تكنولوجيا مرنة لشاشات الكترونية ذات الأوراق الكبيرة
2025-08-27
الملخص
لتحقيق ورق إلكتروني مرن كبير الحجم، هناك قضايا تكنولوجية رئيسية للعملية المرنة مثل طريقة النقل والاستقرار الحراري للركيزة والجهاز. وبالتالي، تم تطوير طريقة نقل جديدة باستخدام سميكة الفولاذ المقاوم للصدأ ركائز (STS430) مُجهزة بطبقات متعددة الحواجز جنبًا إلى جنب مع تقنية الحفر الخلفي من أجل استخدام البنية التحتية الحالية لشاشات الكريستال السائل. أيضًا، عملية ذات درجة حرارة عالية نسبيًا تبلغ 250 درجة مئوية لتحقيق موثوقية السيليكون غير المتبلور تم تطوير اللوحات الخلفية لترانزستور الأغشية الرقيقة. بعد ذلك، أظهرنا بنجاح شاشة ورق إلكتروني مرنة بحجم A3 مع دوائر تشغيل بوابة مدمجة باستخدام ترانزستورات الأغشية الرقيقة على اللوحة المرنة، ونقترح طريقة التجانب لتنفيذ شاشات ورق إلكتروني بحجم 40 بوصة وما فوق.
مقدمة
لقد جذبت الشاشات المرنة الكثير من الاهتمام كجيل قادم من الشاشات نظرًا لخصائصها فائقة النحافة وخفيفة الوزن والمتينة والقابلة للتكيف [1]، [2]. من أجل تصنيع الشاشات المرنة، تم تطوير الصفائح المرنة مثل البلاستيك والرقائق المعدنية بدلاً من استخدام الزجاج كمادة ركيزة. تتمتع الركائز البلاستيكية بمزايا الشفافية والخفة وحتى القابلية للتدحرج، ولكن هناك مشكلة في انخفاض درجة حرارة التحول الزجاجي ونفاذية الرطوبة. وبالتالي، تم التسخين المسبق للركيزة البلاستيكية للسماح بالانكماش قبل بدء عملية ترانزستور الأغشية الرقيقة من السيليكون غير المتبلور التقليدي (ترانزستور الأغشية الرقيقة من السيليكون غير المتبلور) بسبب التمدد والانكماش الحراريين لها أثناء العملية الحرارية لترانزستور الأغشية الرقيقة. من ناحية أخرى، تتمتع الركيزة المعدنية بمزايا أكثر من الركائز المرنة الأخرى المكونة من مواد عضوية من حيث استقرار العملية في درجة حرارة عالية نسبيًا، والاستقرار الأبعاد الممتاز، وخصائص الحاجز الجيدة ضد الأكسجين والرطوبة [3]. وبالتالي، يمكن استخدامه لصنع الترانزستورات دون أي معالجة مسبقة مثل التسخين المسبق والتغليف. تم الإبلاغ عن العديد من النماذج الأولية المثيرة للاهتمام والتقدم التقني للشاشات المرنة باستخدام رقائق STS (الفولاذ المقاوم للصدأ) [4]، [5]، [6]، [7]، مما يجعلنا نتوقع منتجات الشاشات المرنة في المستقبل القريب. أيضًا، قمنا بتطوير العديد من AMEPD (شاشة الورق الإلكتروني ذات المصفوفة النشطة) المرنة على رقائق STS هذه باستخدام أغشية الحبر الكهربائي منذ عام 2005 [8]، [9].
من أجل استخدام رقائق STS كركيزة مرنة، يجب تطوير عملية 'الربط - الفصل' لتنفيذ الشاشات المرنة باستخدام البنية التحتية الحالية لشاشات الكريستال السائل، حيث تم ربط ركيزة STS الرقيقة أولاً على ركيزة زجاجية بمادة لاصقة ثم حملها بالركيزة الزجاجية. بعد الانتهاء من جميع عمليات ترانزستور الأغشية الرقيقة، تم تحرير الزجاج الحامل عن طريق عملية الفصل. هنا، هناك قيود على درجة حرارة العملية بسبب الخاصية الحرارية لطبقة المواد اللاصقة العضوية بين الزجاج الحامل والرقائق المعدنية الرقيقة، بحيث يتعين علينا تصنيع ترانزستور الأغشية الرقيقة في درجة حرارة أقل من 200 درجة مئوية، مما يؤدي إلى ضعف استقرار جهاز التبديل. أيضًا، لم يتم بعد تطوير شاشة مرنة كبيرة المساحة تزيد عن حجم A4 (14 بوصة) بسبب مشكلات العملية المرنة مثل صعوبة نقل الركائز المرنة الكبيرة في خط Gen. 2 (370 مم × 470 مم) أعلاه، والعديد من عيوب العملية (التقشير، الجسيمات، إلخ)، وعيوب سطح ركيزة STS نفسها. علاوة على ذلك، ليس من السهل تطبيق تقنية GIP (برنامج تشغيل البوابة في اللوحة) المتكاملة لتعزيز مرونة الشاشة بسبب ضعف أداء ترانزستور الأغشية الرقيقة على STS الذي تم تنفيذه أقل من 200 درجة مئوية.
