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“亚博入口”在TFT-LCD领域 有任何取代AMLCD制程的技术吗?

亚博官方登录入口 国内 2021年07月19日
本文摘要:W.denboer、g.s.smith、w.c.wang、AMLCD、h.kang、s.j.chen、c.m.huan非晶硅(a-Si)薄膜晶体管液晶屏(TFT-LCD)为了减少这些销售机会的利润,AMLCD供应商需要在高级设备的平面显示工艺设备上投入大量资金。这些资金大部分都投注在4 ~ 5个发动机罩工艺和蒸发最多7层膜的薄膜晶体管阵列(TFTarray)工艺上。 为了降低成本,进一步提高流程复杂性,很多企业大力发展了新技术。

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W.denboer、g.s.smith、w.c.wang、AMLCD、h.kang、s.j.chen、c.m.huan非晶硅(a-Si)薄膜晶体管液晶屏(TFT-LCD)为了减少这些销售机会的利润,AMLCD供应商需要在高级设备的平面显示工艺设备上投入大量资金。这些资金大部分都投注在4 ~ 5个发动机罩工艺和蒸发最多7层膜的薄膜晶体管阵列(TFTarray)工艺上。

为了降低成本,进一步提高流程复杂性,很多企业大力发展了新技术。例如,目前已经有了三个光学覆盖工艺的挤压工艺[1]和激光光刻薄膜技术,可以避免铟锡氧化物(ITO)像素的各微阴影(lithography)。

但是,3至4个发动机罩是工艺条件(processwindow),非常棘手,会影响工艺特性。因此,用4个以下的口罩阶段生产薄膜晶体管阵列(TFTarray)仍然没有被普遍使用,这是一种更简单、更便宜的工艺技术,有什么可以代替今天用于活动矩阵LCD显示器(AMLCDs)的薄膜晶体管(TFTs)工艺方法?有可以替代的工程技术吗?活动阵列背光板用于将数据电压正确传输到液晶屏(LCD)像素,并保持像素电压,直到下一个信号被修改。

我确信通过比TFT背光面板更简单的像素电路和工艺,可以超越薄膜晶体管(TFT)等效果。在结构设计方面,非线性电容器或薄膜二极管(thin-filmdiode,TFD)比TFT简单得多,可以使用2 ~ 3个口罩步骤和3个涂层程序完成[2]。薄膜二极管LCD显示器(TFD-LCDs)在市场上已存在20年,典型的TFD-LCDs每像素有薄膜二极管(TFD),偏移基板也有数据线。在该像素电路中,LCD电容器与薄膜二极管(TFD)连接,缺点是穿过显示画面的二极管特性变化(取决于温度或操作员时间)不会转换为穿过LCD (LC)的电压或像素的灰度。

此外,电阻-电容(RC)在单个二极管LCDs上延迟行方向线(rowlines),导致亮度波动。单个二极管(Single-diode)的LCDs (LCDs)也称为金属。双扫描二极管(Dual-SelectDiode,DSD)像素电路结构解决了这些问题。图1的DSD-AMLCD部分具有两个垂直像素扫描线(selectlines),每个像素使用薄膜二极管(TFDs)或非线性电阻连接,每个像素有两个二极管的电路不会根据时间、温度和整个显示画面的变化来抵消二极管,并且会解决扫描线(selectlines)的RC延迟问题与薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)一样,双扫描二极管液晶显示器(DSD-LCD)在一段时间内不传输速度扫描线,纸张方向像素扫描分别同时产生约15V和-15V偏移极性脉冲。

S1和S2扫描线、ITO像素电极电压位移(VS1VS2)扫描脉冲中断时,非线性电阻(TFDs)不会暂停传导,信号电压也不会准确地存储在液晶屏电容器中。完全相同像素之间的两个二极管不具有完全相同的电流电压特性。这是一个很长的现象,因为一个像素之间的二极管大部分都在数百微米之外,而且具有完全相同的薄膜、温度和老化过程(aginghistory)。

屏幕上大范围薄膜二极管(TFDs)的操作员变化(低口罩排列过程(Low-Mask-CountArrayProcess)双扫描二极管(DSD)活动矩阵背光面板可以使用两到三个口罩步骤来生产,如图1所示。多晶硅成分中的氮化硅(SiNX)、5水解泥炭脱(Ta2O5)和DIA等石墨等许多非线性导电材料可用于制造非线性电阻器。

其中,氮化硅(SiNX)特别引人注目的原因是标准等离子体化学气相沉积设备经常用于TFT-LCDs非晶硅(a-Si)和氮化硅。在三个发动机罩过程中,第一个图形绘制ITO像素和二极管的下电极,然后镀上SiNX层,图案化,最后镀上金属,用三个盖子形成扫描线(selectlines)和二极管的上电极。在两个覆盖工艺中,氮化硅(SiNX)和金属层的阵列化发展到微阴影光刻(photolithography)阶段,该技术可以反转工艺顺序,重新电镀,阵列金属导电层,最后处置ITO像素。

