LCD میں TFT سبسٹریٹ کا تعارف
ایک مکمل TFT - LCD LCD ڈسپلے پینل کو پیداوار کے عمل کے مطابق تقسیم کیا گیا ہے اور اسے تقریبا three تین عمل طبقات میں تقسیم کیا جاسکتا ہے ، یعنی: سرنی سرنی عمل طبقہ ، سی ایف کلر فلٹر پروسیس طبقہ اور باکسڈ پروسیس طبقہ۔ سرنی سرنی پروسیس سیکشن وہ ہے جسے ہم اکثر TFT گلاس سبسٹریٹ پروڈکشن کہتے ہیں۔
TFT سبسٹریٹ TFT - LCD پینل کا ایک بنیادی جزو ہے اور پکسل سوئچز اور ڈرائیونگ دھاروں کو کنٹرول کرنے کے اہم کام انجام دیتا ہے۔ اس مضمون میں TFT - LCD سرنی سبسٹریٹ کی ساخت اور تشکیل ، - si tft کی خصوصیات ، اور LCD کارکردگی پر TFT سبسٹریٹ کے اثرات پر توجہ دی جائے گی۔
1. TFT سبسٹریٹ کی ساخت اور تشکیل
TFT - L LCD کا بنیادی ڈرائیونگ یونٹ ایک پتلی فلم ٹرانجسٹر سرنی (TFT سرنی) ہے ، اور ہر پکسل کو ایک آزاد TFT سوئچ کے ذریعہ کنٹرول کیا جاتا ہے۔ اس فنکشن کو حاصل کرنے کے ل T ، TFT سبسٹریٹ ایک ملٹی - پرت کے ڈھانچے کا ڈیزائن اپناتا ہے ، جس میں ماد and ہ اور الیکٹروڈ کی ہر پرت مختلف کردار ادا کرتی ہے۔
مجموعی طور پر ، TFTs کو دو قسموں میں تقسیم کیا جاسکتا ہے: ٹاپ گیٹ ڈھانچہ اور نیچے گیٹ ڈھانچہ۔ فی الحال ، LCD پینلز کے لئے مرکزی دھارے کا حل نیچے گیٹ ڈھانچہ TFT ہے ، جس میں پختہ عمل اور اعلی استحکام ہوتا ہے ، اور بڑے پیمانے پر بڑے پیمانے پر پیداوار کے لئے موزوں ہے۔
عام 6 ماسک عمل میں ، ایک نیچے گیٹ ڈھانچہ TFT سبسٹریٹ میں بنیادی طور پر مندرجہ ذیل حصے ہوتے ہیں:
1. گلاس سبسٹریٹ
پوری سرنی کے لئے جسمانی سپورٹ پلیٹ فارم کے طور پر ، یہ ایک فلیٹ اور شفاف فاؤنڈیشن فراہم کرتا ہے۔
اس کے بعد پتلی فلم جمع کرنے اور فوٹو لیتھوگرافی کے عمل کی درستگی کو یقینی بنانے کے ل stable مستحکم جہت اور چھوٹے تھرمل توسیع گتانک کی ضرورت ہے۔
2. گیٹ الیکٹروڈ (گیٹ الیکٹروڈ)
عام طور پر ، دھات کے مواد (جیسے MO ، AL ، یا اس کے مصر دات) استعمال ہوتے ہیں۔
گیٹ پر لگائے گئے وولٹیج کو کنٹرول کرکے ، TFT کی آن - یا آف اسٹیٹ کا تعین کیا جاتا ہے ، جو "سوئچ کے کنٹرول ٹرمینل" کے برابر ہے۔
3. گیٹ انسولیٹر
گیٹ پر ڈھانپتے ہوئے ، عام طور پر استعمال ہونے والا مواد SINX یا SIO₂ ہے۔
اس کا کام بجلی سے الگ تھلگ ہونا ہے ، گیٹ کو اوپر سیمیکمڈکٹر پرت کے ساتھ براہ راست رابطہ کرنے سے روکنا ہے ، اور اسی کے ساتھ ہی یہ یقینی بنانا ہے کہ گیٹ الیکٹرک فیلڈ سیمیکمڈکٹر چینل کے خطے کی الیکٹرانک حرکت کو مؤثر طریقے سے کنٹرول کرسکتا ہے۔
