Fabricación de TFT en la placa de vidrio trasera
La formación de TFT consiste en varios pasos de proceso al vacío, usando PECVD
para la deposición de a-Si y la capa de aislamiento dieléctrico de compuerta, y equipos de pulverización
para las líneas metálicas de datos y de exploración, así como para las capas de ITO. Una secuencia típica de pasos del proceso es: Deposición de metal de compuerta (Ta, Al, MoTa), patrón, oxidación del ánodo Ta2O5, deposición de nitruro de silicio,
patrón, deposición de a-Si para el electrodo, patrón, deposición
de línea fuente y de datos (Ti, Al), patrón, deposición del electrodo de píxel
(ITO), patrón, pasivación, patrón. Algunas empresas utilizan sustratos de ITO pre-revestidos; por lo tanto, el primer paso es grabar y eliminar el patrón de la capa.
Para pantallas de alto rendimiento se utiliza un paso de deposición de silicio policristalino en lugar de la deposición de a-Si. Esta deposición se realiza a baja presión en un horno tubular, similar al equipo utilizado en la industria de semiconductores.
Para estructurar las distintas capas, los pasos de patrón mencionados usan equipos litográficos comunes como recubridores de resistencias, “steppers” y equipos de grabado seco o húmedo. El grabado seco permite un mejor control del ancho de línea, pero el grabado húmedo es más rápido y económico porque es un proceso por lotes.
Aplicación del filtro de color en el vidrio frontal
El proceso de filtro de color en la placa de cubierta es extremadamente importante y puede ser muy costoso debido al alto costo de materiales y bajo rendimiento. Los filtros de color pueden aplicarse de varias maneras sobre el vidrio frontal. El material de tinte o pigmento puede aplicarse mediante centrifugado (“spin coating”), lo cual es una tecnología simple pero genera una gran cantidad de material de desecho costoso. También puede usarse la tecnología de “doctor blade” para depositar el material del filtro de color sobre el vidrio, creando mucho menos desperdicio. En ambos casos, un proceso de curado debe seguir a la deposición. La tercera posibilidad es aplicar láminas de filtro de color al vidrio frontal. Los filtros de color se recubren con una capa protectora.
Deposición de ITO
El óxido de indio y estaño (ITO) se deposita normalmente mediante tecnología de pulverización catódica (“sputtering”).
Capa dura
La capa de pasivación, compuesta de SiOx y SOG, se imprime sobre el sustrato utilizando tecnología de impresión flexográfica y luego se cura y se templa en un horno.
Capas de poliimida (PI)
La capa de poliimida se imprime sobre los sustratos usando tecnología de impresión flexográfica. La poliimida requiere un adecuado proceso de curado con gas inerte. Esto puede realizarse en hornos de convección limpia o en placas calientes. Se requieren buenas uniformidades de temperatura para crear propiedades homogéneas de poliimida.
Frotado (“Rubbing”)
El frotado de la capa de poliimida es necesario para crear una alineación adecuada del cristal líquido con la superficie de la PI. El frotado se alinea en paralelo con la dirección del polarizador.
Espaciadores
Para crear una distancia uniforme entre ambas placas de vidrio, los espaciadores se crean en un sustrato. Hoy en día se utilizan espaciadores litográficos en la mayoría de los casos. En el pasado, los espaciadores se rociaban sobre el sustrato. Estos consistían en pequeñas esferas de vidrio o plástico. Se pueden usar tres procesos principales: rociado seco, que se usa para alta productividad y pantallas grandes; rociado semi-seco, que es el mejor método para pantallas medianas y pequeñas con productividad moderada; y rociado húmedo, que ya casi no se usa, pero ofrece excelente uniformidad de espaciadores y bajo número de aglomeraciones.
Depósito y curado del sello
Para fábricas grandes, la impresión de pantalla es el mejor método de depósito del sello, combinando alta productividad y rendimiento. Para volúmenes menores y mayor flexibilidad de diseño, la dispensación del sellador es la mejor opción.
El material del sello debe pre-curarse en un horno antes de que las placas de vidrio pasen a la máquina de ensamblaje.
Después del ensamblaje de la celda, el curado final del sello ocurre en un horno de prensado en caliente. Los paneles se apilan, prensan y curan en un horno. Alternativamente, pueden prensarse y curarse individualmente.
Creación de contactos
Los contactos externos se producen imprimiendo pasta de plata sobre el vidrio del sustrato, utilizando tecnología de serigrafía. También es posible dispensar la pasta de plata.
Ensamblaje de la celda
En la máquina de ensamblaje de celdas, ambas placas de vidrio se alinean y combinan. La posición de las placas se fija mediante puntos de polímero endurecido por UV. El ensamblaje también puede realizarse bajo condiciones de vacío cuando sea necesario.
Horno de prensado en caliente
Como se describió anteriormente, el sello debe curarse finalmente después del ensamblaje de la celda. Esto debe hacerse bajo presión para asegurar que el grosor del sello corresponda al diámetro del espaciador y que se alcance el grosor calculado del cristal líquido con bajas tolerancias. Los hornos de prensado en caliente están disponibles como herramientas por lotes o como hornos de prensado de panel único. El horno por lotes requiere recolectar paneles y preparar una pila de ellos para prensarse juntos. La pila prensada se cura luego en un horno de convección limpia. El horno de panel único es más fácil de integrar en líneas automáticas y trabaja de forma continua.
Llenado del fluido de cristal líquido
El método de llenado del LCD es un proceso de vacío que hoy en día ya no es necesario, ya que en el proceso ODF el llenado ocurre durante el ensamblaje de la celda.
Las pantallas LCD se colocan en una cámara de vacío montada sobre el líquido de cristal líquido. La cámara se evacúa, el panel vacío se coloca sobre el depósito y la cámara se devuelve a la presión atmosférica, forzando el líquido a entrar en la pantalla. Después del llenado, el orificio en el sello se cierra en un paso separado.
Alternativamente, los cristales líquidos pueden depositarse sobre la placa inferior antes del ensamblaje de la celda. Esta tecnología se denomina tecnología ODF y requiere una máquina de ensamblaje al vacío.
Colocación del polarizador
Después de una limpieza adecuada de la superficie, las láminas polarizadoras se colocan paralelas a la dirección de frotado de la capa de poliimida correspondiente, tanto en la parte frontal como en la posterior del panel LCD. Este es el último paso de la fabricación principal del LCD.
Limpieza
Se requieren varios pasos de limpieza durante el proceso de fabricación del LCD: limpieza inicial de las placas de vidrio, limpieza antes del rociado de espaciadores (después del frotado), limpieza antes de la colocación de polarizadores, etc. La limpieza ultrasónica se usa con frecuencia en estas aplicaciones.
Inspección
La inspección de los resultados del proceso es necesaria después de varias fases de producción. Sin embargo, la más importante es la inspección final. En muchos casos, esta inspección final se realiza manualmente. No obstante, también existen máquinas automáticas de inspección.
