1. Substratvorbereitung (Glassubstrat)**
Material: Dünnes, hochreines Glas (z.B. Corning’s Eagle XG).
- **Prozess:**
- Glas wird in große Platten geschnitten (z.B. Gen 10.5: 3370×2940 mm).
- Reinigung zur Entfernung von Verunreinigungen (Ultraschallreinigung, chemische Behandlung).
2. Herstellung von Dünnschichttransistor-Arrays (TFT)**
- **Zweck:** Erstellt die aktive Matrix, die jedes Pixel steuert.
- **Schritte:**
1. **Abscheidung:** Eine dünne Schicht aus Halbleitermaterial (amorphes Silizium oder IGZO) wird mittels **PECVD** (Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition) abgeschieden.
2. **Strukturierung:** Photolithographie definiert die TFT-Schaltungen:
- Beschichtung mit Fotolack.
- UV-Belichtung durch eine Maske.
- Ätzen (nass/trocken) zur Entfernung unerwünschten Materials.
3. **Metallisierung:** Sputtern lagert Metall (Al, Cu oder Mo) für Elektroden und Verbindungen ab.
4. **Wiederholung:** Der Prozess wird 4–5 Mal wiederholt, um die vollständige TFT-Schicht aufzubauen.
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3. Herstellung von Farbfilter-Substraten (CF)**
- **Zweck:** Fügt dem gegenüberliegenden Glassubstrat rote, grüne und blaue (RGB) Farbfilter hinzu.
- **Schritte:**
1. **Black Matrix (BM):** Eine lichtblockierende Schicht (Chrom oder Harz) wird strukturiert, um Pixel zu trennen.
2. **Farbfilterdruck:** RGB-Pigmente werden mittels **Photolithographie** oder Tintenstrahldruck aufgetragen.
3. **Deckschicht:** Ein schützendes Acrylharz wird aufgetragen.
4. **ITO-Schicht:** Eine transparente, leitfähige Schicht (Indiumzinnoxid) wird für die gemeinsame Elektrode gesputtert.
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4. Flüssigkristall-(LC)-Zellmontage**
- **Ausrichtungsschicht:** Polyimid wird auf TFT- und CF-Substrate aufgetragen und dann gerieben, um LC-Moleküle auszurichten.
- **Abstandshalter:** Winzige Kunststoffkügelchen/Abstandshalter werden aufgesprüht, um einen gleichmäßigen Zellabstand (~3–5 µm) zu gewährleisten.
- **Versiegelung:** Die beiden Substrate werden mit einem UV-gehärteten Klebstoff verbunden, wobei eine Füllöffnung freigelassen wird.
- **LC-Injektion:** Vakuum füllt den Spalt mit Flüssigkristallen (nematisch, IPS, VA usw.).
- **Verschließen der Öffnung:** Das Füllloch wird verschlossen.
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*5. Polarisatorbefestigung**
- **Polarisationsfolien:** Werden auf den Außenseiten des Panels angebracht (typischerweise in 90°-Winkeln zur Helligkeitssteuerung).
- **Kompensationsfolien:** Werden für breitere Betrachtungswinkel hinzugefügt (z.B. WV-Folien für IPS-Panels).
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*6. Hintergrundbeleuchtungsintegration (für transmissive LCDs)**
- **Komponenten:**
- **Light Guide Plate (LGP):** Verteilt das Licht gleichmäßig (kantenbeleuchtet) oder direkt beleuchtete LEDs.
- **Diffusor-/Prismenfolien:** Verbessern die Helligkeitsgleichmäßigkeit.
- **LED-Arrays:** Weiße LEDs liefern die Lichtquelle.
- **Montage:** Die Hintergrundbeleuchtungseinheit (BLU) wird hinter dem LCD-Panel angebracht.
7. Driver-IC-Bonding**
- **Chip-on-Glass (COG):** Driver-ICs werden mit anisotropem leitfähigem Film (ACF) an den Glaskanten befestigt.
- **Flexible Leiterplatten:** Verbinden das Panel mit externen Steuerschaltungen.
8. Endprüfung & Modulmontage**
- **Elektrische Prüfung:** Überprüft auf tote Pixel, TFT-Defekte und Farbgleichmäßigkeit.
- **Alterungstest:** Panels werden belastet, um die Zuverlässigkeit zu gewährleisten.
- **Modulmontage:** Integriert mit Berührungssensoren (falls Touchscreen), Blende und Anschlüssen.
**Wichtige Variationen nach LCD-Typ**
- **TN (Twisted Nematic):** Schnelle Reaktionszeit, geringere Kosten.
- **IPS (In-Plane Switching):** Bessere Farbgenauigkeit, breitere Betrachtungswinkel.
- **VA (Vertical Alignment):** Hoher Kontrast, tiefere Schwarztöne.
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Herausforderungen & Fortschritte
- **Ausbeute-Probleme:** Staubpartikel können TFT-Arrays ruinieren (Reinräume erforderlich).
- **Neue Technologie:** Mini-LED-Hintergrundbeleuchtung, Quantenpunktverbesserungen (QLED) und OLED-Wettbewerb.
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