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  • 2018-10-24 15:42:00
      TFT技术是二十世纪九十年代发展起来的,采用新材料和新工艺的大规模半导体全集成电路制造技术,是液晶(LC)、无机和有机薄膜电致发光(EL和OEL)平板显示器的基础。
     
      TFT是在玻璃或塑料基板等非单晶片上(当然也可以在晶片上)通过溅射、化学沉积工艺形成制造电路必需的各种膜,通过对膜的加工制作大规模半导体集成电路(LSIC)。采用非单晶基板可以大幅度地降低成本,是传统大规模集成电路向大面积、多功能、低成本方向的延伸。在大面积玻璃或塑料基板上制造控制像元(LC或OLED)开关性能的TFT比在硅片上制造大规模IC的技术难度更大。对生产环境的要求(净化度为100级),对原材料纯度的要求(电子特气的纯度为99.999985%),对生产设备和生产技术的要求都超过半导体大规模集成,是现代大生产的顶尖技术。
     
      TFT液晶显示屏主要特点
     
     。1)大面积:九十年代初第一代大面积玻璃基板(300mm×400mm)TFT-LCD生产线投产,到2000年上半年玻璃基板的面积已经扩大到了680mm×880mm),最近950mm×1200mm的玻璃基板也将投入运行。
     
     。2)高集成度:用于液晶投影的1.3英寸TFT芯片的分辨率为XGA含有百万个象素。分辨率为SXGA(1280×1024)的16.1英寸的TFT阵列非晶体硅的膜厚只有50nm,以及TABONGLASS和SYSTEMONGLASS技术,其IC的集成度,对设备和供应技术的要求,技术难度都超过传统的LSI。
     
     。3)功能强大:TFT最早作为矩阵选址电路改善了液晶的光阀特性。对于高分辨率显示器,通过0-6V范围的电压调节(其典型值0.2到4V),实现了对象元的精确控制,从而使LCD实现高质量的高分辨率显示成为可能。
     
     。4)低成本:玻璃基板和塑料基板从根本上解决了大规模半导体集成电路的成本问题,为大规模半导体集成电路的应用开拓了广阔的应用空间。
     
     。5)工艺灵活:除了采用溅射、CVD(化学气相沉积)MCVD(分子化学气相沉积)等传统工艺成膜以外,激光退火技术也开始应用,既可以制作非晶膜、多晶膜,也可以制造单晶膜。不仅可以制作硅膜,也可以制作其他的Ⅱ-Ⅵ族和Ⅲ-Ⅴ族半导体薄膜。
     
     。6)应用领域广泛,以TFT技术为基础的液晶平板显示器是信息社会的支柱产业,也技术可应用到正在迅速成长中的薄膜晶体管有机电致发光(TFT-OLED)平板显示器也在迅速的成长中。
     
      TFT液晶显示屏结构
     
      通常的a-SiTFT主要由玻璃基板、栅电极、栅绝缘层、半导体活性层a-Si,欧姆接触层n+a-Si、源漏电极及保护膜等组成,其中栅绝缘层和保护膜一般采用SiN。
     
      a-SiTFT的结构可分为四种典型结构:源、漏、栅三电极位于半导体活性层a-Si同一侧的平面结构,其中源、漏、栅三电极位于a-Si层上侧的称正栅平面结构,源、漏、栅三电极位于a-Si层下侧的称倒栅平面结构;源、漏、电极与栅电极位于a-Si层两侧的交错结构,其中栅电极在a-Si层上侧,源、漏电极在a-Si层下侧的称正栅交错结构或顶栅结构,栅极在a-Si下侧,源、漏电极在a-Si层上侧的称倒栅交错结构或底栅结构。
     
      从制造工艺上看,交错结构的SiN,a-Si和n+a-Si三层(或其中二层)可以连续淀积,适合流水作业,又可减少交叉污染。现在,交错结构已成为主流,它不仅对a-Si,SiN。n+a-Si可连续作业,而且倒栅还可以作遮光层(不需另设遮光层),这对a-SiTFT是重要的,因为a-Si对光敏感,一旦有光流入引起漏电流增加,将会导致像质恶化。
     
      TFT液晶显示屏技术研究现状
     
      分辨率:TFT-LCD的分辨率在近几年中经由CGA(320*200),VGA(640*480),SVGA(1280*1024)。
     
      XGA(1024*768).SXGA(1280*1024)发展到目前的UXGA(1600*1200)、QXGA(2560*2048)的水平。
     
      对比度:美国P.P.Muhoray等人推出了波导基LCD技术,并利用这种技术实现了174:1的高对比度,而现在的TFT-LCD对比度最高可达到500:1。
     
      视角:由于液晶材料是各向异性的,其分子排列的取向及在电场作用下的重新排列取得均匀影响LCD器件视角的拓宽,这就造成了LCD器件视角上的缺点,现已提出多种宽视角技术,如同平面切换模式、相对称微单元模式、畴垂直模式等,视角可达到170度。
     
      响应速度:当帧频为60%时,帧周期约为16ms,采用TN型LCD的普通TFT-LCD器件的响应时间可低于20ms。最近推出了一种利用弹性连续聚合物稳定化的平面开关方法,可使响应时间缩短到10ms,采用光学补偿带可将响应时间缩短到2~3ms,目前已用本技术研制出响应时间为8ms的彩色LCD电视机。
     
      寿命:由于制造技术的发展,TFT-LCD的寿命可达到3万小时以上。
     
      大屏幕和反射式己出现:已研制成功38in的TFT-LCTV,结束了大屏幕LC的拼接时代,反射式TFT-LCD彩色显示器也开始商品化。
     
      由于TFT制作技术的发展、液晶材料性能的改善、宽视角技术的采用、响应速度的提高和成品率的提高,TFT-LCD显示性能已并不亚于CRT。


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