قائمة المحتوى
● العملية خطوة بخطوة: كيف يتم صنع شاشة LCD؟
>> 2. تصنيع الترانزستور الرقيق (TFT)
>> 9. الاختبار النهائي والتفتيش
● تفاصيل إضافية حول تصنيع شاشة LCD
● خاتمة
● الأسئلة الشائعة: الأسئلة ذات الصلة حول تصنيع شاشة LCD
>> 1. ما هي المواد المستخدمة لصنع شاشات LCD؟
>> 2. لماذا التصوير الضوئي مهم في تصنيع شاشة LCD؟
>> 3. كيف يتم حقن البلورات السائلة في لوحة LCD؟
>> 4. ما هو الدور الذي يلعبه المستقطبون في شاشة LCD؟
>> 5. كيف يتم الحفاظ على الفجوة بين الركائز الزجاجية؟
أصبحت شاشات الكريستال السائل (LCD) جزءًا أساسيًا من التكنولوجيا الحديثة ، الموجودة في الأجهزة التي تتراوح من الهواتف الذكية وشاشات الكمبيوتر إلى التلفزيونات واللافتات الرقمية. مسألة كيف هو تتضمن شاشة LCD المصنوعة فهم عملية تصنيع معقدة متعددة الخطوات تجمع بين المواد المتقدمة والهندسة الدقيقة والتجميع الدقيق. توفر هذه المقالة شرحًا مفصلاً للعملية بأكملها ، من المواد الخام إلى المنتج النهائي ، مما يوضح البراعة المعقدة وراء الشاشات اليومية.
لفهم كيف يتم صنع شاشة LCD ، من المهم أولاً فهم الهيكل الأساسي لشاشة LCD. تتكون شاشة LCD من عدة طبقات تعمل معًا:
- ركضان زجاجيان (لوحات) يتقدمان طبقة رقيقة من المواد البلورية السائلة.
- ترانزستورات الفيلم الرقيقة (TFTS) مضمنة على ركيزة واحدة للتحكم في كل بكسل.
- مرشحات الألوان التي تولد بجنات فرعية باللون الأحمر والأخضر والأزرق.
- مرشحات الاستقطاب التي تدير استقطاب الضوء.
- الإضاءة الخلفية التي تضيء الشاشة ، لأن LCD لا تنبعث منها الضوء بنفسها.
تستجيب البلورات السائلة داخل اللوحة للإشارات الكهربائية عن طريق تغيير اتجاهها ، مما يعدل الضوء عبر الشاشة لإنتاج الصور. تتضمن عملية التصنيع تصنيع هذه المكونات وتجميعها بدقة شديدة.
تبدأ عملية التصنيع بإعداد ركائز الزجاج ، والتي تعمل كأساس لشاشة LCD. يتم استخدام نوعين من الألواح الزجاجية:
- الركيزة صفيف: هذا يحتوي على TFTS التي تتحكم في تنشيط البكسل.
- ركيزة مرشح اللون: يتضمن ذلك مرشحات الألوان ومصفوفة سوداء لفصل وحدات البكسل.
يخضع كل من الركائز لتنظيف وتلميع شامل لضمان أن تكون الأسطح خالية من الغبار والملوثات. هذه الخطوة أمر بالغ الأهمية لأن أي نقص يمكن أن يؤثر على جودة العرض وطول العمر.
ركيزة المصفوفة مغلفة بمادة موصلة شفافة ، وعادة ما تكون أكسيد القصدير الإنديوم (ITO). بعد ذلك ، يتم ترسيب طبقة رقيقة من السيليكون غير المتبلور باستخدام ترسب البخار الكيميائي (CVD). بعد ذلك ، يتم استخدام التصوير الفوتوغرافي الضوئي - عملية مقتبسة من تصنيع أشباه الموصلات - لحفر هذه الطبقة ونمطها ، مما يؤدي إلى إنشاء صفيف TFT.
يعمل كل TFT كمفتاح مجهري يتحكم في انتقال ضوء البكسل الفردي. يتضمن التصنيع خطوات متعددة دقيقة ، بما في ذلك:
- تكوين أقطاب البوابة.
- ترسب أقطاب المصدر والتصريف.
- إنشاء ثقوب الاتصال للاتصالات الكهربائية.
يضمن هذا النمط الدقيق أنه يمكن التحكم في كل بكسل بشكل مستقل لعرض صورة دقيق.
ركيزة مرشح اللون مغلفة بمصفوفة سوداء لتحديد حدود البكسل ومنع نزيف اللون. ثم يتم تطبيق مرشحات الألوان الحمراء والأخضر والأزرق على مناطق بكسل كل منها باستخدام التصوير الفوتوغرافي الضوئي. تعتبر دقة هذه الخطوة أمرًا بالغ الأهمية لإنتاج ألوان دقيقة ودقيقة على الشاشة.
كلتا الركائز الزجاجية مغلفة بطبقة رقيقة من البوليميد ، والتي يتم فركها بعد ذلك في اتجاه محدد لمحاذاة جزيئات البلورة السائلة. هذه المحاذاة ضرورية لأنها تحدد كيف ستعمل البلورات السائلة على تحريف و Untwist استجابة للإشارات الكهربائية ، والتحكم في ممر الضوء.
اتجاهات فرك على الركائز عموديًا على بعضها البعض ، مما يخلق خاصية التأثير النيمياتي الملتوي للعديد من شاشات LCD.
يتم تجميع الركائز في بنية شطيرة ، مفصولة بفواصل صغيرة تحافظ على فجوة دقيقة. هذه الفجوة مهمة لأنها تحدد سلوك البلورات السائلة وفي النهاية الأداء البصري للعرض.
