Qué es TFT LCD?

Perfil TFT – LCD

¿Qué es TFT-LCD?

TFT: Transistor de película delgada

LCD: Pantalla de cristal líquido (LCD)

La TFT-LCD se inventó en 1960 y se comercializó con éxito como panel de computadora portátil en 1991 después de una mejora continua, entrando así en la generación de TFT-LCD.

Estructura TFT – LCD:

En pocas palabras, la estructura básica del panel TFT-LCD es una capa de cristal líquido intercalada entre dos sustratos de vidrio. El panel de pantalla TFT frontal está recubierto con un filtro de color, y el panel de pantalla TFT posterior está recubierto con un transistor de película delgada (TFT). Cuando se aplica un voltaje al transistor, el cristal líquido gira y la luz pasa a través del cristal líquido para crear un píxel en el panel frontal. El módulo de retroiluminación es responsable de proporcionar la fuente de luz después del panel TFT-Array. Los filtros de color le dan a cada pigmento un color específico. La combinación de cada píxel de color diferente le da una imagen de la parte frontal del panel.

Elemento de píxel TFT:

El panel TFT se compone de millones de dispositivos TFT y regiones IT (En óxido de TI, un metal conductor transparente) dispuestas como una matriz, y la llamada matriz se refiere a la región de millones de dispositivos TFT dispuestos cuidadosamente, que es el área de visualización del panel. La siguiente figura muestra la estructura de un píxel TFT.

No importa cómo cambie el diseño de la pantalla TFT o cómo se simplifique el proceso de fabricación, su estructura debe tener un dispositivo TFT y controlar la región de cristal líquido (si la fuente de luz es LCD de tipo penetración, la región de cristal líquido de control es IT; pero para LCD reflectante, se utiliza el metal con alta tasa de reflexión, como Al).

El dispositivo TFT es un interruptor, cuya función es controlar el número de electrones que fluyen hacia la región IT. Cuando el número de electrones que fluyen hacia la región IT alcanza el valor deseado, el dispositivo TFT se apaga. En este momento, todos los electrones se mantienen en la región IT.

La figura anterior muestra los cambios de tiempo especificados en cada punto de píxel. G1 se selecciona continuamente para que el CI del controlador lo encienda de T1 a TN, de modo que el CI impulsado por la fuente carga píxeles TFT en G1 en el orden de D1, D2 y Dn. Cuando TN + 1, el CI impulsado por compuerta se selecciona de nuevo G2, y el CI impulsado por fuente se selecciona secuencialmente de D1.

La figura de arriba puede expresar varias cosas:

Cuanto más vertical sea el ángulo en el que se encuentra el cristal LÍQUIDO, más luz no será guiada por el cristal LÍQUIDO. Diferentes ángulos de cristal líquido dirigirán diferentes cantidades de luz. De los ejemplos anteriores, cuanto mayor es el ángulo en el que se encuentra el cristal líquido, más débil es la luz que puede ser penetrada. (La dirección del polarizador superior e inferior determinará la intensidad de penetración, por lo que, siempre y cuando comprenda el Ángulo del cristal líquido, guiará la intensidad de la luz).

La luz no dirigida es absorbida por el polarizador superior. La luz natural está polarizada en cualquier dirección. La función del polarizador es filtrar la mayor parte de la luz que oscila en diferentes direcciones y solo permitir que pase la luz en una dirección específica.

¿Cuál es la relación entre el tamaño del sustrato de vidrio y la generación?

Muchas personas no entienden las diferencias entre generaciones de plantas TFT-LCD, pero el principio es bastante simple. La principal diferencia entre generaciones de plantas radica en el tamaño de los sustratos de vidrio, que son productos cortados de sustratos de vidrio grandes. Las plantas más nuevas tienen sustratos de vidrio más grandes que se pueden cortar para aumentar la productividad y reducir los costos, o para producir paneles más grandes (como paneles de TV LCD con pantalla TFT).