وبالتالي، فإن عمليات اللوحة الخلفية القوية ضرورية من وجهة نظر تطوير وتصنيع الشاشة المرنة. في هذه الورقة، نصف ما يسمى بـ 'عملية اللوحة الواحدة' الخاصة بنا بناءً على عمليات ترانزستور الأغشية الرقيقة من السيليكون غير المتبلور التقليدية لحل مشكلات العملية المرنة على STS لصنع شاشة ورق إلكتروني كبيرة الحجم وتحسين أداء ترانزستورات الأغشية الرقيقة المرنة عليها المناسبة لتطبيق تقنية GIP. بعد ذلك، يتم عرض نموذج أولي A3-size (حوالي 19 بوصة) AMEPD المصنوع باستخدام البنية التحتية الحالية لترانزستور الأغشية الرقيقة من السيليكون غير المتبلور.
مقتطفات القسم
تصنيع اللوحة الخلفية المرنة
تم استخدام صفيحة STS 430 سميكة نسبيًا بدلاً من رقائق STS 304 الرقيقة كركيزة لاعتماد عمليات بسيطة دون استخدام أي زجاج حامل وطبقة لاصقة إضافية. مكننا STS السميك هذا من نقله بثبات في خط Gen. 2 التقليدي كركائز زجاجية لأنه يتمتع بنفس نصف قطر الانحناء تقريبًا مثل الركيزة الزجاجية. بالإضافة إلى ذلك، يمكننا البدء في تشغيل العينة بمجرد عملية التنظيف الأولية واعتماد عملية ذات درجة حرارة عالية بسبب عدم وجود طبقة لاصقة،
أداء الترانزستور
تظهر منحنيات النقل لترانزستور الأغشية الرقيقة المرن المصنوع عند 250 درجة مئوية على STS في الشكل 3 (أ) مع اختلاف فولتية Vds. تتميز الخاصية الأولية لترانزستورات الأغشية الرقيقة من السيليكون غير المتبلور:H على STS بمنحنى رمادي، بينما تمثل المنحنيات الزرقاء والحمراء الخصائص الكهربائية بعد المعالجة الحرارية وإجهاد درجة الحرارة المنحازة (BTS)، على التوالي. يظهر ترانزستور الأغشية الرقيقة المرن هذا نتائج مكافئة لترانزستورات الأغشية الرقيقة من السيليكون غير المتبلور:H القياسية عند 350 درجة مئوية على الزجاج كما هو موضح في الشكل 3 (ب). الخصائص الكهربائية لترانزستور الأغشية الرقيقة من السيليكون غير المتبلور هذا المصنوع في
الخاتمة
يعد إعداد ركيزة الرقائق المعدنية لتصنيع شاشة AMEPD المرنة عملية تتطلب الكثير، والتي تتضمن طلاء طبقة تسوية سميكة لتقليل خشونة السطح ومنع التلف الكيميائي أثناء عملية ترانزستور الأغشية الرقيقة. نظرًا لقيود درجة حرارة العملية لاستخدام طريقة الربط والفصل لنقل الركيزة، فإن موثوقية ترانزستور الأغشية الرقيقة من السيليكون غير المتبلور المصنوع أقل من 200 درجة مئوية تظهر استقرارًا ضعيفًا للجهاز تحت إجهاد درجة الحرارة المنحازة. لزيادة درجة حرارة العملية و
شكر وتقدير
يود المؤلفون أن يتقدموا بالشكر لجميع أعضاء فريق البحث والتطوير على الدعم الكامل والتعاون في هذا العمل.
