Bagaimana untuk memilih antara silikon amorfus (a-Si) dan polysilicon suhu rendah (LTPS) untuk pembangunan projek dengan paparan

1. Pengenalan kepada LTPS
Poli-silikon Suhu Rendah(Poly-silikon Suhu Rendah; LTPS, selepas ini dirujuk sebagai LTPS) ialah satu lagi teknologi baharu dalam bidang paparan panel rata. Teknologi generasi seterusnya berikutan silikon amorfus (Amorphous-Silicon, selepas ini dirujuk sebagai a-Si).
Polysilicon (polysilicon) ialah bahan berasaskan silikon dengan saiz kira-kira 0.1 hingga beberapa um, yang terdiri daripada banyak zarah silikon. Dalam industri pembuatan semikonduktor, polysilicon biasanya dirawat oleh LPCVD (Low Pressure Chemical Vapor Deposition), dan kemudian disepuhlindapkan pada suhu lebih tinggi daripada 900C. Kaedah ini dipanggil SPC (Solid Phase Crystallization). Walau bagaimanapun, kaedah ini tidak sesuai untuk industri pembuatan paparan panel rata, kerana suhu maksimum kaca hanya 650°C. Oleh itu, teknologi LTPS digunakan terutamanya dalam pembuatan paparan panel rata.
Mobiliti elektron bahan silikon amorfus tradisional (a-Si) hanya 0.5 cm2/V.S, manakala mobiliti elektron bahan polisilikon suhu rendah (LTPS) boleh mencapai 50-200 cm2/V.S. Berbanding dengan paparan kristal cecair kristal (a-Si TFT-LCD), polysilicon TFT-LCD suhu rendah mempunyai kelebihan resolusi yang lebih tinggi, kelajuan tindak balas pantas, kecerahan tinggi (nisbah apertur tinggi), dan lain-lain. Pada masa yang sama, peranti persisian litar pemanduan boleh dibuat pada kaca pada masa yang sama. Pada substrat, matlamat untuk mengintegrasikan sistem pada kaca (SOG) boleh dicapai, jadi ia dapat menjimatkan ruang dan kos. Di samping itu, teknologi LTPS ialah platform teknologi untuk pembangunan electroluminescence organik aktif (AM-OLED), jadi pembangunan teknologi LTPS tertakluk kepada perhatian yang meluas.
2. Perbezaan antara silikon amorfus (a-Si) dan polysilicon suhu rendah (LTPS)
Secara amnya, suhu proses polysilicon suhu rendah hendaklah lebih rendah daripada 600°C, terutamanya untuk keperluan "laser anneal" (laser anneal), proses pembuatan yang membezakan LTPS daripada pembuatan a-Si. Berbanding dengan a-Si, kelajuan pergerakan elektron LTPS adalah 100 kali lebih cepat daripada a-Si. Ciri ini boleh menerangkan dua masalah: pertama, setiap PANEL LTPS bertindak balas lebih cepat daripada PANEL a-Si; kedua, rupa PANEL LTPS Saiznya lebih kecil daripada PANEL a-Si. Berikut ialah kelebihan ketara yang dimiliki LTPS berbanding a-Si:

