低温多晶硅技术在液晶车载显示中的应用

２０２０年第２７卷第１１期
低温多晶硅技术在液晶车载显示中的应用
郭智文
(厦门天马微电子有限公司ꎬ福建厦门３６１１０１)
摘㊀要:车载液晶显示器性能的提升能够进一步提升汽车的用户体验感ꎮ通过对低温多晶硅技术及其制备工艺㊁低温多晶硅技术在车载液晶显示器中的应用以及在车载液晶显示领域的发展趋势进行分析ꎬ全方面阐述了低温多晶硅技术在车载液晶显示领域的应用ꎬ为低温多晶硅技术在车载液晶显示领域中的发展和汽车行业的良好发展提供相应参考ꎮ
关键词:汽车行业ꎻ车载液晶显示ꎻ低温多晶硅技术
ｄｏｉ:１０.３９６９/ｊ.ｉｓｓｎ.１００６－８５５４.２０２０.１１.０３４
1㊀低温多晶硅技术
在多晶硅技术应用于显示面板的初期ꎬ为了将玻璃基板中的非晶硅结构转变成多晶硅结构ꎬ须采用激光退火㊁高温氧化的工艺来实现晶体结构转变ꎬ由于此工艺中的温度达到
１０００ħ以上ꎬ超出了普通玻璃的熔融转变温度ꎬ使得普通玻璃基板无法满足需求ꎮ因此ꎬ为满足低的基板温度和液晶显示器的窄边框ꎬ以及高响应速度㊁高分辨率㊁高开口率㊁高电子迁移率的性能要求ꎬ低温多晶硅技术开始逐步进入市场ꎮ该技术的优点在于ꎬ其热源是准分子激光ꎬ能够产生能量均匀分布的激光束ꎬ照射到非晶硅玻璃基板上时能够使非晶硅吸收均匀的能量ꎬ从而提升晶体结构转变的均一性ꎮ该技术不仅突破了传统技术的温度限制ꎬ而且具备更优异的性能ꎬ从而使其在液晶显示领域得到广泛应用ꎮ
2㊀低温多晶硅制备工艺
低温多晶硅制备工艺主要是通过准分子激光技术对玻璃基板表面沉积的非晶硅进行结晶化处理ꎬ进而使其形成多晶硅结构ꎬ在实现高迁移率的过程中会有结晶化阶段和晶格修复的阶段２次高温制程ꎬ在激光晶化的过程中ꎬ由于制程温度高ꎬ使得晶粒收缩形成凸起ꎬ此会造成像素点的亮点和暗点等缺陷ꎮ另外ꎬ为了使多晶硅具有半导体开关特性ꎬ需要进行离子注入ꎬ由于高能粒子的注入会破坏晶格ꎬ因此需要通过高温退火来修复晶格ꎮ一般采用的退火温度为４５０ħ~６００ħꎬ退火制程被认为是低温多晶硅技术的关键制程ꎬ即使经历退火制程也不能完全消除玻璃基板内部的残余应力ꎬ因此ꎬ受残余应力分布不均的影响ꎬ玻璃基板会产生微小的形变ꎬ对成盒对组精度造成影响ꎮ常见的缺陷是对位精度的偏差引发的漏光混色等问题ꎬ因此通过对曝光图形的预防进行补值ꎬ从而提高对位精度ꎮ因此ꎬ在低温多晶硅的制程工艺中ꎬＬＣＤ或ＯＬＥＤ玻璃基板的热处理温度需控制６００ħ以下ꎬ此种热处理并不会对玻璃基板造成不可逆转的危害ꎬ也保证了使用质量ꎮ
3㊀低温多晶硅技术在车载液晶显示中的应用
３ １㊀在汽车仪表和中控上的应用
将低温多晶硅技术生产制作的液晶显示器应用到汽车仪表上ꎬ可实现大量信息的显示ꎮ目前ꎬ此类车载液晶显示器已经逐渐取代了传统的机械式汽车仪表盘ꎮ将该液晶显示器应用到车载仪表中ꎬ可将汽车的行驶里程㊁行驶速度㊁油量等参数直接显示出来ꎬ对比机械式的汽车仪表盘ꎬ电子车载液晶显示器能够快速㊁准确的显示被测物理量ꎮ由于用户品位的提高ꎬ汽车厂商对车载液晶显示器的显示效果也提出了更高的要求ꎬ从色域㊁视角要求㊁暗态对比度㊁窄边框㊁可靠性等均提出更加严苛的规格ꎮ从色阻选型上优化色域ꎬ实现高色域ꎬ从像素设计上改善视角ꎬ通过降低暗态亮度和对配向角的择优选择提升视角对比度ꎬ以满足更高的要求ꎬ优化器件结构和膜层实现更窄边框ꎬ通过不断的实验总结和结构优化ꎬ让可靠性不断提升ꎬ低温多晶硅技术得天独厚的先天优势得以发挥作用ꎬ这些均加速了低温多晶硅液晶显示器在车载仪表与中控中的应用ꎮ
