Funciones clave de los materiales para paneles de visualización de cristal líquido TFT-LCD

2026-06-03

1.  a-Si (silicio amorfo): a-Si es el material semiconductor más antiguo utilizado en las capas de canales TFT. El proceso de fabricación de placas posteriores TFT a-Si es relativamente simple y ofrece altas tasas de rendimiento y bajos costos, cualidades que le otorgan una ventaja natural en la producción de paneles TFT-LCD en líneas de mayor generación. Actualmente, la gran mayoría de las líneas de producción G8.5 y de mayor generación utilizan placas posteriores TFT a-Si. Sin embargo, debido a la movilidad de los electrones del a-Si de sólo 0,9–1 cm²/V·s, no es adecuado para crear pantallas con alto brillo, alta resolución, PPI altos o frecuencias de actualización rápidas. Por ello, el a-Si se utiliza principalmente en paneles indicadores de nivel básico.

2.  IGZO (óxido de indio, galio y zinc): en comparación con los materiales semiconductores a-Si, la tecnología de placa posterior IGZO TFT ofrece una movilidad de electrones significativamente mayor. Con una movilidad de electrones de 10 a 25 cm²/V·s, IGZO permite velocidades de carga y descarga más rápidas para electrodos de píxeles TFT, lo que permite lograr alto brillo, alta resolución, alto PPI y frecuencias de actualización mejoradas en paneles de visualización de gran tamaño.

3.  LTPS (Polisilicio de baja temperatura): LTPS es una tecnología que transforma una fina película de silicio amorfo (a-Si) depositada sobre vidrio en silicio policristalino (p-Si, polisilicio) mediante un proceso de cristalización realizado a temperaturas inferiores a 600 °C. Finalmente, se utilizan procesos de película delgada para fabricar dispositivos TFT con p-Si como capa activa. Entre a-Si e IGZO, el material semiconductor LTPS cuenta con la mayor movilidad de electrones, alcanzando más de 100 cm²/V·s. Esto lo hace ideal para producir paneles de visualización con mayor brillo, mayor resolución, mayor PPI y frecuencias de actualización más rápidas. Sin embargo, debido a su complejo proceso de fabricación y sus mayores costos, LTPS es más adecuado para placas posteriores TFT en líneas de producción G6.0 o de menor generación.

4.  LTPO (óxido policristalino de baja temperatura): LTPO es un material creado mediante la combinación de dos tecnologías de semiconductores: LTPS e IGZO. Hereda la alta movilidad de electrones de LTPS y al mismo tiempo se beneficia de la corriente de fuga excepcionalmente baja de IGZO. La movilidad superior de los electrones permite que los paneles de visualización alcancen características como alto brillo, resoluciones más nítidas, PPI más altos y frecuencias de actualización más rápidas. Mientras tanto, la corriente de fuga reducida permite que los paneles funcionen a frecuencias de actualización más bajas, lo que reduce significativamente el consumo de energía. Actualmente, la tecnología de placa posterior LTPO TFT se utiliza en productos AMOLED premium.

5. RGB CR (Resistencia de color RGB): el material central del sustrato de filtro de color CF resistente a colores RGB, generalmente compuesto de colores primarios rojo, verde y azul. Proporciona cromaticidad y transmitancia para paneles de visualización de cristal líquido TFT LCD.

6.  BM (Black Matrix): Por un lado, Black Matrix BM sirve para bloquear la luz, evitando la mezcla de colores entre subpíxeles rojos, verdes y azules adyacentes. Detiene eficazmente la fuga de luz entre subpíxeles, mejorando así la relación de contraste del panel de visualización. 7.0c (Sobre recubridor): protege las capas de bloqueo de color rojo, verde y azul y al mismo tiempo aplana la superficie de la película CF. La capa OC está hecha de resina acrílica y viene en dos tipos: termoendurecible y curable por UV. Para productos con modos de visualización VA y TN, dado que las capas de bloqueo de color rojo, verde y azul están cubiertas por un electrodo ITO para protección, las variaciones en el grosor de las celdas causadas por las irregularidades en estas capas y la matriz negra (BM) tienen un impacto mínimo en el rendimiento de la pantalla. Por lo tanto, se puede omitir la capa OC. Sin embargo, los productos en modo de visualización IPS carecen de esta capa protectora de electrodo ITO, lo que hace que el control preciso del espesor de la celda sea fundamental; por tanto, la capa OC es esencial para estas aplicaciones.

