СТА 3/2018

зрачными электродами. Свет от модуля подсветки проходит через поляризатор и попадает в слой жидких кристаллов. TFT-транзистор создаёт электрическое поле в слое жидких кристаллов (его ин- тенсивность регулируется напряжени- ем, приложенным к пиксельному элек- троду), которое меняет ориентацию жидких кристаллов и тем самым созда- ёт оттенки серого света от полной ярко- сти до полной темноты. Каждый пиксель состоит из трёх суб- пикселей красного, зелёного и голубого цветов. Субпиксели располагаются вплотную, но не сливаются, так как между ними находится непрозрачная чёрная сетка. Для получения разных цветов свет, генерируемый модулем подсветки, пропускается через жидкие кристаллы, и в сочетании с определён- ным уровнем серого получается нуж- ный цветовой эффект. После создания матрицы TFT-тран- зисторов и подложки цветного фильтра жидкие кристаллы вводятся между ни- ми, затем эти два слоя ламинируют и присоединяют поляризатор. Окончательный процесс создания ЖК-дисплея состоит из процесса под- ключения IC (Integrated Circuit) и PCBA (Printed Circuit Board Assembly) – управ- ляющего драйвера и платы управле- ния – к стеклянной подложке с после- дующей сборкой модуля подсветки. LTPS-процесс (Low Temperature Poly- silicon – низкотемпературная поли- кремниевая технология) представляет собой современную технологию изго- товления TFT ЖК-дисплеев на основе поликристаллического кремния, кото- рый состоит из многочисленных кри- сталлов кремния размером от 0,1 до не- скольких микрон. В полупроводниковой промышлен- ности поликремний обычно образуется методом химического осаждения (соз- дание плёнки) при низком давлении из газообразной фазы с последующим от- жигом при температурах свыше +900°C. Этот метод известен как SPC (твердо- фазная кристаллизация). Однако стек- ло начинает искажаться (плавиться) при +650°C, поэтому метод SPC не под- ходит для изготовления плоских дис- плеев. LTPS – это технология поликремние- вого покрытия, предназначенная для производства плоских ЖК-дисплеев. На сегодняшний день используют раз- ные способы получения LTPS-структур. Чаще всего применяют метод метал- лоиндуцированной кристаллизации (MIC – Metal-Induced Crystallization), метод каталитического осаждения па- ров химическим способом (Catalytic CVD) и метод лазерного отжига. Суть метода MIC заключается в изме- нении технологии SPS путём предвари- тельной металлизации плёнки поли- кремния. Это даёт возможность выпол- нить отжиг на более низких температу- рах (не более +600°C). Химический метод Catalytic CVD позволяет избавиться от финального отжига. Сочетание паров газов (SiH 4 , H 2 ) и катализаторов (W, Ta) позволяет получить LTPS-плёнку при температу- ре не более +300°C. Лазерный отжиг – наиболее часто встречающийся способ в настоящее время. С помощью эксимерного лазера нагревают и расплавляют аморфный кремний (a-Si) с низким содержанием водорода. Затем кремний повторно кристаллизуется в виде поликристалли- ческой плёнки LTPS [1]. Процесс LTPS намного сложнее, чем a-Si TFT, но подвижность электронов LTPS TFT более чем в 100 раз выше, чем у a-Si TFT (> 100 см 2 /В·с). На рис. 2 по- казаны варианты структур кремния (Si, a-Si, LTPS) и отображено условное срав- нение подвижности электронов в них. Основные характеристики дисплеев LTPS TFT-LCD перечислены далее. 1. Низкое энергопотребление и сверхвысо- кое разрешение. Высокая подвижность электронов означает, что меньшие транзисторы могут обеспечить не- обходимый заряд. Ёмкость также вы- ше, чем у a-Si TFT. Когда эффектив- ная площадь пропускания света ста- новится больше, можно добиться та- кой же яркости, используя меньшую подсветку или мощность, при этом достигается высокое разрешение. 2. Узкие рамки дисплеев. Обычный а-Si TFT-дисплей требует драйверов с двух-трёх сторон, что затрудняет из- готовление дисплеев с тонкими рам- ками. LTPS TFT-дисплей может ин- тегрировать IC-драйвер непосред- ственно в стеклянную подложку, что позволяет сделать очень узкую рамку и получить высокое качество изобра- жения. Интегральная схема LTPS TFT-дисплея требует меньше внеш- них сигнальных соединений, снижая количество частей ЖК-матрицы. 3. Уменьшенная толщина. Поскольку не- которые из драйверов IC могут быть размещены в стеклянной подложке, это позволяет упростить печатную плату и уменьшить её размер. По мере того как ЖК-матрица уменьшается, дисплеи становятся легче и тоньше. 4. Основа для OLED. OLED использу- ет специальную токоведущую архи- тектуру. LTPS с высокой плотностью АППА РАТ НЫЕ С Р Е ДС Т В А / ОТОБ РАЖЕ НИЕ ИНФОРМАЦИИ СТА 3/2018 55 www.cta.ru Рис. 2. Структуры кремния и сравнение подвижности электронов Границы между кристаллами Атомы кремния Кристалл кремния Поликристаллический кремний (LTSP) Аморфный кремний (a-Si) Кристаллическая решётка кремния