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Les changements étonnants dans le silicium polycristallin à basse température : comment réécrire l'avenir de la technologie d'affichage ?
Avec l’évolution continue de la technologie d’affichage, le polysilicium à basse température (LTPS) a joué un rôle essentiel ces dernières années. Cette technologie permet de produire du polysilicium à des températures relativement basses (environ 650 °C et moins), ce qui est particulièrement important pour les écrans d’aujourd’hui, car les grands panneaux de verre ne peuvent pas supporter des températures élevées. Par conséquent, la technologie LTPS devient essentielle pour la production d’écrans LCD plats et de capteurs d’images.
La technologie d’affichage au polysilicium à basse température pourrait constituer un élément important de la fabrication future d’appareils électroniques.
Le développement du polysilicium
Le silicium polycristallin (p-Si) est un silicium hautement pur et conducteur composé de nombreux grains avec une structure en réseau hautement ordonnée. En 1984, des études ont montré que le silicium amorphe (a-Si) est un excellent précurseur pour la formation de films p-Si, qui peuvent atteindre une structure stable et une faible rugosité de surface. Le processus de production de films minces de silicium utilise généralement le dépôt chimique en phase vapeur à basse pression (LPCVD) pour réduire la rugosité de la surface. Le silicium amorphe est d'abord déposé entre 560 et 640°C puis recuit thermiquement (recristallisé) entre 950 et 1000°C. En partant d’un film amorphe, le résultat final est un produit avec une structure fine.
Applications dans les écrans LCD
Les TFT en silicium amorphe sont largement utilisés dans les écrans plats à cristaux liquides (LCD) car ils peuvent être assemblés dans des circuits de commande complexes à courant élevé. L’évolution du LTPS-TFT a permis d’obtenir une résolution de dispositif plus élevée, une température de synthèse plus basse et un coût de substrat réduit. Cependant, le LTPS-TFT présente également quelques défauts. Par exemple, dans les dispositifs a-Si traditionnels, la surface du TFT est grande, ce qui entraîne une faible transmittance lumineuse effective (c'est-à-dire la zone non bloquée par le TFT), ce qui limite sa application dans les circuits complexes. application.
Le potentiel du LTPS réside dans sa grande efficacité et son importance dans la technologie d’affichage.
Procédé de recuit au laser
Le recuit laser XeCl (ELA) est la première méthode clé pour faire fondre du silicium amorphe pour générer du p-Si. Cette méthode permet de cristalliser avec succès du silicium amorphe (gamme d’épaisseur de 500 à 10 000 Å) en silicium polycristallin sans chauffer le substrat. Le polysilicium obtenu présente des grains plus gros, ce qui confère au TFT une meilleure mobilité électronique et réduit les pertes de performances dues à la diffusion des joints de grains. Cette technologie permet l’intégration réussie de circuits complexes dans les écrans LCD.
Développement d'équipements LTPS-TFT
Le succès du LTPS-TFT ne dépend pas seulement de l’amélioration du TFT lui-même, mais aussi du circuit innovant. Une technologie récente a développé un circuit de pixels dans lequel le courant de sortie à travers le transistor est indépendant de la tension de seuil, produisant ainsi une luminosité uniforme. Dans les applications de pilotage d'écrans OLED, le LTPS-TFT est couramment utilisé en raison de sa haute résolution et de son adaptabilité aux grands panneaux. Cependant, des variations dans la structure LTPS peuvent entraîner des tensions de seuil incohérentes des signaux, conduisant à une luminosité inégale. Par conséquent, l’amélioration des performances TFT et de la lithographie est essentielle pour faire progresser la technologie OLED à matrice active LTPS.
L'essor de la technologie LTPO
L'oxyde polycristallin à basse température (LTPO) est une technologie d'affichage OLED développée par Apple qui combine les technologies LTPS TFT et oxyde TFT (oxyde d'indium et de zinc, IGZO). Dans LTPO, le circuit de commutation utilise LTPS, tandis que le TFT de pilotage utilise un matériau IGZO. Cela permet à l'écran d'ajuster dynamiquement son taux de rafraîchissement en fonction du contenu affiché, permettant ainsi une utilisation efficace de l'énergie pour les images statiques et le contenu dynamique. Les écrans LTPO sont privilégiés pour leur durée de vie de batterie améliorée.
Les progrès de la technologie d’affichage LTPO pourraient remodeler nos attentes et nos demandes en matière de dispositifs d’affichage.
Dans l’ensemble, l’importance de la technologie du polysilicium à basse température dans l’avenir de la technologie d’affichage ne peut être sous-estimée. Avec l’émergence de technologies plus innovantes, quelle forme pouvons-nous attendre de la prochaine génération de solutions d’affichage ?
