وظائف المواد الرئيسية لوحات عرض الكريستال السائل TFT-LCD

2026-06-03

1.  a-Si (السيليكون غير المتبلور): a-Si هي مادة أشباه الموصلات الأطول عمرًا المستخدمة في طبقات قنوات TFT. تعد عملية تصنيع اللوحات الإلكترونية المعززة a-Si TFT بسيطة نسبيًا، حيث توفر معدلات إنتاجية عالية وتكاليف منخفضة، وهي صفات تمنحها ميزة طبيعية في إنتاج لوحات TFT-LCD على خطوط الجيل الأعلى. حاليًا، الغالبية العظمى من خطوط إنتاج G8.5 والجيل الأكبر تستخدم لوحات الكترونية معززة a-Si TFT. ومع ذلك، نظرًا لحركة الإلكترون الخاصة بـ a-Si التي تبلغ 0.9–1 سم²/V·s فقط، فهي ليست مناسبة تمامًا لإنشاء شاشات ذات سطوع عالٍ، أو دقة عالية، أو PPI عالية، أو معدلات تحديث سريعة. ونتيجة لذلك، يتم استخدام a-Si بشكل أساسي في لوحات العرض للمبتدئين.

2. IGZO (أكسيد الزنك غاليوم الإنديوم): بالمقارنة مع مواد أشباه الموصلات a-Si، توفر تقنية IGZO TFT لوحة الكترونية معززة قدرة أعلى على الحركة الإلكترونية بشكل ملحوظ. بفضل قدرة الإلكترون على الحركة التي تبلغ 10-25 سم²/فولت · ثانية، تتيح IGZO معدلات تفريغ شحن أسرع لأقطاب البكسل TFT، مما يجعل من الممكن تحقيق سطوع عالٍ، ودقة عالية، وارتفاع PPI، ومعدلات تحديث محسّنة في لوحات العرض كبيرة الحجم.

3.  LTPS (بولي سيليكون منخفض الحرارة): LTPS هي تقنية تعمل على تحويل طبقة رقيقة من السيليكون غير المتبلور (a-Si) المترسبة على الزجاج إلى سيليكون متعدد البلورات (p-Si، Poly-Silicon) من خلال عملية بلورة يتم إجراؤها عند درجات حرارة أقل من 600 درجة مئوية. وأخيرًا، يتم استخدام عمليات الأغشية الرقيقة لتصنيع أجهزة TFT حيث تعمل p-Si كطبقة نشطة. من بين a-Si وIGZO، تتميز مادة أشباه الموصلات LTPS بأعلى قدرة على الحركة الإلكترونية، حيث تصل إلى أكثر من 100 سم²/فولت · ثانية. وهذا يجعلها مثالية لإنتاج لوحات عرض ذات سطوع أعلى، ودقة أكبر، ومؤشر أسعار المنتجين (PPI) أعلى، ومعدلات تحديث أسرع. ومع ذلك، نظرًا لعملية التصنيع المعقدة والتكاليف المرتفعة، فإن LTPS هو الأنسب للوحات TFT الخلفية على G6.0 أو خطوط إنتاج الجيل الأصغر.

4.  LTPO (أكسيد متعدد البلورات منخفض الحرارة): LTPO عبارة عن مادة تم إنشاؤها من خلال الجمع بين تقنيتي أشباه الموصلات — LTPS وIGZO. إنه يرث قدرة LTPS العالية على الحركة الإلكترونية بينما يستفيد من تيار التسرب المنخفض بشكل استثنائي لـ IGZO. تتيح إمكانية الحركة الإلكترونية الفائقة لشاشات العرض تحقيق ميزات مثل السطوع العالي، والدقة الأكثر وضوحًا، وارتفاع مؤشر أسعار المنتجين، ومعدلات تحديث أسرع. وفي الوقت نفسه، يسمح تيار التسرب المنخفض للوحات بالعمل بمعدلات تحديث أقل، مما يقلل بشكل كبير من استهلاك الطاقة. حاليًا، يتم استخدام تقنية لوحة الكترونية معززة LTPO TFT في منتجات AMOLED المتميزة.

