基于IGZO薄膜晶体管的高可靠性时分驱动GOA电路

本文提出一种新颖的基于IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide)薄膜晶体管的双向扫描集成栅极驱动（Gate Driver on Array,GOA）电路,特别适用于in-cell触控显示.本文提出的GOA电路采用时分驱动方式（Time-Division Driving Method,TDDM）实现高报点率的in-cell触控,并防止触控信号失真.该GOA电路支持扫描-暂停-重启模式,即输出几十个连续的显示寻址扫描脉冲后,栅极驱动输出暂停以执行触控侦测.在触控侦测期间,GOA电路中的Touch控制单元开始工作,使所有栅极输出低电位以消除显示驱动信号对触控的干扰.此外,本文提出的GOA电路采用双低电平维持（Low Level Maintaining,LLM）模块,能有效抑制LLM晶体管的阈值电压漂移.电学模拟结果表明,本文提出的GOA电路无论工作于正向还是反向扫描,均能产生均匀的输出波形,并且停坑级的输出波形与正常级波形一致.采用IGZO晶体管制作了10.4英寸in-cell触控显示面板以验证本文提出的GOA电路,支持90 Hz显示刷新率与180 Hz触控报点率.此外,...     

氧分压对铟镓锌氧薄膜晶体管性能影响

采用标准的液晶显示屏基板制备工艺制备出铟镓锌氧薄膜晶体管(IGZO-TFT),通过调节IGZO薄膜工艺中氧分压,研究不同氧分压对TFT器件电学性能的影响。实验结果表明,所有器件都展现出良好的电学特性,随着氧分压从10%增加到50%,TFT的阈值电压由0.5 V增加到2.2 V,而亚阈值摆幅没有发生变化。在栅极施加30 V偏压3600 s后,随着氧分压的增加,阈值电压向正向的漂移量由1 V增加到9 V。经过分析得出高氧分压的IGZO-TFT器件中载流子浓度低,建立相同导电能力的沟道时所需要栅极电压会更大,阈值电压会增加。而在金属-绝缘层-半导体(MIS)结构中低载流子浓度会导致有源层能带弯曲的部分包含更多与电子陷阱相同的能态,栅介质层(GI)会俘获更多的电子,造成阈值电压漂移量较大的现象。     

一种非晶硅薄膜晶体管栅极驱动电路

非晶硅薄膜晶体管(Amorphous Silicon Thin Film Transistors,a-Si TFT)具有器件性能均匀、成本低、适用于大面积显示的优点,是平板显示技术的主流基板材料。近年来由于集成栅极驱动电路(Gate Drivers Integrated in Array,GIA)在非晶硅薄膜晶体管液晶显示器中的应用,不仅能节省工艺步骤,降低成本,而且边框美观对称,使非晶硅薄膜晶体管液晶显示屏更加受到消费者的欢迎。但是由于非晶硅电子迁移率相对较低,栅极驱动电路仍占用较大空间,尤其是随着显示产品解析度的增加,产品边框变窄,驱动电路的版图空间变小,导致驱动电路的设计越来越困难。文章提出了一种新型栅极驱动电路,有效提高了a-Si TFT GIA的驱动能力,降低了版图面积,增加了a-Si TFT在高分辨、窄边框产品市场的竞争力。     

有机薄膜晶体管阈值电压漂移现象的研究

研究了有机薄膜晶体管(Oganic thin film transistor，OTFT)的阈值电压漂移与栅偏置电压和偏置时间的关系、不同栅绝缘膜对OTFT阈值电压漂移的影响以及不同栅绝缘膜MIS结构的C-V特性。结果发现．栅偏置电压引起了OTFT转移特性曲线的平移而场效应迁移率(μFE)和亚阈值陡度(△S)不变；阈值电压漂移的量与偏置时间的对数呈线性关系。还发现阈值电压漂移量与栅绝缘膜绝缘性能有关，绝缘性能好的绝缘膜(如SiO2)器件阈值电压漂移量小．绝缘性能差的绝缘膜(如TaOx)器件阈值电压漂移量大。认为有机晶体管阈值电压漂移是由沟道载流子以直接隧穿方式进入栅绝缘膜内的陷阱造成的。     

