TFT-Bildschirme (Dünnschichttransistoren) sind zur vorherrschenden Technologie in verschiedenen elektronischen Geräten wie Smartphones, Tablets, Laptops und Fernsehgeräten geworden. Die Leistung und Qualität eines TFT-Display Die Eigenschaften eines TFT-Bildschirms werden weitgehend von den verwendeten Materialien, ihrer Anwendung und ihrer Integration in die Bildschirmarchitektur bestimmt. In diesem Artikel befassen wir uns mit den wichtigsten Materialien, die in TFT-Bildschirmen verwendet werden, mit ihren Eigenschaften und Vorteilen sowie mit ihrer Anwendung in verschiedenen Arten von TFT-Bildschirmen.
Wichtige Materialien für TFT-Bildschirme
Bei der Herstellung von TFT-Bildschirmen werden mehrere wichtige Materialien verwendet, darunter:
- Glassubstrat: Das Glassubstrat ist das Basismaterial, auf dem die Dünnschichttransistoren (TFTs) und andere elektronische Komponenten aufgebracht werden. Es bietet eine stabile und feste Plattform für die Display-Architektur sowie Schutz vor Umwelteinflüssen wie Feuchtigkeit und Staub.
- Dünnschichttransistoren (TFTs): TFTs sind die Kernkomponente eines TFT-Bildschirms, die für die Steuerung des Stromflusses zu jedem Pixel verantwortlich ist. Sie werden in der Regel aus Halbleitermaterialien wie amorphem Silizium (a-Si), polykristallinem Niedertemperatursilizium (LTPS) oder organischen Halbleitern hergestellt.
- Organische Licht emittierende Dioden (OLEDs): OLEDs werden in Displays mit aktiver Matrix aus organischen Leuchtdioden (AMOLEDs) verwendet, um Licht und Farbe zu erzeugen. Sie bestehen aus einem Stapel organischer Schichten, die Licht emittieren, wenn ein elektrischer Strom durch sie fließt. OLEDs bieten mehrere Vorteile gegenüber herkömmlichen Leuchtdioden (LEDs), darunter höhere Kontrastverhältnisse, schnellere Reaktionszeiten und eine bessere Energieeffizienz.
- Kondensatoren: Kondensatoren werden in TFT-Bildschirmen verwendet, um elektrische Ladung zu speichern und die Spannung an jedem Pixel aufrechtzuerhalten. Sie können aus verschiedenen Materialien hergestellt werden, z. B. aus Metall-Isolator-Metall-Strukturen (MIM), Metall-Oxid-Metall-Strukturen (MOM) und dielektrischen High-k-Materialien.
- Schaltkreisverbindungen: Schaltkreisverbindungen werden verwendet, um die verschiedenen elektronischen Komponenten innerhalb der Display-Architektur zu verbinden, einschließlich der TFTs, Kondensatoren und Datentreiber. Sie können aus verschiedenen Materialien hergestellt werden, darunter Kupfer, Aluminium und Silber.
Anwendung der wichtigsten Materialien in verschiedenen Arten von TFT-Displays
Die Anwendung von Schlüsselmaterialien in TFT-Bildschirmen variiert je nach Art der verwendeten Anzeigetechnologie. Hier sind einige Beispiele:
- a-Si-TFT-LCD-Anzeigen: Bei a-Si-TFT-LCD-Displays werden die TFTs in der Regel aus amorphem Silizium hergestellt, während die Pixelelektroden und die gemeinsamen Elektroden aus Indium-Zinn-Oxid (ITO) bestehen. Das Glassubstrat ist mit einer Schicht aus Siliziumnitrid (SiNx) überzogen, um die TFTs vor Feuchtigkeit und Sauerstoff zu schützen. Die OLED-Schicht besteht in der Regel aus kleinen Molekülen oder Polymeren, die blaues Licht emittieren, während grüne und rote OLED-Schichten darauf aufgebracht werden, um vollfarbige Bilder zu erzeugen.
- LTPS-TFT-LCD-Anzeigen: Bei LTPS-TFT-LCD-Displays werden die TFTs in der Regel aus polykristallinem Niedertemperatur-Silizium hergestellt, das im Vergleich zu a-Si-TFTs eine höhere Elektronenbeweglichkeit und eine bessere Bildqualität bietet. Das Glassubstrat wird mit einer Schicht aus Siliziumoxid (SiO2) beschichtet, um eine glatte Oberfläche für die Abscheidung der LTPS-Schicht zu erhalten. Die OLED-Schicht besteht in der Regel aus kleinen Molekülen oder Polymeren, die blaues oder grünes Licht emittieren, während rote und grüne OLED-Schichten darauf aufgebracht werden, um vollfarbige Bilder zu erzeugen.
- AMOLED-Anzeigen: Bei AMOLED-Displays werden die TFTs in der Regel aus organischen Halbleitern hergestellt, während die OLED-Schicht aus kleinen Molekülen oder Polymeren besteht, die rotes, grünes und blaues Licht emittieren. Das Glassubstrat wird mit einer Schicht aus transparentem leitfähigem Oxid (TCO) wie ITO oder Zinkoxid (ZnO) beschichtet, um die Anodenelektrode zu bilden. Die Kathodenelektrode besteht in der Regel aus einem reflektierenden Metall wie Aluminium oder Silber.