5.  RGB ​​CR (مقاومة ألوان RGB): المادة الأساسية في ألوان RGB مقاومة لركيزة مرشح ألوان CF، وتتكون عادةً من الألوان الأساسية الأحمر والأخضر والأزرق. إنه يوفر اللونية والنفاذية لشاشات عرض الكريستال السائل TFT LCD.

6.  BM (Black Matrix): من ناحية، تعمل Black Matrix BM على حجب الضوء، مما يمنع اختلاط الألوان بين وحدات البكسل الفرعية المتجاورة باللون الأحمر والأخضر والأزرق. فهو يوقف بشكل فعال تسرب الضوء بين وحدات البكسل الفرعية، وبالتالي يعزز نسبة التباين في لوحة العرض. 7.0c (Over Coater): يحمي طبقات حجب الألوان باللون الأحمر والأخضر والأزرق بينما يقوم في نفس الوقت بتسطيح سطح فيلم CF. طبقة OC مصنوعة من راتينج الأكريليك وتأتي في نوعين: بالحرارة وقابلة للمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية. بالنسبة للمنتجات ذات أوضاع العرض VA وTN، نظرًا لأن طبقات حجب الألوان الأحمر والأخضر والأزرق مغطاة بقطب ITO للحماية، فإن الاختلافات في سمك الخلية الناتجة عن عدم التساوي في هذه الطبقات والمصفوفة السوداء (BM) لها تأثير ضئيل على أداء العرض. ولذلك، يمكن حذف طبقة OC. ومع ذلك، تفتقر منتجات وضع عرض IPS إلى طبقة قطب ITO الواقية، مما يجعل التحكم الدقيق في سمك الخلية أمرًا بالغ الأهمية؛ ومن ثم، فإن طبقة OC ضرورية لهذه التطبيقات.

7.  P/Polyimide: يتم طلاء طبقة المحاذاة على كل من الأسطح الداخلية لركيزة صفيف TFT وركيزة مرشح الألوان (CF). بعد المعالجة، يمارس فيلم المحاذاة تأثير "التثبيت" على جزيئات الكريستال السائل، مما يضمن محاذاتها عند زاوية مائلة محددة.

8.  PS (فاصل الصور): يتم تشكيل الفواصل العمودية باستخدام الطباعة الحجرية الضوئية ويشار إليها عادةً باسم فواصل الصور. تعمل هذه الفواصل على دعم الركائز الزجاجية TFT وCF، مما يضمن سماكة فجوة الخلية الموحدة. بالإضافة إلى ذلك، فإنها تعمل على تعزيز مقاومة الضغط لشاشة TFT LCD مع الحفاظ على معدلات النفاذية والتباين المثالية.

9.  MPS (Main-PS): Main-PS عبارة عن مادة راتنجية مرنة تتمثل وظيفتها الأساسية في دعم الركائز الزجاجية TFT وCF للوحة LCD، مما يضمن سمكًا ثابتًا وموحدًا للخلية البلورية السائلة.

10.SPS (Sub-PS): يعمل Sub-ps جنبًا إلى جنب مع Main-PS، ويوفر دعمًا إضافيًا للوحة الكريستال السائل. ويساعد هذا على تعزيز مقاومة اللوحة لقوى التكسير - عند تطبيق ضغط خارجي، يعمل كل من Sub-PS وMain-PS معًا لمنع التشوه.

11.BS (Ball Spacer): الغرض الأساسي من تشتيت الفواصل الكروية داخل الخلية هو دعم الركائز الزجاجية TFT وCF مع الحفاظ على سمك الخلية. ومع ذلك، غالبًا ما تؤدي عملية التشتت إلى توزيع غير متساوٍ لهذه الفواصل الكروية، مما يؤدي إلى مشكلات مثل انخفاض النفاذية وانخفاض نسب التباين. ونتيجة لذلك، تم التخلص التدريجي من هذه التكنولوجيا إلى حد كبير اليوم.

12.فاصل GF (فاصل الألياف الزجاجية): عادةً ما يتم خلط فواصل الألياف الزجاجية في مادة لاصقة مانعة للتسرب للحفاظ على سماكة صندوق الخلية المتسقة عبر منطقة الخلية، مما يضمن التشتت الموحد لجزيئات الكريستال السائل داخل الخلية ومنع عيوب العرض حول محيط الخلية.