用于柔性显示的有机薄膜晶体管像素驱动电路

文中建立一种基于有机半导体TFT器件的模型,并将其应用于基于有机TFT的AMOLED显示背板驱动电路设计,以实现阈值电压补偿功能。首先制备低压有机TFT器件,并利用PSPICE工具对有机TFT器件进行建模;然后详细分析选取模型参数,建立能够准确反映器件电学特性的模型;最后基于模型指导,设计采用有机TFT的7T1C结构的AMOLED像素驱动电路。此外,分析有机TFT器件具有的温度依赖迁移率特性对屏幕亮度均匀性产生的影响。仿真结果表明：AMOLED像素驱动电路可有效实现对TFT器件阈值电压的补偿;且屏幕亮度不一致率低于5%,远低于传统的2T1C像素驱动电路,可大幅降低屏幕亮度的不均匀性。文中建立的有机TFT模型也可为其他基于有机器件的电路设计提供指导。     

AMOLED像素电路的设计与仿真研究

为了解决驱动管阈值电压漂移带来的OLED亮度不均匀的问题,介绍了一种新的AMOLED四管像素电路,利用HSPICE仿真软件详细分析了电路各参数对其输出特性的影响,同时给出了参数设计的方法.最后从延长OLED的使用寿命出发,对电路进行了改进并根据已设计的参数进行了仿真,结果表明改进后的电路功能不变,且在驱动阶段,驱动电流...     

不同沟道宽长比有机薄膜晶体管性能的研究

以酞菁铜为有源层,二氧化硅为绝缘层,钛/金作为电极,制作了三种不同沟道宽长比的有机薄膜晶体管器件。通过对这三种器件的电学特性进行对比,分析了不同沟道宽长比对器件电学性能的影响。结果表明,沟道宽长比对器件的迁移率影响很小,阈值电压随着宽长比的增大而减小,漏电流随沟道宽长比的增大而增大;当源漏极间电压在一定范围内时,开态电流也随沟道宽长比的增大而增大。     

一种输入级模块复用的In-Zn-O薄膜晶体管行集成驱动电路

提出了一种新型的基于In-Zn-O薄膜晶体管(IZO TFT)的行集成驱动电路。该电路采用了输入级模块复用的驱动方法,即一级输入级驱动多级输出级,因此可以显著地减少输入级模块TFT的数量,缩减电路的面积,满足高分辨率显示屏设计,同时也可以迎合显示屏窄边框的审美需求。电路的输入级模块工作时间是输出级模块的n倍(n是一级输入级模块驱动输出级模块的级数),因此输入级尺寸可以做得更小。另外,该电路的驱动时钟频率是传统结构中一级输入级模块驱动一级输出级模块时钟频率的1/n,有效地降低了电路的动态耦合功耗。我们制作了20级的行集成驱动电路,一级输入级模块驱动两级输出级模块,该电路的尺寸为宽730μm,高为164μm,满足窄边框的要求。从实验测结果表明,该电路很好地满足300PPI的AMLCD或AMOLED显示屏的需求。     

氧化物半导体薄膜晶体管的研究进展

简要说明了非晶硅、多晶硅和有机半导体用作薄膜晶体管沟道层的不足,从电学性质、光学性质和制备温度等几方面介绍了氧化物薄膜晶体管在有源阵列驱动显示技术中的优势,并介绍了氧化物沟道层制备工艺的优化和掺杂方法.最后,展望了氧化物半导体薄膜晶体管应用前景.     

