第15章 平板显示器用薄膜

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。 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Del Ta结构、松下公司的不等款结构等。
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。
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。
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。
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
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
, 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。
让光线单向通过
液晶显示器LCD
AM-LCD 中的开关元件：TFT
有机电致发光显示器OHale Waihona Puke BaiduED
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-LCD TFT？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？
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。
等离子体平板显示器PDP
PDP结构图
ITO膜 Cr-Cu-Cr、Cr-Al、 Ag薄膜等
MgO薄膜 Al/Ag薄膜
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
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
• 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.
• 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 装 形 式
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
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。
液晶显示器LCD
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。
• 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。
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。