Principais funções de materiais para painéis de cristal líquido TFT-LCD

2026-06-03

1.  a-Si (silício amorfo): a-Si é o material semicondutor de maior durabilidade usado em camadas de canal TFT. O processo de fabricação de backplanes TFT a-Si é relativamente simples, oferecendo altas taxas de rendimento e baixos custos – qualidades que lhe conferem uma vantagem natural na produção de painéis TFT-LCD em linhas de geração mais alta. Atualmente, a grande maioria das linhas de produção G8.5 e de geração maior utiliza backplanes TFT a-Si. No entanto, devido à mobilidade eletrônica do a-Si de apenas 0,9–1 cm²/V·s, ele não é adequado para criar telas com alto brilho, alta resolução, alto PPI ou taxas de atualização rápidas. Como resultado, o a-Si é empregado principalmente em painéis de exibição básicos.

2.  IGZO (Óxido de Zinco e Índio Gálio): Em comparação com materiais semicondutores a-Si, a tecnologia de backplane IGZO TFT oferece mobilidade de elétrons significativamente maior. Com uma mobilidade de elétrons de 10–25 cm²/V·s, o IGZO permite taxas de carga-descarga mais rápidas para eletrodos de pixel TFT, tornando possível alcançar alto brilho, alta resolução, alto PPI e taxas de atualização aprimoradas em painéis de exibição de grande porte.

3.  LTPS (Poli-Silicone de Baixa Temperatura): LTPS é uma tecnologia que transforma uma película fina de silício amorfo (a-Si) depositada no vidro em silício policristalino (p-Si, Poli-Silicon) por meio de um processo de cristalização conduzido em temperaturas abaixo de 600°C. Finalmente, processos de película fina são usados ​​para fabricar dispositivos TFT com p-Si servindo como camada ativa. Entre a-Si e IGZO, o material semicondutor LTPS possui a maior mobilidade de elétrons, atingindo mais de 100 cm²/V·s. Isso o torna ideal para produzir painéis de exibição com maior brilho, maior resolução, maior PPI e taxas de atualização mais rápidas. No entanto, devido ao seu complexo processo de fabricação e custos mais elevados, o LTPS é mais adequado para backplanes TFT em linhas de produção G6.0 ou de geração menor.

4.  LTPO (Óxido Policristalino de Baixa Temperatura): LTPO é um material criado pela combinação de duas tecnologias de semicondutores – LTPS e IGZO. Ele herda a alta mobilidade eletrônica do LTPS enquanto se beneficia da corrente de fuga excepcionalmente baixa do IGZO. A mobilidade eletrônica superior permite que os painéis de exibição obtenham recursos como alto brilho, resoluções mais nítidas, PPI mais alto e taxas de atualização mais rápidas. Entretanto, a corrente de fuga reduzida permite que os painéis operem com taxas de atualização mais baixas, reduzindo significativamente o consumo de energia. Atualmente, a tecnologia de backplane LTPO TFT está sendo usada em produtos AMOLED premium.

5. RGB CR (RGB Color Resist): O material central no substrato do filtro de cor RGB resistente a cores CF, normalmente composto de cores primárias vermelha, verde e azul. Ele fornece cromaticidade e transmitância para painéis de cristal líquido TFT LCD.

6.  BM (Black Matrix): por um lado, o Black Matrix BM serve para bloquear a luz, evitando a mistura de cores entre subpixels adjacentes de vermelho, verde e azul. Ele efetivamente interrompe o vazamento de luz entre os subpixels, melhorando assim a taxa de contraste do painel da tela. 7.0c (Over Coater): Protege as camadas de bloqueio de cores vermelho, verde e azul enquanto nivela simultaneamente a superfície do filme CF. A camada OC é feita de resina acrílica e vem em dois tipos: termoendurecível e curável por UV. Para produtos com modos de exibição VA e TN, como as camadas de bloqueio de cores vermelho, verde e azul são cobertas por um eletrodo ITO para proteção, as variações na espessura das células causadas pela irregularidade nessas camadas e na matriz preta (BM) têm impacto mínimo no desempenho da exibição. Portanto, a camada OC pode ser omitida. No entanto, os produtos com modo de exibição IPS não possuem essa camada protetora de eletrodo ITO, tornando crítico o controle preciso da espessura da célula; portanto, a camada OC é essencial para essas aplicações.

