第15章平板显示器用薄膜

液晶显示器LCD
LCD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
液晶显示ຫໍສະໝຸດ BaiduLCD
LCD的进展
等离子体平板显示器PDP
➢ PDP结构图
MgO薄膜 Al/Ag薄膜
ITO膜
Cr-Cu-Cr、Cr-Al、 Ag薄膜等
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。
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。
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.
• 低温poly-Si TFT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。
封 QFP：四边扁平封装
装 COB：板上芯片
形 式
TAB：带载自动键合 COG：玻璃上芯片 COF：膜上芯片
液晶显示器LCD
➢ AM-LCD 中的开关元件：TFT
采用poly-Si TFT的AM-LCD
• 相比a-Si:H TFT，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-Si TFT。
• 制备低温poly-Si TFT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。
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)：Flat Panel Display，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
显示器的分类—
电子 显示 器件
液晶显示器LCD
LCD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。
• 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 : H TFT的AM-LCD • 在a-Si:H TFT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。
背光源
(不加电压)
(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
由 RGB 三 种 过 滤片组成, 通 过三者混合调 节颜色与亮度。
, ITO电极 让光线单向通过
类似开关，可 控制IC中信号 电压，进而决 定 LC 分 子 偏 转角度。
液晶显示器LCD
➢ AM-LCD 中的开关元件：TFT
• 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。
等离子体平板显示器PDP
PDP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PDP
➢ 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。