３ ２㊀在车载抬头显示和后视镜等特殊装置上的应用将车载液晶显示器与其他电子信息技术结合ꎬ可以衍生出多种类型的车载显示模式ꎮ比如利用投影技术与显示器相结合ꎬ可将汽车仪表的部分信息显示在汽车的挡风玻璃上ꎬ但要想实现在光线较强的白天显示清晰ꎬ就需要有更高的投射亮度ꎮ投射亮度的提高可以通过提高背光亮度和面板的透过率实现ꎬ但由于提高背光亮度会导致功耗增加㊁背光寿命的缩减以及高发热等一系列问题ꎬ因此需要提升面板的透过率ꎬ通过对彩膜基板中遮光矩阵的优化以及特殊的像素设计可以提升面板透过率ꎮ将低温多晶硅液晶显示器与影像技术结合应用到后视仪中能够减少后方视角盲区ꎬ从而进一步避免汽车碰撞等交通事故发生ꎮ
特殊的装置需要特殊形状的显示器才能实现ꎬ常见的方形显示器无法满足ꎬ因此需要将面板做成异形ꎬ这个过程要求面板克服驱动设计㊁显示效果以及切割方式和可靠性等方面的困难ꎬ对研发和制造都是很大的挑战ꎬ仍需不断地探索和创新ꎮ３ ３㊀在车载娱乐系统中的应用
随着经济和技术的进步ꎬ人们对汽车的要求不仅仅是交通出行的便利性ꎬ还有舒适性㊁娱乐性等方面的全新要求ꎮ在各类车型中都可以把低温多晶硅液晶显示屏应用到车载娱乐系统上ꎬ不仅可以满足用户观看更高画质的电视节目需求ꎬ还可以满足用户日益增长的娱乐需求ꎬ提升乘客体验感ꎮ要实现色彩和高清画面ꎬ就需要提高面板的ＰＰＩꎬ而低温多晶硅的优势就是电子迁移率高ꎬ可以实现高的ＰＰＩꎬ从而达到高清显示效果ꎻ而高开口率的优势可以实现较高的亮度ꎬ能够使显示器在高强光下依旧保持清晰的显示效果ꎬ在同样的显示效果下可以降低背光亮度ꎬ从而达到成本最优ꎮ
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２０２０年第２７卷第１１期
１ ２ ３㊀基层混合料的碾压施工
碾压分为:先静压１遍ꎬ接着小幅度振动１遍ꎬ然后分别进行１遍大振和１遍小振ꎬ最后再静压１遍ꎮ对于碾压区域ꎬ应设置分明层次ꎬ将分界标志设置好ꎬ保持前后轮宽重叠范围为５０％ꎬ增强碾压的均匀性与连续性ꎮ需要注意的是ꎬ应在初凝时间内完成水泥的拌和和碾压施工ꎬ严格控制压实度并及时检测ꎬ达到９４％才算合格ꎬ最后消除表面的轮迹ꎮ
１ ２ ４㊀沥青面层的摊铺和碾压
摊铺沥青面层前ꎬ应充分预热熨平板ꎬ与混合料的温度大致持平ꎬ避免由于温差过大产生的粘结㊁裂纹和拉钩等现象ꎮ一般情况下ꎬ３０ｍｉｎ为最佳预热时间ꎬ根据外界温度可以适当延长或者缩短ꎮ沥青面层碾压包括初压㊁复压和终压ꎬ稳压过程中ꎬ应将混合料温度加热到１６５ħꎬ复压温度应在１３０ħ以上ꎮ初压时ꎬ轮胎压路机与振动压路机是常见的碾压机械ꎬ应组合使用ꎬ根据试验段铺筑情况ꎬ确定最佳的碾压遍数ꎮ在终压阶段ꎬ保持高温碾压环境ꎬ对于碾压后的裂缝和褶皱ꎬ应进行收面处理ꎬ提升施工的精确性ꎮ
１ ３㊀综合抗裂技术注意要点
在施工中ꎬ应严格落实制定的抗裂方案ꎬ把关一些基本注意事项ꎬ主要如下:①增强材料的质量ꎮ在施工的整个过程中ꎬ应严格控制水泥㊁玻璃纤维格栅㊁聚酯纤维混合料和土工织物等ꎬ经过全面的试验检测ꎬ选择性能最佳的材料ꎬ保障施工的可靠性ꎮ②对操作流程进行规范ꎮ施工中涉及到较多的环节ꎬ应全面掌握整个施工流程ꎬ重视各个环节的施工细节ꎬ减少各类操作安全隐患ꎬ实现理想化的施工效果ꎮ
2㊀施工路段检测
有效完成施工操作后ꎬ应采取钻芯取样的方式ꎬ检测压实度㊁含水量㊁构造深度㊁平整度等参数ꎬ分别在第３ｄ㊁第５ｄ和第７ｄ进行ꎬ将得出的指标与施工规范相对照ꎮ
２ １㊀基层含水量检测
