Sådan vælger du mellem amorft silicium (a-Si) og lavtemperatur polysilicium (LTPS) til projektudvikling med display

1. Introduktion til LTPS
Lav temperatur polysilicium(Low Temperature Poly-silicon; LTPS, i det følgende benævnt LTPS) er en anden ny teknologi inden for fladskærme. Næste generations teknologi efter amorft silicium (amorf silicium, i det følgende benævnt a-Si).
Polysilicium (polysilicium) er et siliciumbaseret materiale med en størrelse på omkring 0,1 til flere um, som er sammensat af mange siliciumpartikler. I halvlederfremstillingsindustrien behandles polysilicium sædvanligvis med LPCVD (Low Pressure Chemical Vapor Deposition) og udglødes derefter ved en temperatur højere end 900C. Denne metode kaldes SPC (Solid Phase Crystallization). Denne metode er dog ikke egnet til fremstilling af fladskærme, fordi glassets maksimale temperatur kun er 650°C. Derfor anvendes LTPS-teknologien især til fremstilling af fladskærme.
Elektronmobiliteten af ​​traditionelt amorft siliciummateriale (a-Si) er kun 0,5 cm2/V.S, mens elektronmobiliteten af ​​lavtemperatur polysiliciummateriale (LTPS) kan nå 50-200 cm2/V.S. Sammenlignet med krystallinsk flydende krystalskærm (a-Si TFT-LCD) har lavtemperatur polysilicium TFT-LCD fordelene ved højere opløsning, hurtig responshastighed, høj lysstyrke (højt blændeforhold) osv. Samtidig er den perifere enhed kørekredsløb kan laves på glasset på samme tid. På underlaget kan målet om at integrere systemet på glas (SOG) nås, så det kan spare plads og omkostninger. Derudover er LTPS-teknologien teknologiplatformen for udvikling af aktiv organisk elektroluminescens (AM-OLED), så udviklingen af ​​LTPS-teknologi er genstand for bred opmærksomhed.
2. Forskellen mellem amorft silicium (a-Si) og lavtemperatur polysilicium (LTPS)
Generelt bør procestemperaturen for lavtemperatur polysilicium være lavere end 600°C, især for kravet om "laser anneal" (laser anneal), en fremstillingsproces, der adskiller LTPS fra a-Si fremstilling. Sammenlignet med a-Si er elektronbevægelseshastigheden for LTPS 100 gange hurtigere end for a-Si. Denne funktion kan forklare to problemer: For det første reagerer hvert LTPS PANEL hurtigere end a-Si PANEL; for det andet udseendet af LTPS PANEL Størrelsen er mindre end a-Si PANEL. Følgende er de væsentlige fordele, som LTPS har i forhold til a-Si:

