平板顯示技術(shù)：第四章01TFT液晶顯示器的結(jié)構(gòu)與制備.

1、第四章第四章 TFTTFT液晶顯示器的液晶顯示器的 結(jié)構(gòu)與制備結(jié)構(gòu)與制備TFT-LCD的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)薄膜晶體管薄膜晶體管TFTTFT-LCD的制備的制備TFT-LCD用其他配件用其他配件12華星光電34TFT-LCDTFT-LCD各世代面板尺寸各世代面板尺寸5各世代廠房的差別就在于玻璃基板的尺寸674.1 薄膜晶體管液晶結(jié)構(gòu)薄膜晶體管液晶結(jié)構(gòu)有源矩陣液晶顯示有源矩陣液晶顯示AMLCD是在每個液晶像素上配置是在每個液晶像素上配置一個二端或三端的有源器件，這樣每個像素的控制都一個二端或三端的有源器件，這樣每個像素的控制都是相對獨(dú)立的，從而去除了像素間的交叉效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)是相對獨(dú)立的，從而去除了像素間的交

2、叉效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量圖像顯示。高質(zhì)量圖像顯示。根據(jù)采用的有源器件的不同可分為三端的晶體管和二根據(jù)采用的有源器件的不同可分為三端的晶體管和二端的非線性元件驅(qū)動兩大類。端的非線性元件驅(qū)動兩大類。利用晶體管的三端有源驅(qū)動方式包括使用單晶硅利用晶體管的三端有源驅(qū)動方式包括使用單晶硅MOS和薄膜場效應(yīng)晶體管和薄膜場效應(yīng)晶體管TFT。薄膜晶體管液晶顯示器薄膜晶體管液晶顯示器TFT-LCD多為多為TN型工作方式。型工作方式。玻璃基板與普通玻璃基板與普通LCD不同。在下基板上要光刻出行不同。在下基板上要光刻出行掃描線和列尋址線，構(gòu)成一個矩陣，在其交點(diǎn)上制作掃描線和列尋址線，構(gòu)成一個矩陣，在其交點(diǎn)上制作出出TFT

3、有源器件和像素電極。有源器件和像素電極。8TFT-LCDTFT-LCD的的顯示顯示彩色彩色濾濾光片光片上偏光片上偏光片下偏光片下偏光片光源光源TFTTFT基板基板液晶液晶910TFT-LCDTFT-LCD的基本的基本構(gòu)成構(gòu)成基本基本結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)l背光板背光板(BACK LIGHT)l下偏光下偏光片片(DOWN POLARIZER)l薄膜基板薄膜基板(TFT SUBSTRATE)l液晶液晶(LIQUID CRYSTAL)l彩色彩色濾濾光片光片(COLOR FILTER )l上偏光上偏光片片(UP POLARIZER)11TFT-LCD液晶屏實(shí)物圖液晶板在未通電情況下呈半透明狀態(tài)可彎曲的柔性印刷板起到

4、信號傳輸?shù)淖饔?，并且通過異向性導(dǎo)電膠與印刷電路板（藍(lán)色PCB板的部分）壓和，使兩者連接相通12微觀液晶面板，會看到紅綠藍(lán)為一組三原色，一般一組或兩組為一個像素13AMLCD的種類的種類TFT是有源矩陣液晶顯示器件（是有源矩陣液晶顯示器件（AMLCD）中的）中的一個非常重要半導(dǎo)體器件，依據(jù)其半導(dǎo)體層所使一個非常重要半導(dǎo)體器件，依據(jù)其半導(dǎo)體層所使用的材料不同，用的材料不同， AMLCD可分為：可分為：單晶硅單晶硅Si MOSFET、多晶硅、多晶硅p-Si、非晶硅、非晶硅a-Si以及非硅材料以及非硅材料類類TFT-AMLCD。單晶硅：能夠利用成熟的集成電路工藝直接將顯單晶硅：能夠利用成熟的集成電路工

5、藝直接將顯示矩陣制作在單晶硅片上，易于實(shí)現(xiàn)高分辨率和示矩陣制作在單晶硅片上，易于實(shí)現(xiàn)高分辨率和小型化的顯示基板。不過大面積無缺陷的單晶硅小型化的顯示基板。不過大面積無缺陷的單晶硅片制備困難，難于做成大尺寸的顯示屏。片制備困難，難于做成大尺寸的顯示屏。非硅類：非硅類：CdSe和和Te，材料的穩(wěn)定性和均勻性差。，材料的穩(wěn)定性和均勻性差。144.1.1 TFT4.1.1 TFT型液晶顯示器型液晶顯示器TFT器件的工作原理類似于器件的工作原理類似于MOSFET，TFT陣列工陣列工藝流程也類似于在硅片上制備藝流程也類似于在硅片上制備MOSFET的過程，只的過程，只不過襯底變?yōu)椴ＡЩ?，器件結(jié)構(gòu)采用了薄膜

6、形式。不過襯底變?yōu)椴ＡЩ?，器件結(jié)構(gòu)采用了薄膜形式。在玻璃基片上沉積一層硅在玻璃基片上沉積一層硅,通過印刷光刻等工序做成通過印刷光刻等工序做成晶體管陣列晶體管陣列,每個像素都設(shè)有一個半導(dǎo)體開關(guān)，其加每個像素都設(shè)有一個半導(dǎo)體開關(guān)，其加工工藝類似于大規(guī)模集成電路。再把工工藝類似于大規(guī)模集成電路。再把TN液晶灌注在液晶灌注在兩片玻璃之間兩片玻璃之間.由于每個像素都可以通過點(diǎn)脈沖直接控制，因而，由于每個像素都可以通過點(diǎn)脈沖直接控制，因而，每個節(jié)點(diǎn)都相對獨(dú)立，并且可以進(jìn)行連續(xù)控制每個節(jié)點(diǎn)都相對獨(dú)立，并且可以進(jìn)行連續(xù)控制，這這樣的設(shè)計不僅提高了顯示屏的反應(yīng)速度，同時可以樣的設(shè)計不僅提高了顯示屏的反應(yīng)速度，

7、同時可以精確控制顯示灰度，所以精確控制顯示灰度，所以TFT液晶的色彩更逼真液晶的色彩更逼真.把三種顏色分成獨(dú)立的三個點(diǎn)，各自擁有不同的灰把三種顏色分成獨(dú)立的三個點(diǎn)，各自擁有不同的灰階變化，然后把臨近的三個階變化，然后把臨近的三個RGB顯示的點(diǎn)當(dāng)作一個顯示的點(diǎn)當(dāng)作一個像素。像素。15TFT-LCD結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)1617TFT AM LCD是在兩塊玻璃之間封入是在兩塊玻璃之間封入TN型液晶型液晶構(gòu)成的。構(gòu)成的。下基板下基板制備有作為像素開關(guān)的制備有作為像素開關(guān)的TFT器件、顯示用的透明像素器件、顯示用的透明像素電極、存儲電容、控制電極、存儲電容、控制TFT柵極的掃描線（行）、控制柵極的掃描線（行）、控制