在连续施工的过程中ꎬ基层含水量各个桩号之间的差异较小ꎬ仅仅在１％的范围内波动ꎬ经过检测ꎬ发现最佳值在第７ｄ出现ꎬ养护环境相对良好ꎮ通过连续施工ꎬ及时将沥青面层摊铺在基层上ꎬ可以使基层与外界环境有效隔离ꎬ在外界环境变动的情况下ꎬ基层水分无明显变化ꎬ干缩裂缝数量大大减少ꎮ２ ２㊀压实度检测
检测之后发现ꎬ基层碾压压实度在９５％左右的时候ꎬ应摊铺并碾压面层ꎬ增加基层压实度ꎬ大于９８％之后ꎬ表明施工符合相关规范ꎬ反映出技术的可行性与有效性ꎮ
２ ３㊀基层与面层粘结强度
检测之后发现ꎬ采取抗裂技术ꎬ０.８１ＭＰａ为层间抗剪强度值ꎬ与传统施工技术相比ꎬ强度和硬度同比增长约４０％ꎬ抗剪强度得到明显提升ꎬ裂缝数量大大减少ꎮ０.０６ＭＰａ为拉拔试验强度ꎬ实际表明ꎬ采用抗裂技术ꎬ能够使路面的结构质量得到明显提升ꎬ在缩短工期的基础上ꎬ以较低的施工成本ꎬ获得理想的经济效益ꎬ因此ꎬ该项技术可以广泛使用ꎮ
3㊀结语
在公路工程施工中ꎬ半刚性基层沥青路面综合抗裂技术具有较广的应用ꎬ必须结合工程的实际情况ꎬ把握这项技术的要点ꎬ注重各项施工细节ꎬ制定出完善的设计方案ꎬ并且不断完善和健全ꎮ选择合适的施工材料ꎬ针对常常出现的问题ꎬ对重点部位进行详细处理ꎬ保障技术发挥出最大的优势ꎬ切实提升路面的完整性与坚固性ꎬ为公路事业的进步奠基ꎮ
参考文献:
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交通世界ꎬ２０１８(Ｚ２):９９－１００.
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[３]㊀沈红梅.沥青路面半刚性基层抗裂性能[Ｊ].绿色环保建材ꎬ２０１８(１１):７８－７９.
[４]㊀李峻西.解析半刚性基层沥青路面综合抗裂技术[Ｊ].
四川建材ꎬ２０１５(６):１１２－１１３.
魏莎:******************
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4㊀低温多晶硅技术在车载液晶显示器中的发展趋势随着低温多晶硅技术的应用ꎬ传统的车载显示装置开始逐渐被取代ꎮ这种液晶显示屏凭借成像清晰㊁工艺简单㊁成本合理等优势ꎬ已经在车载显示领域中得到了广泛应用ꎮ随着科学技术的不断发展ꎬ低温多晶硅液晶屏显示质量得到显著提升ꎮ相信在不久的将来ꎬ低温多晶硅液晶显示器将会在点阵像素和色彩成像方面实现进一步突破ꎬ使车载显示效果更加高清化㊁立体化ꎬ并提升视力保护效果ꎮ未来的车载液晶显示装置将会朝着更加符合人体工学和智能化的方向发展ꎮ
5㊀结语
低温多晶硅技术是当今车载液晶显示器的主要制造技术ꎮ通过该技术不仅可以最大限度保障液晶显示器的质量ꎬ同时也可以降低制造成本ꎬ实现利益最大化ꎮ另外ꎬ相比传统的车载显示器ꎬ低温多晶硅显示器具备更高的显示性能ꎬ既可以提升视觉效果ꎬ又可以实现异形化设计ꎮ因此ꎬ加大对低温多晶硅技术在车载液晶显示中的应用研究力度ꎬ并将其与当今先进的电子信息技术相结合ꎬ可充分发挥出低温多晶硅液晶显示器在车载显示装置中的应用效果ꎬ以此全面提升汽车的使用性能ꎬ促进汽车行业的良好发展ꎮ
参考文献:
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[３]㊀毛蕾ꎬ张正元ꎬ范荣华ꎬ等.窄长型车载液晶显示屏黑画面漏光研究及改善[Ｊ].液晶与显示ꎬ２０１９(１０):９８２－９９１.作者简介:
郭智文(１９８７－)ꎬ男ꎬ吉林双辽人ꎬ硕士研究生ꎬ工程师ꎬ研究方向:磁控溅射㊁功能薄膜ꎮ。