13.LC (البلور السائل): البلورات السائلة هي حالة متوسطة من المادة تقع بين السوائل والمواد الصلبة، وتظهر خصائص مثل سيولة السائل مع تباين البلورة. عند درجات الحرارة المنخفضة حوالي -50 درجة مئوية، تظهر البلورات السائلة عادةً على شكل بلورات بيضاء تشبه البلاستيك. مع ارتفاع درجة الحرارة، تلين البلورات السائلة تدريجيًا، وتتحول إلى سائل شفاف وزيتي ولزج. إذا استمرت درجة الحرارة في الارتفاع - تصل عادةً إلى حوالي 100 درجة مئوية (على الرغم من أن نقطة التصفية تختلف اعتمادًا على نوع معين من البلورات السائلة) - تصبح المادة سائلًا صافيًا متدفقًا. وتعرف درجة الحرارة التي يحدث عندها هذا التحول إلى الشفافية بنقطة تصفية البلورة السائلة.

14.N+ a-Si (n+ سيليكون غير متبلور): يستخدم N+ a-Si بشكل شائع في طبقات التلامس الأومية، ويتم وضعه عادةً بين أقطاب المصدر والصرف وطبقة أشباه الموصلات. تتمثل الوظيفة الأساسية لـ n+ a-Si في تقليل مقاومة التلامس، مما يمكّن أقطاب المصدر والصرف من استخراج أو حقن حاملات الشحنة من طبقة أشباه الموصلات بشكل أكثر كفاءة.

15.ITO (أكسيد القصدير الإنديوم): ITO هو أكسيد موصل شفاف، يعمل كواحدة من طبقات الأغشية الرقيقة المهمة في شاشات TFT-LCD. في شاشات TFT-LCD، يتم استخدامه بشكل شائع كقطب البكسل (Pixel ITO)، والقطب المشترك (COM ITO)، ولوحة الربط (PAD).

16.ATO (أكسيد القصدير المشبع بالأنتيمون): تستخدم أفلام ATO عالية المقاومة بشكل شائع في مشاريع Incell. يتم ترسيب ATO على السطح العلوي لزجاج CF لمعالجة مشكلات مثل التداخل مع إشارات اللمس ولتعزيز التوصيل الكهروستاتيكي.

17.مانع التسرب: في شاشات TFT-LCD، يعمل لاصق الحدود في المقام الأول على إغلاق الخلية البلورية السائلة، ومنع تسرب البلورة السائلة ودخول الرطوبة، والحفاظ على أبعاد فجوة الخلية المتسقة حول المحيط، وربط ركيزة المصفوفة بركيزة مرشح ألوان CF.

18. المادة المانعة للتسرب الرئيسية: عادةً، يتم تطبيق حبة واحدة فقط من المادة اللاصقة الحدودية حول محيط لوحة عرض LCD - ويشار إلى ذلك باسم المادة اللاصقة الحدودية الرئيسية.

19. مانع التسرب الوهمي: حول محيط الألواح الزجاجية الكبيرة، يتم تطبيق مادة لاصقة إضافية زائدة عن الحاجة، مما يساعد على الحفاظ على التوازن الميكانيكي أثناء عملية قطع الركيزة الزجاجية. وهذا يضمن قوى متوازنة على كل من شفرات القطع العلوية والسفلية، مع تقليل إجهاد القطع الذي تتعرض له المادة اللاصقة الحدودية الأساسية.

20.SiNx: يلعب نيتريد السيليكون مجموعة واسعة من الأدوار في شاشات TFT-LCD، حيث يعمل كطبقة حاجزة، وطبقة واقية، وطبقة عازلة، والمزيد. يتميز فيلم SiNx ببنية كثيفة تمنع بشكل فعال انتشار أيونات الشوائب. بالإضافة إلى ذلك، تُستخدم أفلام SiNx بشكل شائع كطلاءات واقية، مما يحمي طبقات الأسلاك المهمة. يتم أيضًا استخدام SiNx بشكل متكرر كعازل كهربائي، مما يساعد على منع دوائر القصر الحالية عن طريق عزل طبقات الأفلام المختلفة.

