上次我们说过TFT液晶屏的起源,今天我们继续谈下去TFT液晶屏的发展历史,看看我们的TFT究竟是一个怎样的发展过程。
TFT液晶屏的发展历史始于20世纪80年代初,几家日本半导体公司正在动态存储器(DynamicRandomAccessMemory,DRAM)半导体工艺技术在工业中的应用TFT屏幕工艺,并结合LCD成功开发了非晶硅和多晶硅技术TFT-LCD。1982年,日本三洋公司开发了非晶硅TFT-LCD,主要用于3~5英寸小电视。同年,精工爱普生采用准分子激光退火(ELA:ExcimerLaserAnnealing)制作多晶硅的方法TFT并成功开发了3英寸多晶硅TFT-LCD产品。1985年,松本提出使用多晶硅TFT制作驱动IC的概念。多晶硅TFT技术分为高温多晶硅技术和低温多晶硅技术,两种技术最大的区别是成膜温度不同。制造高温多晶硅TFT成膜温度为600℃因此,高熔点的石英基板被用来制造低温多晶硅TFT成膜温度为450℃下面,可以在玻璃基板上成膜,制成类似非晶硅的硅胶TFT-LCD的显示器。
20世纪80年代中期后期Si系列的TFT高温多晶硅、低温多晶硅和非晶硅是液晶屏发展的主要方向。由于石英基板的尺寸较小,因此高温多晶硅TFT-LCD大部分尺寸限制在2~3英寸,主要用于小型高精度投影仪或投影电视等产品。低温多晶硅TFT电子迁移率远高于非晶硅TFT因此,人们普遍认为低温多晶硅具有电子迁移率TFT-LCD将完全取代非晶硅TFT-LCD。但是非晶硅TFT-LCD工艺不断突破技术瓶颈,在制造工艺、基材尺寸、成本、质量、产品合格率等方面始终领先于低温多晶硅TFT-LCD随着时间的推移,人们逐渐意识到非晶硅TFT-LCD不太可能被替换。尽管在20世纪90年代末,玻璃基板上的集成驱动器被提出IC然而,由于产品的应用领域和未来的发展方向不明确,低温多晶硅TFT工业化进程非常缓慢,甚至在20世纪90年代末,在低温多晶硅TFT-LCD一些投资巨大的日本公司,在经营上遇到困难,最终不得不与其他公司合并。直到21世纪初纪初,PDA随着对各种便携式电子产品的需求不断增加,低温多晶硅技术以其卓越的优势TFT基于电学特性,在集成周边电路、高分辨率/高精度、高开口率等方面逐渐显现出优势,促成了低温多晶硅TFT-LCD市场发展。近年来低温多晶硅TFT引人注目的应用领域是有源矩阵有机发光二极管(ActiveMatrixOrganicLightingEmittingDiode,AMOLED)。
尽管非晶硅TFT工业化过程中也遇到了很多困难,但是非晶硅TFT近20年来,生产工艺简单,大尺寸基板批量生产具有行为特点LCD屏幕行业不断开拓新的应用领域。1986年非晶硅TFT技术开始应用于液晶电视产品,但直到1990年,产品仅限于3~5英寸的小电视。夏普于1991年正式推出,玻璃尺寸为400mm×320mm的TFT-LCD从那时起,生产线拉开了液晶面板向大尺寸发展的帷幕。在这条生产线上,每个玻璃基板可以切割4片8块.4英寸或2片10.4英寸面板。随着玻璃基板的尺寸越来越大,TFT液晶面板的种类越来越多样化,应用范围逐渐从小电视扩大到笔记本电脑、台式电脑等电子产品,如表1.1.1所示。另一方面,大型玻璃基板也提高了液晶面板的生产效率,降低了生产成本。1998年,液晶显示器的实际售价降至10万日元以下(约7000元人民币),拉开了液晶显示器市场普及的帷幕。