8、TFT源端的信號線（列）等。源端的信號線（列）等。上基板上基板制備彩色濾色膜和遮光用的黑矩陣，并在其上制備透制備彩色濾色膜和遮光用的黑矩陣，并在其上制備透明的公共電極。明的公共電極。在兩片玻璃基板的內(nèi)側(cè)制備在兩片玻璃基板的內(nèi)側(cè)制備取向?qū)尤∠驅(qū)?，使液晶分子定向排列。，使液晶分子定向排列。兩片玻璃之間灌注液晶，并通過封框膠粘結(jié)，同時起到密封兩片玻璃之間灌注液晶，并通過封框膠粘結(jié)，同時起到密封的作用。在基板上均勻散布一些襯墊（的作用。在基板上均勻散布一些襯墊（spacer），保證間隙），保證間隙的均勻性。的均勻性。為了將上基板的公共電極引到下基板以便和外圍的集成電路為了將上基板的公共電極引到下基板以

9、便和外圍的集成電路相連，需在兩片玻璃之間采用銀點(diǎn)膠制備連接點(diǎn)（相連，需在兩片玻璃之間采用銀點(diǎn)膠制備連接點(diǎn)（contact）。）。兩片玻璃基板的外側(cè)分別貼有兩片玻璃基板的外側(cè)分別貼有偏振片偏振片。此外，非晶硅此外，非晶硅TFT的柵線和信號線需要與外部的驅(qū)動集成電的柵線和信號線需要與外部的驅(qū)動集成電路和路和PCB電路板相連，下基板比上基板略大，其邊緣制備有電路板相連，下基板比上基板略大，其邊緣制備有壓焊點(diǎn)。壓焊點(diǎn)。18透透射射式式TFT LCDTFT LCD側(cè)視圖側(cè)視圖Printedcircuit boardPrismsheet偏光板TFT框膠TABDriver LSI擴(kuò)散板Spacer間隙粒子分

10、光片反射板側(cè)光偏光板像素電極存儲電容液晶配向膜共通共通電極電極Overcoat保護(hù)膜保護(hù)膜Color filterBlack matrix玻璃基板19204.1.2 TFT陣列面板TFT LCD是通過調(diào)整薄膜晶體管上的電壓是通過調(diào)整薄膜晶體管上的電壓,以控制液晶轉(zhuǎn)向來以控制液晶轉(zhuǎn)向來產(chǎn)生灰階產(chǎn)生灰階. 上下兩層玻璃間上下兩層玻璃間, 夾著液晶夾著液晶, 形成平板電容器，大小約為形成平板電容器，大小約為0.1pF。以一般以一般60Hz 的畫面更新頻率的畫面更新頻率, 需要保持約需要保持約16ms。但實(shí)際無法。但實(shí)際無法將電壓保持這么久將電壓保持這么久, 造成電壓出現(xiàn)變化造成電壓出現(xiàn)變化, 所顯示

11、的灰階就會所顯示的灰階就會正正確確. 因此在面板設(shè)計上因此在面板設(shè)計上, 會再加一個儲存電容會再加一個儲存電容CS (storage capacitor， 約為約為0.5pF), 以便讓充好電的電壓能保持到下一次更新畫面的以便讓充好電的電壓能保持到下一次更新畫面的時候時候. 可以說，可以說，TFT 本身只是一個使用晶體管制作的開關(guān)。它主要本身只是一個使用晶體管制作的開關(guān)。它主要的工作是決定的工作是決定LCD gate driver 上的電壓是不是要充到這個點(diǎn)上的電壓是不是要充到這個點(diǎn)來，至于該點(diǎn)要充到多高的電壓來，至于該點(diǎn)要充到多高的電壓, 以便顯示出怎樣的灰階，都以便顯示出怎樣的灰階，都由外

12、面的由外面的LCD source driver 來決定來決定.常用的常用的TFT是三端器件。一般在玻璃基板上制作半導(dǎo)體層，在是三端器件。一般在玻璃基板上制作半導(dǎo)體層，在其兩端有與之相連接的源極和漏極。并通過柵極絕緣膜，與其兩端有與之相連接的源極和漏極。并通過柵極絕緣膜，與半導(dǎo)體相對置，設(shè)有柵極。利用施加于柵極的電壓來控制源、半導(dǎo)體相對置，設(shè)有柵極。利用施加于柵極的電壓來控制源、漏電極間的電流。漏電極間的電流。 21G1G2G3GmGm-1S1S2S3Sn-1 SnSource 線儲存電容Gate 線液晶電容TFTArray面板面板說說明明comITOCLC22G1G2G3GmGm-2Gm-1S

13、1S2S3Sn-2 Sn-1 SnArray Array 面板示意圖面板示意圖23TFT顯示像素單元由由TFT晶體管、存儲電容、透明像素電極、掃描電極與晶體管、存儲電容、透明像素電極、掃描電極與信號電極構(gòu)成一個完整的像素單元。信號電極構(gòu)成一個完整的像素單元。完全相同的像素單元重復(fù)排列構(gòu)成有源矩陣液晶顯示。完全相同的像素單元重復(fù)排列構(gòu)成有源矩陣液晶顯示。24（1 1）19341934年第一個年第一個TFTTFT的發(fā)明專利問世的發(fā)明專利問世-設(shè)想設(shè)想. .（2 2）TFTTFT的真正開始的真正開始-1962-1962年，由年，由WeimerWeimer第一次實(shí)現(xiàn)第一次實(shí)現(xiàn). . 特點(diǎn)：器件采用頂柵

14、結(jié)構(gòu)，半導(dǎo)體活性層為特點(diǎn)：器件采用頂柵結(jié)構(gòu)，半導(dǎo)體活性層為CdSCdS薄膜薄膜. .柵柵介質(zhì)層為介質(zhì)層為SiO,SiO,除柵介質(zhì)層外都采用蒸鍍技術(shù)除柵介質(zhì)層外都采用蒸鍍技術(shù). . 器件參數(shù)：跨導(dǎo)器件參數(shù)：跨導(dǎo)g gm m=25 mA/V,=25 mA/V,載流子遷移率載流子遷移率150 cm150 cm2 2/vs,/vs,最大振蕩頻率為最大振蕩頻率為20 MHz.20 MHz.CdSe-CdSe-遷移率達(dá)遷移率達(dá)200 cm200 cm2 2/vs/vsTFTTFT與與MOSFETMOSFET的發(fā)明同步，然而的發(fā)明同步，然而TFTTFT發(fā)展速度及應(yīng)用遠(yuǎn)不及發(fā)展速度及應(yīng)用遠(yuǎn)不及MOSFET?!

