用液晶驱动芯片驱动有机发光显示屏的设计

应用TFT液晶驱动芯片设计了一个TFT有机发光显示屏用的驱动电路。目前有机发光显示屏(OLED)是平板显示领域的研究热点,在研制长寿命、高稳定的器件方面取得了一定的进展,但与之配套的驱动电路还不是很成熟,而且专用芯片又价格昂贵。液晶显示器件的配套驱动芯片功能比较完善,且价格低廉,所以应用TFT液晶驱动芯片设计了TFT有机发光显示屏用的驱动电路很有实际意义。比较了TFT LCD与TFT OLED驱动原理的异同点,从原理上探讨了将TFT LCD用的驱动芯片加以改造,使其可用于驱动TFT OLED,并采用三星公司的TFT液晶驱动芯片S6C0655和S6C0671设计了一个驱动64×3×80的全彩色OLED显示屏的驱动电路。     

氧化物薄膜晶体管研究进展

氧化物半导体材料因其载流子迁移率高、制备温度低、电学均匀性好、对可见光透明和成本低等优势,被认为是最适合驱动有机发光二极管的薄膜晶体管(TFT)的半导体有源材料之一.目前氧化物TFT已成功地应用在平板显示的驱动背板上.本文从氧化物TFT的历史和发展状况出发,先介绍了氧化物半导体材料及其载流子输运机理,然后详细介绍了氧化物TFT的结构、制备方法以及电学稳定性,接着介绍了近些年来氧化     

非晶InGaZnO薄膜晶体管驱动OLED像素电路的仿真研究

为解决非晶InGaZnO薄膜晶体管(a-IGZO TFT)因其阈值电压漂移而导致的OLED电流衰减的问题,本文研究了基于a-IGZO TFT的有源矩阵有机发光显示(AMOLED)像素电路的阈值电压补偿问题。利用实验室制备的a-IGZO TFT器件进行参数提取后建立的SPICE仿真模型并进行仿真计算,对电压驱动型2T1C和4T1C的像素电路进行稳定性的比较研究,证明了4T1C电路对阈值漂移有非常好的补偿效果,并指出增加存储电容值和驱动TFT的宽长比可有效提高OLED电流的保持能力。     

一种有源有机发光显示屏(AM-OLED)驱动电路的设计

介绍一种有源有机发光显示屏(AM-OLED)的驱动电路的设计方法。像素驱动电路采用常用的两管电路结构,依据此像素驱动电路,提出一种利用多晶硅TFT将部分外围驱动电路集成于衬底的设计方法和电路结构。采用互补的多晶硅TFT管设计屏上移位寄存器,传输门等模块,将部分外围驱动电路集成于OLED显示屏的衬底上,极大地减小了数据信号线的数目,降低了屏内信号线布线和屏外驱动电路的复杂程度。进一步讨论了利用复杂可编程逻辑器件(CPLD)设计驱动AM-OLED显示屏专用集成芯片的设计方案。     

新型低功耗金属氧化物TFT集成行驱动电路

金属氧化物薄膜晶体管(TFT)属于耗尽型器件,其集成的TFT的行驱动电路一般采用双负电源方案,存在与外围驱动芯片的匹配困难和功耗较大的不足。本文设计了一种新型耦合电路结构,可以产生比负电源更低的电压从而完全关闭输出模块的下拉晶体管,防止氧化物TFT耗尽模式引起的电流泄露问题,并由此设计了新型氧化物TFT行驱动电路拓扑。由于只采用一个负电源,其电源电压范围比采用双负电源方案的小,从而节省了功耗且有利于与外围驱动芯片的匹配连接。实验结果表明,基于刻蚀阻挡层(ESL)结构的氧化物TFT工艺,在玻璃衬底上成功制备了该行驱动电路,在电阻负载R L=3 kΩ和容性负载C L=30 pF下,所设计的行驱动电路在33.3 kHz时钟频率下实现脉宽10μs的全摆幅输出,每级功耗仅为160μW。基于新型耦合电路结构的行驱动电路能够满足60 Hz的刷新频率的1980×1080分辨率的显示需求。     

