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薄膜晶体管技术-刘玉荣

薄膜晶体管技术-刘玉荣
薄膜晶体管技术-刘玉荣

薄膜晶体管

薄膜晶体管的定义: Thin Film Transistor (薄膜场效应晶体管),是指液晶显示器上的每一液晶象素点都是由集成在其后的薄膜晶体管来驱动。从而可以做到高速度高亮度高对比度显示屏幕信息。TFT属于有源矩阵液晶显示器。 补充:TFT(ThinFilmTransistor)是指薄膜晶体管,意即每个液晶像素点都是由集成在像素点后面的薄膜晶体管来驱动,从而可以做到高速度、高亮度、高对比度显示屏幕信息,是目前最好的LCD彩色显示设备之一,其效果接近CRT显示器,是现在笔记本电脑和台式机上的主流显示设备。TFT的每个像素点都是由集成在自身上的TFT来控制,是有源像素点。因此,不但速度可以极大提高,而且对比度和亮度也大大提高了,同时分辨率也达到了很高水平。 TFT ( Thin film Transistor,薄膜晶体管)屏幕,它也是目前中高端彩屏手机中普遍采用的屏幕,分65536 色及26 万色,1600万色三种,其显示效果非常出色。 平板显示器种类: 经过二十多年的研究、竞争、发展,平板显示器已进入角色,成为新世纪显示器的主流产品,目前竞争最激烈的平板显示器有四个品种: 1、场致发射平板显示器(FED); 2、等离子体平板显示器(PDP); 3、有机薄膜电致发光器(OEL); 4、薄膜晶体管液晶平板显示器(TFT-LCD)。 场发射平板显示器原理类似于CRT,CRT只有一支到三支电子枪,最多六支,而场发射显示器是采用电子枪阵列(电子发射微尖阵列,如金刚石膜尖锥),分辨率为VGA(640×480×3)的显示器需要92.16万个性能均匀一致的电子发射微尖,材料工艺都需要突破。目前美国和法国有小批量的小尺寸的显示屏生产,用于国防军工,离工业化、商业化还很远。 等离子体发光显示是通过微小的真空放电腔内的等离子放电激发腔内的发光材 料形成的,发光效应低和功耗大是它的缺点(仅1.2lm/W,而灯用发光效率达80lm/ W以上,6瓦/每平方英寸显示面积),但在102~152cm对角线的大屏幕显示领域有很强的竞争优势。业内专家分析认为,CRT、LCD和数字微镜(DMD)3种投影显示器可以与PDP竞争,从目前大屏幕电视机市场来看,CRT投影电视价格比PDP便宜,是PDP最有力的竞争对手,但亮度和清晰度不如PDP,LCD和DMD投影的象素和价格目前还缺乏竞争优势。尽管彩色PDP在像质、显示面积和容量等方面有了明显提高,但其发光效率、发光亮度、对比度还达不到直观式彩色电视机的要求,最重要的是其价格还不能被广大家用消费者所接受,这在一定程度上制约了彩色PDP 市场拓展。目前主要在公众媒体展示场合应用开始普遍起来。 半导体发光二极管(LED)的显示方案由于GaN蓝色发光二极管的研制成功,从而一举获得了超大屏幕视频显示器市场的绝对控制权,但是这种显示器只适合做户外大型显示,在中小屏幕的视频显示器也没有它的市场。 显示器产业的专家一直期望有机薄膜电致发光材料能提供真正的象纸一样薄的 显示器。有机薄膜电致发光真正的又轻又薄,低功耗广视角,高响应速度(亚微妙)

