コンテンツメニュー
● 段階的なプロセス：LCD画面はどのように作成されますか？
>> 1。ガラス基板の準備
>> 4。液晶の整列
>> 6。液晶注入
>> 8。バックライト統合
>> 9。最終テストと検査
● LCD製造の詳細
>> LCDテクノロジーの進歩
>> 環境上の考慮事項
● 結論
>> 2。LCD製造においてフォトリソグラフィーが重要なのはなぜですか？
>> 5。ガラス基板間のギャップはどのように維持されますか？
液晶ディスプレイ（LCD）は、スマートフォンやコンピューターモニターからテレビやデジタルサイネージまで、デバイスに見られる最新のテクノロジーの重要な部分になりました。どうですか 製造されたLCDスクリーン には、高度な材料、正確なエンジニアリング、および細心のアセンブリを組み合わせた複雑なマルチステップ製造プロセスを理解することが含まれます。この記事は、原材料から完成品まで、プロセス全体の詳細な説明を提供し、日常の画面の背後にある複雑な職人技を示しています。
LCD画面の作成方法を理解するには、まずLCDの基本構造を把握することが重要です。 LCD画面は、一緒に動作するいくつかのレイヤーで構成されています。
- 液晶材料の薄い層を挟む2つのガラス基板（パネル）。
- 各ピクセルを制御するために1つの基板に埋め込まれた薄膜トランジスタ（TFT）。
- 赤、緑、青のサブピクセルを生成するカラーフィルター。
- 光偏光を管理する偏光フィルター。
-LCDはそれ自体で光を放出しないため、画面を照らすバックライト。
パネル内の液晶は、方向を変更することにより電気信号に応答します。これにより、ディスプレイを通過して画像を作成する光が変調されます。製造プロセスには、これらのコンポーネントを製造し、非常に正確に組み立てることが含まれます。
製造プロセスは、LCDの基礎として機能するガラス基板の準備から始まります。 2種類のガラス板が使用されます。
- 配列基板：これには、ピクセルの活性化を制御するTFTが含まれます。
- カラーフィルター基板：これには、カラーフィルターとピクセルを分離する黒いマトリックスが含まれます。
両方の基質は、徹底的な洗浄と研磨を受けて、表面にほこりや汚染物質がないようにします。このステップは、欠陥がディスプレイの品質と長寿に影響を与える可能性があるため、重要です。
アレイ基質は、透明な導電性材料、通常はインジウムスズ酸化物（ITO）でコーティングされています。次に、化学蒸気堆積（CVD）を使用して、アモルファスシリコンの薄い層が堆積します。半導体製造から適応したプロセスであるフォトリソグラフィは、この層をエッチングしてパターン化してTFTアレイを作成するために使用されます。
各TFTは、個々のピクセルの光伝送を制御する顕微鏡スイッチとして機能します。製造には、以下を含む複数の正確なステップが含まれます。
- ゲート電極の形成。
- ソースおよび排水電極の堆積。
- 電気接続用のコンタクトホールの作成。
この正確なパターンは、各ピクセルを正確な画像表示のために独立して制御できるようにします。
カラーフィルター基板は、ピクセル境界を定義し、色の出血を防ぐために黒いマトリックスでコーティングされています。その後、赤、緑、青色のフィルターが、フォトリソグラフィを使用してそれぞれのピクセル領域に適用されます。このステップの精度は、画面上で鮮やかで正確な色を生成するために重要です。
両方のガラス基板は、ポリイミドの薄い層でコーティングされており、その後、液晶分子を整列させるために特定の方向にこすります。このアライメントは、電気信号に応じて液晶がどのようにねじれ、誘惑されるかを決定し、光の通路を制御するため、不可欠です。
2つの基質の摩擦方向は互いに垂直であり、多くのLCDの特徴的なねじれたネマチック効果を生み出します。
2つの基板は、正確なギャップを維持する小さなスペーサーで区切られたサンドイッチ構造に組み立てられます。このギャップは、液晶の挙動を決定し、最終的にはディスプレイの光学性能を決定するため、重要です。