OLED/LCD器件中的γ校正

阐述了OLED／LCD器件中γ校正的基本原理,通过考虑人眼视觉非线性和液晶电光非线性,得到了CRT相对于OLED／LCD的灰度级亮度特性曲线。以所设计的26．4cn VGA(行反转)的TFT—LCD为例,采用源驱动器μPD16641芯片,通过γ校正电路和输入数据、灰度级和基准电压的关系,进行了实际的γ校正。得到了驱动电路中的γ校正的外部电压设定值,将设定目标值与实际驱动测定值进行了比较,从比较的结果可以看到,两者十分接近的,解决了实际的TFT液晶驱动电路中Gamma(γ)校正问题,达到了预期的设计目的,使图像的质量满足了用户的要求。     

基于a-IGZO TFT的AMOLED像素电路稳定性的仿真研究

非晶铟镓锌氧化物薄膜晶体管(a-IGZO TFT)有望在有源矩阵有机发光显示(AMOLED)像素电路中得到实际应用,但其电压偏置效应仍会引起电路特性的不稳定。本文利用实验室制备的a-IGZO TFT器件进行参数提取并建立了SPICE仿真模型,通过拟合得到了它的阈值电压随时间变化的方程。在此基础上,采用SPICE软件对基于a-IGZO TFT的2T1C和3T1C两种AMOLED像素电路的稳定性进行了比较研究,证明3T1C电路对阈值电压偏移确实存在一定的补偿效果。最后讨论了进一步改善AMOLED像素电路稳定特性的方法和实际效果。     

二次耦合直流输出的金属氧化物TFT行驱动电路

为了弥补现有氧化物TFT的行驱动电路输出模块在功率消耗、响应速度、输出摆幅等方面的不足,提出了基于二次耦合的直流输出模块,并由此研究设计新的行驱动电路拓扑。仿真结果表明,该输出模块具有驱动能力强、响应速度快等优点。最后,基于刻蚀阻挡层(ESL)结构的氧化物TFT工艺,在玻璃衬底上成功制备了该行驱动电路,实测单级功耗为325μW。     

退火温度对非晶铟钨氧薄膜晶体管特性的影响

非晶铟钨氧(a-IWO)薄膜晶体管(TFT)具有高迁移率和高稳定性的优点,但其适合于实际生产的制备工艺条件尚有待摸索。本文研究了退火温度对a-IWO TFT电学特性影响的基本规律和内部机理。实验结果表明,随着退火温度的升高,a-IWO TFT的场效应迁移率也相应增加,这是由于高温退火下a-IWO薄膜中氧空位含量增多并进而导致载流子浓度增加的缘故。此外,a-IWO TFT的亚阈值摆幅和阈值电压在200℃下退火达到最佳,我们认为主要原因在于此时a-IWO薄膜的表面粗糙度最小并形成了最佳的前沟道界面状态。     

使用铜源漏电极的非晶氧化铟锌薄膜晶体管的研究

为了实现氧化物薄膜晶体管(TFT)的低电阻布线,采用Cu作为氧化物TFT的源漏电极。通过优化成膜工艺制备了电阻率低至2.0μΩ·cm的Cu膜,分析了Cu膜的晶体结构、粘附性及其与a-IZO薄膜的界面,制备了以a-IZO为有源层和Cu膜的粘附层的TFT器件。结果表明:所制备的Cu膜呈多晶结构;引入a-IZO粘附层增强了Cu膜与衬底的粘附性;同时,Cu在a-IZO中的扩散得到了抑制。所制备的TFT的迁移率、亚阈值摆幅和阈值电压分别为12.9 cm2/(V·s)、0.28 V/dec和-0.6 V。     