15、MOSFET?!4.2 4.2 薄膜晶體管薄膜晶體管 TFTTFT4.2.1 TFT發(fā)展歷程發(fā)展歷程25（3 3）19621962年，第一個年，第一個MOSFETMOSFET實(shí)實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn). .（4 4）19731973年，實(shí)現(xiàn)第一個年，實(shí)現(xiàn)第一個CdSeCdSeTFT-LCD(6TFT-LCD(6* *6)6)顯示屏顯示屏.-TFT.-TFT的的遷移率遷移率20 cm20 cm2 2/vs,I/vs,Ioffoff=100 nA.=100 nA.之之后幾年下降到后幾年下降到1 nA.1 nA.（5 5）19751975年，實(shí)現(xiàn)了基于非晶硅年，實(shí)現(xiàn)了基于非晶硅-TFT.-TFT.隨后實(shí)現(xiàn)

16、驅(qū)動隨后實(shí)現(xiàn)驅(qū)動LCDLCD顯示顯示. .-遷移率遷移率1 cm1 cm2 2/vs,/vs,但空氣（但空氣（H H2 2O,OO,O2 2) )中相對穩(wěn)定中相對穩(wěn)定. .（6 6）8080年代年代, ,基于基于CdSe,CdSe,非晶硅非晶硅 TFTTFT研究繼續(xù)推進(jìn)研究繼續(xù)推進(jìn). .另外，實(shí)現(xiàn)另外，實(shí)現(xiàn)了基于多晶硅了基于多晶硅TFTTFT，并通過工藝改進(jìn)電子遷移率從，并通過工藝改進(jìn)電子遷移率從5050提升至提升至400.400.-當(dāng)時當(dāng)時p-SiTFTp-SiTFT制備需要高溫沉積或高溫退火制備需要高溫沉積或高溫退火. .-a-Si TFT-a-Si TFT因低溫、低成本，成為因低溫、低成

17、本，成為LCDLCD有源驅(qū)動的主流有源驅(qū)動的主流. .26（7 7）9090年代后，繼續(xù)改進(jìn)年代后，繼續(xù)改進(jìn)a-Si,p-Si TFTa-Si,p-Si TFT的性能，特別關(guān)注低溫的性能，特別關(guān)注低溫多晶硅多晶硅TFTTFT制備技術(shù)制備技術(shù).-.-非晶硅固相晶化技術(shù)非晶硅固相晶化技術(shù). .有機(jī)有機(jī)TFTTFT、氧化物、氧化物TFTTFT亦成為研究熱點(diǎn)亦成為研究熱點(diǎn).-.-有機(jī)有機(jī)TFTTFT具有柔性可彎曲、大面積等優(yōu)勢具有柔性可彎曲、大面積等優(yōu)勢. .TFTTFT發(fā)展過程中遭遇發(fā)展過程中遭遇的關(guān)鍵技術(shù)問題？的關(guān)鍵技術(shù)問題？低載流子低載流子遷移率遷移率穩(wěn)定性和穩(wěn)定性和可靠性可靠性低溫高性能半低溫

18、高性能半導(dǎo)體薄膜技術(shù)導(dǎo)體薄膜技術(shù)低成本、大面低成本、大面積沉膜積沉膜挑戰(zhàn)挑戰(zhàn)：在玻璃或塑料基底上生長出單晶半導(dǎo)體薄膜在玻璃或塑料基底上生長出單晶半導(dǎo)體薄膜！27TFT的種類的種類按采用按采用半導(dǎo)體材料半導(dǎo)體材料不同分為：不同分為：無機(jī)無機(jī)TFTTFT有機(jī)有機(jī)TFTTFT化合物化合物:CdS-TFT,CdSe-TFT:CdS-TFT,CdSe-TFT氧化物氧化物:ZnO-TFT:ZnO-TFT硅基硅基: :非晶非晶Si-TFT,Si-TFT,多晶硅多晶硅-TFT-TFT基于小分子基于小分子TFTTFT基于高分子聚合物基于高分子聚合物TFTTFT無無/ /有機(jī)復(fù)合型有機(jī)復(fù)合型TFTTFT：采用無機(jī)

19、納米顆粒與聚合物共混：采用無機(jī)納米顆粒與聚合物共混制備半導(dǎo)體活性層制備半導(dǎo)體活性層28TFT的主要應(yīng)用的主要應(yīng)用1. LCD、OLED顯示有源驅(qū)動的關(guān)鍵器件顯示有源驅(qū)動的關(guān)鍵器件右圖為簡單的兩管組成的模擬右圖為簡單的兩管組成的模擬驅(qū)動方式，通過調(diào)制驅(qū)動管驅(qū)動方式，通過調(diào)制驅(qū)動管T2的柵極電流來控制流過的柵極電流來控制流過OLED的電流，從而達(dá)到調(diào)節(jié)的電流，從而達(dá)到調(diào)節(jié)發(fā)光亮度的目的。發(fā)光亮度的目的。T1管為尋管為尋址管。寫信號時，掃描線處于址管。寫信號時，掃描線處于低電位，低電位，T1導(dǎo)通態(tài)，數(shù)據(jù)信導(dǎo)通態(tài)，數(shù)據(jù)信號存到電容號存到電容C1上；顯示時，上；顯示時，掃描線處于高電位，掃描線處于高電位

20、，T2受存受存儲電容儲電容C1上的電壓控制，使上的電壓控制，使OLED發(fā)光發(fā)光.OTFT-OLED單元單元29TFT 陣列面板的微觀形貌30柔性基底上制備的柔性基底上制備的超高頻超高頻RFCPU芯片芯片主要性能指標(biāo)：主要性能指標(biāo)：工藝指標(biāo)：工藝指標(biāo)：2. 基于基于TFT的數(shù)字邏輯集成電路的數(shù)字邏輯集成電路RF頻率：頻率：915 MHz編碼調(diào)制方式：脈寬調(diào)制編碼調(diào)制方式：脈寬調(diào)制數(shù)據(jù)速率：數(shù)據(jù)速率：70.18 kbits/sCPU時鐘：時鐘：1.12 MHzROM: 4 kB, RAM: 512 B0.8 m多晶硅多晶硅TFT工藝工藝晶體管數(shù)目：晶體管數(shù)目：144k芯片面積：芯片面積：10.5*

21、8.9 mm231基于有機(jī)基于有機(jī)TFT的全打印的全打印7階環(huán)形振蕩器電路階環(huán)形振蕩器電路323. 敏感元件，如：敏感元件，如： 氣敏、光敏、氣敏、光敏、PH值測定值測定N2O氣體環(huán)境氣體環(huán)境N2O Gas Sensors原理圖原理圖溶液溶液PH值測定原理圖值測定原理圖Phototransistor結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)圖33TFT的常用器件結(jié)構(gòu)的常用器件結(jié)構(gòu)雙柵雙柵薄膜晶體管薄膜晶體管結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)薄膜晶體管的器件結(jié)構(gòu)薄膜晶體管的器件結(jié)構(gòu)錯列 反向錯列 共面依據(jù)漏極依據(jù)漏極/源極源極與柵極處在同與柵極處在同一平面還是在一平面還是在相對的兩側(cè)相對的兩側(cè)344.2.2 TFT Array 工作原理TFT Arra

22、y 用來控制每個液晶單元是否偏扭轉(zhuǎn)用來控制每個液晶單元是否偏扭轉(zhuǎn)(導(dǎo)通與否導(dǎo)通與否)及及偏轉(zhuǎn)的角度大小偏轉(zhuǎn)的角度大小(導(dǎo)通電壓決定導(dǎo)通電壓決定). 對于顯示屏來說，每個像素從結(jié)構(gòu)上可以簡化看作為像素電對于顯示屏來說，每個像素從結(jié)構(gòu)上可以簡化看作為像素電極和共同電極之間夾一層液晶。導(dǎo)通時液晶分子排列狀態(tài)發(fā)極和共同電極之間夾一層液晶。導(dǎo)通時液晶分子排列狀態(tài)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這樣通過遮光和透光來達(dá)到顯示的目的。生偏轉(zhuǎn)，這樣通過遮光和透光來達(dá)到顯示的目的。同時同時TFT具有電容效應(yīng)，能夠保持電位狀態(tài)，先前透光的液具有電容效應(yīng)，能夠保持電位狀態(tài)，先前透光的液晶分子會一直保持這種狀態(tài)，直到電極下一次再加電改變其晶

