Mae sgriniau LCD yn hollbresennol yn ein bywydau beunyddiol, a geir mewn dyfeisiau fel ffonau llinell dir, ffonau symudol, a systemau cartref craff. Mae oes y sgriniau LCD yn parhau i godi, ond beth yw'r broses weithgynhyrchu y tu ôl iddynt?
Mae crisialau hylif yn meddu ar briodweddau plygiant ysgafn crisialau cyflwr solid wrth gynnal nodweddion hylif hylifau. Pan gânt eu gyrru gan electrodau, gallant alinio yn unol â chyfarwyddiadau'r prif reolwr, gan reoleiddio dwyster y golau a drosglwyddir. Trwy ddefnyddio hidlwyr lliw coch, gwyrdd a glas, mae pob picsel wedi'i diwnio'n fân i greu delwedd gyflawn. Gellir categoreiddio paneli LCD yn ddwy ran: y panel grisial hylifol a'r system backlight. Mae'r broses weithgynhyrchu yn cynnwys camau cymhleth lluosog, wedi'i rannu'n bennaf yn dri cham: y broses arae pen blaen, y broses gelloedd cam canol, a'r cynulliad modiwl pen ôl. Mae'r llif gwaith manwl fel a ganlyn:
I. Proses arae pen blaen (ffilm denau/ffotolithograffeg/ysgythru/stripio)
Prosesu swbstrad gwydr
Mae swbstradau gwydr purdeb uchel yn cael eu dewis a'u prosesu trwy lanhau, cotio ffotoresist, amlygiad a datblygiad i ffurfio arae picsel (matrics TFT). Gan ddefnyddio ffotolithograffeg, trosglwyddir patrymau cylched i'r swbstrad gwydr, ac mae ysgythriad yn cael gwared ar ardaloedd diangen.
Dyddodiad a phrosesu ffilm denau
Mae angen rheolaeth electronig ar symud ac alinio moleciwlau grisial hylif. Rhaid i gwydr TFT, cludwr crisialau hylif, gynnwys cydrannau dargludol i reoleiddio symud moleciwlaidd. Cyflawnir hyn gan ddefnyddio ITO (indium tin ocsid), metel dargludol tryloyw, sy'n caniatáu i'r backlight basio trwyddo.
Er mwyn rheoli moleciwlau crisial hylif yn union, mae ffilm ITO yn cael prosesu arbennig, yn debyg i gylchedau argraffu ar fwrdd PCB. Mae olion dargludol yn cael eu tynnu ar y panel LCD cyfan. Mae'r ffilm ITO wedi'i dyddodi ar y gwydr TFT a'i golchi â dŵr ïoneiddiedig i sicrhau haen esmwyth ac unffurf.
Proses ffotolithograffeg (cotio, amlygiad a datblygu)
Gorchudd ffotoresist:
Mae haen unffurf o ffotoresist yn cael ei chymhwyso dros y ffilm ITO. Ar ôl pobi, mae cydrannau toddyddion yn anweddu, gan wella adlyniad rhwng y ffotoresist a gwydr ITO.
Cysylltiad:
Mae ffynhonnell golau UV yn rhagamcanu patrymau electrod a ddyluniwyd ymlaen llaw ar yr haen ffotoresist trwy ffotomask.
Datblygiad:
Mae'r ffotoresist agored yn cael ei olchi i ffwrdd gyda datblygwr, gan adael dim ond rhannau heb eu datgelu.
Ysgythru a stripio
Ysgythru:
Mae Etchants Asidig yn tynnu ffilm ITO mewn ardaloedd heb ddiogelwch gan ffotoresist, gan ffurfio patrymau electrod dargludol.
Stripping:
Mae'r ffotoresist sy'n weddill yn cael ei doddi gan ddefnyddio toddiant alcalïaidd (ee, NaOH), gan adael y patrwm ITO terfynol ar ôl.
Mae'r broses ffotolithograffeg hon yn cael ei hailadrodd sawl gwaith i greu strwythurau electrod cymhleth a manwl gywir sy'n ofynnol ar gyfer rheoli moleciwlau crisial hylif. Ar y cam hwn, mae'r broses arae pen blaen wedi'i chwblhau.
II. Proses Cell Canol (Gwydr TFT a Bondio Hidlo Lliw)
Gorchudd grisial hylif
Mae'r strwythur LCD yn debyg i frechdan:
Mae'r gwydr TFT isaf a'r hidlydd lliw uchaf yn crynhoi'r haen grisial hylif. Mae'r gwydr TFT yn cael ei lanhau gyntaf â dŵr ïoneiddiedig, gan sicrhau wyneb di-amhuredd.
