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1、TFT-LCD、LTPS和OLED超级变变变,科技成果部 祁 麟,1,显示原理模型,开关,光源,显示原理模型,显示单元由控制开关和显示光源组成。,第一次变形,第二次变形,第三次变形,第四次变形,2,一、LCD显示技术,开关,光源,显示驱 动开关,液晶显示单元,变,LCD显示模型,第一次变形,3,背光源,偏光片,液晶,彩色滤光片,偏光片,液晶显示单元结构,4,偏光片原理,偏光片有个固定的偏光轴。偏光片的作用就是只允许振动方向与偏光轴方向一致的光通过，而振动方向与偏光轴垂直的光被吸收。 偏光片就像“百叶窗”，可以控制光线的通过。,5,偏光片,液晶 (扭曲向列型液晶),偏光片,1、控制液晶器件上的电
2、压，可以控制液晶分子的扭曲程度， 2、光线传输方向随液晶分子一起扭转， 故可以通过控制电压，从而控制液晶器件的光透过率。,液晶显示原理,6,彩色滤光片原理,彩色滤光膜的R、G、B三基色按一定图案排列，并与TFT基板上的TFT子象素一一对应（注意：一个象素由三个子象素组成）。 背光源发出的白光，经滤光膜后变成相应的R、G、B色光。通过TFT阵列可以调节加在各个子象素上的电压值，从而改变各色光的透射强度。不同强度的RGB色光混合在一起，就实现了彩色显示。,7,彩色滤光片制造方法的分类,8,LCD显示器结构,液晶面板由背光板，偏光片、玻璃基板、TFT、彩色滤光片、溅射板、反射板等组成。,玻璃基板,偏
3、光片,漫射板,溅射图案,偏光片,玻璃基板,彩色滤光片,液晶,TFT,反射板,冷阴极灯管,导光板,冷阴极灯管,选通点(子像素),9,LCD内部结构,无钠玻璃,数据线,偏光片,薄膜晶体管,透明显示电极,透明普通电极,光线过滤层,无钠玻璃,偏光镜,存储电容,扩散体,10,LCD显示器结构,11,二、OLED显示技术,开关,光源,显示驱 动开关,OLED 显示,光源,变,OLED显示模型,第二次变形,12,OLED概念： OLED(Organic Light-Emitting Diode),即有机发光二极管。 OLED是指有机半导体材料和发光材料在电场驱动下，通过载流子 注入和复合导致发光的现象。,1
4、3,OLED发展史,14,OLED的阳极为薄而透明的铟锡氧化物(ITO)，阴极为金属组合物，而将有机材料层(包括电洞传输层、发光层、电子传输层等)包夹在其中。接通电流，阳极的电洞与阴极的电荷就会在发光层结合，发出光亮。根据包夹在其中的有机材料的不同，会发出不同颜色的光。,15,OLED按发光材料分子大小分为小分子OLED和高分子OLED。,16,LCD和OLED结构对比,背景灯,偏光片,玻璃板,液晶,玻璃板,偏光片,彩色滤光片,背景灯发出的光线穿过/不穿过液晶体，然后由滤光片 处理彩色像素。,有机发光二极管能自动发光，只要向电极中输入电 压，激活层就可产生所需要的彩色光。,负极(金属),正极,
5、空穴传输层,玻璃板,光线,电子传输层,17,TFT和OLED显示效果对比,18,OLED和LCD性能对比,19,三、TFT技术,开关,光源,晶体管 开关,第三次变形,变,20,晶体管 开关,Transistor,变成英文,变薄,变成薄膜,薄膜Transistor,变成英文,Thin Film Transistor,TFT,薄膜晶体管,21,TFT概念 TFT（Thin Film Transistor）是指薄膜晶体管，意即每个液晶像素点都是由集成在像素点后面的薄膜晶体管来驱动。薄膜晶体管是一种绝缘栅场效应晶体管。 T(Transistor)是指晶体管。晶体管，本名是半导体三极管，是内部含有两个P