23、分子會一直保持這種狀態(tài)，直到電極下一次再加電改變其排列方式。排列方式。要對要對j行行i列的像素列的像素P（i,j）充電，就要把開關(guān)）充電，就要把開關(guān)T（i,j）導(dǎo)通，）導(dǎo)通，對信號線對信號線D（i）施加目標(biāo)電壓。當(dāng)像素電極被充分充電后，）施加目標(biāo)電壓。當(dāng)像素電極被充分充電后，即使開關(guān)斷開，電容中的電荷也得到保存，電極間的液晶層即使開關(guān)斷開，電容中的電荷也得到保存，電極間的液晶層分子繼續(xù)有電壓施加場作用。分子繼續(xù)有電壓施加場作用。數(shù)據(jù)（列）驅(qū)動器的作用是對信號線施加目標(biāo)電壓，而柵極數(shù)據(jù)（列）驅(qū)動器的作用是對信號線施加目標(biāo)電壓，而柵極（行）驅(qū)動器的作用是起開關(guān)的導(dǎo)通和斷開。（行）驅(qū)動器的作用是起開

24、關(guān)的導(dǎo)通和斷開。 35TFT的工作原理：輸入信號通過TFT元件對液晶電容進(jìn)行充放電加保持電容，使液晶電容上的信息保持到下次新畫面保持電容TFT元件加入電壓液晶0.5pF0.1pF36 Switch On Switch On時信號寫入液晶電時信號寫入液晶電容，此時，容，此時，TFTTFT組件成低阻抗組件成低阻抗(R(RONON) )，當(dāng)，當(dāng)OFFOFF時時TFTTFT組件成高阻組件成高阻抗抗(R(ROFFOFF) )，可防止信號線數(shù)據(jù)的，可防止信號線數(shù)據(jù)的泄漏。泄漏。一般一般R RONON與與R ROFFOFF電阻比至少電阻比至少約為約為10105 5以上。以上。 不論不論TFTTFT板的設(shè)計如

25、何的變化板的設(shè)計如何的變化, , 其結(jié)構(gòu)一定需具備其結(jié)構(gòu)一定需具備TFT deviceTFT device和控制液晶區(qū)域和控制液晶區(qū)域. . TFT device是一個開關(guān)器，其功能就是控制電子是一個開關(guān)器，其功能就是控制電子跑到跑到ITO區(qū)域的數(shù)量，當(dāng)區(qū)域的數(shù)量，當(dāng)ITO區(qū)域流進(jìn)去的電子數(shù)量區(qū)域流進(jìn)去的電子數(shù)量達(dá)到我們想要的數(shù)值后，再將達(dá)到我們想要的數(shù)值后，再將TFT device關(guān)掉，此時關(guān)掉，此時就將電子整個關(guān)就將電子整個關(guān)(Keep)在在ITO區(qū)域。區(qū)域。掃描線信號線RONROFF液晶保持電容GDS37TFT-LCD電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu)上玻璃板是一共用電極；下玻璃基板上要放置掃描線和上玻璃

26、板是一共用電極；下玻璃基板上要放置掃描線和尋址線（行、列線），在交點(diǎn)上再制作上尋址線（行、列線），在交點(diǎn)上再制作上TFT有源器件有源器件和像素電極。和像素電極。顯示矩陣和驅(qū)動電路封裝在一起形成一個液晶顯示模塊顯示矩陣和驅(qū)動電路封裝在一起形成一個液晶顯示模塊LCM?？刂瓶刂芓FT柵極柵極的稱為的稱為掃描線掃描線，與該行上所有，與該行上所有TFT的柵極的柵極相連；相連；控制控制TFT源端源端的稱為的稱為信號線信號線，與該行上所有，與該行上所有TFT的源極的源極相連；相連；TFT的的漏端漏端與液晶與液晶像素單元像素單元的一端相連，液晶像素單元的一端相連，液晶像素單元的另一端接在一起形成公共電極。的另

27、一端接在一起形成公共電極。液晶像素可等效成一個電容。通常在液晶像素可等效成一個電容。通常在TFT的漏端接一的漏端接一存存儲電容儲電容，提高單元的存儲能力。，提高單元的存儲能力。38TFT單元的等效電路data line:數(shù)據(jù)線，進(jìn)行資料的傳輸。 scan line :掃描線，控制TFT的開關(guān)。 控制TFT上的電晶體是on/off。 On時，資料可以傳 輸；off時，資料不能傳輸。掃描線信號線液晶存儲電容GDS3940TFT ArrayTFT的作用：作為一個開關(guān)柵極控制開關(guān)的通斷源極控制對液晶電容充電電壓的大小DSGGDSDSG41 場效應(yīng)晶體管是一種電壓控制器件，場效應(yīng)晶體管是一種電壓控制器件

28、，用輸入電壓控制用輸入電壓控制輸出電流輸出電流的半導(dǎo)體器件，僅由一種載流子參與導(dǎo)電。從參的半導(dǎo)體器件，僅由一種載流子參與導(dǎo)電。從參與導(dǎo)電的載流子來劃分，它有電子作為載流子的與導(dǎo)電的載流子來劃分，它有電子作為載流子的N N溝道器件溝道器件和空穴作為載流子的和空穴作為載流子的P P溝道器件。溝道器件。 MOSFET MOSFET基本上是一種左右對稱的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，它是在基本上是一種左右對稱的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，它是在P P型型半導(dǎo)體上生成一層半導(dǎo)體上生成一層SiO2 SiO2 薄膜絕緣層，然后用光刻工藝擴(kuò)散薄膜絕緣層，然后用光刻工藝擴(kuò)散兩個高摻雜的兩個高摻雜的N N型區(qū)，從型區(qū)，從N N型區(qū)引出電極，分別是漏極

29、型區(qū)引出電極，分別是漏極D D和源和源極極S S。在源極和漏極之間的絕緣層上鍍一層金屬作為柵極。在源極和漏極之間的絕緣層上鍍一層金屬作為柵極G G。P P型半導(dǎo)體稱為襯底，用符號型半導(dǎo)體稱為襯底，用符號B B表示。表示。MOSMOS晶體管工作原理晶體管工作原理42工作原理：與工作原理：與MOSFETMOSFET相似相似,TFT,TFT也是通過也是通過柵電壓來調(diào)節(jié)溝柵電壓來調(diào)節(jié)溝道電阻，從而實(shí)現(xiàn)對漏極電流的有效控制道電阻，從而實(shí)現(xiàn)對漏極電流的有效控制. .與與MOSFETMOSFET不同的是：不同的是：MOSFETMOSFET通常工作強(qiáng)反型狀態(tài)通常工作強(qiáng)反型狀態(tài), ,而而TFTTFT根據(jù)半導(dǎo)體活

