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IGZO面板成主流:Polyera加码投入研发

2014-01-08 09:32
铁马老言
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  ——根据市场研究机构NPD与DisplaySearch的研究指出,近来在智慧型手机与平板电脑跳耀式成长发展下,使得新一代TFT的制程,包括LTPS(lowtemperaturepolysilicon,低温多晶矽)和IGZO(indiumgalliumzincoxide,组成的非结晶氧化物半导体技术)等生产高解析度显示器的技术日趋重要。

  经由这些新技术所采用的高迁移率半导体材料,可缩小TFT尺寸,提高开口率,使得解析度超过每英寸300画素(300PPI)的显示面板,逐渐应用于智慧型手机与平板电脑,而这些新面板生产技术也将逐渐成为市场的主流。

  非晶矽成本低最广泛被应用

  目前,TFT面板的生产制程大致可分为a-Si非晶矽、LTPS低温多晶矽、以及IGZO氧化铟镓锌非结晶氧化物半导体技术等三种。而这三种生产技术中,传统的a-Si制程具备产能大、制程短、成本低的优势。因此,a-Si制程也是目前使用最广泛的技术,产品应用涵盖大部分手机、平板电脑、笔记型电脑的萤幕和几乎所有的液晶电视萤幕。

  然而,在矽晶结构上,a-Si的排列较为分散零乱,也使得电子迁移率平均在0.5~1cm2/Vs,速率较差。因此,在需要高解析度及高亮度的产品上处于劣势。

  低温多晶矽成本高适用高阶产品

  而相对于a-Si制程,LTPS制程透过高温的方式形成结晶(一般须高于400度或500度以上),使矽晶排列较a-Si制程来的整齐有序,从而提高电子迁移率至100cm2/Vs左右,较a-SiTFT高100倍以上。因此,利用LTPS制程可将TFT元件做得更小,并且提升单画素开口率(apertureratio)、增加解析度、降低功耗。

  目前,以日系业者为主的中小尺寸面板业者,以及供应市面上大多数AMOLED产品的三星,较为专注在LTPS制程上。只是,相对于a-Si制程,LTPS虽然解析度较精细,但制程设备以及生产的制程也复杂许多,产能扩张的资本投资惊人,以致产能受限且成本居高不下,因此现阶段多半锁定在高阶的应用上。

  此外,LTPS制程在结晶过程中,必须利用准分子雷射作为热源,让雷射光经过投射系统后,产生能量均匀分布的雷射光束,投射于玻璃基板上的非晶矽结构薄膜,当非晶矽结构薄膜吸收准分子雷射的能量后,就会转变成为多晶矽结构。然而这个制程很容易因为雷射能量的细微变化,造成局部结晶状况不同,进一步使面板有Mura的现象。同时,也因为结晶设备和其他相关设备的限制,使得LTPS制程局限于五点五代线以下,而难以运用在大尺寸的产品上,影向了LTPS制程全方位的发展。

  IGZO结合技术优势提供最高性价比

  就因为a-Si制程及LTPS制程各有其先天上的优缺点,因此结合这两种制程优点的IGZO氧化铟镓锌技术就应运而生。

  这种氧化物半导体薄膜电晶体技术,最早是由东京工业大学细野秀雄教授于2003年所发表,原理是使用由铟(Indium;In)、镓(Gallium;Ga)、锌(Zinc;Zn)三种金属的氧化物所组合成的材料作为TFT的主动层,由于具有特殊的电子组态,当电子透过IGZO进行传导时,其迁移率可较a-Si提高20倍以上,一般而言其速度仍可高达10~20cm2/Vs。

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