شاشة الترانزستور ذات الغشاء الرقيق (TFT) هي نوع من تقنية شاشات العرض المسطحة التي اكتسبت شعبية واسعة النطاق بسبب دقتها العالية ووقت استجابتها السريع وكفاءتها في استخدام الطاقة. شاشات TFT تُستخدم في مختلف الأجهزة الإلكترونية، مثل الهواتف الذكية، والأجهزة اللوحية، وأجهزة الكمبيوتر المحمولة، وأجهزة التلفزيون. في هذه المقالة، سنناقش المكونات الرئيسية لشاشة TFT وكيفية عملها معًا لإنتاج صور عالية الجودة.
- لوحة الكترونية معززة
اللوحة الخلفية هي أساس شاشة TFT، وتتكون من عدة طبقات من المواد الموصلة والعازلة وأشباه الموصلات. تتحكم اللوحة الخلفية في تدفق الكهرباء بين مختلف مكونات الشاشة، كما توفر الدعم للمكونات الأخرى وتساعد في الحفاظ على محاذاة عناصرها.
- ترانزستورات الأغشية الرقيقة (TFTs)
ترانزستورات الأغشية الرقيقة هي جوهر شاشات TFT، وهي المسؤولة عن التحكم في تدفق الكهرباء بين البكسلات. تحتوي كل بكسل على ترانزستور TFT يعمل كمفتاح، حيث يُشغّل البكسل أو يُعطّله عن طريق السماح بتدفق الكهرباء أو منعه. تُصنع ترانزستورات TFT من مواد شبه موصلة، مثل السيليكون غير المتبلور أو السيليكون متعدد البلورات، وتُرسّب على اللوحة الخلفية باستخدام تقنيات مثل الترسيب الكيميائي للبخار (CVD) أو الترسيب الكيميائي للبخار المُحسّن بالبلازما (PECVD).
- مجموعة البكسل
مصفوفة البكسلات هي شبكة من وحدات البكسل الفردية التي تُشكل الشاشة. تحتوي كل بكسل على ثلاث وحدات بكسل فرعية: الأحمر والأخضر والأزرق (RGB)، والتي تتحد لتُشكل مجموعة واسعة من الألوان. تتكون مصفوفة البكسلات من طبقتين: طبقة مرشح الألوان وطبقة الكريستال السائل. تحتوي طبقة مرشح الألوان على مرشحات الأحمر والأخضر والأزرق التي تسمح فقط بمرور ضوء اللون المقابل عبر كل بكسل فرعي. تحتوي طبقة الكريستال السائل على ملايين جزيئات الكريستال السائل الصغيرة التي يُمكن التحكم فيها بواسطة مجال كهربائي للتحكم في كمية الضوء المار عبر كل بكسل فرعي.
- دوائر العنونة
دائرة العنونة مسؤولة عن اختيار صفوف وأعمدة وحدات البكسل التي تحتاج إلى تحديث ببيانات صورة جديدة. تتكون دائرة العنونة من مُشغلات صفوف وأعمدة تُولّد إشارات الجهد اللازمة لتشغيل أو إيقاف شاشات TFT في كل وحدة بكسل. يختار مُشغل الصفوف صفوف وحدات البكسل واحدًا تلو الآخر، بينما يختار مُشغل الأعمدة أعمدة وحدات البكسل واحدًا تلو الآخر. يسمح هذا لدائرة العنونة بتحديث كل وحدة بكسل على حدة ببيانات صورة جديدة.
- البوابة وخطوط البيانات
تُستخدم خطوط البوابة وخطوط البيانات لنقل الإشارات بين دائرة العنونة ومصفوفة البكسل. تحمل خطوط البوابة إشارات تتحكم في تشغيل شاشات TFT في كل بكسل، بينما تحمل خطوط البيانات بيانات الصورة المعروضة على الشاشة. تتصل خطوط البوابة بمحركات الصفوف، بينما تتصل خطوط البيانات بمحركات الأعمدة. عند تفعيل خط البوابة، يُشغّل جميع شاشات TFT في صف البكسل المقابل، مما يسمح لخطوط البيانات بنقل بيانات الصورة إلى كل بكسل.
- المستقطبين
تُستخدم المستقطبات للتحكم في اتجاه الضوء المار عبر الشاشة. تتكون من غشاء مستقطب يُثبّت على السطح الأمامي للشاشة، وآخر يُثبّت على مصدر الإضاءة الخلفية. يُحاذى الغشاءان المستقطبان بحيث لا تمر عبرهما إلا موجات الضوء ذات اتجاه استقطاب محدد. يُساعد هذا على تقليل الوهج وتحسين التباين من خلال السماح فقط لموجات الضوء المستقطبة رأسيًا بالمرور عبر الشاشة عند النظر إليها من زاوية محددة.
باختصار، تتكون شاشة TFT من عدة مكونات رئيسية تعمل معًا لإنتاج صور عالية الجودة. توفر اللوحة الخلفية الدعم للمكونات الأخرى وتتحكم في تدفق الكهرباء بينها. تعمل ترانزستورات الأغشية الرقيقة كمفاتيح للتحكم في تدفق الكهرباء بين وحدات البكسل، بينما تتكون مصفوفة وحدات البكسل من وحدات بكسل فرعية حمراء وخضراء وزرقاء تتحد لتكوين مجموعة واسعة من الألوان. تحدد دائرة العنونة صفوف وأعمدة وحدات البكسل التي تحتاج إلى تحديث ببيانات الصورة الجديدة، بينما تنقل خطوط البوابة والبيانات الإشارات بين دائرة العنونة ومصفوفة وحدات البكسل. وأخيرًا، تتحكم المستقطبات في اتجاه الضوء المار عبر الشاشة، مما يقلل الوهج ويحسن التباين.
