第15章-平板显示器用薄膜

第十五章平板显示器中的薄膜技术与薄膜材料平板显示器显示技术：将电信号变换成可见光信号的技术。平板显示器(FPD)：FlatPanelDisplay，一般是指显示器的深度小于显示屏幕对角线1/4长度的显示器件。平板显示器电子显示器件显示器的分类—液晶显示器LCDLCD显示原理：通过给液晶施加一个电场，改变它的分子排列，配合偏振光片，它就具有阻止光线通过的作用，再配合彩色滤光片，改变加给液晶电压大小，就能改变某一颜色透光量的多少，也就是说通过改变液晶两端的电压就能改变它的透光度和光的波长，达到显示出图像的效果。背光源(加电压)(不加电压)液晶显示器LCD有源矩阵驱动LCD(AM-LCD)器件结构,ITO电极,ITO电极类似开关，可控制IC中信号电压，进而决定LC分子偏转角度。由RGB三种过滤片组成,通过三者混合调节颜色与亮度。让光线单向通过液晶显示器LCDAM-LCD中的开关元件：TFT•薄膜晶体管(TFT)是AM-LCD中非常重要的一个部件，它的作用类似于一个开关。TFT的沟道中所采用的半导体薄膜主要为：a-Si:H和poly-Si。采用a-Si:HTFT的AM-LCD•在a-Si:HTFT中，栅绝缘膜(SiN)/沟道膜层(a-Si:H)以及刻蚀掩膜(SiN)、电导n+膜(P掺杂的a-Si:H)、最终保护膜(SiN)等都用等离子体CVD沉积制备。•像素电极用的透明导电膜(ITO)，电极、布线(Cr、Al、Ti、Mo等)，绝缘膜(TaOx)等多采用射频磁控溅射法沉积。液晶显示器LCDAM-LCD中的开关元件：TFT采用poly-SiTFT的AM-LCD•相比a-Si:HTFT，以poly-Si为沟道层的TFT具有多种优势，如无光电导现象、迁移率大、能制作p型沟道等；且目前已可在玻璃基板、低温条件下制备poly-SiTFT。•制备低温poly-SiTFT的关键是沟道层材料Si薄膜的制备。一般以SiH4或Si2H6为原料气体，通过PECVD或LPCVD制备出非晶或微晶Si薄膜(300~550C)，再经退火处理得到poly-Si薄膜。•低温poly-SiTFT的栅绝缘膜为PECVD法制备的SiN膜或者NPCVD/PECVD法制备的SiO2膜。液晶显示器LCDLCD显示屏的封装技术封装：即将驱动电路等于液晶屏组装成器件，实现最终的显示功能。QFP：四边扁平封装COB：板上芯片TAB：带载自动键合COG：玻璃上芯片COF：膜上芯片封装形式液晶显示器LCDLCD显示屏的封装技术•COG：将IC元件以裸芯片的形式直接贴装在作为液晶盒构成部分的同一玻璃基板上。•需要利用薄膜技术在芯片电极上形成凸点，在ITO布线上形成电极，以保证可靠的电气连接。•COG关键技术是采用了各向异性导电膜(ACF)。ACF的两大作用：1)将芯片固定粘结在玻璃基板上；2)实现电气连接。液晶显示器LCDLCD技术的优点：低压，微功耗平板型结构显示信息量大易于彩色化长寿命无辐射，无污染LCD技术的缺点：显示视角小(目前已基本解决)响应速度慢(毫秒级)屏幕均匀性差色彩不够丰富对环境温度要求比较高非主动发光，需要背光源LCD的进展•实用IPS(面内切换)技术和PVA(利用电极花样的垂直取向模式)技术，视角问题得到解决；•选用低粘稠度液晶，将驱动电路改为过驱动，提高了响应速度；•改造工艺保证了大平板的质量，较少了掩膜次数；•改变器件结构，综合布线，集成器件，减小了整机体积。液晶显示器LCD等离子体平板显示器PDPPDP工作原理：PDP采用等离子管(放电胞)作为发光元件，每一个等离子管对应一个像素。屏幕以玻璃作为基板，基板间的封闭放电空间内充入Ne、Xe等混合惰性气体。玻璃基板的内侧面上涂有ITO薄膜激励电极用于加电压。混合气体在电信号作用下发生等离子体放电，放电产生的紫外线激发涂有红绿蓝荧光粉的荧光屏，进而发射出可见光，显现出图像。等离子体平板显示器PDPITO膜Cr-Cu-Cr、Cr-Al、Ag薄膜等MgO薄膜Al/Ag薄膜PDP结构图等离子体平板显示器PDPMgO薄膜AC型PDP前玻璃板上的保护膜，决定了显示屏的电子特性，而且很大程度上左右着屏的寿命。PDP中的常用保护膜材料是MgO，具有以下特性：•耐离子溅射•二次电子发射系数高•放电起始电压和放电维持电压低•光透过性好•表面绝缘性能优良电子束蒸镀法成膜速率高，可保证MgO膜的质量（寿命达2~3万小时），是目前PDP用保护膜的主要制备方法。等离子体平板显示器PDPPDP的特点优点：（1）容易实现大屏幕和超大屏幕;（2）可视角大（达160度以上）;（3）响应时间小，运动图像拖尾时间短，动态清晰度高（优于LCD电视机）;（4）PDP为主动发光型(不像LCD采用背光源)，采用R、G、B三色荧光粉自发光，因此具有：•亮度高；•对比度高；•色域覆盖率大，彩色还原特性好，显示图像颜色鲜艳，饱和度强；•全屏亮度均匀性好；•不受背光源寿命的限制，寿命长缺点：（1）每个像素独立自行发光，耗电量大，发热量多(PDP背板上有多组风扇);（2）长时间显示高亮度、高对比度的静止图像时，容易产生残留影像，甚至产生灼伤屏幕现象;（3）价格较贵。PDP等离子技术基本上在日本和韩国(LCD面板中国台湾也能生产)，技术垄断严重.PDP的进展工艺制作中的主要问题：障壁制作问题——最难也最为关键。因形状无法完全满足激发荧光粉的要求，影响发光效率。目前已有多种解决办法，如：先锋公司的Walffle结构、富士通日立公司的DelTa结构、松下公司的不等款结构等。等离子体平板显示器PDP有机电致发光显示器OLED发光机理：在外界电压驱动下，由电极注入的电子和空穴在有机材料中复合放出能量，并将能量传递给有机发光物质的分子，后者受到激发，从基态跃迁到激发态；当受激分子从激发态回到基态时辐射跃迁产生了发光现象。OLED器件的基本结构有机电致发光显示器OLED分类根据器件所用有机材料的不同，分为小分子有机EL显示器(OLED)和高分子有机EL显示器(PLED)。•OLED的发光膜层：连续真空蒸镀法来制备小分子结构稳定，易于合成和纯化，且容易形成致密而纯净的薄膜。目前已经商用的有机EL器件基本上采用的都是OLED。•PLED的发光层膜：多采用湿法制膜，如旋涂、喷墨打印、丝网印刷等成膜技术。聚合物材料柔性好，有望在柔性显示屏中应用。有机电致发光显示器OLED优点(与LCD相比)有机电致发光显示器OLED优点(与LCD相比)：色彩和亮度对比习题什么是AM-LCDTFT？TFT中沟道膜通常用什么材料？其制备方法是什么？简述PDP工作的基本原理。有机电致发光材料有哪几种？在其发光器件中通常采用什么成膜方法？