4. فعال پرت (فعال پرت)
یہ TFT کارکردگی کا بنیادی مرکز ہے ، عام طور پر سیمیکمڈکٹر پرت اور اوہمک رابطہ پرت پر مشتمل ہوتا ہے۔
سیمیکمڈکٹر پرت کیریئر ٹرانسمیشن کے لئے ذمہ دار ہے اور یہ چینل کے خطے کا مرکزی ادارہ ہے۔
اوہمک رابطہ پرت کا استعمال ماخذ اور نالی الیکٹروڈ اور سیمیکمڈکٹر کے مابین رابطے کی مزاحمت کو کم کرنے کے لئے کیا جاتا ہے۔
موجودہ TFT - LCD صنعت میں ، A - si (امورفوس سلیکن) سب سے زیادہ استعمال ہونے والا سیمیکمڈکٹر مواد ہے۔
A - si tft عمل بالغ ہے اور اس کی لاگت کم ہے۔ یہ سب سے زیادہ عام طور پر وسط - اور کم - end Tft - LCD ڈسپلے پینل میں عام طور پر استعمال ہوتا ہے۔
اگرچہ A - s کی الیکٹران کی نقل و حرکت نسبتا low کم ہے ، لیکن اس کی اعلی عمل کی پیداوار اور پیداواری آلات میں مضبوط استرتا یہ اب بھی TFT - LCD کے لئے مرکزی دھارے کا انتخاب بناتا ہے۔
امورفوس سلیکن A - سی سیمیکمڈکٹر ڈایاگرام
ایک - سی کے علاوہ ، یہاں پولی - سی اور آکسائڈ سیمیکمڈکٹرز جیسے نئے مواد موجود ہیں ، لیکن وہ اعلی - ریزولوشن یا خصوصی - مقصد کے پینل میں زیادہ استعمال ہوتے ہیں۔
5. ماخذ اور نالی
فعال پرت کے دونوں اطراف میں تقسیم اور دھات کے مواد پر مشتمل ہے۔
ماخذ ڈیٹا لائن سے منسلک ہے اور ان پٹ سگنل وولٹیج کو چینل کے علاقے میں منتقل کرتا ہے۔
ڈرین الیکٹروڈ پکسل الیکٹروڈ سے منسلک ہوتا ہے اور سگنل وولٹیج کو مائع کرسٹل پکسل یونٹ میں منتقل کرتا ہے۔
6. انٹرمیڈیٹ موصلیت کی پرت (گزرنے کی پرت ، پی وی ایکس)
TFT ڈھانچے کے اوپر کا احاطہ کرتے ہوئے ، یہ تحفظ اور تنہائی کا کردار ادا کرتا ہے۔
نمی ، آکسیجن یا مکینیکل تناؤ کو TFT ڈیوائس کو نقصان پہنچانے سے روکیں ، جبکہ ماخذ سے مختصر سرکٹس سے گریز کریں اور الیکٹروڈ کو اوپری پکسل الیکٹروڈ تک نکالیں۔
7. پکسل الیکٹروڈ (پہلا ITO)
شفاف کنڈکٹو مواد (عام طور پر آئی ٹی او ، انڈیم ٹن آکسائڈ) سے بنا ہے۔
ڈرین سے منسلک ، ڈیٹا سگنل وولٹیج کو مائع کرسٹل پرت پر لگائیں ، اور پکسل پوائنٹ کی آپٹیکل حالت کو براہ راست کنٹرول کرتا ہے۔
8. عام الیکٹروڈ (دوسرا ITO ، COM الیکٹروڈ)
پکسل الیکٹروڈ کے برعکس ، یہ عام طور پر اوپری گلاس سبسٹریٹ پر واقع ہوتا ہے۔
عام الیکٹروڈ اور پکسل الیکٹروڈ کے مابین ایک برقی فیلڈ تشکیل دیا جاتا ہے ، اور مائع کرسٹل انووں پر ان کے انتظام کو تبدیل کرنے کے لئے ایک ایکشن فورس کا اطلاق ہوتا ہے ، اس طرح روشنی کی ماڈلن حاصل ہوتی ہے۔
