Il substrato CF dello schermo a cristalli liquidi TFT LCD è un materiale chiave per ottenere un display a colori TFT LCD e occupa il costo più elevato nello schermo di visualizzazione. Il substrato CF non influisce solo sul colore, ma influisce anche sulle proprietà ottiche come luminosità e contrasto del display LCD TFT. Di seguito forniremo una breve introduzione alla composizione del materiale e alle caratteristiche del prodotto dei substrati CF.
1、 Composizione e struttura del substrato CF
La struttura principale della composizione del materiale del substrato CF comprende substrato di vetro, matrice nera BM, strato colorato RGB, strato protettivo OC, pellicola conduttiva ITO, distanziatore colonnare, ecc. La struttura della composizione del substrato CF può variare leggermente a seconda delle diverse modalità di visualizzazione.
1. Matrice nera BM: la sua funzione di base è bloccare la luce, migliorare il contrasto degli schermi LCD TFT, evitare la miscelazione dei colori tra gli strati di colore collegati, ridurre la riflessione della luce esterna e impedire che la luce esterna brilli sullo strato a-Si dei dispositivi TFT e aumenti la corrente di dispersione. L'uso di BM può bloccare efficacemente la perdita di luce tra i subpixel ed è necessaria un'elevata concentrazione di ombreggiatura per ottenere un buon effetto di ombreggiatura. La concentrazione dell'ombreggiatura è rappresentata dal valore OD e maggiore è il valore OD, meglio è. In genere, è necessario che sia superiore a 3,0. La resina BM è fondamentalmente utilizzata in ingegneria perché ha un basso costo e una bassa riflettività e non si verificherà alcun fenomeno di luce riflessa che diventa blu o rossa. Per migliorare il contrasto del TFT LCD, oltre ad aumentare il valore OD del BM, è anche necessario rafforzare la gestione dell'accuratezza dimensionale per evitare perdite di luce causate dalla deviazione del bonding.
2. Materiale dello strato di colore RGB: i display a cristalli liquidi TFT LCD utilizzano principalmente la segmentazione dei pixel per ottenere una visualizzazione a colori, formando colori primari RGB da substrati CF. Dalla parte anteriore del substrato CF, la disposizione degli strati di colore RGB può essere suddivisa in disposizione a strisce, disposizione a punti, disposizione a triangolo e disposizione a mosaico. Le disposizioni di strisce e punti vengono generalmente utilizzate per prodotti LCD TFT di grandi dimensioni e ad alta precisione. Le disposizioni triangolari e a mosaico vengono generalmente utilizzate per prodotti LCD TFT di piccole dimensioni e a bassa precisione. La cromaticità e la trasmittanza sono le due principali proprietà ottiche dei substrati CF, che dipendono principalmente dai materiali dello strato di colore RGB.
3. Lo strato protettivo OC, la pellicola conduttiva ITO e il distanziatore colonnare: la funzione dello strato OC è quella di proteggere lo strato di colore RGB ottenendo al contempo la planarizzazione della superficie CF. Per la modalità di visualizzazione TN e la modalità di visualizzazione VA, a causa della protezione che copre l'elettrodo superficiale ITO sullo strato di colore RGB, lo strato OC può essere omesso. La modalità di visualizzazione IPS non prevede la protezione della copertura degli elettrodi ITO e richiede uno strato protettivo OC. La pellicola conduttiva ITO è una pellicola sottile trasparente utilizzata per la conduttività e, poiché si trova sul percorso di trasmissione della luce, richiede la massima trasmissione luminosa possibile. La funzione del distanziatore colonnare è quella di mantenere l'uniformità dello spessore della scatola e il suo componente principale è la resina acrilica polimerizzabile ai raggi UV.
2、 Requisiti prestazionali per il substrato CF
I requisiti prestazionali dei substrati CF includono principalmente elevata trasmittanza, elevata purezza del colore, elevato contrasto, elevata affidabilità e bassa riflettività.
1. Elevata trasmittanza: l'elevata trasmittanza del substrato CF è necessaria per il risparmio energetico e la riduzione dei costi dei prodotti LCD TFT. L'indicatore per il controllo della trasmittanza del substrato CF è il rapporto di apertura dei subpixel R, G e B, ovvero il rapporto tra l'area di apertura definita dalla dimensione dell'apertura di BM e l'area complessiva dei subpixel.
2. Elevata purezza del colore: le coordinate cromatiche dei colori primari RGB determinano direttamente la gamma di colori che il display LCD TFT può visualizzare. L'indicatore che rappresenta la capacità di resa cromatica degli schermi a cristalli liquidi TFT LCD è il dominio della cromaticità. Maggiore è la purezza del colore, maggiore è il dominio della cromaticità e maggiore è la capacità di visualizzazione del colore. I prodotti LCD TFT utilizzano comunemente il dominio cromatico basato su NTSC.
3. Contrasto elevato: il valore OD dello strato BM ha un impatto significativo sul contrasto del substrato CF, in particolare il valore OD dello strato BM attorno allo schermo del display ha un effetto più pronunciato sul contrasto del substrato CF. Dal punto di vista del valore OD, più spesso è lo strato BM, migliore è il contrasto.
4. Elevata affidabilità: i progetti di affidabilità dei substrati CF includono resistenza al calore, resistenza chimica, resistenza alla luce, adesione OC e stabilità ITO. In termini di resistenza al calore, è necessario che le tonalità di colore di RGB e BM non cambino alla temperatura di formazione della pellicola durante la formazione dell'elettrodo superficiale ITO e che non si verifichi il distacco dello strato di pellicola. In termini di resistenza chimica, lo strato OC, lo strato ITO e lo strato PS formati dopo lo strato di colore RGB devono essere trattati con soluzioni chimiche, soluzioni detergenti, ecc. per evitare influenze incrociate tra loro. In termini di resistenza alla luce, è necessario evitare lo scolorimento o lo sbiadimento dei materiali del substrato CF sotto l'illuminazione di retroilluminazione o luce ambientale esterna. In termini di adesione OC, è necessario garantire una buona adesione tra lo strato OC e lo strato di colore RGB, lo strato BM, nonché tra lo strato OC e lo strato ITO. In termini di stabilità ITO, è necessario garantire che lo strato ITO abbia un'elevata trasmittanza e una bassa resistività anche in ambienti anomali.
5. Bassa riflettività: se il display LCD TFT non viene utilizzato in un ambiente buio, sullo schermo del display si verificherà un riflesso. Per i substrati CF, un fattore importante che influenza la riflessione è la riflettività del BM. Utilizzando la resina nera come strato BM si ottiene la riflettività più bassa.