薄膜晶体管液晶显示器TFT

薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)具有重量轻、平板化、低功耗、无辐射、显示品质优良等特点,其应用领域正在逐步扩大,已经从音像制品、笔记本电脑等显示器发展到台式计算机、工程工作站(EWS)用监视器。对液晶显示器要求也正在向高分辨率、高彩色化发展。 由于CRT显示器和液晶屏具有不同显示特性,两者显示信号参数也不同,因此在计算机(或MCU)和液晶屏之间设计液晶显示器驱动电路是必需,其主要功能是通过调制输出到LCD电极上电位信号、峰值、频率等参数来建立交流驱动电场。 本文实现了将VGA接口信号转换到模拟液晶屏上显示驱动电路,采用ADI 公司高性能DSP芯片ADSP-21160来实现驱动电路主要功能。 硬件电路设计 AD9883A是高性能三通道视频ADC可以同时实现对RGB三色信号实时采样。系统采用32位浮点芯片ADSP-21160来处理数据,能实时完成伽玛校正、时基校正、图像优化等处理,且满足了系统各项性能需求。ADSP-21160有6个独立高速8位并行链路口,分别连接ADSP-21160前端模数转换芯片AD9883A和后端数模转换芯片ADV7125。ADSP-21160具有超级哈佛结构,支持单指令多操作数(SIMD)模式,采用高效汇编语言编程能实现对视频信号实时处理,不会因为处理数据时间长而出现延迟。 系统硬件原理框图如图1所示。系统采用不同链路口完成输入和输出,可以避免采用总线可能产生通道冲突。模拟视频信号由AD9883A完成模数转换。AD9883A是个三通道ADC,因此系统可以完成单色视频信号处理,也可以完成彩色视频信号处理。采样所得视频数字信号经链路口输入到ADSP-21160,完成处理后由不同链路口输出到ADV7125,完成数模转换。ADV7125是三通道DAC,同样也可以用于处理彩色信号。输出视频信号到灰度电压产生电路,得到驱动液晶屏所需要驱动电压。ADSP-21160还有通用可编程I/O标志脚,可用于接受外部控制信号,给系统及其模块发送控制信息,以使整个系统稳定有序地工作。例如,ADSP-21160为灰度电压产生电路和液晶屏提供必要控制信号。另外,系统还设置了一些LED灯,用于直观指示系统硬件及DSP内部程序各模块工作状态。 图1 系统硬件原理框图 本设计采用从闪存引导方式加载DSP程序文件,闪存具有很高性价比,体积小,功耗低。由于本系统中闪存既要存储DSP程序,又要保存对应于不同伽玛值查找表数据以及部分预设显示数据,故选择ST公司容量较大M29W641DL,既能保存程序代码,又能保存必要数据信息。 图2为DSP与闪存接口电路。因为采用8位闪存引导方式,所以ADSP-21160地址线应使用A20~A0,数据线为D39~32,读、写和片选信号分别接到闪存相应引脚上。

--薄膜晶体管液晶显示器技术简介

薄膜晶体管液晶显示器技术简介 15英吋的TFT-LCD 薄膜晶体管液晶显示器英文名是Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display,TFT-LCD 是英文字头的缩写。薄膜晶体管液晶显示器技术是一种微电子技术与液晶显示器技术巧妙结合的技术。把单晶上进行微电子精细加工的技术,移植到在大面积玻璃上进行薄膜晶体管(TFT)阵列的加工,再将该阵列基板与另一片带彩色滤色膜的基板,利用与业已成熟的液晶显示器(LCD)技术,形成一个液晶盒,再经过后工序如偏光片贴覆等过程,最后形成液晶显示器件。 TFT-LCD(薄膜晶体管液晶显示器, Thin film transistor liquid crystal display)是多数液晶显示器的一种,它使用薄膜晶体管技术改善影象品质。虽然TFT-LCD被统称为LCD,不过它是种主动式矩阵LCD。它被应用在电视、平面显示器及投影机上。 简单说,TFT-LCD皮肤可视为两片玻璃基板中间夹着一层液晶,上层的玻璃基板是与彩色滤光片(Color Filter)、而下层的玻璃则有晶体管镶嵌于上。当电流通过晶体管产生电场变化,造成液晶分子偏转,藉以改变光线的偏极性,再利用偏光片决定像素(Pixel)的明暗状态。此外,上层玻璃因与彩色滤光片贴合,形成每个像素(Pi xel)各包含红蓝绿三颜色,这些发出红蓝绿色彩的像素便构成了皮肤上的图像画面。 TFT-LCD结构。薄膜晶体管液晶显示器由显示屏、背光源及驱动电路三大核心部件组成。TFT-LCD显示屏,包括阵列玻璃基板、彩色滤光膜以及液晶材料。 阵列玻璃基板制备工艺是:用三个光刻掩膜板,首先在玻璃基板上连续淀积ITO膜(厚20~50n m)和Cr膜(厚50~100nm),并光刻图形,然后连续淀积绝缘栅膜SiN:(厚约400n m),再本征a-Si(厚50~100n m)和n+a-Si层,并光刻图形(干法)淀积Al 膜,光刻漏源电极,最后以漏源电极作掩膜,自对准刻蚀象素电极上的Cr膜和TFT源漏之

