【doc】3英寸黑白有源矩阵液晶显示器

【doc】3英寸黑白有源矩阵液晶显示器 3英寸黑白有源矩阵液晶显示器 第1卷第4期 1993年l2月 液晶通讯 ChineseLetterofLiquidCrystal V01.1 Dec. No.4 1993 3英寸黑自有源矩阵液晶显示器 冯治兴 (电干工业部五十五研究所) 摘要 电子部南京55所,华中理工大学和电子部4所联合研制成功了3英寸黑白a--S1TFT—LCD,井在自 行设计制作的演示样机上实现视频图象显示.a--SiTFT--LCD的有效显示面积为B0mmX44ram.单元敦 240(H)×Z20(V).盘厚Bm.刊驱动电路采取数字,模拟电路j皂合集成方式.可提供最太IOV驱动电 压,行驱动为皇数字电路.可提供最大tOV驱动电压.演示样机按我国捧准电视毒I式工作.轼赣25Hz.啊 行扫描,为与625行扫描制式兼窖.采取3行取1行的取样方'式,背光源为自行研赫的蹲阴极费光管.发光 亮度8000—10000cd/.功耗<zw. 引言 有源矩阵液晶显示(AM—LcD)是液晶显示技术领域研究最活跃的分枝,在小型直视 和大型投影显示两端都已实现商品化,中间尺寸的直税型AM—Lcp1988年已研制出对 角线I4英寸彩色TFT—LcD样机.显示图象质量可与彩色CRT媲美].近年来,AM— LCD的研究动向主要是两个方面:一是大屏面,高精细化,目的用于EWS(Engineering Workstation)或HDTV:二是低成本,高成品率,高可靠性技术的开发,前者已研制成功 900(V)(3×1l52(H)×900(v)点),全色TFT— 对角线15英寸,象素数l152(H)× LC钉和对角线l7英寸.象素数1280(H)×1024(v)(3×1280(H)×1024(V)点). 彩色FTF--LCD;后者目前已有报导.全过程的生产成品率超过50,进一步奋斗目标 是超过70,为此,要求TFT矩阵板的成品率达80,液晶盒的成品率达9O,组件装 配的成品率达98 我国对液晶显示的科研和产业发展日益重视,在电科院的支持下,电子部55所,华中 理工大学和电子部47所1990年以来组织联合攻关,三单位发挥各自的技术长处,开展了 3英寸240(H)×220(v)单元黑白a--SiTFT—LCD研制工作.电子部55所总牵头和 负责液晶盒,背光源,演示样机研制.华中理工大学负责a—siTFT矩阵板研制,电子部 47所负责驱动电路研制. a—SiTFT矩阵板 我们确定的a—SiTFT--LCD研制目标是: 70液晶通讯1卷 显示面积60ram(H)X44mm(V)(对角线3英寸). 单元数240(H)x220(v), 单元节距250~m(H)x220pm(v) 开口率55%左右 II?,时 驱动电压Vc一20V,V.一士7.5V 显示模式透射TN模式' 颜色黑白 对比度?2O:1 灰度4级. 视角H:?4O.,V:+30.,一1O 我们设计的a--SiTFT为底栅交迭型结构,其示意图如图1所示{其制作工艺流程如 图2所示. N保护囊 固I"-SiTFT结构示意圈【a)a--Si"fFT的横截面.【b)单元布局 Fig?1SIrl-ct…fa--SiTFT,)C…t{.口d[agraraofa--S]TF1.tb)Isyou~.fplxel j先在玻璃基板上淀积cr膜,厚200--300nm,用湿法光刻成形栅极,然后在多室 PECVD连续淀积栅极绝缘膜SiN(300—400nm),本征a—s:H膜(200--300)nm和El-- a--Si:H膜(1-5—50nm),用千法光刻成形n+a--S[H和a--Si:H膜.接着用电子束蒸 镀法淀积ITO膜,并光刻成形象索电极,再蒸镀AI膜(4OO一500nm),光刻成形源,漏电 极,并把源,漏电极作为掩模板,刻蚀n—a—s}:H膜,最后淀积钝化层SiN,即完成TFT 矩阵板的制作.TFT沟道的宽长比为1OOm/1Om,除在每道工序检查板子的质量外,最 后,检测位于矩阵板四个角上的a--SiTFT陪管性能,确定矩阵板的好坏.在暗环境下,测 得的典型L—,曲线(固定V一10V)如图3所示. a—SiTFT—I(:D , , 一.. ?冯浩*3英寸黑自有谭矩阵椎晶显示器 Cr摸 囊聃基短 \ 量鼍 siN, 图z制怍a—SiTFT矩阵栀工艺斑程 F2Proces;g…he…olSTFTactivtma*irixplate 一一?l?It??fI 72藏晶通讯l巷 .为了使显示器有高的对比度,LCD设计工作在?H/2=1,因为Sehadt和Gerber证 明,在此条件下,电光特性(透过率丁一电压曲线)的斜率P=(Vs.一V.)/V可 近似 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示为". P=o.133+o.0266(^雎一1)+o.443(1n=竿)'^ 其中.一展曲形变弹性常数 岛一弯匝形变弹性常数? 凸"一液晶的双折射(?=,一n.,一寻常光的折射率,一非寻常光的折射率) d一液晶盒问隙 一 入射光波长 显然,当zi~d/2X一1时,P最小,即T—V曲线的陡度最大 因为LCD的响应时间,无论上升或下降,都与成比例,一液晶的粘度,一盒间 隙,为使显示器有快的响应,宜选取小的d值,根据我们的工艺条件和所购得的有源液晶 参数,选取d=8gm,图4绐出了液晶盒的外形结构尺寸 图314,一V'特性<慵电压ldV) Fig3,一JpropertyofaTFT(drainvoh~lgeIItV 图4液晶盘结柑 Fig.4$1ruetugeLcbpanel TFT—LcD的驱动由自行设计研制的12块驱动电路组成:4块行扫描电路,8块列驱动 电路. 行扫描电路(x驱动器)的框图如图5所示,双向移位寄存器使电路可从左向右或从右 向左移位扫描,使用方便.