LCD obrazovky jsou v našem každodenním životě všudypřítomné, které se nacházejí v zařízeních, jako jsou pevné telefony, mobilní telefony a inteligentní domácí systémy. Éra obrazovek LCD stále roste, ale jaký je výrobní proces za nimi?
Kapalné krystaly mají vlastnosti refrakční vlastnosti krystalů pevného státu při zachování tekutých charakteristik kapalin. Když jsou poháněny elektrodami, mohou se vyrovnat podle pokynů hlavního ovladače a regulovat intenzitu vysílaného světla. Použitím červených, zelených a modrých barevných filtrů je každý pixel jemně vyladěn, aby vytvořil kompletní obrázek. Panely LCD lze rozdělit do dvou částí: kapalný krystalový panel a podsvícený systém. Výrobní proces zahrnuje více složitých kroků, zejména rozdělených do tří fází: proces pole front-end, proces buněk středního stádia a sestava modulu back-end. Podrobný pracovní postup je následující:
I. Proces pole front-end (tenký film/fotolitografie/leptání/stripování)
Zpracování skleněného substrátu
Substráty skleněných skleněných substrátů jsou vybírány a zpracovávány prostřednictvím čištění, fotorezistického povlaku, expozice a vývoje za vzniku pole pixelů (matice TFT). Pomocí fotolitografie se vzory obvodu přenášejí na skleněný substrát a leptání odstraňuje nežádoucí oblasti.
Depozice a zpracování tenkého filmu
Pohyb a zarovnání molekul kapalných krystalů vyžaduje elektronickou kontrolu. Sklo TFT, nosič tekutých krystalů, musí zahrnovat vodivé komponenty, aby reguloval molekulární pohyb. Toho je dosaženo za použití ITO (oxidu cínu Indium), průhledným vodivým kovem, což umožňuje projít podsvícení.
Abychom přesně řídili molekuly tekutých krystalů, Film ITO podléhá speciálnímu zpracování, podobně jako tiskové obvody na desce PCB. Na celém panelu LCD jsou nakresleny vodivé stopy. Film ITO je uložen na sklenici TFT a promyl ionizovanou vodou, aby se zajistila hladká a jednotná vrstva.
Proces fotolitografie (povlak, expozice a vývoj)
Fotorezistový povlak:
Na filmu ITO se aplikuje jednotná vrstva fotorezisty. Po pečení se komponenty rozpouštědla odpařují a zvyšují adhezi mezi fotorezistou a ITO sklem.
Vystavení:
UV zdroj světelného zdroje promítá předem navržené vzory elektrod na fotorezistickou vrstvu prostřednictvím fotomask.
Rozvoj:
Odkrytý fotorezista je odplaven vývojářem a zanechává pouze neexponované sekce.
Leptání a stripování
Lept:
Kyselé leptání odstraňují film ITO v oblastech nechráněných fotorezistou a vytvářejí vodivé elektrodové vzory.
Odivování:
Zbývající fotorezist je rozpuštěn pomocí alkalického roztoku (např. NaOH) a zanechává za sebou poslední ITO vzor.
Tento fotolitografický proces se opakuje vícekrát a vytváří složité a přesné elektrodové struktury potřebné pro kontrolu molekul tekutých krystalů. V této fázi je proces pole front-end dokončen.
Ii. Proces buněk středního stádia (vazba skla a barevného filtru)
Potahování tekutých krystalů
Struktura LCD se podobá sendviči:
Dolní sklo TFT a horní barevný filtr zapouzdřuje vrstvu tekutého krystalu. Sklo TFT se nejprve čistí ionizovanou vodou a zajišťuje povrch bez nečistot.
Vrstva a rozpěrky zarovnání
Pro zajištění rovnoměrného molekulárního uspořádání je aplikována vrstva polymeru.
Proces tření osiluje vyrovnávací vrstvu a usnadňuje přesné vyrovnání kapalného krystalu.
Částice rozpěrky jsou distribuovány na barevném filtru, aby se udržovala kontrolovaná mezera mezi vrstvami.
Skleněná vazba a injekce tekutých krystalů
Těsnění je aplikováno kolem skleněného panelu TFT pro strukturální integritu.
Kapalný krystalový materiál je injikován do buňky ve vakuových podmínkách.
Je přidán vodivý tmel pro zajištění externí elektronické připojení.
Vyléčení vysoké teploty stabilizuje sestavu.
Nakonec je panel LCD nařezán na předdefinované velikosti a polarizátory jsou připevněny na obou stranách. Polarizátory selektivně umožňují projít světlo, což umožňuje LCD funkčnost.
Iii. Sestava modulu back-end
Instalace rámu a obvodu
Proces back-end zahrnuje integraci LCD panelu s ICS ovladači a desky s obvody (PCB). Ovladač IC přijímá signály a ovládá orientaci molekuly molekuly kapalného krystalu. Proces zahrnuje:
Anisotropní vodivý film (ACF) vazba:
Připojí ovladač IC s panelem LCD.
Zdrojový ovladač IC:
Řídí vstup dat pixelů.
IC ovladač brány:
Reguluje rychlost rotace kapalného krystalu.
Flexibilní lepení tiskového obvodu (FPC):
Přemostěte externí PCB pomocí LCD panelu.
Integrace systému podsvícení
Protože kapalné krystaly nevyzařují světlo, je vyžadován další systém podsvícení. Mezi hlavní komponenty patří:
Zdroj světla:
CCFL (studená katoda fluorescenční lampy) nebo podsvícení LED.
Světelná vodicí deska (LGP):
Převádí zdroje světla/linie na jednotné povrchové osvětlení.
Difuzor a hranolové filmy:
Zvýšit uniformitu jasu.
Sklony CCFL byly historicky použity, ale LED podsvícení je nyní průmyslovým standardem kvůli energetické účinnosti. Konstrukce LED s okrajovými lety snižují náklady minimalizací využití LED při zachování uniformity jasu.
IV. Klíčové úvahy o procesu
Kontrola životního prostředí
Výroba musí dojít v čisté místnosti s teplotou udržovanou při 23 stupňů ± 1 stupně a vlhkosti při 55% ± 5% RH.
Výběr materiálu
Vysoce čisté sklo a tekuté krystalové materiály zajišťují optimální optický výkon.
Kontrola kvality
Více inspekčních bodů v průběhu procesu detekuje a napraví defekty.
Optické testování:
Automatizovaná optická inspekce (AOI) skenuje pro defekty pixelů a problémy s uniformitou.
Test stárnutí:
Simuluje prodloužené operace pro identifikaci potenciálních poruch.
V. Aplikace a budoucí trendy
Aktuální technologie:
LCD nadále dominují trhy s televizorem a monitorují s mini-spravovaným zvyšováním kontrastu a jasem.
Inovace:
Flexibilní LCD (např. Automobilové zakřivené displeje) a řešení s nízkým modrým světlem řídí průmyslový pokrok.
Tento složitý proces zahrnuje více než 300 technických kroků a vyžaduje vysoce specializované vybavení a odborné znalosti. Celý výrobní cyklus je rozsáhlý, ale zásadní pro výrobu vysoce kvalitních panelů LCD.
