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篇名: LTPS
作者: 在人間飄蕩的遊魂	日期: 2013.02.14　　天氣: 　心情:

低溫多晶矽技術LTPS
非晶矽（a-Si TFT）與低溫多晶矽（LTPS TFT）的區別
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低溫多晶矽技術LTPS（Low Temperature Poly-silicon）最初是日本北美的技術企業為了降低Note-PC顯示幕的能耗，令Note-PC顯得更薄更輕而研發的技術，大約在九十年代中期這項技術開始走向試用階段。由LTPS衍生的新一代有機發光液晶面板OLED也於1998年正式走上實用階段，它的最大優勢在於超薄、重量輕、低耗電，同時其自身發光的特點，因而可以提供更豔麗的色彩和更清晰的影像，而更為重要的是：生產成本只有普通液晶面板的1/3。
目前LTPS-OLED面板並沒有獲得大多數上有液晶面板企業的支援，除了技術上的專利問題，原有的大規模液晶廠投資也不大可能放棄，這些面板企業通過研究更大型基板生產線，強化生產效益來與LTPS競爭。所以市場上大多數的液晶顯示器還是採用傳統的液晶，即主流非晶矽（Amorphous-Silicon，a-Si），傳統液晶（a-Si）技術經過10多年的發展已經非常成熟，業界無論在量產技術和麵板設計技術的掌握度上都具有相當經驗，短時間內LTPS技術仍無法達到。因此儘管理論上LTPS-OLED面板的製造成本低得多，但是目前它的價格依舊沒有優勢。
但是作為最初研發的初衷，低溫多晶矽（LTPS）的薄膜電晶體可在玻璃基板上嵌入驅動元件，大幅減少並保留驅動IC的空間，因而可以使薄膜電晶體的尺寸更小，並同時增加顯示器的亮度並減少功率消耗，從而大大提升液晶性能及可靠度，也使面板的製造成本降低，具有更高的解析度：LTPS所提供的TFT主動矩陣驅動以及驅動電路和TFT可同時整合製造，可在保持輕薄化優勢情形下，解決解析度不足的問題（因為電子在多晶矽的傳輸速度較快品質也較優良），可以使2.5寸的面板具備200ppi的高解析度。
提高壽命和降低能耗：作為研發LTPS技術一項重要指標，降低液晶溫度對於液晶來說意味著很多事情，穩定性和壽命都獲得了提升，目前為止這還是只是一個技術上定性的結論，相信大家也很容易理解，相對較低的溫度下顯示器的工作壽命將延長；早期的Note-PC對能耗的要求非常看重，也是研發LTPS的理由之一，再降低工作溫度的同時，LTPS面板的能耗也大幅減小，當然，液晶顯示器的能耗本來就很小，這一點對於Note-PC的意義要超過PC monitor。
縮小尺寸：儘管平面顯示器對於尺寸的要求並不高，但是對於更輕更薄液晶顯示器的追求卻一直是一個熱點，由於低溫多晶矽（LTPS）的薄膜電晶體可以直接在玻璃基板上嵌入驅動元件，所以LTPS液晶顯示器的外殼幾乎可以只保留液晶面板本身的厚度，而不需預留驅動IC的空間，最大限度的降低厚度。
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什麼是低溫多晶矽：
    低溫多晶矽LTPS是Low Temperature Ploy Silicon的縮寫，一般情況下低溫多晶矽的制程溫度應低於攝氏600度，尤其對LTPS區別於a-Si製造的製造程式“鐳射退火”（laser anneal）要求更是如此。與a-Si相比，LTPS的電子移動速度要比a-Si快100倍，這個特點可以解釋兩個問題：首先，每個LTPS PANEL 都比a-Si PANEL反應速度快；其次，LTPS PANEL 外觀尺寸都比a-Si PANEL小。下麵是LTPS與a-Si 相比所持有的顯著優點：
1、把驅動IC的週邊電路集成到面板基板上的可行性更強；
2、反應速度更快，外觀尺寸更小，聯結和組件更少；
3、面板系統設計更簡單；
4、面板的穩定性更強；
5、解析度更高，
鐳射退火：

    p-Si 與 a-Si的顯著區別是LTPS TFT在製造過程中應用了鐳射照射。LTPS製造過程中在a-Si層上進行了鐳射照射以使a-Si結晶。由於封裝過程中要在基板上完成多晶矽的轉化，LTPS必須利用鐳射的能量把非結晶矽轉化成多晶矽，這個過程叫做鐳射照射。
電子移動性：
    a-Si TFT的電子移動速率低於1 cm2/V.sec，同時驅動IC需要較高的運算速率來驅動電路。這就是為什麼a-Si TFT不易將驅動IC集成到基板上。相比之下，p-Si電子的移動速率可以達到100 cm2/V.sec，同時也更容易將驅動IC集成到基板上。結果是，首先由於將驅動IC、PCB和聯結器集成到基板上而降低了生產成本，其次使產品重量更輕、厚度更薄。
解析度：
    由於p-Si TFT 比傳統的a-Si小，所以解析度可以更高。
穩定性：
    p-Si TFT的驅動IC合成在玻璃基板上有兩點好處：首先，與玻璃基板相連接的連接器數量減少，模組的製造成本降低；其次，模組的穩定性將得以戲劇性的升高。