基于有机硅栅绝缘层的制备工艺对OTFT性能的影响

基于聚合物绝缘材料和半导体材料,采用溶液法旋涂工艺制作了有机薄膜晶体管(OTFT),通过尝试不同旋涂速度、表面预处理、退火温度等条件来优化聚合物绝缘材料的制备工艺参数,获得了良好的绝缘性的聚合物绝缘材料和器件特性。结果表明,绝缘层旋涂速度过快、表面用氧等离子体处理时间过长和退火温度过低都会降低有机栅极绝缘层(OGI)的绝缘性和OTFT的器件特性。采用硅氧烷材料作为聚合物栅极绝缘层,其溶液由硅氧烷单体和溶剂加丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)混合而成。OGI的旋涂速度为1 200r/min,退火温度为140℃,在旋涂有机半导体材料之前,需在退火之后的硅氧烷表面进行短暂的氧离子灰化反应。得到的有机薄膜晶体管迁移率约为0.4cm2·V-1·s-1,亚阈值摆幅降至约1.2V/dec,开关比大于104,并且当外加电场为1MV/cm时,漏电流密度低于1.4×10-6 A/cm2(Vds=-40V)。     

一种基于表面势的非晶态InGaZnO薄膜晶体管核心紧凑模型

考虑非晶态铟镓氧化锌薄膜晶体管(Amorphous InGaZnO thin film transistors,a-InGaZnO TFTs)指数分布的带尾态和深能态,基于表面势的显式解,建立了a-InGaZnO TFTs的核心紧凑模型。解析地求解泊松方程,得到表面势的显式解,与数值迭代算法的计算结果进行比较,其绝对误差小于10-5 V,且提高了计算效率;利用高斯定理与薄层电荷模型,推导漏源电流的解析解;最后对漏电流实验数据进行拟合,提出的模型与实验数据符合得较好,能准确预测a-InGaZnO TFTs的漏电流特性。提出的紧凑模型适用于电路仿真应用。     

射频磁控溅射法沉积非晶InGaZnO薄膜及真空退火对其性能的影响

采用RF磁控溅射法在石英玻璃上制备了InGaZnO薄膜,并对薄膜进行了真空退火实验,探讨了沉积过程中氧气流量及真空退火温度对薄膜的光学性质和电学性质的影响及其机理。测试结果表明薄膜的光透过率随氧气流的增加而增大,且当氧气流大于1cm3/min时,薄膜呈现出不导电性,在通入的氧气流为0.5cm3/min时迁移率达11.9cm2/(V·s)。经过真空退火后,氧气流小于1.5cm3/min时薄膜载流子浓度随退火温度的变化而变化;氧气流大于1.5cm3/min时样品由半绝缘性转变为半导电性。生长样品和退火样品均为n型半导体。     

绝缘层等离子处理对有机薄膜晶体管突触性能的影响

在冯·诺依曼架构陷入瓶颈的时代背景下,受生物神经启发而演化的人工突触器件获得了广泛关注,加速了人们迈向人工智能时代的脚步.本文通过在P型有机薄膜晶体管(OTFT)绝缘层SiO2表面进行等离子处理,探究了界面处理引入羟基对OTFT突触性能的影响.具体对绝缘层不同等离子处理时长的OTFT进行了突触行为的模拟和对比,包括兴奋...     

绝缘层材料及结构对薄膜晶体管性能的影响

基于半导体仿真软件Silvaco TCAD对薄膜晶体管(TFT)进行器件仿真,并结合实验验证,重点分析不同绝缘层材料及结构对TFT器件性能的影响。仿真及实验所用薄膜晶体管为底栅电极结构,沟道层采用非晶IGZO材料,绝缘层采用SiN_x和HfO_2多种不同组合的叠层结构。仿真及实验结果表明:含有高k材料的栅绝缘层叠层结构较单一SiN_x绝缘层结构的TFT性能更优;对SiN_x/HfO_2/SiN_x栅绝缘层叠层结构TFT,HfO_2取40nm较为合适;对含有高k材料的3层和5层绝缘层叠层结构TFT,各叠层厚度相同的对称结构TFT性能最优。本文通过仿真获得了TFT性能较优的器件结构参数,对实际制备TFT器件具有指导作用。     

