Qu’est-ce que le TFT LCD?

Profil TFT-LCD

Qu’est-ce que le TFT-LCD?

TFT: Transistor à couche mince

LCD: Écran à cristaux liquides (LCD)

TFT-LCD a été inventé en 1960 et commercialisé avec succès comme panneau d’ordinateur portable en 1991 après une amélioration continue, entrant ainsi dans la génération TFT-LCD.

Structure TFT-LCD:

En termes simples, la structure de base du panneau TFT-LCD est une couche de cristaux liquides prise en sandwich entre deux substrats en verre. Le panneau d’affichage TFT avant est recouvert d’un filtre de couleur et le panneau d’affichage TFT arrière est recouvert d’un transistor à couche mince (TFT). Lorsqu’une tension est appliquée au transistor, le cristal liquide tourne et la lumière traverse le cristal liquide pour créer un pixel sur le panneau avant. Le module de rétroéclairage est chargé de fournir la source lumineuse après le panneau TFT-Array. Les filtres de couleur donnent à chaque pigment une couleur spécifique. La combinaison de chaque pixel de couleur différente vous donne une image de l’avant du panneau.

Élément de pixel TFT：

Le panneau TFT est composé de millions d’appareils TFT et de régions ITO (en oxyde de TI, un métal conducteur transparent) disposées comme une matrice, et le soi-disant tableau fait référence à la région de millions d’appareils TFT disposés proprement, qui est la zone d’affichage du panneau. La figure ci-dessous montre la structure d’un pixel TFT.

Peu importe comment la conception de la carte d’affichage TFT change ou comment le processus de fabrication est simplifié, sa structure doit avoir un dispositif TFT et contrôler la région des cristaux liquides (si la source de lumière est un écran LCD de type pénétration, la région des cristaux liquides de contrôle est ITO; mais pour les écrans LCD réfléchissants, le métal à taux de réflexion élevé est utilisé, tel que Al).

Le dispositif TFT est un commutateur dont la fonction est de contrôler le nombre d’électrons circulant dans la région ITO. Lorsque le nombre d’électrons circulant dans la région ITO atteint la valeur souhaitée, le dispositif TFT est éteint. À ce moment, les électrons entiers sont conservés dans la région ITO.

La figure ci-dessus montre les changements de temps spécifiés à chaque point de pixel. G1 est sélectionné en continu pour être activé par le circuit intégré de commande de T1 à TN de sorte que le circuit intégré piloté par la source charge des pixels TFT sur G1 dans l’ordre de D1, D2 et Dn. Lorsque TN +1, le circuit intégré piloté par grille est à nouveau sélectionné G2, et le circuit intégré piloté par source est sélectionné séquentiellement parmi D1.

La figure ci-dessus peut exprimer plusieurs choses:

Plus l’angle sous lequel se trouve le cristal LIQUIDE est vertical, plus la lumière ne sera pas guidée par le cristal LIQUIDE. Différents angles debout à cristaux liquides dirigeront différentes quantités de lumière. D’après les exemples ci-dessus, plus l’angle sous lequel se trouve le cristal liquide est grand, plus la lumière qui peut être pénétrée est faible. (La direction du polariseur supérieur et inférieur déterminera l’intensité de la pénétration, de sorte que tant que vous comprenez l’angle de la position du cristal liquide guidera l’intensité de la lumière).

La lumière non dirigée est absorbée par le polariseur supérieur. La lumière naturelle est polarisée dans n’importe quelle direction. La fonction du polariseur est de filtrer la majeure partie de la lumière oscillant dans des directions différentes et de ne laisser passer que la lumière dans une direction spécifique.

Quelle est la relation entre la taille du substrat de verre et la génération?

Beaucoup de gens ne comprennent pas les différences entre les générations de plantes TFT-LCD, mais le principe est assez simple. La principale différence entre les générations de plantes réside dans la taille des substrats en verre, qui sont des produits découpés dans de grands substrats en verre. Les usines plus récentes ont des substrats en verre plus grands qui peuvent être coupés pour augmenter la productivité et réduire les coûts, ou pour produire des panneaux plus grands (tels que des panneaux de télévision LCD à écran TFT).

