Как выбрать между аморфным кремнием (a-Si) и низкотемпературным поликремнием (LTPS) для разработки проекта с дисплеем

1. Введение в LTPS
Низкотемпературный поликремний(Низкотемпературный поликремний; LTPS, в дальнейшем именуемый LTPS) — еще одна новая технология в области плоских дисплеев. Технология нового поколения на основе аморфного кремния (аморфный кремний, в дальнейшем именуемый a-Si).
Поликремний (полисиликон) — материал на основе кремния размером примерно от 0,1 до нескольких мкм, состоящий из множества частиц кремния. В промышленности по производству полупроводников поликремний обычно обрабатывают методом LPCVD (химическое осаждение из паровой фазы при низком давлении), а затем отжигают при температуре выше 900°C. Этот метод называется SPC (твердофазная кристаллизация). Однако этот метод не подходит для производства плоских дисплеев, поскольку максимальная температура стекла составляет всего 650°C. Поэтому технология LTPS особенно применяется при производстве плоских дисплеев.
Подвижность электронов традиционного аморфного кремниевого материала (a-Si) составляет всего 0,5 см2/В.С, тогда как подвижность электронов низкотемпературного поликремниевого материала (НТПС) может достигать 50-200 см2/В.С. По сравнению с кристаллическим жидкокристаллическим дисплеем (a-Si TFT-LCD), низкотемпературный поликремниевый TFT-LCD имеет преимущества более высокого разрешения, быстрой скорости отклика, высокой яркости (высокая светосила) и т. д. В то же время периферийные устройства Схема управления может быть выполнена на стекле одновременно. На подложке может быть достигнута цель интеграции системы на стекле (SOG), что позволит сэкономить место и затраты. Кроме того, технология LTPS является технологической платформой для разработки активной органической электролюминесценции (AM-OLED), поэтому развитию технологии LTPS уделяется широкое внимание.
2. Разница между аморфным кремнием (a-Si) и низкотемпературным поликремнием (LTPS)
В общем, температура процесса низкотемпературного поликремния должна быть ниже 600 ° C, особенно для требования «лазерного отжига» (лазерного отжига), производственного процесса, который отличает LTPS от производства a-Si. По сравнению с a-Si скорость движения электронов LTPS в 100 раз выше, чем у a-Si. Эта особенность может объяснить две проблемы: во-первых, каждая LTPS PANEL реагирует быстрее, чем a-Si PANEL; во-вторых, внешний вид LTPS PANEL. Размер меньше, чем у a-Si PANEL. Ниже приведены существенные преимущества LTPS перед a-Si:

1. Более целесообразно интегрировать периферийную схему микросхемы драйвера на подложку панели;

