1. Préparation du substrat (Substrat en verre)**
Matériau : Verre fin de haute pureté (par exemple, Eagle XG de Corning).
- **Processus :**
- Le verre est coupé en grandes feuilles (par exemple, Gen 10.5 : 3370 × 2940 mm).
- Nettoyé pour éliminer les impuretés (nettoyage aux ultrasons, traitement chimique).
2. Fabrication de la matrice de transistors à couches minces (TFT)**
- **Objectif :** Crée la matrice active qui contrôle chaque pixel.
- **Étapes :**
1. **Dépôt :** Une fine couche de semi-conducteur (silicium amorphe ou IGZO) est déposée via **PECVD** (Dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma).
2. **Modelage :** La photolithographie définit les circuits TFT :
- Revêtement avec une résine photosensible.
- Exposition aux UV à travers un masque.
- Gravure (humide/sèche) pour éliminer le matériau indésirable.
3. **Métallisation :** La pulvérisation cathodique dépose du métal (Al, Cu ou Mo) pour les électrodes et les interconnexions.
4. **Répétition :** Le processus est répété 4 à 5 fois pour construire la couche TFT complète.
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3. Fabrication du substrat du filtre couleur (CF)**
- **Objectif :** Ajoute des filtres de couleur rouge, vert et bleu (RVB) au substrat en verre opposé.
- **Étapes :**
1. **Matrice noire (BM) :** Une couche bloquant la lumière (chrome ou résine) est modelée pour séparer les pixels.
2. **Impression du filtre couleur :** Les pigments RVB sont appliqués via **photolithographie** ou impression à jet d'encre.
3. **Couche de revêtement :** Une résine acrylique protectrice est appliquée.
4. **Couche ITO :** Une couche conductrice transparente (oxyde d'indium-étain) est pulvérisée pour l'électrode commune.
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4. Assemblage de la cellule à cristaux liquides (LC)**
- **Couche d'alignement :** Du polyimide est appliqué sur les substrats TFT et CF, puis frotté pour aligner les molécules LC.
- **Entretoises :** De minuscules billes/entretoises en plastique sont pulvérisées pour maintenir un espacement uniforme des cellules (~3 à 5 µm).
- **Scellement :** Les deux substrats sont collés avec un adhésif durci aux UV, laissant un orifice de remplissage.
- **Injection de cristaux liquides :** Le vide remplit l'espace avec des cristaux liquides (nématiques, IPS, VA, etc.).
- **Scellement de l'orifice :** Le trou de remplissage est scellé.
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*5. Fixation du polariseur**
- **Films polarisants :** Appliqués sur les faces externes du panneau (généralement à des angles de 90° pour le contrôle de la luminosité).
- **Films de compensation :** Ajoutés pour des angles de vision plus larges (par exemple, films WV pour les panneaux IPS).
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*6. Intégration du rétroéclairage (pour les LCD transmissifs)**
- **Composants :**
- **Plaque de guidage de la lumière (LGP) :** Répartit la lumière uniformément (éclairage latéral) ou LED à éclairage direct.
- **Feuilles de diffuseur/prisme :** Améliorent l'uniformité de la luminosité.
- **Tableaux de LED :** Les LED blanches fournissent la source de lumière.
- **Assemblage :** L'unité de rétroéclairage (BLU) est fixée derrière le panneau LCD.
7. Liaison du circuit intégré du pilote**
- **Chip-on-Glass (COG) :** Les circuits intégrés du pilote sont liés aux bords en verre à l'aide d'un film conducteur anisotrope (ACF).
- **PCB flexibles :** Connectent le panneau aux circuits de contrôle externes.
8. Tests finaux et assemblage du module**
- **Tests électriques :** Vérifie les pixels morts, les défauts TFT et l'uniformité des couleurs.
- **Test de vieillissement :** Les panneaux sont sollicités pour assurer la fiabilité.
- **Assemblage du module :** Intégré avec des capteurs tactiles (si écran tactile), une lunette et des connecteurs.
**Variations clés par type de LCD**
- **TN (Twisted Nematic) :** Réponse rapide, coût inférieur.
- **IPS (In-Plane Switching) :** Meilleure précision des couleurs, angles de vision plus larges.
- **VA (Vertical Alignment) :** Contraste élevé, noirs plus profonds.
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Défis et avancées
- **Problèmes de rendement :** Les particules de poussière peuvent ruiner les matrices TFT (salles blanches requises).
- **Nouvelles technologies :** Rétroéclairages Mini-LED, améliorations des points quantiques (QLED) et concurrence OLED.
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