Como escolher entre silício amorfo (a-Si) e polissilício de baixa temperatura (LTPS) para desenvolvimento de projetos com display

1. Introdução ao LTPS
Poli-silício de baixa temperatura(Poli-silício de baixa temperatura; LTPS, doravante denominado LTPS) é outra nova tecnologia no campo de monitores de tela plana. Tecnologia de próxima geração seguindo o silício amorfo (Silício Amorfo, doravante denominado a-Si).
Polissilício (polissilício) é um material à base de silício com um tamanho de cerca de 0,1 a vários um, composto por muitas partículas de silício. Na indústria de fabricação de semicondutores, o polissilício é geralmente tratado por LPCVD (Low Pressure Chemical Vapor Deposition) e depois recozido a uma temperatura superior a 900C. Este método é denominado SPC (Cristalização em Fase Sólida). No entanto, este método não é adequado para a indústria de fabricação de telas planas, porque a temperatura máxima do vidro é de apenas 650°C. Portanto, a tecnologia LTPS é especialmente aplicada na fabricação de monitores de tela plana.
A mobilidade eletrônica do material de silício amorfo tradicional (a-Si) é de apenas 0,5 cm2/VS, enquanto a mobilidade eletrônica do material polissilício de baixa temperatura (LTPS) pode atingir 50-200 cm2/VS. Comparado com a tela de cristal líquido cristalino (a-Si TFT-LCD), o TFT-LCD de polissilício de baixa temperatura tem as vantagens de maior resolução, velocidade de resposta rápida, alto brilho (alta taxa de abertura), etc. circuito de condução pode ser feito no vidro ao mesmo tempo. No substrato, o objetivo de integração do sistema em vidro (SOG) pode ser alcançado, economizando espaço e custos. Além disso, a tecnologia LTPS é a plataforma tecnológica para o desenvolvimento da eletroluminescência orgânica ativa (AM-OLED), de modo que o desenvolvimento da tecnologia LTPS está sujeito a ampla atenção.
2. A diferença entre silício amorfo (a-Si) e polissilício de baixa temperatura (LTPS)
Em geral, a temperatura do processo de polissilício de baixa temperatura deve ser inferior a 600°C, especialmente para a exigência de "recozimento a laser" (recozimento a laser), um processo de fabricação que distingue o LTPS da fabricação de a-Si. Comparado com o a-Si, a velocidade de movimento dos elétrons do LTPS é 100 vezes mais rápida que a do a-Si. Este recurso pode explicar dois problemas: primeiro, cada PAINEL LTPS reage mais rápido que o PAINEL a-Si; segundo, a aparência do PAINEL LTPS O tamanho é menor que o PAINEL a-Si. A seguir estão as vantagens significativas que o LTPS possui sobre o a-Si:

1. É mais viável integrar o circuito periférico do driver IC no substrato do painel;

