应用于AMOLED显示的金属氧化物TFT行集成驱动电路研究与设计
发布时间：2021-12-31 19:25
薄膜晶体管（TFT）是平板显示领域核心的有源寻址器件。近年来金属氧化物TFT由于其优良的器件特性和低成本的生产工艺而受到极大关注,有望代替传统的非晶硅TFT和低温多晶硅TFT,成为新一代背板技术。而有源矩阵有机发光二极管（AMOLED）显示由于其具有众多的优点如可自主发光,高响应速度和可柔性弯曲等,是被誉为下一代可取代液晶显示（LCD）的大尺寸、高分辨的显示技术。金属氧化物TFT应用于AMOLED显示更是成为产业界的热点。金属氧化物TFT因其优良的器件特性,不仅可以作为像素的驱动单元,还可以用来集成外围驱动电路,特别用来集成行驱动电路。用金属氧化物TFT集成行驱动电路不仅可满足AMOLED日趋复杂的像素补偿电路的驱动要求,而且还有众多优点如简化模组工艺,降低芯片成本及实现显示器的窄边框等。本文主要对应用于AMOLED显示的金属氧化物TFT的行集成驱动电路进行研究与设计。首先对实际测出的金属氧化物TFT特性曲线进行模型拟合,为后续对金属氧化物TFT的行集成驱动电路的原理验证提供精确的仿真模型。然后设计了一种应用于AMOLED显示的高稳定性的金属氧化物TFT行集成驱动电路,先对该电路进行原...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
TFT器件结构
a） b）图 1-2 N 型 TFT a）转移特性 b）输出特性Fig 1-2 N type TFT a) The transfer characteristic b) The output characteristic图 1-2 a）为 TFT 的转移特性曲线，可以看出 TFT 栅极可以控制流过管子电流的大，因此利用栅极电压的大小可以很好地控制 TFT 的开与关。图 1-2 b)为输出特性曲线，要包括三个工作区：（1）截止区。TFT 的栅源电压使管子关断，使流过管子的电流非小，管子处于截止状态；（2）线性区。当 VDS﹤﹤VGS，流过管子的漏电流随源漏电压线增加，TFT 的沟道电阻不变，其沟道电阻与管子的栅源电压无关；（3）饱和区。当 VDS﹥VGS，沟道中流过的电流保持恒流状态，其漏电流只与 TFT 的栅源电压有关[6]。根据形成 TFT 沟道有源层材料的不同，主要分为氢化非晶硅（Hydrogenatedmorphous silicon，H: a-Si）TFT，低温多晶硅（Low Temperature Poly-Silicon, LTPS）TFT金属氧化物（Metal Oxide）TFT[1-6]。另外，还有一种以有机物（Organic）半导体材为有源层的 TFT 近年来也引起了一定的关注，有机 TFT 的材料来源多，可采用溶液
图 1-3 2T1C 电路原理图Fig 1-3 Schematic of 2T1C circuit，T1 为开关管而 T2 为驱动管，工作过程包括 Vdata 会将像素所需要的灰阶电压信号通过 T1，T2 的栅极电压被存储电容 Cs 存储，在整一个因此 OLED 亮度不变，其中流过 OLED 的电流2n222()()21OLEDoxGSthVVLWI μ C （1-1） μn，W/L，Cox和 Vth2分别是驱动管 T2 的载流电容，栅源电容和阈值电压。从公式 1-1 可以值电压 Vth2的影响。在非晶硅中，TFT 的阈值移，而在低温多晶硅中，TFT 的阈值电压会在化物中，TFT 随着工作时间的增长（特别是在
【参考文献】：
期刊论文
[1]A new poly-Si TFT compensation pixel circuit employing AC driving mode for AMOLED displays[J]. 宋小锋,罗建国,周雷,张立荣,吴为敬,彭俊彪. Journal of Semiconductors. 2013(12)
[2]金属氧化物薄膜晶体管及其在新型显示中的应用[J]. 曹镛,陶洪,邹建华,徐苗,兰林锋,王磊,彭俊彪. 华南理工大学学报(自然科学版). 2012(10)
[3]一种WXGA液晶显示器的非晶硅栅极驱动电路[J]. 何常德,廖聪维,梁逸南,张盛东,David Dai,Smart Chung,T.S.Jen. 测试技术学报. 2011(03)
[4]氧化锌基薄膜晶体管最新研究进展[J]. 林明通,余峰,张志林. 光电子技术. 2008(04)
[5]基于P-Type多晶硅TFT技术的集成型有源OLED驱动电路（英文）[J]. 丁媛媛,司玉娟,郎六琪. 电子器件. 2008(01)
博士论文