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二极管特性和LCD模式(DiodeCharacteristicsandLCModes)图2是氮化硅(SiNX)二极管非线性电阻特性测量曲线,数据主要转换SiNX的X值,而X值转换硅甲烷(SiH4)和氨(NH3)。也就是说,重新打开的电流可以从15V上升到最高0.1毫安,这种非线性电行为被确认为全氟烷上升效果引起的物理现象。有趣的发现是,在一些早期AMLCDs发展中,每个像素都使用氧化锌(ZnO)陶瓷制成的非线性电阻器(或可变电阻器(varistors))作为电源[5],但该技术未正常商用的原因之一是与陶瓷基板(而不是半透明)击穿的LCDs不兼容。

锌(ZnO)陶瓷制成的咖啡碱(varistors)已经应用于浪涌诱导电路(surge-suppressioncircuitry)很久了。但是,薄膜晶体管(TFTs)将氧化锌(ZnO)用作半导体层时效率低下,此后应用氧化锌(ZnO)薄膜飞溅电镀工艺后,继续减少。但是,氧化锌(ZnO)最初被用作电子部件的非线性电阻,氧化锌(ZnO)薄膜被应用于横向垫电源(verticalsandwich-typeswitches)或横向间隔电源(lateral gap-)。

ITO扫描线和ITO像素电极之间的几微米间隔可以用作活动矩阵背光板的非线性电阻器。图1所示的体系结构还包括多象限横向技术(multidomainverticalalignmme)等多种广角液晶屏模式和恢复方向液晶屏(twisted-nematicliquid-crystal)模式。

在线路后面移动到活动矩阵对齐(active-matrixarray)可以将纵向电场转换模式(in-plane-switching,IPS)应用到薄膜二极管液晶显示器(DSD-LCDs)。圆形显示器是几年前由光学成像系统公司(OISOpticalImagingSystems)制作的,最近取得了胜利。-光扫描二极管-活动矩阵液晶屏(prototypeTN-DSD-AMLCDs)由光学成像系统公司(Oisopticalimagingsystems)生产。该显示器的对比度(contrastratio)最高可达200: 1,显示262,000多种颜色,性能(包括响应时间)与同一个液晶屏材料制成的TFT-LCD(薄膜晶体管液晶屏)和TFT-LCD相似。

制造工艺是对表1中四个遮阳篷的薄膜晶体管(TFT)工艺阶段和两个遮阳篷的双扫描二极管阵列(DSD-array)制造工艺的比较。双扫描二极管(DSD)工艺非常简单,优点是产量高,帽数少。

与非晶硅薄膜晶体管(a-SiTFT)工艺相比,双扫描二极管(DSD)工艺的等离子化学气相沉积(plasmaCVD)方法使各层总厚度增加了约8个单位,光刻次数也大幅增加,例如双扫描二极管阵列(DSDarray)。在Display-Search[6]的市场稳定性调查(market-research-firm)研究中,总结双扫描二极管阵列(DSDarrays)的LCD模块处理成本为非晶硅薄膜晶体管阵列(A-;该研究估计,生产能力至少不如非晶硅薄膜晶体管液晶显示器(a-SiTFTLCDs)工艺。共享扫描设备(SharedSelectConfiguration)图1电路体系结构中的每个垂直像素必须有两条扫描线(selectlines),但添加的扫描线不会影响像素开口大小(pixelaperture),并将垂直链接器减少一倍,在此设计中,每条扫描线都具有非线性阻力[7]在此体系结构中,对垂直重叠的每个偏移极性扫描脉冲(opposite-polarityselectpulses)进行线扫描的时间,如果周围的总线(buslines)同时打开,则不会扫描纵向电路。

“扫描线共享”(sharedselect-line)是一种设计方法,可减少像素开口大小(aperture),消除50%的扫描线,从而增加链接器(interconnects)的数量。摘要圆形双扫描二极管-prototypeDSD-AMLCDs已用于小型便携式电子产品和大面积显示器。DSD-AMLCD采用非常便宜的2 ~ 3个口罩阶段活动排列过程和只需约40秒的单等离子体辅助化学气象沉积(PECVD)阶段过程,微阴影光刻(lithography)和等离子体辅助化学气象沉积(PECVD)设备被列为AM-LCD。对于大型双扫描活动矩阵液晶显示器(DSDAMLCDs),以像素和显示尺寸[5]为主导,利用低分辨率微阴影技术、磨砂图案技术或喷墨成型(ink-jetpatterning)。

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双扫描二极管(DSD)技术的顺利核心是可靠性非线性电阻器具有3个以下涂层层和3个以下图案化阶段,是一个非常简单的过程的再现性。这一领域的技术进步由多个活动矩阵液晶屏(AMLCDs)面板企业开发。

参考文献1.s.s.yoo、h.l.cho、o.n.kwon、s.h.nam、y.g.chang、k.y.kim Proc.imid、948-951 (2005) .2。


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