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La sorprendente trasformazione del polisilicio a bassa temperatura: come riscrivere il futuro della tecnologia dei display?
Con la continua evoluzione della tecnologia dei display, il polisilicio a bassa temperatura (LTPS) ha svolto un ruolo fondamentale negli ultimi anni. Questa tecnologia consente di produrre polisilicio a temperature relativamente basse (circa 650 °C e inferiori), il che è particolarmente importante per i display odierni, poiché i grandi pannelli di vetro non possono resistere a temperature elevate. Di conseguenza, la tecnologia LTPS sta diventando fondamentale per la produzione di display LCD piatti e sensori di immagine.
La tecnologia dei display in polisilicio a bassa temperatura potrebbe avere un ruolo importante nella produzione di dispositivi elettronici del futuro.
Lo sviluppo del polisilicio
Il silicio policristallino (p-Si) è un silicio altamente puro e conduttivo, composto da molti grani con una struttura reticolare altamente ordinata. Nel 1984, alcuni studi hanno dimostrato che il silicio amorfo (a-Si) è un eccellente precursore per la formazione di film di p-Si, in grado di raggiungere una struttura stabile e una bassa rugosità superficiale. Il processo di produzione di film sottili di silicio solitamente utilizza la deposizione chimica da vapore a bassa pressione (LPCVD) per ridurre la rugosità superficiale. Il silicio amorfo viene prima depositato a una temperatura compresa tra 560 e 640 °C e poi ricotto termicamente (ricristallizzato) a una temperatura compresa tra 950 e 1000 °C. Partendo da una pellicola amorfa, il risultato finale è un prodotto dalla struttura fine.
Applicazioni in LCD
I TFT in silicio amorfo sono ampiamente utilizzati nei pannelli piatti dei display a cristalli liquidi (LCD) perché possono essere assemblati in complessi circuiti di comando ad alta corrente. L'evoluzione della tecnologia LTPS-TFT ha portato a una maggiore risoluzione del dispositivo, a una temperatura di sintesi più bassa e a una riduzione dei costi del substrato. Tuttavia, LTPS-TFT presenta anche alcuni difetti. Ad esempio, nei tradizionali dispositivi a-Si, l'area del TFT è ampia, con conseguente piccola trasmissione della luce effettiva (ovvero, l'area non bloccata dal TFT), che ne limita applicazione in circuiti complessi. applicazione.
Il potenziale dell'LTPS risiede nella sua elevata efficienza e nella sua importanza nella tecnologia dei display.
Processo di ricottura laser
La ricottura laser XeCl (ELA) è il primo metodo fondamentale per fondere il materiale di silicio amorfo e generare p-Si. Questo metodo consente di cristallizzare con successo il silicio amorfo (con spessori compresi tra 500 e 10.000 Å) in silicio policristallino senza riscaldare il substrato. Il polisilicio risultante presenta grani più grandi, il che conferisce al TFT una migliore mobilità elettronica e riduce la perdita di prestazioni dovuta alla dispersione dei confini dei grani. Questa tecnologia consente di integrare con successo circuiti complessi nei display LCD.
Sviluppo di apparecchiature LTPS-TFT
Il successo di LTPS-TFT non dipende solo dal miglioramento del TFT stesso, ma anche dal circuito innovativo. Una tecnologia recente ha sviluppato un circuito pixel in cui la corrente in uscita attraverso il transistor è indipendente dalla tensione di soglia, producendo così una luminosità uniforme. Nelle applicazioni di controllo dei display OLED, il formato LTPS-TFT è comunemente utilizzato per la sua elevata risoluzione e adattabilità a pannelli di grandi dimensioni. Tuttavia, le variazioni nella struttura LTPS possono dare origine a tensioni di soglia incoerenti dei segnali, con conseguente luminosità non uniforme. Pertanto, il miglioramento delle prestazioni TFT e della litografia è fondamentale per far progredire la tecnologia OLED a matrice attiva LTPS.
L'ascesa della tecnologia LTPO
L'ossido policristallino a bassa temperatura (LTPO) è una tecnologia di visualizzazione OLED sviluppata da Apple che combina le tecnologie LTPS TFT e ossido TFT (ossido di indio e zinco, IGZO). Nella tecnologia LTPO, il circuito di commutazione utilizza LTPS, mentre il TFT di pilotaggio utilizza materiale IGZO. Ciò consente allo schermo di regolare dinamicamente la frequenza di aggiornamento in base al contenuto visualizzato, ottenendo un utilizzo efficiente dell'energia sia per le immagini statiche che per i contenuti dinamici. I display LTPO sono preferiti perché offrono una maggiore durata della batteria.
I progressi nella tecnologia dei display LTPO potrebbero rimodellare le nostre aspettative e richieste in termini di dispositivi di visualizzazione.
Nel complesso, non si può sottovalutare l'importanza della tecnologia del polisilicio a bassa temperatura nel futuro della tecnologia dei display. Con l'avvento di tecnologie più innovative, quale forma possiamo aspettarci che assuma la prossima generazione di soluzioni di visualizzazione?
