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%。

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本文觀後心得:

 

先弄懂 LTPS 是什麼樣的技術,你就會知道這與傳統的面板幾代線的 TFT -LCD 技術有什麼區別。

 

而這項面板高端先進技術,主要還是日、韓面板廠有技術優勢,而台灣則是 統寶為領先,所以為何郭台銘要併掉統寶這個賠錢貨,其實主要就是要拿高端技術以提升未來市場的競爭力,這也是為何郭董要爭取入主日面板大廠夏普之主因,也 是為了高端面板技術,而群創在併奇美、統寶後,產能、技術、市佔排全球第三,但以目前大勢判斷,郭董在日前接受 陳文茜 專訪時提到,未來面板主要競爭對手是中國與南韓,至於日廠將逐漸被邊緣化,中國主要還是打價格戰,而韓廠與台廠主要還是在提升技術的產業升級去發展,長遠 看即便郭董已經很會砍價,但應該也砍不過中國,因為中國是整個政府在扶殖面板業,南韓基本上也有政府支持,但台廠只能自食其力,從這點看,有時政府有沒有 作為也是影響產業競爭力優劣之主因。

 

而日本近年因釣魚台主權事件與中國漸形交惡,這絕對會影響日企在中國市場的發展,若日後中日爆發嚴重爭端,日企肯定要成為祭品。

 

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