أصبحت شاشات عرض TFT (ترانزستور الأغشية الرقيقة) التقنية السائدة في مختلف الأجهزة الإلكترونية، بما في ذلك الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة وأجهزة التلفزيون. يعتمد أداء وجودة الشاشة على... عرض TFT تعتمد جودة شاشات TFT بشكل كبير على المواد المستخدمة في تصنيعها، بالإضافة إلى تطبيقاتها وتكاملها مع بنية العرض. في هذه المقالة، سنستكشف المواد الرئيسية المستخدمة في شاشات TFT، وخصائصها ومزاياها، وتطبيقاتها في أنواع مختلفة منها.
المواد الرئيسية المستخدمة في شاشات العرض TFT
هناك العديد من المواد الرئيسية المستخدمة في بناء شاشات العرض TFT، بما في ذلك:
- قاعدة زجاجية: تُعدّ قاعدة الزجاج المادة الأساسية التي تُركّب عليها ترانزستورات الأغشية الرقيقة (TFTs) والمكونات الإلكترونية الأخرى. تُوفّر هذه القاعدة قاعدةً ثابتةً وصلبةً لهيكل العرض، بالإضافة إلى حمايةٍ من العوامل البيئية كالرطوبة والغبار.
- ترانزستورات الأغشية الرقيقة (TFTs): تُعدّ ترانزستورات الأغشية الرقيقة المكون الأساسي لشاشة عرض TFT، وهي مسؤولة عن التحكم في تدفق التيار الكهربائي إلى كل بكسل. تُصنع عادةً من مواد شبه موصلة، مثل السيليكون غير المتبلور (a-Si)، أو السيليكون متعدد البلورات منخفض الحرارة (LTPS)، أو أشباه الموصلات العضوية.
- الثنائيات الباعثة للضوء العضوية (OLED): تُستخدم هذه الثنائيات في شاشات AMOLED ذات المصفوفة النشطة لإنتاج الضوء والألوان. تتكون هذه الثنائيات من طبقات عضوية تُصدر الضوء عند مرور تيار كهربائي عبرها. تتميز ثنائيات OLED بمزايا عديدة مقارنةً بالثنائيات الباعثة للضوء التقليدية (LED)، بما في ذلك نسب تباين أعلى، وأوقات استجابة أسرع، وكفاءة طاقة أفضل.
- المكثفات: تُستخدم المكثفات في شاشات عرض TFT لتخزين الشحنة الكهربائية والحفاظ على الجهد عبر كل بكسل. يمكن تصنيعها من مواد متنوعة، بما في ذلك هياكل المعدن العازل المعدني (MIM)، وهياكل المعدن أكسيد المعدن (MOM)، والمواد العازلة عالية الكفاءة.
- وصلات الدوائر: تُستخدم وصلات الدوائر لربط مختلف المكونات الإلكترونية ضمن بنية الشاشة، بما في ذلك شاشات TFT والمكثفات ومشغلات البيانات. ويمكن تصنيعها من مواد متنوعة، بما في ذلك النحاس والألومنيوم والفضة.
استخدام المواد الأساسية في أنواع مختلفة من شاشات TFT
يختلف استخدام المواد الرئيسية في شاشات TFT باختلاف نوع تقنية العرض المستخدمة. إليك بعض الأمثلة:
- شاشات LCD TFT المصنوعة من السيليكون غير المتبلور: في شاشات LCD TFT المصنوعة من السيليكون غير المتبلور، تُصنع شاشات TFT عادةً من السيليكون غير المتبلور، بينما تُصنع أقطاب البكسل والأقطاب الكهربائية الشائعة من أكسيد قصدير الإنديوم (ITO). تُغطى الطبقة الزجاجية بطبقة من نيتريد السيليكون (SiNx) لحماية شاشات TFT من الرطوبة والأكسجين. تُصنع طبقة OLED عادةً من جزيئات صغيرة أو بوليمرات تُصدر ضوءًا أزرق، بينما تُوضع طبقات OLED الخضراء والحمراء فوقها لإنتاج صور ملونة بالكامل.
- شاشات LTPS TFT LCD: في شاشات LTPS TFT LCD، تُصنع عادةً من السيليكون متعدد البلورات منخفض الحرارة، مما يوفر حركة إلكترونية أعلى وجودة صورة مُحسّنة مقارنةً بشاشات A-Si TFT. تُغطى الطبقة الزجاجية بطبقة من أكسيد السيليكون (SiO2) لتوفير سطح أملس لترسيب طبقة LTPS. تُصنع طبقة OLED عادةً من جزيئات صغيرة أو بوليمرات تُصدر ضوءًا أزرق أو أخضر، بينما تُرسب طبقات OLED الحمراء والخضراء فوقها لإنتاج صور كاملة الألوان.
- شاشات AMOLED: في شاشات AMOLED، تُصنع عادةً شاشات TFT من أشباه موصلات عضوية، بينما تُصنع طبقة OLED من جزيئات صغيرة أو بوليمرات تُصدر ضوءًا أحمر وأخضر وأزرق. تُغطى الطبقة الزجاجية بطبقة من أكسيد موصل شفاف (TCO)، مثل أكسيد الإنديوم (ITO) أو أكسيد الزنك (ZnO)، لتشكيل قطب المصعد. أما قطب المهبط، فيُصنع عادةً من معدن عاكس مثل الألومنيوم أو الفضة.