30、性層種類不同根據(jù)半導(dǎo)體活性層種類不同, ,工作狀態(tài)有兩種模式：工作狀態(tài)有兩種模式：對于對于a-Si TFTa-Si TFT、OTFTOTFT、氧化物、氧化物TFTTFT通常工作于積累狀態(tài)通常工作于積累狀態(tài). . 對于對于p-Si TFTp-Si TFT工作于強(qiáng)反型狀態(tài)工作于強(qiáng)反型狀態(tài). .工作于積累狀態(tài)下原理示意圖工作于積累狀態(tài)下原理示意圖TFT的工作原理的工作原理43TFTTFT的特性的特性44TFTTFT元件的元件的運(yùn)作運(yùn)作原理原理(1)V(1)VgsgsVVthth：信號讀取信號讀取DSGGDSCLCcomG GD DS SV VGSGS V VththV VSDSDDSGTFT元件在元

31、件在柵極柵極 (G)給予給予適當(dāng)電壓適當(dāng)電壓(VGS閾值電壓閾值電壓Vth ),使通道使通道(a-Si)感感應(yīng)應(yīng)出出電電子而使得子而使得源極源極 (S)漏極漏極(D)導(dǎo)導(dǎo)通。通。45S極極D極極電流電流GATE 極極正電壓正電壓玻璃基板Gate極D極即漏極S極即源極46(2)V(2)VgsgsVVth則則ON, 當(dāng)當(dāng)VGSVth則則OFF。474.2.3 TFT-LCD4.2.3 TFT-LCD的顯示過程的顯示過程TFT的柵極的柵極G接掃描電壓，源極接掃描電壓，源極S接信號電壓，漏極接信號電壓，漏極D接接ITO像素電極，與液晶像素串聯(lián)。像素電極，與液晶像素串聯(lián)。逐行在逐行在TFT的柵極上加正偏

32、壓，使該行的的柵極上加正偏壓，使該行的TFT同時導(dǎo)通；同同時導(dǎo)通；同時把對應(yīng)行上所要顯示的圖像信號送到各個信號極上，實(shí)現(xiàn)時把對應(yīng)行上所要顯示的圖像信號送到各個信號極上，實(shí)現(xiàn)液晶顯示。信號電壓被存儲在像素電容和存儲電容上。液晶顯示。信號電壓被存儲在像素電容和存儲電容上。行掃描信號結(jié)束后，行掃描信號結(jié)束后， TFT隨即關(guān)斷，被存儲的信號電壓將保隨即關(guān)斷，被存儲的信號電壓將保持并持續(xù)驅(qū)動像素液晶，直到下幀掃描信號的到來。持并持續(xù)驅(qū)動像素液晶，直到下幀掃描信號的到來。其它未選中行的其它未選中行的TFT始終處于關(guān)斷狀態(tài)。始終處于關(guān)斷狀態(tài)?？梢?，掃描信號只加在可見，掃描信號只加在TFT的柵上，通過控制的柵

33、上，通過控制TFT的導(dǎo)通，的導(dǎo)通，起到尋址顯示像素單元的作用；而驅(qū)動液晶顯示的圖像信號起到尋址顯示像素單元的作用；而驅(qū)動液晶顯示的圖像信號是通過導(dǎo)通的是通過導(dǎo)通的TFT對像素電容和存儲電容充電后，存儲在這對像素電容和存儲電容充電后，存儲在這兩個電容上的，在像素電極和公共電極之間形成的電位差的兩個電容上的，在像素電極和公共電極之間形成的電位差的大小決定驅(qū)動液晶顯示的電壓的大小。大小決定驅(qū)動液晶顯示的電壓的大小。48先開啟第一行，其余關(guān)閉。玻璃電極Data LineScan LineONOFFOFFOFFTFT LCD的顯示方式49接著接著關(guān)閉關(guān)閉第一第一行行，電壓電壓已經(jīng)固定，所以已經(jīng)固定，所以

34、顯示顯示顏色也已固定。顏色也已固定。開啟開啟第二第二行行，其，其余余仍保持仍保持關(guān)閉關(guān)閉。依此。依此類類推，可完成整推，可完成整個畫面?zhèn)€畫面顯示顯示。當(dāng)柵線從第一行像素到依次選通到最后一行，即整個畫面選當(dāng)柵線從第一行像素到依次選通到最后一行，即整個畫面選通完成后構(gòu)成一個畫面，為通完成后構(gòu)成一個畫面，為1幀。幀。ONOFFOFFOFF50 當(dāng)?shù)谝恍袞啪€加上掃描信號時，第一行上的所有當(dāng)?shù)谝恍袞啪€加上掃描信號時，第一行上的所有TFTTFT成為導(dǎo)電成為導(dǎo)電狀態(tài)（有源層的電子由價帶躍遷到導(dǎo)帶，形成可以自由移動狀態(tài)（有源層的電子由價帶躍遷到導(dǎo)帶，形成可以自由移動的電子），使得數(shù)據(jù)線加上數(shù)據(jù)信號（自由移動的

35、電子可以的電子），使得數(shù)據(jù)線加上數(shù)據(jù)信號（自由移動的電子可以沿著電場方向移動形成電流），通過沿著電場方向移動形成電流），通過TFTTFT加到像素電容和存儲加到像素電容和存儲電容上，并由各自的數(shù)據(jù)信號電壓充電。電容上，并由各自的數(shù)據(jù)信號電壓充電。 掃描下一個柵線時，第一行柵線所選擇的所有的像素，從數(shù)掃描下一個柵線時，第一行柵線所選擇的所有的像素，從數(shù)據(jù)線上斷電。由像素電容和存儲電容來保持，保持的電荷可據(jù)線上斷電。由像素電容和存儲電容來保持，保持的電荷可以儲存到最后一行掃描結(jié)束。反復(fù)進(jìn)行同樣的動作，完成以儲存到最后一行掃描結(jié)束。反復(fù)進(jìn)行同樣的動作，完成1 1幀幀的驅(qū)動。的驅(qū)動。1. 行電極逐行選通

36、行電極逐行選通2. 列電極同時施加時序信號列電極同時施加時序信號3. 信號電壓對液晶像素電容和存儲電容充電信號電壓對液晶像素電容和存儲電容充電4. 存儲電容放電維持畫面顯示存儲電容放電維持畫面顯示5. 完成一幀后，重復(fù)上述過程完成一幀后，重復(fù)上述過程51Frame TimeGateG1G2G3GN1H從Gate1Gate N，依次打開高電平。每個高電平出現(xiàn)時，則對應(yīng)該行的點(diǎn)在該時間通電顯示。從Gate1GateN為一個時間周期幀頻。以以1024 x 768 分辨率屏幕為例分辨率屏幕為例,gate走線走線768條條, source走線走線1024條條,設(shè)更新頻率為設(shè)更新頻率為60Hz,則則: 每

37、一個畫面的顯示時間約為每一個畫面的顯示時間約為:Tf=1/60=16.67ms 每一條每一條gate走線的開關(guān)時間約為走線的開關(guān)時間約為: Ton/off=16.67ms/768=21.7s TFT的掃描方式52對對TFT的要求：的要求：高質(zhì)量的顯示要求高質(zhì)量的顯示要求TFT的開態(tài)電流盡可能高，而關(guān)的開態(tài)電流盡可能高，而關(guān)態(tài)電流盡可能低。態(tài)電流盡可能低。較高的開關(guān)比，一般需較高的開關(guān)比，一般需 105。為了與驅(qū)動液晶顯示的外圍電路相匹配，為了與驅(qū)動液晶顯示的外圍電路相匹配， -Si:H TFT的驅(qū)動電壓應(yīng)小于的驅(qū)動電壓應(yīng)小于15V。漏極總線的極性每場變化一次，柵極總線的極性不漏極總線的極性每場

