1. La structure de l'affichage à cristaux liquides
Généralement, un TFT-LCD est composé d'un ensemble de substrat supérieur, d'un ensemble de substrat inférieur, d'un cristal liquide, d'une unité de circuit d'attaque, d'un module de rétroéclairage et d'autres accessoires. L'ensemble de substrat inférieur comprend principalement un substrat de verre inférieur et un ensemble de TFT, et l'ensemble de substrat supérieur comprend des couches supérieures. Le substrat de verre, la plaque de polarisation et la structure de film recouvrant le substrat de verre supérieur sont remplis du cristal liquide dans l'espace formé par les substrats supérieur et inférieur. La Figure 1.1 montre la structure typique d'un TFT-LCD couleur. La figure 1.2 montre la structure du module de rétroéclairage et de l'unité de circuit de commande.
La surface interne du substrat de verre inférieur est recouverte d'une série de microplaques en verre conducteur correspondant aux points de pixel de l'écran, aux dispositifs de commutation à semi-conducteurs TFT et aux lignes verticales et horizontales reliant les dispositifs de commutation à semi-conducteurs. Ceux-ci sont tous fabriqués par la microélectronique tels que la photolithographie et la gravure. La structure en coupe transversale du dispositif semi-conducteur TFT dans lequel chaque pixel est formé est représentée sur la Fig. 1.3.
Sur la surface interne du substrat de verre supérieur, une plaque de verre conductrice transparente est appliquée, généralement en matériau d'oxyde d'étain-indium (ITO), qui sert d'électrode commune et forme une pluralité de micro-plaques conductrices sur le substrat inférieur. Champ électrique de série. Comme le montre la figure 1.4. Si l'écran LCD est en couleur, trois unités de filtre de couleurs primaires (rouge, vert, bleu) et des points noirs sont remplies entre la plaque conductrice commune et le substrat en verre, les points noirs empêchant la lumière de s'échapper de l'espace entre les pixels. , Il est fait de matériaux opaques, car il est distribué dans une matrice, il est appelé la matrice noire.
2 processus de fabrication LCD
Le processus de fabrication TFT-LCD couleur comprend quatre sous-processus: un processus TFT, un processus de filtrage des couleurs, un processus de cellule et un processus de module. ] [2]. Processus de traitement TFT-LCD couleur
Processus 2.1TFT
Le rôle du processus de traitement TFT est de former des TFT et des réseaux d'électrodes sur le substrat de verre inférieur. Pour les structures en couche TFT et en couches d'électrode représentées sur la figure 1.3, un procédé à cinq masques est généralement utilisé. C'est-à-dire que cinq masques sont utilisés pour achever le traitement d'une structure en couches comme le montre la Fig. 1.3 par cinq processus de transfert de motifs identiques [2]. Les résultats du traitement du processus de transfert de modèle routier.
(a) Processus de transfert de modèle n ° 1 (b) Processus de transfert de modèle n ° 2 (c) Processus de transfert de modèle n ° 3
(d) Processus de transfert de modèle n ° 4 (e) Processus de transfert de modèle n ° 5
Traiter les résultats de chaque processus de transfert de modèle
Le procédé de transfert de motif consiste en un dépôt, une photolithographie, une attaque, un nettoyage et une inspection. Le flux spécifique est le suivant [1]:
Commencé avec l'inspection de substrat de verre, le dépôt de film, le nettoyage et le photorésist de revêtement.
Exposition - développement - gravure - enlèvement de photorésist - inspection
Les procédés de gravure comprennent une gravure sèche et une gravure humide. Les principes de traitement des processus ci-dessus sont similaires à ceux des processus correspondants utilisés dans le processus de fabrication de circuits intégrés. Cependant, en raison de la grande surface du substrat de verre dans l'affichage à cristaux liquides, les paramètres de traitement et les paramètres d'équipement utilisés dans la technologie de traitement TFT sont décrits. Il y a des particularités.
2.2 technologie de traitement de plaque de filtre
(a) Substrat en verre (b) Traitement des bloqueurs de lumière (c) Traitement des filtres
(d) Traitement de filtre (e) Traitement de filtre (f) Dépôt ITO
Figure 2.3 Formation de l'ensemble de filtre
La fonction du processus de traitement de la plaque filtrante est de traiter la structure de film mince représentée sur la figure 1.4 sur le substrat. Le flux est le suivant:
Le début du traitement du bloqueur? ?? traitement de filtre ?? protection et nettoyage de la détection des dépôts d'ITO?
Le processus principal ou le processus décrit ci-dessus montre l'effet de traitement.
Une série de points noirs en matériau opaque et distribués en forme de matrice sont disposés sur le substrat de filtre, et ils sont traités par un processus de transfert de motif correspondant (également appelé procédé de bloqueur de lumière) et disposés sur le filtre. Au début du procédé de photofabrication, le processus de transfert de motifs comprend séquentiellement les étapes suivantes: dépôt par pulvérisation, nettoyage, revêtement de photorésist, exposition, développement, gravure humide et élimination de photorésist, principes de base de chaque processus.
(a) Dépôt par pulvérisation cathodique (b) Nettoyage (c) Revêtement de photoresist (d) Exposition
(e) Développement (f) Gravure humide (g) Retrait de la résine photosensible
Processus de transfert de motif bloquant la lumière
Une fois le bloqueur de lumière terminé, il entre dans l'étape de traitement du filtre. Les trois types de filtres (rouge, vert et bleu) sont respectivement traités par trois processus de transfert de motif, puisque les trois types de filtres sont directement constitués de différentes couleurs de résistance. Fait, le processus de transfert de modèle est différent du processus de transfert de modèle mentionné ci-dessus, il n'inclut pas le processus de gravure et d'élimination de la résine photosensible. Le processus spécifique est: revêtement de réserve de couleur, l'exposition, le développement et l'inspection, et le principe de chaque processus.
