Τι είναι τα τρανζίστορ λεπτής μεμβράνης;

Τα τρανζίστορ λεπτής μεμβράνης είναι τρανζίστορ που δημιουργούνται με την εναπόθεση στρωμάτων ημιαγωγικών υλικών ως λεπτές μεμβράνες σε ένα υπόστρωμα κάποιου είδους για να σχηματιστούν τρανζίστορ εφέ πεδίου. Κανονικά, το υπόστρωμα ενός τρανζίστορ είναι το ίδιο το ημιαγωγικό υλικό του τρανζίστορ. Στην περίπτωση τρανζίστορ λεπτής μεμβράνης, ωστόσο, το υπόστρωμα είναι μη αγώγιμο και χρησιμεύει μόνο για τη στήριξη των μεμβρανών που συνθέτουν τη φυσική δομή των τρανζίστορ. Συχνά, αυτά τα υποστρώματα είναι κατασκευασμένα από γυαλί ή παρόμοιο τύπο σταθερού σύνθετου υλικού. Τα τρανζίστορ λεπτής μεμβράνης χρησιμοποιούνται σχεδόν αποκλειστικά σε ψηφιακές οθόνες που χρησιμοποιούνται για υπολογιστές, τηλεοράσεις και παρόμοιες συσκευές.

Όταν χρησιμοποιείται για οθόνες, το υπόστρωμα για τρανζίστορ λεπτής μεμβράνης χρησιμεύει ως το πίσω μέρος της οθόνης και είναι, από μόνο του, κατασκευασμένο από διάφορα στρώματα. Τα στρώματα στο υπόστρωμα συνήθως περιλαμβάνουν ένα μονωτικό στρώμα, ένα στρώμα πόλωσης και στη συνέχεια ένα στρώμα γυαλιού. Πάνω από αυτό το στρώμα, προστίθενται τα πίσω ηλεκτρόδια για την οθόνη καθώς και μια σειρά από οριζόντιες και κάθετες γραμμές εντολών, οι οποίες θα χρησιμοποιηθούν για την ενεργοποίηση των τρανζίστορ λεπτής μεμβράνης. Στη συνέχεια προστίθενται τα ίδια τα τρανζίστορ.

Μια σειρά από φιλμ τοποθετούνται στο υπόστρωμα σε συγκεκριμένες θέσεις για την κατασκευή των τρανζίστορ. Πρώτον, ένα λεπτό φιλμ ηλεκτρικά φορτισμένου υλικού ημιαγωγού απλώνεται για να σχηματίσει το σώμα των τρανζίστορ. Στη συνέχεια, ένα άλλο φιλμ ημιαγωγού τοποθετείται σε συγκεκριμένες θέσεις που είναι ηλεκτρικά φορτισμένες αντίθετα από το πρώτο στρώμα. Στη συνέχεια προστίθεται ένα φιλμ που λειτουργεί ως διηλεκτρικό, το οποίο εμποδίζει το ρεύμα να μεταφερθεί απευθείας μέσω των τρανζίστορ αλλά επιτρέπει τη διέλευση ηλεκτρομαγνητικών πεδίων. Τέλος, προστίθεται ένα άλλο στρώμα ημιαγωγού, το οποίο φορτίζεται για να ταιριάζει με το στρώμα που σχηματίζει τα σώματα των τρανζίστορ.

Μόλις κατασκευαστούν πλήρως τα τρανζίστορ στο υπόστρωμα, προστίθενται μια σειρά από μικρές μεταλλικές επαφές, οι οποίες συνδέουν τα λειτουργικά τμήματα των τρανζίστορ με τις οριζόντιες και κάθετες γραμμές εντολών που υπάρχουν ήδη στο υπόστρωμα. Για να ολοκληρωθεί η διαμόρφωση της οθόνης, προστίθεται ένα σκληρό στρώμα πολυμερούς, ακολουθούμενο από το μπροστινό ηλεκτρόδιο. Τέλος, προστίθεται η μάσκα RGB, η οποία επιτρέπει στην οθόνη να δείχνει χρώματα, ακολουθούμενη από ένα άλλο στρώμα γυαλιού και ένα άλλο στρώμα πόλωσης.

Η ολοκληρωμένη οθόνη προβολής λειτουργεί ενεργοποιώντας τα τρανζίστορ λεπτής μεμβράνης μέσω των γραμμών εντολών. Όταν αρχίζουν να αγώγουν, τα τρανζίστορ δημιουργούν ηλεκτρομαγνητικά πεδία, τα οποία αλληλεπιδρούν με το υπόλοιπο υπόστρωμα για να δημιουργήσουν μια σειρά από έγχρωμα φώτα που χρησιμεύουν ως pixel της οθόνης. Συνήθως, οι οθόνες υγρών κρυστάλλων με τρανζίστορ λεπτής μεμβράνης (TFT LCD) έχουν ένα τρανζίστορ για κάθε χρώμα σε κάθε pixel. Πολύ γρήγορα και σταθερά και απαιτούν πολύ μικρές ποσότητες ενέργειας για να λειτουργήσουν, αυτά τα τρανζίστορ επιτρέπουν λεπτές, ελαφριές, ανθεκτικές οθόνες που έχουν υψηλούς ρυθμούς ανανέωσης και καθαρή ευκρίνεια μεταξύ των μεμονωμένων pixel.