L’industrie TFT-LCD a vu le jour au Japon dans les années 1990, lorsqu’un processus a été conçu et construit dans le pays. Le substrat en verre de première génération mesure environ 30 X 40 cm, environ la taille d’un magasin en taille réelle, et peut être transformé en panneau de 15 pouces. Au moment où la technologie Acer (qui a ensuite fusionné avec Unioptronics pour devenir AU Optronics) est entrée dans l’industrie en 1996, la technologie était passée à une usine de 3,5 générations (G3,5) avec une taille de substrat en verre d’environ 60 X 72 cm.Au L’optronique a évolué vers un procédé d’usine de sixième génération (G6) où le substrat en verre G6 mesure 150 X 185 cm, la taille d’un lit double. Un substrat en verre G6 peut couper 30 panneaux de 15 pouces, par rapport au G3.5 qui peut couper 4 panneaux et G1 qui ne peut couper qu’un panneau de 15 pouces, la capacité de production de l’usine de sixième génération est agrandie et le coût relatif est réduit. De plus, la grande taille du substrat en verre G6 peut être découpée en panneaux de grande taille, qui peuvent produire huit panneaux de télévision LCD de 32 pouces, ce qui augmente la diversité des applications de panneaux. Par conséquent, les fabricants mondiaux d’écrans LCD TFT sont tous investis dans la nouvelle génération de technologies de fabrication d’installations.

Introduction au processus de fabrication TFT-LCD

Qu’est-ce que le TFT LCD?

Le TRANSISTor-LCD est un acronyme pour thin-film TFT Display. En termes simples, les panneaux TFT-LCD peuvent être considérés comme deux substrats en verre pris en sandwich entre une couche de cristaux liquides. Le substrat de verre supérieur est connecté à un filtre de couleur, tandis que le verre inférieur comporte des transistors intégrés. Lorsque le champ électrique change à travers le transistor, les molécules de cristaux liquides se dévient, de manière à modifier la polarisation de la lumière, et le film polarisant est utilisé pour déterminer l’état de lumière et d’ombre du Pixel. De plus, le verre supérieur est ajusté au filtre de couleur, de sorte que chaque pixel contient trois couleurs de rouge, bleu et vert, qui composent l’image sur le panneau.

Trois étapes principales du processus de production de TFT LCD:

La première matrice

– Le processus de matrice dans le segment avant est similaire au processus de semi-conducteur, sauf que les transistors à couches minces sont fabriqués sur du verre plutôt que sur des plaquettes de silicium.

Au milieu de la cellule

– La cellule centrale est basée sur le substrat de verre du réseau de segments avant, qui est combiné avec le substrat de verre du filtre de couleur, et du cristal liquide (LC) est injecté entre les deux substrats de verre.

Assemblage du module

– Le processus d’assemblage du module arrière consiste à assembler le verre après le processus de cellule avec d’autres composants tels que plaque de rétroéclairage, circuit, cadre, etc.

Dernier développement technologique

Écran électroluminescent organique

L’écran électroluminescent organique, ou OLED, est une technologie qui présente les caractéristiques d’utilisation supérieures suivantes.

— Lumière spontanée

— Caractéristiques ultra-minces

— Haute luminosité

— Haute efficacité lumineuse

— Contraste élevé

— Temps de réaction en microsecondes

— Ultra-grand angle de vue

— Faible consommation d’énergie

— Peut utiliser une large plage de température

— Panneau flexible

— Silicium polycristallin à basse température

Le principe de luminescence est lié au film organique de galvanoplastie à la vapeur entre l’anode transparente et la cathode métallique. L’électron et le trou électrique sont injectés et l’énergie est convertie en lumière visible par le composite entre le film organique. Et peut correspondre à différents matériaux organiques, émettre différentes couleurs de lumière, pour répondre aux exigences de l’écran couleur.

OLED actif

L’affichage de la lumière organique peut être divisé en Matrice Passive (PMOLED) et Matrice Active (AMOLED) selon le mode de conduite. L’OLED actif (AMOLED) peut être visualisé dans le transistor à couches minces (TFT) en tant que condensateur qui stocke les signaux pour permettre de visualiser la lumière en niveaux de gris.

