Analyse und Anwendung der TFT-Technologie

1. Einführung in TFT

　　TFT ist die Abkürzung der englischen Initialen für Thin Film Transistor. Es hat die doppelten Eigenschaften des „aktiven (schaltenden, verstärkenden)“ des Transistors und des „dünnen“ des „Dünnfilms“. Es wird mit Flachbildschirmen (z. B. LCD, OLED-Anzeigemodulusw.) zu den heutigen Flachbildfernsehern (TFT-LCD, TFT). -OLED) ist TFT eine der wichtigsten Kernkomponenten.

　　 Normalerweise ist das aktive Material von TFT ein Siliziumfilm. Entsprechend der Struktur des Siliziumfilms werden Transistoren in amorphe Silizium-TFTs (a-Si-TFTs), Polysilizium-Transistoren (p-Si-TFTs) und monokristalline Silizium-MOSFETs (c-Si-MOSFETs) unterteilt. Darüber hinaus werden TFTs aus organischen Materialien als organische TFTs (oder OTFTs) bezeichnet.

　　 Dünnschichttransistoren werden seit ihrer Erfindung in den 1960er Jahren umfassend gefördert und eingesetzt, und ihre Entwicklungsgeschwindigkeit ist unvorstellbar. Vom amorphen Silizium-TFT zum Polysilizium-TFT, vom Hochtemperatur-Polysilizium-TFT zum Niedertemperatur-Polysilizium-TFT wird die Technologie immer ausgereifter und die Anwendungsobjekte haben sich von der reinen Ansteuerung von LCDs zur Ansteuerung von LCDs und OLEDs und sogar der Elektronik weiterentwickelt Papier. Mit der kontinuierlichen Verbesserung des Niveaus der Halbleitertechnologie wird die Pixelgröße kontinuierlich reduziert und auch die Auflösung des Bildschirms wird immer höher.

　　TFT-basierte Flüssigkristallanzeigen haben sich mit ihrer großen Kapazität, hochauflösenden und vollfarbigen Videoanzeige zur führenden Technologie für Flüssigkristalle und sogar für Flachbildschirme entwickelt. Auch verwandte High-Tech-Industrien sind derzeit zur Hauptinvestitionsrichtung geworden. Die TFT-Herstellungstechnologie spielt bei den von ihr angesprochenen Flüssigkristallanzeigen eine Schlüsselrolle und ihre Forschung und Entwicklung steht seit jeher im Mittelpunkt der Forschung.

　　 Zweitens die Antriebsmethode des Displays

　　 Sowohl Flüssigkristallanzeigen als auch OLED-Anzeigen sind in zwei Kategorien unterteilt: aktive Anzeige und passive Anzeige. Für die LCD-Anzeige wird sie in passive (passive) Laufwerksanzeige-LCDs unterteilt, z. B.: Farb-STN-LCD-Anzeige, STN-LCD, TN-LCD usw.; Aktives (aktives) Laufwerksanzeige-LCD, wie zum Beispiel: TFT-LCD. Bei der OLED-Anzeige wird in passive (passive) Antriebsanzeige OLED (PMOLED) und aktive (aktive) Antriebsanzeige OLED (AMOLED) unterteilt.

Passive (passive) Laufwerksanzeigen OLED oder LCD können normalerweise nur weniger als 200 Zeilen gleichzeitig anzeigen. Um also mehr Zeilen anzuzeigen und eine hohe Auflösung zu erreichen, ist es notwendig, den aktiven (aktiven) Laufwerksanzeigemodus zu verwenden, nämlich TFT-LCD. AMOLED. Aktive (aktive) Laufwerksanzeigemethoden umfassen die TFT-Herstellungstechnologie.

　　 3. TFT-Dünnschichttechnologie

1. Amorpher Siliziumfilm. Die Dünnschichttransistortechnologie aus amorphem Silizium wurde in den 1970er Jahren vorgeschlagen. Nach fast 30 Jahren unermüdlicher Bemühungen von Wissenschaftlern aus aller Welt sind mittlerweile alle Produktionslinien für Flüssigkristallanzeigen (LCD) der siebten Generation und höher automatisiert und die industrielle Produktionstechnologie ist recht ausgereift. Es hat sich heute weltweit zum Mainstream-Produkt der Flüssigkristallanzeige entwickelt, und das Ziel der zukünftigen Entwicklung ist eine größere Bildschirmgröße und niedrigere Produktionskosten. Die amorphe Silizium-TFT-Technologie bietet die Vorteile eines ausgereiften Herstellungsprozesses, ist relativ einfach, hat eine hohe Ausbeute und ist für die großflächige Produktion geeignet. Der Nachteil besteht darin, dass der TFT nur über N-Typ-Geräte verfügt und die Mobilität nur 0,5–1,0 cm2/Vs beträgt. Daher ist es schwierig, leistungsstarke, vollständig integrierte, ultradünne und kompakte Anzeigemodule mithilfe der amorphen Silizium-TFT-Technologie herzustellen. Die amorphe Silizium-TFT-Technologie kann nicht für hochauflösende OLED-Displays mit aktivem Antrieb verwendet werden.