تكنولوجيا مرنة لشاشات الكترونية ذات الأوراق الكبيرة
2025-08-27
الملخص
لتحقيق ورق إلكتروني مرن كبير الحجم، هناك قضايا تكنولوجية رئيسية للعملية المرنة مثل طريقة النقل والاستقرار الحراري للركيزة والجهاز. وبالتالي، تم تطوير طريقة نقل جديدة باستخدام سميكة الفولاذ المقاوم للصدأ ركائز (STS430) مُجهزة بطبقات متعددة الحواجز جنبًا إلى جنب مع تقنية الحفر الخلفي من أجل استخدام البنية التحتية الحالية لشاشات الكريستال السائل. أيضًا، عملية ذات درجة حرارة عالية نسبيًا تبلغ 250 درجة مئوية لتحقيق موثوقية السيليكون غير المتبلور تم تطوير اللوحات الخلفية لترانزستور الأغشية الرقيقة. بعد ذلك، أظهرنا بنجاح شاشة ورق إلكتروني مرنة بحجم A3 مع دوائر تشغيل بوابة مدمجة باستخدام ترانزستورات الأغشية الرقيقة على اللوحة المرنة، ونقترح طريقة التجانب لتنفيذ شاشات ورق إلكتروني بحجم 40 بوصة وما فوق.
مقدمة
لقد جذبت الشاشات المرنة الكثير من الاهتمام كجيل قادم من الشاشات نظرًا لخصائصها فائقة النحافة وخفيفة الوزن والمتينة والقابلة للتكيف [1]، [2]. من أجل تصنيع الشاشات المرنة، تم تطوير الصفائح المرنة مثل البلاستيك والرقائق المعدنية بدلاً من استخدام الزجاج كمادة ركيزة. تتمتع الركائز البلاستيكية بمزايا الشفافية والخفة وحتى القابلية للتدحرج، ولكن هناك مشكلة في انخفاض درجة حرارة التحول الزجاجي ونفاذية الرطوبة. وبالتالي، تم التسخين المسبق للركيزة البلاستيكية للسماح بالانكماش قبل بدء عملية ترانزستور الأغشية الرقيقة من السيليكون غير المتبلور التقليدي (ترانزستور الأغشية الرقيقة من السيليكون غير المتبلور) بسبب التمدد والانكماش الحراريين لها أثناء العملية الحرارية لترانزستور الأغشية الرقيقة. من ناحية أخرى، تتمتع الركيزة المعدنية بمزايا أكثر من الركائز المرنة الأخرى المكونة من مواد عضوية من حيث استقرار العملية في درجة حرارة عالية نسبيًا، والاستقرار الأبعاد الممتاز، وخصائص الحاجز الجيدة ضد الأكسجين والرطوبة [3]. وبالتالي، يمكن استخدامه لصنع الترانزستورات دون أي معالجة مسبقة مثل التسخين المسبق والتغليف. تم الإبلاغ عن العديد من النماذج الأولية المثيرة للاهتمام والتقدم التقني للشاشات المرنة باستخدام رقائق STS (الفولاذ المقاوم للصدأ) [4]، [5]، [6]، [7]، مما يجعلنا نتوقع منتجات الشاشات المرنة في المستقبل القريب. أيضًا، قمنا بتطوير العديد من AMEPD (شاشة الورق الإلكتروني ذات المصفوفة النشطة) المرنة على رقائق STS هذه باستخدام أغشية الحبر الكهربائي منذ عام 2005 [8]، [9].
من أجل استخدام رقائق STS كركيزة مرنة، يجب تطوير عملية 'الربط - الفصل' لتنفيذ الشاشات المرنة باستخدام البنية التحتية الحالية لشاشات الكريستال السائل، حيث تم ربط ركيزة STS الرقيقة أولاً على ركيزة زجاجية بمادة لاصقة ثم حملها بالركيزة الزجاجية. بعد الانتهاء من جميع عمليات ترانزستور الأغشية الرقيقة، تم تحرير الزجاج الحامل عن طريق عملية الفصل. هنا، هناك قيود على درجة حرارة العملية بسبب الخاصية الحرارية لطبقة المواد اللاصقة العضوية بين الزجاج الحامل والرقائق المعدنية الرقيقة، بحيث يتعين علينا تصنيع ترانزستور الأغشية الرقيقة في درجة حرارة أقل من 200 درجة مئوية، مما يؤدي إلى ضعف استقرار جهاز التبديل. أيضًا، لم يتم بعد تطوير شاشة مرنة كبيرة المساحة تزيد عن حجم A4 (14 بوصة) بسبب مشكلات العملية المرنة مثل صعوبة نقل الركائز المرنة الكبيرة في خط Gen. 2 (370 مم × 470 مم) أعلاه، والعديد من عيوب العملية (التقشير، الجسيمات، إلخ)، وعيوب سطح ركيزة STS نفسها. علاوة على ذلك، ليس من السهل تطبيق تقنية GIP (برنامج تشغيل البوابة في اللوحة) المتكاملة لتعزيز مرونة الشاشة بسبب ضعف أداء ترانزستور الأغشية الرقيقة على STS الذي تم تنفيذه أقل من 200 درجة مئوية.
