什么是低温多晶硅？
要理解 LTPS,我们可以把它拆解来看：
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多晶硅：
- 硅：就是我们常说的“硅”，是制造半导体（芯片）和太阳能电池的核心材料。
- 多晶：硅原子排列成许多微小的“晶粒”，这些晶粒之间有边界，这和单晶硅（原子排列完美如一整块晶体，用于制造CPU）以及非晶硅（原子排列混乱无序，用于普通TFT-LCD）不同。
- 特性：多晶硅的电子迁移率远高于非晶硅，就是电流在其中流动的速度更快、效率更高，这意味着用多晶硅制造的晶体管可以做得更小、更快、更省电。
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低温：
- 这是LTPS技术区别于传统多晶硅技术的关键，传统的多晶硅薄膜晶体管需要在 1000°C 以上的高温下制造，这种高温只能耐受在石英玻璃上,无法与廉价的玻璃基板兼容。
- LTPS技术通过特殊工艺（如激光退火），将制造温度降低到 600°C 以下，这使得它可以在廉价的玻璃基板上进行大规模生产,大大降低了成本。
总结一下：LTPS 就是在低温下，在玻璃基板上制造出高性能、小尺寸的多晶硅薄膜晶体管的技术。
LTPS 的工作原理
LTPS 显示屏的核心在于其背板，每个像素点背后都有一个由薄膜晶体管组成的开关电路，这个电路就是“背板”。
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- 在普通显示屏（a-Si）中：背板晶体管性能一般，只能完成最基础的“开/关”像素点的功能。
- 在LTPS显示屏中：由于多晶硅晶体管的高电子迁移率，背板电路的性能得到了质的飞跃，它不仅能开关像素，还能在像素点旁边集成更复杂的驱动电路,甚至将部分控制芯片的功能整合进去。
LTPS 的核心优势
LTPS 的优势直接来源于其高性能的晶体管,主要体现在以下几个方面：
高分辨率
- 原因：晶体管可以做得非常小（因为性能好，不需要太大面积就能驱动像素）。
- 效果：在同样大小的屏幕上，可以塞入更多的像素点，实现更高的 PPI（每英寸像素数），这是 LTPS 在智能手机、平板电脑等小尺寸屏幕上大放异彩的根本原因，早期的高清手机屏幕很多都采用 LTPS 技术。
低功耗
- 原因：
- 晶体管开关速度快,驱动像素所需的电荷更少。
- 可以将部分驱动电路集成到玻璃基板上,减少了芯片之间数据传输的功耗和信号延迟。
- 效果：对于依赖电池的移动设备来说，续航时间显著延长，这也是为什么高端智能手表普遍采用 LTPS 屏幕。
高开口率
- 原因：晶体管尺寸小,占用像素面积小。
- 效果：像素中用于透光的部分（开口）就更大了，在同等亮度下，LTPS 屏幕可以更省电；或者在同等功耗下，LTPS 屏幕可以更亮、色彩更通透。
高响应速度
- 原因：晶体管开关速度快,能迅速控制像素的亮灭变化。
- 效果：在显示快速移动的画面时（如玩游戏、看高速视频），拖影现象更少,画面更清晰流畅。
集成度高
- 原因：在玻璃基板上“预留”了足够的空间。
- 效果：可以将原本需要外置的驱动芯片、触控控制器等电路直接集成到显示屏的边缘区域，这使得屏幕模组可以做得更薄、更窄（窄边框），甚至可以实现 In-Cell（内嵌式）触控，将触摸层也做在显示层内部,进一步提升透光率和降低厚度。
LTPS 的缺点与挑战
尽管优势明显，LTPS 也有其固有的局限性：
- 成本较高：制造工艺比非晶硅复杂，需要激光退火等设备,导致基板成本和制造成本更高。
- 尺寸限制：由于工艺均匀性控制的挑战，LTPS 技术在大尺寸基板上（如电视、显示器）的良品率和成本效益不如其他技术（如 LTPS-Oxide 或 a-Si），LTPS 主要集中在 10英寸以下 的小尺寸市场。
- 技术复杂性：集成度高也带来了设计和制造的复杂性,对技术要求更高。
LTPS 的主要应用领域
基于其优点，LTPS 主要应用于对性能、功耗和尺寸要求极高的领域：
- 智能手机：尤其是早期的高分辨率旗舰机型。
- 平板电脑：高端型号的屏幕选择。
- 智能手表：几乎成为高端智能手表的标配,因为它在极小的面积上实现了高分辨率和长续航。
- 数码相机/摄像机：取景器和显示屏。
- 车载显示：仪表盘、中控屏等对可靠性和性能要求高的场景。
- AR/VR 设备：对分辨率、功耗和响应速度的极致追求,使其成为理想选择。
LTPS 与其他显示技术的比较
| 技术类型 | 电子迁移率 | 分辨率 | 功耗 | 成本 | 主要应用 |
|---|---|---|---|---|---|
| a-Si (非晶硅) | 低 | 低 | 较高 | 低 | 大尺寸 TV、显示器、普通笔记本 |
| LTPS (低温多晶硅) | 高 | 高 | 低 | 高 | 小尺寸高端手机、手表、平板 |
| Oxide (氧化物，如 IGZO) | 中 | 中 | 中 | 中 | 中高端手机、平板、大尺寸 TV |
| LTPO (低温多晶氧化物) | 可变 | 高 | 动态调节，极低 | 很高 | 最新款旗舰手机（支持 ProMotion 自适应刷新率） |
一个重要的演进：LTPO
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LTPO 是 LTPS 和 Oxide 技术的“混合体”，它结合了 LTPS 在高刷新率下的性能和 Oxide 在低刷新率下的超低功耗，通过动态调整背板技术，屏幕可以在 1Hz 到 120Hz（甚至更高）之间自由切换，实现了“鱼与熊掌兼得”——既能流畅显示，又能极致省电，这是目前 iPhone Pro 等顶级旗舰手机屏幕的核心技术。
低温多晶硅 是一种通过在低温下制造高性能多晶硅晶体管，从而实现高分辨率、低功耗、高集成度的先进显示技术，尽管成本较高且存在尺寸限制，但它凭借无与伦比的性能优势，牢牢占据了小尺寸高端显示市场的核心地位，并且通过与其他技术（如 Oxide）的结合（LTPO）,继续引领着显示技术向更高能效和更优体验的方向发展。