薄膜晶体管-调研报告

“薄膜晶体管的制备及电学参数”调研报告 (青岛大学物理科学学院,应用物理系) 摘要:20世纪平板显示技术的出现,把人类带入了信息社会,人类社会从此发生了质的飞跃。而平板显示的核心元件就是薄膜晶体管TFT(nlin Film Transistor),一种在掺杂硅片或玻璃基底上通过薄膜工艺制作的场效应晶体管器件。将半导体氧化物作为有源层来制作TFT用于平板显示中,不仅能获得较高迁移率,器件性能优越,而且制造工艺简单、低温下可以获得,显示出了巨大的应用前景。本文综述了薄膜材料的制备方法,薄膜晶体管的发展历程与应用以及其结构、工作原理和测试表征方法。 关键词:薄膜材料,薄膜晶体管,制备,表征方法 Abstract:In the 20th century,the emergence of the flat panel display technology has brought human beings into the information society.Since then the human society happened a qualitative leap.The core component of flat panel display is the thin film transistor(TFT),it is a field effect transistor device produced by thin film technology on the doped-silicon or glass.If we use the semiconductor oxide as the active layer,not only we can get a higher mobility,bu also the device performance call be enhanced.And the manufacturing process is simple,low temperatures also can be obtained,which shows a great prospect.The preparation method of thin film materials is reviewed in this paper, the development and application of thin film transistor and its structure, working principle and test method are characterized, Keywords: Thin film materials, thin film transistor, manufacture, characterization methods 前言 薄膜材料是指厚度介于单原子分子到几毫米间的薄金属或有机物层。当固体或液体的一维线性尺度远远小于它的其他二维尺度时,我们称这样的固体或液体为膜。薄膜材料具有良好的韧性、防潮性和热封性能,应用非常广泛。例如:双向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP)、低密度聚乙烯薄膜(LDPE)、聚酯薄膜(PET)、镀铝薄膜、半导体氧化物薄膜等等。近几年来,以氧化锌、氧化铟、氧化锡等半导体氧化物及其合金为有源层的透明薄膜晶体管备受关注,并已取得了突破性进展。这些氧化物是优异的光电材料,具有高光学透过率、生长温度低、击穿电压高、电子迁移率高等优点,从而可以获得更好、成本更低的薄膜晶体管,并且也为新型薄膜晶体管的发展带来了契机。氧化物薄膜晶体管作为极具发展潜力的新型薄膜晶体管,具备了许多传统TFT无法比拟的优点,但是也存在诸多问题有待进一步解决。例如,如何解决外界环境对器件性能的影响,优化工艺从而降低成本,如何制作出性能优越、具有实用价值的器件等,这些都是现在研究面临的问题。本文的主要调研对象,包括氧化锌以及有机薄膜作为有源层的薄膜晶体管。 薄膜晶体管的发展历程 1925年,Julius Edger Lilienfeld首次提出结型场效应晶体管(Field

薄膜晶体管液晶显示屏(TFT-LCD)

薄膜晶体管液晶显示屏 (TFT-LCD) 摘要: 薄膜晶体管液晶显示屏(TFT-LCD)是目前使用最为广泛的液晶显示器。本文从TFT的结构、原理、制造工艺、特性指标、研究进展与应用等方面介绍了TFT-LCD 的基本情况。 关键词:薄膜晶体管液晶TFT 结构原理工艺参数应用 TFT-LCD技术是微电子技术和LCD技术巧妙结合的高新技术。人们利用微电子精细加工技术和Si材料处理技术,来开发大面积玻璃板上生长Si材料和TFT平面阵列的工艺技术。再与日益成熟的LCD制作技术结合,以求不断提高品质,增强自动化大规模生产能力,提高合格率,降低成本,使其性能/价格比向CRT逼近。 一、TFT-LCD的结构与工作原理 薄膜晶体管(TFT)液晶显示器是在扭曲向列(TN)液晶显示器中引入薄膜晶体管开关而形成的有源矩阵显示,从而克服无源矩阵显示中交叉干扰、信息量少、写入速度慢等缺点,大大改善了显示品质,使它可以应用到计算机高分辨率全色显示等领域。 成品TFT-LCD主要部件是LCD显示模组(LCM),LCM是由Panel板和背光源(back light)组成。Panel板是整个液晶显示器的核心部分,它的制造工艺也是最复杂的。人们通常所说的亮点也就是在Panel板的制造过程中发生的。背光源的好坏能直接影响显示效果,它通常也是影响液晶显示器的寿命的关键所在。 1. Panel板的结构及工作原理 TFT-LCD Panel板的结构 在Panel板下层玻璃基板上建有TFT阵列,每个像素的ITO电极与TFT漏电极联结,栅极与

