Как производят матрицы для мониторов и телевизоров

История

Началось все в 1888 году, когда австрийский ботаник Фридрих Райницер открыл странную прозрачную субстанцию, которая проявляла свойства как жидких, так и твердых тел. Она получила название жидкий кристалл (ЖК). В 1927 году советский физик Всеволод Фредерикс обнаружил способность данной субстанции изменять поляризацию проходящего через них света, что дало мощный толчок развитию жидкокристаллических технологий. Первый же дисплей, основанный на жидких кристаллах, был создан американцем Джорджем Хелмейером в 1964 году.

Новый прорыв ЖК-технологии получили после того, как начали активно применяться гибкие полимеры вместо жестких стеклянных пластин, ранее служивших основной экранов. Благодаря этому решению стало возможным массовое производство жидкокристаллических телевизоров и мониторов. Следующим этапом стало появление OLED-дисплеев, использующих органические материалы, но о них мы расскажем чуть позже.

Особенности производства ЖК-матриц

Основная часть техпроцессов по изготовлению матриц роботизирована и происходит без участия человека. Производство этих компонентов требовательно к качеству и точности оборудования, что объясняется высокой сложностью и миниатюрностью структуры изделий.
Этапы изготовления:

1. 

   Создание основы

   Для производства больших ЖК-мониторов используют уже готовые подложки с тонкопленочными транзисторами (TFT).

2. 

   Нанесение на подложку специального узора

   Топологический рисунок выполняется с помощью высокоточной фотолитографии.

3. 

   Печать полимерного слоя, на который затем помещаются жидкие кристаллы посредством метода капиллярного заполнения

   Для предотвращения растекания ЖК применяется особый герметик.

4. 

   Укладка второго полимерного слоя

   Он содержит цветовые фильтры, нанесенные методом струйной печати или накаткой с промежуточного носителя. На подложку с фильтрами заранее напыляются спейсеры, которые обеспечивают равномерный зазор между слоями.

5. 

   Соединение матрицы и пластины с цветофильтрами

   Оно происходит в вакуумной камере.

6. 

   Раскрой материала

   Полученная заготовка нарезается на готовые изделия нужного формата.

7. 

   Сборка ЖК-панелей

   Нарезанные матрицы направляются на сборочную линию, где осуществляется нанесение поляризационной пленки, пайка микросхем, установка печатных плат, шлейфов, подсветки и других деталей. Завершающими этапами являются контроль качества и упаковка.

Каждое предприятие, выпускающее ЖК-матрицы, имеет маркировку, соответствующую его технологическим возможностям. Например, обозначение Gen 8 указывает на то, что размер материнской подложки, с которой способен работать завод, не превышает 2160 х 2460 мм.

ЖК-матрицы с квантовыми точками

Эту технологию используют многие производители матриц, чтобы усовершенствовать свои продукты. Добавление квантовых точек позволило улучшить точность цветопередачи и сделать изображение более насыщенным и реалистичным. Данный метод у разных производителей реализуется и называется по-своему. Например, Samsung добавляет слой Quantum Dot между самой матрицей и подсветкой. Технологию они назвали QLED. В свою очередь LG напыляет специальные наночастицы соединений на светодиоды. Экраны, использующие эту технологию, получили приставку Nano.

Производство OLED-дисплеев

Теперь расскажем подробнее об упоминавшейся уже OLED-технологии. Она не нова – способность органических материалов светиться под воздействием тока обнаружили еще в 50-х годах прошлого века. Но только сейчас стало возможным полноценно воплощать ее в жизнь. Сегодня OLED-экраны используются на флагманских смартфонах, телевизорах и мониторах.

Технология производства дисплеев на органических светодиодах следующая:

1. 

   В вакуумную камеру помещается кремниевая, стеклянная или полимерная подложка. Там она подвергается плазменной очистке.

2. 

   На подложку наносится первый слой органического электролюминесцентного материала.

3. 

   Производится напыление токопроводящего металла.

4. 

   Многослойная структура герметизируется для защиты от влаги и кислорода.

5. 

   На заготовку добавляется стекло с цветовыми фильтрами.

6. 

   Пластина разрезается на части нужного формата, после чего устанавливают интерфейсные платы и шлейфы.

7. 

   На экран наносится защитная пленка, и он отправляется на фасовку.

Основные производители матриц

• 

  BOE

  Крупнейший в мире производитель ЖК-матриц. Заводы компании расположены в Китае, Корее, Франции.

• 

  AU Optronics

  Тайваньская корпорация, которая поставляет матрицы на конвейеры Apple, Samsung, Sony, LG, Philips, Acer.

• 

  LG Display

  Подразделение корейской корпорации LG, которое специализируется на выпуске матриц.

• 

  Samsung

  Ее QLED- и QD-OLED-экраны можно встретить не только на одноименной технике, но и на устройствах Sony, Dell, HP, Xiaomi.

• 

  InnoLux

  Тайваньский производитель, главным клиентом которого является холдинг ВВК. Фабрики расположены в Китае, Японии, США и Германии.