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#Libros blancos
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5 Tecnologías de transistores de película fina (TFT)
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Hay 5 tecnologías TFT utilizadas en LCD y OLED, a-Si, IGZO, LTPS, CGS y HTPS. a-Si es el material más común debido a su bajo coste y tecnología madura, mientras que LTPS tiene mucha mejora en la movilidad de electrones.
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La tecnología de transistores de película delgada utilizada en la industria de las pantallas ha contribuido a mejorar notablemente las cualidades de éstas, como la direccionabilidad, el contraste y la rapidez de respuesta.
La fabricación de TFT consiste en utilizar la tecnología de procesamiento fino de microelectrónica sobre silicio (Si) y trasplantarla al procesamiento de conjuntos de TFT sobre vidrio de gran superficie
La aplicación de la tecnología TFT se ha desarrollado desde la LCD TFT de conducción activa hasta la OLED, e incluso en el papel electrónico.
I. Clasificación de la tecnología TFT por materiales
El material activo de los TFT es la película de silicio
A la luz de la estructura y la tecnología de la película de silicio, el sustrato TFT puede dividirse en silicio amorfo (a-Si), óxido de indio, galio y zinc (IGZO), polisilicio de baja temperatura (LTPS), polisilicio de alta temperatura (HTPS), silicio cristalino granular continuo (CG Silicon)
En la actualidad, a-Si, IGZO y LTPS LCD son los materiales TFT más comunes en el mercado.
- a-Si (silicio amorfo)
a-Si es la forma no cristalina del silicio
En la actualidad, a-Si es la opción más popular en la industria LCD por su tecnología sencilla y su bajo coste
Ventajas
- Bajo coste
- Tecnología sencilla y madura
Desventajas
- Bajo índice de apertura: el interruptor ocupa una gran superficie del píxel. Esto dificulta la mejora del brillo de la pantalla
- El PPI también está limitado al nivel de unos 200 PPI
Dada su ventaja, es adecuado para LCD de gran tamaño y paneles EPD (pantalla electroforética) de bajo coste en la actualidad.
- IGZO (óxido de indio, galio y zinc)
El material amorfo IGZO es un material de capa de canal utilizado en la tecnología TFT de nueva generación y es un tipo de tecnología de panel de óxido metálico.
Ventajas
- Alta movilidad de electrones
- Buena uniformidad
- Transparencia
- Proceso de fabricación sencillo
- En comparación con a-Si, tiene mejores propiedades de flexión y puede utilizarse para pantallas flexibles
Desventajas
- Vida útil relativamente corta
- Dado que es sensible al agua, la luz y el oxígeno, la fiabilidad y estabilidad del funcionamiento disminuirán en cierta medida tras un largo funcionamiento. En la producción, necesita una capa protectora adicional como medio de compensación, lo que aumenta la barrera y el coste en la producción en masa
Dado que el PPI del TFT IGZO puede alcanzar unos 300, es muy popular su adopción en bienes de consumo y monitores de gran tamaño.
- LTPS (Polisilicio de baja temperatura)
El LTPS se forma tras ser irradiado uniformemente con luz láser, el a-Si absorbe los átomos internos para experimentar transiciones de niveles de energía y transformarse en una estructura policristalina.
La tecnología LTPS encaja perfectamente con OLED. La estructura molecular del polisilicio está ordenada y direccionada en grano, por lo que la movilidad de los electrones es 200-300 veces más rápida que la del silicio amorfo desordenado.
Ventajas (frente a a-Si e IGZO)
- Mayor movilidad de electrones
- Mayor resolución
- Mayor velocidad de reflexión
- Mayor brillo
- Combinación perfecta con OLED
- El PPI puede alcanzar hasta 500+
Desventajas
- Coste relativamente elevado
Por lo tanto, el LTPS es la opción adecuada para paneles LCD de gama alta de tamaño pequeño y medio con mayores requisitos de resolución (PPI superior a 300) y movilidad de electrones.
- CGS (silicio de grano continuo)
El CGS es una variante del LTPS, perteneciente a la patente de Sharp.
Ventajas
- Su velocidad de movilidad del soporte es 3 veces superior a la tecnología LTPS y 600 veces superior a la tecnología a-Si normal
- Mayor ratio de apertura: la misma luminosidad de la retroiluminación puede producir una mayor luminosidad de la pantalla y viceversa.
- Ahorro de energía
- Más fino
- Más resistente a impactos y distorsiones
Desventajas
- Bajo rendimiento
- Coste elevado
- HTPS (Polisilicio de alta temperatura)
El HTPS se utiliza en una pantalla LCD transmisiva con un método de accionamiento de matriz activa.
Cada píxel tiene transistores de película fina de polisilicio, y estos transistores de píxel conmutan conducción/no conducción cambiando el voltaje de la línea de barrido y desempeñando el papel de interruptor.
Ventajas
- Tamaño reducido
- Alta precisión y contraste
- Multipíxel
- Alta relación de apertura
- Controlador incorporado
Desventajas
Aunque la HTPS es una de las tecnologías TFT, no puede utilizarse directamente para teléfonos móviles o pantallas de ordenador, ya que sus pantallas son de visión directa.
Suele utilizarse en productos de visualización amplificada, como proyectores LCD, televisores de retroproyección, etc.
II. Comparación de 3 tecnologías TFT comunes: a-Si, IGZO y LTPS
En general, en comparación, el panel LTPS tiene la tecnología más avanzada y el mejor efecto de visualización, pero la única desventaja es la baja tasa de rendimiento y el alto coste. En cambio, a-Si, la de menor coste, es la más utilizada, seguida de LTPS de gama alta.
En resumen, IGZO es una tecnología intermedia entre a-Si y LTPS. Su ventaja es lograr un equilibrio entre efecto y coste. El efecto de visualización se acerca al de los paneles LTPS, y el coste se aproxima más al de a-Si.
Sin embargo, IGZO tiene problemas de autorización técnica, y existen ciertas restricciones de uso y producción en masa
Dado que el LTPS es demasiado caro para utilizarlo en pantallas grandes, el IGZO se utiliza en su lugar para aparecer en dispositivos de pantalla grande, como las tabletas.
Recapitulemos los pros y los contras de las tres tecnologías TFT más comunes:
Si desea saber más sobre la tecnología de pantalla aplicable a su proyecto, no dude en ponerse en contacto con nuestro equipo de ingeniería para hablar de ello.