1. Lebih sesuai untuk menyepadukan litar persisian IC pemacu pada substrat panel;

2. Kelajuan tindak balas yang lebih pantas, saiz penampilan yang lebih kecil, sambungan dan komponen yang lebih sedikit;
3. Reka bentuk sistem panel lebih ringkas;
4. Kestabilan panel lebih kuat;
5. Resolusi yang lebih tinggi,
Resolusi:
Oleh kerana p-Si TFT lebih kecil daripada a-Si konvensional, resolusi boleh lebih tinggi.
Sintesis IC pemacu p-Si TFT mempunyai dua kelebihan pada substrat kaca: pertama, bilangan penyambung yang disambungkan ke substrat kaca dikurangkan, dan kos pembuatan modul dikurangkan; kedua, kestabilan modul akan dipertingkatkan secara mendadak.
3. Kaedah penyediaan filem nipis LTPS
1. Penghabluran Teraruh Logam (MIC): salah satu kaedah SPC. Walau bagaimanapun, berbanding dengan SPC tradisional, kaedah ini boleh menghasilkan polysilicon pada suhu yang lebih rendah (kira-kira 500~600°C). Ini kerana lapisan nipis logam disalut sebelum penghabluran terbentuk, dan komponen logam memainkan fungsi aktif untuk mengurangkan penghabluran.
2. Cat-CVD: Kaedah untuk mendepositkan terus filem nipis polihabluran (poli-filem) tanpa pengekstrakan wap. Suhu pemendapan mungkin lebih rendah daripada 300°C. Mekanisme pertumbuhan melibatkan tindak balas rekahan pemangkin campuran SiH4-H2.
3. Laser anneal: Ini adalah kaedah yang paling banyak digunakan pada masa ini. Laser excimer ialah kuasa utama, digunakan untuk memanaskan dan mencairkan a-Si, yang mengandungi jumlah hidrogen yang rendah dan kemudian dihablurkan semula menjadi poli-filem.
Teknologi polysilicon suhu rendah LTPS (Low Temperature Poly-silicon) pada asalnya adalah teknologi yang dibangunkan oleh syarikat teknologi Jepun dan Amerika Utara untuk mengurangkan penggunaan tenaga paparan Note-PC dan menjadikan Note-PC kelihatan lebih nipis dan ringan. Ia adalah sekitar pertengahan tahun 1990-an. Teknologi telah mula bergerak ke peringkat percubaan. OLED, generasi baharu panel kristal cecair pemancar cahaya organik yang diperoleh daripada LTPS, juga memasuki peringkat praktikal pada tahun 1998. Kelebihan terbesarnya terletak pada ultra-nipis, ringan, penggunaan kuasa yang rendah, dan ciri-ciri pemancar cahayanya sendiri, jadi ia boleh memberikan warna yang lebih cemerlang. Dan imej yang lebih jelas, dan yang lebih penting: kos pengeluaran hanya 1/3 daripada panel LCD biasa.
Pada masa ini, panel LTPS-OLED belum mendapat sokongan kebanyakan syarikat panel LCD. Sebagai tambahan kepada isu paten teknikal, pelaburan kilang LCD berskala besar yang asal tidak mungkin akan ditinggalkan. Kecekapan pengeluaran untuk bersaing dengan LTPS. Oleh itu, kebanyakan paparan kristal cecair di pasaran masih menggunakan kristal cecair tradisional, iaitu silikon amorfus arus perdana (a-Si). Teknologi kristal cecair tradisional (a-Si) telah sangat matang selepas lebih 10 tahun pembangunan. Mereka mempunyai banyak pengalaman dalam penguasaan teknologi pengeluaran dan teknologi reka bentuk panel, dan teknologi LTPS masih tidak dapat mencapainya dalam tempoh yang singkat. Oleh itu, walaupun kos pembuatan panel LTPS-OLED jauh lebih rendah secara teori, harganya masih tidak mempunyai kelebihan pada masa ini.
Walau bagaimanapun, sebagai tujuan asal penyelidikan dan pembangunan asal, transistor filem nipis polysilicon (LTPS) suhu rendah boleh membenamkan elemen pemacu pada substrat kaca, mengurangkan dan mengekalkan ruang IC pemacu dengan banyak, supaya saiz daripada transistor filem nipis boleh dibuat lebih kecil, dan pada masa yang sama meningkatkan saiz paparan. Kecerahan dan penggunaan kuasa yang dikurangkan, dengan itu meningkatkan prestasi dan kebolehpercayaan kristal cecair, dan juga mengurangkan kos pembuatan panel, dengan resolusi yang lebih tinggi: pemacu matriks aktif TFT yang disediakan oleh LTPS dan litar pemacu dan TFT boleh disepadukan dan dihasilkan pada masa yang sama. Dalam hal mengekalkan kelebihan ringan dan nipis, masalah resolusi tidak mencukupi dapat diselesaikan (kerana kelajuan penghantaran elektron dalam polysilicon lebih cepat dan kualiti lebih baik), supaya panel 2.5 inci boleh mempunyai resolusi tinggi sebanyak 200ppi.
Meningkatkan jangka hayat dan mengurangkan penggunaan tenaga: Sebagai penunjuk penting untuk pembangunan teknologi LTPS, menurunkan suhu kristal cecair bermakna banyak perkara untuk kristal cecair. Kedua-dua kestabilan dan jangka hayat telah dipertingkatkan. Setakat ini ini hanya kesimpulan kualitatif teknikal. Saya percaya Ia juga mudah untuk semua orang memahami bahawa hayat kerja paparan akan dilanjutkan pada suhu yang agak rendah; Note-PC awal sangat mementingkan penggunaan tenaga, yang juga merupakan salah satu sebab untuk membangunkan LTPS. Semasa mengurangkan suhu operasi, panel LTPS Penggunaan tenaga juga sangat berkurangan. Sudah tentu, penggunaan tenaga monitor LCD sememangnya kecil, yang bermakna lebih kepada Note-PC daripada monitor PC.
Pengurangan saiz: Walaupun paparan panel rata tidak mempunyai keperluan yang tinggi untuk saiz, mengejar paparan kristal cecair yang lebih ringan dan nipis sentiasa menjadi tumpuan. Oleh kerana transistor filem nipis polysilicon (LTPS) suhu rendah boleh terus membenamkan elemen pemacu pada substrat kaca, Oleh itu, cangkerang paparan hablur cecair LTPS hampir hanya boleh mengekalkan ketebalan panel kristal cecair itu sendiri, tanpa mengehadkan ruang untuk IC pemandu, dan mengurangkan ketebalan ke tahap yang paling besar.