LCD -skjermer er allestedsnærværende i hverdagen vår, funnet i enheter som fasttelefoner, mobiltelefoner og smarte hjemmesystemer. Tiden med LCD -skjermer fortsetter å stige, men hva er produksjonsprosessen bak dem?
Flytende krystaller har lysfraksjonsegenskapene til faststoffkrystaller mens de opprettholder væskegenskapene til væsker. Når de blir drevet av elektroder, kan de justere seg i henhold til hovedkontrollerens instruksjoner, og regulere intensiteten av overført lys. Ved å bruke røde, grønne og blå fargefilter, er hver piksel fint innstilt for å lage et komplett bilde. LCD -paneler kan kategoriseres i to deler: Liquid Crystal -panelet og bakgrunnsbelysningssystemet. Produksjonsprosessen involverer flere komplekse trinn, hovedsakelig delt inn i tre trinn: front-end array-prosessen, midt-trinns celleprosessen og back-end modulenheten. Den detaljerte arbeidsflyten er som følger:
I. Front-end matriseprosess (tynn film/fotolitografi/etsing/stripping)
Glassunderlagsbehandling
Substrater med høy renhet er valgt og behandlet gjennom rengjøring, fotoresistbelegg, eksponering og utvikling for å danne en pikselgruppe (TFT-matrise). Ved bruk av fotolitografi overføres kretsmønstre til glassunderlaget, og etsing fjerner uønskede områder.
Tynn filmavsetning og prosessering
Bevegelsen og innretningen av flytende krystallmolekyler krever elektronisk kontroll. TFT -glass, bæreren av flytende krystaller, må omfatte ledende komponenter for å regulere molekylær bevegelse. Dette oppnås ved bruk av ITO (indium tinnoksid), et gjennomsiktig ledende metall, slik at bakgrunnsbelysningen kan passere gjennom.
For å kontrollere flytende krystallmolekyler nøyaktig, gjennomgår ITO -filmen spesiell prosessering, ligner på utskriftskretser på et PCB -brett. Ledende spor tegnes på hele LCD -panelet. ITO -filmen blir avsatt på TFT -glasset og vasket med ionisert vann for å sikre et glatt og jevn lag.
Fotolitografiprosess (belegg, eksponering og utvikling)
Fotoresistbelegg:
Et enhetlig lag med fotoresist brukes over ITO -filmen. Etter baking fordamper løsningsmiddelkomponenter, og forbedrer vedheftet mellom fotoresisten og ITO -glasset.
Eksponering:
En UV-lyskilde projiserer forhåndsdesignede elektrodemønstre på fotoresistlaget gjennom en fotomaske.
Utvikling:
Den utsatte fotoresisten vaskes bort med en utvikler, og etterlater bare ueksponerte seksjoner.
Etsing og stripping
Etsing:
Syre etchants fjerner ITO -film i områder ubeskyttet av fotoresist, og danner ledende elektrodemønstre.
Stripping:
Den gjenværende fotoresisten blir oppløst ved bruk av en alkalisk løsning (f.eks. NaOH), og etterlater det endelige ITO -mønsteret.
Denne fotolitografiprosessen gjentas flere ganger for å lage komplekse og presise elektrodestrukturer som er nødvendige for å kontrollere flytende krystallmolekyler. På dette stadiet er front-end array-prosessen fullført.
Ii. Midt-trinns celleprosess (TFT-glass og fargefilterbinding)
Flytende krystallbelegg
LCD -strukturen ligner en sandwich:
Det nedre TFT -glasset og øvre fargefilter omsetter det flytende krystalllaget. TFT-glasset blir først renset med ionisert vann, noe som sikrer en urenhetsfri overflate.
Justeringslag og avstandsstykker
Et polymerjusteringslag påføres for å sikre ensartet molekylær arrangement.
En gnidningsprosess orienterer justeringslaget, og letter presis flytende krystalljustering.
Avstandspartikler er fordelt på fargefilteret for å opprettholde et kontrollert gap mellom lagene.
Glassbinding og flytende krystallinjeksjon
Tetningsmasse påføres rundt TFT -glasspanelet for strukturell integritet.
Flytende krystallmateriale injiseres i cellen under vakuumforhold.
Et ledende tetningsmasse tilsettes for å sikre ekstern elektronisk tilkobling.
Høyt temperatur herding stabiliserer forsamlingen.
Endelig kuttes LCD -panelet i forhåndsdefinerte størrelser, og polarisatorer er festet på begge sider. Polarisatorer lar selektivt lys passere gjennom, noe som muliggjør LCD -funksjonalitet.
Iii. Back-end modulmontering
Ramme- og kretsinstallasjon
Back-End-prosessen innebærer å integrere LCD-panelet med Driver ICs og trykte kretskort (PCB). Driveren IC mottar skjermsignaler og kontrollerer flytende krystallmolekylorientering. Prosessen inkluderer:
Anisotropisk ledende film (ACF) binding:
Kobler driveren IC til LCD -panelet.
Kildedriver IC:
Kontrollerer Pixel Data Input.
Gate Driver IC:
Regulerer flytende krystallrotasjonshastighet.
Fleksibel trykt krets (FPC) binding:
Bridges den eksterne PCB med LCD -panelet.
Integrering av bakgrunnsbelysning
Siden flytende krystaller ikke avgir lys, er det nødvendig med et ekstra bakgrunnsbelysningssystem. Hovedkomponentene inkluderer:
Lyskilde:
CCFL (kald katode lysrør) eller LED -bakgrunnsbelysning.
Lys Guide Plate (LGP):
Konverterer punkt/linjelyskilder til ensartet overflatebelysning.
Diffuser- og prismefilmer:
Forbedre enhetens enhetlighet.
CCFL -bakgrunnsbelysninger har historisk sett blitt brukt, men LED -bakgrunnsbelysning er nå bransjestandarden på grunn av energieffektivitet. Edge-LED LED-design reduserer kostnadene ved å minimere LED-bruken mens du opprettholder lysstyrken.
IV. Viktige prosesshensyn
Miljøkontroll
Produksjonen må skje i et rentrom med temperatur som opprettholdes ved 23 grader ± 1 grad og fuktighet ved 55% ± 5% RH.
Materiell valg
Glass og flytende krystallmaterialer med høy renhet sikrer optimal optisk ytelse.
Kvalitetskontroll
Flere inspeksjonspunkter gjennom prosessen oppdager og rette opp feil.
Optisk testing:
Automatisert optisk inspeksjon (AOI) skanninger for pikselfeil og ensartethetsproblemer.
Aldringstest:
Simulerer utvidet drift for å identifisere potensielle feil.
V. Applikasjoner og fremtidige trender
Gjeldende teknologier:
LCD-er fortsetter å dominere TV- og overvåkningsmarkedene, med mini-ledet forbedring av kontrast og lysstyrke.
Innovasjoner:
Fleksible LCD-er (f.eks. Automotive buede skjermer) og lavblå lysløsninger driver industriens fremskritt.
Denne komplekse prosessen involverer over 300 tekniske trinn og krever høyt spesialisert utstyr og kompetanse. Hele produksjonssyklusen er omfattende, men avgjørende for å produsere LCD-paneler av høy kvalitet.
