Với sự phát triển nhanh chóng của khoa học và công nghệ, công nghệ màn hình tiếp tục phát triển và silicon đa tinh thể nhiệt độ thấp (LTPS) đã trở thành ngôi sao đang lên trong ngành công nghiệp màn hình. Chìa khóa của LTPS là khả năng tổng hợp polysilicon ở nhiệt độ thấp, không quá 650 độ C, điều này đặc biệt quan trọng đối với việc sản xuất các tấm lớn, vì các phương pháp nhiệt độ cao truyền thống có thể khiến tấm kính bị biến dạng, do đó ảnh hưởng đến chất lượng. của sản phẩm cuối cùng.
Việc sử dụng vật liệu LTPS đã cải thiện đáng kể độ phân giải và chi phí sản xuất màn hình. Công nghệ này đang nhanh chóng thay đổi bối cảnh thị trường màn hình.
Silic đa tinh thể (p-Si), là một vật liệu dẫn điện quan trọng, bao gồm nhiều cấu trúc mạng tinh thể có trật tự cao. Ngay từ năm 1984, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng silic vô định hình (a-Si) là một vật liệu tiền thân tuyệt vời có thể tạo thành màng p-Si có cấu trúc ổn định và độ nhám bề mặt thấp. Bằng cách sử dụng công nghệ lắng đọng hơi hóa học áp suất thấp (LPCVD), độ nhám bề mặt có thể được giảm hiệu quả để đạt được hiệu ứng màng mỏng tốt hơn. Với sự phát triển hơn nữa của công nghệ, các nhà nghiên cứu đã thành công trong việc hạ thấp nhiệt độ trong quá trình ủ, do đó cải thiện độ dẫn điện. Những tiến bộ trong công nghệ này tiếp tục tác động đến ngành công nghiệp vi điện tử, quang điện và màn hình.
Hiện nay, màn hình TFT silicon vô định hình được sử dụng rộng rãi trong các màn hình phẳng tinh thể lỏng (LCD) vì chúng có thể tạo thành các mạch điều khiển dòng điện cao phức tạp. Sự ra đời của LTPS-TFT đã mang đến những cơ hội mới cho công nghệ hiển thị, chẳng hạn như độ phân giải thiết bị cao hơn, nhiệt độ tổng hợp thấp hơn và hiệu quả về chi phí được cải thiện. Tuy nhiên, LTPS-TFT cũng phải đối mặt với những thách thức. Ví dụ, diện tích TFT lớn trong các thiết bị a-Si truyền thống dẫn đến tỷ lệ khẩu độ nhỏ và không thể tích hợp hiệu quả các mạch phức tạp.
Khi LTPS tiếp tục mở rộng việc sử dụng trong lĩnh vực hiển thị, liệu màn hình trong tương lai có thể đạt được hiệu suất cao hơn và phản hồi động tốt hơn không?
Ủ laser XеCl (ELA) là phương pháp chính để sản xuất p-Si. Công nghệ này làm nóng chảy vật liệu a-Si thông qua chiếu xạ laser, cuối cùng tạo thành silicon đa tinh thể có tính dẫn điện tuyệt vời. Quá trình này có thể kết tinh a-Si mà không làm nóng chất nền, do đó tạo ra các hạt p-Si lớn hơn và giảm sức cản chuyển động của electron do sự tán xạ ranh giới hạt. Điều này rất quan trọng đối với việc tích hợp mạch phức tạp trong màn hình LCD.
Ngoài việc cải tiến công nghệ TFT, chìa khóa cho việc ứng dụng thành công LTPS vào màn hình đồ họa nằm ở công nghệ mạch tiên tiến. Trong số đó, thiết kế mạch điểm ảnh mới có thể làm cho dòng điện đầu ra của bóng bán dẫn không phụ thuộc vào điện áp ngưỡng, do đó đạt được độ sáng đồng đều. LTPS-TFT cũng được sử dụng rộng rãi để điều khiển màn hình OLED, có độ phân giải cao và khả năng tương thích với tấm nền lớn. Tuy nhiên, những thay đổi trong cấu trúc LTPS vẫn dẫn đến ngưỡng điện áp không đồng đều, gây ra độ sáng không đồng đều. Để giải quyết vấn đề này, mạch điểm ảnh mới sử dụng bốn TFT loại n, một TFT loại p, một tụ điện và một phần tử điều khiển để kiểm soát độ phân giải hình ảnh, công nghệ hiển thị liên tục có những bước đột phá.
Ôxít đa tinh thể nhiệt độ thấp (LTPO) là công nghệ mặt sau màn hình OLED kết hợp TFT LTPS và TFT oxit như oxit indium gallium kẽm. Mạch điều khiển của LTPO sử dụng LTPS, trong khi TFT điều khiển sử dụng vật liệu IGZO, có khả năng điều chỉnh tốt hơn để sử dụng năng lượng hiệu quả. Điều này có nghĩa là màn hình có thể hoạt động ở tốc độ làm mới thấp hơn khi hiển thị hình ảnh tĩnh, nhưng có thể đạt được yêu cầu về tốc độ làm mới cao khi hiển thị nội dung động. Công nghệ LTPO giúp cải thiện tuổi thọ pin và được sử dụng trong các thiết bị di động như điện thoại di động và đồng hồ thông minh.
Sự phát triển của công nghệ đã đưa công nghệ LTPS-TFT trở thành công nghệ chủ đạo trong ngành công nghiệp màn hình, với cả tiềm năng và thách thức. Với nghiên cứu sâu hơn và ứng dụng công nghệ, LTPS có thể đạt tới tầm cao nào trong công nghệ hiển thị trong tương lai?