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第九章-显示-06
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正介电各向异性向列相液晶夹在两片玻璃间
玻璃板间距几个微米
液晶分子的取向与基片表面平行
两片玻璃的取向相垂直，液晶分子的取向扭曲了90o
两玻璃基片的内层镀有透明导电淀积
扭曲向列型液晶 TN
n+非晶硅/多晶硅
I-V 特性
a-Si迁移率低<1Vscm-2， 驱动电流低
Kink 效应
反常的关态电流
浮置衬底
性能退化
光敏
温度敏感
a-Si TFT AM LCD
p-Si TFT AM LCD
迁移率低（<1cm2/Vs）
无法集成驱动电路
低温淀积工艺（<350℃）
可用玻璃衬底
迁移率较高（>30cm2/Vs）
可以实现显示矩阵与驱动电路的集成
可减小TFT的尺寸，实现高的开口率
淀积工艺温度较高（>450℃）
只能使用特殊玻璃或石英衬底
a-Si:H TFTs
优点：简单而廉价的工艺，易于实现大面积集成，由此发展了“巨微电子学”
应用：平板显示、复印机等
市场：半导体工业中，CMOS IC之后的第二大产业。
问题: 器件速度很慢，对光照和温度敏感。
Polysilicon TFTs
优点：速度较快、稳定性好、容易实现较高亮度和较高的分辨率。
应用：高分辨率投影显示
市场:未来将对 a-Si:H 构成挑战
问题: 工艺温度较高、关态泄漏电流较大。
彩色TFT AM LCD的实现
利用彩色滤色片，每个图像象素含红（R）、绿（G）、兰（B）三个象素点
背光源
TFT阵列
彩色滤色膜
背光源的光谱
彩色滤色膜的光谱
透射光
（m×n的分辨率）
实际单元（3m×n）
TFT阵列基板
彩色滤色膜基板
键合点
显示象素点
包含R、G、B三色素
SVGA：800×RGB ×600
（2400×600）
3m（2400，800xRGB）
n
（600）
彩色TFT LCD屏的剖面结构
公共电极
（ITO）
衬垫
偏振片
遮光层
偏振片
取向层
彩色滤色片（兰）
封胶
存储电容
象素电极 ITO
压焊点
联接
彩色滤色片
TFT阵列的衬底
彩色TFT LCD屏的结构
1. LCD屏
2. 驱动电路模块
背光源及其外壳
灯
外壳
彩色滤色片
基板
TFT 阵列基板
液晶盒的制备
公共电极 （ITO）
衬垫
偏振片
BM遮光层
偏振片
取向层
封胶
象素电极 ITO
压焊点
联接
彩色滤色膜
TFT阵列的衬底
彩色滤色膜
TFT AMLCD 制备的过程
1. LCD屏
2. 驱动电路模块
背光源及其外壳
灯
外壳
彩色滤色片
基板
TFT 阵列基板
制备TFT 矩阵的玻璃基板
制备彩色滤色膜和公共电极的基板
灌注液晶封装成液晶盒
外围驱动电路模块
背光源等
TFT 矩阵基板
清 洗
涂敷取向剂
磨擦取向并清洗
彩色滤色膜基板
清 洗
涂敷取向剂
磨擦取向并清洗
涂敷密封胶
喷撒衬垫
贴合与固胶
灌注液晶
切割
封灌注孔
检测
清洗贴偏振片
TFT的结构
倒栅结构：三层
倒栅结构：背沟分割
顶栅结构
栅或金属数据线
栅介质或钝化层
本征非晶硅/多晶硅
n+非晶硅/多晶硅
减少光刻版的数目
传统的5次光刻工艺
新的4次光刻工艺
减少光刻版的数目的新型TFT制备工艺 I
狭缝光刻版
部分曝光
减少光刻版的数目的新型TFT制备工艺 II
彩色滤色膜的结构
条形
马赛克形
Delta形
矩阵的设计
滤色膜的制备
象素的驱动
彩色质量
简单
简单
简单
简单
复杂
困难
复杂
困难
简单
较差
好
很好
黑矩阵 Black Matrix （BM）
在彩色滤色膜的彩色象素周围需要制备不透光的黑矩阵，以遮挡象素间的杂散光，从而减少光照对a－Si TFT性能的影响。
通常采用Cr和CrOx的双层膜已减少光的反射
采用金属和光刻的方法制备BM
在BM制备完成后再进行彩色滤色膜的制备
随后淀积保护膜和ITO透明公共淀积
最后进行取向处理
TFT 矩阵基板
清 洗
涂敷取向剂
磨擦取向并清洗
彩色滤色膜基板
清 洗
涂敷取向剂
磨擦取向并清洗
涂敷密封胶
喷撒衬垫
贴合与固胶
灌注液晶
切割
封灌注孔
检测
清洗贴偏振片
液晶盒的封装过程
主要封装步骤
贴合
真空腔
LC
液晶灌注孔
密封处
泵
切割线
衬垫的发展
TFT AMLCD 模块的组装
TFT