Tft - lcd کا اصول ڈسپلے کریں
پورے TFT سبسٹریٹ میں ، اس طرح کے لاکھوں TFT یونٹوں کا اہتمام - کالم میٹرکس میں کیا گیا ہے۔ قطار کی سمت میں گیٹ لائن ترقی پسند اسکیننگ کے لئے ذمہ دار ہے ، اور کالم سمت میں ڈیٹا لائن سگنل وولٹیج کو منتقل کرنے کے لئے ذمہ دار ہے۔ دونوں کے چوراہے پر ، ایک TFT اور اس سے متعلقہ مائع کرسٹل پکسل واقع ہے۔ جب تمام پکسل وولٹیجز لکھے ہوئے اور لائن کے ذریعہ لائن کو برقرار رکھتے ہیں تو ، پورا ایل سی ڈی پینل ایک مکمل تصویر ظاہر کرسکتا ہے۔
2. LCD میں TFT سبسٹریٹ کا ورکنگ اصول
1. سوئچ کے طور پر TFT کا کام
ہر پکسل ایک TFT سے لیس ہے ، جو الیکٹرانک سوئچ کے برابر ہے۔
جب اسکین سگنل گیٹ پر کام کرتا ہے تو ، TFT آن ہوجاتا ہے ، اور ماخذ پر وولٹیج کو نالی میں منتقل کردیا جاتا ہے ، اور پھر پکسل الیکٹروڈ پر لگایا جاتا ہے۔
جب گیٹ سگنل کو ہٹا دیا جاتا ہے تو ، TFT بند ہوجاتا ہے اور پکسل الیکٹروڈ پر وولٹیج کو ایک مدت کے لئے برقرار رکھا جاتا ہے ، اس طرح مائع کرسٹل انووں کی واقفیت کی حالت برقرار رہتی ہے۔
2. مائع کرسٹل انووں کی واقفیت میں تبدیلیاں
مائع کرسٹل مواد میں الیکٹرو - آپٹیکل اثر ہوتا ہے ، اور ان کے انووں کو بجلی کے میدان کی کارروائی کے تحت دوبارہ ترتیب دیا جائے گا۔
مختلف وولٹیج مختلف سالماتی جھکاؤ والے زاویوں سے مطابقت رکھتے ہیں ، جس کے نتیجے میں مائع کرسٹل پرت کی ماڈلن کی صلاحیت کو روشنی میں تبدیل کیا جاتا ہے۔
3. روشنی کا ٹرانسمیشن اور کنٹرول
مائع کرسٹل پرت کو اوپری اور نچلے شیشے کے ذیلی ذخیروں کے درمیان سینڈویچ کیا جاتا ہے ، اور ایک پولرائزر بھی اوپری اور نچلے اطراف میں ترتیب دیا جاتا ہے۔
جب مائع کرسٹل انووں کی واقفیت بدل جاتی ہے تو ، اس کے مطابق روشنی کی پولرائزیشن کی حالت بدل جاتی ہے ، اور پولرائزر سے گزرنے کے بعد ٹرانسمیٹینس بھی تبدیل ہوجاتی ہے۔
اس طرح سے ، پکسل کی روشنی اور تاریک ایڈجسٹمنٹ وولٹیج کی شدت کو کنٹرول کرکے حاصل کی جاسکتی ہے۔
4. بیک لائٹ اور رنگین ڈسپلے کے ساتھ امتزاج
LCD خود ہی روشنی کا اخراج نہیں کرتا ہے ، اور ڈسپلے کے لئے درکار روشنی کا منبع بیک لائٹ ماڈیول سے آتا ہے۔
TFT سبسٹریٹ اس بات کا تعین کرتا ہے کہ مائع کرسٹل پکسل کی ترسیل کو کنٹرول کرکے بیک لائٹ کتنا منتقل ہوتا ہے۔