Bien que le coût de production et les barrières techniques de l’OLED passif soient faibles, il est limité par le mode de conduite et la résolution ne peut pas être améliorée. Par conséquent, la taille du produit d’application est limitée à environ 5 « , et le produit sera limité au marché de basse résolution et de petite taille. Pour une grande précision et une grande image, le lecteur actif est principalement utilisé. Le soi-disant lecteur actif est capacitif pour stocker le signal, de sorte que lorsque la ligne de balayage est balayée, le pixel peut toujours conserver sa luminosité d’origine. Dans le cas d’un lecteur passif, seuls les pixels sélectionnés par la ligne de balayage sont allumés. Par conséquent, en mode de conduite active, l’OLED n’a pas besoin d’être conduit à une luminosité très élevée, ce qui permet d’obtenir de meilleures performances de vie et une haute résolution.OLED combiné à la technologie TFT peut réaliser une OLED de conduite active, qui peut répondre au marché actuel de l’affichage pour la douceur de la lecture de l’écran, ainsi que des exigences de résolution de plus en plus élevées, afficher pleinement les caractéristiques supérieures ci-dessus de l’OLED.

La technologie permettant de faire croître le TFT sur le substrat en verre peut être un procédé de fabrication au silicium amorphe (A-SI) et au Poly-silicium à basse température (LTPS). La plus grande différence entre le TFT LTPS et le TFT A-SI est la différence entre ses propriétés électriques et le processus de fabrication compliqué. Le TFT LTPS a un taux de mobilité de la porteuse plus élevé, ce qui signifie que le TFT peut fournir plus de courant, mais son processus est compliqué.A-si TFT, d’autre part, bien que le taux de mouvement des porteurs d’a-SI ne soit pas aussi bon que celui des LTPS, il présente un meilleur avantage concurrentiel en termes de coût en raison de sa simplicité et de sa maturité process.Au Optronics est la seule entreprise au monde à avoir combiné avec succès OLED avec LTPS et A-SI TFT en même temps, ce qui en fait un leader de la technologie OLED active.

Silicium polycristallin à basse température

Qu’est-ce que le LTPS?

Le silicium polycristallin est un matériau à base de silicium d’environ 0.de 1 à plusieurs UM de taille, composées de nombreuses particules de silicium. Dans l’industrie de la fabrication de semi-conducteurs, le silicium polycristallin doit normalement être traité par dépôt chimique en phase vapeur à basse pression. Si le processus de recuit est supérieur à 900C, cette méthode est connue sous le nom de SPC. Dépôt En phase Solide. Cependant, cette méthode ne fonctionne pas dans l’industrie des écrans plats car la température maximale du verre n’est que de 650C. Par conséquent, la technologie LTPS est spécifiquement appliquée à la fabrication d’écrans plats.

Il existe de nombreuses façons de fabriquer des films LTPS sur des substrats en verre ou en plastique:

1. Action partielle du métal (MIC):

Laissez-moi supposer qu’il appartient à la méthode SPC. Cependant, par rapport au SPC traditionnel, cette méthode peut produire du silicium polycristallin à basse température (environ 500 ~ 600 C). En effet, la couche mince de métal est revêtue avant la formation de la cristallisation et la composition métallique joue un rôle actif dans la réduction de la cristallisation.

2. Cat-CVD:

Procédé de dépôt direct de film poly sans extraction par vapeur. La température de sédimentation peut être inférieure à 300C. Les mécanismes de croissance contiennent une réaction de craquage catalytique des mélanges SiH4-H2.

3. Recuit laser:

Cette méthode est actuellement la plus utilisée. Le laser Excimer est utilisé pour chauffer et fondre l’A-SI. Il contient de faibles quantités d’hydrogène et se recristallise en poly-film.

Il existe de nombreuses façons de fabriquer des films LTPS sur des substrats en verre ou en plastique:

La membrane LTPS est beaucoup plus complexe que l’a-SI, mais le TFT LTPS est 100 fois plus mobile que le TFT A-SI. Et le programme CMOS peut être effectué directement sur un substrat en verre. Voici quelques-unes des fonctionnalités que p-SI a sur A-SI :

1. Les transistors à couches minces ont une mobilité plus rapide, de sorte que le circuit d’entraînement peut être fabriqué directement sur le substrat en verre, réduisant ainsi le coût.