Après le traitement du bloqueur de lumière, après le processus de nettoyage et de détection, le processus de dépôt ITO est effectué. Finalement, une couche d'oxyde d'indium et d'étain conducteur (ITO) est appliquée sur la couche de filtre pour former une électrode commune de la plaque de filtre. .
(a) Revêtement de réserve de couleur (b) Exposition (c) Développement (d) inspection
Processus de transfert de modèle de filtre de couleur
3 processus de fabrication typique de l'affichage à cristaux liquides
Le processus de fabrication de l'affichage à cristaux liquides est fondamentalement similaire à celui du circuit intégré. La différence est que la structure de la couche TFT dans l'affichage à cristaux liquides est fabriquée sur le substrat de verre à la place de la plaquette de silicium. En outre, la plage de température requise par la technologie de traitement TFT est de 300 ~. 500oC, tandis que le processus de fabrication du circuit intégré nécessite une plage de température de 1000 oC.
3.1 processus de dépôt
Il existe principalement deux types de procédés de dépôt utilisés dans les procédés de fabrication de dispositifs d'affichage à cristaux liquides: l'un est le dépôt chimique en phase vapeur assisté par ions, et l'autre est le dépôt par pulvérisation cathodique. Le principe de base du dépôt chimique en phase vapeur amélioré par ion est que le substrat de verre est placé dans une chambre à vide et chauffé à une certaine température, puis un gaz mélangé est introduit et une tension RF est appliquée à l'électrode de la chambre. le gaz est converti en un état d'ion. Ainsi, un film ou un revêtement solide d'un métal ou d'un composé est formé sur le substrat. Le principe du substrat de la méthode de dépôt par pulvérisation est que dans la chambre à vide, la cible est bombardée avec les particules d'énergie de charge et l'atome obtient suffisamment d'énergie pour éclabousser la phase gazeuse, puis un film du même matériau que la cible déposé sur la surface de la pièce. En général, les particules énergétiques sont des ions d'hélium et d'argon afin de ne pas modifier les propriétés chimiques de la cible. Le procédé de dépôt par pulvérisation cathodique comprend un procédé de pulvérisation cathodique à courant continu, un procédé de pulvérisation cathodique à haute fréquence et similaires.
3.2 Lithographie
Un processus de photolithographie est un processus de transfert d'un motif sur un masque à un substrat de verre. Puisque la qualité du réticule sur le panneau LCD dépend du processus de lithographie, c'est l'un des processus les plus importants dans le processus LCD. Le processus de lithographie est très sensible aux particules de poussière dans l'environnement, il doit donc être fait dans une pièce très propre.
3.3 processus de gravure
Le processus de gravure est divisé en un processus de gravure humide et un processus de gravure sèche. Le processus de gravure humide élimine chimiquement le matériau sur la surface du substrat en utilisant un réactif chimique liquide. Les avantages en sont un temps court, un coût réduit et un fonctionnement simple. Le processus de gravure sèche est un processus dans lequel une ligne de film mince est gravée par un plasma. Selon le mécanisme de réaction, la gravure au plasma, la gravure ionique réactive, la gravure ionique réactive amplifiée magnétiquement et la gravure plasma haute densité peuvent être divisées en types. La forme peut être divisée en type plat cylindrique et parallèle. Les avantages du procédé de gravure sèche sont une faible corrosion latérale, une grande précision de contrôle et une bonne uniformité de gravure sur une grande surface. La technologie ICP peut également graver des miroirs avec une très bonne verticalité et finition. Par conséquent, une gravure sèche est utilisée pour fabriquer des micromètres. Sous-micron profond, traitement de la géométrie à l'échelle nanométrique, il y a des avantages évidents.
4 Tendance de développement du procédé de fabrication d'affichage à cristaux liquides
4.1 Tendance de développement TFT-LCD
Puisque la taille du substrat de verre détermine la taille maximale de l'écran LCD qui peut être traitée dans la ligne de production et la difficulté de traitement, l'industrie LCD divise la ligne de production en fonction de la taille maximale du substrat de verre . Par exemple, le plus haut niveau de la ligne de 5ème génération. La taille du fond de panier est 1200X1300mm. Il peut couper jusqu'à 6 substrats pour un téléviseur LCD à écran large de 27 pouces. La taille du fond de panier 6ème génération est 1500X1800mm. Couper des substrats de 32 pouces peut couper 8 pièces et 37 pouces peuvent couper 6 pièces. La taille de la ligne de 7ème génération est 1800X2100mm. Couper 42 pouces du substrat peut couper 8 pièces, 46 pouces peuvent couper 6 pièces. La figure 4.1 montre la définition de la taille des substrats de verre pour la 1ère à la 7ème génération. Actuellement, le périmètre mondial est entré dans la phase de production des produits de 6ème et 7ème génération, et il est prévu que dans les deux prochaines années, l'augmentation de la capacité de production avant la 5ème et 5ème génération diminuera progressivement, tandis que la 6ème la 7e génération La capacité de production de la 7e génération va accélérer la croissance au cours des deux dernières années. À l'heure actuelle, les principaux fabricants d'équipement ont également introduit des dispositifs pouvant être utilisés avec des lignes de production de 6e génération ou plus, comme les aligneurs à écran plat de type stepper de Nikon pour les applications de ligne de 6e, 7e et 8e générations. FX -63S, FX-71S et FX-81S.
