TFT-LCD 製造概論I 游欽宏 博士 2006.02

各式顯示器之性能比較 現狀 (實用化階段) 將來性 CRT TV用主流 大量生產 價格低高畫質、壽命長 體積大無法平面化，未來前瞻性低 LCD 筆記型電腦及行動電 話顯示器主流 以中小型顯示器為主，將廣泛使用。耐久性好、壽命長。 耗電性、亮度、動畫描寫(應答性)待改善。 PDP 薄型、大畫面TV製品使用 大畫面顯示展示螢幕及大畫面TV將可能普及使用 電力消費大，生產成本高，畫素高精細化困難 OLED/ PLED 一部分行動電話顯示器製品使用 行動電話等攜帶型顯示器、電視、電腦將可能廣泛使用。高畫質，低消費電力。 耐久性、使用壽命短及發光效率有待提升。 FED 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。

TFT-LCD技術FPD平面顯示器市場結構 Area % TFT Monitor Note PC LCD TV Mobile Phone Other 2004 Total 13448Km2 52 26 11 6 5 2006 Total 30776Km2 42 17 31 4 Unit % 603214 K unit 12 8 2 56 25 1219419 K unit 9 3 67 15

Mother Glass Generation 1870X2200 2100X2400 每三年面積增大1.8倍 Gen 6 1500 X 1800 1500 X 1850 Gen 5 1000 X 1200 1100 X 1250 1100 X 1300 Gen 4.5 730 X 920 Gen 4 680 X 880 Gen 3 550 X 650 Gen 2 370 X 470 Gen 1 300 X 400 1992 1993 1994 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004

顯示器特性 Display attributes description 資訊內涵 Information contents Number of picture elements(display format) Resolution Pixel size, pixels per inch (ppi) Size Viewable area(vs. CRT), bezel area. 視覺品質 FOS quality Viewing angle Range of horizonal & vertical angles for acceptable contrast. 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 Number of addressable levels of gray Color gamut Area in color space of displayable colors 系統需求 System requirement Power requirement Driver circuitry & backlight Thickness Cell glass & module parts, important for mobile Weight Cost Key attribute , application dependent Environmental Operational temperature range, x-ray emission, energy saving, recycle, etc.    

TFT-LCD動作原理與製程說明

面板結構 液晶透光原理

TFT LCD結構示意圖

製程說明 Array Process Cell Process Module Process Source：SEMI PCS-Forum-FPD

TFT-LCD 製程設備 重複製程3-5次 預 洗 A 1 洗 淨 A 1 成膜 A2 光阻塗佈 A3 預 烤 曝光 顯影Track 蝕刻 A4 光阻剝離A4 檢查 A5 週邊設備 陣列基板 清洗 洗淨 配向膜塗佈 燒烤 配向 清洗 ODF膠框印刷 ODF間隔劑散佈 ODF液晶滴入 ODF對位貼合 面板切割 磨邊洗淨 偏光板貼片 點燈測試 周邊設備 彩色濾光片 ACF貼片 L1 IC 接 合 L1 背光板 框架 環境測試 L2 檢查測試 L2 Cassette Loader Unloader Conveyor Robot Stocker 自動化CIM系統

我國LCD產業結構 資料來源：PIDA 上游材料 生 產 製 造 設 備 生 產 製 造 設 備 玻璃基板 液晶 彩色濾光片 偏光膜 劍度 勝華科技 和鑫光電 南亞塑膠 奇美電子 世界巔峰 精工美術 輔祥實業 先益電子 大億電子 元律科技 中強光電 上游材料 生 產 製 造 設 備 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 生 產 製 造 設 備 聯電合泰 華邦茂矽 凌陽 台灣康寧 台灣默克 玻璃基板 液晶 彩色濾光片 偏光膜 ITO玻璃 背光膜組 驅動IC 中游面板模組 TN LCD STN LCD TFT LCD 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 友達 元太 華映 奇美 瀚宇彩晶 廣輝電子 勝華 光聯 碧悠 美組 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 模組廠商 下游應用產業 影視產品 消費產品 資訊產品 通訊產品 儀表產品 攜帶電視 VCD player 投影機 家電產品 手錶 計算機 筆記型電腦 LCD Monitor 數位相機 PDA 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 資料來源：PIDA

TFT Array製程

Inverse-Staggered -Si TFT(Channel- Protect)結構圖

TFT Array processing

TFT Array Process Development