微晶硅和氧化物TFT-LCD的优化设计与制备

摘要

有源矩阵液晶显示技术(AMLCD)是目前主流的显示技术，同时随着显示技术的发展，被称为下一代显示技术的有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)在最近几年也取得了飞速的发展。目前平板显示技术正朝着更高分辨率、更低功耗、更大尺寸的方向发展，其核心元件—薄膜晶体管(TFT)，目前大多仍然以非晶硅TFT和多晶硅TFT为主，但非晶硅TFT迁移率低、阈值电压容易发生漂移;多晶硅TFT制备工艺复杂、大面积制备均匀性差。
　　采用新型半导体材料的TFT是今后发展的方向，本论文针对目前非晶硅TFT、多晶硅TFT在显示应用中的不足，研究利用微晶硅TFT以及氧化物TFT制备TFT-LCD，以期达到对TFT-LCD的优化设计，为今后深入研究TFT-LCD技术奠定基础。微晶硅TFT和氧化物TFT，相比非晶硅TFT具有更高的载流子迁移率以及更好的稳定性，相比多晶硅TFT具有更好的均匀性，并且制备工艺简单、在低温条件下可大面积制备，这类新型的TFT可以替代非晶硅TFT和多晶硅TFT并应用于LCD和OLED等显示器件中，具有广阔的发展前景。
　　本文利用SILVACO模拟软件设计并仿真TFT结构，研究不同参数如沟道材料、沟道宽长比等对TFT器件性能的影响，并仿真得到其特征参数;同时进行微晶硅TFT以及氧化物TFT的制备与测试，并结合测试结果得到仿真修正参数，以指导模拟各种结构的新型TFT;利用Labview软件设计了TFT-LCD面板的初步优化程序，研究TFT沟道宽度W和存储电容Cs对TFT-LCD设计的影响，指出优化TFT沟道宽度W相比存储电容Cs更容易满足TFT-LCD的优化设计要求;同时利用液晶显示模拟软件TechWiz对TFT-LCD的像素结构进行设计与仿真，设计的新型TFT能够满足高分辨率、高驱动频率的显示要求。最后，进行了TFT-LCD的制备工艺研究，为新型TFT在LCD显示中的应用打下良好基础。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 薄膜晶体管的发展现状

1．2．1 薄膜晶体管的分类

1．2．2 微晶硅TFT的研究进展

1．2．3 氧化物TFT的研究进展

1．3 薄膜晶体管在显示技术中的应用

1．3．1 薄膜晶体管在LCD显示技术中的应用

1．3．2 薄膜晶体管在OLED显示技术中的应用

1．4 本论文主要内容及章节安排

第二章 TFT的仿真模拟与制备测试

2．1 TFT的结构与工作原理

2．2 TFT的性能表征

2．3 TFT的仿真模拟

2．3．1 TFT结构设计

2．3．2 不同沟道层材料的仿真与对比

2．3．3 不同宽长比的TFT仿真与对比

2．4 TFT的制备与测试

2．4．1 微晶硅TFT的制备

2．4．2 氧化物TFT的制备

2．4．3 TFT测试结果与分析

2．5 TFT的仿真修正

第三章 TFT-LCD的仿真模拟

3．1 TFT-LCD的结构

3．2 TFT-LCD的工作原理

3．2．1 极性反转

3．2．2 灰阶显示

3．2．3 电荷保持

3．2．4 Feed through

3．3 TFT-LCD的仿真设计

3．3．1 TFT-LCD的面板初始设计

3．3．2 TFT-LCD像素结构的设计优化

3．3．3 TFT-LCD仿真总结

第四章 TFT-LCD的制备与测试

4．1 TFT-LCD的制备

4．2 TFT-LCD的测试

第五章 总结与展望

致谢

参考文献

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