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L'ascesa di LTPS-TFT: perché è la futura star dei display OLED?
Con il rapido sviluppo della scienza e della tecnologia, la tecnologia dei display continua a evolversi e il silicio policristallino a bassa temperatura (LTPS) è diventato una stella nascente nel settore dei display. La chiave dell'LTPS è la sua capacità di sintetizzare il polisilicio a basse temperature, non più di 650 gradi Celsius, il che è particolarmente importante per la produzione di pannelli di grandi dimensioni, poiché i metodi tradizionali ad alta temperatura possono causare la deformazione del pannello di vetro, influenzando così la qualità del prodotto finale.
L'uso dei materiali LTPS ha migliorato notevolmente la risoluzione e i costi di produzione dei display. Questa tecnologia sta cambiando rapidamente il panorama del mercato dei display.
Lo sviluppo del polisilicio
Il silicio policristallino (p-Si), importante materiale conduttivo, è costituito da numerose strutture reticolari altamente ordinate. Già nel 1984, i ricercatori scoprirono che il silicio amorfo (a-Si) è un eccellente materiale precursore in grado di formare pellicole di p-Si con struttura stabile e bassa rugosità superficiale. Utilizzando la tecnologia di deposizione chimica da vapore a bassa pressione (LPCVD), la rugosità superficiale può essere ridotta in modo efficace per ottenere migliori effetti di pellicola sottile. Grazie all'ulteriore sviluppo della tecnologia, i ricercatori sono riusciti ad abbassare la temperatura durante il processo di ricottura, migliorando così la conduttività. I progressi in queste tecnologie continuano ad avere un impatto sui settori della microelettronica, del fotovoltaico e dei display.
Applicazione in LCD
Attualmente, i TFT in silicio amorfo sono ampiamente utilizzati nei pannelli piatti dei display a cristalli liquidi (LCD) perché possono formare complessi circuiti di comando ad alta corrente. L'avvento della tecnologia LTPS-TFT ha portato nuove opportunità alla tecnologia di visualizzazione, come una maggiore risoluzione del dispositivo, una temperatura di sintesi più bassa e una maggiore convenienza. Tuttavia, LTPS-TFT deve anche affrontare delle sfide. Ad esempio, l'ampia area di TFT nei tradizionali dispositivi a-Si comporta un piccolo rapporto di apertura e non può integrare efficacemente circuiti complessi.
Dato che l'LTPS continua ad ampliare il suo utilizzo nel campo dei display, i display del futuro saranno in grado di raggiungere prestazioni più elevate e una migliore risposta dinamica?
Elaborazione della tecnologia di ricottura laser
La ricottura laser XеCl (ELA) è un metodo fondamentale per produrre p-Si. Questa tecnologia fonde il materiale a-Si tramite irradiazione laser, formando infine silicio policristallino con eccellenti proprietà conduttive. Questo processo consente di cristallizzare l'a-Si senza riscaldare il substrato, producendo così particelle più grandi di p-Si e riducendo la resistenza al movimento degli elettroni dovuto alla diffusione dei bordi dei grani. Ciò è fondamentale per l'integrazione di circuiti complessi nei display LCD.
Sviluppo di apparecchiature LTPS-TFT
Oltre al miglioramento della tecnologia TFT stessa, la chiave per l'applicazione di successo dell'LTPS nei display grafici risiede nell'innovativa tecnologia dei circuiti. Tra queste, un nuovo design del circuito pixel può rendere la corrente di uscita del transistor indipendente dalla tensione di soglia, ottenendo così una luminosità uniforme. La tecnologia LTPS-TFT è ampiamente utilizzata anche per pilotare display OLED, che hanno un'elevata risoluzione e sono compatibili con pannelli di grandi dimensioni. Tuttavia, le modifiche nella struttura LTPS comportano comunque una tensione di soglia non uniforme, con conseguente luminosità non uniforme. Per risolvere questo problema, il nuovo circuito pixel utilizza quattro TFT di tipo n, un TFT di tipo p, un condensatore e un elemento di controllo per controllare la risoluzione dell'immagine; inoltre, la tecnologia dei display è in continua evoluzione.
L'ascesa della tecnologia LTPO
L'ossido policristallino a bassa temperatura (LTPO) è una tecnologia di backplane per display OLED che combina TFT LTPS e TFT in ossido come l'ossido di indio, gallio e zinco. Il circuito di pilotaggio dell'LTPO utilizza LTPS, mentre il TFT di pilotaggio utilizza materiale IGZO, che presenta migliori regolazioni per un uso efficiente dell'energia. Ciò significa che lo schermo può funzionare a una frequenza di aggiornamento inferiore quando visualizza immagini statiche, ma può soddisfare i requisiti di frequenza di aggiornamento elevata quando visualizza contenuti dinamici. La tecnologia LTPO migliora la durata della batteria e viene utilizzata nei dispositivi mobili come telefoni cellulari e smartwatch.
Lo sviluppo tecnologico ha reso la tecnologia LTPS-TFT una tecnologia diffusa nel settore dei display, con potenzialità e sfide da affrontare. Con ulteriori ricerche e applicazioni tecnologiche, quali traguardi potrà raggiungere l'LTPS nella futura tecnologia dei display?
