Анализ и применение технологии TFT

1. Введение в TFT

　　TFT — это аббревиатура английских инициалов тонкопленочного транзистора. Он имеет двойные характеристики: «активный (переключающий, усиливающий)» транзистора и «тонкий» «тонкой пленки». Он сочетается с плоскими дисплеями (такими как ЖК-дисплеи, Модуль OLED-дисплеяи т. д.), чтобы сформировать сегодняшние плоские телевизоры (TFT-LCD, TFT). -OLED), TFT является одним из ключевых компонентов ядра.

　　 Обычно активным материалом TFT является кремниевая пленка. По структуре кремниевой пленки транзисторы делятся на аморфные кремниевые TFT (a-Si TFT), поликремниевые (p-Si TFT) и монокристаллические кремниевые МОП-транзисторы (c-Si MOSFET). Кроме того, TFT, изготовленные из органических материалов, называются органическими TFT (или OTFT).

　　 Тонкопленочные транзисторы широко рекламировались и применялись с момента их изобретения в 1960-х годах, и скорость их разработки превосходит воображение. От аморфного кремния TFT до поликремниевого TFT, от высокотемпературного поликремниевого TFT до низкотемпературного поликремниевого TFT, технология становится все более зрелой, а объекты применения развиваются от простого управления ЖК-дисплеем до управления одновременно ЖК-дисплеем, OLED и даже электроникой. бумага. Благодаря постоянному повышению уровня полупроводниковых технологий размер пикселей постоянно уменьшается, а разрешение экрана дисплея также становится все выше и выше.

　　Жидкокристаллический дисплей с TFT-адресом стал ведущей технологией жидкокристаллического дисплея и даже плоскопанельного дисплея с большой емкостью, высоким разрешением и полноцветным видеодисплеем. Сопутствующие высокотехнологичные отрасли также стали основным направлением инвестиций в настоящее время. Технология производства TFT играет ключевую роль в жидкокристаллических дисплеях, и ее исследования и разработки всегда были в центре внимания исследований.

　　 Во-вторых, способ управления дисплеем

　　 И жидкокристаллический дисплей, и OLED-дисплей делятся на две категории: активный дисплей и пассивный дисплей. Для ЖК-дисплея он разделен на пассивный (пассивный) ЖК-дисплей, например: цветной STN-ЖК-дисплей, СТН ЖК-дисплей, ТН-ЖКД и т. д.; активный (активный) дисплей ЖК-дисплея, например: TFT-LCD. Что касается OLED-дисплея, он делится на пассивный (пассивный) OLED-дисплей (PMOLED) и активный (активный) OLED-дисплей (AMOLED).

Пассивный (пассивный) дисплей OLED или ЖК-дисплей обычно может отображать только менее 200 строк одновременно, поэтому для отображения большего количества строк для достижения высокой четкости необходимо использовать активный (активный) режим отображения диска, а именно TFT-LCD, АМОЛЕД. К активным (активным) способам отображения дисков относится технология изготовления TFT.

　　 3. Технология тонкой пленки TFT

1. Пленка аморфного кремния. Технология тонкопленочных транзисторов из аморфного кремния была предложена в 1970-х годах. После почти 30 лет неустанных усилий ученых со всего мира теперь все линии по производству жидкокристаллических дисплеев (ЖК-дисплеев) седьмого поколения и выше автоматизированы, а технология промышленного производства вполне зрела. Сегодня он превратился в основной продукт жидкокристаллического дисплея в мире, и целью будущего развития является увеличение размера экрана и снижение себестоимости производства. Технология аморфного кремния TFT имеет преимущества зрелого процесса подготовки, относительно простоты, высокой производительности и подходит для производства на больших площадях. Недостаток в том, что TFT имеют только устройства N-типа, а подвижность составляет всего 0,5-1,0 см2/Вс. Поэтому сложно подготовить высокопроизводительные, полностью интегрированные, ультратонкие и компактные дисплейные модули с использованием технологии TFT из аморфного кремния. Технология аморфного кремния TFT не может использоваться для OLED-дисплеев с активным приводом высокого разрешения.