7. P/Poliimida: O filme de alinhamento é revestido em ambas as superfícies internas do substrato da matriz TFT e do substrato do filtro de cor (CF). Após a cura, o filme de alinhamento exerce um efeito de “ancoragem” nas moléculas de cristal líquido, garantindo que elas se alinhem em um ângulo pré-inclinação específico.

8.  PS (Photo Spacer): Os espaçadores colunares são formados por fotolitografia e são comumente chamados de Photo Spacers. Esses espaçadores servem para apoiar os substratos de vidro TFT e CF, garantindo espessura uniforme do espaço celular. Além disso, eles melhoram a resistência à compressão do LCD TFT enquanto mantêm taxas de transmissão e contraste ideais.

9.  MPS (Main-PS): Main-PS é um material de resina elástica cuja função principal é suportar os substratos de vidro TFT e CF do painel LCD, garantindo espessura estável e uniforme da célula de cristal líquido.

10.SPS (Sub-PS): Trabalhando em conjunto com o Main-PS, o Sub-ps fornece suporte adicional ao painel de cristal líquido. Isto ajuda a aumentar a resistência do painel às forças de esmagamento – quando é aplicada pressão externa, tanto o Sub-PS como o Main-PS trabalham juntos para evitar a deformação.

11.BS (Ball Spacer): O objetivo principal da dispersão de espaçadores esféricos dentro da célula é apoiar os substratos de vidro TFT e CF, mantendo a espessura da célula. No entanto, o processo de dispersão muitas vezes resulta na distribuição desigual destes espaçadores esféricos, levando a problemas como transmitância reduzida e taxas de contraste mais baixas. Como resultado, esta tecnologia foi praticamente eliminada hoje.

12. Espaçador GF (Espaçador de fibra de vidro): Os espaçadores de fibra de vidro são normalmente misturados ao adesivo de vedação para manter a espessura consistente da caixa da célula em toda a área da célula, garantindo a dispersão uniforme das moléculas de cristal líquido dentro da célula e evitando defeitos de exibição ao redor do perímetro da célula.

13.LC (Cristal Líquido): Os cristais líquidos são um estado intermediário da matéria que fica entre os líquidos e os sólidos, exibindo propriedades como a fluidez de um líquido combinada com a anisotropia de um cristal. Em baixas temperaturas em torno de -50°C, os cristais líquidos normalmente aparecem como cristais brancos, semelhantes a plástico. À medida que a temperatura aumenta, os cristais líquidos amolecem gradualmente, transformando-se em um fluido transparente, oleoso e viscoso. Se a temperatura continuar a aumentar – normalmente atingindo cerca de 100°C (embora o ponto de clarificação varie dependendo do tipo específico de cristal líquido) – o material se torna um líquido transparente e fluido. A temperatura na qual ocorre essa transição para a transparência é conhecida como ponto de clarificação do cristal líquido.

14.N+ a-Si (n+ Silício Amorfo): N+ a-Si é comumente usado em camadas de contato ôhmico, normalmente posicionadas entre os eletrodos Fonte e Dreno e a camada semicondutora. A função principal do n+ a-Si é reduzir a resistência de contato, permitindo que os eletrodos Fonte e Dreno extraiam ou injetem portadores de carga da camada semicondutora com mais eficiência.

15.ITO (Óxido de Índio e Estanho): ITO é um óxido condutor transparente, servindo como uma das camadas críticas de película fina em LCDs TFT. Em LCDs TFT, é comumente usado como eletrodo de pixel (Pixel ITO), eletrodo comum (COM ITO) e almofada de ligação (PAD).

16.ATO (Óxido de Estanho Dopado com Antimônio): Filmes ATO de alta resistência são comumente usados ​​em projetos Incell. O ATO é depositado na superfície superior do vidro CF para resolver problemas como interferência com sinais de toque e melhorar a condutividade eletrostática.

17.Selante: Em LCDs TFT, o adesivo de borda serve principalmente para selar a célula de cristal líquido, evitando o vazamento do cristal líquido e a entrada de umidade, mantendo dimensões consistentes da lacuna da célula ao redor do perímetro e unindo o substrato da matriz ao substrato do filtro de cor CF.

18. Selante principal: Normalmente, apenas um cordão de adesivo de borda é aplicado ao redor do perímetro de um painel de tela LCD – isso é chamado de adesivo de borda principal.