ایک ہی وقت میں ، ہر پکسل سرخ ، سبز اور نیلے (آر جی بی) رنگین فلٹرز سے ڈھکا ہوا ہے۔ تین ذیلی - پکسلز کی روشنی کی ترسیل کو ایڈجسٹ کرکے ، یہ ایک مکمل - رنگین تصویر تیار کرنے کے لئے ملایا جاسکتا ہے۔
5. مجموعی طور پر ڈرائیو کا طریقہ
گیٹ لائنوں کو آہستہ آہستہ اسکین کیا جاتا ہے ، اور سگنل لائنز کالم کے ذریعہ وولٹیج کالم سے بھری ہوئی ہیں۔
جب کسی خاص لائن کو اسکین کرتے ہو تو ، اس لائن میں موجود تمام TFTs ایک ہی وقت میں آن کردیئے جاتے ہیں ، اور سگنل لائن کا وولٹیج اسی پکسل پر لکھا جاتا ہے۔
اس لائن کے ختم ہونے کے بعد ، اسکین لائن اگلی لائن میں جاتی ہے جب تک کہ پوری اسکرین تازہ دم نہ ہوجائے۔
اعلی - اسپیڈ سائیکل کا یہ عمل مستقل متحرک امیج ڈسپلے کی تشکیل کرسکتا ہے۔
3. LCD کارکردگی پر TFT سبسٹریٹ کا اثر
ایل سی ڈی پینلز کی بنیادی ڈرائیونگ پرت کی حیثیت سے ، ٹی ایف ٹی سبسٹریٹ مادی ، ساخت اور بجلی کی خصوصیات ہے جو ڈسپلے ڈیوائس کی کلیدی کارکردگی جیسے ریزولوشن ، چمک ، اس کے برعکس ، بجلی کی کھپت اور زندگی کا براہ راست تعین کرتی ہے۔ مندرجہ ذیل کئی اہم پہلوؤں سے اس کی وضاحت کرتا ہے۔
1. قرارداد
گلاس سبسٹریٹ: سطح کی فلیٹ پن جتنا اونچا ہے ، پکسل الیکٹروڈس اور ٹی ایف ٹی صفوں کی گرافکس کی درستگی اتنی ہی بہتر ہے ، جو چھوٹے پکسل یونٹوں کے حصول کے لئے موزوں ہے اور اس طرح اعلی ریزولوشن کی حمایت کرتی ہے۔
فعال پرت (A - si): TFT کی ڈرائیونگ کی صلاحیت کو محدود کرتے ہوئے ، A - s کی الیکٹران کی نقل و حرکت کم ہے (0.3–1 سینٹی میٹر/V · s)۔ جب پکسل کثافت میں اضافہ ہوتا ہے تو ، ایک - سی کو جلدی سے چارج کرنا مشکل ہوتا ہے ، اور قرارداد میں بہتری محدود ہے۔ اگر ایل ٹی پی ایس یا آکسائڈ ٹی ایف ٹی استعمال کیا جاتا ہے تو ، فعال پرت کی نقل و حرکت زیادہ ہے اور اعلی پی پی آئی کی نمائش حاصل کی جاسکتی ہے۔
دھات کے نشانات (گیٹ ، ماخذ اور ڈرین الیکٹروڈ): ٹریس کی چوڑائی اور مزاحمیت براہ راست پکسل کے افتتاحی شرح کو متاثر کرتی ہے۔ اعلی مزاحمتی دھات سراغ کو چوڑائی پر مجبور کرتی ہے ، اس طرح پکسل کے علاقے پر قبضہ اور قرارداد کو کم کرنا۔ کم مزاحمت کیو چھوٹی لائن کی چوڑائی پر سگنل منتقل کرسکتا ہے اور پکسل کے استعمال کو بہتر بنا سکتا ہے۔
2. چمک اور ترسیل
