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LTPS技術に関する紹介
 
LTPSとは ?
LTPS (Low Temperature Poly-silicon ) はシリコンを基本材料にして、多くの約0.3 ないし数個のumぐらいの大きさのシリコンによって結合された材料である。半導体産業の製造過程において、ポリシリコンは普通900°Cより高い温度で形成しなければならない。この方法はSPC (Solid Phase Crystallization)という。しかし、ガラスの変形温度はわずか650°Cという制約があった関係で、SPC法はフラットディスプレーメーカーには向いていない。そのため、LTPS技術は特別にフラットディスプレーの製造に応用されるポリシリコン製膜技術である。



図の説明 シリコン構造とその変遷図

 

LTPS技術の優位性

LTPS低温ポリシリコンの製造過程はa-Siより複雑で、しかしLTPS TFTの電荷キャリアモビリティー(mobility) はa-Si TFTより100倍も(>100 cm2/V‧s)高く、それにガラス基板の上に直接CMOSの製造過程を行うことができる。次はいくつかのp-Siがa-Siより優れている特性の例を挙げよう:

Slim border: Conventional amorphous silicon display structure requires two or three edges on the frame to accommodate the driver IC, which makes slim border difficult. On the other hand, LTPS can directly integrate the drive circuits onto the glass substrate, which facilitates a slim border and high picture quality for the panel. In addition, the integration circuit of LTPS requires fewer number of external signal connections, which reduces the module components by 40% and effectively lowers the cost.

  • 狭額縁化(slim border) : 伝統のアモルファスシリコンディスプレー構造は2か3ぐらいの額縁を使って駆動ICと接着しなければならないため、狭額縁化にするのは容易ではない。低温ポリシリコンは直接駆動ドライバーをガラス基板の上に統合させ、パネルが同時に狭額縁化とハイビジョンの特性を持たせることができる。また、低温ポリシリコンがドライバーを統合させる特徴としては、外付けの信号の数を減らし、モジュールの部品はおよそ40%低減させることができ、有効的にコストダウンができる。
  • 高精細化:一部の駆動ドライバーはガラス基板に製作できるため、PCBのドライバーは相対的に簡単に出来上がるため、PCBの面積を節約することができる。
  • 高開口率と高解析度:高電子モビリティーは小さいサイズのトランジスターは十分な充電力を提供することができることを意味しており、また電気容量は伝統のアモルファスシリコンより高く、そのため透過率の面積が広い。少ないバックライトランプ或いは低消費電力の物を使って同じ輝度と高解析度を達することができる。AUO の2インチQVGA産品を例にすると、開口率が58%に達するため、LEDのバックライトを減少することができ、コストダウンにもつながるし、節電の効果もあるため、携帯電話或いはモバイルに適してます。
  • Vehicle for OLED:有機ELディスプレー(OLED)の応答速度が速い、軽い、低消費電力と広視野角などの優位性を持っている。伝統の液晶ディスプレーの駆動ドライバーと違い、有機ダイオードの駆動ドライバ方式は特殊な電流駆動ドライバーであり、またグレーレベルとパネルの均衡性を克服するための補助電路の設計もあり、ひとつの画素の中に2個ないし6個の薄膜トランジスターが必要。一方、低温ポリシリコン(LTPS)高密度の分布特徴は、高輝度とハイビジョンの有機ダイオードパネルがきれいに表示でき、なお有機ダイオードの寿命向上もできる。高電子モビリティーはOLED Deviceにもっと大きな駆動電流を提供できることを意味しており、そのため、自動型OLEDディスプレーの基板に向いている。