La industria de TFT-LCD surgió por primera vez en Japón en la década de 1990, cuando se diseñó y construyó un proceso en el país. El sustrato de vidrio de primera generación mide aproximadamente 30 X 40 cm, aproximadamente el tamaño de un cargador de tamaño completo, y se puede convertir en un panel de 15 pulgadas. Cuando la tecnología Acer (que más tarde se fusionó con Unioptronics para convertirse en AU Optronics) entró en la industria en 1996, la tecnología había avanzado a una planta de 3,5 generaciones (G3, 5) con un tamaño de sustrato de vidrio de aproximadamente 60 X 72 cm.Au Optronics ha evolucionado a un proceso de fábrica de sexta generación (G6) donde el sustrato de vidrio G6 mide 150 X 185 cm, el tamaño de una cama doble. Un sustrato de vidrio G6 puede cortar 30 paneles de 15 pulgadas, en comparación con el G3.5 que puede cortar 4 paneles y G1 que solo puede cortar un panel de 15 pulgadas, se amplía la capacidad de producción de la fábrica de sexta generación y se reduce el costo relativo. Además, el gran tamaño del sustrato de vidrio G6 se puede cortar en paneles de gran tamaño, que pueden producir ocho paneles de TV LCD de 32 pulgadas, lo que aumenta la diversidad de aplicaciones de paneles. Por lo tanto, los fabricantes globales de pantallas LCD TFT invierten en la nueva generación de tecnología de fabricación de plantas.

Introducción al proceso de fabricación de TFT-LCD

¿Qué es TFT LCD?

El TRANSISTor-LCD es un acrónimo de pantalla TFT de película delgada. En pocas palabras, los paneles TFT-LCD se pueden ver como dos sustratos de vidrio intercalados entre una capa de cristal líquido. El sustrato de vidrio superior está conectado a un filtro de color, mientras que el vidrio inferior tiene transistores incrustados en él. Cuando el campo eléctrico cambia a través del transistor, las moléculas de cristal líquido se desvían para cambiar la polarización de la luz, y la película polarizadora se utiliza para determinar el estado de luz y sombra del píxel. Además, el vidrio superior se ajusta al filtro de color, de modo que cada píxel contiene tres colores de rojo, azul y verde, que conforman la imagen en el panel.

Tres etapas principales del proceso de producción de TFT LCD:

La primera matriz

– El proceso de matriz en el segmento frontal es similar al proceso de semiconductores, excepto que los transistores de película delgada se fabrican en vidrio en lugar de obleas de silicio.

A mitad de camino a través de la celda

: La celda intermedia se basa en el sustrato de vidrio del conjunto de segmentos delanteros, que se combina con el sustrato de vidrio del filtro de color, y se inyecta cristal líquido (LC) entre los dos sustratos de vidrio.

Conjunto de módulo

– El proceso de ensamblaje del módulo trasero es la operación de producción de ensamblar el vidrio después del proceso de celda con otros componentes, como placa de retroiluminación, circuito, marco, etc.

Último desarrollo de tecnología

Pantalla de emisión de luz orgánica

La pantalla de emisión de luz orgánica, u OLED, es una tecnología que tiene las siguientes características de uso superiores.

—Luz espontánea

—Características ultrafinas

-Alto brillo

—Alta eficiencia luminosa

—Alto contraste

—Tiempo de reacción de Microsegundos

—Ángulo de visión ultra amplio

—Bajo consumo de energía

-Puede usar un amplio rango de temperatura

—Panel flexible

—Polisilicio de baja temperatura

El principio de luminiscencia está vinculado a la película orgánica de galvanoplastia de vapor entre el ánodo transparente y el cátodo metálico. Se inyecta el electrón y el orificio eléctrico, y la energía se convierte en luz visible mediante el compuesto entre la película orgánica. Y puede combinar diferentes materiales orgánicos, emitir diferentes colores de luz, para lograr los requisitos de la pantalla a todo color.

OLED activo

La pantalla de luz orgánica se puede dividir en Matriz pasiva (PMOLED) y Matriz activa (AMOLED) según el modo de conducción. El llamado OLED accionado activo (AMOLED) se puede visualizar en el Transistor de Película Delgada (TFT) como un condensador que almacena señales para proporcionar la capacidad de visualizar la luz en una escala de grises.

