Análisis y Aplicación de la Tecnología TFT

1. Introducción a TFT

　　TFT es la abreviatura de las iniciales en inglés de Thin Film Transistor. Tiene las características duales del "activo (conmutación, amplificación)" del transistor y el "delgado" de la "película delgada". Se combina con pantallas planas (como LCD, Módulo de pantalla OLED, etc.) para formar los televisores de pantalla plana actuales (TFT-LCD, TFT). -OLED), TFT es uno de los componentes principales clave.

　　 Por lo general, el material activo de TFT es una película de silicona. Según la estructura de la película de silicio, los transistores se dividen en TFT de silicio amorfo (a-Si TFT), polisilicio (p-Si TFT) y MOSFET de silicio monocristalino (c-Si MOSFET). Además, los TFT hechos de materiales orgánicos se denominan TFT orgánicos (u OTFT).

　　 Los transistores de película delgada se han promocionado y aplicado ampliamente desde que se inventaron en la década de 1960, y su velocidad de desarrollo está más allá de la imaginación. De TFT de silicio amorfo a TFT de polisilicio, de TFT de polisilicio de alta temperatura a TFT de polisilicio de baja temperatura, la tecnología se está volviendo cada vez más madura y los objetos de aplicación han evolucionado desde solo controlar LCD hasta controlar tanto LCD como OLED, e incluso dispositivos electrónicos. papel. Con la mejora continua del nivel de tecnología de semiconductores, el tamaño de píxel se reduce continuamente y la resolución de la pantalla también aumenta cada vez más.

　　La pantalla de cristal líquido con direccionamiento TFT se ha convertido en la tecnología líder de cristal líquido e incluso en toda la pantalla plana con su gran capacidad, alta definición y pantalla de video a todo color. Las industrias de alta tecnología relacionadas también se han convertido en la principal dirección de inversión en la actualidad. La tecnología de fabricación TFT juega un papel clave en las pantallas de cristal líquido que aborda, y su investigación y desarrollo siempre ha sido el foco de la investigación.

　　 En segundo lugar, el método de conducción de la pantalla.

　　 Tanto la pantalla de cristal líquido como la pantalla OLED se dividen en dos categorías: pantalla activa y pantalla pasiva. Para la pantalla LCD, se divide en pantalla LCD pasiva (pasiva), como: pantalla Color-STN-LCD, STNLCD, TN-LCD, etc.; Pantalla LCD de unidad activa (activa), como: TFT-LCD. Para la pantalla OLED, se divide en pantalla de unidad pasiva (pasiva) OLED (PMOLED) y pantalla de unidad activa (activa) OLED (AMOLED).

La pantalla de unidad pasiva (pasiva) OLED o LCD generalmente solo puede mostrar menos de 200 líneas al mismo tiempo, por lo que para mostrar más líneas para lograr una alta definición, es necesario usar el modo de pantalla de unidad activa (activa), a saber, TFT-LCD, AMOLED. Los métodos de visualización de unidades activas (activas) incluyen la tecnología de fabricación TFT.

　　 3. Tecnología de película delgada TFT

1. Película de silicio amorfo. La tecnología de transistores de película delgada de silicio amorfo se propuso en la década de 1970. Después de casi 30 años de esfuerzos incansables por parte de científicos de todo el mundo, ahora las líneas de producción de pantallas de cristal líquido (LCD) de séptima generación y superiores se han automatizado y la tecnología de producción industrial es bastante madura. Se ha convertido en el producto principal de pantalla de cristal líquido en el mundo de hoy, y el objetivo del desarrollo futuro es un tamaño de pantalla más grande y un costo de producción más bajo. La tecnología TFT de silicio amorfo tiene las ventajas de un proceso de preparación maduro, relativamente simple, de alto rendimiento y adecuado para la producción de grandes áreas. La desventaja es que el TFT solo tiene dispositivos de tipo N y la movilidad es de solo 0,5-1,0 cm2/Vs. Por lo tanto, es difícil preparar módulos de pantalla compactos, ultradelgados, totalmente integrados y de alto rendimiento utilizando la tecnología TFT de silicio amorfo. La tecnología TFT de silicio amorfo no se puede utilizar para pantallas OLED de unidad activa de alta resolución.

