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TFT技术解析及其应用

2016年11月25日 11:42 次阅读

  一、TFT简介

  TFT是薄膜晶体管(Thin Film Transistor)英文首字母的简写形式。它具有晶体管的“有源性(开关、放大)”和“薄膜”的“薄”的双重特性,与平板显示屏(例如LCD、OLED等)组合,构成当今的平板电视(TFT-LCD、TFT-OLED),TFT是其中关键核心部件之一。

  通常TFT有源材料是硅薄膜,根据硅薄膜结构不同,晶体管分为非晶硅TFT(a-Si TFT)、多晶硅(p-Si TFT)和单晶硅MOSFET(c-Si MOSFET)。此外采用有机材料制备的TFT,称为有机TFT(或者OTFT)。

  薄膜晶体管自上世纪60年代发明开始, 已经得到了非常广泛的推广和应用, 发展速度之快超乎想象。从非晶硅TFT 到多晶硅TFT, 从高温多晶硅TFT 到低温多晶硅TFT, 技术越来越成熟, 应用的对象也从只是驱动LCD 发展到既可以驱动LCD 也可以驱动OLED、甚至电子纸。随着半导体工艺的水平的不断提高,像素尺寸不断减小, 显示屏的分辨率也越来越高。

  TFT寻址的液晶显示器以其大容量、高清晰度和全彩色的视频显示成为液晶乃至整个平板显示的主导技术,相关的高技术产业也成为目前的主要投资方向。TFT制造技术在以其寻址的液晶显示器中处于关键地位,它的研发历来是研究中的重点。

TFT

  二、显示器的驱动方式

  无论是液晶显示还是OLED显示都分为主动显示和被动显示两大类。对于 LCD显示,分成 无源(被动)驱动显示LCD,如:Color-STN-LCD显示器,STN-LCD,TN-LCD等;有源(主动)驱动显示LCD,如:TFT-LCD。对于OLED显示,分成 无源(被动)驱动显示OLED(PMOLED)和 有源(主动)驱动显示OLED(AMOLED)。

  无源(被动)驱动显示OLED或LCD通常只能同时显示200行以下,因此要显示更多的行数以达到高清晰度,就要采用有源(主动)驱动显示方式,即TFT-LCD、AMOLED。有源(主动)驱动显示方式包含TFT制作技术。

  三、TFT薄膜技术

  1.非晶硅薄膜。非晶硅薄膜晶体管技术是70年代提出的。经过各国科学家近30年的不懈努力, 如今第七代以上液晶显示器(LCD)生产线已全部实现自动化,工业生产技术相当成熟。已经发展成为当今世界液晶显示器的主流产品,未来发展的目标是更大的屏幕尺寸和更低的生产成本。非晶硅TFT技术,其优点是制备工艺成熟,相对简单,成品率高,适合于大面积生产。其缺点是TFT只有N型器件,迁移率只有 0.5-1.0cm2/Vs。因此,采用非晶硅TFT工艺,很难制备高性能、全集成的超薄型结构紧凑的显示器模块。非晶硅TFT技术不能用于高分辨率的有源驱动OLED显示屏。

  2.多晶硅薄膜(poly-Si)。多晶硅薄膜工艺主要分为两大类:

  (1)高温工艺,指整个加工过程中温度高于900℃。高温工艺只能以昂贵的石英为衬底,TFT性能好,高温工艺只适用于中小尺寸的显示屏或投影屏系列。

  (2)低温工艺,整个加工过程中温度低于600℃。采用低温工艺可在廉价玻璃衬底上制作较大的显示屏。低温多晶硅(LTPS)TFT由于其低功耗、轻便、薄型、提供大电流和系统集成性而被广泛地应用于有源(主动)驱动显示TFT-LCD和AMOLED中。多晶硅TFT的工艺关键是如何低成本地、大面积制备优良的多晶硅薄膜。目前,制备多晶硅材料的方法有快速退火(RTA)、准分子激光晶化(ELC)、固相晶化(SPC)、连续横向晶化(SLS)和金属诱导低温多晶硅 (MIC)技术等。