2. Поликремниевая пленка (poly-Si). Процессы производства тонких пленок поликремния в основном делятся на две категории:

　　 (1) Под высокотемпературным процессом подразумевается температура выше 900 ℃ в течение всего процесса. В высокотемпературном процессе в качестве подложки можно использовать только дорогой кварц, а характеристики TFT хорошие. Высокотемпературный процесс подходит только для экранов небольших и средних размеров или серий проекционных экранов.

　　 (2) Низкотемпературный процесс, температура в течение всего процесса ниже 600 ℃. Экраны дисплея большего размера могут быть изготовлены на дешевых стеклянных подложках с использованием низкотемпературных процессов. Низкотемпературный поликремниевый (LTPS) TFT широко используется в активных (активных) дисплеях TFT-LCD и AMOLED благодаря низкому энергопотреблению, небольшому весу, тонкому профилю, высокому току питания и системной интеграции. Ключом к процессу изготовления поликремниевых TFT является то, как приготовить высококачественную поликремниевую пленку большой площади с низкими затратами. В настоящее время методы получения поликремниевых материалов включают быстрый отжиг (RTA), эксимер-лазерную кристаллизацию (ELC), твердофазную кристаллизацию (SPC), непрерывную латеральную кристаллизацию (SLS) и технологии низкотемпературного поликремния, индуцированного металлом (MIC).

　　 Технология низкотемпературного поликремния LTPS TFT может полностью решить проблемы, которые не может решить технология TFT аморфного кремния. Особенно после 2000 года из-за избыточных мощностей a-Si TFT японские, корейские и тайваньские производители активно инвестировали в LTPS TFT, что дало LTPS TFT больше возможностей для развития в следующие несколько лет. Особенно в связи с недавним быстрым ростом рынка панелей малого и среднего размера, развитие поликремниевых TFT вступило в золотой век. LTPS TFT уже давно считается незаменимой технологией для ЖК-дисплеев следующего поколения.

　　3. Органический тонкопленочный TFT. Само собой разумеется, что появление органических TFT создаст сильную конкуренцию существующим аморфным кремниевым TFT. Это станет основной технологией нового поколения гибких дисплеев. Экран дисплея, изготовленный с использованием гибкой технологии отображения, может скручиваться, как холст, и может стать важным элементом будущего мира дисплеев, подобно жидкокристаллическим дисплеям.

　　Благодаря использованию органических материалов он обладает характеристиками сгибаемого дисплея, поэтому он не только ударопрочный, но также легкий и небольшой по размеру. Изменился не только внешний вид дисплея, но и значительно расширилась и разнообразилась среда приложений. Дисплей печатается на листе пластиковой пленки с использованием процесса намотки ленты, аналогичного процессу печати газет, что может значительно снизить производственные затраты.

Исследования OTFT проводятся на международном уровне уже почти 20 лет, но вопросы проектирования и обработки высокопроизводительных устройств, снижения затрат на обработку и синтеза органических полупроводниковых материалов с высокой подвижностью и экологической стабильностью всегда были исследовательскими и техническими узкими местами. Существенного прорыва пока не произошло. В целом международные исследования в области гибкой электроники все еще находятся в зачаточном состоянии, с огромными технологическими прорывами и пространством для подачи патентных заявок.

　　 В-четвертых, применение TFT-дисплей (в основном следующие четыре категории)

　　1. Портативный дисплей: видео мобильный телефон, видео КПК, видео электронная книга и т. д.;

　　2. Дисплей автомобиля: GPS, дисплей безопасного вождения, мультимедийный дисплей и т. д.;

　　3. Дисплей компьютера: ноутбук, монитор и т. д.;

　　4. Бытовая техника и офисные дисплеи: телевизоры, интернет-терминалы, электронные газеты и т. д.

Короче говоря, технология TFT лежит в основе индустрии плоских дисплеев. Он имеет характеристики капиталоемкости, талантоемкости и технологичности. Выходная мощность панели высока, и эффект агломерации отрасли очевиден.