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a-Si/GZO/LTPS三種技術對比:到底誰主沉???

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關鍵詞: 顯示成像技術,TFT-LCD,AMOLED屏幕,LCD面板

    隨著顯示產業的不斷發展,人們對于顯示成像技術的要求不斷提高,這也促使著技術的不斷發展,TFT-LCD這種低成本、高解析度、高亮度、寬視角以及低功耗的技術已經逐漸開始普及并取代CRT顯示技術而成為主流。

    TFT-LCD是薄膜晶體管液晶顯示器英文thin film transistor-liquid crystal display的英文縮寫。TFT-LCD利用在顯示器件上的一種技術,它具有體積小、重量輕、低功率、全彩化等優點。它利用在Si上進行微電子精細加工的技術,移植到在大面積玻璃上進行tft陣列的加工,再將該陣列基板與另一片帶彩色濾色膜的基板,利用已成熟的lcd技術,形成一個液晶盒相結合,再經過后工序如偏光片貼覆等過程,最后形成液晶顯示器。

    早期的TFT-LCD都是用a-Si作為基底材料,a-Si為非晶硅技術,是目前應用最廣的一種,技術簡單、成本低廉,但開關所占的像素本身的面積很大導致亮度無法做得很高(也就是開口率低),另外PPI也只能做到較低的一個水平。當然消費者對顯示產品的要求逐步提高,手機、平板等移動終端向著更高清、色彩度更飽和、更輕薄化發展。a-Si這種技術顯然已經不能達到最新顯示效果的要求,這時便孕育而生了IGZO與LTPS這兩種技術。

    圖表1  a-Si IGZO LTPS技術特點統計

    IGZO (indium gallium zinc oxide)為銦鎵鋅氧化物的縮寫,非晶IGZO材料是用于新一代薄膜晶體管技術中的溝道層材料,是金屬氧化物(Oxide)面板技術的一種。它具有遷移率高、均一性好、透明、制作工藝簡單等優點。相對于a-Si,IGZO在光照下的穩定性較好,并且IGZO具有很強的彎曲性能,可用于柔性顯示。但是IGZO也有一些缺點例如使用壽命相對較短,對水、氧等相當敏感,當使用時間過長時操作的可靠度與穩定性都會有一定程度的下降。所以IGZO需要一層保護層,從而對量產產生一定的阻礙。

    由于以上兩種技術存在各自的問題,目前高端機型會更多的采用LTPS(Low Temperature Poly-silicon)低溫多晶硅技術,它是非晶硅經過鐳射光均勻照射后非晶硅吸收內部原子發生能級躍遷形變成為多晶結構而形成的。相較其他兩種技術,LTPS擁有更高的電子遷移率,所以這個技術下的顯示器件分辨率更高、反映速度更快、亮度更高。這個技術的最大的優勢體現在與OLED的完美搭配。多晶硅的分子結構在一顆晶粒(Grain)中的排列狀態是整齊而有方向性的,因此電子移動率比排列雜亂的非晶硅快了200-300倍,而OLED是電流驅動,對基板的導電性要求較高,只有LTPS才能完成匹配。我們通過旭日偉業大數據中心的數據可以發現,使用AMOLED屏幕的手機的市場份額在不斷的增加,預計在2020年AMOLED手機出貨量占比將會達到32.29%,這對于LTPS后續的發展是一大利好。

    圖表2  2014-2020AMOLED機型出貨量占比數據統計

    當然,目前這三種技術可以算是各有千秋,沒有哪一種技術能夠完全的霸占一個市場,a-Si由于低廉的價格及成熟的技術目前適用于大尺寸LCD面板及價格便宜的EPD面板,LTPS目前適用于分辨率和電子移動速率要求更高的中小尺寸高端LCD面板和AMOLED面板,IGZO可以看做是前兩者中間的一種技術,價格成本相對適中,應用在更大面積顯示器件的優勢較為明顯。

    當然,技術實力不斷進步推動成本的不斷下降,相信在未來LTPS這種綜合性能最高的技術的普及程度會更高,從而提升一代產品的視覺體驗。

    (審核編輯: 林靜)

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