ディスプレイを使用したプロジェクト開発でアモルファス シリコン (a-Si) と低温ポリシリコン (LTPS) のどちらを選択するかを選択する方法

1. LTPS の概要
Low Temperature Poly-silicon(低温ポリシリコン; LTPS、以下 LTPS と呼びます) は、フラット パネル ディスプレイの分野におけるもう 1 つの新しい技術です。アモルファスシリコン（Amorphous-Silicon、以下a-Si）に続く次世代技術。
ポリシリコン（ポリシリコン）は、多数のシリコン粒子から構成される、大きさ0.1～数μm程度のシリコン系材料です。半導体製造業界では、通常、ポリシリコンは LPCVD (減圧化学蒸着) によって処理され、その後 900℃ を超える温度でアニールされます。この方法はSPC（固相結晶化）と呼ばれます。ただし、ガラスの最高温度は 650°C しかないため、この方法はフラット パネル ディスプレイ製造業界には適していません。したがって、LTPS 技術は特にフラット パネル ディスプレイの製造に適用されます。
従来のアモルファスシリコン材料 (a-Si) の電子移動度はわずか 0.5 cm2/V.S ですが、低温ポリシリコン材料 (LTPS) の電子移動度は 50 ～ 200 cm2/V.S に達することがあります。低温ポリシリコン TFT-LCD は、結晶液晶ディスプレイ (a-Si TFT-LCD) と比較して、高解像度、高速応答速度、高輝度 (高開口率) などの利点を持っています。ガラス上に駆動回路も同時に作製できます。基板上では、システム オン ガラス (SOG) を統合するという目標を達成できるため、スペースとコストを節約できます。さらに、LTPS 技術はアクティブ有機エレクトロルミネッセンス (AM-OLED) 開発の技術プラットフォームであるため、LTPS 技術の開発は幅広い注目を集めています。
2. アモルファスシリコン（a-Si）と低温ポリシリコン（LTPS）の違い
一般に、低温ポリシリコンのプロセス温度は、特にLTPSとa-Si製造を区別する製造プロセスである「レーザーアニール」（レーザーアニール）の要件の場合、600℃未満である必要があります。 a-Siと比較して、LTPSの電子の移動速度はa-Siの100倍です。この特徴は 2 つの問題を説明できます。1 つは、各 LTPS PANEL が a-Si PANEL よりも速く反応することです。第二に、LTPS PANELの外観です。a-Si PANELよりもサイズが小さくなります。 LTPS が a-Si に比べて持つ大きな利点は次のとおりです。

１．ドライバＩＣの周辺回路をパネル基板上に集積化することが可能である。

2. 応答速度が速く、外観サイズが小さく、接続とコンポーネントが少なくなります。
3. パネルシステムの設計がよりシンプルになります。
4.パネルの安定性がより強力です。
5. より高い解像度、
解決：
p-Si TFTは従来のa-Siよりも小さいため、解像度を高くすることができます。
ガラス基板上での p-Si TFT のドライバー IC の合成には、2 つの利点があります。1 つは、ガラス基板に接続されるコネクタの数が減り、モジュールの製造コストが削減されることです。次に、モジュールの安定性が劇的に向上します。
3. LTPS薄膜の作製方法
1. 金属誘起結晶化 (MIC): SPC 法の 1 つ。ただし、この方法は従来の SPC と比較して、より低い温度 (約 500 ～ 600℃) でポリシリコンを製造できます。これは、結晶化が起こる前に金属の薄膜がコーティングされており、金属成分が結晶化を抑制する積極的な働きをしているためである。
2. Cat-CVD: 蒸気抽出を行わずに直接多結晶薄膜 (ポリフィルム) を堆積する方法。堆積温度は３００℃未満であってもよい。成長メカニズムには、SiH4-H2 混合物の接触分解反応が含まれます。
3. レーザーアニール: 現在最も広く使用されている方法です。エキシマレーザーが主な出力であり、少量の水素を含むa-Siを加熱して溶かし、再結晶化させてポリフィルムを形成します。
低温ポリシリコン技術 LTPS (低温ポリシリコン) は、もともとノート PC のディスプレイのエネルギー消費を削減し、ノート PC をより薄く、より軽く見せるために、日本と北米のテクノロジー企業によって開発された技術です。 1990年代半ば頃のことでした。この技術は試験段階に向けて動き始めています。 LTPSから派生した新世代の有機発光液晶パネルであるOLEDも1998年に実用化段階に入りました。その最大の利点は超薄型、軽量、低消費電力、そして独自の発光特性にあり、より鮮やかな色を提供できます。より鮮明な画像、そしてさらに重要なことに、製造コストは通常​​の LCD パネルのわずか 1/3 です。
現時点では、LTPS-OLED パネルはほとんどの LCD パネル企業からの支持を受けていません。技術的な特許の問題に加えて、当初の大規模な液晶工場への投資が放棄される可能性は低い。 LTPSに匹敵する生産効率。そのため、市場に流通している液晶ディスプレイの多くは依然として従来の液晶、つまり主流のアモルファスシリコン（a-Si）を使用しています。従来の液晶 (a-Si) テクノロジーは、10 年以上の開発を経て非常に成熟しました。生産技術やパネル設計技術の習得には豊富な経験があり、LTPS技術はまだ短期間でそれを達成できるものではありません。したがって、理論的にはLTPS-OLEDパネルの製造コストははるかに低くなりますが、現時点ではその価格の利点はまだありません。
しかし、低温ポリシリコン（LTPS）薄膜トランジスタは、当初の研究開発の狙い通り、ガラス基板上に駆動素子を埋め込むことができ、ドライバICのスペースを大幅に削減・維持できるため、薄膜トランジスタの小型化と同時にディスプレイの大型化が可能になります。輝度と消費電力の削減により、液晶の性能と信頼性が大幅に向上し、パネルの製造コストも削減され、解像度が高くなります。LTPSが提供するTFTアクティブマトリクスドライバと、駆動回路とTFTを一体化して製造できます。同時に。軽さと薄さの利点を維持した場合、解像度不足の問題は解決され（ポリシリコンの電子の伝達速度が速く、品質が良いため）、2.5インチパネルは高解像度を得ることができます。 200ppiの。
寿命の向上とエネルギー消費の削減: LTPS 技術開発の重要な指標として、液晶の温度を下げることは液晶にとって多くの意味を持ちます。安定性と寿命の両方が向上しました。これまでのところ、これは技術的に定性的な結論にすぎません。また、比較的低い温度でディスプレイの寿命が延びることは、誰にとっても容易に理解できると思います。初期のノート PC はエネルギー消費を非常に重視していました。これが LTPS を開発した理由の 1 つでもあります。動作温度を下げると同時に、LTPS パネルのエネルギー消費も大幅に削減します。もちろん、LCD モニターのエネルギー消費は本質的に小さいため、ノート PC にとっては PC モニターよりも大きな意味があります。
サイズの縮小: フラット パネル ディスプレイにはサイズに対する高い要件はありませんが、液晶ディスプレイの軽量化と薄型化の追求は常に注目の的となっています。低温ポリシリコン（LTPS）薄膜トランジスタは、駆動素子をガラス基板上に直接埋め込むことができるため、LTPS液晶ディスプレイのシェルは、液晶パネル自体の厚さをほぼ維持することができ、スペースを確保する必要がありません。ドライバーICを大幅に薄型化。