| 出版日期：2002-03-11 总期号：1099 本年期号：16 |
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多晶硅谁来梳理液晶思路？
素君 从CRT到TN LCD再到STN-LCD，从STN-LCD到TFT-LCD，从TFT-LCD到多晶硅TFT-LCD，在字面上，看上去像是无意义的字母组合的变化，但是，背后蕴含的意义却是极其丰富的，甚至可以说是极其深远的。 作为笔记本电脑以及其他便携设备的核心部件之一，液晶显示屏的发展一直受到人们的强烈关注。 在显示产品市场上，几十年来，主要存在着两大类产品，一类是是以电磁技术为标志的CRT显示器，另一类就是液晶显示屏。众所周知，CRT的价格很低，广泛应用于需要输出设备的产品上，不过，当人们的要求越来越高时，CRT越来越显示出其与生俱来、难以克服的弱点，而LCD液晶显示屏却正好相反，当人们的要求每提高一级，就会发觉，液晶显示屏真正优越所在。 低温多晶硅画面更精细 低温多晶硅自1991年就开始有研究样品推出，但由于多方面因素，直到1996年才在一些国际专业厂商的生产线上真正进入量产阶段。 作为一种工艺更加精细、附加价值更高、生产成本更低的LCD，低温多晶硅(Low Temperature Poly-Si，简称LTPS)液晶显示屏引起了包括日本东芝在内的越来越多的厂商的关注，一些反应迅速的厂商开始转型建立新的生产线，甚至已经把该项技术运用到产品之中，如东芝的Portege3400系列笔记本电脑。 人们不禁要问：低温多晶硅LCD何以会引起如此强烈的关注？其实，低温多晶硅是众多TFT-LCD生产技术中的一种，但由于具有较高分辨率、反应速度快、亮度高、生产成本低等优点，很快就吸引了众多厂商。 低温多晶硅TFT的硅结晶排列比非晶硅有次序，使得电子移动率相对提高100倍，因此，对低温多晶硅TFT-LCD来说，可以将周边驱动电路同时制作在玻璃基板上，达到System On Glass(SOG)的目标，极大地节省空间和成本。一般而言，12英寸SVGA LCD的驱动IC占成本8%，而15英寸XGA LCD驱动IC占成本6%，因此，低温多晶硅对驱动IC成本的节省，是市场竞争的最大优势。当电子移动率高时，像素晶体管可以做得更小，因此晶体管占像素面积变小可以达到更高的亮度。相对于非晶硅TFT-LCD来说，低温多晶硅TFT-LCD的像素更小，可以获得更高精细度的画面。 早期的低温多晶硅TFT采用的是SPC(Solid Phase Crystallization)制造技术，但在高达1000℃的高温下，必须采用熔点较高且成本比玻璃基板贵10倍的石英基板，加上受基板尺寸的限制，面板大约仅有2～3英寸，只能发展小型面板。由于激光技术的发展，业界采用激光结晶化(Laser Crystallization)或称激光退火(Laser Annealing，简称LA)的生产方式来降低温度，利用这种方式，可将温度降到500℃，一般TFT-LCD使用的玻璃基板也可以采用，大型化面板尺寸才得以实现。 多晶硅性能全面提升 多晶硅由玻璃体构成，它能够更好地对液晶显示体进行控制，从而减小了电阻，提升LCD显示屏的性能。多晶硅玻璃体可以提高电子活性，这使TFT可以制作得更小。更小的TFT意味着更小的间隙、更高的显示亮度，或者在相同亮度下更低的电源消耗，更高的分辨率。对于笔记本电脑来说，这意味着更少的能量消耗和更长的电池使用时间，并且笔记本电脑也可以设计得更薄。当笔记本电脑采用多晶硅液晶显示屏，11.3英寸的显示屏也可以达到1024×768的超高分辨率，而普通笔记本只能达到800×600。 多晶硅显示屏耐冲击阻力比不定型硅显示屏提高了近3倍，抗扭曲力提高了10倍。