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Nefrock lcd workshop _190308
- 2. 目次 第1部 1. 液晶ディスプレイの種類 2. 液晶ディスプレイとは 3. 液晶ディスプレイの性能 4. 低温ポリシリコン 5. 低温ポリシリコンTFT 6. LCDができるまで 7. LCDの関連企業
- 4. 1. ディスプレイの種類 • ブラウン管 (CRT) • プラズマディスプレイ(PDP) • 液晶ディスプレイ (LCD) • 有機EL (OLED) • プロジェクター • 電子ペーパー • セグメント方式 • ドットマトリックス方式 • 単純マトリックス方式 • アクティブマトリックス方式 • アモルファスシリコン TFT • 高温ポリシリコン TFT • 低温ポリシリコン TFT • 酸化物半導体 TFT ※TFT: Thin film transistor 薄膜トランジスタ スマホディスプレイの主流は 低温ポリシリコンTFT LCD でした 表示方式 駆動方式 TFTの種類 単純マトリックス方式LCD (バックライト付き) セグメント方式LCD
- 5. 2. 液晶ディスプレイとは 液晶が光のシャッターの役割をしている 光がねじれる 光が出ない 光がねじれない 上から見た光の軸 光が出る 上から見た光の軸 縦軸の光カット 縦軸の光カット 縦軸の光カット 縦軸の光カット 光光 液晶ディスプレイ(LCD)は液晶を利用した表示装置 電卓、テレビ、スマートフォン、カーナビなど幅広く普及 電圧 偏光板 液晶 偏光板 ガラス ガラス LCDの原理(TNモード)
- 6. 3. 液晶ディスプレイの性能 画角 ディスプレイの対角の長さ 6.1inch 31.5inch 解像度 画素の数 1,792x828 (326ppi) 3,840x2,160 (140ppi) コントラスト 白表示と黒表示の比率 1,400:1 1300:1 輝度 白表示の明るさ 625cd/m2 350cd/m2 色域 表現できる色の範囲 Display P3 sRGB相当 色温度 白表示の色合い - - 応答速度 黒→白、白→黒の推移時間 - 5ms 視野角 コントラストが保たれる角度 - 178°/178° iPhone XR [Apple] EV3285 [EIZO]
- 7. 4. 低温ポリシリコン 低温ポリシリコンは性能とコストのバランスが良い アクティブマトリックス方式のLCDでは全画素に半導体スイッチが必要 →ガラス上に結晶シリコンを作ることは困難・・・ 種類 電子移動度 ガラス基板 コスト 用途 アモルファスシリコン (a-Si) 低い 普通のガラス 安価 大型ディスプレイ 高温ポリシリコン (HTPS) 高い 石英ガラス 高価 プロジェクター EVF 低温ポリシリコン (LTPS) 高い 普通のガラス 中間 スマホ
- 8. 5. 低温ポリシリコンTFT LTPS-TFTは高画質・低消費電力・小型化を実現 a-Si画素 LTPS画素 画素の比較 高精細 高開口率 a-Si LCD モジュール LTPS LCD モジュール モジュールの比較 小型化 低消費電力化 ドライバーIC 画素TFT スイッチ TFTドライバー 回路内蔵
- 9. 6. LCDができるまで 設計開発 • 光学設計 • 画素設計 • 駆動回路設計 • レイアウト • フォトマスク製造 アレイプロセス • ゲート電極形成 • 半導体膜形成 • ソース電極形成 • 透明電極形成 • 保護膜形成 CFプロセス • BM形成 • CF形成 • オーバコート形成 • 透明電極形成 モジュールプロセス • ドライバーIC実装 • FPC実装 • バックライト実装 • タッチパネル実装 • 偏光板貼り付け • カバーガラス貼り付け セルプロセス • ラビング • 貼り合わせ • 液晶滴下、注入 • 封止 • ガラスエッチング 後工程前工程 セル光学設計 材料工学 半導体プロセス 回路設計 生産管理 品質保証 回路設計
- 10. 7. LCDの関連企業 材料メーカー • メルク • 日東電工 • コーニング • 旭硝子 LCDメーカー • シャープ • ジャパンディスプレイ • Samsung • LG • 天馬 • BOE セットメーカー • Apple • HUAWEI • Xiaomi • Samsung • Sony 後工程前工程 部品メーカー • 日亜 • Synaptics • Rohm 装置メーカー • ALVAC • 東京精密 • 東京エレクトロン • キャノン
- 12. 8. LTPS-TFT LCDの構造 偏光板 TFTガラス基板 TFT回路 透明電極 液晶 透明電極 カラーフィルター(CF) CFガラス基板 偏光板 バックライト(BL) 断 面 図 ドライバーIC 水平ドライバー 垂直ドライバー ブラックマトリックス 画素TFT ゲート線 ビデオ線 カラーフィルター TFTガラス基板 CFガラス基板 画素電極 上 面 図
- 13. 8. LTPS-TFT LCDの構造 液晶 補助容量 ビデオ線 画素TFT ゲート線 サブピクセル ドライバーIC 水平ドライバー 垂直ドライバー ゲートバッファー TFTガラス 上面図 共通電極 アクティブマトリックス方式 Chip on Glass (COG) ガラス上にドライバICを 実装する技術 System Display (SD) TFT回路で駆動システムや 電源回路を作る技術
- 14. 種類 反射型 半透過型 透過型 断面構造 メリット 外光視認性 低消費電力 薄型 外光視認性、屋内視認性 高画質 デメリット 低画質 どっちつかず 外光視認性 消費電力 備考 初期LCD 初期の携帯電話 現在の主流 9. LTPS-TFT LCDの種類 反射電極 反射電極 BL 外光 外光
- 15. 10. LCD開発に関わって • とにかく幅広い分野の技術でできている • 技術革新はなかったが、年々進化してきた • そんなにOLEDいい？ • 多売薄利 • 日本メーカーの勢いが・・・っていうかリンゴすごい • 今後のLCD製造は中国へ
- 16. EOF ありがとうございました
- 17. Appendix
- 19. 参考文献 • カラーTFT液晶ディスプレイ [共立出版] • 色彩光学 [東京電機大学出版局]