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TFT-LCD 結構與發泡包裝方式

TFT-LCD 即是 thin-film transistor liquid-crystal display 的縮 寫(薄膜電晶體液晶顯示器) ,TFT-LCD 如何點亮?簡單說,TFT-LCD 面板可 視為兩片玻璃基板中間夾著一層液晶,上層的玻璃基板是與彩色濾光片

TFT-LCD 面板的基本結構為兩片玻璃基板中間夾住一層液晶。前端 LCD 面板貼上彩色濾光片,後端 TFT 面板上製作薄膜電晶體(TFT)。當施電壓於 電晶體時,液晶轉向,光線穿過液晶後在前端面板上產生一個畫素。背光 模組位於 TFT-Array 面板之後負責提供光源。彩色濾光片給予每一個畫素 特定的顏色。結合每一個不同顏色的畫素所呈現出的就是面板前端的影 像。TFT 面板就是由數百萬個 TFT device 以及 ITO (Indium Tin Oxide,

此材料為透明導電金屬)區域排列如一個 matrix 所構成,而所謂的 Array 就 是指數百萬個排列整齊的 TFT device 之區域,此數百萬個排列整齊的區域 就是面板顯示區。

不論 TFT 板的設計如何的變化,製程如何的簡化,其結構一定需具備 TFT device 和控制液晶區域(光源若是穿透式的 LCD,則此控制液晶的區域是使 用 ITO,但對於反射式的 LCD 是使用高反射式率的金屬,如 Al 等。)TFT device

向,光線便穿過液晶在面板上產生一個畫素,而此光源則是由背光模組負 責提供。此時,彩色濾光片給予每一個畫素特定的顏色。結合每個不同顏 色的畫素所呈現出的,就是面板前端的影像。

圖 2.1 TFT-LCD 三明治結構

簡單來說 TFT-LCD 面板顯示原理[圖 2.2]是將薄膜電晶體(Thin Film Transistor)做為每一個畫素的電源開關,藉由電流通過與否,控制液晶顯 示器內之液晶位置,進而使螢幕上每個畫素產生不同的亮度,造成液晶顯 示器顯示出各種畫面、顏色。

TFT-LCD 具輕巧、短小、不佔空間(體積只有 CRT 15~20 %)無幅射、耗 電低、不生高熱、壽命高、畫面柔和不傷眼等特性優點。

圖 2.2 面板顯示原理

2.2 TFT-LCD 製程[圖 2.3]

圖 2.3 TFT-LCD 製程 1.前段 Array

前段的 Array 製程[圖 2.4]與半導體製程相似,但不同的是將薄膜電晶 體製作於玻璃上,而非矽晶圓上。

 成膜:在玻璃基板上,舖上一層所需求材質的薄膜(PVD/CVD)。

 曝光:使用光罩在光阻上,顯影出所需求的光阻圖形。

 顯影:留下上階段光阻圖形部分的光阻。

 蝕刻:在已經有光阻圖形之基板上,蝕刻出所需求的圖 (Wet/Dry)。

 剝膜:已經蝕刻出所需求之圖形的基板,將覆蓋於圖形上之光阻去除 以便進行後續工程。

圖 2.4 Array 製程

2.中段 Cell

中段的 Cell 製程[圖 2.5],是以前段 Array 的玻璃為基板,與彩色濾 光片的玻璃基板結合,並在兩片玻璃基板間灌入液晶(LC)。

 配向:將配向膜刷出溝槽狀的痕跡,期使液晶分子能夠循一定的傾斜角 度排列,此角度即稱為「預傾角」。

 框膠印刷:利用環氧樹脂和壓克力樹脂提供 CF 側基板和 TFT 側基板結 合應力,使後製程切裂時應力均衡及液晶注入時不致外洩。

組立封著:將彩色濾光片與 TFT 玻璃基板結合。

圖 2.5 Cell 製程

3.後段 Module Assembly(模組組裝)

後段模組組裝製程[圖 2.6]是將 Cell 製程後的玻璃與其他如背光板、

電路、外框等多種零組件組裝的生產作業。

圖 2.6 模組製程

2-3 發泡模具成型品製程介紹 成形工程[圖 2.7]四步驟:

步驟 1:充填

– 藉由料槍,將 EPP 粒子送入模具內。

步驟 2:加熱

– 利用高溫高壓蒸氣,使粒子與粒子緊密黏合。

由於 EPP 為發泡性材料,成型需要以蒸氣熟成。

步驟 3:冷卻

– 藉由冷卻水噴頭注入,對模具灑水降溫。

步驟 4:取出

– 利用推桿,將成形品從模具推出。

圖 2.7 成型工程

2-4 發泡模內成型生產過程與發泡成型設備概述

2-4-1 發泡模內成型生產過程

發泡模內成型生產有下述幾個過程:

1. EPP 粒子入加壓桶加壓至一定內壓(膨脹力 30-35kg/cm^2) 。 2. 將加壓好之粒子送入機台儲存桶再加壓送入模具內。

3. 蒸汽加壓送入模具使溫度達 135℃開始發泡。

4. 發泡完成加壓注入冷卻水、循環冷卻使降溫至 50-60℃。

2-4-2 發泡成型設備

發泡成型設備[圖 2.8]主要有下述幾項:

圖 2.8 發泡成型設備

1. 原料料桶-含浸槽[圖 2.9]。

含浸的程序:空氣加壓(漸進–3kgs)-6H-恆壓(3kgs)-7H-洩壓 (3kgs–2.0kgs)-4H-保壓(1.3–2.0kgs)-抽取成型

含浸時間:需放置 12-16Hour,使其表面平整性較好。

EPP 含浸的目的:PP 顆粒透過含浸(空氣加壓震盪,空氣注入原料) , 增加原料成型的融合性(強軔) ,促進發泡圓熟,以及表面較光滑。

圖 2.9 含浸槽

2. 送料加壓槽[圖 2.10]。

3. 模具[圖 2.11]。(原料輸入孔、推桿孔以及冷卻水孔) 。

圖 2.11 模具

4. 料槍[圖 2.12]、蒸氣管[圖 2.13]、銅仁孔[圖 2.14]、冷卻水銅管[圖 2.15]、頂出桿[圖 2.16、乾燥室[圖 2.17]。

圖 2.12 料槍

圖 2.13 蒸氣管

圖 2.14 銅仁孔

圖 2.15 冷卻水銅管

圖 2.16 頂出桿

圖 2.17 乾燥室

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