Guide du fond de panier TFT-LCD
Structure du substrat de matrice TFT-LCD : couches et circuit du pixel
Le substrat de matrice est le fond de panier actif en verre d’un TFT-LCD. Il porte la matrice de transistors et les interconnexions qui sélectionnent chaque pixel, écrivent la tension de données et contribuent à la maintenir jusqu’au rafraîchissement suivant.
Réponse directe : Un substrat de matrice TFT-LCD typique comprend le verre, le métal de grille et les lignes de balayage, une couche isolante de grille, les canaux semi-conducteurs, le métal de source/drain et les lignes de données, la passivation, les vias de contact et les électrodes de pixel transparentes. L’empilement exact varie selon la technologie TFT, le mode d’affichage et le procédé de masquage.
Sur cette page
Principales couches d’un substrat de matrice TFT-LCD
L’empilement physique forme un transistor de commutation et une électrode de pixel transparente sur le verre d’affichage. Chaque couche déposée et mise en forme selon un motif possède une fonction électrique ou protectrice distincte.
| Couche ou élément | Fonction dans le fond de panier |
|---|---|
| Substrat en verre | Fournit une base plane et dimensionnellement stable pour le traitement des couches minces et la matrice de pixels. |
| Métal de grille et lignes de balayage | Transportent le signal de sélection de ligne qui active une rangée de TFT pendant l’adressage des pixels. |
| Isolant de grille | Sépare électriquement la grille du semi-conducteur et forme le diélectrique de grille du TFT. |
| Couche active semi-conductrice | Forme le canal du transistor dont la conductivité varie avec la tension appliquée à la grille. |
| Métal de source/drain et lignes de données | Acheminent la tension de données de colonne vers le TFT sélectionné et la transmettent à l’électrode du pixel. |
| Passivation et via de contact | Protègent la structure TFT, tandis qu’une ouverture définie par motif relie le circuit à l’électrode transparente. |
| Électrodes de pixel et communes en ITO | Créent le champ électrique qui commande l’orientation des cristaux liquides ; leur disposition dépend du mode d’affichage. |
Fonctionnement du circuit du pixel
La coupe montre les couches du dispositif ; la matrice de pixels montre comment le même interrupteur TFT est répété en lignes et en colonnes.
- La ligne de balayage sélectionne une rangée. Le pilote de grille applique une tension à une ligne de balayage, activant les TFT de cette rangée.
- La ligne de données écrit la tension du pixel. Le pilote de source envoie la tension requise le long de chaque ligne de données et à travers le TFT sélectionné.
- Le pixel conserve son état. Après la désactivation du TFT, la capacité du pixel et la capacité de stockage contribuent à maintenir la tension jusqu’au cycle de rafraîchissement suivant.
Cette commutation et ce maintien propres à chaque pixel distinguent une matrice active du multiplexage passif en lignes et colonnes. Consultez la comparaison des LCD à matrice active et à matrice passive pour les différences de résolution, de réponse, de complexité de commande et d’utilisation typique.
Distinction importante : le substrat de matrice commande la tension des pixels. La réponse optique complète dépend aussi de la couche de cristaux liquides, de l’électrode opposée, du filtre couleur, des couches d’alignement et des polariseurs.
Structures TFT à grille inférieure et à grille supérieure
Dans un TFT à grille inférieure, ou à structure décalée inversée, l’électrode de grille se trouve sous le canal semi-conducteur. Cette disposition est largement associée à la production mature de TFT-LCD au silicium amorphe de grande surface. Dans un TFT à grille supérieure, la grille se trouve au-dessus du canal ; l’ordre des couches et la séquence de fabrication diffèrent donc.
Le schéma de cette page représente une structure IPS à grille inférieure. Il sert à comprendre la fonction des couches, et ne constitue ni une coupe universelle ni un plan de production pour toutes les dalles.
Structure et procédé de matrice
Cette page explique l’empilement final des couches et le circuit du pixel. Pour la séquence de fabrication — dépôt, enduction, exposition, développement, gravure et retrait de la résine — poursuivez avec le guide principal du procédé de matrice TFT-LCD.
Questions fréquentes
Qu’est-ce que le substrat de matrice TFT-LCD ?
C’est le fond de panier actif en verre qui porte la matrice de commutation TFT, les lignes de balayage, les lignes de données, les couches isolantes et semi-conductrices, la passivation et les électrodes transparentes utilisées pour commander les pixels LCD.
En quoi le substrat de matrice diffère-t-il du substrat de filtre couleur ?
Le substrat de matrice contient le circuit TFT qui pilote les pixels. Le substrat opposé porte normalement les filtres couleur et la matrice noire. Lors de l’assemblage de la cellule, les deux substrats sont alignés et la couche de cristaux liquides est scellée entre eux.
Tous les substrats de matrice TFT-LCD ont-ils une structure IPS à 6 masques ?
Non. Le nombre de masques, la disposition des électrodes, le matériau semi-conducteur et l’ordre des couches varient selon le procédé et le mode d’affichage. Le schéma présenté est une structure représentative destinée à expliquer la fonction des couches.
Références techniques
- AGC : substrats en verre pour TFT (AN100) — propriétés du verre d’affichage et contexte d’application TFT-LCD.
- Nippon Electric Glass : substrat en verre sans alcalins OA-11 — stabilité dimensionnelle et application aux substrats d’affichage.