Haen alinio a gofodwyr
Defnyddir haen alinio polymer i sicrhau trefniant moleciwlaidd unffurf.
Mae proses rwbio yn cyfeirio'r haen alinio, gan hwyluso aliniad grisial hylif manwl gywir.
Mae gronynnau spacer yn cael eu dosbarthu ar yr hidlydd lliw i gynnal bwlch rheoledig rhwng yr haenau.
Bondio gwydr a chwistrelliad crisial hylif
Mae seliwr yn cael ei roi o amgylch y panel gwydr TFT ar gyfer uniondeb strwythurol.
Mae deunydd grisial hylif yn cael ei chwistrellu i'r gell o dan amodau gwactod.
Ychwanegir seliwr dargludol i sicrhau cysylltedd electronig allanol.
Mae halltu tymheredd uchel yn sefydlogi'r cynulliad.
Yn olaf, mae'r panel LCD yn cael ei dorri'n feintiau wedi'u diffinio ymlaen llaw, ac mae polaryddion yn cael eu gosod ar y ddwy ochr. Mae polaryddion yn ddetholus yn caniatáu i olau fynd drwodd, gan alluogi ymarferoldeb LCD.
Iii. Cynulliad modiwl pen ôl
Gosodiad ffrâm a chylched
Mae'r broses pen ôl yn cynnwys integreiddio'r panel LCD ag ICS gyrwyr a byrddau cylched printiedig (PCBs). Mae'r Gyrrwr IC yn derbyn signalau arddangos ac yn rheoli cyfeiriadedd moleciwl grisial hylifol. Mae'r broses yn cynnwys:
Ffilm dargludol anisotropig (ACF) Bondio:
Yn cysylltu'r gyrrwr IC â'r panel LCD.
Gyrrwr Ffynhonnell IC:
Yn rheoli mewnbwn data picsel.
Gyrrwr Gate IC:
Yn rheoleiddio cyflymder cylchdroi grisial hylifol.
Bondio Cylchdaith Argraffedig Hyblyg (FPC):
Yn pontio'r PCB allanol gyda'r panel LCD.
Integreiddio system backlight
Gan nad yw crisialau hylif yn allyrru golau, mae angen system backlight ychwanegol. Mae'r prif gydrannau yn cynnwys:
Ffynhonnell golau:
CCFL (lampau fflwroleuol catod oer) neu backlighting LED.
Plât Canllaw Ysgafn (LGP):
Yn trosi ffynonellau golau pwynt/llinell yn oleuadau arwyneb unffurf.
Ffilmiau Diffuser a Prism:
Gwella unffurfiaeth disgleirdeb.
Yn hanesyddol, defnyddiwyd backlights CCFL, ond Backlighting LED bellach yw safon y diwydiant oherwydd effeithlonrwydd ynni. Mae dyluniadau LED wedi'i oleuo ag ymyl yn lleihau cost trwy leihau defnydd LED wrth gynnal unffurfiaeth disgleirdeb.
Iv. Ystyriaethau Proses Allweddol
Rheolaeth Amgylcheddol
Rhaid i weithgynhyrchu ddigwydd mewn ystafell lân gyda thymheredd yn cael ei gynnal ar 23 gradd ± 1 gradd a lleithder ar 55% ± 5% RH.
Dewis deunydd
Mae deunyddiau grisial gwydr purdeb uchel a hylif yn sicrhau'r perfformiad optegol gorau posibl.
Rheoli Ansawdd
Mae pwyntiau arolygu lluosog trwy gydol y broses yn canfod ac yn cywiro diffygion.
Profi Optegol:
Mae archwiliad optegol awtomataidd (AOI) yn sganio ar gyfer diffygion picsel a materion unffurfiaeth.
Prawf Heneiddio:
Yn efelychu gweithrediad estynedig i nodi methiannau posibl.
V. Ceisiadau a thueddiadau yn y dyfodol
Technolegau cyfredol:
Mae LCDs yn parhau i ddominyddu'r marchnadoedd teledu a monitro, gyda chyferbyniad a disgleirdeb gwella dan arweiniad bach.
Arloesiadau:
Mae LCDs hyblyg (ee, arddangosfeydd crwm modurol) ac atebion golau glas isel yn gyrru datblygiadau diwydiant.
Mae'r broses gymhleth hon yn cynnwys dros 300 o gamau technegol ac mae angen offer ac arbenigedd arbenigol iawn arno. Mae'r cylch cynhyrchu cyfan yn helaeth ond yn hanfodol ar gyfer cynhyrchu paneli LCD o ansawdd uchel.
