LCD ekrāni ir visuresoši mūsu ikdienas dzīvē, kas atrodami tādās ierīcēs kā fiksētie tālruņi, mobilie tālruņi un viedās mājas sistēmas. LCD ekrānu laikmets turpina pieaugt, bet kāds ir to ražošanas process?
Šķidriem kristāliem ir cietvielu kristālu gaismas refrakcijas īpašības, saglabājot šķidrumu šķidruma raksturlielumus. Kad tie tiek vadīti ar elektrodiem, tie var saskaņot saskaņā ar galvenā kontroliera norādījumiem, regulējot pārraidītās gaismas intensitāti. Izmantojot sarkanus, zaļus un zilus krāsu filtrus, katrs pikselis ir smalki noregulēts, lai izveidotu pilnīgu attēlu. LCD paneļus var iedalīt divās daļās: šķidruma kristāla panelī un fona apgaismojuma sistēmā. Ražošanas process ietver vairākas sarežģītas darbības, galvenokārt sadalītas trīs posmos: priekšējā masīva procesā, vidējā posma šūnu procesā un aizmugures moduļa montāžā. Detalizēta darbplūsma ir šāda:
I. Front-end masīva process (plāna plēve/fotolitogrāfija/kodināšana/noņemšana)
Stikla substrāta apstrāde
Stikla substrāti ar augstas tīrības pakāpi tiek atlasīti un apstrādāti, tīrījot, fotorezistu pārklājumu, ekspozīciju un attīstību, veidojot pikseļu masīvu (TFT matrica). Izmantojot fotolitogrāfiju, ķēdes raksti tiek pārnesti uz stikla substrātu, un kodināšana noņem nevēlamas vietas.
Plānas plēves nogulsnēšanās un apstrāde
Šķidru kristāla molekulu kustībai un izlīdzināšanai nepieciešama elektroniska kontrole. TFT stiklam, šķidru kristālu nesējam, jāietver vadošie komponenti, lai regulētu molekulāro kustību. Tas tiek panākts, izmantojot ITO (Indija skārda oksīdu), caurspīdīgu vadītspējīgu metālu, ļaujot fona apgaismojumam iziet cauri.
Lai precīzi kontrolētu šķidrās kristāla molekulas, ITO plēve tiek veikta īpaša apstrāde, līdzīga drukāšanas shēmām uz PCB dēļa. Virzošās pēdas tiek uzzīmētas uz visa LCD paneļa. ITO plēve tiek nogulsnēta uz TFT stikla un mazgā ar jonizētu ūdeni, lai nodrošinātu gludu un vienmērīgu slāni.
Fotolitogrāfijas process (pārklājums, iedarbība un attīstība)
Fotorezistiska pārklājums:
Virs ITO plēves tiek uzklāts vienmērīgs fotorezistra slānis. Pēc cepšanas šķīdinātāja komponenti iztvaiko, uzlabojot saķeri starp fotorezistu un Ito stiklu.
Iedarbība:
UV gaismas avots projicē iepriekš izstrādātus elektrodu rakstus uz fotoresista slāņa caur fotomasku.
Attīstība:
Atklātais fotoreziste tiek mazgāta ar izstrādātāju, atstājot aiz sevis tikai negaidītas sekcijas.
Kodināšana un noņemšana
Kodināšana:
Skābie kodinātie noņem ITO plēvi vietās, kuras neaizsargā fotoreziste, veidojot vadītspējīgus elektrodu modeļus.
Noņemšana:
Atlikušais fotorezistrs tiek izšķīdināts, izmantojot sārma šķīdumu (piemēram, NaOH), atstājot aiz gala ITO modeļa.
Šis fotolitogrāfijas process tiek atkārtots vairākas reizes, lai izveidotu sarežģītas un precīzas elektrodu struktūras, kas vajadzīgas šķidruma kristāla molekulu kontrolei. Šajā posmā priekšējā masīva process ir pabeigts.
II. Vidējā posma šūnu process (TFT stikla un krāsu filtru savienošana)
Šķidrs kristāla pārklājums
LCD struktūra atgādina sviestmaizi:
Apakšējā TFT stikla un augšējās krāsas filtrs ietver šķidruma kristāla slāni. TFT stiklu vispirms notīra ar jonizētu ūdeni, nodrošinot virsmu bez piemaisījumiem.