Aunque el costo de producción y las barreras técnicas del OLED pasivo son bajos, está limitado por el modo de conducción y la resolución no se puede mejorar. Por lo tanto, el tamaño del producto de aplicación está limitado a aproximadamente 5″, y el producto se limitará al mercado de baja resolución y tamaño pequeño. Para una alta precisión y una imagen grande, se utiliza principalmente el accionamiento activo. La llamada unidad activa es capacitiva para almacenar la señal, por lo que cuando se barre la línea de escaneo, el píxel aún puede mantener su brillo original. En el caso de la unidad pasiva, solo se iluminan los píxeles seleccionados por la línea de escaneo. Por lo tanto, en un modo de accionamiento activo, OLED no necesita ser conducido a un brillo muy alto, logrando así un mejor rendimiento de vida útil y alta resolución.OLED combinado con la tecnología TFT puede realizar OLED de conducción activa, que puede cumplir con el mercado actual de pantallas para la suavidad de la reproducción de pantalla, así como requisitos de resolución cada vez más altos, mostrar completamente las características superiores anteriores de OLED.

La tecnología para hacer crecer el TFT en el sustrato de vidrio puede ser el proceso de fabricación de Silicio amorfo (A-SI) y el Poli-Silicio a baja Temperatura (LTPS). La mayor diferencia entre LTPS TFT y A-SI TFT es la diferencia entre sus propiedades eléctricas y el complicado proceso de fabricación. LTPS TFT tiene una tasa de movilidad de operador más alta, lo que significa que TFT puede proporcionar más corriente, pero su proceso es complicado.A – si TFT, por otro lado, aunque la tasa de movimiento del portador de a-SI no es tan buena como la de LTPS, tiene una mejor ventaja competitiva en costo debido a su simplicidad y madurez process.Au Optronics es la única empresa en el mundo que ha combinado con éxito OLED con LTPS y A-SI TFT al mismo tiempo, lo que la convierte en líder en tecnología OLED activa.

Polisilicio de baja temperatura

¿Qué es LTPS?

El polisilicio es un material a base de silicio de aproximadamente 0.de 1 a varios um de tamaño, compuesto de muchas partículas de silicio. En la industria de fabricación de semiconductores, el polisilicio normalmente debe tratarse mediante Deposición Química de Vapor a Baja Presión. Si el proceso de recocido es superior a 900C, este método se conoce como SPC. Deposición en Fase Sólida. Sin embargo, este método no funciona en la industria de pantallas planas porque la temperatura máxima del vidrio es de solo 650 ° C. Por lo tanto, la tecnología LTPS se aplica específicamente a la fabricación de pantallas planas.

Hay muchas maneras de hacer películas LTPS en sustratos de vidrio o plástico:

1. Acción parcial de metal (MIC):

Supongamos que pertenece al método SPC. Sin embargo, en comparación con el RCP tradicional, este método puede producir polisilicio a bajas temperaturas (aproximadamente 500~600 C). Esto se debe a que la capa delgada de metal se recubre antes de la formación de la cristalización, y la composición del metal desempeña un papel activo en la reducción de la cristalización.

2. Cat-CVD:

Un método para la deposición directa de Poli-película sin extracción de vapor. La temperatura de sedimentación puede ser inferior a 300 ° C. Los mecanismos de crecimiento contienen una reacción de craqueo catalítico de mezclas SiH4-H2.

3. Recocido láser:

Este método es actualmente el más utilizado. El láser Excimer se utiliza para calentar y fundir A-SI. Contiene pequeñas cantidades de hidrógeno y se recristaliza en Poli-película.

Hay muchas maneras de hacer películas LTPS sobre sustratos de vidrio o plástico:

La membrana LTPS es mucho más compleja que a-SI, sin embargo, el LTPS TFT es 100 veces más móvil que A-SI TFT. Y el programa CMOS se puede llevar a cabo directamente sobre un sustrato de vidrio. Estas son algunas de las características que p-SI tiene sobre A-SI:

1. Los transistores de película delgada tienen una movilidad más rápida, por lo que el circuito de accionamiento se puede fabricar directamente en el sustrato de vidrio, lo que reduce el costo.

