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LTPS技術

什麼是 LTPS ?
LTPS (Low Temperature Poly-Silicon ) 是一種以矽為基底,由許多約為0.3 至數個um 大小的矽晶粒所組合而成的材料。在半導體製造產業中,多晶矽通常需要以高於900°C的溫度退火形成,此方法即為SPC (Solid Phase Crystallization) 。然而受限於玻璃的形變溫度只有650°C,SPC方法卻不適用於平面顯示器製造產業,因此LTPS技術即是特別應用在平面顯示器的製造上的多晶矽成膜技術。


圖1. 矽結構圖及遷移率示意圖

LTPS技術之特色
LTPS低溫多晶矽的製程遠比a-Si複雜許多,然而LTPS TFT的載子遷移率(mobility) 比a-Si TFT高出一百倍(>100 cm2/V‧s),並且可以在玻璃基板上直接進行CMOS製程。以下列出幾種p-Si優於a-Si 的特性:

  • 窄框化(slim border):傳統非晶矽顯示器架構需要使用二至三方邊緣來貼驅動IC窄框化不容易, 低溫多晶矽可直接整合驅動電路於玻璃基板上,使面板同時具備有窄框化與高畫質的特性。另外,低溫多晶矽整合電路的特點減少了外接訊號數目,模組零組件約可降低40%,有效降低成本。
  • 模組緊密:由於部份驅動電路可製作於玻璃基板上,因此PCB上的電路相對簡單,因而可節省PCB之面積。
  • 高開口率及高解析度:高遷移率代表使用幾何尺寸較小的電晶體即可提供足夠的充電能力且電容值較傳統非晶矽高,因此光穿透的有效面積變大。可用較少的背光燈管或較低功率消耗達到相同的亮度,以及達到高解析度需求。
  • Vehicle for OLED:有機電激發光(OLED)顯示器具有反應速度快、重量輕、低耗電與廣視角等優點。有別於傳統液晶顯示器驅動方式,有機發光二極體驅動方式為特殊的電流驅動架構,還有為了克服灰階與面板均勻性所設計的補償電路,需要在一個畫素中需要二至六個薄膜電晶體,而低溫多晶矽(LTPS)高密度佈局特點,可以使得高亮度與高畫質的有機發光二極體面板更容易實現,且可提高有機發光二極體壽命。高遷移率代表可提供OLED Device較大之驅動電流,因此較適合作為主動型OLED顯示器之基板。