يتم إغلاق الحواف مع مادة لاصقة خاصة ، تاركة فتحة صغيرة للحقن البلوري السائل. يتم إجراء التجميع عادة في غرفة نظافة لمنع تلوث الغبار.
يتم حقن المواد البلورية السائلة في الفجوة بين ركائز الزجاج. غالبًا ما يتم تنفيذ هذه العملية في غرفة فراغ لتجنب فقاعات الهواء التي قد تسبب عيوب العرض.
تحتوي البلورات السائلة على خصائص بين تلك الموجودة في السوائل والمواد الصلبة ، مما يسمح لها بتغيير الاتجاه عند تطبيق مجال كهربائي ، وبالتالي تعديل الضوء.
يتم إرفاق المرشحات المستقطبة بالأسطح الخارجية للوحة LCD. تتحكم هذه المرشحات في استقطاب إدخال الضوء والخروج من طبقة البلورة السائلة ، مما يتيح الشاشة عرض الصور عن طريق حظر أو السماح للضوء بشكل انتقائي.
يتم توجيه المستقطبين عند 90 درجة لبعضها البعض لزيادة التحكم في الضوء.
نظرًا لأن LCD لا تنبعث منها الضوء ، تتم إضافة الإضاءة الخلفية خلف اللوحة لإلقاء الضوء على الشاشة. تتكون الإضاءة الخلفية عادة من الثنائيات الباعثة للضوء (LEDs) مرتبة لتوفير سطوع موحد.
تعد جودة وتوحيد الإضاءة الخلفية أمرًا حيويًا لسطوع العرض الكلي ودقة اللون.
بعد التجميع ، تخضع كل لوحة LCD للاختبار الشامل لضمان تلبية معايير الجودة. تشمل الاختبارات:
- التحقق من البكسلات الميتة أو العيوب.
- قياس دقة اللون وتوحيد السطوع.
- التحقق من الوظيفة الكهربائية لمصفوفة TFT.
تعرض فقط التي تجتاز هذه الاختبارات الصارمة في دمجها في أجهزة المستهلك.
تحدث عملية التصنيع بأكملها لشاشات LCD في غرف التنظيف والبيئات ذات المستويات التي يتم التحكم فيها من الغبار والرطوبة ودرجة الحرارة. حتى الجزيئات المجهرية يمكن أن تسبب عيوب في طبقات الفيلم الرقيقة أو محاذاة بلورية سائلة ، مما يؤدي إلى وحدات البكسل الميتة أو تناقضات الألوان.
تطورت تصنيع LCD الحديثة لتشمل تحسينات مختلفة مثل:
- التبديل داخل الطائرة (IPS): يحسن زوايا المشاهدة وتكاثر الألوان عن طريق تغيير طريقة محاذاة البلورة السائلة.
- لوحات عالية الدقة: تتطلب تخطيط ضوئي أدق لإنشاء وحدات البكسل الأصغر.
- الإضاءة الخلفية الموفرة للطاقة: استخدم تقنية LED لتقليل استهلاك الطاقة.
تعكس هذه التطورات التحسينات المستمرة في عملية التصنيع لتلبية متطلبات المستهلك لتحسين جودة العرض.
يتضمن شاشات LCD تصنيع مواد مثل الإنديوم والبلورات السائلة ، والتي تتطلب الحصول على مصادر مسؤولة والتخلص منها. يعتمد العديد من الشركات المصنعة عمليات أكثر خضرة وبرامج لإعادة التدوير لتقليل التأثير البيئي.
عملية كيفية صنع شاشة LCD هي مزيج ملحوظ من علوم المواد وهندسة الدقة وتجميع الغرفة النظيفة. من إعداد الركائز الزجاجية وتصنيع الترانزستورات الأفلام الرقيقة إلى حقن البلورات السائلة ودمج الإضاءة الخلفية ، يتم تنفيذ كل خطوة بدقة لإنتاج العروض عالية الجودة التي تعمل على تشغيل عالمنا الرقمي. تتيح عملية التصنيع المعقدة هذه شاشات LCD من تقديم صور حادة وألوان نابضة بالحياة وكفاءة الطاقة في عامل شكل نحيف ، مما يجعلها لا غنى عنها في الإلكترونيات الحديثة.
تستخدم شاشات LCD في المقام الأول ركائز زجاجية مطلية بأكسيد القصدير الإنديوم (ITO) ، والمواد البلورية السائلة ، ومرشحات الألوان (الأحمر ، والأخضر ، والأزرق) ، ومرشحات الاستقطاب ، ومصدر الإضاءة الخلفية مثل LEDs.
يتم استخدام التصوير الفوتوغرافي الضوئي لنمط صفيف ترانزستور رفيع ومرشحات الألوان بدقة عالية ، مما يتيح التحكم في البكسل الفردي والتكاثر الدقيق للألوان.
يتم حقن البلورات السائلة في الفجوة بين ركائز زجاجية في غرفة فراغ لتجنب فقاعات الهواء ، وضمان توزيع موحد وأداء العرض الأمثل.
تتحكم المستقطبون في اتجاه موجات الضوء التي تدخل وتخرج من طبقة البلورة السائلة ، مما يتيح تعديل الضوء الضروري لتشكيل الصورة.
يتم وضع فواصل ذات سمك دقيق بين الركائز الزجاجية أثناء التجميع للحفاظ على فجوة موحدة مهمة لوظيفة البلورة السائلة المناسبة.