2. Película de polisilicio (poli-Si). Los procesos de película delgada de polisilicio se dividen principalmente en dos categorías:

　　 (1) El proceso de alta temperatura se refiere a la temperatura superior a 900 ℃ durante todo el proceso. El proceso de alta temperatura solo puede usar cuarzo costoso como sustrato, y el rendimiento de TFT es bueno. El proceso de alta temperatura solo es adecuado para pantallas de visualización pequeñas y medianas o series de pantallas de proyección.

　　 (2) Proceso de baja temperatura, la temperatura durante todo el proceso es inferior a 600 ℃. Las pantallas de visualización más grandes se pueden fabricar en sustratos de vidrio baratos utilizando procesos de baja temperatura. Los TFT de polisilicio de baja temperatura (LTPS) se utilizan ampliamente en pantallas de unidades activas (activas) TFT-LCD y AMOLED debido a su bajo consumo de energía, peso ligero, perfil delgado, suministro de alta corriente e integración del sistema. La clave del proceso de polisilicio TFT es cómo preparar una película de polisilicio de alta calidad en un área grande a bajo costo. Actualmente, los métodos para preparar materiales de polisilicio incluyen recocido rápido (RTA), cristalización por láser excimer (ELC), cristalización en fase sólida (SPC), cristalización lateral continua (SLS) y tecnologías de polisilicio de baja temperatura inducida por metal (MIC).

　　 La tecnología TFT LTPS de polisilicio de baja temperatura puede resolver completamente los problemas que presenta el TFT de silicio amorfo.la tecnología no puede resolver. Especialmente después de 2000, debido a la sobrecapacidad de a-Si TFT, los fabricantes japoneses, coreanos y taiwaneses invirtieron activamente en LTPS TFT, lo que le dio a LTPS TFT más oportunidades de desarrollo en los próximos años. Especialmente con el rápido crecimiento reciente del mercado de paneles pequeños y medianos, el desarrollo de TFT de polisilicio ha entrado en una edad dorada. LTPS TFT se ha considerado durante mucho tiempo como una tecnología indispensable para la próxima generación de LCD.

　　3. TFT de película delgada orgánica. Es evidente que la aparición de TFT orgánicos formará una fuerte competencia con los TFT de silicio amorfo existentes. Será la tecnología central de una nueva generación de pantallas flexibles. La pantalla de visualización hecha con tecnología de visualización flexible se puede curvar como un lienzo y puede convertirse en un miembro importante del futuro mundo de las pantallas, como las pantallas de cristal líquido.

　　Debido al uso de materiales orgánicos, tiene las características de una pantalla flexible, por lo que no solo es resistente a los impactos, sino que también es liviano y de tamaño pequeño. No solo ha cambiado la apariencia de la pantalla, el entorno de la aplicación también se ha ampliado y diversificado en gran medida. La pantalla se imprime en una hoja de película de plástico utilizando un proceso de carrete de cinta similar al proceso de impresión de periódicos, lo que puede reducir en gran medida los costos de producción.

La investigación de OTFT se ha llevado a cabo a nivel internacional durante casi 20 años, pero cómo diseñar y procesar dispositivos de alto rendimiento, cómo reducir los costos de procesamiento y cómo sintetizar materiales semiconductores orgánicos con alta movilidad y estabilidad ambiental siempre han sido cuellos de botella técnicos y de investigación. Todavía no se ha logrado ningún avance sustancial. En general, la investigación internacional en el campo de la electrónica flexible aún está en pañales, con grandes avances tecnológicos y espacio para la solicitud de patentes.

　　 En cuarto lugar, la aplicación de pantalla TFT (principalmente las siguientes cuatro categorías)

　　1. Pantalla portátil: teléfono móvil con video, PDA con video, libro electrónico con video, etc.;

　　2. Pantalla del vehículo: GPS, pantalla de conducción segura, pantalla multimedia, etc.;

　　3. Pantalla de computadora: computadora portátil, monitor, etc .;

　　4. Electrodomésticos y pantallas de oficina: televisores, terminales de Internet, periódicos electrónicos, etc.

En resumen, la tecnología TFT está en el centro de la industria de pantallas planas. Tiene las características de uso intensivo de capital, uso intensivo de talento e uso intensivo de tecnología. El valor de salida del panel es alto y el efecto de aglomeración de la industria es obvio.