, und die Energie wird durch den Verbund zwischen dem organischen Film in sichtbares Licht umgewandelt. Und kann zu verschiedenen organischen Materialien passen, unterschiedliche Lichtfarben emittieren, um die Anforderungen des Vollfarbdisplays zu erfüllen.

Aktive OLED

Die organische Lichtanzeige lässt sich je nach Fahrmodus in Passive Matrix (PMOLED) und Active Matrix (AMOLED) unterteilen. Die sogenannte Active Driven OLED (AMOLED) kann im Thin Film Transistor (TFT) als Kondensator visualisiert werden, der Signale speichert, um das Licht in Graustufen darzustellen.

Obwohl die Herstellungskosten und die technischen Hürden von passiven OLED gering sind, sind sie durch den Ansteuermodus begrenzt und die Auflösung kann nicht verbessert werden. Daher ist die Produktgröße der Anwendung auf etwa 5 Zoll begrenzt, und das Produkt wird auf den Markt mit niedriger Auflösung und kleiner Größe beschränkt sein. Für hohe Präzision und großes Bild wird hauptsächlich der aktive Antrieb verwendet. Der sogenannte aktive Antrieb ist kapazitiv, um das Signal zu speichern, sodass das Pixel beim Abtasten der Abtastzeile immer noch seine ursprüngliche Helligkeit beibehalten kann. Bei passiver Ansteuerung leuchten nur die von der Abtastzeile ausgewählten Pixel. Daher muss OLED in einem aktiven Antriebsmodus nicht auf sehr hohe Helligkeit gefahren werden, wodurch eine bessere Lebensdauer und eine hohe Auflösung erreicht werden. OLED in Kombination mit der TFT-Technologie kann aktives Antriebs-OLED realisieren, das den aktuellen Displaymarkt für die Geschmeidigkeit der Bildschirmwiedergabe sowie immer höhere Auflösungsanforderungen zeigen die oben genannten überlegenen Eigenschaften von OLED vollständig an.

Die Technologie zum Wachsen Der TFT auf dem Glassubstrat kann ein Herstellungsprozess aus amorphem Silizium (A-SI) und Niedertemperatur-Polysilizium (LTPS) sein. Der größte Unterschied zwischen LTPS TFT und A-SI TFT ist der Unterschied zwischen seinen elektrischen Eigenschaften und dem komplizierten Herstellungsprozess. LTPS TFT hat eine höhere Trägermobilitätsrate, was bedeutet, dass TFT mehr Strom liefern kann, aber sein Prozess ist kompliziert. A-si-TFT hingegen, obwohl die Trägerbewegungsrate von a-Si nicht so gut ist wie die von LTPS, hat es ein besserer Wettbewerbsvorteil bei den Kosten aufgrund seines einfachen und ausgereiften Prozesses. Au Optronics ist das einzige Unternehmen der Welt, das OLED erfolgreich mit LTPS und A-SI TFT gleichzeitig kombiniert hat, und ist damit führend in der aktiven OLED-Technologie.

Niedertemperatur-Polysilizium

Was ist LTPS?

Polysilizium ist ein siliziumbasiertes Material mit einer Größe von etwa 0.1 bis mehreren um, das aus vielen Siliziumpartikeln besteht. In der Halbleiterherstellungsindustrie sollte Polysilizium normalerweise durch chemische Dampfabscheidung bei niedrigem Druck behandelt werden. Wenn der Glühprozess höher als 900°C ist, wird dieses Verfahren als SPC bezeichnet. Festphasenabscheidung. Diese Methode funktioniert jedoch nicht in der Flachbildschirmindustrie, da die maximale Temperatur des Glases nur 650 °C beträgt. Daher wird die LTPS-Technologie speziell bei der Herstellung von Flachbildschirmen eingesetzt.

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Es gibt viele Möglichkeiten, LTPS-Filme auf Glas- oder Kunststoffsubstraten herzustellen:

1. Metallteilwirkung (MIC):

Lassen Sie mich annehmen, dass es zur SPC-Methode gehört. Im Vergleich zu herkömmlicher SPC kann dieses Verfahren jedoch Polysilizium bei niedrigen Temperaturen (ca. 500 bis 600 °C) herstellen. Dies liegt daran, dass die dünne Metallschicht vor der Kristallisation aufgebracht wird und die Metallzusammensetzung eine aktive Rolle bei der Verringerung der Kristallisation spielt.

2. Katzen-CVD:

Ein Verfahren zur direkten Abscheidung von Poly-Film ohne Dampfabsaugung. Die Sedimentationstemperatur kann unter 300°C liegen. Wachstumsmechanismen beinhalten katalytische Crackreaktionen von SiH4-H2-Mischungen.

3. Laserglühen:

Diese Methode ist derzeit die am weitesten verbreitete. Der Excimer-Laser wird zum Erhitzen und Schmelzen von A-SI verwendet. Es enthält geringe Mengen an Wasserstoff und rekristallisiert zu Poly-Film.