38、變化一次，柵極總線的極性不能改變，但是能改變，但是TFT漏源間加不同極性電壓后其輸出漏源間加不同極性電壓后其輸出特性是不一樣的。解決辦法是交替使用峰值不同的特性是不一樣的。解決辦法是交替使用峰值不同的脈沖，或適當(dāng)加一個偏壓。脈沖，或適當(dāng)加一個偏壓。 TFT的開關(guān)速度必須能滿足圖象顯示的要求，即從的開關(guān)速度必須能滿足圖象顯示的要求，即從斷態(tài)到通態(tài)的電流上升要陡。斷態(tài)到通態(tài)的電流上升要陡。 TFT應(yīng)有合適的導(dǎo)電溝道寬長比應(yīng)有合適的導(dǎo)電溝道寬長比W/L。53531. 臨界臨界電壓：電壓：Vth2. 電子電子遷遷移率：移率：un3. Ion/Ioff4. 開口率開口率(Aperture Ratio)

39、(1)TFT；(2)Gate&Source 線；線；(3)Cst； (4)上下基板對位上下基板對位誤誤差；差；(5)Disclination of LC5. DC Voltage Offset6. 信號傳輸時的時間延遲及失真信號傳輸時的時間延遲及失真(Distortion)TFT-LCDTFT-LCD關(guān)關(guān)于于ArrayArray重要重要參數(shù)參數(shù)54開口率55單元像素的大小APERTURE RATIO = APERTURE / PIXEL AREA * 100%564.2.4 TFT的種類的種類(1) -Si TFT一般由一般由柵電極柵電極、柵絕緣層?xùn)沤^緣層（SiNx或或SiOx）、）、有源層有

40、源層（a-Si：H層）、層）、歐姆接觸層歐姆接觸層（n+ a-Si ：H）以及）以及源漏電極源漏電極等幾個主要部分組成。等幾個主要部分組成。工藝簡單，工藝簡單， 玻璃基板成本低，玻璃基板成本低， 導(dǎo)通比大，導(dǎo)通比大， 可靠性高，可靠性高， 容易大面積化。容易大面積化。 簡化的底柵型a-Si TFT的結(jié)構(gòu)57溝道保護(hù)膜漏極象素電極單元 a-Si TFT 的斷面保護(hù)膜源極N+a-Sia-Si柵極絕緣膜 玻璃基板58 -Si FET-Si FET的工作原理：的工作原理：有源層是有源層是a-Sia-Si :H:H，即氫化，即氫化a-Sia-Si，屬弱，屬弱n n型非晶半導(dǎo)型非晶半導(dǎo)體材料。通過體材料。

41、通過Si-HSi-H鍵有效減少了鍵有效減少了a-Sia-Si中的懸掛鍵。中的懸掛鍵。 當(dāng)柵極加正電壓，表面形成電子的累積，源漏加當(dāng)柵極加正電壓，表面形成電子的累積，源漏加電壓后，形成導(dǎo)電溝道。電壓后，形成導(dǎo)電溝道。在源極和漏極之間加一恒定電壓，響應(yīng)的電流為源在源極和漏極之間加一恒定電壓，響應(yīng)的電流為源漏電流。漏電流。 加在柵極上的可變直流電壓，柵壓的作用就是在加在柵極上的可變直流電壓，柵壓的作用就是在半導(dǎo)體表面引入一個垂直電場，使能帶在此按多數(shù)半導(dǎo)體表面引入一個垂直電場，使能帶在此按多數(shù)載流子密度升高的方式彎曲，形成導(dǎo)電溝道。載流子密度升高的方式彎曲，形成導(dǎo)電溝道。 溝道的產(chǎn)生和消失，以及溝道

42、中載流子密度的高溝道的產(chǎn)生和消失，以及溝道中載流子密度的高低都由柵壓來控制。低都由柵壓來控制。5959a-Si TFT的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)倒柵型（底柵型）倒柵型（底柵型）分為：背溝道刻蝕型和背溝道阻擋型。背溝道刻蝕型的半導(dǎo)體層a-Si層的厚度是200300nm；刻蝕n+a-Si層時a-Si層也被刻蝕，由于刻蝕的選擇比小，所以a-Si層相應(yīng)要厚，工藝難度大，生產(chǎn)率不高。背溝道阻擋型的半導(dǎo)層a-Si層的厚度是3050nm；刻蝕n+a-Si層時SiN也被刻蝕，由于刻蝕選擇比大a-Si層可以做得薄，工藝簡單；a-Si層薄，P-CVD的生產(chǎn)性好。正柵型（頂柵型）：正柵型（頂柵型）：通過改進(jìn)光刻有大幅度改善的可能

43、性，即可能降低成本彩晶的10.4寸和16.1寸采用的是背溝道阻擋型結(jié)構(gòu)；6.5采用的是背溝道刻蝕型結(jié)構(gòu)60a-Si TFT的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)61a-Si TFT的結(jié)構(gòu)PEP: photo etching process62a-Si TFT的結(jié)構(gòu)63 -Si FET-Si FET的優(yōu)點(diǎn)：的優(yōu)點(diǎn)：因?yàn)椴粨诫s或輕摻雜的因?yàn)椴粨诫s或輕摻雜的 -Si -Si 具有很高的電阻率，具有很高的電阻率，故器件不需故器件不需p-np-n結(jié)構(gòu)的特別隔離工藝，可以采用簡結(jié)構(gòu)的特別隔離工藝，可以采用簡單的結(jié)構(gòu)；單的結(jié)構(gòu)； -Si FET-Si FET具有高的開態(tài)與關(guān)態(tài)電流比；具有高的開態(tài)與關(guān)態(tài)電流比； 器件的所有制作過程可以

44、用傳統(tǒng)的光刻工藝，所器件的所有制作過程可以用傳統(tǒng)的光刻工藝，所以可能實(shí)現(xiàn)高集成度；以可能實(shí)現(xiàn)高集成度； 器件在低于器件在低于350350 C C的低溫過程中制造，因此可以的低溫過程中制造，因此可以采用大面積、廉價的平板玻璃作襯底。采用大面積、廉價的平板玻璃作襯底。缺點(diǎn)缺點(diǎn)： 電子遷移率低電子遷移率低（ -Si-Si缺陷多，俘獲低能量載流子多）缺陷多，俘獲低能量載流子多） 6464（2 2）多晶硅薄膜晶體管有源矩陣）多晶硅薄膜晶體管有源矩陣高溫多晶硅（高溫多晶硅（HTPSHTPS）HTPSHTPS要求特殊的基片材料，以防止在約要求特殊的基片材料，以防止在約10001000 C C處理處理溫度下熔

45、化，通常采用昂貴的石英晶體。溫度下熔化，通常采用昂貴的石英晶體。HTPSHTPS制作方法：激光退火法、熔區(qū)再結(jié)晶法。制作方法：激光退火法、熔區(qū)再結(jié)晶法。低溫多晶硅（低溫多晶硅（LTPSLTPS）首先在玻璃基片上形成一層首先在玻璃基片上形成一層 -Si-Si，然后采用激光熱，然后采用激光熱處理工藝將處理工藝將 -Si-Si層轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗑Ч鑼愚D(zhuǎn)變?yōu)槎嗑Ч鑀-SiP-Si層，生成較大層，生成較大和較不均勻的晶粒結(jié)構(gòu)。和較不均勻的晶粒結(jié)構(gòu)。激光熱處理在生產(chǎn)環(huán)境中很難控制，必須精確控制激光熱處理在生產(chǎn)環(huán)境中很難控制，必須精確控制激光功率、波形和發(fā)射的連續(xù)時間。激光功率、波形和發(fā)射的連續(xù)時間。6565低溫多

