TFT LCD製造工程の全貌：アレイ・セル・モジュールの詳細プロセス

ディスプレイ画面は今や至る所にあります。20年前のテレビやPCモニターを覚えていますか？それらは四角く、巨大で重いものでした。今、目の前にある薄型・軽量・フラットな画面を見て、なぜこれほど大きな違いが生まれたのか不思議に思ったことはありませんか？

実は、20年前のモニターはCRT（ブラウン管）ディスプレイで、内部コンポーネントを動作させるために大きなスペースを必要としていました。一方、現在の画面はLCD（液晶ディスプレイ）画面です。

LCDとは

前述の通り、LCDはLiquid Crystal Displayの略称です。液晶の電気光学的特性を利用した新しい表示技術です。

液晶は、液体と固体結晶の両方の特性を持つ物質の状態です。自らは光を発しませんが、特定の方向に光を完璧に透過させることができます。同時に、液晶分子は電界の影響下で回転し、それを通過する光も回転します。つまり、液晶は光のスイッチとして機能でき、これが表示技術の鍵となっています。

LCDの種類

LCDは数十年にわたり発展してきました。基本的にはTN LCD、STN LCD、TFT LCDがあります。

TN LCD：TNはTwisted Nematic（ツイステッドネマチック）の略。白黒表示のみ可能な古くシンプルな技術で、電卓などの小型機器に使用。
STN LCD：STNはSuper-twisted Nematic（スーパーツイステッドネマチック）の略。STN LCDの液晶はTN LCDより大きな角度で回転し、異なる電気的特性を持つため、より多くの情報を表示可能。DSTN LCD（二層）、CSTN LCD（カラー）など改良版が多数存在。初期の携帯電話、コンピューター、屋外機器に使用。
TFT LCD：TFTはThin Film Transistor（薄膜トランジスタ）の略。最新世代のLCD技術で、電子デバイス、自動車、産業機械などあらゆる表示シーンに採用。「トランジスタ」という言葉から分かる通り、TFT LCDには集積回路が内蔵されており、これが高解像度・フルカラー表示の秘密です。

現在、TFT LCDが最大の応用市場を持っています。さらに一歩踏み込んで、TFT LCDの製造プロセスを見てみましょう。

TFT LCDの製造プロセス

簡単に言うと、TFT LCDは下から順に3つの部分に分けられます：光学系、回路系、光・色制御系。製造プロセスでは、内側の光・色制御系から始めて、モジュール全体へと広げていきます。

一般的にTFT LCD製造プロセスは3つの主要工程に分けられます：アレイ（Array）、セル（Cell）、モジュール（Module）。前2工程は光・色制御系の製造、すなわちTFT、CF（カラーフィルター）、LC（液晶）を含むセルの製造です。最後の工程はセル、回路、光学系の組み立てです。