2. Véhicule pour OLED: Une mobilité élevée signifie que l’appareil OLED peut fournir un courant de conduite important, il convient donc mieux à un substrat d’affichage OLED actif.

3. Module compact: Comme une partie du circuit d’entraînement peut être réalisée sur le substrat en verre, le circuit sur le circuit imprimé est relativement simple, économisant ainsi la zone du circuit imprimé.

MVA

La technologie MVA améliore non seulement la vue du panneau, mais résout également la plupart des problèmes d’inversion de l’échelle de gris dus au mode de disposition spécial des cristaux liquides.

Les avantages de l’utilisation de la technologie MVA comprennent:

— Contraste élevé

— Temps de réponse rapide

Les écrans LCD mi-pénétration et mi-réflexion

sont rétroéclairés pour projeter des images à travers des filtres de couleur avant qu’elles ne soient reflétées dans nos fenêtres oculaires. Ce mode de transport d’écrans LCD rétroéclairés, connu sous le nom d’écrans LCD « pénétrants », consomme la majeure partie de l’énergie via des appareils rétroéclairés. Plus le rétroéclairage est lumineux, plus il apparaîtra lumineux devant l’écran, mais plus il consommera d’énergie.

L’architecture « réfléchissante » UTILISE une source de lumière externe pour afficher l’image via un réflecteur, ce qui économise de l’électricité mais est plus difficile à voir en l’absence de source de lumière externe.

« Mi-pénétration et mi-réflexion » est le compromis entre les deux. L’appareil UTILISE un demi-miroir au lieu du réflecteur, qui peut non seulement passer à travers le rétroéclairage, mais également utiliser la réflexion de la source de lumière externe pour obtenir l’effet d’économiser de l’électricité, d’augmenter la luminosité et de réduire le poids.

COG

Différent du processus de fabrication traditionnel, la technologie COG suppose directement le circuit intégré d’entraînement sur le substrat en verre. Les avantages de cette technologie comprennent:

– Une densité d’emballage accrue et un poids réduit rendent le panneau plus fin et plus léger

– Réduire l’utilisation de matériaux, réduire les coûts de production

– Améliorer la résolution du panneau

ODF

Le procédé ODF est une méthode de fabrication d’époque, qui prend du temps, un faible rendement et est difficile à réaliser dans le passé. Comme la production de grands panneaux de produits TV, en réponse à la réponse rapide de panneaux à petits espaces, ou de panneaux MVA de haute qualité avancés, utilisant la technologie de processus ODF, le problème peut être facilement résolu.

La comparaison simple entre les processus traditionnels et ODF est la suivante:

En utilisant le processus ODF, nous pouvons obtenir les avantages suivants:

1. Investissement machine réduit:

en utilisant le procédé ODF, nous n’avons plus besoin d’un processus de trempe sous vide, d’une machine d’injection de cristaux LIQUIDES, d’une machine de scellage et d’un équipement de nettoyage de panneaux après le scellage.

2. Économies d’espace et de main-d’œuvre:

Grâce à la réduction du processus décrite au point 1, des économies relatives de main-d’œuvre et d’espace ont été réalisées.

3. Économie de matériel:

D’une manière générale, dans le processus ODF, l’efficacité d’utilisation d’un cristal LIQUIDE est supérieure à 95%, mais par rapport à 60% du processus traditionnel, il peut économiser plus de 35% du coût des matériaux à cristaux liquides. Il peut également économiser de l’eau, de l’électricité, du gaz et de la lotion lors du nettoyage du mastic et des panneaux connexes.

4. Réduction du temps de fabrication:

Le processus de fabrication économisé est à l’origine le processus le plus long et le plus long du processus de fabrication traditionnel. De plus, avec la tendance des panneaux à grande échelle, ou des panneaux de haute qualité de petits espaces cellulaires, le temps sera plus long. Traditionnellement, les processus cellulaires prennent au moins trois jours, mais les processus ODF prennent moins d’un jour.