2. Vehículo para OLED: La alta movilidad significa que el dispositivo OLED puede proporcionar una gran corriente de conducción, por lo que es más adecuado para un sustrato de pantalla OLED activo.

3. Módulo compacto: Como parte del circuito de accionamiento se puede hacer en el sustrato de vidrio, el circuito en la PCB es relativamente simple, lo que ahorra el área de la PCB.

MVA

La tecnología MVA no solo mejora la vista del panel, sino que también resuelve la mayoría de los problemas de inversión en escala de grises debido al modo de disposición especial de los cristales líquidos.

Las ventajas de usar la tecnología MVA incluyen:

– Alto contraste

– Gran angular de visión

– Alta resolución

– Tiempo de respuesta rápido

La mitad de penetración y la mitad de reflexión

Las pantallas LCD están retroiluminadas para proyectar imágenes a través de filtros de color antes de que se reflejen en nuestras ventanas oculares. Este modo de llevar pantallas LCD retroiluminadas, conocidas como pantallas LCD «penetrantes», consume la mayor parte de la energía a través de dispositivos retroiluminados. Cuanto más brillante sea la luz de fondo, más brillante aparecerá frente a la pantalla, pero más energía consumirá.

La arquitectura «reflectante» UTILIZA una fuente de luz externa para mostrar la imagen a través de un reflector, lo que ahorra electricidad pero es más difícil de ver en ausencia de una fuente de luz externa.

» Media penetración y media reflexión » es el compromiso entre los dos. El dispositivo UTILIZA medio espejo en lugar del reflector, que no solo puede pasar a través de la retroiluminación, sino que también utiliza el reflejo de la fuente de luz externa para lograr el efecto de ahorrar electricidad, aumentar el brillo y reducir el peso.

COG

A diferencia del proceso de fabricación tradicional, la tecnología COG asume directamente el CI de accionamiento en el sustrato de vidrio. Las ventajas de esta tecnología incluyen:

– Mayor densidad de empaque y menor peso hacen que el panel sea más delgado y liviano

– Reduzca el uso de materiales, reduzca los costos de producción

– Mejore la resolución del panel

ODF

El proceso ODF es un método de fabricación que hace época, que consume mucho tiempo, es de bajo rendimiento y difícil de lograr en el pasado. Como la producción de paneles grandes de productos de TV, en respuesta a la respuesta rápida de paneles pequeños o paneles MVA avanzados de alta calidad, utilizando tecnología de proceso ODF, el problema se puede resolver fácilmente.

La comparación simple entre los procesos tradicionales y ODF es la siguiente:

Usando el proceso ODF, podemos obtener las siguientes ventajas:

1. Disminución de la inversión de la máquina:

utilizando el proceso ODF, ya no necesitamos el proceso de templado al vacío, la máquina de inyección de cristal líquido, la máquina de sellado y el equipo de limpieza de paneles después del sellado.

2. Ahorro de espacio y mano de obra:

Como resultado de la reducción del proceso descrita en el ítem 1, se lograron ahorros relativos de mano de obra y espacio.

3. Ahorro de Material:

En términos generales, en el proceso ODF, la eficiencia de uso de un cristal líquido es más del 95%, pero en comparación con el 60% del proceso tradicional, puede ahorrar completamente más del 35% del costo de los materiales de cristal líquido. También puede ahorrar agua, electricidad, gas y loción al limpiar el sellador y los paneles relacionados.

4. Reducción del tiempo de fabricación:

El proceso de fabricación ahorrado es originalmente el proceso que más tiempo consume y consume en el proceso de fabricación tradicional. Además, con la tendencia de paneles a gran escala, o paneles de alta calidad de espacio de células pequeñas, el tiempo será más largo. Tradicionalmente, los procesos celulares tardan al menos tres días en completarse, pero los procesos ODF tardan menos de un día.