7. P/Poliimida: la película de alineación se recubre en ambas superficies internas del sustrato de la matriz TFT y en el sustrato del filtro de color (CF). Después del curado, la película de alineación ejerce un efecto de "anclaje" sobre las moléculas de cristal líquido, asegurando que se alineen en un ángulo de preinclinación específico.

8. PS (Photo Spacer): los espaciadores de columnas se forman mediante fotolitografía y se denominan comúnmente Photo Spacers. Estos espaciadores sirven para soportar los sustratos de vidrio TFT y CF, asegurando un espesor uniforme del espacio de las celdas. Además, mejoran la resistencia a la compresión de la pantalla LCD TFT al tiempo que mantienen relaciones óptimas de transmitancia y contraste.

9. MPS (Main-PS): Main-PS es un material de resina elástica cuya función principal es soportar los sustratos de vidrio TFT y CF del panel LCD, asegurando un espesor estable y uniforme de la celda de cristal líquido.

10.SPS (Sub-PS): Trabajando en conjunto con el Main-PS, el Sub-ps proporciona soporte adicional al panel de cristal líquido. Esto ayuda a mejorar la resistencia del panel a las fuerzas de aplastamiento: cuando se aplica presión externa, tanto el PS secundario como el PS principal trabajan juntos para evitar la deformación.

11.BS (espaciador de bolas): el propósito principal de dispersar espaciadores esféricos dentro de la celda es soportar los sustratos de vidrio TFT y CF mientras se mantiene el grosor de la celda. Sin embargo, el proceso de dispersión a menudo da como resultado una distribución desigual de estos espaciadores esféricos, lo que genera problemas como una transmitancia reducida y relaciones de contraste más bajas. Como resultado, esta tecnología ha sido eliminada en gran medida en la actualidad.

12.GF Spacer (Espaciador de fibra de vidrio): Los espaciadores de fibra de vidrio generalmente se mezclan con el adhesivo de sellado para mantener un grosor constante de la caja de la celda en toda el área de la celda, lo que garantiza una dispersión uniforme de las moléculas de cristal líquido dentro de la celda y evita defectos de visualización alrededor del perímetro de la celda.

13.LC (Cristal Líquido): Los cristales líquidos son un estado intermedio de la materia que se encuentra entre líquidos y sólidos, exhibiendo propiedades como la fluidez de un líquido combinada con la anisotropía de un cristal. A bajas temperaturas, alrededor de -50 °C, los cristales líquidos suelen aparecer como cristales blancos parecidos al plástico. A medida que aumenta la temperatura, los cristales líquidos se ablandan gradualmente y se convierten en un fluido transparente, aceitoso y viscoso. Si la temperatura continúa aumentando (normalmente alcanza unos 100 °C (aunque el punto de aclaración varía según el tipo específico de cristal líquido), el material se convierte en un líquido transparente y fluido. La temperatura a la que se produce esta transición a la transparencia se conoce como punto de aclaramiento del cristal líquido.

14.N+ a-Si (n+ silicio amorfo): N+ a-Si se usa comúnmente en capas de contacto óhmico, generalmente ubicadas entre los electrodos de fuente y drenaje y la capa semiconductora. La función principal de n+ a-Si es reducir la resistencia de contacto, lo que permite que los electrodos de fuente y drenaje extraigan o inyecten portadores de carga de la capa semiconductora de manera más eficiente.

15.ITO (óxido de indio y estaño): ITO es un óxido conductor transparente que actúa como una de las capas críticas de película delgada en los TFT-LCD. En los TFT-LCD, se utiliza comúnmente como electrodo de píxel (Pixel ITO), electrodo común (COM ITO) y almohadilla de unión (PAD).

16.ATO (óxido de estaño dopado con antimonio): las películas de alta resistencia ATO se utilizan comúnmente en proyectos Incell. El ATO se deposita en la superficie superior del vidrio CF para abordar problemas como la interferencia con las señales táctiles y mejorar la conductividad electrostática.

17.Sellador: En los TFT-LCD, el adhesivo de borde sirve principalmente para sellar la celda de cristal líquido, evitando fugas del cristal líquido y el ingreso de humedad, manteniendo dimensiones consistentes del espacio de la celda alrededor del perímetro y uniendo el sustrato del Array al sustrato del filtro de color CF.

18.Sellador principal: normalmente, solo se aplica una gota de adhesivo para bordes alrededor del perímetro de un panel de pantalla LCD; esto se conoce como adhesivo para bordes principales.

