回顾往昔,a-Si 一直是TFT背板的主要技术方案。A-Si TFT技术具有制造成本低,成品率较高以及基板制造升级相对简单,目前可以用超大的9平方米玻璃基板进行量产。这种世代升级带来的成本降低日益满足了消费者的价格预期,使得a-Si TFT-LCD产品成为了显示业内的主流产品。
晶体管的功能主要是为像素充电,快速达到工作电压,并保持像素上的电量直到下一次刷新信号。对于晶体管来讲,一个关键的性能是载流子的迁移率,即电子的移动速度。电子迁移率低意味着响应缓慢。A-Si的载流子迁移率将不能够胜任高分辨率,高响应速度显示屏的要求,如最新的高端智能手机和平板电脑等显示屏。
可替代a-Si的技术目前有LTPS(低温多晶硅)和MO(金属氧化物)。最好的替代材料应该有更高的载流子迁移率,而且制造成本要低,量产的良率要高以及制造工艺能够向大尺寸化(同时保持薄膜的均匀性)升级,进一步发挥世代升级带来的单位面积制造成本降低的优势。
相对地,LTPS具有最高的载流子迁移率,不过制造成本也最高,由于LTPS需要更多的工艺步骤。而且LTPS工艺在获得良好的薄膜均匀性和高良品率方面也面临很大的挑战。此外,LTPS在世代升级上受到一定的限制,目前主要的瓶颈在激光退火设备,只能对应中等基板尺寸(小于3平方米)。
MO技术,采用铟镓锌氧组分的金属氧化物成为业界最具希望的替代技术,能够在大尺寸玻璃基板上获得所需的高迁移率和高均匀性。(今天,应用材料公司正式发布了一项新的PECVD技术,用于制造MO TFT的绝缘薄膜,其可容纳的基板尺寸有9平方米大小,如前面a-Si中提到的尺寸。)MO 工艺,对比LTPS,所需的光罩工序更少,而且具有在室温条件沉积薄膜的优点,意味着在未来的柔性显示衬底上可以进行同样的成膜工艺。
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