1. โครงสร้างของจอแสดงผลคริสตัลเหลว
โดยทั่วไป TFT-LCD ประกอบไปด้วยพื้นผิวด้านบนประกอบชิ้นส่วนพื้นผิวที่ต่ำกว่าคริสตัลเหลวชุดขับเคลื่อนวงจรไฟหน้าและอุปกรณ์เสริมอื่น ๆ วัสดุพื้นผิวที่ต่ำกว่าประกอบไปด้วยพื้นผิวแก้วที่ต่ำกว่าและอาร์เรย์ TFT และพื้นผิวด้านบนประกอบขึ้นด้วยชั้นบน พื้นผิวแก้ว, แผ่นโพลาไรซ์และโครงสร้างฟิล์มที่ครอบคลุมพื้นผิวแก้วด้านบนเต็มไปด้วยคริสตัลเหลวในช่องว่างที่เกิดจากพื้นผิวด้านบนและด้านล่าง ภาพที่ 1.1 แสดงโครงสร้างทั่วไปของ TFT-LCD สี รูปที่ 1.2 แสดงโครงสร้างของโมดูลไฟแบ็คไลท์และชุดควบคุมการขับขี่
พื้นผิวด้านในของแผ่นใยแก้วด้านล่างถูกปกคลุมด้วยแผ่นแก้วขนาดเล็กที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าซึ่งตรงกับจุดพิกเซลของจอแสดงผลอุปกรณ์เปลี่ยน TFT เซมิคอนดักเตอร์และเส้นแนวตั้งและแนวนอนที่เชื่อมต่ออุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ ทั้งหมดนี้ถูกประดิษฐ์โดยไมโครอิเล็กทรอนิกส์เช่น photolithography และ etching โครงหน้าตัดขวางของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ TFT ซึ่งแต่ละพิกเซลจะเกิดขึ้นจะแสดงในรูป 1.3
พื้นผิวด้านในของแผ่นกระจกด้านบนเป็นแผ่นแก้วที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าโปร่งใสโดยทั่วไปทำมาจากวัสดุ Indium Tin Oxide (ITO) ซึ่งทำหน้าที่เป็นอิเลคโทรนิคโดยทั่วไปและสร้างแผ่นไมโครขนาดใหญ่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าบนพื้นผิวที่ต่ำกว่า สนามไฟฟ้าแบบอนุกรม ดังแสดงในรูปที่ 1.4 ถ้าจอแอลซีดีมีสีตัวกรองสีหลักสามสี (สีแดงสีเขียวสีน้ำเงิน) และจุดสีดำจะถูกเติมระหว่างแผ่นนำไฟฟ้าร่วมกับพื้นผิวแก้วซึ่งจุดสีดำจะป้องกันไม่ให้แสงรั่วจากช่องว่างระหว่างพิกเซล , มันทำจากวัสดุทึบแสงเนื่องจากมีการกระจายในเมทริกซ์จะเรียกว่าเมทริกซ์สีดำ
กระบวนการผลิต LCD 2
กระบวนการผลิตสี TFT-LCD ประกอบด้วยกระบวนการย่อยสี่ส่วน ได้แก่ กระบวนการ TFT กระบวนการกรองสีกระบวนการเซลล์และกระบวนการโมดูล ] [2] กระบวนการประมวลผลสี TFT-LCD
กระบวนการ 2.1TFT
บทบาทของกระบวนการประมวลผลแบบ TFT คือการสร้าง TFT และอาร์เรย์ของอิเลคโทรดลงบนพื้นผิวแก้วที่ต่ำกว่า สำหรับ TFT และโครงสร้างชั้นขั้วไฟฟ้าที่แสดงในรูปที่ 1.3 ใช้กระบวนการห้าหน้ากากโดยทั่วไป นั่นคือมาสก์ห้าตัวถูกนำมาใช้ในการประมวลผลโครงสร้างชั้นตามที่แสดงในรูปที่ 1.3 โดยใช้กระบวนการถ่ายโอนข้อมูลแบบเดียวกัน 5 รูปแบบ [2] ผลการประมวลผลของกระบวนการถ่ายโอนข้อมูลบนถนน
(ก) ขั้นตอนการถ่ายโอนรูปแบบลำดับที่ 1 (ข) ขั้นตอนการถ่ายโอนรูปแบบลำดับที่ 2 (c) ลำดับการถ่ายโอนรูปที่ 3
(d) ขั้นตอนการถ่ายโอนรูปแบบลำดับที่ 4 (จ) ขั้นตอนการถ่ายโอนรูปที่ 5
ประมวลผลผลลัพธ์ของการถ่ายโอนแต่ละรูปแบบ
