Les écrans TFT (thin-film transistor) sont devenus la technologie dominante pour une large gamme d'appareils électroniques, notamment les smartphones, les tablettes, les ordinateurs portables et les téléviseurs.Écran TFTLes performances et la qualité d'un écran TFT dépendent fortement des matériaux utilisés dans sa construction, de leur application et de leur intégration dans l'architecture de l'écran. Dans cet article, nous examinerons les principaux matériaux utilisés dans les écrans TFT, leurs propriétés et avantages, et leur application dans différents types d'écrans TFT.
Principaux matériaux utilisés dans les écrans TFT
L'écran TFT est fabriqué à partir d'une variété de matériaux clés, notamment
Substrat de verre : le substrat de verre est le matériau de base pour le dépôt de transistors à couche mince (TFT) et d'autres composants électroniques. Il constitue une plate-forme stable et rigide pour les architectures d'affichage et protège contre les facteurs environnementaux tels que l'humidité et la poussière.
Transistors à couches minces (TFT) : les TFT sont le composant central d'un écran TFT et sont responsables du contrôle du flux de courant vers chaque pixel. Ils sont généralement fabriqués à partir de matériaux semi-conducteurs tels que le silicium amorphe (a-Si), le silicium polycristallin à basse température (LTPS) ou les semi-conducteurs organiques.
Diode organique électroluminescente (OLED) : Les OLED sont utilisées dans les écrans AMOLED (Active Matrix Organic Light Emitting Diode) pour produire de la lumière et de la couleur. Elles sont constituées d'un ensemble de couches organiques qui émettent de la lumière lorsqu'elles sont traversées par un courant électrique. Les OLED offrent un certain nombre d'avantages par rapport aux diodes électroluminescentes (DEL) traditionnelles, notamment un contraste plus élevé, des temps de réponse plus rapides et une meilleure efficacité énergétique.
Condensateurs : les condensateurs sont utilisés dans les écrans TFT pour stocker la charge et maintenir la tension sur chaque pixel. Ils peuvent être fabriqués à partir de divers matériaux, notamment des structures métal-isolant-métal (MIM), des structures métal-oxyde-métal (MOM) et des matériaux diélectriques à haute densité.
Interconnexions de circuits : les interconnexions de circuits sont utilisées pour relier divers composants électroniques au sein de l'architecture de l'écran, notamment les écrans plats, les condensateurs et les pilotes de données. Ils peuvent être fabriqués à partir de divers matériaux, notamment le cuivre, l'aluminium et l'argent.
Application des principaux matériaux dans différents types d'écrans TFT
L'application des matériaux clés pour les écrans TFT varie en fonction du type de technologie d'affichage utilisé. En voici quelques exemples :
Écrans LCD TFT a-Si : Dans les écrans LCD TFT a-Si, le TFT est généralement constitué de silicium amorphe, tandis que les électrodes des pixels et les électrodes communes sont en oxyde d'indium et d'étain (ITO). Le substrat de verre est recouvert d'une couche de nitrure de silicium (SiNx) pour protéger le TFT de l'humidité et de l'oxygène. Les couches d'oLED sont généralement constituées de petites molécules ou de polymères qui émettent une lumière bleue, tandis que des couches d'oLED vertes et rouges sont déposées sur le dessus pour produire une image en couleur.
Écrans LCD LTPS TFT : dans les écrans LCD LTPS TFT, le TFT est généralement constitué de polysilicium à basse température, qui offre une plus grande mobilité des électrons et une meilleure qualité d'image que les TFT a-Si. Le substrat de verre est recouvert d'une couche de dioxyde de silicium (SiO2) afin de fournir une surface lisse pour le dépôt de la couche LTPS. La couche OLED est généralement composée de petites molécules ou de polymères qui émettent une lumière bleue ou verte, tandis que les couches OLED rouge et verte sont déposées par-dessus pour produire une image en couleur.
Écran AMOLED : Dans un écran AMOLED, le TFT est généralement constitué d'un semi-conducteur organique, tandis que la couche OLED est composée de petites molécules ou de polymères qui émettent de la lumière rouge, verte et bleue. Le substrat de verre est recouvert d'une couche d'oxyde conducteur transparent (TCO), tel que l'ITO ou l'oxyde de zinc (ZnO), pour former une électrode anodique. L'électrode cathodique est généralement constituée d'un métal réfléchissant tel que l'aluminium ou l'argent.