Polysilicon (多晶矽) 是一種以矽為基底, 由許多約為0.1 至數個um 大小的矽晶粒所組合而
成的材料。在半導體製造產業中，多晶矽通常先以LPCVD (Low Pressure Chemical Vapor Deposition)
沉積後，再以高於900℃的退火形成，此方法即為SPC (Solid Phase Crystallization) 。然而此
種方法卻不適用於平面顯示器製造產業，此乃因為玻璃的形變溫度只有650℃。因此，LTPS
技術即是特別應用在平面顯示器的製造上的多晶矽成膜技術。

LTPS TFT-LCD(低溫多晶矽液晶顯示器)

低溫多晶矽(Low Temperature Poly-silicon；簡稱LTPS)是新一代薄膜電晶體液晶顯示器(TFT-LCD)的製造流程，與傳統非晶矽顯示器最大差異在於LTPS 反應速度較快，且有高亮度、高解析度與低耗電量等優點。
TFT-LCD分為多晶矽與非晶矽兩種技術，目前主流TFT-LCD以非晶矽(a-Si) 為主，相關技術較為成熟。
LTPS技術就是應用在平面顯示器製造上的多晶矽成膜技術。
LTPS在封裝過程中，利用准分子雷射作為熱源，雷射光經過投射系統後，產生能量均勻分佈的雷射光束，投射於非晶矽結構的玻璃基板上，當非晶矽結構玻璃基板吸收准分子雷射的能量後，會轉變成為多晶矽結構，整個處理過程都是在600℃以下完成，因此一般玻璃基板皆可適用。
而LTPS由於電晶體載子移動率高出非晶矽技術一百倍以上，顯示器具備高亮度與高解析度特色，可呈現較佳的畫面品質。若使用在筆記型電腦上，LTPS面板的耗電量較少，可省下不少電力。

◎LTPS優點：
---LTPS具有高分辨率、反應速度快、高亮度、高開口率等優點，所謂高開口率，即高遷移率代表使用幾何尺寸較小的電晶體即可提供足夠的充電能力，因此光穿透的有效面積變大。
---Vehicle for OLED：高遷移率代表可提供OLED Device較大之驅動電流，因此較適合作為主動型OLED顯示器之基板。
---LTPS矽結晶排列較a-Si有次序，使得電子移動率相對高一百倍以上，可以將外圍驅動電路同時製作在玻璃基板上，可節省空間及驅動IC的成本。由於驅動IC線路直接製作於面板上，可以減少零件對外接點，增加可靠度、維護更簡單、縮短組裝製程時間及降低EMI特性，可減少應用系統設計時程及擴大設計自由度。
---部份驅動電路可製作於玻璃基板上，因此印刷電路板(PCB)上的電路相對簡單，可節省PCB之面積。
LTPS仍面臨一些問題，像是TFT的關態電流(即漏電流)較大(Ioff=nuVdW/L)，以及高遷移率p-Si材料低溫大面積製程較困難。

◎在玻璃或塑膠基板上製造LTPS薄膜方式：
---Metal Induced Crystallization (MIC)：屬於SPC 方法之一。相較於傳統的SPC，此方法能在較低溫下（約500~600°C）製造出多晶矽。因為薄層金屬在結晶前即先形成在矽薄膜上，先被包覆，因此金屬成分主要扮演降低結晶化的活性功能，使其能在較低溫結晶的重要關鍵。

---Cat-CVD：一種無須經由退火處理、而可直接沉積多晶薄膜(poly-film)的方法。沈積溫度可低於300°C。成長機制包含SiH4-H2 混合體的catalytic cracking reaction。
---Laser anneal：此為最廣為運用的方法，利用Excimer雷射加熱及融化含氫量低的 a-Si，然後再結晶為多晶矽薄膜。
全球LTPS面板供應商以日廠技術為領先，包括東芝行動顯示(TMDisplay)、夏普(Sharp)等，夏普的產能為全球LTPS面板產業之冠，其次為日本的TMDisplay、台灣的統寶光電則排名第三。
日本Sharp、Hitachi、TMDisplay、Epson及Sony也逐漸將4代線及以下的產能轉成低溫多晶矽，國內的統寶、友達、奇美也有3.5代LTPS生產線，韓國三星(Samsung)與LG Display則用4.5代線生產LTPS。
在低溫多晶矽TFT LCD面板的應用上，手機佔50%為最大宗，另外手持裝置如數位相機、遊戲機與多媒體播放器(PMP)則佔40%，筆記型電腦佔10%。

全文網址: http://www.moneydj.com/KMDJ/Wiki/WikiViewer.aspx?keyid=a48e03ea-edd0-4c42-b2fa-8757f08444ad#ixzz2KqXzNSGC
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