19.Selante falso: Ao redor do perímetro dos grandes painéis de vidro, é aplicado um adesivo de borda redundante adicional, que ajuda a manter o equilíbrio mecânico durante o processo de corte do substrato de vidro. Isto garante forças equilibradas nas lâminas de corte superiores e inferiores, ao mesmo tempo que reduz a tensão de corte sofrida pelo adesivo de borda primário.

20.SiNx: O nitreto de silício desempenha uma ampla variedade de funções em LCDs TFT, servindo como camada de barreira, camada protetora, camada isolante e muito mais. O filme SiNx apresenta uma estrutura densa que evita efetivamente a difusão de íons de impureza. Além disso, os filmes SiNx são comumente usados ​​como revestimentos protetores, protegendo camadas críticas da fiação. O SiNx também é frequentemente empregado como isolante elétrico, ajudando a prevenir curtos-circuitos de corrente, isolando diferentes camadas de filme.

21.G-SiNx: Uma película de nitreto de silício depositada sobre o eletrodo de porta, comumente referida como G-SiNx ou, alternativamente, camada GI, serve principalmente como material isolante.

22. O filme de nitreto de silício PA-SiNx, depositado sobre os eletrodos de Fonte e Dreno, é comumente referido como PA-SiNx e serve principalmente como uma camada isolante e protetora.

23.MO/AL/MO: Um esquema de combinação para materiais de eletrodo dos eletrodos Fonte, Dreno e Porta – materiais metálicos compósitos comumente usados ​​na tecnologia de processo AL.

24.MoTi/Cu: Uma combinação de materiais de eletrodo para os eletrodos Fonte, Dreno e Porta – materiais metálicos compostos comumente usados ​​na tecnologia de processo CU.

25.SD (Fonte/Dreno): O eletrodo Fonte é o eletrodo de entrada do TFT, normalmente servindo como terminal de entrada de dados, e fornece corrente para o eletrodo Dreno. O eletrodo de drenagem, por outro lado, atua como terminal de saída de corrente, recebendo a corrente que flui através do canal do eletrodo de origem – e então entregando-a ao eletrodo de pixel.

26.Gate: O eletrodo da porta é o eletrodo de controle do TFT. Ao aplicar-lhe uma tensão, a condutividade do canal pode ser alterada. A tensão da porta é usada para ligar e desligar o transistor, controlando assim se o pixel está aceso ou escuro.

27.PR (Fotorresist): Fotoresist é um material sensível à luz utilizado no processo de fotolitografia. Neste processo, o fotorresistente é revestido na superfície da camada de filme no substrato Array ou substrato de filtro de cor CF. Após a exposição aos raios UV, suas propriedades químicas mudam, permitindo que as áreas expostas sejam removidas pela solução reveladora, enquanto as áreas não expostas permanecem intactas.

28.CLC (Capacitor de Cristal Líquido): O elemento de transição que converte a entrada elétrica em saída óptica é o capacitor de carga de pixel, que consiste principalmente na capacitância de cristal líquido e no capacitor de armazenamento. Sua principal função é garantir a estabilidade da tensão do pixel. A capacitância do cristal líquido é um componente crítico em LCDs TFT, medindo normalmente em torno de 0,1 pF. Devido ao seu valor de capacitância relativamente pequeno, ele não pode sustentar a tensão carregada por um período prolongado – apenas até que ocorra a próxima atualização de dados do quadro. Por exemplo, a uma taxa de atualização padrão de 60 Hz, cada quadro precisa manter seu estado por aproximadamente 16 ms. No entanto, durante este intervalo, a capacitância do cristal líquido pode não conseguir manter a tensão estável, levando a uma representação incorreta da escala de cinza e, em última análise, degradando a qualidade da imagem.

29.Cst (Capacitor de armazenamento): O capacitor de armazenamento foi introduzido para resolver os problemas mencionados anteriormente. Para compensar as limitações do capacitor de cristal líquido, um capacitor de armazenamento é normalmente incorporado em designs de LCD TFT. Esse capacitor de armazenamento geralmente tem uma capacitância significativamente maior que a do capacitor de cristal líquido – cerca de 0,5 pF – o que permite manter efetivamente a carga armazenada no capacitor de cristal líquido. O capacitor de armazenamento é geralmente formado entre o eletrodo de pixel e os traços do eletrodo comum, e sua função principal é garantir que a tensão carregada permaneça estável até que ocorra a próxima atualização da tela.