46、晶硅（低溫多晶硅（LTPSLTPS）低溫多晶硅低溫多晶硅TFTTFT早期制程以半導(dǎo)體設(shè)備方式進(jìn)行，采用早期制程以半導(dǎo)體設(shè)備方式進(jìn)行，采用SPC(Solid Phase Crystallization)SPC(Solid Phase Crystallization)制程，但高達(dá)制程，但高達(dá)10001000度度C C的高溫制程下，必需采用熔點(diǎn)較高的石英基板，由于石英的高溫制程下，必需采用熔點(diǎn)較高的石英基板，由于石英基板成本比玻璃基板貴基板成本比玻璃基板貴1010倍以上，且在基板尺寸的限制下，倍以上，且在基板尺寸的限制下，面板大約僅有面板大約僅有2 2至至3 3吋，只能發(fā)展小型面板；吋，只能發(fā)展小型

47、面板；之后由于激光的發(fā)展，以激光結(jié)晶化之后由于激光的發(fā)展，以激光結(jié)晶化(Laser (Laser Crystallization)Crystallization)或稱激光退火或稱激光退火(Laser Annealing(Laser Annealing，簡稱，簡稱LA)LA)的制程方式來降低溫度，運(yùn)用此方式可將溫度降到的制程方式來降低溫度，運(yùn)用此方式可將溫度降到500500度的低溫，所以一般度的低溫，所以一般TFT-LCDTFT-LCD所用的玻璃基板能被采用，因所用的玻璃基板能被采用，因此大型化面板尺寸才得以實(shí)現(xiàn)。此大型化面板尺寸才得以實(shí)現(xiàn)。66低溫多晶硅自低溫多晶硅自19911991年就開始有

48、研究樣品，直到年就開始有研究樣品，直到19961996年低溫多年低溫多晶硅晶硅TFT-LCDTFT-LCD才真正進(jìn)入量產(chǎn)。才真正進(jìn)入量產(chǎn)。SharpSharp、SONYSONY的生產(chǎn)線為的生產(chǎn)線為320mmx400mm320mmx400mm基板?；?。大型、高精細(xì)低溫多晶硅大型、高精細(xì)低溫多晶硅TFTTFT問世，是由問世，是由Seiko EpsonSeiko Epson在在19951995年所試作的年所試作的10.410.4吋面板，而最初的吋面板，而最初的System On GlassSystem On Glass技術(shù)是由技術(shù)是由東芝于東芝于19971997年為量產(chǎn)所試作的年為量產(chǎn)所試作的12

49、.112.1吋面板。吋面板。所謂的低溫，是所謂的低溫，是指制程溫度在指制程溫度在600600以下以下，利用利用準(zhǔn)分子激光作準(zhǔn)分子激光作為熱為熱源源，產(chǎn)生能量均勻分布的激光束，投射于非晶硅結(jié)構(gòu)的，產(chǎn)生能量均勻分布的激光束，投射于非晶硅結(jié)構(gòu)的玻璃基板上。玻璃基板上。當(dāng)非晶硅薄膜吸收能量當(dāng)非晶硅薄膜吸收能量後後，原子重新排列，形成多晶硅結(jié)構(gòu)，原子重新排列，形成多晶硅結(jié)構(gòu)，減少缺陷，進(jìn)而得到高電子遷移率（減少缺陷，進(jìn)而得到高電子遷移率（200cm200cm2 2/VS/VS) )，因此可使，因此可使TFTTFT組件制作更小，增加開口率，在相同的分辨率及顯示面積組件制作更小，增加開口率，在相同的分辨率及

50、顯示面積下變輕、變薄、變窄，并且能提高面板透光度，降低消耗功下變輕、變薄、變窄，并且能提高面板透光度，降低消耗功率。率。67* * 由于電子遷移率增加，可以將部分驅(qū)動電路隨同由于電子遷移率增加，可以將部分驅(qū)動電路隨同TFTTFT制程同時制程同時制造于玻璃基板上，大幅降低接線數(shù)目，并藉此大幅提升液晶制造于玻璃基板上，大幅降低接線數(shù)目，并藉此大幅提升液晶顯示面板的特性及可靠度，使得面板制造成本大幅降低。顯示面板的特性及可靠度，使得面板制造成本大幅降低。 * *該項(xiàng)技術(shù)亦可與有機(jī)發(fā)光顯示器相結(jié)合于玻璃或塑料基板上該項(xiàng)技術(shù)亦可與有機(jī)發(fā)光顯示器相結(jié)合于玻璃或塑料基板上制作。制作。 * *PMOSPMOS

51、或或CMOSCMOS制程技術(shù)都可制作出制程技術(shù)都可制作出LTPS TFTLTPS TFT液晶顯示器；然而，液晶顯示器；然而，成本及合格率的考慮之下，愈來愈多的公司與研究單位投入于成本及合格率的考慮之下，愈來愈多的公司與研究單位投入于P P型型LTPSTFTLTPSTFT制程技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用。制程技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用。 * *LGPhilipLGPhilip首先于首先于19981998年率先提出年率先提出P P型型TFTTFT制程技術(shù)制作，包含制程技術(shù)制作，包含面板周邊的驅(qū)動電路及畫素陣列面板周邊的驅(qū)動電路及畫素陣列(Pixel array)(Pixel array)。68LTPSLTPS的優(yōu)點(diǎn)：的優(yōu)點(diǎn)

52、：（1 1）采用普通玻璃做基片，有可能做出）采用普通玻璃做基片，有可能做出2020英寸以上的廉價英寸以上的廉價高質(zhì)量顯示器；高質(zhì)量顯示器；（2 2）LTPSLTPS的電子遷移率很大，可達(dá)的電子遷移率很大，可達(dá)100cm100cm2 2/V/V s s，因此可以在，因此可以在形成有源形成有源FETFET矩陣的同時，直接在玻璃基片上制作行矩陣的同時，直接在玻璃基片上制作行- -列驅(qū)動列驅(qū)動電路，使液晶片與外電路的連接線大大減少；電路，使液晶片與外電路的連接線大大減少；（3 3）驅(qū)動電路是直接裝在玻璃上，不存在驅(qū)動器驅(qū)動電路是直接裝在玻璃上，不存在驅(qū)動器ICIC芯片連芯片連接中斷，所以接中斷，所以L

53、TPS LCDLTPS LCD屏可靠性大大提高；屏可靠性大大提高；（4 4） LTPSLTPS的電磁輻射比的電磁輻射比 -Si-Si顯示器減少顯示器減少5dB5dB，在系統(tǒng)設(shè)計，在系統(tǒng)設(shè)計中控制電磁輻射是較容易的；中控制電磁輻射是較容易的；（5 5）LTPSLTPS顯示器比顯示器比 -Si-Si屏更薄、更輕；屏更薄、更輕；（6 6）LTPSLTPS顯示器中全部驅(qū)動掃描線都只從顯示器一邊引出，顯示器中全部驅(qū)動掃描線都只從顯示器一邊引出，所以顯示器設(shè)計簡單。所以顯示器設(shè)計簡單。6969非晶非晶硅硅LCD與與低溫多晶低溫多晶硅硅LCD技術(shù)技術(shù) 70TFT LCDTFT LCD特性比較特性比較 71T

