薄膜晶体管原理及应用显示与图像传感器件底层单元( 六 ) _经验知识

(2)液晶显示屏彩色的显示
TFT液晶显示屏之所以能够显示出色彩逼真的彩色。是由其内部的彩色滤色片和TFT场效应管共同协调工作完成的。下面结合下图所示电路图进行说明。图中展示了液晶屏上一组三基色像素的示意图。

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从图中可以看出。在t时刻。R、G、B三基色像素从源极驱动器输出。加到源极驱动电极n-l、n、n+l上。即各TFT管的源极S上。而此时（即t时刻）。栅极驱动器输出的行驱动脉冲只出现在第m行。因此。第m行的所有TFT开关管导通。于是。R、G、B驱动电压vl、V2、V3分别通过第m行导通的TFT管加到漏电极像素电极上。故R、G、B三基色像素单元透光。送到彩色滤色片上。经混色后显示一个白色像素点。
下图给出了显示三个连续白色像素点的示意图。显示的工作过程与前述类似。即在t 。时刻。第m-l行的TFT管导通。于是在第m-l行的对应列处显示一个白色像素点；在t2时刻。第m行的TFT管导通。于是在第m行的对应列处显示一个白色像素点；在t3时刻。第m+l行的TFT管导通。于是在第m+l行的对应列处显示一个白色像素点；由于t1、t2、t3之间的间隔很小。因此。人眼看不到白色像素点的闪动。而看到的是三个竖着排放的白色像素点。

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以上介绍的只是显示白色的情况。若显示其他颜色。原理是相同的。例如。若要显示黄色。只需要R、G两像素单元加上电压。使R、G透光显示出滤色片的颜色；同时。不给B像素单元加电压。因此。B像素单元不能透光而呈黑暗状态。也就是说。在三基色单元中。只有R、G两单元发光。故能呈现黄色。
可见。如果将视频信号加到源极列线上。再通过栅极行线对TFT场效应管逐行选通。即可．控制液晶屏上每一组像素单元的发光与否及发光颜色。从而达到显示彩色图像的目的。各基色像素单元的源极列线。按照三基色的色彩不同而分为R、G、B三组。分别施加各基色的视频信号。就可以控制三基色的比例。从而使液晶屏显示出不同的色彩。
平板显示器的TFT驱动线路制作方法
1.利用沉淀形成gate metal 。首先在玻璃基板上涂布一层金属。然后涂上光阻胶。最后通过暴光、显影、蚀刻和除胶而形成gate metal 。涂布的金属材料主要成分为：钛（TI）、铝（AL）、钼（MO）和铬（CR）以及其混合物。
2.沉淀SI3N4（氮化硅）、a-SI（非晶硅）和N+a-si（N型硅）。首先利用PECVD ( Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition ) 技术分别涂布一层SI3N4、N+a-si和a-si 。然后在N+a-si和a-si上涂布光阻胶。通过暴光、显影、蚀刻和除胶而形成所需形状。PECVD指的是等离子体增强化学气相沉积法。原理是借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体电离。在局部形成等离子体。而等离子体化学活性很强。很容易发生反应。在基片上沉淀出所期望的薄膜。SI3N4、N+a-si和a-si三种材料充当的角色分别为：gate端和液晶存储电容的电解质、N型半导体和P型半导体。

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3.形成source metal和drain metal 。首先在a-si上涂布一层金属材料来作为source metal和drain metal 。然后在金属材料上涂布光阻胶并通过暴光、显影、蚀刻和除胶而形成所需形状。Source metal和drain metal主要成分为：钛（TI）、铝（AL）、钼（MO）和铬（CR）。这与gate metal相同。
4.沉淀SI3N4和ITO（Indium Tin Oxides）。ITO氧化铟锡是一种透明导电薄膜。首先利用PECVD技术沉淀一层SI3N4 。然后再涂布一层ITO 。至此整个TFT玻璃就完成了也就是说TFT-LCD open cell前端制程已经完成。其架构如图4所示。其中gate metal连接至gate ic 。source metal连接至data ic 。

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设计一个TFT面板。必须基于一个确定的TFT制程以及制程设计准则。和IC的制程相似。制作TFT和各电极所需的形状。是先将这些形状制作在掩模版上。通过光刻的方式转写到玻璃基板。因此。在设计之前。必须了解TFT的制程。知道Array基板上各种膜层之间的层次关系及用途。若采用的制程不同。设计原理虽然相同。但考虑的重点则有所变化。此处将以top ITO型的五道掩膜（见图）为例进行说明。