多晶硅TFT有源OLED两管像素电路的研究

在采用精确的模型基础上,利用AIM-Spice软件对有源OLED poly-Si薄膜晶体管(TFT)驱动电路和1×4矩阵电路进行分析研究。最后得到合理的电路参数,使OLED能够达到一定的显示亮度要求。在每帧时间内维持电流恒定,并且在时变的灰度信号作用下能够良好地跟踪响应,最大程度上消除了TFT的一些非线性特性对OLED驱动电流的影响。为OLED显示器像素驱动电路的设计、参数选取、性能分析等提供依据。     

高负偏光照稳定性的溶液法像素级IZTO TFT

采用溶液法制备了铟锌锡氧化物(indium-zinc-tin-oxide, IZTO)有源层薄膜和铪铝氧化物(hafnium-aluminum oxide, HAO)绝缘层薄膜,并成功应用于背沟道刻蚀结构(back-channel etched, BCE)IZTO薄膜晶体管(thinfilm transistor, TFT)像素阵列.利用N2O等离子体表面处理钝化IZTO缺陷态,提升溶液法像素级IZTO TFT器件性能,特别是光照负偏压稳定性.结果表明,经N2O等离子体处理后,器件饱和迁移率提升了接近80%,达到51.52 cm~2·V^–1·s^–1.特别是3600 s光照负偏压稳定性从–0.3 V提升到–0.1 V,满足显示驱动的要求.这进一步说明经N₂O等离子体处理后能够得到良好的溶液法像素级IZTO TFT阵列.     

基于表面势的氢化非晶硅薄膜晶体管直流特性研究

基于表面势模型,在同时考虑深能态和带尾态分布下,采用简化的费米-狄拉克函数计算得到统一的定域态模型,并利用有效特征温度的概念,推导出a-Si:H TFT统一的电流-电压(I-V)模型.该模型可不分区地描述包括亚阈值区、线性区以及饱和区等a-Si:H TFT的所有工作区域.与实验得到的I-V特性进行比较表明,本模型能够准确地描述a-Si:H TFT的各个工作区的电流电压特性.     

薄膜晶体管的工作特性——用于大面积集成固体显示器

薄膜晶体管(TFT)技术和场致发光(EL)薄膜技术结合,制成了一个每吋20条线的大面积集成平板显示器。真空淀积在每个象元上的薄膜晶体管,起所需的寻址和驱动作用。在本文中,我们讨论在正常电视频率下工作的显示板对TFT工作性能的要求。重点讨论关系到显示板可靠性的器件均匀性和稳定性问题。文中说明,每个象元有一个薄膜电容器和“行寻址”(一次一行)方案相结合时,对有源TFT器件的性能要求比较适中。本文也谈到在6吋×6吋显示板中用的TFT的长期工作特性(寿命)、稳定性和可靠性。分立的器件在25℃到100℃的温度范围内,以与实际的显示板相同的信号条件工作,获得了超过100,000器件一小时的可靠性数据。这些试验结果都在与组合显示板电路条件有关的地方讨论。     

立体显示器质量测试与性能分析研究

立体显示技术是当今信息显示的前沿和热点方向,其终端显示的图像质量也逐渐引起注意.本文针对立体显示过程中的质量问题,给出了影响立体显示器显示质量的因素,如串扰、可视角、亮度、双眼亮度差、亮度均匀性等指标的测量和评估方法.基于当前最流行的LCD显示屏和PDP显示屏样本进行了测试,比较了不同尺寸和不同制式立体显示屏各种测量值之间的差异.通过分析实验数据,得出了上述测量指标对不同立体显示屏的影响.结果表明:快门式立体电视采用PDP屏幕的串扰度要远远低于采用LCD屏幕的串扰度,拥有更广阔的可视角范围.     

InGaZnO薄膜晶体管背板的栅极驱动电路静电释放失效研究

本文通过解析阵列基板栅极驱动(gate driver on array, GOA)电路中发生静电释放(electro-static discharge,ESD)的InGaZnO薄膜晶体管(InGaZnO thin-film transistor, IGZO TFT)器件发现:栅极Cu金属扩散进入了SiN_x/SiO_2栅极绝缘层;源漏极金属层成膜前就发生了ESD破坏;距离ESD破坏区域越近的IGZO TFT,电流开关比越小,直到源漏极与栅极完全短路.本文综合IGZO TFT器件工艺、GOA区与显示区金属密度比、栅极金属层与绝缘层厚度非均匀性分布等因素,采用ESD器件级分析与系统级分析相结合的方法,提出栅极Cu:SiN_x/SiO_2界面缺陷以及这三层薄膜的厚度非均匀分布是导致GOA电路中沟道宽长比大的IGZO TFT发生ESD失效的关键因素,并针对性地提出了改善方案.     

