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低溫多晶矽的驚人變革：如何改寫顯示技術的未來？
隨著顯示技術的不斷演進，低溫多晶矽（LTPS）在過去幾年中扮演了至關重要的角色。該技術能在相對低的溫度（約650°C及以下）下製造多晶矽，這在現今對於顯示器尤其重要，因為大面積玻璃面板無法承受高溫的影響。因此，LTPS技術逐漸成為生產扁平LCD顯示器和圖像傳感器的關鍵。
低溫多晶矽的顯示技術可能是未來電子設備製造的重要一環。
多晶矽的發展
多晶矽（p-Si）是由許多晶粒組成的純度高且導電的矽，具有高度有序的晶格結構。1984年，研究表明非晶矽（a-Si）是形成p-Si薄膜的優秀前驅體，可以實現穩定結構和低表面粗糙度。該硅薄膜的生產過程通常使用低壓化學氣相沉積（LPCVD），以減少表面粗糙度。首先在560至640°C之間沉積非晶矽，然後在950至1000°C的條件下進行熱退火（再結晶）。通過從非晶薄膜開始，最終生成具有優良結構的產品。
液晶顯示器中的應用
非晶矽TFT在液晶顯示器（LCD）平板中廣泛應用，因為它們能夠組裝成複雜的高電流驅動電路。LTPS-TFT的演進帶來了更高的裝置解析度、較低的合成溫度及下降的基板成本。然而，LTPS-TFT也有一些缺陷，例如在傳統的a-Si設備中，TFT的面積較大，導致有效的透光比（即不被TFT遮擋的面積）較小，限制了其在複雜電路中的應用。
LTPS的潛力在於其高效能及其在顯示器技術中的重要性。
激光退火的處理
XeCl激光退火（ELA）是將非晶矽材料熔化以生成p-Si的第一種關鍵方法。該方法可以在不加熱基板的情況下，成功地將非晶矽（厚度範圍500-10000Å）結晶化為多晶矽。其形成的多晶矽具有更大的晶粒，這使TFT具有改善的電子遷移率，且減少了因晶界散射所造成的效能損失。這項技術使LCD顯示器中複雜電路的成功整合成為可能。
LTPS-TFT設備的發展
LTPS-TFT的成功不僅依賴於TFT本身的改進，同時也與創新的電路無關。最近的一項技術開發出一種像素電路，使透過晶體管輸出的電流與閾值電壓無關，從而能夠產生均勻的亮度。在驅動OLED顯示器的應用上，LTPS-TFT因其高解析度及對大型面板的適應性而被普遍使用。然而，LTPS結構的變化可能導致信號的閾值電壓不一致，從而造成亮度不均勻。因此，提高TFT的性能和微影技術對於推動LTPS主動矩陣OLED技術至關重要。
LTPO技術的興起
低溫多晶氧化物（LTPO）是由蘋果公司開發的一種OLED顯示技術，它結合了LTPS TFT和氧化物TFT（鋅銦氧化物，IGZO）的技術。在LTPO中，切換電路使用LTPS，而驅動TFT則使用IGZO材料。這使得屏幕可以根據顯示的內容動態調整刷新率，實現了對靜態圖像和動態內容的高效能源利用。LTPO顯示器因其改善的電池壽命而受到青睞。
LTPO顯示技術的進步可能會重塑我們對於顯示設備的期望與需求。
綜合來看，低溫多晶矽技術在顯示技術未來的重要性不可小覷。隨著更多創新技術的出現，我們也許能期待下一代的顯示方案將會以何種形式出現？