2. Polysiliziumfilm (Poly-Si). Polysilizium-Dünnschichtprozesse werden hauptsächlich in zwei Kategorien unterteilt:

　　 (1) Hochtemperaturprozess bezieht sich auf eine Temperatur von mehr als 900 °C während des gesamten Prozesses. Beim Hochtemperaturprozess kann nur teures Quarz als Substrat verwendet werden und die TFT-Leistung ist gut. Das Hochtemperaturverfahren eignet sich nur für kleine und mittelgroße Bildschirme bzw. Projektionswandserien.

　　 (2) Niedertemperaturprozess, die Temperatur während des gesamten Prozesses liegt unter 600℃. Größere Bildschirme können mit Niedertemperaturverfahren auf kostengünstigen Glassubstraten hergestellt werden. Niedertemperatur-Polysilizium-TFTs (LTPS) werden aufgrund ihres geringen Stromverbrauchs, ihres geringen Gewichts, ihres dünnen Profils, ihrer hohen Stromversorgung und Systemintegration häufig in TFT-LCD- und AMOLED-Anzeigen mit aktivem (aktivem) Laufwerk verwendet. Der Schlüssel zum Prozess des Polysilizium-TFT liegt in der Herstellung eines hochwertigen Polysiliziumfilms auf einer großen Fläche und zu geringen Kosten. Zu den Methoden zur Herstellung von Polysiliziummaterialien gehören derzeit Rapid Annealing (RTA), Excimerlaserkristallisation (ELC), Festphasenkristallisation (SPC), kontinuierliche laterale Kristallisation (SLS) und metallinduzierte Niedertemperatur-Polysilizium (MIC)-Technologien.

　　 Die Niedertemperatur-Polysilizium-LTPS-TFT-Technologie kann die Probleme vollständig lösen, die die amorphe Silizium-TFT-Technologie nicht lösen kann. Insbesondere nach dem Jahr 2000 investierten japanische, koreanische und taiwanesische Hersteller aufgrund der Überkapazität von a-Si-TFT aktiv in LTPS-TFT, was LTPS-TFT in den nächsten Jahren mehr Entwicklungsmöglichkeiten eröffnete. Insbesondere mit dem jüngsten rasanten Wachstum des Marktes für kleine und mittlere Panels ist die Entwicklung von Polysilizium-TFT in ein goldenes Zeitalter eingetreten. LTPS-TFT gilt seit langem als unverzichtbare Technologie für die nächste LCD-Generation.

　　3. Organisches Dünnschicht-TFT. Es ist offensichtlich, dass das Aufkommen organischer TFTs eine starke Konkurrenz zu bestehenden amorphen Silizium-TFTs darstellen wird. Es wird die Kerntechnologie einer neuen Generation flexibler Displays sein. Der mit flexibler Display-Technologie hergestellte Bildschirm kann wie eine Leinwand gewellt werden und könnte wie Flüssigkristalldisplays ein wichtiges Mitglied der zukünftigen Display-Welt werden.

　　Aufgrund der Verwendung organischer Materialien verfügt es über die Eigenschaften eines biegsamen Displays, sodass es nicht nur stoßfest, sondern auch leicht und klein ist. Nicht nur das Erscheinungsbild des Displays hat sich verändert, auch die Anwendungsumgebung wurde stark erweitert und diversifiziert. Das Display wird im Tape-Reel-Verfahren ähnlich dem Zeitungsdruckverfahren auf eine Kunststofffolie gedruckt, wodurch die Produktionskosten deutlich gesenkt werden können.

OTFT-Forschung wird seit fast 20 Jahren international betrieben, aber die Frage, wie man Hochleistungsgeräte entwirft und verarbeitet, wie man die Verarbeitungskosten senkt und wie man organische Halbleitermaterialien mit hoher Mobilität und Umweltstabilität synthetisiert, war schon immer ein Forschungs- und technischer Engpass. Es ist noch kein substanzieller Durchbruch gelungen. Insgesamt steckt die internationale Forschung auf dem Gebiet der flexiblen Elektronik noch in den Kinderschuhen, mit großen technologischen Durchbrüchen und viel Raum für Patentanmeldungen.

　　 Viertens, die Anwendung von TFT-Display (hauptsächlich die folgenden vier Kategorien)

　　1. Tragbare Anzeige: Video-Mobiltelefon, Video-PDA, Video-E-Book usw.;

　　2. Fahrzeuganzeige: GPS, sicheres Fahrdisplay, Multimedia-Display usw.;

　　3. Computeranzeige: Laptop, Monitor usw.;

　　4. Haushaltsgeräte und Bürodisplays: Fernseher, Internetterminals, elektronische Zeitungen usw.

Kurz gesagt, die TFT-Technologie ist das Herzstück der Flachbildschirmindustrie. Es weist die Merkmale kapitalintensiv, talentintensiv und technologieintensiv auf. Der Panel-Ausgabewert ist hoch und der Branchenagglomerationseffekt ist offensichtlich.