Izlīdzināšanas slānis un starplikas
Lai nodrošinātu vienmērīgu molekulāro izkārtojumu, tiek izmantots polimēru izlīdzināšanas slānis.
Berzēšanas process orientē izlīdzināšanas slāni, atvieglojot precīzu šķidruma kristāla izlīdzināšanu.
Starplikas daļiņas tiek sadalītas uz krāsu filtra, lai saglabātu kontrolētu spraugu starp slāņiem.
Stikla savienojums un šķidrs kristāla injekcija
Ap TFT stikla paneli tiek uzklāts ap TFT stikla paneli konstrukcijas integritātei.
Šķidrā kristāla materiāls šūnā tiek ievadīts vakuuma apstākļos.
Lai nodrošinātu ārēju elektronisko savienojumu, tiek pievienots vadošs hermētiķis.
Augstas temperatūras sacietēšana stabilizē montāžu.
Visbeidzot, LCD panelis tiek sagriezts iepriekš noteiktos izmēros, un polarizatori tiek piestiprināti abās pusēs. Polarizatori selektīvi ļauj gaismai iziet cauri, ļaujot LCD funkcionalitāti.
III. Fona moduļa montāža
Rāmja un ķēdes uzstādīšana
Aizmugurējais process ietver LCD paneļa integrēšanu ar draivera IC un iespiestām shēmas platēm (PCB). Vadītāja IC saņem displeja signālus un kontrolē šķidrā kristāla molekulas orientāciju. Process ietver:
ANISOTROPĀKAIS VADĪTĀJAS FILMA (ACF) saistīšana:
Savieno draivera IC ar LCD paneli.
Avota draivera IC:
Kontrolē pikseļu datu ievadi.
Vārtu draivera IC:
Regulē šķidruma kristāla rotācijas ātrumu.
Elastīga drukāta shēma (FPC) Līmēšana:
Tilts ārējais PCB ar LCD paneli.
Fona apgaismojuma sistēmas integrācija
Tā kā šķidrie kristāli neizstaro gaismu, nepieciešama papildu fona apgaismojuma sistēma. Galvenās sastāvdaļas ir:
Gaismas avots:
CCFL (aukstas katoda dienasgaismas lampas) vai LED fona apgaismojums.
Viegla virzošā plāksne (LGP):
Konvertē punktu/līnijas gaismas avotus vienmērīgā virsmas apgaismojumā.
Difuzora un prizmas filmas:
Uzlabojiet spilgtuma vienveidību.
CCFL fona apgaismojumi vēsturiski ir izmantoti, bet LED fona apgaismojums tagad ir nozares standarts energoefektivitātes dēļ. Malas apgaismotie LED modeļi samazina izmaksas, samazinot LED lietošanu, saglabājot spilgtuma vienveidību.
Iv. Galvenie procesa apsvērumi
Vides kontrole
Ražošanai jānotiek tīrā telpā ar temperatūru, kas uzturēta 23 grādos ± 1 grādos un mitrums - 55% ± 5% RH.
Materiālu izvēle
Stikla un šķidruma kristāla materiāli nodrošina optimālu optisko veiktspēju.
Kvalitātes kontrole
Vairāki pārbaudes punkti visā procesā atklāj un labojiet defektus.
Optiskā pārbaude:
Automatizēta optiskā pārbaude (AOI) skenē pikseļu defektus un vienveidības problēmas.
Novecošanās tests:
Imitē paplašinātu darbību, lai identificētu iespējamās kļūmes.
V. Pieteikumi un nākotnes tendences
Pašreizējās tehnoloģijas:
LCD turpina dominēt televizorā un uzraudzīt tirgus, ar mini vadītiem uzlabojošiem kontrastu un spilgtumu.
Jauninājumi:
Elastīgi LCD (piemēram, automobiļu izliekti displeji) un zemu zilu gaismu risinājumi veicina nozares sasniegumus.
Šis sarežģītais process ir saistīts ar vairāk nekā 300 tehniskiem soļiem, un tam ir nepieciešams ļoti specializēts aprīkojums un kompetence. Viss ražošanas cikls ir plašs, bet būtisks augstas kvalitātes LCD paneļu ražošanai.
