TFT LCDの製造原理とプロセス紹介

目次

TFT-LCDパネルは、一般的に言えば、2枚のガラス基板の間に挟まれた液晶層であり、上部ガラス基板はカラーフィルターと結合され、下部ガラスにはトランジスタが埋め込まれています。上部ガラスはカラーフィルターと接着されることで、各ピクセル(Pixel)が赤、青、緑の3色を含み、これらの赤、青、緑のピクセルがパネル上の画像を構成します。.

TFT-LCDの3つの主要な製造プロセス: アレイ工程、セル工程、モジュール工程

前工程のアレイ、中間工程のセル、セル工程では、前工程のアレイで作製されたガラスを基板として、カラーフィルターのガラス基板と結合し、2枚のガラス基板の間に液晶(LC)を封入します。後工程のモジュール組立プロセスは、セル工程後のガラスと、バックライトパネル、回路、外枠などの他の部品を最終的に組み立てる工程です。.

以下の図はTFT LCDの製造全工程を示しています。この図は、簡潔なテキストと図解で製造プロセス全体をご紹介します。.

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1. アレイ工程(Array)
1) 製造前に、表面が滑らかで不純物のないガラスが必要であり、ガラスを洗浄し、乾燥させなければなりません。.

2) ガラス基板に金属膜をコーティングします。金属材料は真空チャンバー内に置き、すべてが清浄であることを確認した後、金属上の特殊ガスがプラズマを生成すると、金属上の原子がガラスに衝突し、金属膜が形成されます。.

3) 金属膜をコーティングした後、不導電層と半導体層をコーティングする必要があります。真空チャンバー内で、まずガラス基板を加熱し、次に高圧電気噴霧器で特殊ガスを噴射して電子とガスからプラズマを生成させ、化学反応後、ガラス上に不導電層と半導体層が形成されます。

4) 成膜後、ガラス上にトランジスタのパターンを作成します。まず、黄光室に入り、感光性の強いフォトレジストを塗布し、フォトマスクを載せて青紫色光を照射して露光し、最後に現像エリアに送り、現像液を噴射します。これにより、露光後のフォトレジストが除去され、フォトレジスト層が形状付けられます。.

5) フォトレジストが形状付けられた後、エッチングによるウェットエッチングで不要な膜を露出させるか、プラズマ化学反応によるドライエッチングを行います。エッチング後、残ったフォトレジストは滑液で除去され、最終的にトランジスタ生成に必要な回路パターンが得られます。.

6) 使用可能な薄膜トランジスタを形成するには、洗浄、コーティング、フォトレジスト塗布、露光、現像、エッチング、フォトレジスト除去などの工程を繰り返す必要があります。一般的に、TFT-LCDを製造するには、5~7回の繰り返しが必要です。.

 

2. 組立工程(Cell)
1) 薄膜トランジスタガラス基板が完成した後、液晶パネルを組み立てます。液晶パネルはトランジスタガラス基板とカラーフィルターで構成されます。まず、ガラスを洗浄し、次の工程に進みます。TFT-LCDの製造プロセス全体はクリーンルーム内で行わなければならず、これによりディスプレイ内部に不純物が入り込むことを防ぎます。.

2) カラーフィルターは化学コーティングにより、ガラス上に赤、緑、青の色を形成し、整然と配列された後、導電膜で覆われて完成します。.

3) 組み立ての全工程において、まず、トランジスタが形成されたガラスとカラーフィルターに化学膜をコーティングし、その後、配向処理を行います。.

4) 2枚のガラス板を結合する前に、一定間隔で球形のスペーサーを均一に散布し、液晶パネル結合後に2枚のガラス板が内側に凹むのを防ぎます。通常、液晶パネルを組み立てる際、後続の液晶注入のために1~2箇所の隙間を残し、その後、シーラントと導電性接着剤を使用して2枚のガラスの端を密封し、ガラスの組み立てを完了します。.

5) 枠を密封した後、真空チャンバーに入れ、先ほど確保した隙間からLCDパネル内の空気を抜き、大気圧を利用して液晶を注入し、その後、隙間を封鎖します。液晶は固体と液体の中間の化合物であり、分子が規則正しく配列する特性を持っています。 LCDパネル 6) 最後に、垂直方向に2枚の偏光板を貼り付け、液晶パネル全体が完成します。.

3. モジュール工程(Module).

 

1) 偏光板貼り付け後、LCDパネルの両側にDRIVE ICを取り付け始めます。DRIVE ICは非常に重要な駆動部品であり、LCDの色と輝度を制御するために使用されます。
2) 次に、DRIVE ICの入力端をはんだ付けにより回路基板に接続します。これにより、信号をスムーズに送信し、制御パネル上の画像を制御できるようになります。.

3) LCDパネルの光はバックライトから発せられます。バックライトを組み立てる前に、組み立てられたLCDパネルが完全であるかどうかを確認し、その後、バックライトを組み立てます。バックライトはLCDパネルの背後にある光源です。.

4) 最後に、CELLと鉄枠をネジで固定します。.

5) その後、最終的な重要なテスト工程に入り、組み立てられたモジュールに対して老化試験を行い、通電および高温状態で品質の劣る製品を選別します。.

6) 最高品質の製品は、梱包され出荷されます。.

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