玻璃衬底上MIUC Poly-Si TFT显示驱动电路

以高性能的金属诱导单一方向横向晶化多晶硅薄膜晶体管(MIUC poly-Si TFT)为基础,研制出性能能满足AM-LCD和AM-OLED要求、版图和象素尺寸适配、制备工艺和象素电路兼容的多晶硅TFT行扫描和列驱动电路.该行扫描电路工作电压为3.5-10V;当工作电压为5V、负载电容为22pf时,下降沿约为150ns,上升沿约为205ns,最高工作频率在1MHz以上;列驱动电路工作电压为3.5-8V;当工作电压为5V、负载电容为22pf时,上升沿约为200ns,信号衰减率为15%(64μs扫描周期),最高工作频率达到4MHz.将该MIUC poly-Si TFT多晶硅行扫描、列驱动电路和有源选址电路集成到同一基板上,制备出象素数为80×RGB×60、动态显示效果良好的全集成型LCD屏样品.     

a—SiNx：H薄膜对a—Si：H TFT阈值电压的影响

介绍了测定a－Si：HTFT闽值电压的实验方法。重点研究了改变a－SiNx：H薄膜淀积时反应气体NH3／SiH4流速比以及a－SiNx:H膜厚对a－Si：HTFT阈值电压的影响。对实验结果进行了分析。实验结果表明：a－Si:HTFT的阈值电压随a－SiNx：H的膜厚增加而增大；增大X－SiNx：H薄膜淀积时NH3／SiH4气体流速比，可明显减小a-Si:HTFT的阈值电压。     

基板温度对氧化锌薄膜晶体管性能的影响

以ITO玻璃为衬底,利用射频磁控溅射制备了以氧化硅为绝缘层的氧化锌薄膜晶体管。研究了氧化锌薄膜制备过程中不同的衬底温度（衬底温度分别为室温、100℃ 和200℃）对于器件性能的影响。和室温下制备的氧化锌薄膜晶体管相比,衬底温度200℃条件下制备的器件的场效应迁移率提高了94% （从1.6cm2/Vs 提高至3.11cm2/Vs）,亚阈值摆幅 从2.5V/dec 降低至1.9 V/dec 而且阈值电压漂移也从18V 减小至3V （老化电压为25V的正栅压,老化时间为1小时）。实验结果表明,衬底加热对于氧化锌薄膜晶体管的迁移率、亚阈值摆幅和偏压稳定性有明显的影响。利用原子力显微镜AFM对氧化锌薄膜的特性就行了研究,器件性能提高的原因也在文中进行了阐述。     

制备方法对共混物有机薄膜晶体管性能的影响

文章采用旋涂和滴涂两种方法分别制备了聚3-己基噻吩（P3HT）和聚苯乙烯（PS）共混物的有机薄膜晶体管器件,并通过掠角X射线衍射,扫描电镜和原子力显微镜对薄膜结构进行了研究,结果表明使用旋涂方法时薄膜中的P3HT形成了纳米网络结构,P3HT分子采取了共轭平面垂直于硅片表面的排列方式,这种结构有利于载流子的传输,从而提高了旋涂方法得到的薄膜的场效应迁移率。     

几种电流型AMOLED像素电路及其电流缩放比的分析

分析了4种典型的电流型AM OLED像素驱动电路的工作原理,从中总结出了补偿阈值电压漂移的方法--自动调节存储电容的电压以保证电流不变.着重提出了电流缩放比的定义,对传统结构、电流镜结构、分压结构和电容耦合结构这4种电流型AM OLED像素驱动电路的电流缩放比进行了比较和分析.在这4种电路中,电流缩放比依次增大,显示出电流型像素电路在解决电容充电时间问题上的进步与完善.