وبالتالي، فإن عمليات اللوحة الخلفية القوية ضرورية من وجهة نظر تطوير وتصنيع الشاشة المرنة. في هذه الورقة، نصف ما يسمى بـ 'عملية اللوحة الواحدة' الخاصة بنا بناءً على عمليات ترانزستور الأغشية الرقيقة من السيليكون غير المتبلور التقليدية لحل مشكلات العملية المرنة على STS لصنع شاشة ورق إلكتروني كبيرة الحجم وتحسين أداء ترانزستورات الأغشية الرقيقة المرنة عليها المناسبة لتطبيق تقنية GIP. بعد ذلك، يتم عرض نموذج أولي A3-size (حوالي 19 بوصة) AMEPD المصنوع باستخدام البنية التحتية الحالية لترانزستور الأغشية الرقيقة من السيليكون غير المتبلور.
مقتطفات القسم
تصنيع اللوحة الخلفية المرنة
تم استخدام صفيحة STS 430 سميكة نسبيًا بدلاً من رقائق STS 304 الرقيقة كركيزة لاعتماد عمليات بسيطة دون استخدام أي زجاج حامل وطبقة لاصقة إضافية. مكننا STS السميك هذا من نقله بثبات في خط Gen. 2 التقليدي كركائز زجاجية لأنه يتمتع بنفس نصف قطر الانحناء تقريبًا مثل الركيزة الزجاجية. بالإضافة إلى ذلك، يمكننا البدء في تشغيل العينة بمجرد عملية التنظيف الأولية واعتماد عملية ذات درجة حرارة عالية بسبب عدم وجود طبقة لاصقة،
أداء الترانزستور
تظهر منحنيات النقل لترانزستور الأغشية الرقيقة المرن المصنوع عند 250 درجة مئوية على STS في الشكل 3 (أ) مع اختلاف فولتية Vds. تتميز الخاصية الأولية لترانزستورات الأغشية الرقيقة من السيليكون غير المتبلور:H على STS بمنحنى رمادي، بينما تمثل المنحنيات الزرقاء والحمراء الخصائص الكهربائية بعد المعالجة الحرارية وإجهاد درجة الحرارة المنحازة (BTS)، على التوالي. يظهر ترانزستور الأغشية الرقيقة المرن هذا نتائج مكافئة لترانزستورات الأغشية الرقيقة من السيليكون غير المتبلور:H القياسية عند 350 درجة مئوية على الزجاج كما هو موضح في الشكل 3 (ب). الخصائص الكهربائية لترانزستور الأغشية الرقيقة من السيليكون غير المتبلور هذا المصنوع في
الخاتمة
يعد إعداد ركيزة الرقائق المعدنية لتصنيع شاشة AMEPD المرنة عملية تتطلب الكثير، والتي تتضمن طلاء طبقة تسوية سميكة لتقليل خشونة السطح ومنع التلف الكيميائي أثناء عملية ترانزستور الأغشية الرقيقة. نظرًا لقيود درجة حرارة العملية لاستخدام طريقة الربط والفصل لنقل الركيزة، فإن موثوقية ترانزستور الأغشية الرقيقة من السيليكون غير المتبلور المصنوع أقل من 200 درجة مئوية تظهر استقرارًا ضعيفًا للجهاز تحت إجهاد درجة الحرارة المنحازة. لزيادة درجة حرارة العملية و
شكر وتقدير
يود المؤلفون أن يتقدموا بالشكر لجميع أعضاء فريق البحث والتطوير على الدعم الكامل والتعاون في هذا العمل.