第15章 平板顯示器用薄膜

.,第十五章平板顯示器中的薄膜技術(shù)與薄膜材料,.,平板顯示器,顯示技術(shù)：將電信號變換成可見光信號的技術(shù)。平板顯示器(FPD)：FlatPanelDisplay，一般是指顯示器的深度小于顯示屏幕對角線1/4長度的顯示器件。,.,平板顯示器,.,液晶顯示器LCD,LCD顯示原理：通過給液晶施加一個電場，改變它的分子排列，配合偏振光片，它就具有阻止光線通過的作用，再配合彩色濾光片，改變加給液晶電壓大小，就能改變某一顏色透光量的多少，也就是說通過改變液晶兩端的電壓就能改變它的透光度和光的波長，達到顯示出圖像的效果。,.,液晶顯示器LCD,有源矩陣驅(qū)動LCD(AM-LCD)器件結(jié)構(gòu),.,液晶顯示器LCD,AM-LCD中的開關(guān)元件：TFT,薄膜晶體管(TFT)是AM-LCD中非常重要的一個部件，它的作用類似于一個開關(guān)。TFT的溝道中所采用的半導(dǎo)體薄膜主要為：a-Si:H和poly-Si。,采用a-Si:HTFT的AM-LCD在a-Si:HTFT中，柵絕緣膜(SiN)/溝道膜層(a-Si:H)以及刻蝕掩膜(SiN)、電導(dǎo)n+膜(P摻雜的a-Si:H)、最終保護膜(SiN)等都用等離子體CVD沉積制備。像素電極用的透明導(dǎo)電膜(ITO)，電極、布線(Cr、Al、Ti、Mo等)，絕緣膜(TaOx)等多采用射頻磁控濺射法沉積。,.,液晶顯示器LCD,AM-LCD中的開關(guān)元件：TFT,采用poly-SiTFT的AM-LCD相比a-Si:HTFT，以poly-Si為溝道層的TFT具有多種優(yōu)勢，如無光電導(dǎo)現(xiàn)象、遷移率大、能制作p型溝道等；且目前已可在玻璃基板、低溫條件下制備poly-SiTFT。制備低溫poly-SiTFT的關(guān)鍵是溝道層材料Si薄膜的制備。一般以SiH4或Si2H6為原料氣體，通過PECVD或LPCVD制備出非晶或微晶Si薄膜(300550C)，再經(jīng)退火處理得到poly-Si薄膜。低溫poly-SiTFT的柵絕緣膜為PECVD法制備的SiN膜或者NPCVD/PECVD法制備的SiO2膜。,.,液晶顯示器LCD,LCD顯示屏的封裝技術(shù),封裝：即將驅(qū)動電路等于液晶屏組裝成器件，實現(xiàn)最終的顯示功能。,.,液晶顯示器LCD,LCD顯示屏的封裝技術(shù),COG：將IC元件以裸芯片的形式直接貼裝在作為液晶盒構(gòu)成部分的同一玻璃基板上。需要利用薄膜技術(shù)在芯片電極上形成凸點，在ITO布線上形成電極，以保證可靠的電氣連接。COG關(guān)鍵技術(shù)是采用了各向異性導(dǎo)電膜(ACF)。ACF的兩大作用：1)將芯片固定粘結(jié)在玻璃基板上；2)實現(xiàn)電氣連接。,.,液晶顯示器LCD,LCD技術(shù)的優(yōu)點：,低壓，微功耗平板型結(jié)構(gòu)顯示信息量大易于彩色化長壽命無輻射，無污染,LCD技術(shù)的缺點：,顯示視角小(目前已基本解決)響應(yīng)速度慢(毫秒級)屏幕均勻性差色彩不夠豐富對環(huán)境溫度要求比較高非主動發(fā)光，需要背光源,.,LCD的進展實用IPS(面內(nèi)切換)技術(shù)和PVA(利用電極花樣的垂直取向模式)技術(shù)，視角問題得到解決；選用低粘稠度液晶，將驅(qū)動電路改為過驅(qū)動，提高了響應(yīng)速度；改造工藝保證了大平板的質(zhì)量，較少了掩膜次數(shù)；改變器件結(jié)構(gòu)，綜合布線，集成器件，減小了整機體積。,液晶顯示器LCD,.,等離子體平板顯示器PDP,PDP工作原理：PDP采用等離子管(放電胞)作為發(fā)光元件，每一個等離子管對應(yīng)一個像素。