پکسل الیکٹروڈ (آئی ٹی او): آئی ٹی او کی روشنی کی ترسیل اور مزاحمتی صلاحیت بیک لائٹ کے استعمال کی شرح کا تعین کرتی ہے۔ اعلی روشنی کی ترسیل سے پکسلز کے ذریعے روشنی کی کارکردگی میں اضافہ ہوسکتا ہے ، جبکہ اعلی چالکتا بڑے - ایریا پکسلز پر سگنلز کی یکساں تقسیم کو یقینی بناتی ہے۔
ماخذ اور نالی دھات کے نشانات: اگر یہ سراغ بہت وسیع ہے تو ، یہ پکسل کے علاقے کو مسدود کردے گا ، لائٹ ٹرانسمیشن ایریا کو کم کرے گا (افتتاحی شرح کو کم کرنا) اور چمک کو کم کرے گا۔ CU AL کے بجائے استعمال ہوتا ہے ، جو مزاحمت کو کم کرتے ہوئے ٹریس کی چوڑائی کو کم کرسکتا ہے ، اس طرح افتتاحی شرح میں اضافہ ہوتا ہے۔
موصل پرت (SINX ، SIO₂): موصل پرت کی سطح کی چپٹا اور تناؤ کی خصوصیات مائع کرسٹل انووں کی واقفیت کو متاثر کرتی ہیں۔ اگر سطح ناہموار ہے تو ، یہ مائع کرسٹل کے غیر معمولی انتظام کا باعث بنے گی ، اس طرح آپٹیکل ٹرانسمیشن کو کم کردے گا۔
3. اس کے برعکس اور گرے اسکیل کارکردگی
فعال پرت (A - SI): TFT کا سوئچنگ تناسب مواد سے متاثر ہوتا ہے۔ A - si کا سوئچنگ تناسب نسبتا low کم ہے ، جو ایک بڑے رساو موجودہ پیدا کرنے کا خطرہ ہے ، جس کی وجہ سے بلیک فیلڈ اسٹیٹ میں روشنی کی تھوڑی مقدار لیک ہوجاتی ہے ، جس سے اس کے برعکس کم ہوتا ہے۔
موصل پرت (SINX ، SIO₂): اعلی - کوالٹی موصلیت کی پرت رساو کے راستوں کو کم کرسکتی ہے اور پکسل وولٹیج برقرار رکھنے کو بہتر بنا سکتی ہے ، اس طرح مستحکم گرے اسکیل ڈسپلے کو برقرار رکھ سکتی ہے۔
پکسل الیکٹروڈ (آئی ٹی او): آئی ٹی او فلم پرت کی مزاحمت کی یکسانیت مختلف پکسلز کی وولٹیج مستقل مزاجی کو متاثر کرے گی۔ اگر مزاحمت کی قیمت ناہموار ہے تو ، اس سے مقامی گرے اسکیلز کی مختلف پرفارمنس کا باعث بنے گا ، جس سے ڈسپلے کی یکسانیت اور مجموعی طور پر اس کے برعکس کو کم کیا جائے گا۔
4. ردعمل کی رفتار کا اثر
ایکٹو پرت (A - si): A - s کی نقل و حرکت کم ہے اور الیکٹران کی نقل و حرکت کی رفتار سست ہے ، جس کے نتیجے میں پکسلز اور عام طور پر ملی سیکنڈ کی سطح پر طویل چارجنگ اور خارج ہونے کا وقت ہوتا ہے ، جو اعلی ریفریش ریٹ ایپلی کیشنز کے لئے موزوں نہیں ہے۔ ایل ٹی پی ایس یا آکسائڈ ٹی ایف ٹی کی اعلی نقل و حرکت ردعمل کے وقت کو نمایاں طور پر مختصر کرسکتی ہے۔
دھات کے نشانات: بہت زیادہ ٹریس مزاحمت سگنل ٹرانسمیشن میں تاخیر کا سبب بنے گی اور پکسل کے ردعمل کو متاثر کرے گی۔ کم - مزاحمتی مواد کا استعمال سگنل میں تاخیر کو کم کرسکتا ہے اور ردعمل کی رفتار کو بہتر بنا سکتا ہے۔