エッジには特別な接着剤が密閉されており、液晶注入のために小さな開口部が残ります。アセンブリは通常、粉塵の汚染を防ぐためにクリーンルームで行われます。
液晶材料は、ガラス基板間のギャップに注入されます。このプロセスは、ディスプレイ欠陥を引き起こす可能性のある気泡を避けるために、真空チャンバーでしばしば実行されます。
液晶には、液体と固体の特性があるため、電界が適用されたときに方向を変えることができ、光が変調されます。
偏光フィルターは、LCDパネルの外面に取り付けられています。これらのフィルターは、液晶層を出入りする光の偏光を制御し、表示を選択的にブロックまたは許可することにより、ディスプレイが画像を表示できるようにします。
偏光子は、光制御を最大化するために互いに90度に向けられています。
LCDは自分で光を放出しないため、ディスプレイを照らすためにパネルの後ろにバックライトが追加されます。バックライトは通常、均一な明るさを提供するように配置された光発光ダイオード（LED）で構成されています。
バックライトの品質と均一性は、全体的なディスプレイの明るさと色の精度に不可欠です。
アセンブリ後、各LCDパネルは、品質基準を満たすために広範なテストを受けます。テストには以下が含まれます：
- デッドピクセルまたは欠陥の確認。
- 色の精度と明るさの均一性の測定。
- TFTアレイの電気機能の検証。
これらの厳密なテストに合格するディスプレイのみが、消費者デバイスに統合されます。
LCDスクリーンの製造プロセス全体は、クリーンルーム、粉塵、湿度、温度の制御レベルの環境で発生します。微視的な粒子でさえ、薄膜層または液晶の整列に欠陥を引き起こし、死んだピクセルや色の矛盾を引き起こす可能性があります。
最新のLCD製造は、次のようなさまざまな機能強化を含めるように進化しました。
- 面内スイッチング（IPS）：液晶アライメント法を変更することにより、表示角度と色の再生を改善します。
- 高解像度パネル：より細いピクセルを作成するには、さらに細かいフォトリソグラフィが必要です。
- エネルギー効率の高いバックライト：LEDテクノロジーを使用して、消費電力を削減します。
これらの進歩は、展示品質を向上させるための消費者の需要を満たすための製造プロセスの継続的な改善を反映しています。
製造LCDスクリーンには、インジウムや液晶などの材料が含まれており、責任ある調達と廃棄が必要です。多くのメーカーは、環境への影響を軽減するために、より環境に優しいプロセスとリサイクルプログラムを採用しています。
LCDスクリーンの作成方法のプロセスは、材料科学、精密エンジニアリング、クリーンルームアセンブリの顕著なブレンドです。ガラス基板の準備と薄膜トランジスタの製造から液晶を注入し、バックライトを統合することから、各ステップが細心の注意を払って実行され、デジタルの世界に動力を供給する高品質のディスプレイを生成します。この複雑な製造プロセスにより、LCDはスリムなフォームファクターでシャープな画像、鮮やかな色、エネルギー効率を提供し、最新の電子機器で不可欠になります。
LCDスクリーンは、主に酸化インジウムスズ（ITO）、液晶材料、カラーフィルター（赤、緑、青）、偏光フィルター、LEDなどのバックライトソースでコーティングされたガラス基板を使用します。
フォトリソグラフィは、薄膜トランジスタアレイとカラーフィルターを高精度でパターン化するために使用され、個々のピクセル制御と正確な色の再現を可能にします。
液晶は、空気の泡を避けるために、真空チャンバー内の2つのガラス基板間のギャップに注入され、均一な分布と最適なディスプレイパフォーマンスを確保します。
偏光子は、液晶層に入って出る光波の方向を制御し、画像の形成に必要な光の変調を可能にします。
正確な厚さのスペーサーは、アセンブリ中に2つのガラス基板の間に配置され、適切な液晶機能に重要な均一なギャップを維持します。
