Hur man väljer mellan amorft kisel (a-Si) och lågtemperaturpolykisel (LTPS) för projektutveckling med display

1. Introduktion till LTPS
Lågtemperatur polysilikon(Low Temperature Poly-silikon; LTPS, nedan kallad LTPS) är en annan ny teknik inom området för platta bildskärmar. Nästa generations teknologi efter amorft kisel (Amorphous-Silicon, nedan kallad a-Si).
Polykisel (polykisel) är ett kiselbaserat material med en storlek på cirka 0,1 till flera um, som är sammansatt av många kiselpartiklar. Inom halvledartillverkningsindustrin behandlas polykisel vanligtvis med LPCVD (Low Pressure Chemical Vapor Deposition) och glödgas sedan vid en temperatur högre än 900C. Denna metod kallas SPC (Solid Phase Crystallization). Den här metoden är dock inte lämplig för tillverkning av platta bildskärmar, eftersom den maximala temperaturen på glaset endast är 650°C. Därför används LTPS-teknik speciellt vid tillverkning av platta bildskärmar.
Elektronrörligheten för traditionellt amorft kiselmaterial (a-Si) är endast 0,5 cm2/V.S, medan elektronrörligheten för lågtemperaturpolykiselmaterial (LTPS) kan nå 50-200 cm2/V.S. Jämfört med kristallin flytande kristallskärm (a-Si TFT-LCD) har lågtemperatur polykisel TFT-LCD fördelarna med högre upplösning, snabb svarshastighet, hög ljusstyrka (högt bländarförhållande) etc. Samtidigt har den perifera drivkrets kan göras på glaset samtidigt. På substratet kan målet att integrera systemet på glas (SOG) uppnås, så det kan spara utrymme och kostnader. Dessutom är LTPS-teknologin den tekniska plattformen för utveckling av aktiv organisk elektroluminescens (AM-OLED), så utvecklingen av LTPS-teknik är föremål för bred uppmärksamhet.
2. Skillnaden mellan amorft kisel (a-Si) och lågtemperaturpolykisel (LTPS)
I allmänhet bör processtemperaturen för lågtemperaturpolykisel vara lägre än 600°C, speciellt för kravet på "laserglödgning" (laserglödgning), en tillverkningsprocess som skiljer LTPS från a-Si-tillverkning. Jämfört med a-Si är elektronrörelsehastigheten för LTPS 100 gånger snabbare än för a-Si. Den här funktionen kan förklara två problem: för det första reagerar varje LTPS PANEL snabbare än a-Si PANEL; andra, utseendet på LTPS PANEL Storleken är mindre än a-Si PANEL. Följande är de betydande fördelarna som LTPS har jämfört med a-Si:

