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La sorprendente transformación del polisilicio de baja temperatura: ¿Cómo reescribir el futuro de la tecnología de visualización?
Con la continua evolución de la tecnología de visualización, el polisilicio de baja temperatura (LTPS) ha desempeñado un papel vital en los últimos años. La tecnología puede producir polisilicio a temperaturas relativamente bajas (alrededor de 650 °C y menos), lo que es particularmente importante para las pantallas actuales porque los paneles de vidrio grandes no pueden soportar altas temperaturas. Como resultado, la tecnología LTPS se está volviendo clave para producir pantallas LCD planas y sensores de imagen.
La tecnología de pantalla de polisilicio de baja temperatura puede ser una parte importante de la futura fabricación de dispositivos electrónicos.
El desarrollo del polisilicio
El silicio policristalino (p-Si) es un silicio altamente puro y conductor compuesto de muchos granos con una estructura reticular altamente ordenada. En 1984, estudios demostraron que el silicio amorfo (a-Si) es un excelente precursor para formar películas de p-Si, que pueden lograr una estructura estable y una rugosidad superficial baja. El proceso de producción de películas delgadas de silicio generalmente utiliza deposición química de vapor a baja presión (LPCVD) para reducir la rugosidad de la superficie. El silicio amorfo se deposita primero entre 560 y 640 °C y luego se recoce térmicamente (recristaliza) entre 950 y 1000 °C. Al partir de una película amorfa, el resultado final es un producto con una estructura fina.Aplicaciones en LCD
Los TFT de silicio amorfo se utilizan ampliamente en paneles planos de pantalla de cristal líquido (LCD) porque se pueden ensamblar en circuitos de control complejos de alta corriente. La evolución de LTPS-TFT ha dado como resultado una mayor resolución del dispositivo, una temperatura de síntesis más baja y un menor costo del sustrato. Sin embargo, el LTPS-TFT también tiene algunos defectos. Por ejemplo, en los dispositivos a-Si tradicionales, el área del TFT es grande, lo que da como resultado una pequeña transmisión de luz efectiva (es decir, el área no bloqueada por el TFT), lo que limita su Aplicación en circuitos complejos.
El potencial de LTPS radica en su alta eficiencia y su importancia en la tecnología de visualización.
Proceso de recocido láser
El recocido láser de XeCl (ELA) es el primer método clave para fundir material de silicio amorfo y generar p-Si. Este método puede cristalizar con éxito silicio amorfo (rango de espesor 500-10000Å) en silicio policristalino sin calentar el sustrato. El polisilicio resultante tiene granos más grandes, lo que proporciona al TFT una mejor movilidad de los electrones y reduce la pérdida de rendimiento debido a la dispersión de los límites de grano. Esta tecnología permite la integración exitosa de circuitos complejos en pantallas LCD.
Desarrollo de equipos LTPS-TFT
El éxito de LTPS-TFT depende no sólo de la mejora del propio TFT, sino también del circuito innovador. Una tecnología reciente ha desarrollado un circuito de píxeles en el que la salida de corriente a través del transistor es independiente del voltaje umbral, produciendo así un brillo uniforme. En aplicaciones de control de pantallas OLED, se utiliza comúnmente LTPS-TFT debido a su alta resolución y adaptabilidad a paneles grandes. Sin embargo, las variaciones en la estructura LTPS pueden generar voltajes de umbral inconsistentes en las señales, lo que genera un brillo desigual. Por lo tanto, mejorar el rendimiento y la litografía del TFT es crucial para avanzar en la tecnología OLED de matriz activa LTPS.
El auge de la tecnología LTPOEl óxido policristalino de baja temperatura (LTPO) es una tecnología de pantalla OLED desarrollada por Apple que combina las tecnologías de TFT LTPS y TFT de óxido (óxido de indio y zinc, IGZO). En LTPO, el circuito de conmutación utiliza LTPS, mientras que el TFT de conducción utiliza material IGZO. Esto permite que la pantalla ajuste dinámicamente su frecuencia de actualización en función del contenido que se muestra, logrando una utilización eficiente de la energía tanto para imágenes estáticas como para contenido dinámico. Las pantallas LTPO son las preferidas por su mayor duración de batería.
Los avances en la tecnología de pantalla LTPO pueden reformular nuestras expectativas y demandas de dispositivos de visualización.
En general, no se puede subestimar la importancia de la tecnología de polisilicio de baja temperatura en el futuro de la tecnología de visualización. Con la aparición de tecnologías más innovadoras, ¿qué forma podemos esperar que adopte la próxima generación de soluciones de visualización?