Es gibt viele Möglichkeiten, LTPS-Filme auf Glas- oder Kunststoffsubstraten herzustellen:

Die LTPS-Membran ist viel komplexer als a-SI, dennoch ist der LTPS-TFT 100-mal mobiler als der A-SI-TFT. Und CMOS-Programme können direkt auf einem Glassubstrat ausgeführt werden. Hier sind einige der Funktionen, die p-SI gegenüber A-SI hat:

1. Dünnschichttransistoren haben eine schnellere Mobilität, sodass die Ansteuerschaltung direkt auf dem Glassubstrat hergestellt werden kann, wodurch die Kosten gesenkt werden.

2. Fahrzeug für OLED: Hohe Mobilität bedeutet, dass das OLED-Gerät einen großen Antriebsstrom bereitstellen kann, sodass es eher für ein aktives OLED-Display-Substrat geeignet ist.

3. Kompaktes Modul: Da ein Teil der Ansteuerschaltung auf dem Glassubstrat hergestellt werden kann, ist die Schaltung auf der Leiterplatte relativ einfach, wodurch Leiterplattenfläche eingespart wird.

MVA

Die MVA-Technologie verbessert nicht nur die Panelansicht, sondern löst aufgrund des speziellen Anordnungsmodus von Flüssigkristallen auch die meisten Probleme der Graustufeninversion.

Die Vorteile der Verwendung der MVA-Technologie umfassen:

  • Hoher Kontrast
  • Weitwinkel
  • Keine Graustufeninversion
  • Hohe Auflösung
  • Schnelle Reaktionszeit

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Halbe Durchdringung und halbe Reflexion

LCD-Bildschirme werden von hinten beleuchtet, um Bilder durch Farbfilter zu projizieren, bevor sie in unseren Augenfenstern reflektiert werden. Diese Art des Tragens von hintergrundbeleuchteten LCD-Bildschirmen, bekannt als „durchdringende“ LCD-Bildschirme, verbraucht den größten Teil der Energie durch hintergrundbeleuchtete Geräte. Je heller die Hintergrundbeleuchtung, desto heller erscheint sie vor dem Bildschirm, aber desto mehr Strom verbraucht sie.

Die „reflektierende“ Architektur VERWENDET eine externe Lichtquelle, um das Bild über einen Reflektor anzuzeigen, was Strom spart, aber ohne externe Lichtquelle schwerer zu sehen ist.

„Halbe Durchdringung und halbe Reflexion“ ist der Kompromiss zwischen den beiden. Das Gerät VERWENDET anstelle des Reflektors einen halbdurchlässigen Spiegel, der nicht nur das Hintergrundlicht durchlassen kann, sondern auch die Reflexion von der externen Lichtquelle nutzt, um Strom zu sparen, die Helligkeit zu erhöhen und das Gewicht zu reduzieren.

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COG

Anders als beim traditionellen Herstellungsprozess übernimmt die COG-Technologie direkt den Treiber-IC auf dem Glassubstrat. Zu den Vorteilen dieser Technologie gehören:

  • Erhöhte Packungsdichte und reduziertes Gewicht machen das Panel dünner und leichter
  • Reduzieren Sie den Materialeinsatz, senken Sie die Produktionskosten
  • Panelauflösung verbessern

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ODF

Der ODF-Prozess ist ein bahnbrechendes Herstellungsverfahren, das zeitaufwändig ist, eine geringe Ausbeute hat und in der Vergangenheit schwer zu erreichen war. Wie die Produktion von großen Panels von TV-Produkten als Reaktion auf die schnelle Reaktion von Small Gap-Panels oder fortschrittlichen hochwertigen MVA-Panels mit ODF-Prozesstechnologie kann das Problem leicht gelöst werden.

Der einfache Vergleich zwischen traditionellen und ODF-Prozessen sieht wie folgt aus:

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Mit dem ODF-Verfahren können wir folgende Vorteile erzielen:

1. Verringerte Maschineninvestitionen:

Mit dem ODF-Verfahren benötigen wir nach dem Versiegeln keinen Vakuum-Temperprozess, keine LIQUID-Kristall-Injektionsmaschine, keine Versiegelungsmaschine und keine Plattenreinigungsgeräte mehr.

2. Platz- und Personaleinsparungen:

Durch die unter Punkt 1 beschriebene Prozessreduzierung wurden relative Personal- und Platzeinsparungen erreicht.

3. Materialeinsparung:

Im Allgemeinen beträgt die Nutzungseffizienz eines LIQUID-Kristalls beim ODF-Verfahren mehr als 95 %, aber im Vergleich zu 60 % des herkömmlichen Verfahrens können mehr als 35 % der Kosten für Flüssigkristallmaterialien vollständig eingespart werden. Es kann auch Wasser, Strom, Gas und Lotion beim Reinigen von Dichtmitteln und verwandten Platten sparen.

4. Reduzierung der Fertigungszeit:

Der eingesparte Herstellungsprozess ist ursprünglich der zeitaufwändigste und zeitintensivste Prozess im traditionellen Herstellungsprozess. Darüber hinaus wird die Zeit mit dem Trend zu großformatigen Panels oder hochwertigen Panels mit kleinem Cell Gap länger. Herkömmlicherweise dauern Cell-Prozesse mindestens drei Tage, aber ODF-Prozesse dauern weniger als einen Tag.

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