由于多晶硅显示屏比无定型硅显示屏减少了95%的焊接点，从而减少了故障率及外部设备数量，增加了稳定性，也降低了设备重量。采用多晶硅LCD的产品还能够提供更高的亮度、更快的响应速度、更高的对比度以及更宽的视角。多晶硅技术采用了2.5D显示技术，使得图像可以从不同角度表现，使图像变得更为生动。 2000年8月，东芝公司还宣布了它在多晶硅技术方面的一项新成果——开发了一款比目前的LCD的耗电量少一半的2.1英寸反射型半导体液晶显示屏，在显示动画时其耗电量为25毫瓦，显示静止画面时耗电量为1.3毫瓦，该显示屏用在笔记本电脑上可以显著延长工作时间。该显示器是通过在其低温多晶硅的玻璃基层上集成SRAM实现的，集成SRAM使用了LTPS技术。这种TFT-LCD的尺寸为41.65mm×52.64mm，分辨率为144×176，可以显示4096种颜色。低温多晶硅TFT-LCD在设计和制造方面的创新，使得分辨率显著提高，显示屏能耗与成本都大大降低。 液晶显示屏作为笔记本电脑与用户直接交互的界面，它的性能和质量直接关系到笔记本电脑的使用效果。目前，笔记本电脑中所使用的液晶显示屏多采用无定型硅技术。2000年，一些厂商率先把多晶硅技术应用于多项尖端技术结晶的Portege3400系列超轻超薄型笔记本电脑。由于运用了独家首创的多晶硅液晶显示技术，与同类产品相比，这类笔记本电脑图像更加清晰逼真，拥有更高的亮度、更高的对比度、更宽的视角以及更快的响应速度，即使是11.3英寸的显示屏也可达到1024×768的超高分辨率；由于零部件大量减少，有利于笔记本电脑进一步超轻超薄化，稳定性显著提高，能耗更低，使用相同容量的电池，这类笔记本电脑能够提供超长的工作时间满足用户的需求。 低温多晶硅逆势而上 随着信息家电市场的快速成长，未来低温多晶硅技术应用在掌上电脑、移动电话等市场上已经可以预期。尼康著名的数码相机—— CoolPix 775，其后背上装的就是1.5英寸彩色TFT低温多晶硅LCD显示屏。 平面显示器市场专业调研机构DisplaySearch分析认为，在今年TFT-LCD生产设备投资额可能将持续衰退的情况下，仅有低温多晶硅TFT-LCD设备投资额仍在大幅增长，估计今年其设备投资分别可达61%的增长率，而这一轮低温多晶硅TFT-LCD设备投资，将使2003年第二季度低温多晶硅面板产能供应比2001年第2季度提升5倍以上，换算成笔记本电脑用12.1英寸面板，约200万片左右。 从CRT到TN LCD再到STN-LCD，从STN-LCD到TFT-LCD，从TFT-LCD到多晶硅TFT-LCD，在字面上，看上去像是无意义的字母组合的变化，但是，背后蕴含的意义却是极其丰富的，甚至可以说是极其深远的。一方面，每一步微小的前进都意味着科研人员巨大的心血付出，另一方面，每一步微小的前进都给我们带来巨大的享受，人们正在向着自己的目标一步步迈近。 展现在我们眼前的世界正在变得越来越精彩。 相关背景 日前，某媒体预测，2002年全球的显示器市场将呈现百花齐放的盛况，薄膜晶体管液晶显示器 (TFT-LCD)仍是显示器面板的霸主，但后起之秀的低温多晶硅TFT-LCD (LTPS)、新一代显示器的有机发光平面显示器（OLED）、等离子显示器 (PDP)及液晶电视 (LCD TV)，也会大放异彩。 Stanford Resources-iSuppli研究公司显示器研究部门经理Rhoda Alexander说，去年消费者购买了1350万台平板显示器，比2000年的640万台增加了一倍多。2002年，在追求时尚的潮流以及戴尔、苹果等公司促销的刺激下，消费者和商业用户购买平板显示器的数量预计将达到2350万台。 |
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