6、N结，外部通常为三个引出电极的半导体器件，具有检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制等多种功能。晶体管作为一种可变电流开关，能够基于输入电压控制输出电流。 在TFT中的晶体管均为场效应晶体管，简称“场效应管”。,22,晶体管及TFT结构,保护膜,半导体层(非晶硅),漏极,源极,像素电极(ITO),栅极绝缘膜,栅极,非晶硅TFT液晶屏的基本构造,23,硅Si(Silicon) 硅（台湾、香港称矽x）是一种化学元素，它的化学符号是Si。 原子序数14，相对原子质量28.0855。 在单晶硅中掺入微量的第IIIA族元素，形成p型硅半导体；掺入微量的第VA族元素，形成n型硅半导体。硅是制作半导体元件的
7、重要材料。,原子结构图,分子结构图,硅外观图,24,硅的分类 1、硅分为有晶体硅和非晶硅两种同素异形体。 2、晶体硅分为单晶硅和多晶硅。 3、多晶硅按照制程温度分为低温多晶硅和高温多晶硅。,硅Si,晶体硅,非晶硅 -Si,单晶硅 C-Si,多晶硅 P-Si,低温多晶硅LTPS,高温多晶硅 HTPS,硅分类图：,25,a-Si,P-Si,非晶硅和多晶硅晶向图,26,硅结构,电子迁移率,应用,像素开关,驱动电路,存储器,27,非晶硅TFT结构,LTPS TFT结构,底栅,顶栅,结构,应用,制程,7层CMOS,4-5层NMOS,28,垂直结构的a-Si:H TFT,29,LTPS工艺部分,30,非晶
8、硅TFT、氧化物和低温多晶硅TFT对比表,31,TFT面板制作流程,32,OLED面板制作流程,33,四、有源阵列显示技术,第四次变形,变小,变小,34,88像素矩阵,35,有源矩阵驱动, 低功耗 高对比度 高分辨率,矩阵驱动方式,36,有源矩阵驱动结构,无源矩阵驱动结构,控制信号,数据线,像素,栅极,行信号,列信号,37,PMOLED在阴极和阳极线交叉处是OLED发光的像素区。在ITO阳极加上正电压，金属阴极上加负电压，交叉点像素就会有电流通过发光。 缺点：非选通像素上的等效电容和电极间的漏电，会引起脉冲信号在电极间的串扰，导致交叉串扰现象，显示图像失真。,无源矩阵驱动方式,38,AMOLE
9、D是采用薄膜晶体管驱动的有机发光显示器，优点是：1）同一画面的各个像素是同时发光，发光亮度高、寿命长；2）各个像素独立控制，驱动电压也降低，耗电少，适合大面积显示；3）避免交叉串扰。,有源矩阵驱动方式,39,主动式驱动(有源驱动AMOLED) 有源驱动属于静态驱动方式，可独立控制每个像素的发光，易于实现高亮度和高分辨率。,OLED驱动方式,被动式驱动(无源驱动 PMOLED) 分为静态驱动电路和动态驱动电路，静态容易出现交叉效应而动态则有占空比的问题，且驱动电压高，不适合用在大尺寸与高分辨率面板上,40,阵列单元像素结构,41,阵列单元像素结构,42,等效电路,43,等效电路,44,有源矩阵液
10、晶显示器的驱动,45,显示颜色的形成,颜色显示模式-RGB模式,人眼对空间的分辨距离约为0.1mm， 而像素三原色间距小于0.1mm,故可以 看到三原色的混色。,46,动态画面的形成 人之所以可以看到连续动态的画面是利用了人的“视觉暂留”原理。人的视觉暂留时间是0.1-0.4秒，极限为0.025秒。而显示器的扫描周期周期低于0.1秒，故可以可以看到连续的画面。(电影每秒24帧，每帧1/24秒； 电视每秒60帧以上，每帧1/60秒。),有源阵列扫描,47,总 结,LCD：液晶显示。液晶面板由背光板、偏光片、玻璃基板、TFT、彩色滤光片等组成。由电压控制液晶分子的扭转角度来控制液晶显示。 OLED
11、:有机发光二极管 ，显示器的另一种显示方式。由二极管发光进行显示。 TFT：薄膜晶体管。 作为像素显示的开关，组成像素控制电路。 -S和LTPS：非晶硅和低温多晶硅，均为硅按照部分分类方法得到的子类。 为TFT像素开关 源极和漏极之间的半导体材料。低温多晶硅的电子迁移率显著高于非晶硅。 液晶显示器的驱动原理：无源矩阵和有源矩阵。 阵列基板：最常用的是非晶硅薄膜晶体管阵列，每一个像素都由栅极、绝缘层、a-Si:H有源层、n+a-Si欧姆接触层、源极、漏极、像素电极、扫描线、信号线、引线电极、存储电容组成。,48,技术没有尽头 未来如何变化 我们共同期待。 THANKS！,49,个人观点供参考，欢迎讨论,