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5 Dünnschichttransistor (TFT)-Technologien

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Es gibt 5 TFT-Technologien, die in LCD und OLED verwendet werden: a-Si, IGZO, LTPS, CGS und HTPS. a-Si ist aufgrund seiner niedrigen Kosten und seiner ausgereiften Technologie das gebräuchlichste Material, während LTPS eine deutlich verbesserte Elektronenbeweglichkeit aufweist.

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Die in der Displayindustrie eingesetzte Dünnschichttransistortechnologie hat zu erheblichen Verbesserungen der Displayeigenschaften wie Adressierbarkeit, Kontrast und schnelle Reaktion beigetragen.

Bei der Herstellung von TFTs wird die Technologie der mikroelektronischen Feinbearbeitung von Silizium (Si) verwendet und auf die Bearbeitung von TFT-Arrays auf großflächigem Glas übertragen

Die Anwendung der TFT-Technologie hat sich von der aktiven Steuerung von TFT-LCDs zu OLEDs und sogar zu elektronischem Papier entwickelt.

I. Klassifizierung der TFT-Technologie nach Material

Das aktive Material von TFT ist der Siliziumfilm

Je nach Struktur und Technologie des Siliziumfilms kann das TFT-Substrat in amorphes Silizium (a-Si), Indium-Gallium-Zink-Oxid (IGZO), Niedertemperatur-Polysilizium (LTPS), Hochtemperatur-Polysilizium (HTPS) und kontinuierliches kristallines Silizium (CG Silicon) unterteilt werden

Derzeit sind a-Si, IGZO und LTPS-LCD die gängigsten TFT-Materialien auf dem Markt.

- a-Si (Amorphes Silizium)

a-Si ist die nichtkristalline Form von Silizium

Derzeit ist a-Si die beliebteste Option in der LCD-Industrie wegen seiner einfachen Technologie und niedrigen Kosten

Vorteile

- Niedrige Kosten

- Einfache und ausgereifte Technologie

Nachteile

- Geringes Öffnungsverhältnis: Der Schalter nimmt einen großen Bereich des Pixels ein. Dies führt zu Schwierigkeiten bei der Erhöhung der Helligkeit des Bildschirms

- Auch der PPI-Wert ist auf etwa 200 PPI begrenzt

Aufgrund seiner Vorteile eignet es sich derzeit für großformatige LCDs und preiswerte EPD-Panels (elektrophoretische Displays).

- IGZO (Indium-Gallium-Zink-Oxid)

Das amorphe IGZO-Material ist ein Kanalschichtmaterial, das in der neuen Generation der TFT-Technologie verwendet wird und eine Art von Metalloxid-Panel-Technologie ist.

Vorteile

- Hohe Elektronenbeweglichkeit

- Gute Gleichmäßigkeit

- Transparent

- Einfacher Herstellungsprozess

- Im Vergleich zu a-Si hat es viel bessere Biegeeigenschaften und kann für flexible Displays verwendet werden

Nachteile

- Relativ kurze Lebenserwartung

- Da es empfindlich auf Wasser, Licht und Sauerstoff reagiert, nimmt die Zuverlässigkeit und Stabilität des Betriebs nach längerem Betrieb bis zu einem gewissen Grad ab. In der Produktion ist eine zusätzliche Schutzschicht als Kompensationsmittel erforderlich, was die Barriere und die Kosten in der Massenproduktion erhöht

Da der PPI von IGZO TFT etwa 300 erreichen kann, wird es gerne in Konsumgütern und großformatigen Monitoren eingesetzt.

- LTPS (Niedertemperatur-Poly-Silizium)

LTPS entsteht nach gleichmäßiger Bestrahlung mit Laserlicht, wobei das a-Si interne Atome absorbiert, die Energieniveauübergänge durchlaufen und sich in eine polykristalline Struktur verwandeln.

