TFT逻辑电路及AMOLED基板系统设计与实现

摘要

主动矩阵(Active Matrix-简称AM)的有机发光二极体面板(AMOLED)被称为下一代显示技术。其中薄膜晶体管(TFT)是AMOLED技术的主要核心和难点。本论文在在多晶硅薄膜晶体管(Poly-Si TFT)的器件模型分析,电路设计与制备,面板系统设计以及外围驱动电路方面做了详细的研究和工作。
　　 本文第一章回顾了有源OLED显示技术的发展历程,分析比较了限制当前有源驱动的技术瓶颈,提出了本课题的研究方向。
　　 第二章分析了Poly-Si TFT的器件模型,各种信号模型下的等效电路,并介绍了一种实用的在SILVACO软件平台上对TFT进行建模的方法。
　　 第三章针对TFT器件和工艺的特点,设计了CMOS TFT移位扫描电路和PMOS TFT移位扫描电路,给出了各个设计的SmartSpice仿真结果,并对实际制备测试结果中所反映出的问题提出了改进的办法。
　　 第四章分析了用PMOS工艺实际制备的TFT移位扫描电路的流片测试结果,并对PMOS电路的设计和制备结果做了总结。
　　 第五章设计了三种不同的TFT-OLED面板系统,包括传统的2T1C像素矩阵TFT-OLED面板,电流镜型像素矩阵TFT-OLED面板,集成型LTPS TFT-OLED面板。论文中详细分析了各种设计的量化参数。
　　 第六章介绍了所设计并成功制作的一套针对TFT显示屏的基于FPGA的可复用的外围驱动系统。介绍了该设计的器件组成,电路结构,时序分析和驱动实例。
　　 第七章对本论文的研究做了总结并展望了今后有待深入研究的问题。

目录

文摘

英文文摘

第一章 研究概述

第一节 有源OLED显示技术的发展概述

第二节 多晶硅薄膜晶体管技术的研究现状

1.2.1 研究状况

1.2.2 存在问题

第三节 本课题的意义和本人的工作

第二章 Poly-Si TFT器件模型的EDA应用

第一节 Poly-Si TFT等效电路分析

第二节 业界标准TFT器件模型分析

第三节 SILVACO平台下对多晶硅TFT特性建模

2.3.1 Verilog-AMS语言对器件和电路建模和SmartSpice仿真步骤

2.3.2 实际检验

第三章 多晶硅TFT移位扫描电路的设计

第一节 传统TFT电路设计概述

第二节 传统CMOS移位寄存器的设计

第三节 CMOS TFT移位扫描电路的设计

第四节 全PMOS TFT移位寄存器的设计

3.4.1 实带双向扫描选择的全PMOS TFT移位扫描电路模块图

3.4.2 移位寄存器内部电路原理

3.4.3 方向选择电路原理

3.4.4 Smartspice仿真结果和分析

3.4.5 存在问题:

第五节 改进后的PMOS TFT移位寄存器的设计

3.5.1 改进后的TFT移位寄存器的原理图:

3.5.2 SmartSpice仿真结果:

第六节 全PMOS TFT移位寄存器版图设计

3.6.1 设计规则:

3.6.2 设基于MILC工艺制程的版图设计:

第四章 多晶硅TFT移位寄存器的实际流片测试

第一节 流片制程

第二节 流片测试结果分析

第五章 多晶硅TFT-OLED基板设计

第一节 160*120 2T1C TFT OLED基板设计

5.1.1 像素原理

5.1.2 像素版图

第二节 VGA电流镜型TFT OLED基板设计

5.2.1 电流镜型像素电路原理

5.2.2 时序分析

5.2.3 仿真参数优化:

5.2.4 像素layout:

第三节 集成型TFT OLED基板设计

5.3.1 像素设计:

5.3.2 TFT栅驱动电路:

5.3.3 TFT列驱动电路:

5.3.4 ESD保护电路:

5 -3.5基板结构:[43-46]

第六章 外围测试控制电路

第一节 电路功能框图

6.1.1 器件介绍

6.1.2 软件设计示例:

第二节 实际测试效果照片

第七章 总结和展望

第一节 主要工作和结论

第二节 今后待研究的问题

致谢

参考文献

附录 外围测试控制电路原理图和版图:

个人简历 在学期间发表的学术论文与研究成果