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Der Aufstieg von LTPS-TFT: Warum ist es der zukünftige Star unter den OLED-Displays?
Mit der rasanten Entwicklung von Wissenschaft und Technologie entwickelt sich auch die Displaytechnologie ständig weiter und Niedertemperatur-polykristallines Silizium (LTPS) hat sich zu einem aufsteigenden Stern in der Displayindustrie entwickelt. Der Schlüssel zu LTPS ist die Fähigkeit, Polysilizium bei niedrigen Temperaturen von nicht mehr als 650 Grad Celsius zu synthetisieren, was besonders wichtig für die Herstellung großer Panels ist, da herkömmliche Hochtemperaturmethoden zu Verformungen des Glaspanels führen können und somit die Qualität beeinträchtigen. des Endprodukts.
Durch die Verwendung von LTPS-Materialien konnten die Auflösung und die Produktionskosten von Displays deutlich verbessert werden. Diese Technologie verändert die Landschaft des Displaymarktes rasant.
Die Entwicklung von Polysilizium
Polykristallines Silizium (p-Si) als wichtiges leitfähiges Material besteht aus vielen hochgeordneten Gitterstrukturen. Bereits 1984 entdeckten Forscher, dass amorphes Silizium (a-Si) ein hervorragendes Vorläufermaterial ist, aus dem sich p-Si-Filme mit stabiler Struktur und geringer Oberflächenrauigkeit bilden lassen. Durch die Verwendung der chemischen Gasphasenabscheidung bei niedrigem Druck (LPCVD) kann die Oberflächenrauheit effektiv reduziert werden, um bessere Dünnschichteffekte zu erzielen. Durch die Weiterentwicklung der Technologie ist es den Forschern gelungen, die Temperatur beim Glühprozess zu senken und so die Leitfähigkeit zu verbessern. Fortschritte in diesen Technologien wirken sich weiterhin auf die Mikroelektronik-, Photovoltaik- und Displayindustrie aus.
Anwendung in LCD
Derzeit werden TFTs aus amorphem Silizium häufig in Flüssigkristallanzeigen (LCD) verwendet, da sie komplexe Hochstrom-Antriebsschaltungen bilden können. Das Aufkommen von LTPS-TFT hat der Displaytechnologie neue Möglichkeiten eröffnet, wie etwa eine höhere Geräteauflösung, niedrigere Synthesetemperatur und verbesserte Kosteneffizienz. Allerdings stehen LTPS-TFTs auch vor Herausforderungen. Beispielsweise führt die große TFT-Fläche in herkömmlichen a-Si-Geräten zu einem kleinen Öffnungsverhältnis und kann komplexe Schaltkreise nicht effektiv integrieren.
Werden zukünftige Displays angesichts der zunehmenden Verbreitung von LTPS im Displaybereich eine höhere Leistung und eine bessere dynamische Reaktion erreichen?
Verarbeitung mittels Laser-Annealing-Technologie
XеCl-Laserannealing (ELA) ist eine Schlüsselmethode zur Herstellung von p-Si. Bei dieser Technologie wird das a-Si-Material durch Laserbestrahlung geschmolzen, wodurch schließlich polykristallines Silizium mit hervorragenden Leitfähigkeitseigenschaften entsteht. Mit diesem Verfahren kann a-Si kristallisiert werden, ohne das Substrat zu erhitzen. Dadurch werden größere p-Si-Partikel erzeugt und der Widerstand gegen die Elektronenbewegung aufgrund der Korngrenzenstreuung verringert. Dies ist für die komplexe Schaltungsintegration in LCD-Displays von entscheidender Bedeutung.
Entwicklung von LTPS-TFT-Geräten
Der Schlüssel zum erfolgreichen Einsatz von LTPS in Grafikdisplays liegt neben der Verbesserung der TFT-Technologie selbst in innovativer Schaltungstechnologie. Unter anderem ermöglicht ein neues Pixelschaltungsdesign, den Ausgangsstrom des Transistors unabhängig von der Schwellenspannung zu machen und so eine gleichmäßige Helligkeit zu erreichen. LTPS-TFT wird auch häufig zum Ansteuern von OLED-Displays verwendet, die über eine hohe Auflösung und Kompatibilität mit großen Panels verfügen. Änderungen in der LTPS-Struktur führen jedoch weiterhin zu einer ungleichmäßigen Schwellenspannung und damit zu einer ungleichmäßigen Helligkeit. Um dieses Problem zu lösen, verwendet die neue Pixelschaltung vier n-Typ-TFTs, einen p-Typ-TFT, einen Kondensator und ein Steuerelement zur Steuerung der Bildauflösung, und in der Displaytechnologie werden ständig neue Durchbrüche erzielt.
Der Aufstieg der LTPO-Technologie
Niedrigtemperatur-Polykristallines Oxid (LTPO) ist eine OLED-Display-Backplane-Technologie, die LTPS-TFTs und Oxid-TFTs wie Indium-Gallium-Zinkoxid kombiniert. Die Antriebsschaltung von LTPO verwendet LTPS, während der Antriebs-TFT IGZO-Material verwendet, das über bessere Einstellungen für eine effiziente Energienutzung verfügt. Dies bedeutet, dass der Bildschirm bei der Anzeige statischer Bilder mit einer niedrigeren Bildwiederholfrequenz arbeiten kann, bei der Anzeige dynamischer Inhalte jedoch die Anforderungen an eine hohe Bildwiederholfrequenz erfüllen kann. Die LTPO-Technologie verbessert die Akkulaufzeit und wird in mobilen Geräten wie Mobiltelefonen und Smartwatches verwendet.
Die technologische Entwicklung hat die LTPS-TFT-Technologie in der Displayindustrie zum Mainstream gemacht, was sowohl Potenzial als auch Herausforderungen mit sich bringt. Welche Höhen können LTPS mit weiterer Forschung und technologischer Anwendung in der zukünftigen Displaytechnologie erreichen?