پرجیوی کیپسیٹرز (دھات کی ترتیب اور گیٹ موصلیت کے ذریعہ طے شدہ): جب پرجیوی کیپسیسیٹر بہت بڑا ہوتا ہے تو ، پکسل کو چارج کرنے میں زیادہ وقت لگتا ہے ، جس سے گرے اسکیل ردعمل کی کارکردگی کو کم کیا جاتا ہے۔ معقول ساختی ڈیزائن اور موصلیت کی پرت کی موٹائی کی اصلاح سے پرجیوی اہلیت کو کم کرنے میں مدد ملتی ہے۔
5. بجلی کی کھپت کا اثر
ماخذ اور ڈرین میٹل (AL ، MO ، CU): کم مزاحمتی مواد سگنل ٹرانسمیشن کے نقصانات کو کم کرسکتا ہے اور بجلی کی کھپت کو ڈرائیو کرسکتا ہے۔ اس کی کم مزاحمیت کی وجہ سے ، سی یو کو بجلی کی کھپت کو کم کرنے میں واضح فوائد ہیں۔
فعال پرت (A - si): رساو موجودہ بڑی ہے ، پکسل وولٹیج آسانی سے کم ہوجاتا ہے ، اور مستحکم تصویر کو برقرار رکھنے کے لئے ایک اعلی ریفریش فریکوئنسی کی ضرورت ہوتی ہے ، اس طرح بجلی کی مجموعی کھپت میں اضافہ ہوتا ہے۔
پکسل الیکٹروڈ (آئی ٹی او): اعلی روشنی کی ترسیلات الیکٹروڈ روشنی کے استعمال کی کارکردگی کو بہتر بناسکتے ہیں۔ اسی چمک کی ضروریات کے تحت ، بیک لائٹ پاور کم ہوسکتی ہے ، اس طرح توانائی کی کھپت کو کم کرتا ہے۔
6. وشوسنییتا اور زندگی کے اثرات
گیٹ میٹل (AL): ہللاک (چھوٹے پروٹروژن) آسانی سے اعلی درجہ حرارت پر تشکیل پائے جاتے ہیں ، جس کے نتیجے میں مختصر سرکٹس یا اوپن سرکٹ کی ناکامی ہوتی ہے ، جس سے لمبے - اصطلاح استحکام کو متاثر ہوتا ہے۔
کیو میٹل: اگرچہ مزاحمت کم ہے ، اس میں مضبوط بازی ہے۔ اگر کوئی رکاوٹ کی پرت نہیں ہے تو ، سیمیکمڈکٹر پرت کو آلودہ کرنا اور کارکردگی کے انحطاط کا باعث بننا آسان ہے۔
موصل پرت (SINX): NA⁺ آئنوں ، پانی کے بخارات اور آکسیجن کے دخول کو مؤثر طریقے سے روک سکتا ہے۔ اگر بڑے پیمانے پر ناکافی ہے تو ، اس کی وجہ سے آلہ کی کارکردگی میں تیزی سے کمی واقع ہوگی۔
فعال پرت (A - si): حد کے وولٹیج کا بہاؤ طویل کام کے اوقات کے دوران ہوتا ہے ، جس کے نتیجے میں ڈرائیونگ وولٹیج کی طلب میں اضافہ ہوتا ہے ، ڈسپلے کی چمک اور اس کے برعکس میں کمی واقع ہوتی ہے ، اور خدمت کی زندگی مختصر ہوتی ہے۔
ایل سی ڈی کے کام میں ، ٹی ایف ٹی سبسٹریٹ نہ صرف شبیہہ کے ڈسپلے اثر کا تعین کرتا ہے ، بلکہ اس سے ریزولوشن ، چمک ، اس کے برعکس ، بجلی کی کھپت اور وشوسنییتا کو براہ راست بھی متاثر کرتا ہے۔ مجموعی طور پر ، TFT سبسٹریٹس نہ صرف LCD ٹکنالوجی کی بنیاد ہیں ، بلکہ پینل کی کارکردگی میں بہتری اور عمل کے ارتقا کی کلید بھی ہیں۔