  低温多晶硅LTPS TFT技术可完全解决非晶硅TFT技术不能解决的问题。特别是2000 年以后,由于a-Si TFT产能过剩,日、韩、台厂商积极投入LTPS TFT,才使LTPS TFT在未来数年内有了更多的发展机会。特别是最近中小尺寸面板市场的快速增长,多晶硅TFT发展开始步入黄金时期。LTPS TFT很早就被视为下一代LCD必备的技术。

  3.有机薄膜TFT。有机TFT的出现,将对现有非晶硅TFT形成有力的竞争是不言而喻的。它将是新一代柔性显示的核心技术,使用柔性显示技术制造的显示屏可以像画布一样卷曲,并可能像液晶显示器一样成为未来显示器世界的重要一员。

  由于使用有机材料,具有可弯曲显示的特点,因此不但耐冲击,而且重量轻、体积小。不仅改变了显示器的外观,应用环境也因此大为扩展且多样化。采用类似于报纸印刷工艺的卷带工艺将显示器印刷在塑料薄膜片上,可极大地降低生产成本。

  国际上开展OTFT研究已近20年,但如何设计与加工高性能的器件、如何降低加工成本、如何合成兼具高迁移率与环境稳定性的有机半导体材料等,一直是研究和技术瓶颈,目前尚没有取得实质性突破。就整体而言,国际上在柔性电子领域的研究尚处在起步阶段,拥有极大的技术突破和专利申请空间。

  四、TFT显示器的应用(主要是下面的四大类)

  1. 便携式显示:可视频移动电话、可视频PDA、可视频电子书等;

  2. 车载显示:GPS、安全驾驶显示、多媒体显示等;

  3. 计算机显示:笔记本电脑、监视器等;

  4.家电和办公室显示:电视、互联网络终端、电子报纸等。

  总之,TFT技术在平板显示产业中处于核心地位,具有资金密集、人才密集、技术密集的特点,面板产值高,产业集聚效应明显。

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发表于 2018-02-27 07:25 5279次阅读
2018年OLED产能增长放缓已无新投资入场

三星否认正布局OLED电视

虽然LG、索尼、松下等仍然在 OLED 电视圈耕耘,但是OLED面板的老大 三星 则是有很多年没有涉...

发表于 2018-02-26 15:07 138次阅读
三星否认正布局OLED电视

LCD多级菜单具体实现源代码

发表于 2018-02-24 19:51 672次阅读
LCD多级菜单具体实现源代码

通用显示公司与国显光电合作为其提供重要OLED材...

通用显示公司宣布与昆山国显光电达成合作协议。根据这项协议,Universal Display(UDC...

发表于 2018-02-24 11:28 498次阅读
通用显示公司与国显光电合作为其提供重要OLED材...

OLED屏市场渗透率将超越LCD 2020年出货...

据报道,未来OLED在智能手机中的渗透率将会大大超越LCD,预计在2020年智能机OLED屏出货达8...

发表于 2018-02-23 10:49 349次阅读
OLED屏市场渗透率将超越LCD 2020年出货...

你知道大尺寸OLED良品率达90%意味着什么?

LG Display前不久将其“2017年度创新成果一等奖”的勋章颁给了OLED良率改进小组,因为在...

发表于 2018-02-21 16:13 785次阅读
你知道大尺寸OLED良品率达90%意味着什么?

OLED 12864 单片机 嵌入式 proteus

发表于 2018-02-12 11:08 885次阅读
OLED 12864 单片机 嵌入式 proteus

苹果AR眼镜项目存疑 传苹果入股OLED小屏制造...

苹果研发AR设备(或是AR眼镜)项目一直都是一个迷,也没有向外透露过,但是近日传闻苹果、LG投资了生...

发表于 2018-02-12 10:32 221次阅读
苹果AR眼镜项目存疑 传苹果入股OLED小屏制造...

OLED和量子点之争依然激烈 激光电视加入大屏电...

据报道,在大屏电视市场正在进行激烈的角逐的时候,当OLED和量子点之争仍如火如荼,激光电视突然杀入让...

发表于 2018-02-11 08:53 531次阅读
OLED和量子点之争依然激烈 激光电视加入大屏电...

2017年中国大陆OLED面板量产出货大幅增长

2017年国内OLED产业发展情况总结!进入2018年后,业内仍然不得不面对产线投资过热,柔性OLE...

