أصبحت شاشات العرض TFT (ترانزستور الأغشية الرقيقة) التقنية السائدة في مختلف الأجهزة الإلكترونية، بما في ذلك الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة وأجهزة التلفزيون. إن أداء وجودة شاشة TFT يتم تحديد الشاشة إلى حد كبير من خلال المواد المستخدمة في بنائها، بالإضافة إلى تطبيقها وتكاملها في بنية الشاشة. في هذه المقالة، سنستكشف المواد الرئيسية المستخدمة في شاشات العرض TFT، وخصائصها ومزاياها، وتطبيقها في أنواع مختلفة من شاشات TFT.
المواد الرئيسية المستخدمة في شاشات العرض TFT
هناك العديد من المواد الرئيسية المستخدمة في بناء شاشات العرض TFT، بما في ذلك:
- الركيزة الزجاجية: الركيزة الزجاجية هي المادة الأساسية التي توضع عليها ترانزستورات الأغشية الرقيقة (TFTs) والمكونات الإلكترونية الأخرى. وهي توفر منصة ثابتة وصلبة لبنية الشاشة، فضلاً عن الحماية من العوامل البيئية مثل الرطوبة والغبار.
- ترانزستورات الأغشية الرقيقة (TFTs): ترانزستورات الترانزستورات الرقيقة هي المكون الأساسي لشاشة عرض ترانزستورات الترانزستورات الرقيقة (TFT)، وهي مسؤولة عن التحكم في تدفق التيار الكهربائي إلى كل بكسل. وعادة ما تكون مصنوعة من مواد شبه موصلة مثل السيليكون غير المتبلور (a-Si) أو السيليكون متعدد البلورات منخفض الحرارة (LTPS) أو أشباه الموصلات العضوية.
- الصمامات الثنائية العضوية الباعثة للضوء (OLEDs): تُستخدم الصمامات الثنائية الباعثة للضوء العضوية النشطة (OLED) في شاشات الصمام الثنائي العضوي الباعث للضوء النشط (AMOLED) لإنتاج الضوء والألوان. وهي تتكون من كومة من الطبقات العضوية التي ينبعث منها الضوء عند تمرير تيار كهربائي عبرها. توفر شاشات الصمامات الثنائية الباعثة للضوء العضوية النشطة (OLED) العديد من المزايا مقارنةً بالصمامات الثنائية الباعثة للضوء التقليدية (LED)، بما في ذلك نسب تباين أعلى وأوقات استجابة أسرع وكفاءة أفضل في استهلاك الطاقة.
- المكثفات: تُستخدم المكثفات في شاشات العرض TFT لتخزين الشحنة الكهربائية والحفاظ على الجهد عبر كل بكسل. ويمكن صنعها من مواد مختلفة، بما في ذلك الهياكل المعدنية-العازلة، والهياكل المعدنية-الأكسيدية-المعدنية، والمواد العازلة عالية الكيل.
- الوصلات البينية للدوائر: تُستخدم الوصلات البينية للدوائر لتوصيل المكونات الإلكترونية المختلفة داخل بنية الشاشة، بما في ذلك ترانزستور الترانزستور الرقائقي والمكثفات ومحركات البيانات. يمكن تصنيعها من مواد مختلفة، بما في ذلك النحاس والألومنيوم والفضة.
تطبيق المواد الرئيسية في أنواع مختلفة من شاشات TFT
يختلف استخدام المواد الرئيسية في شاشات العرض TFT باختلاف نوع تقنية العرض المستخدمة. فيما يلي بعض الأمثلة:
- شاشات العرض بشاشة LCD بتقنية ترانزستور السيليكون المرنّح (A-Si): في شاشات عرض شاشات العرض البلورية السائلة (LCD) المزودة بتقنية ترانزستور السيليكون (A-Si)، عادةً ما تكون شاشات ترانزستور السيليكون مصنوعة من السيليكون غير المتبلور، بينما تكون أقطاب البكسل والأقطاب الكهربائية المشتركة مصنوعة من أكسيد قصدير الإنديوم (ITO). يتم طلاء الطبقة السفلية الزجاجية بطبقة من نيتريد السيليكون (SiNx) لحماية الترانزستور الرقيق من الرطوبة والأكسجين. عادةً ما تكون طبقة OLED مصنوعة من جزيئات صغيرة أو بوليمرات تنبعث منها إضاءة زرقاء، بينما يتم ترسيب طبقات OLED خضراء وحمراء في الأعلى لإنتاج صور ملونة بالكامل.
- شاشات LTPS TFT LCD: في شاشات LTPS TFT LCD، عادةً ما تكون شاشات LTPS TFT LCD مصنوعة من السيليكون متعدد الكريستالات منخفض الحرارة، والذي يوفر حركة إلكترون أعلى وجودة صورة محسنة مقارنةً بشاشات TFTs من نوع A-Si. يتم طلاء الركيزة الزجاجية بطبقة من أكسيد السيليكون (SiO2) لتوفير سطح أملس لترسيب طبقة LTPS. عادةً ما تكون طبقة OLED مصنوعة من جزيئات صغيرة أو بوليمرات تنبعث منها ضوء أزرق أو أخضر، بينما يتم ترسيب طبقات OLED الحمراء والخضراء في الأعلى لإنتاج صور ملونة بالكامل.
- شاشات AMOLED: في شاشات AMOLED، عادةً ما تُصنع الترقيق الرقائقي الشفاف من أشباه الموصلات العضوية، بينما تُصنع طبقة OLED من جزيئات صغيرة أو بوليمرات تبعث ضوءًا أحمر وأخضر وأزرق. يتم طلاء الركيزة الزجاجية بطبقة من الأكسيد الشفاف الموصل (TCO)، مثل ITO أو أكسيد الزنك (ZnO)، لتشكيل قطب الأنود. يُصنع قطب الكاثود عادةً من معدن عاكس مثل الألومنيوم أو الفضة.