54、FT器件典型性能參數(shù)及特點(diǎn)比較器件典型性能參數(shù)及特點(diǎn)比較注注:表中數(shù)據(jù)僅為典型值表中數(shù)據(jù)僅為典型值.72p-Si TFT的電特性的電特性TFTTFT電特性測試裝置電特性測試裝置p-Sip-Si高摻雜高摻雜p-Sip-Si73p-Si TFFp-Si TFF器件典型的輸出和轉(zhuǎn)移特性曲線器件典型的輸出和轉(zhuǎn)移特性曲線轉(zhuǎn)移特性反映轉(zhuǎn)移特性反映TFT的開關(guān)的開關(guān)特性特性,VG對對ID的控制能力的控制能力.輸出特性反映輸出特性反映TFT的飽和行為的飽和行為.特性參數(shù)：遷移率、開關(guān)電流比、關(guān)態(tài)電流、閾值電壓、跨導(dǎo)特性參數(shù)：遷移率、開關(guān)電流比、關(guān)態(tài)電流、閾值電壓、跨導(dǎo)74p-Si TFF的改性技術(shù)的改性技術(shù)（

55、1）非晶硅薄膜晶化技術(shù)）非晶硅薄膜晶化技術(shù)-更低的溫度、更大的晶粒更低的溫度、更大的晶粒,進(jìn)一步提高載流子遷移率進(jìn)一步提高載流子遷移率.（3）采用高）采用高k柵介質(zhì)柵介質(zhì)-降低閾值電壓和工作電壓降低閾值電壓和工作電壓.（2）除氫技術(shù)）除氫技術(shù)-改善穩(wěn)定性改善穩(wěn)定性.（4）基于玻璃或塑料基底的低溫工藝技術(shù)）基于玻璃或塑料基底的低溫工藝技術(shù)(350 oC).754.3 TFT-LCD的制造的制造TFT-LCDTFT-LCD的整個制程一般可分為三個階段：的整個制程一般可分為三個階段：TFTTFT陣列陣列基板基板形成階段形成階段, ,TFT-LCDTFT-LCD形成階段及形成階段及LCDLCD模塊模塊

56、形成階段形成階段 TFT arrayTFT array之制作主要包括清洗之制作主要包括清洗, ,成膜成膜, ,而后黃光制而后黃光制板板, ,后再經(jīng)蝕刻制程形成所要的圖樣后再經(jīng)蝕刻制程形成所要的圖樣, ,然后依光罩?jǐn)?shù)然后依光罩?jǐn)?shù)而作而作 循環(huán)制程。循環(huán)制程。在在TFT-LCDTFT-LCD玻璃完成所有制程后玻璃完成所有制程后, ,再配合上另一層具再配合上另一層具有紅有紅, ,綠綠, ,藍(lán)彩色濾光膜的玻璃藍(lán)彩色濾光膜的玻璃, ,先刷配向膜先刷配向膜, , 間隔物間隔物的涂布及上框膠之后再進(jìn)行兩片玻璃上下封組的涂布及上框膠之后再進(jìn)行兩片玻璃上下封組, ,切割切割裂片磨邊導(dǎo)角裂片磨邊導(dǎo)角, ,清洗清洗

57、, ,再進(jìn)行液晶注入及封口再進(jìn)行液晶注入及封口, ,最后再最后再目檢及電測目檢及電測 。LCDLCD模塊形成階段包括芯片玻璃基板的連接模塊形成階段包括芯片玻璃基板的連接, ,可燒式可燒式印刷電路印刷電路, ,壓著壓著, ,封膠封膠, ,機(jī)殼與背光源組裝及檢測機(jī)殼與背光源組裝及檢測. .76 生產(chǎn)流程77 78Array Process（陣列制程）79CF Process （彩膜制程）80Cell Process（成盒制程）81Module Process（模組制程）82制造過程Array ProcessCell ProcessModule Process83 4.3.1 TFT Array 制

58、制程程 清洗清洗 成成膜膜 黃光黃光蝕刻蝕刻 去光阻去光阻84 1. 1.陣列電路設(shè)計工程陣列電路設(shè)計工程 2. 2.光罩制作工程光罩制作工程 3.3.透明玻璃基板加工工程透明玻璃基板加工工程 4.4.洗凈工程洗凈工程 5.5.硅薄膜形成工程硅薄膜形成工程 6.6.微影曝光工程微影曝光工程 7. 7.蝕刻工程蝕刻工程 8.8.柵極形成工程柵極形成工程 9.9.激光退火結(jié)晶化技術(shù)激光退火結(jié)晶化技術(shù)10.10.摻雜工程摻雜工程11.11.金屬電極膜形成工程金屬電極膜形成工程12.12.氫化工程氫化工程13.13.透明電極形成工程透明電極形成工程薄膜晶體管液晶顯示薄膜晶體管液晶顯示器器的標(biāo)準(zhǔn)化制造過

59、程的標(biāo)準(zhǔn)化制造過程: :8586TFT結(jié)構(gòu)及工藝結(jié)構(gòu)及工藝87工藝實(shí)現(xiàn)88陣列工藝概述GlassfilmPRGlassGlassGlassfilm成膜涂膠曝光顯影刻蝕Glass去膠鍍下一層膜3PEP 源漏電極4PEP 鈍化及過孔玻璃1PEP 柵極2PEP 有源島5PEP 像素電極制屏清洗89* *洗凈工程技術(shù)洗凈工程技術(shù)可分為可分為: :陣列工程前、液晶胞陣列工程前、液晶胞（cellcell）工程前、液晶胞工程后工程前、液晶胞工程后90* *洗凈方式可分為洗凈方式可分為: :化學(xué)式化學(xué)式以及以及物理式物理式91薄膜工藝：濺射與薄膜工藝：濺射與CVD92CVD濺射93光刻工藝光刻工藝柵線薄膜玻璃

60、基板光刻膠涂膠曝光顯影柵極紫外光掩膜版94涂膠：就是在基板上涂上一層光刻膠（樹脂、感光劑、添加劑、溶劑）。涂膠的方式是旋轉(zhuǎn)基板，用滴管從中間滴下光刻膠，并同時吹入N2，滴下的光刻膠從中間向四周散布涂敷整個基板的過程。涂膠的方法主要有旋涂、刮涂加旋涂、和刮涂三種 。涂膠涂膠95曝光曝光刻蝕刻蝕顯影顯影去膠去膠96O/SO/S檢查檢查：是柵線形成之后的短路和斷路檢查，以便：是柵線形成之后的短路和斷路檢查，以便第一次光刻后的基板經(jīng)淘汰和添補(bǔ)之后，形成一第一次光刻后的基板經(jīng)淘汰和添補(bǔ)之后，形成一LOTLOT完好無缺的基板。完好無缺的基板。陣列終檢陣列終檢：是整個陣列的最后一道工序，對陣列的：是整個陣列