发表于 2018-02-10 06:51 1338次阅读
2017年中国大陆OLED面板量产出货大幅增长

JDI与中国厂商合作谈判延滞 预计推迟至4月之后

JDI与中国企业资本合作谈判正在走向长期化,据悉是因为和中国企业等对象进行的协商陷入僵局,再加上接单...

发表于 2018-02-07 10:13 242次阅读
JDI与中国厂商合作谈判延滞 预计推迟至4月之后

三星进一步提升柔性OLED生产 同时加强Bixb...

2017年三星的业绩表现突出,柔性OLED业务增长幅度最大,三星表示将继续增加柔性OLED屏幕的产能...

发表于 2018-02-06 11:21 248次阅读
三星进一步提升柔性OLED生产 同时加强Bixb...

屏下指纹辨识技术的种类、所带来的问题以及是否真的...

屏下指纹辨识真的有必要吗?到底他会带来什么使用上的问题呢?。

发表于 2018-02-05 16:46 1607次阅读
屏下指纹辨识技术的种类、所带来的问题以及是否真的...

总结2017年国内OLED产业发展情况

最近几年,OLED产业投资在国内遍地开花,面板企业、金融机构及地方政府纷纷在OLED显示上狠下功夫。...

发表于 2018-02-05 15:25 1331次阅读
总结2017年国内OLED产业发展情况

新型显示与半导体照明芯片在全球和国内的市场发展趋...

在显示技术方面,OLED(有机发光二极管)与 LCD 相比,具有优异的色彩饱和度、对比度、反应速度以...

发表于 2018-02-03 16:04 1737次阅读
新型显示与半导体照明芯片在全球和国内的市场发展趋...

一文深度探究柔性显示技术

柔板显示是非常具有前景的显示技术,通过很多的研究者和工程师的努力开发,柔性显示技术发展迅速。在不久的...

发表于 2018-02-03 10:32 1527次阅读
一文深度探究柔性显示技术

2017华硕稳居电竞显示器龙头2018年电竞监视...

2017年电竞监视器(WitsView定义为刷新率100Hz以上)出货量约250万台,年成长率高达8...

发表于 2018-02-03 07:38 7038次阅读
2017华硕稳居电竞显示器龙头2018年电竞监视...

lcd与lcm的区别是什么?

LCM英文全称Liquid Crystal Display Module,即LCD显示模组、液晶模块...

发表于 2018-02-02 14:51 276次阅读
lcd与lcm的区别是什么?

AMOLED技术日臻成熟 即将开启视觉新时代

维信诺创新设计大赛让整个AMOLED产业的创新升级增加额外动力,如今随着折叠的AMOLED技术日臻成...

发表于 2018-02-02 13:44 313次阅读
AMOLED技术日臻成熟 即将开启视觉新时代

夏普完成逆袭 电视知名度稳步上升

夏普电视销售获得增长,是利润增长的最大来源。据悉被富士康收购后夏普开始了逆袭之路,利用富士康的销售网...

发表于 2018-02-02 10:29 249次阅读
夏普完成逆袭 电视知名度稳步上升

OLED和量子点终究还是败给了LCD

大家都在期待OLED/量子点会带来更多的突破,但是根据目前状况来看,OLED也许表现的根本没那么好,...

发表于 2018-02-02 09:59 555次阅读
OLED和量子点终究还是败给了LCD

OLED阵营再壮大 2018年OLED同比增长1...

随着OLED面板良率的稳健提升,2017年OLED电视的发展情况非常乐观,据悉零售量规模达11.3万...

发表于 2018-02-01 11:26 329次阅读
OLED阵营再壮大 2018年OLED同比增长1...

京东方VS三星,谁能助力中国市场智能手机的升级需...

根据咨询公司Sigmaintell近日公布的数据显示,2017年全球18:9屏幕的出货量达到了2.3...

发表于 2018-02-01 09:31 7793次阅读
京东方VS三星,谁能助力中国市场智能手机的升级需...

操作LCD1602A,在自己的PIC单片机上增加个LCD显示器

发表于 2018-01-30 21:18 375次阅读
操作LCD1602A,在自己的PIC单片机上增加个LCD显示器

操作LCD1602A,在自己的PIC单片机上增加个LCD显示器

发表于 2018-01-30 21:18 375次阅读
操作LCD1602A,在自己的PIC单片机上增加个LCD显示器