21.G-SiNx: طبقة نيتريد السيليكون المترسب فوق قطب البوابة، والتي يشار إليها عادةً باسم G-SiNx أو، بدلاً من ذلك، طبقة GI، تعمل في المقام الأول كمواد عازلة.

22. يُشار عادةً إلى فيلم نيتريد السيليكون PA-SiNx، المترسب فوق أقطاب المصدر والصرف، باسم PA-SiNx ويعمل في المقام الأول كطبقة عازلة وواقية.

23.MO/AL/MO: مخطط مركب لمواد الإلكترود الخاصة بأقطاب المصدر والصرف والبوابة - وهي مواد معدنية مركبة شائعة الاستخدام في تكنولوجيا معالجة AL.

24.MoTi/Cu: مزيج من مادة القطب الكهربائي لأقطاب المصدر والصرف والبوابة - وهي مواد معدنية مركبة شائعة الاستخدام في تقنية معالجة CU.

25.SD (المصدر/المصرف): قطب المصدر هو قطب الإدخال لـ TFT، ويعمل عادةً كمحطة إدخال البيانات، ويقوم بتزويد التيار إلى قطب التصريف. من ناحية أخرى، يعمل قطب التصريف كطرف إخراج التيار، حيث يستقبل التيار الذي يتدفق عبر القناة من قطب المصدر - ثم يسلمه إلى قطب البكسل.

26.البوابة: قطب البوابة هو قطب التحكم في TFT. ومن خلال تطبيق الجهد الكهربي عليها، يمكن تغيير موصلية القناة. يتم استخدام جهد البوابة لتشغيل وإيقاف الترانزستور، وبالتالي التحكم فيما إذا كان البكسل مضاءً أم داكنًا.

27.PR (مقاوم الضوء): مقاوم الضوء هو مادة حساسة للضوء تستخدم في عملية الطباعة الحجرية الضوئية. في هذه العملية، يتم طلاء مقاوم الضوء على سطح طبقة الفيلم على ركيزة المصفوفة أو ركيزة مرشح الألوان CF. بعد التعرض للأشعة فوق البنفسجية، تتغير خصائصه الكيميائية، مما يسمح بإزالة المناطق المكشوفة بواسطة المحلول المطور، بينما تظل المناطق غير المعرضة سليمة.

28.CLC (مكثف الكريستال السائل): العنصر الانتقالي الذي يحول المدخلات الكهربائية إلى مخرج بصري هو مكثف تحميل البكسل، والذي يتكون بشكل أساسي من سعة البلورة السائلة ومكثف التخزين. وتتمثل مهمتها الرئيسية في ضمان استقرار جهد البكسل. تعد سعة البلورات السائلة عنصرًا حاسمًا في شاشات TFT LCD، حيث تبلغ عادةً حوالي 0.1 pF. ونظرًا لقيمة السعة الصغيرة نسبيًا، فإنه لا يمكنه الحفاظ على الجهد المشحون لفترة ممتدة - فقط حتى يحدث التحديث التالي لبيانات الإطار. على سبيل المثال، عند معدل تحديث قياسي قدره 60 هرتز، يحتاج كل إطار إلى الحفاظ على حالته لمدة 16 مللي ثانية تقريبًا. ومع ذلك، خلال هذه الفترة، قد تفشل سعة البلورة السائلة في الحفاظ على استقرار الجهد، مما يؤدي إلى تمثيل غير صحيح للتدرج الرمادي وتدهور جودة الصورة في النهاية.

29.Cst (مكثف التخزين): تم إدخال مكثف التخزين لمعالجة المشكلات المذكورة سابقًا. للتعويض عن القيود المفروضة على مكثف الكريستال السائل، يتم عادةً دمج مكثف التخزين في تصميمات TFT LCD. عادةً ما يكون لمكثف التخزين هذا سعة أكبر بكثير من سعة مكثف الكريستال السائل - حوالي 0.5 pF - مما يمكنه من الحفاظ بشكل فعال على الشحنة المخزنة في مكثف الكريستال السائل. يتم تشكيل مكثف التخزين بشكل عام بين قطب البكسل وتتبع القطب المشترك، وتتمثل وظيفته الأساسية في ضمان بقاء الجهد المشحون ثابتًا حتى يحدث تحديث الشاشة التالي.