2. Velocidade de resposta mais rápida, menor tamanho de aparência, menos conexões e componentes;
3. O design do sistema do painel é mais simples;
4. A estabilidade do painel é mais forte;
5. Maior resolução,
Resolução:
Como o TFT p-Si é menor que o a-Si convencional, a resolução pode ser maior.
A síntese do driver IC do p-Si TFT tem duas vantagens no substrato de vidro: primeiro, o número de conectores conectados ao substrato de vidro é reduzido e o custo de fabricação do módulo é reduzido; segundo, a estabilidade do módulo será dramaticamente melhorada.
3. Método de preparação de filme fino LTPS
1. Cristalização Induzida por Metal (MIC): um dos métodos SPC. No entanto, em comparação com o SPC tradicional, este método pode produzir polissilício a uma temperatura mais baixa (cerca de 500~600°C). Isso ocorre porque a fina camada de metal é revestida antes da formação da cristalização, e o componente metálico desempenha uma função ativa de redução da cristalização.
2. Cat-CVD: Método para depositar diretamente filmes finos policristalinos (polifilme) sem extração de vapor. A temperatura de deposição pode ser inferior a 300°C. O mecanismo de crescimento envolve reação de craqueamento catalítico da mistura SiH4-H2.
3. Recozimento a laser: Este é o método mais utilizado atualmente. O laser excimer é a potência principal, usada para aquecer e derreter o a-Si, que contém uma pequena quantidade de hidrogênio e depois recristalizado em polifilme.
Tecnologia de polissilício de baixa temperatura LTPS (Low Temperature Poly-silicon) foi originalmente uma tecnologia desenvolvida por empresas de tecnologia japonesas e norte-americanas para reduzir o consumo de energia da tela do Note-PC e fazer com que o Note-PC parecesse mais fino e leve. Foi em meados da década de 1990. A tecnologia começou a avançar para a fase de teste. OLED, uma nova geração de painéis de cristal líquido emissores de luz orgânicos derivados do LTPS, também entrou na fase prática em 1998. Suas maiores vantagens residem em ultrafino, peso leve, baixo consumo de energia e suas próprias características de emissão de luz, então pode fornecer cores mais brilhantes. E imagens mais nítidas e mais importante: o custo de produção é de apenas 1/3 dos painéis LCD comuns.
Atualmente, os painéis LTPS-OLED não receberam o apoio da maioria das empresas de painéis LCD. Além das questões técnicas de patentes, é improvável que o investimento original na fábrica de LCD em grande escala seja abandonado. Eficiência de produção para competir com LTPS. Portanto, a maioria dos displays de cristal líquido do mercado ainda utiliza o cristal líquido tradicional, ou seja, o silício amorfo convencional (a-Si). A tecnologia tradicional de cristal líquido (a-Si) está muito madura após mais de 10 anos de desenvolvimento. Eles têm uma experiência considerável no domínio da tecnologia de produção e da tecnologia de design de painéis, e a tecnologia LTPS ainda não consegue alcançá-la em um curto período de tempo. Portanto, embora o custo de fabricação do painel LTPS-OLED seja muito menor em teoria, seu preço ainda não apresenta vantagem no momento.
No entanto, como intenção original da pesquisa e desenvolvimento original, o transistor de película fina de polissilício de baixa temperatura (LTPS) pode incorporar o elemento de acionamento no substrato de vidro, reduzindo bastante e retendo o espaço do IC do driver, de modo que o tamanho do transistor de película fina pode ser menor e, ao mesmo tempo, aumentar o tamanho da tela. Brilho e consumo de energia reduzido, melhorando muito o desempenho e a confiabilidade do cristal líquido, e também reduzindo o custo de fabricação do painel, com maior resolução: o driver de matriz ativa TFT fornecido pelo LTPS e o circuito do driver e TFT podem ser integrados e fabricados ao mesmo tempo. No caso de manter as vantagens de leveza e finura, o problema da resolução insuficiente pode ser resolvido (porque a velocidade de transmissão dos elétrons no polissilício é mais rápida e a qualidade é melhor), para que o painel de 2,5 polegadas possa ter alta resolução de 200ppi.
Melhore a vida útil e reduza o consumo de energia: Como um indicador importante para o desenvolvimento da tecnologia LTPS, a redução da temperatura dos cristais líquidos significa muitas coisas para os cristais líquidos. Tanto a estabilidade quanto a vida útil foram melhoradas. Até agora, esta é apenas uma conclusão tecnicamente qualitativa. Acredito que também seja fácil para todos entenderem que a vida útil do display será estendida a uma temperatura relativamente baixa; os primeiros Note-PC atribuíam grande importância ao consumo de energia, o que também é uma das razões para o desenvolvimento do LTPS. Ao reduzir a temperatura operacional, o painel LTPS O consumo de energia também é bastante reduzido. É claro que o consumo de energia dos monitores LCD é inerentemente pequeno, o que significa mais para o Note-PC do que para o monitor do PC.
Redução de tamanho: Embora os monitores de tela plana não tenham requisitos elevados de tamanho, a busca por monitores de cristal líquido mais leves e mais finos sempre foi um ponto quente. Como os transistores de película fina de polissilício de baixa temperatura (LTPS) podem incorporar diretamente elementos de acionamento no substrato de vidro, portanto, o invólucro da tela de cristal líquido LTPS pode quase apenas reter a espessura do próprio painel de cristal líquido, sem reservar espaço para o driver IC e reduza a espessura ao máximo.