[小讲座#15] LTPS (Low-Temperature Polycrystalline Silicon)

Theme 1. 显示屏的基本要素

第十五个概念: LTPS (Low-Temperature Polycrystalline Silicon)

LTPS(低温多晶硅): 一种基于优化a-Si(非晶硅)特性,用以提高电子迁移速度的TFT组成物质。

还记得我们在第十三个讲座上讲过的调节显示屏亮度的核心TFT吗?TFT根据电流通过层的构成物质可分成a-Si、LTPS、Oxide三种。在控制每个子像素亮度时,TFT担任电源开关的角色,而开关速度是TFT非常关键的技术指标。在a-Si、LTPS、Oxide中,具有最快电子移动速度的就是LTPS(Low-Temperature Polycrystalline Silicon),即低温多晶硅。

LTPS是通过优化a-Si特性,从而提高TFT的电子迁移性能。早期LCD面板的TFT是由非晶硅(a-Si)构成的,虽然其工艺非常简单,但存在电子移动速度慢的缺点。移动速度慢导致了信息处理时间过长,因此屏幕无法呈现清晰的画面,LTPS技术随之研发出来用以改善这个缺点。

LTPS电子移动速度为何会更快呢?耗且环保!

LTPS是通过对a-Si增加单独的工艺而形成的,a-Si是一种分子排列结构散乱无序的硅材料,电子移动速度比较慢。在电子移动性能上,最理想的材料形态是单晶硅(Single Crystal Silicon),因此为了把a-Si转成类似于单晶硅的形态,通过激光照射工序,对硅分子进行再晶体化,因此就得到了LTPS。因为玻璃基板在高温下会出现软化熔融,所以整个处理过程是在450度左右相对较低的温度下完成。综上,LTPS是将无序的硅分子转成具有一定排列顺序的晶体材料,因此LTPS拥有比a-Si快100倍的电子移动速度。然而,这个过程并不简单,LTPS工艺比一般工艺要求更细致,因此在成本和时间方面要求较高。

LTPS是能实现更高的分辨率、更大尺寸和更快响应速度的一种TFT。更高的电子移动速度不仅可实现高速的电路信息处理,还可在短时间内传递充足的电量,因此LTPS工艺能实现晶体管的最小化和画质方面的改善,这些特点为高分辨率显示屏带来了较多优势。

Recap Quiz

Q. 在TFT的之中具有最快电子移动速度的LTPS是由()的分子排列构成的。以下正确的是哪一项?

 ①  无序    ② 有序

答案: ②

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