屏幕以玻璃作為基板，基板間的封閉放電空間內(nèi)充入Ne、Xe等混合惰性氣體。玻璃基板的內(nèi)側(cè)面上涂有ITO薄膜激勵電極用于加電壓?；旌蠚怏w在電信號作用下發(fā)生等離子體放電，放電產(chǎn)生的紫外線激發(fā)涂有紅綠藍熒光粉的熒光屏，進而發(fā)射出可見光，顯現(xiàn)出圖像。,.,等離子體平板顯示器PDP,PDP結(jié)構(gòu)圖,.,等離子體平板顯示器PDP,MgO薄膜,AC型PDP前玻璃板上的保護膜，決定了顯示屏的電子特性，而且很大程度上左右著屏的壽命。PDP中的常用保護膜材料是MgO，具有以下特性：耐離子濺射二次電子發(fā)射系數(shù)高放電起始電壓和放電維持電壓低光透過性好表面絕緣性能優(yōu)良電子束蒸鍍法成膜速率高，可保證MgO膜的質(zhì)量（壽命達23萬小時），是目前PDP用保護膜的主要制備方法。,.,等離子體平板顯示器PDP,PDP的特點,優(yōu)點：（1）容易實現(xiàn)大屏幕和超大屏幕;（2）可視角大（達160度以上）;（3）響應(yīng)時間小，運動圖像拖尾時間短，動態(tài)清晰度高（優(yōu)于LCD電視機）;（4）PDP為主動發(fā)光型(不像LCD采用背光源)，采用R、G、B三色熒光粉自發(fā)光，因此具有：亮度高；對比度高；色域覆蓋率大，彩色還原特性好，顯示圖像顏色鮮艷，飽和度強；全屏亮度均勻性好；不受背光源壽命的限制，壽命長,缺點：（1）每個像素獨立自行發(fā)光，耗電量大，發(fā)熱量多(PDP背板上有多組風(fēng)扇);（2）長時間顯示高亮度、高對比度的靜止圖像時，容易產(chǎn)生殘留影像，甚至產(chǎn)生灼傷屏幕現(xiàn)象;（3）價格較貴。PDP等離子技術(shù)基本上在日本和韓國(LCD面板中國臺灣也能生產(chǎn))，技術(shù)壟斷嚴(yán)重.,.,PDP的進展工藝制作中的主要問題：障壁制作問題最難也最為關(guān)鍵。因形狀無法完全滿足激發(fā)熒光粉的要求，影響發(fā)光效率。目前已有多種解決辦法，如：先鋒公司的Walffle結(jié)構(gòu)、富士通日立公司的DelTa結(jié)構(gòu)、松下公司的不等款結(jié)構(gòu)等。,等離子體平板顯示器PDP,.,有機電致發(fā)光顯示器OLED,發(fā)光機理：在外界電壓驅(qū)動下，由電極注入的電子和空穴在有機材料中復(fù)合放出能量，并將能量傳遞給有機發(fā)光物質(zhì)的分子，后者受到激發(fā)，從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)；當(dāng)受激分子從激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時輻射躍遷產(chǎn)生了發(fā)光現(xiàn)象。,OLED器件的基本結(jié)構(gòu),.,有機電致發(fā)光顯示器OLED,分類,根據(jù)器件所用有機材料的不同，分為小分子有機EL顯示器(OLED)和高分子有機EL顯示器(PLED)。OLED的發(fā)光膜層：連續(xù)真空蒸鍍法來制備小分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，易于合成和純化，且容易形成致密而純凈的薄膜。目前已經(jīng)商用的有機EL器件基本上采用的都是OLED。PLED的發(fā)光層膜：多采用濕法制膜，如旋涂、噴墨打印、絲網(wǎng)印刷等成膜技術(shù)。聚合物材料柔性好，有望在柔性顯示屏中應(yīng)用。,.,有機電致發(fā)光顯示器OLED,