Die LTPS-Technologie ist eine perfekte Ergänzung zu OLED. Die molekulare Struktur von Polysilizium ist sauber und gerichtet in Körnern angeordnet, so dass die Elektronenbeweglichkeit 200-300 Mal schneller ist als die von ungeordnetem amorphem Silizium.

Vorteile (im Vergleich zu a-Si und IGZO)

- Höhere Elektronenbeweglichkeit

- Höhere Auflösung

- Schnellere Reflexionsgeschwindigkeit

- Höhere Helligkeit

- Perfekt abgestimmt mit OLED

- Der PPI kann bis zu 500+ erreichen

Nachteile

- Relativ hohe Kosten

Daher ist LTPS die geeignete Option für kleine und mittelgroße High-End-LCD-Panels mit höheren Anforderungen an die Auflösung (PPI über 300) und die Elektronenbeweglichkeit.

- CGS (Kontinuierlich körniges Silizium)

CGS ist eine Variante von LTPS, die zum Patent von Sharp gehört.

Vorteile

- Die Geschwindigkeit der Trägermobilität ist 3 Mal schneller als bei der LTPS-Technologie und 600 Mal schneller als bei der normalen a-Si-Technologie

- Höheres Öffnungsverhältnis: die gleiche Helligkeit der Hintergrundbeleuchtung kann eine höhere Helligkeit des Displays erzeugen und umgekehrt.

- Energieeinsparung

- Dünner

- Widerstandsfähiger gegen Stöße und Verzerrungen

Nachteile

- Geringe Ausbeute

- Hohe Kosten

- HTPS (Hochtemperatur-Poly-Silizium)

HTPS wird in einem transmissiven LCD mit Aktivmatrix-Antriebsverfahren verwendet.

Jedes Pixel verfügt über Dünnschichttransistoren aus Polysilizium, und diese Pixeltransistoren schalten zwischen Leitung und Nichtleitung um, indem sie die Spannung der Abtastlinie ändern und die Rolle eines Schalters übernehmen.

Vorteile

- Geringe Größe

- Hohe Präzision und hoher Kontrast

- Mehrere Pixel

- Hohes Öffnungsverhältnis

- Eingebauter Treiber

Nachteile

Obwohl HTPS eine der TFT-Technologien ist, kann sie nicht direkt für Mobiltelefone oder Computerbildschirme verwendet werden, da diese Bildschirme Direktbildschirme sind.

Es wird normalerweise in verstärkten Anzeigeprodukten wie LCD-Projektoren, Rückprojektionsfernsehern usw. verwendet.

II. Vergleich der 3 gängigen TFT-Technologien: a-Si, IGZO und LTPS

Im Allgemeinen hat das LTPS-Panel im Vergleich die fortschrittlichste Technologie und den besten Anzeigeeffekt, aber der einzige Nachteil ist die geringe Ausbeute und die hohen Kosten. Im Gegensatz dazu ist a-Si, das am wenigsten kostet, am weitesten verbreitet, gefolgt von High-End-LTPS.

IGZO ist also eine Technologie, die zwischen a-Si und LTPS liegt. Ihr Vorteil besteht darin, dass sie ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Wirkung und Kosten bietet. Der Anzeigeeffekt kommt dem von LTPS-Panels nahe, und die Kosten liegen näher an denen von a-Si.

Allerdings gibt es bei IGZO technische Zulassungsprobleme, und es bestehen gewisse Einschränkungen bei der Verwendung und der Massenproduktion

Da LTPS für die Verwendung auf großen Bildschirmen zu teuer ist, wird IGZO stattdessen für Geräte mit großen Bildschirmen wie Tablets verwendet.

Rekapitulieren Sie die Vor- und Nachteile der drei oben genannten gängigen TFT-Technologien:

Wenn Sie mehr über die für Ihr Projekt geeignete Display-Technologie erfahren möchten, zögern Sie bitte nicht, sich mit unserem Ingenieurteam in Verbindung zu setzen, um weitere Informationen zu erhalten.