1. Det er mere muligt at integrere driver-IC'ens perifere kredsløb på panelsubstratet;

2. Hurtigere responshastighed, mindre udseende, færre forbindelser og komponenter;
3. Panelsystemets design er enklere;
4. Panelets stabilitet er stærkere;
5. Højere opløsning,
Løsning:
Da p-Si TFT er mindre end konventionel a-Si, kan opløsningen være højere.
Driver-IC-syntesen af ​​p-Si TFT har to fordele på glassubstratet: For det første reduceres antallet af stik forbundet til glassubstratet, og produktionsomkostningerne for modulet reduceres; for det andet vil stabiliteten af ​​modulet blive dramatisk forbedret.
3. Fremstillingsmetode for LTPS tynd film
1. Metal-induceret krystallisation (MIC): en af ​​SPC-metoderne. Men sammenlignet med traditionel SPC kan denne metode producere polysilicium ved en lavere temperatur (ca. 500~600°C). Dette skyldes, at det tynde lag af metal er belagt før krystallisation dannes, og metalkomponenten spiller en aktiv funktion med at reducere krystallisation.
2. Cat-CVD: En metode til direkte afsætning af polykrystallinske tynde film (poly-film) uden dampekstraktion. Deponeringstemperaturen kan være lavere end 300°C. Vækstmekanismen involverer katalytisk krakningsreaktion af SiH4-H2-blanding.
3. Laserudglødning: Dette er den mest udbredte metode i øjeblikket. Excimer laser er hovedkraften, der bruges til at opvarme og smelte a-Si, som indeholder en lav mængde brint og derefter omkrystalliseres til poly-film.
Lavtemperatur polysiliciumteknologi LTPS (Low Temperature Poly-silicon) var oprindeligt en teknologi udviklet af japanske og nordamerikanske teknologivirksomheder for at reducere energiforbruget på Note-PC-skærmen og få Note-PC'en til at fremstå tyndere og lettere. Det var omkring midten af ​​1990'erne. Teknologien er begyndt at bevæge sig mod forsøgsfasen. OLED, en ny generation af organiske lysemitterende flydende krystalpaneler afledt af LTPS, trådte også ind i den praktiske fase i 1998. Dens største fordele ligger i ultratynde, lette vægt, lavt strømforbrug og dets egne lysemitterende egenskaber, så det kan give mere strålende farver. Og klarere billeder, og endnu vigtigere: produktionsomkostningerne er kun 1/3 af almindelige LCD-paneler.
På nuværende tidspunkt har LTPS-OLED-paneler ikke modtaget støtte fra de fleste LCD-panelvirksomheder. Ud over tekniske patentproblemer er det usandsynligt, at den oprindelige storstilede LCD-fabriksinvestering vil blive opgivet. Produktionseffektivitet til at konkurrere med LTPS. Derfor bruger de fleste flydende krystalskærme på markedet stadig det traditionelle flydende krystal, det vil sige det almindelige amorfe silicium (a-Si). Den traditionelle flydende krystal (a-Si) teknologi har været meget moden efter mere end 10 års udvikling. De har betydelig erfaring med beherskelse af produktionsteknologi og paneldesignteknologi, og LTPS-teknologien kan stadig ikke nå det på kort tid. Derfor, selvom fremstillingsomkostningerne for LTPS-OLED panel er meget lavere i teorien, har prisen stadig ingen fordel på nuværende tidspunkt.
Som den oprindelige intention med den oprindelige forskning og udvikling kan lavtemperatur polysilicium (LTPS) tyndfilm transistor imidlertid indlejre drivelementet på glassubstratet, hvilket i høj grad reducerer og bevarer pladsen på driver IC, så størrelsen af tyndfilmstransistoren kan gøres mindre, og samtidig øge størrelsen på skærmen. Lysstyrke og reduceret strømforbrug, hvilket i høj grad forbedrer ydeevnen og pålideligheden af ​​flydende krystal, og reducerer også panelets produktionsomkostninger med højere opløsning: TFT-aktivmatrixdriveren leveret af LTPS og driverkredsløbet og TFT kan integreres og fremstilles på samme tid. I tilfælde af at bevare fordelene ved lethed og tyndhed kan problemet med utilstrækkelig opløsning løses (fordi transmissionshastigheden af ​​elektroner i polysilicium er hurtigere, og kvaliteten er bedre), så 2,5-tommer panelet kan have en høj opløsning på 200ppi.
Forbedre levetiden og reducere energiforbruget: Som en vigtig indikator for udviklingen af ​​LTPS-teknologi betyder sænkning af temperaturen på flydende krystaller mange ting for flydende krystaller. Både stabilitet og levetid er blevet forbedret. Indtil videre er dette kun en teknisk kvalitativ konklusion. Jeg tror også, at det er let for alle at forstå, at displayets levetid forlænges ved en relativt lav temperatur; den tidlige Note-PC lagde stor vægt på energiforbruget, hvilket også er en af ​​grundene til at udvikle LTPS. Samtidig med at driftstemperaturen reduceres, reduceres LTPS-panelet. Energiforbruget er også stærkt reduceret. Naturligvis er energiforbruget på LCD-skærme i sagens natur lille, hvilket betyder mere for Note-PC end PC-skærm.
Størrelsesreduktion: Selvom fladskærme ikke har høje krav til størrelse, har jagten på lettere og tyndere flydende krystalskærme altid været et hot spot. Da lavtemperatur polysilicium (LTPS) tyndfilmstransistorer direkte kan indlejre drivelementer på glassubstratet, kan skallen på LTPS flydende krystal displayet næsten kun beholde tykkelsen af ​​selve flydende krystalpanelet uden at reservere plads til driver IC, og reducere tykkelsen i størst muligt omfang.