基于AM-OLED的a-Si:H TFT的设计与工艺研究

摘要

有源矩阵驱动显示技术已经成为当前平板显示技术的主流。非晶硅薄膜晶体管(a-Si:H TFT)作为一种成熟的电子器件，因其大面积制造成本低廉、工艺重复性良好、开关速度适当，非常适合于有源矩阵显示器件。此外，a-Si:H TFT较低的制备温度使其具有可制作在柔性基底的优点。因此，采用具有液晶显示产业化基础的a-Si:H TFT来驱动OLED无疑具有重大的意义。本文以研制性能优良AM-OLED用a-Si:H TFT为目的，探索了a-Si:H TFT的制备工艺，并研究了a-Si:H TFT对AM-OLED稳定性的影响。
　　（1）a-Si:H TFT组成膜的制备。采用PECVD方法，通过改变工艺参数，分别在不同衬底上沉积一系列a-SiNx:H、a-Si:H及n+Si:H薄膜样品。使用椭圆偏振仪、超高电阻微电流计等测试仪器对样品薄膜进行测试，摸索出沉积各层薄膜的较佳的工艺参数。
　　（2）a-Si:H TFT的结构设计。结合OLED的需求及a-SiNx:H、a-Si:H及n+Si:H薄膜的光电特性，设计TFT结构为背沟道刻蚀型，结构参数如下：a-SiNx:H厚度为300nm、a-Si:H的厚度为200nm、n+Si:H的厚度为50nm，栅极与源漏极采用的低电阻率Al电极厚度为200nm。此外，根据TFT结构设计和整体布局，论文设计了三块掩膜板，以获得所需的a-Si:H TFT结构阵列。
　　（3）a-Si:H TFT的制备。采用传统的光刻和刻蚀工艺，经三次套刻获得整体a-Si:H TFT阵列，其中，SiNx、a-Si:H、n+a-Si膜的干法刻蚀选用SF6气体等离子刻蚀，Al膜的湿法刻蚀选用盐酸、磷酸和水的配比刻蚀液。
　　（4）a-Si:H TFT性能测试。通过测试TFT漏极电流与栅极电压，获得所制备a-Si:H TFT的转移曲线；测量了a-Si:H TFT的开关比，并对影响a-Si:H TFT性能的主要因素进行了分析。
　　（5）研究a-Si:H TFT特性对AM-OLED稳定性的影响。主要分析了电流控制电流镜像像素电路的稳定性，并提出改进方案以补偿a-Si:H TFT阈值漂移特性对驱动电流稳定性的影响。

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第一章 前言

1.1 平板显示技术概述

1.2 OLED显示技术

1.3 本文的研究内容

第二章 有机电致发光驱动特性

2.1 OLED的发光原理及结构

2.2 OLED的驱动技术分析

2.3 OLED有源驱动方式薄膜晶体管

第三章 a-Si:H TFT的组成膜的制备

3.1 Al薄膜的制备

3.2 SiNx薄膜的制备与性能测试

3.3 a-Si:H薄膜的制备

3.4 界面特性的改善

3.5 n+a-Si:H膜的制备

第四章 薄膜晶体管的制作

4.1 a-Si:H TFT结构参数与掩膜板设计

4.2 TFT的制备工艺

4.3 TFT的参数测试与分析

第五章 a-Si:H AM-OLED像素电路稳定性分析

5.1 AM-OLED驱动方式

5.2 电流型像素电路稳定性分析

第六章 结论

致谢

参考文献

个人简历

硕士研究生期间发表的论文