[1]氧化物薄膜晶体管研究[D]. 徐华.华南理工大学 2014
[2]新型金属氧化物薄膜晶体管的性能研究及工艺开发[D]. 罗东向.华南理工大学 2014
[3]金属氧化物薄膜晶体管器件的稳定性研究[D]. 李民.华南理工大学 2014
[4]薄膜晶体管及其在有源矩阵有机发光二极管中的应用[D]. 兰林锋.华南理工大学 2010
硕士论文
[1]OLED像素驱动电路设计[D]. 周雷.华南理工大学 2013
[2]面向AMOLED应用的氧化锌基TFT集成电路研究[D]. 张立荣.华南理工大学 2012
本文编号：3560830
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
TFT器件结构
a） b）图 1-2 N 型 TFT a）转移特性 b）输出特性Fig 1-2 N type TFT a) The transfer characteristic b) The output characteristic图 1-2 a）为 TFT 的转移特性曲线，可以看出 TFT 栅极可以控制流过管子电流的大，因此利用栅极电压的大小可以很好地控制 TFT 的开与关。图 1-2 b)为输出特性曲线，要包括三个工作区：（1）截止区。TFT 的栅源电压使管子关断，使流过管子的电流非小，管子处于截止状态；（2）线性区。当 VDS﹤﹤VGS，流过管子的漏电流随源漏电压线增加，TFT 的沟道电阻不变，其沟道电阻与管子的栅源电压无关；（3）饱和区。当 VDS﹥VGS，沟道中流过的电流保持恒流状态，其漏电流只与 TFT 的栅源电压有关[6]。根据形成 TFT 沟道有源层材料的不同，主要分为氢化非晶硅（Hydrogenatedmorphous silicon，H: a-Si）TFT，低温多晶硅（Low Temperature Poly-Silicon, LTPS）TFT金属氧化物（Metal Oxide）TFT[1-6]。另外，还有一种以有机物（Organic）半导体材为有源层的 TFT 近年来也引起了一定的关注，有机 TFT 的材料来源多，可采用溶液
图 1-3 2T1C 电路原理图Fig 1-3 Schematic of 2T1C circuit，T1 为开关管而 T2 为驱动管，工作过程包括 Vdata 会将像素所需要的灰阶电压信号通过 T1，T2 的栅极电压被存储电容 Cs 存储，在整一个因此 OLED 亮度不变，其中流过 OLED 的电流2n222()()21OLEDoxGSthVVLWI μ C （1-1） μn，W/L，Cox和 Vth2分别是驱动管 T2 的载流电容，栅源电容和阈值电压。从公式 1-1 可以值电压 Vth2的影响。在非晶硅中，TFT 的阈值移，而在低温多晶硅中，TFT 的阈值电压会在化物中，TFT 随着工作时间的增长（特别是在
【参考文献】：
期刊论文
[1]A new poly-Si TFT compensation pixel circuit employing AC driving mode for AMOLED displays[J]. 宋小锋,罗建国,周雷,张立荣,吴为敬,彭俊彪. Journal of Semiconductors. 2013(12)
[2]金属氧化物薄膜晶体管及其在新型显示中的应用[J]. 曹镛,陶洪,邹建华,徐苗,兰林锋,王磊,彭俊彪. 华南理工大学学报(自然科学版). 2012(10)
[3]一种WXGA液晶显示器的非晶硅栅极驱动电路[J]. 何常德,廖聪维,梁逸南,张盛东,David Dai,Smart Chung,T.S.Jen. 测试技术学报. 2011(03)
[4]氧化锌基薄膜晶体管最新研究进展[J]. 林明通,余峰,张志林. 光电子技术. 2008(04)
[5]基于P-Type多晶硅TFT技术的集成型有源OLED驱动电路（英文）[J]. 丁媛媛,司玉娟,郎六琪. 电子器件. 2008(01)
博士论文
[1]氧化物薄膜晶体管研究[D]. 徐华.华南理工大学 2014
[2]新型金属氧化物薄膜晶体管的性能研究及工艺开发[D]. 罗东向.华南理工大学 2014
[3]金属氧化物薄膜晶体管器件的稳定性研究[D]. 李民.华南理工大学 2014
[4]薄膜晶体管及其在有源矩阵有机发光二极管中的应用[D]. 兰林锋.华南理工大学 2010
硕士论文
[1]OLED像素驱动电路设计[D]. 周雷.华南理工大学 2013
[2]面向AMOLED应用的氧化锌基TFT集成电路研究[D]. 张立荣.华南理工大学 2012
本文编号：3560830
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