กระบวนการถ่ายโอนผลิตภัณฑ์รูปแบบประกอบด้วยการสะสม, photolithography การแกะสลักการทำความสะอาดและการตรวจสอบ การไหลที่เฉพาะเจาะจงมีดังนี้ [1]:
เริ่มจากการตรวจสอบพื้นผิวแก้วการสะสมฟิล์มการทำความสะอาดและการเคลือบผิวด้วยแสง
การได้รับสาร - การพัฒนา - การแกะสลัก - การกำจัดสารเคลือบสี - การตรวจสอบ
วิธีแกะสลักรวมถึงการแกะสลักแห้งและการแกะสลักเปียก หลักการการประมวลผลของกระบวนการข้างต้นคล้ายคลึงกับกระบวนการที่เกี่ยวข้องที่ใช้ในกระบวนการผลิตวงจรรวม อย่างไรก็ตามเนื่องจากพื้นผิวแก้วมีขนาดใหญ่ในจอแสดงผลคริสตัลเหลวจึงอธิบายพารามิเตอร์กระบวนการและพารามิเตอร์อุปกรณ์ที่ใช้ในเทคโนโลยีการประมวลผลแบบ TFT มีความเป็นพิเศษ
2.2 เทคโนโลยีการประมวลผลแผ่นกรอง
(a) พื้นผิวแก้ว (b) การประมวลผลตัวบล็อกแสง (c) การประมวลผลตัวกรอง
(d) การประมวลผลตัวกรอง (e) การประมวลผลของตัวกรอง (f) การทับถมของ ITO
รูปที่ 2.3 การก่อตัวของตัวกรอง
ฟังก์ชั่นของกระบวนการกรองแผ่นคือการประมวลผลโครงสร้างฟิล์มบางที่แสดงในรูปที่ 1.4 บนพื้นผิว การไหลจะเป็นดังนี้:
จุดเริ่มต้นของ? blocker processing? การประมวลผลตัวกรอง? การป้องกันและการทำความสะอาดของการตรวจสอบการสะสม ITO?
กระบวนการหรือกระบวนการหลักที่กล่าวถึงข้างต้นแสดงให้เห็นถึงผลการประมวลผล
ชุดของจุดสีดำที่ทำจากวัสดุทึบแสงและกระจายอยู่ในรูปแบบเมทริกซ์จะถูกจัดเรียงอยู่บนพื้นผิวของตัวกรองและประมวลผลด้วยกระบวนการถ่ายโอนรูปแบบที่เหมือนกัน (เรียกอีกอย่างว่ากระบวนการบล็อกแสง) และจัดอยู่ในตัวกรอง กระบวนการเริ่มต้นของกระบวนการ photofabrication ขั้นตอนการถ่ายโอนรูปแบบตามลำดับประกอบด้วยขั้นตอนต่อไปนี้: การทับถมของสปัตเตอร์การทำความสะอาดเคลือบสารเคลือบผิวแสงการสัมผัสการพัฒนาการกัดด้วยน้ำและการกำจัดโฟโตสแสงซึ่งเป็นหลักการพื้นฐานของแต่ละกระบวนการ
(a) การทับถมของสปัตเตอร์ (ข) การทำความสะอาด (c) การเคลือบผิวด้วยแสง (d) การเปิดรับ
(จ) การพัฒนา (ฉ) การกัดด้วยน้ำเปียก (g) การถอดเครื่องฉายรังสี
การถ่ายโอนรูปแบบตัวบล็อกแสง
หลังจากที่ตัวบล็อกแสงเสร็จสิ้นแล้วจะเข้าสู่ขั้นตอนการประมวลผลตัวกรอง ตัวกรองสามประเภท (สีแดง, สีเขียวและสีน้ำเงิน) จะถูกประมวลผลตามลำดับโดยผ่านกระบวนการถ่ายโอนรูปแบบสามแบบเนื่องจากตัวกรองสามประเภทจะทำจากสีที่ต่างกันโดยตรง ทำกระบวนการถ่ายโอนรูปแบบจะแตกต่างจากขั้นตอนการถ่ายโอนรูปแบบดังกล่าวข้างต้นไม่รวมถึงขั้นตอนการแกะสลักและการลบโฟโตสเซอร์ กระบวนการเฉพาะคือการเคลือบสีความเสี่ยงการพัฒนาและการตรวจสอบและหลักการของแต่ละกระบวนการ
หลังจากที่มีการประมวลผลตัวบล็อกแสงหลังจากกระบวนการทำความสะอาดและการตรวจสอบเสร็จสิ้นกระบวนการการทับถมของ ITO ในที่สุดชั้นของแก้วนำแสงที่ทำจากอินเดียมทินออกไซด์ (ITO) เคลือบบนชั้นกรองเพื่อสร้างหัวขั้วร่วมของแผ่นกรอง .