面向IGZO-TFT-AMOLED像素电路设计的V_(TH)检测方法研究

由于迁移率高、均匀性好、制备成本低等优势,铟镓锌氧化物薄膜晶体管(IGZO TFT)有望促成有源矩阵有机发光显示器件(AMOLED)的大规模量产。但是IGZO TFT存在阈值电压(VTH)漂移的问题,实用的AMOLED像素电路必须对VTH漂移进行补偿以实现较好的显示效果,而VTH的检测是AMOLED像素电路设计中的关键环节。本文系统研究了VTH检测方法,比较了放电法、充电法、偏置电流法补偿VTH的效果,研究了VTH检测时间和TFT寄生电容等参数的影响。研究结果表明:放电法不能精确地补偿负VTH漂移,充电法需要的VTH检测时间最长,偏置电流法能够达到的补偿精度最高。     

高迁移率非晶铟镓锌氧化物薄膜晶体管的制备与特性研究

由于铟镓锌氧化物(IGZO) 薄膜具有高迁移率和高透过率的特点, 它作为有源层被广泛的应用于薄膜晶体管(TFT). 本文利用磁控溅射方法制备了TFT的有源层IGZO和源漏电极, 用简单低成本的掩膜法控制沟道的尺寸, 制备了具有高迁移率、底栅结构的n型非晶铟镓锌氧化物薄膜晶体管 (IGZO-TFT). 利用X 射线衍射仪(XRD) 和紫外可见光分光光度计分别测试了IGZO薄膜的衍射图谱和透过率图谱, 研究了IGZO薄膜的结构和光学特性. 通过测试IGZO-TFT的输出特性和转移特性曲线, 讨论了IGZO有源层厚度对IGZO-TFT特性的影响. 制备的IGZO-TFT器件的场效应迁移率高达15.6 cm²·V^-1·s^-1, 开关比高于10⁷. 关键词： 非晶铟镓锌氧化物 薄膜晶体管 有源层     

室温下溅射法制备高迁移率氧化锌薄膜晶体管

为降低氧化锌薄膜晶体管(ZnO TFT)的工作电压,提高迁移率,采用磁控溅射法在氧化铟锡(ITO)导电玻璃基底上室温下依次沉积NbLaO栅介质层和ZnO半导体有源层,制备出ZnO TFT,对器件的电特性进行了表征。该ZnO TFT呈现出优异的器件性能:当栅电压为5 V、漏源电压为10 V时,器件的饱和漏电流高达2.2 m A;有效场效应饱和迁移率高达107 cm~2/(V·s),是目前所报道的室温下溅射法制备ZnO TFT的最高值,亚阈值摆幅为0.28 V/decade,开关电流比大于107。利用原子力显微镜(AFM)对NbLaO和ZnO薄膜的表面形貌进行了分析,分析了器件的低频噪声特性,对器件呈现高迁移率、低亚阈值摆幅以及迟滞现象的机理进行了讨论。     

改进的用于AMOLED的移位寄存器的设计与仿真

p-type技术能够简化低温多晶硅TFT的制作过程。基于这个原因,本文提出了一种改进的利用p-type多晶硅TFT构成的移位寄存器结构,它可以作为AMOLED或者AMLCD外围驱动电路的一部分被集成到显示屏的衬底上。改进的移位寄存器由6个时钟控制,每个单元包含6个p-type多晶硅TFT。本文利用HSPICE进行仿真,验证了电路功能的正确性。利用韩方在多晶硅制作方面的优势,已经利用以上技术完成了96×3×128的AMOLED显示屏的制作。