LTPS技术与IGZO技术你懂吗?-tft液晶屏-lcd1602
2020-12-30

什么是LTPS显示技术

LTPS其实已经在小屏幕上得到了应用,最出名的产品无疑是苹果的iPhone智能手机。
LTPS技术(Low Temperature Poly-silicon,低温多晶硅)最初是日本北美的技术企业为了降低Note-PC显示屏的能耗,令Note-PC显得更薄更轻而研发的技术有机发光液晶面板OLED就是从LTPS技术上衍生出来的。LTPS技术优势在于超薄、超轻、低能耗,可以提供更艳丽的色彩和更清晰的影像。tft液晶屏
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LTPS结构示意图

LTPS制造过程是在a-Si层上进行激光照射以使a-Si结晶
苹果之所以没有在去年发布的平板电脑上采用LTPS技术,主要是它的制造成本要比IGZO高,它需要利用准分子镭射作为热源,镭射光经过投射系统后,会产生能量均匀分布的镭射光束,投射于非晶硅结构的玻璃基板上,当非晶硅结构玻璃基板吸收准分子镭射的能量后,会转变成为多晶硅结构,真个制作工艺难度较大,但是色彩表现也是显而易见的。tft液晶屏




LTPS和a-Si TFT特性对比

LTPS大大减少了元器件数量,可靠性增强、故障率降低

LTPS-TFT LCD屏幕具有高分辨率、反应速度快、高亮度、高开口率、高迁移率等优点,它的电子迁移率较非晶硅高出100倍以上,并且,由于可以将驱动IC线路直接制作在面板上,从而减少40%的周边元器件数量,所以故障率极低,具有更好的可靠性和更低的维护成本,在系统整合、占用空间等方面有着很大的优势。tft液晶屏
LTPS-TFT技术正是由于具有以上出色的性能和相对较低的成本,所以才会被苹果用户iPhone屏幕技术上,并在中小尺寸面板上有着绝对的优势。

什么是IGZO显示技术

相信很多关注显示器或者说显示技术的读者对IGZO显示技术并不陌生,它大红大紫则是从去年开始跟苹果iPad Air/mini2平板电脑传出绯闻(并最终被证实了)而成为科技媒体集体狂欢的搜索关键词(基本上只要沾上苹果就会出现明星效应)。其实它早就用在了夏普和戴尔的4K显示器上。tft液晶屏
IGZO英文全称是Indium Gallium Zinc Oxide,中文译名为铟镓锌氧化物,是一种薄膜电晶体技术,是应用于新一代薄膜晶体管技术中的沟道层材料,属于金属氧化物面板技术的一种,是在TFT-LCD主动层上打上一层金属氧化物,正如我们开篇所说,它是基于TFT驱动进行的改进技术。

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薄膜场效应晶体管图
IGZO的载流子迁移率是非晶硅的20-30倍(明显跟LTPS的100倍没法比),可以大大提高TFT对像素电极的充放电速率、提高像素的响应速度、实现更快的刷新率,同时更快的响应也大大提高了像素的行扫描速率,并很容易实现超高分辨率,这也是为什么它那么愉快的被用在了高分辨率的iPad Air/mini2上和4K显示器上。tft液晶屏



IGZO技术图解
另外,由于晶体管数量减少和每个像素的透光率提升,采用IGZO技术的屏幕相较于非晶硅面板具有更高的能效水平。并且由于不用重新建立新的生产线,它可以利用现有的非晶硅生产线制造面板,在成本上比LTPS(低温多晶硅)技术更有竞争力,这也是为什么苹果要采用IGZO面板的原因之一(之二就是因为去三星化,不解释),苹果绝逼是一家为了高利润率宁可牺牲销量的公司。



下图是几种主要的TFT技术, A-SI、iGZO、LTPS,其中其中非晶矽指的就是A-SI,目前iPad采用的就是A-SI技术。tft液晶屏

从图中我们可以看到,从左到右屏幕电子迁移率是递增的,高迁移率代表使用几何尺寸较小的电晶体即可提供足够的充电能力且电容值较传统非晶矽高,从而提高液晶面板的像素的开口率,因此光穿透的有效面积变大。可用较少的背光灯管或较低功率消耗达到相同的亮度,达到节能省电的目的。
IGZO相比其传统的A-SI,其电晶体积更小 ,可以提高液晶面板的像素的开口率,达到让现有的iPad省电的目的。不过相比LTPS,IGZO还是差了些,LTPS的点子迁移更快,是IGZO的10倍以上,是A-SI的百倍以上。

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LTPS明显要比IGZO好,不过LTPS也并非什么新的技术,目前在许多高ppi的手机上都已经在使用。tft液晶屏
LTPS生产过程相对复杂,LTPS在封装的过程中需要用激光扫射A-SI结构的玻璃,当非晶矽吸收激光的能量后就可以变成多晶矽,它的电子迁移率高出非晶矽的一百倍以上,这有利于TFT元器件的小型化,提高面板的开口率,提高显示屏的亮度,降低功耗。
而IGZO对生产线的改造难度更低,面板厂商只需要在原本制造大面板的生产线上略做改动就可以生产中小尺寸面板,可以带来更大的产量,同时成本也可以更加低。



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