(a) การเคลือบสี (ข) การสัมผัส (c) การพัฒนา (ง) การตรวจสอบ
กระบวนการถ่ายโอนรูปแบบตัวกรองสี
3 กระบวนการผลิตโดยทั่วไปของการแสดงผลคริสตัลเหลว
กระบวนการผลิตของจอแสดงผลคริสตัลเหลวมีลักษณะคล้ายกับวงจรรวม ความแตกต่างก็คือโครงสร้างชั้น TFT ในจอผลึกเหลวถูกประดิษฐ์ขึ้นบนพื้นผิวแก้วแทนแผ่นเวเฟอร์ซิลิกอน นอกจากนี้ช่วงอุณหภูมิที่ต้องการโดยเทคโนโลยีการประมวลผล TFT คือ 300 ~ 500 องศาเซลเซียสในขณะที่กระบวนการผลิตวงจรรวมต้องใช้ช่วงอุณหภูมิ 1000 องศาเซลเซียส
3.1 กระบวนการสะสม
ส่วนใหญ่มีวิธีการสะสม 2 แบบที่ใช้ในกระบวนการผลิตของผลึกเหลว ได้แก่ ไอออนโพแทสเซียมไอออนที่เติมไอออนและไอโซโทปอื่น ๆ หลักการพื้นฐานของการสะสมไอเคมีของไอออนคือพื้นผิวแก้ววางอยู่ในห้องสุญญากาศและอุ่นให้อุณหภูมิหนึ่งแล้วนำก๊าซผสมมาใช้และแรงดันไฟฟ้า RF จะถูกนำมาประยุกต์ใช้กับอิเล็กโทรดในห้องและผสม ก๊าซจะถูกแปลงสภาพเป็นไอออน ดังนั้นแผ่นฟิล์มแข็งหรือการเคลือบโลหะหรือสารประกอบจะเกิดขึ้นบนพื้นผิว หลักการพื้นผิวของวิธีการปลดปล่อยสปัตเตอร์คือในห้องสูญญากาศเป้าหมายถูก bombarded กับอนุภาคพลังงานประจุและอะตอมจะได้รับพลังงานเพียงพอที่จะสาดส่องเข้าไปในเฟสของก๊าซและจากนั้นฟิล์มที่มีวัสดุเดียวกับเป้าหมาย วางบนพื้นผิวของชิ้นงาน โดยทั่วไปอนุภาคมีพลังคือไอออนฮีเลียมและไอออนอาร์กอนเพื่อไม่ให้เปลี่ยนคุณสมบัติทางเคมีของเป้าหมาย วิธีการสลายตัวของสปัตเตอร์รวมถึงวิธีการสปัทเตอร์กระแสตรง, วิธีการสปัตเตอร์ความถี่วิทยุและสิ่งที่คล้ายกัน
3.2 Lithography / ลิทัวเนีย
กระบวนการ photolithography เป็นกระบวนการถ่ายโอนรูปแบบบนหน้ากากไปยังพื้นผิวกระจก เนื่องจากคุณภาพของเส้นลูกตาบนแผงจอ LCD ขึ้นอยู่กับขั้นตอนการพิมพ์ภาพเป็นขั้นตอนที่สำคัญที่สุดในกระบวนการ LCD กระบวนการพิมพ์หินมีความไวต่ออนุภาคฝุ่นในสิ่งแวดล้อมดังนั้นจึงต้องทำในห้องที่สะอาดมาก
3.3 กระบวนการแกะสลัก