2. Более высокая скорость отклика, меньший размер внешнего вида, меньше соединений и компонентов;
3. Конструкция панельной системы проще;
4. Стабильность панели выше;
5. Более высокое разрешение,
Разрешение:
Поскольку TFT p-Si меньше, чем обычный a-Si, разрешение может быть выше.
Синтез интегральной схемы драйвера p-Si TFT имеет два преимущества на стеклянной подложке: во-первых, уменьшается количество разъемов, подключенных к стеклянной подложке, и снижается стоимость изготовления модуля; во-вторых, стабильность модуля будет значительно улучшена.
3. Способ приготовления тонкой пленки LTPS.
1. Кристаллизация, индуцированная металлами (MIC): один из методов SPC. Однако по сравнению с традиционным SPC этот метод позволяет производить поликремний при более низкой температуре (около 500–600°C). Это связано с тем, что тонкий слой металла покрывается до образования кристаллизации, а металлический компонент играет активную функцию уменьшения кристаллизации.
2. Cat-CVD: метод прямого нанесения тонких поликристаллических пленок (полипленок) без экстракции паром. Температура осаждения может быть ниже 300°C. Механизм роста включает каталитическую реакцию крекинга смеси SiH4-H2.
3. Лазерный отжиг: в настоящее время это наиболее широко используемый метод. Эксимерный лазер является основным источником энергии, используемым для нагрева и плавления a-Si, который содержит небольшое количество водорода, а затем перекристаллизовывается в полипленку.
Технология низкотемпературного поликремния LTPS (низкотемпературный поликремний) изначально была технологией, разработанной японскими и североамериканскими технологическими компаниями с целью снизить энергопотребление дисплея ноутбука и сделать его тоньше и легче. Это было примерно в середине 1990-х годов. Технология начала переходить к стадии испытаний. OLED, новое поколение органических светоизлучающих жидкокристаллических панелей, полученных на основе LTPS, также вышло на практическую стадию в 1998 году. Его самые большие преимущества заключаются в ультратонкости, легком весе, низком энергопотреблении и собственных светоизлучающих характеристиках, поэтому он может обеспечить более яркие цвета. И более четкое изображение, и что еще важнее: себестоимость производства составляет всего 1/3 от стоимости обычных ЖК-панелей.
В настоящее время панели LTPS-OLED не получили поддержки большинства компаний, производящих ЖК-панели. Помимо проблем с техническими патентами, маловероятно, что первоначальные крупномасштабные инвестиции в завод по производству ЖК-дисплеев будут оставлены. Эффективность производства, позволяющая конкурировать с LTPS. Поэтому в большинстве жидкокристаллических дисплеев на рынке по-прежнему используются традиционные жидкие кристаллы, то есть распространенный аморфный кремний (a-Si). Традиционная технология жидких кристаллов (a-Si) после более чем 10 лет разработки стала очень зрелой. Они имеют значительный опыт в освоении технологии производства и технологии проектирования панелей, а LTPS-технология пока не может достичь этого за короткий период времени. Таким образом, хотя стоимость производства панели LTPS-OLED теоретически намного ниже, ее цена в настоящее время все еще не имеет преимущества.
Однако, согласно первоначальному замыслу первоначальных исследований и разработок, тонкопленочный транзистор из низкотемпературного поликремния (LTPS) может встраивать управляющий элемент в стеклянную подложку, что значительно уменьшает и сохраняет пространство ИС драйвера, так что размер Тонкопленочный транзистор можно сделать меньше, и в то же время увеличить размер дисплея. Яркость и снижение энергопотребления, что значительно повышает производительность и надежность жидких кристаллов, а также снижает стоимость производства панели с более высоким разрешением: драйвер активной матрицы TFT, предоставляемый LTPS, а также схему драйвера и TFT можно интегрировать и изготовить. в то же время. В случае сохранения преимуществ легкости и тонкости можно решить проблему недостаточного разрешения (поскольку скорость передачи электронов в поликремнии выше и качество лучше), так что 2,5-дюймовая панель может иметь высокое разрешение. 200 пикселей на дюйм.
Увеличьте срок службы и сократите потребление энергии. В качестве важного показателя развития технологии LTPS снижение температуры жидких кристаллов означает многое для жидких кристаллов. Улучшены стабильность и срок службы. Пока это лишь технически качественный вывод. Я считаю, что всем также легко понять, что срок службы дисплея продлится при относительно низкой температуре; Первые модели Note-PC уделяли большое внимание энергопотреблению, что также является одной из причин разработки LTPS. При снижении рабочей температуры панели LTPS потребление энергии также значительно снижается. Конечно, энергопотребление ЖК-мониторов по своей природе невелико, что означает больше для Note-PC, чем для монитора ПК.
Уменьшение размера. Хотя к плоским дисплеям не предъявляются высокие требования к размеру, погоня за более легкими и тонкими жидкокристаллическими дисплеями всегда была горячей точкой. Поскольку тонкопленочные транзисторы из низкотемпературного поликремния (LTPS) могут непосредственно встраивать управляющие элементы в стеклянную подложку, следовательно, оболочка жидкокристаллического дисплея LTPS может почти только сохранять толщину самой жидкокристаллической панели, не оставляя места для микросхему драйвера и максимально уменьшите толщину.