TFT-Displays (Dünnfilmtransistoren) sind zur dominierenden Technologie für eine Vielzahl von elektronischen Geräten geworden, darunter Smartphones, Tablets, Laptops und Fernseher.TFT-DisplayDie Leistung und Qualität eines TFT-Displays hängt in hohem Maße von den Materialien ab, die bei seiner Konstruktion verwendet werden, sowie von ihrer Anwendung und Integration in die Display-Architektur. In diesem Artikel werden wir uns mit den wichtigsten Materialien, die in TFT-Displays verwendet werden, ihren Eigenschaften und Vorteilen und ihrer Anwendung in verschiedenen Arten von TFT-Displays beschäftigen.
Wichtige Materialien für TFT-Displays
Das TFT-Display besteht aus einer Vielzahl von wichtigen Materialien, darunter:
Glassubstrat: Glassubstrat ist das Basismaterial für die Abscheidung von Dünnschichttransistoren (TFTs) und anderen elektronischen Komponenten. Es bietet eine stabile und steife Plattform für Display-Architekturen und schützt vor Umwelteinflüssen wie Feuchtigkeit und Staub.
Dünnfilmtransistoren (TFTs): TFTs sind die Kernkomponente eines TFT-Displays und für die Steuerung des Stromflusses zu jedem Pixel verantwortlich. Sie werden in der Regel aus Halbleitermaterialien wie amorphem Silizium (a-Si), polykristallinem Silizium mit niedriger Temperatur (LTPS) oder organischen Halbleitern hergestellt.
Organische Leuchtdioden (OLED): OLEDs werden in AMOLED-Displays (Active Matrix Organic Light Emitting Diode) verwendet, um Licht und Farbe zu erzeugen. Sie bestehen aus einem Bündel organischer Schichten, die Licht emittieren, wenn elektrischer Strom durch sie fließt. OLEDs bieten eine Reihe von Vorteilen gegenüber herkömmlichen Leuchtdioden (LEDs), darunter einen höheren Kontrast, schnellere Reaktionszeiten und eine bessere Energieeffizienz.
Kondensatoren: Kondensatoren werden in TFT-Displays verwendet, um Ladung zu speichern und die Spannung an jedem Pixel aufrechtzuerhalten. Sie können aus einer Vielzahl von Materialien hergestellt werden, darunter Metall-Isolator-Metall (MIM)-Strukturen, Metall-Oxid-Metall (MOM)-Strukturen und hoch-k-dielektrische Materialien.
Schaltkreisverbindungen: Schaltkreisverbindungen werden verwendet, um verschiedene elektronische Komponenten innerhalb der Display-Architektur zu verbinden, darunter TFTs, Kondensatoren und Datentreiber. Sie können aus einer Vielzahl von Materialien bestehen, darunter Kupfer, Aluminium und Silber.
Anwendung der wichtigsten Materialien in verschiedenen Arten von TFT-Displays
Die Anwendung der wichtigsten Materialien für TFT-Displays variiert je nach Art der verwendeten Displaytechnologie. Hier sind einige Beispiele:
a-Si TFT-LCD-Displays: Bei a-Si TFT-LCD-Displays besteht der TFT in der Regel aus amorphem Silizium, während die Pixelelektroden und die gemeinsamen Elektroden aus Indium-Zinn-Oxid (ITO) gefertigt sind. Das Glassubstrat ist mit einer Schicht aus Siliziumnitrid (SiNx) beschichtet, um den TFT vor Feuchtigkeit und Sauerstoff zu schützen. oLED-Schichten bestehen in der Regel aus kleinen Molekülen oder Polymeren, die blaues Licht emittieren, während grüne und rote oLED-Schichten auf der Oberseite aufgebracht werden, um ein vollfarbiges Bild zu erzeugen.
LTPS-TFT-LCD-Displays: Bei LTPS-TFT-LCD-Displays besteht der TFT in der Regel aus Niedertemperatur-Polysilizium, das eine höhere Elektronenbeweglichkeit und eine bessere Bildqualität als a-Si-TFTs bietet. Das Glassubstrat wird mit einer Schicht aus Siliziumdioxid (SiO2) beschichtet, um eine glatte Oberfläche für die LTPS-Schicht zu schaffen. Die OLED-Schicht besteht in der Regel aus kleinen Molekülen oder Polymeren, die blaues oder grünes Licht emittieren, während die roten und grünen OLED-Schichten darauf aufgebracht werden, um ein vollfarbiges Bild zu erzeugen.
AMOLED-Display: Bei einem AMOLED-Display besteht der TFT normalerweise aus einem organischen Halbleiter, während die OLED-Schicht aus kleinen Molekülen oder Polymeren besteht, die rotes, grünes und blaues Licht emittieren. Das Glassubstrat ist mit einer Schicht aus transparentem leitfähigem Oxid (TCO) wie ITO oder Zinkoxid (ZnO) beschichtet, um eine Anodenelektrode zu bilden. Die Kathodenelektrode besteht normalerweise aus einem reflektierenden Metall wie Aluminium oder Silber.