ขั้นตอนการแกะสลักแบ่งออกเป็นกระบวนการแกะสลักเปียกและกระบวนการแกะสลักแห้ง ขั้นตอนการกัดด้วยน้ำยาเคมีช่วยขจัดสารเคมีบนพื้นผิวของสารเคมีโดยใช้สารเคมีเหลว ข้อดีของมันคือเวลาสั้นต้นทุนต่ำและการใช้งานที่เรียบง่าย ขั้นตอนการแกะสลักแห้งเป็นกระบวนการที่ฟิล์มบาง ๆ ถูกฝังด้วยพลาสม่า ตามกลไกการทำปฏิกิริยาการกัดด้วยพลาสม่าการกัดด้วยไอออนที่เป็นปฏิกิริยาการกัดกร่อนของไอออนบวกที่มีสมบัติทางแม่เหล็กและการกัดด้วยพลาสมาความหนาแน่นสูงสามารถแบ่งออกเป็นประเภทต่างๆได้ แบบฟอร์มสามารถแบ่งออกเป็นทรงกระบอกแบนแบบขนาน ข้อดีของกระบวนการกัดกร่อนแบบแห้งคือการกัดกร่อนด้านข้างต่ำความแม่นยำในการควบคุมสูงและความสม่ำเสมอที่ดีในการแกะสลักบนพื้นที่ขนาดใหญ่ เทคโนโลยี ICP สามารถแกะกระจกที่มีแนวตั้งและเสร็จสิ้นได้ดีมาก ดังนั้นการแกะสลักแบบแห้งจะใช้เพื่อทำให้มีไมโครเมตร submicron ลึกการประมวลผลทางเรขาคณิตระดับ nano มีข้อดีชัดเจน
4 แนวโน้มการพัฒนากระบวนการผลิตจอแสดงผลคริสตัลเหลว
4.1 แนวโน้มการพัฒนา TFT-LCD
เนื่องจากขนาดของพื้นผิวแก้วกำหนดขนาดสูงสุดของจอแอลซีดีที่สามารถประมวลผลได้ในสายการผลิตและความยากในการประมวลผลอุตสาหกรรมจอแอลซีดีจะแบ่งสายการผลิตออกตามขนาดสูงสุดของพื้นผิวแก้วที่สายการผลิตสามารถประมวลผลได้ . ตัวอย่างเช่นระดับสูงสุดของสายการผลิตรุ่นที่ 5 ขนาดของ backplane คือ 1200X1300 มม. สามารถตัดพื้นผิวได้ถึง 6 แผ่นสำหรับจอไวด์สกรีนขนาด 27 นิ้วที่มีจอไวด์สกรีน ขนาดของแผ่นรองน้ำหนักรุ่นที่ 6 คือ 1500X1800 มม. ตัดพื้นผิวขนาด 32 นิ้วสามารถตัด 8 ชิ้นและ 37 นิ้วสามารถตัด 6 ชิ้น ขนาดของสายการผลิตที่ 7 คือ 1800X2100 มม. ตัด 42 นิ้วของพื้นผิวสามารถตัด 8 ชิ้น 46 นิ้วสามารถตัด 6 ชิ้น รูปที่ 4.1 แสดงการกำหนดขนาดของพื้นผิวแก้วสำหรับรุ่นที่ 1 ถึง 7 ปัจจุบันขอบเขตทั่วโลกได้เข้าสู่ขั้นตอนการผลิตผลิตภัณฑ์รุ่นที่ 6 และ 7 และคาดว่าในอีก 2 ปีข้างหน้ากำลังการผลิตที่เพิ่มขึ้นก่อนรุ่นที่ 5 และ 5 จะค่อยๆลดลงและอันดับที่ 6 และ รุ่นที่ 7 กำลังการผลิตของรุ่นที่ 7 จะช่วยเร่งการเติบโตในช่วงสองปีที่ผ่านมา ปัจจุบันผู้ผลิตอุปกรณ์รายใหญ่ยังได้เปิดตัวอุปกรณ์ที่สามารถใช้กับสายการผลิตรุ่นที่ 6 หรือสูงกว่าได้เช่นตัวปรับการแสดงผลแบบแบนแบบตั้งโต๊ะของ Nikon สำหรับแอ็พพลิเคชันสายรุ่นที่ 6, 7 และรุ่นที่ 8 FX-63S, FX-71S และ FX-81S