1. Det är mer genomförbart att integrera den perifera kretsen för drivkretsen på panelsubstratet;

2. Snabbare svarshastighet, mindre utseende, färre anslutningar och komponenter;
3. Panelsystemets design är enklare;
4. Panelens stabilitet är starkare;
5. Högre upplösning,
Upplösning:
Eftersom p-Si TFT är mindre än konventionella a-Si, kan upplösningen vara högre.
Driv-IC-syntesen av p-Si TFT har två fördelar på glassubstratet: för det första reduceras antalet kontakter som är anslutna till glassubstratet, och tillverkningskostnaden för modulen reduceras; för det andra kommer stabiliteten för modulen att förbättras dramatiskt.
3. Framställningsmetod för LTPS-tunnfilm
1. Metallinducerad kristallisation (MIC): en av SPC-metoderna. Men jämfört med traditionell SPC kan denna metod producera polykisel vid en lägre temperatur (ca 500~600°C). Detta beror på att det tunna lagret av metall beläggs innan kristallisation bildas, och metallkomponenten spelar en aktiv funktion för att minska kristallisationen.
2. Cat-CVD: En metod för direkt avsättning av polykristallina tunna filmer (polyfilm) utan ångextraktion. Deponeringstemperaturen kan vara lägre än 300°C. Tillväxtmekanismen involverar katalytisk krackningsreaktion av SiH4-H2-blandning.
3. Laserglödgning: Detta är den mest använda metoden för närvarande. Excimerlaser är huvudkraften, som används för att värma och smälta a-Si, som innehåller en låg mängd väte och sedan omkristalliseras till poly-film.
Lågtemperatur polykiselteknologi LTPS (Low Temperature Poly-silicon) var ursprungligen en teknik utvecklad av japanska och nordamerikanska teknikföretag för att minska energiförbrukningen på Note-PC-skärmen och få Note-PC:n att se tunnare och lättare ut. Det var runt mitten av 1990-talet. Tekniken har börjat gå mot försöksstadiet. OLED, en ny generation av organiska ljusemitterande flytande kristallpaneler härledda från LTPS, gick också in i det praktiska skedet 1998. Dess största fördelar ligger i ultratunna, lätta vikter, låg energiförbrukning och dess egna ljusemitterande egenskaper, så det kan ge mer lysande färger. Och tydligare bilder, och ännu viktigare: produktionskostnaden är bara 1/3 av vanliga LCD-paneler.
För närvarande har LTPS-OLED-paneler inte fått stöd från de flesta LCD-panelföretag. Förutom tekniska patentfrågor är det osannolikt att den ursprungliga storskaliga LCD-fabriksinvesteringen kommer att överges. Produktionseffektivitet för att konkurrera med LTPS. Därför använder de flesta flytande kristallskärmar på marknaden fortfarande den traditionella flytande kristallen, det vill säga det vanliga amorfa kislet (a-Si). Den traditionella flytande kristallteknologin (a-Si) har varit mycket mogen efter mer än 10 års utveckling. De har stor erfarenhet av att behärska produktionsteknik och paneldesignteknik, och LTPS-tekniken kan fortfarande inte uppnå det på kort tid. Därför, även om tillverkningskostnaden för LTPS-OLED-panelen är mycket lägre i teorin, har priset fortfarande ingen fördel för närvarande.
Men som den ursprungliga avsikten med den ursprungliga forskningen och utvecklingen kan tunnfilmstransistorn med låg temperatur polykisel (LTPS) bädda in drivelementet på glassubstratet, vilket avsevärt minskar och behåller utrymmet på drivkretsen, så att storleken av tunnfilmstransistorn kan göras mindre, och samtidigt öka storleken på skärmen. Ljusstyrka och minskad strömförbrukning, vilket avsevärt förbättrar prestandan och tillförlitligheten hos flytande kristaller, och minskar också tillverkningskostnaden för panelen, med högre upplösning: TFT aktiv matrisdrivrutin från LTPS och drivkretsen och TFT kan integreras och tillverkas på samma gång. När det gäller att behålla fördelarna med lätthet och tunnhet kan problemet med otillräcklig upplösning lösas (eftersom överföringshastigheten för elektroner i polykisel är snabbare och kvaliteten är bättre), så att 2,5-tumspanelen kan ha en hög upplösning på 200ppi.
Förbättra livslängden och minska energiförbrukningen: Som en viktig indikator för utvecklingen av LTPS-teknik betyder sänkning av temperaturen på flytande kristaller många saker för flytande kristaller. Både stabilitet och livslängd har förbättrats. Än så länge är detta bara en tekniskt kvalitativ slutsats. Jag tror att det också är lätt för alla att förstå att displayens livslängd kommer att förlängas vid en relativt låg temperatur; den tidiga Note-PC:n lade stor vikt vid energiförbrukningen, vilket också är en av anledningarna till att utveckla LTPS. Samtidigt som driftstemperaturen sänks, minskar LTPS-panelen energiförbrukningen avsevärt. Naturligtvis är energiförbrukningen för LCD-skärmar i sig liten, vilket betyder mer för Note-PC än för PC-skärm.
Storleksminskning: Även om platta bildskärmar inte har höga krav på storlek, har jakten på lättare och tunnare LCD-skärmar alltid varit ett hot spot. Eftersom lågtemperaturpolykisel (LTPS) tunnfilmstransistorer direkt kan bädda in drivelement på glassubstratet, kan därför skalet på LTPS flytande kristalldisplay nästan bara behålla tjockleken på själva flytande kristallpanelen utan att reservera utrymme för drivkretsen, och minska tjockleken i största utsträckning.