Fabrication des écrans TFT LCD : processus détaillé étape par étape

Les écrans sont partout aujourd'hui. Vous souvenez-vous des téléviseurs ou moniteurs d'il y a 20 ans ? Ils étaient carrés, énormes et lourds. Regardez maintenant l'écran plat, fin et léger devant vous : vous êtes-vous déjà demandé pourquoi une telle différence ?

En fait, les moniteurs d'il y a 20 ans étaient des écrans CRT (tube cathodique), nécessitant un grand espace pour les composants internes. L'écran actuel est un écran LCD (affichage à cristaux liquides).

Qu'est-ce qu'un LCD ?

LCD signifie Liquid Crystal Display. C'est une technologie d'affichage exploitant les caractéristiques optoélectriques des cristaux liquides.

Le cristal liquide est un état de la matière ayant à la fois les caractéristiques du liquide et du cristal solide. Il n'émet pas de lumière lui-même, mais laisse passer la lumière parfaitement dans une direction précise. De plus, les molécules de cristal liquide tournent sous l'influence d'un champ électrique, faisant tourner la lumière qui les traverse. Ainsi, le cristal liquide agit comme un interrupteur de lumière, clé de la technologie d'affichage.

Types de LCD

Le LCD s'est développé pendant des décennies. Principalement : TN LCD, STN LCD et TFT LCD.

• TN LCD : TN = Twisted Nematic. Technologie ancienne et simple, n'affiche que blanc et noir, utilisée dans petits appareils (calculatrices).
• STN LCD : STN = Super-twisted Nematic. Les cristaux liquides tournent davantage que dans le TN, avec des caractéristiques électriques différentes, permettant d'afficher plus d'informations. Il existe versions améliorées : DSTN (double couche) et CSTN (couleur). Utilisé dans premiers téléphones, ordinateurs et appareils d'extérieur.
• TFT LCD : TFT = Thin Film Transistor. Dernière génération de technologie LCD, appliquée dans tous les scénarios d'affichage : appareils électroniques, automobiles, machines industrielles, etc. Le mot « transistor » indique la présence de circuits intégrés : c'est le secret de la haute résolution et de l'affichage couleur complet du TFT LCD.

Le TFT LCD dominant le marché, examinons son processus de fabrication.

Processus de fabrication du TFT LCD

Simplement, on peut diviser le TFT LCD en trois parties, de bas en haut : système de lumière, système de circuit, système de contrôle lumière/couleur. En fabrication, on commence par le système interne de contrôle lumière/couleur pour s'étendre au module complet.

On divise habituellement le processus en trois parties principales : array, cell et module. Les deux premières concernent la production du système de contrôle lumière/couleur (TFT, CF - filtre couleur, LC - cristal liquide), formant une cell. La dernière étape assemble cell, circuit et système de lumière.

1. Array (réseau de transistors)

Pour améliorer la productivité, on effectue une série d'opérations sur un grand verre, qui sera découpé en morceaux plus petits à l'étape suivante.

Présentons d'abord un matériau crucial : l'ITO (Indium Tin Oxide). L'ITO combine conductivité électrique et transparence optique, et se dépose facilement en film mince. Il est donc largement utilisé pour créer des circuits sur verre.

Passons à la production du TFT et du CF. Voici une méthode courante appelée méthode PR (photorésist). Tout le processus PR sera démontré pour la production du TFT.

TFT :

• Déposer matériaux semi-conducteurs et ITO dans l'ordre prévu sur le substrat en verre.
• Revêtement photorésist.
• Exposition partielle, puis nettoyage du photorésist exposé.
• Graver le semi-conducteur et l'ITO non protégés par le photorésist pour former une partie du circuit.
• Nettoyer le photorésist restant.
• Pour construire le circuit complet, on répète souvent ces étapes 5 fois.

CF (filtre couleur) :

• Créer une matrice noire sur le substrat en verre comme frontière par méthode PR.
• Déposer séparément les matériaux rouge, vert et bleu dans la matrice noire par méthode PR.
• Déposer une couche de protection sur la couche RVB.
• Déposer le circuit ITO.

2. Cell (cellule)

Ici, on assemble les verres TFT et CF et on injecte le LC simultanément.

• Revêtement de film de polyimide, pour contraindre la direction initiale des molécules LC, sur le côté ITO des deux verres TFT et CF.
• Utiliser de la colle pour créer une frontière pour le LC sur les deux verres. Sur le verre CF, appliquer une couche supplémentaire de colle conductrice. Cela permet aux molécules LC de se lier au circuit de commande.
• Remplir le LC dans la frontière.
• Coller les deux verres, puis découper le grand verre en petits morceaux selon les standards.
• Coller un film polariseur des deux côtés du verre découpé.

3. Module

D'abord relier la cell au système de circuit.

• Relier la cell au driver IC.
• Relier le driver IC au FPC (circuit imprimé flexible).
• Relier le FPC au PCBA externe (assemblage de circuit imprimé).

Ensuite préparer le système de lumière

• Fixer la source lumineuse (généralement LED ou CCFL) sur la plaque de guidage de lumière, avec un film réflecteur dessous.
• Placer successivement le film diffuseur et le film prismatique sur la source. Avec le réflecteur, ces deux films transforment la lumière ponctuelle en lumière surfacique et augmentent l'intensité.
• Relier la source lumineuse au circuit de contrôle de lumière, toujours un autre type de PCBA.

À l'étape finale, on assemble tout avec le cadre de l'écran, et on effectue un test de vieillissement.

Ceci marque la fin de cet article. Si vous le trouvez utile ou voulez en savoir plus sur le TFT LCD, laissez un commentaire ou contactez-nous. Nous vous écoutons !

Note : Nous ne possédons pas les images utilisées. Contactez-nous si elles vous appartiennent, nous les retirerons rapidement.