扫描总线连结,原源电源与信号总线连结。施加扫描信号电压时,原源电极导通使信号电压施加到存储电容器上并充电,在帧频内存储电容器的信号电压施加到液晶像素上,使之处于选通态。再一次寻址时,由信号电压大小来充电或放电。这样各像素之间被薄膜晶体管开关元件隔离,既防止了交叉干扰又保证了液晶响应速度满足于帧频速度,同时以存储信息大小来得到灰度级,目前灰度已可达到256级,可得到1670万种颜色,几乎可获得全色显示。从上世纪90年代形成产业以来,薄膜晶体管(TFT)液晶显示器的生产线已由第一代发展到了第六代,没换代一次基板玻璃的面积都大幅增加,而且产量不断提高、成本不断降低。如第七代薄膜晶体管(TFT)液晶显示器生产线的玻璃基板尺寸将达到1870*2200mm,目前可制成的液晶电视屏94cm(37inch),笔记本电脑屏幕的最大尺寸为38.1cm(15inch),监视器屏幕最大尺寸达63.5cm(25inch)。薄膜晶体管(TFT)液晶显示器的另一种发展趋势是薄型化、轻量化、低功耗化。基于新型材料的开发、制造工艺技术的革新、设备精度和自动化程度的提高及软件技术的进步,使得薄膜晶体管(TFT)液晶显示器产品的更新换代的速度非常快。 TFT断面图 2.背光源(Backlight)的结构及其原理 (1)Lamp 是自Inverter(反向交流器)接收高电压而发生可视光线的光源。主要使用CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp).还有HCFL(Hot Cathode Fluorescent Lamp)。 (2)Lamp housing 反射自Lamp出光的光源, 入射到导光板上。使用黄铜、铝以及黄铜上附合Ag等材料的薄膜反射。 (3)Light guide Panel (导光板) 主要使用丙烯(PMMA)以Injection Molding或Casting的方法而制作的,导光入射的光源,并且具有均匀分布光源的作用。 (4)Reflector 主要是聚醚(PET)器材上为减少导光板入射的光源损失,具有反射功能。(5)Diffuser Down (扩散Sheet) 主要是聚醚(PET)器材上以丙烯类树脂形成球形的形状,均匀扩散自导光板出光的光源,同时起集光的作用。

多晶硅薄膜晶体管特性研究

多晶硅薄膜晶体管特性研究 摘要 多晶硅薄膜晶体管(polysilicon thin film transiston)因其高迁移率、高速高集成化、p 型和n型导电模式、自对准结构以及耗电小、分辨率高等优点,近年来被广泛的应用于液晶显示器。随着器件尺寸减小至深亚微米,热载流子退化效应所致器件以及电路系统的可靠性是器件的长期失效问题。 本文主要研究热载流子效应。首先,研究热载流子退化与栅极应力电压,漏极应力电压及应力时间的依赖关系。其次,漏极轻掺杂(Light Doped Drain,LDD)结构是提高多晶硅薄膜晶体管抗热载流子特性的一种有效方法,研究了LDD结构多晶硅薄膜晶体管的结构参数对器件可靠性的影响。 关键词:多晶硅薄膜晶体管热载流子效应可靠性

Study on Characteristics of polysilicon thin film transistor Abstract Today, p-Si TFTs are used broadly in display devices because of its high field effect mobility,high integration and high speed,high definition display,n channel and p channel capability,low power consumption and self-aligned structures. With the device scaling down to deep-submicrometer, the reliability of the device circuit system induced by hot carrier effect is long-term failure. Hot carrier effects is studied. Firstly,we mainly study the dependence between hot carrier degradation and gate-stress voltage,drain-stress voltage and stress time.Secondly,the structure of Light Doped Drain is an effective means to resist hot carrier effect ,the influence of parameters of LDD structures on reliability of p-Si TFT was investigated. Keywords:p-Si TFT;hot carrier effect;reliability

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