电平转换电路提高输出电压.最太可提供20V驱动电压,最大工 柞频率(时钟频率)20kHz,具有60条输出脚,每块可驱动60条扫描线,行扫描电路采用 CMOS工艺制作,具有低功耗和高电压的功能,并同常规的MOS电路和TTL.电路兼容. 4期玛治-3英寸黑白有潦矩阵藏晶显示器73 列驱动电路(Y驱动器)的框图如图6所示,它由cM0s(数字)电路和线性(模拟) 电路组台而成.双向移位寄存器使电路可从左向右或从右向左移位.锁存电路1,2,相继对 输入的数据进行移位锁存,线陛电路可获得最大]OV的连续输出,最大工作频率(时钟频 率)2MHz,具有3O条输出脚,每块可驱动3O条线. 行驱动电路和列驱动电路各自可串联使用,扩大驱动线数.采用斑马条连接方式连接驱 动电路与LCD. 背光源由自行设计研制的冷阴极荧光管,反射板和漫射板组成,灯管直径5ram,发光 材料为三波长荧光粉,6V直流输入电压经电子镇流器启动荧光管工作.荧光管亮度可达 8000--10000cd/m,背光源功耗小于2W. 固5x驱动器框图 Fig5BlockDiagramDfz--driver~ireuil 为能显示视频图象,设计制作了与视频接口的演示样机,样机按我国 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 电视制式工 作,帧频25Hz,隔行扫描,为与625行扫描制式兼容,采取3行取1行的取样方式,演示样机 的电路框图如图7所示图8是演示样机的照片(照片中左边部分是演示样机}右下部分是 舰频信号发生器;右上部分是5"CRT黑白电视机,作为视频接口取出视频信号和同步信号, 同时作对照显示用).用视频信号发生器(PALPatternGeneratorL(一399A)产生的测试 信号和录像机放送的视频图象信号检测了演示样机的性能.能清楚看出视频信号发生器产 生的三种测试信号(圆,方格和灰度条纹),对视频信号发生器产生的8级灰度电平,在样 机上能明确显示5级灰度{也能看出不太复杂的活动图象(见图9,照片显示的是一幅"日 立卡拉OK伴奏带"活动画面,文字下面是两个活动的猫).但由于显示器存在对比度不高, 串扰和点,线缺陷等问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ,无法分辨较复杂的活动图像.另外,由于样机工作帧频偏低 (25Hz),存在闪烁现象,这些问题都有待于我们进一步改进提高. 74液晶通讯1卷 图6y驱动器框图 Fig.6BLockDb,gram.fy--drivereircui~ 强7擅示样机的电,蔷框图 Fig.DIkdiagram0fci~uitrprototype 4期冯情;3英寸黑白有源矩阵禳晶显示器75 图B演示掸机照片 Fig.8Photograph0fprototype 感谢 田9演示图象照片 Fig.9photograph0rdisplaTcdimage 电子部47所孙明峰工程师为本文提供驱动电路框图及简要说明,华中理工大学老师提 供图3所示ffy曲线图,特此致谢. 参考文献, 1饯田驾,Semico~dm'torw199(~.7,P.211 2HM~tedettt1.,SID92DigestP47 3K.Kawa~f}.SID93,P743 4M.~hadt,Dispiayr.Vol19,No1.1992Pii 3--InchBlack/WhiteActiveMetrix LiquidCrystalDisplay FengZhixing (The5^Research,toe,Wiuiaryelectroniclnduary) Abstract The55thResearchInstituteoftheMinistryofElectronicIndustry,HuazhongUniver— sityotScienceandTechnology,andthe47thResearchInstituteottheMinistryotElec— tronicIndustrycooperatedtohavesucceededinfabricating3一inchblack/whitea--SiTFT -- LCDs,usedtodemonstrateTVimagesinourdevelopedprototype.Thea—SiTFT— LCDshave60ram×44rameffectivedisplayareas,and240(H)×220(V)pixels.Thecel1 拜翔 { nn T《 , 76蒗晶通讯1告 gap tQV S8"m.Thedighal/analoghybridintegratedpatternisusedforcolumndrivers,and maximumvoitagecanbeprovided.Thescandriversarefulldigita!~~ireuitsandcan p小i躺lvmx{甑辑driyingvoltage.Thedemonstratedprototypeoper~ed~ neeordingtO thenad酾Itelevisionsta耐ards,i.eframefrequency25interlacedsca{tlinein 3linesissamp}edinordertobecompatiblewith6251_m啦sca.flingst量p.eia cold-7,~athodefluorescencelampshbeeniabricatedfor. theback甫岬一 : . ~Ds,ha细ving . 8000,"00 _ o6~d/m'+turnance'herco?su州ht. 一 ..…扛'一,,