19.Sellador falso: alrededor del perímetro de los paneles de vidrio grandes, se aplica un adhesivo de borde redundante adicional, que ayuda a mantener el equilibrio mecánico durante el proceso de corte del sustrato de vidrio. Esto garantiza fuerzas equilibradas en las cuchillas de corte superior e inferior, al tiempo que reduce la tensión de corte experimentada por el adhesivo de borde primario.

20.SiNx: el nitruro de silicio desempeña una amplia variedad de funciones en los TFT-LCD, sirviendo como capa barrera, capa protectora, capa aislante y más. La película SiNx presenta una estructura densa que previene eficazmente la difusión de iones de impurezas. Además, las películas de SiNx se utilizan habitualmente como revestimientos protectores, salvaguardando capas críticas de cableado. SiNx también se emplea frecuentemente como aislante eléctrico, lo que ayuda a prevenir cortocircuitos de corriente aislando diferentes capas de película.

21.G-SiNx: una película de nitruro de silicio depositada sobre el electrodo de compuerta, comúnmente conocida como G-SiNx o, alternativamente, capa GI, sirve principalmente como material aislante.

22.La película de nitruro de silicio PA-SiNx, depositada sobre los electrodos de fuente y drenaje, se denomina comúnmente PA-SiNx y sirve principalmente como capa aislante y protectora.

23.MO/AL/MO: Un esquema combinado para materiales de electrodos de fuente, drenaje y compuerta: materiales metálicos compuestos comúnmente utilizados en la tecnología de proceso AL.

24.MoTi/Cu: combinación de materiales de electrodos para los electrodos de fuente, drenaje y compuerta: materiales metálicos compuestos comúnmente utilizados en la tecnología de proceso CU.

25.SD (Fuente/Drenaje): El electrodo de fuente es el electrodo de entrada del TFT, que generalmente sirve como terminal de entrada de datos y suministra corriente al electrodo de drenaje. El electrodo de drenaje, por otro lado, actúa como terminal de salida de corriente, recibiendo la corriente que fluye a través del canal desde el electrodo fuente y luego entregándola al electrodo de píxel.

26.Gate: El electrodo de compuerta es el electrodo de control del TFT. Aplicándole un voltaje, se puede alterar la conductividad del canal. El voltaje de la puerta se utiliza para encender y apagar el transistor, controlando así si el píxel está iluminado u oscuro.

27.PR (Fotorresistente): El fotorresistente es un material sensible a la luz utilizado en el proceso de fotolitografía. En este proceso, el fotorresistente se recubre sobre la superficie de la capa de película sobre el sustrato Array o el sustrato del filtro de color CF. Después de la exposición a los rayos UV, sus propiedades químicas cambian, lo que permite que la solución reveladora elimine las áreas expuestas, mientras que las áreas no expuestas permanecen intactas.

28.CLC (Condensador de cristal líquido): El elemento de transición que convierte la entrada eléctrica en salida óptica es el condensador de carga de píxeles, que consiste principalmente en la capacitancia de cristal líquido y el condensador de almacenamiento. Su función principal es asegurar la estabilidad del voltaje del píxel. La capacitancia del cristal líquido es un componente crítico en las pantallas LCD TFT y normalmente mide alrededor de 0,1 pF. Debido a su valor de capacitancia relativamente pequeño, no puede mantener el voltaje cargado durante un período prolongado, solo hasta que se produzca la siguiente actualización de datos del cuadro. Por ejemplo, con una frecuencia de actualización estándar de 60 Hz, cada cuadro debe mantener su estado durante aproximadamente 16 ms. Sin embargo, durante este intervalo, la capacitancia del cristal líquido puede no mantener el voltaje estable, lo que lleva a una representación incorrecta en escala de grises y, en última instancia, a una degradación de la calidad de la imagen.

29.Cst (Almacenamiento de condensador): El condensador de almacenamiento se introdujo para abordar los problemas mencionados anteriormente. Para compensar las limitaciones del condensador de cristal líquido, normalmente se incorpora un condensador de almacenamiento en los diseños de LCD TFT. Este condensador de almacenamiento suele tener una capacitancia significativamente mayor que la del condensador de cristal líquido (alrededor de 0,5 pF), lo que le permite mantener eficazmente la carga almacenada en el condensador de cristal líquido. El condensador de almacenamiento generalmente se forma entre el electrodo de píxel y las trazas del electrodo común, y su función principal es garantizar que el voltaje cargado permanezca estable hasta que se produzca la siguiente actualización de la pantalla.