面向AMOLED应用的氧化锌基TFT集成电路研究

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主动矩阵有机发光二级管显示器(AMOLED)是又一新型显示技术,被誉为可以代替液晶的下一代显示技术,其中薄膜晶体管(TFT)技术是AMOLED技术的主要核心与难点。采用TFT构成的外围电路,如行集成驱动电路,ESD电路等替代专门的CMOS芯片,可以降低显示屏的成本,提高显示质量和良率,已成为国内外研究的热点。本文主要在氧化锌(ZnO)基TFT的模型参数提取和曲线拟合,基于氧化锌基TFT的行集成驱动电路设计和参数确定,ESD电路设计和参数确定等方面进行了深入地探讨和研究。针对目前还没有氧化锌基TFT的仿真标准模型,本文根据实验测试出来的TFT特性曲线,对器件主要性能进行参数提取,并基于RPI-62level TFT管模型,拟合实验测出来的器件曲线,吻合度符合后续章节仿真的需求。本文根据ZnO基TFT的特性,分析传统行集成驱动电路结构采用ZnO基TFT制作的不足,如电路存在漏电回路,功耗大,输出电压幅值小等缺点,设计了两种新型的行集成驱动电路,单时序直流驱动和流水线交流驱动行集成电路,详细地分析它们的设计过程以及工作原理。给出了HSPICE的仿真结果,满足驱动采用2T1C像素电路的320*480显示屏驱动设计指标,速度为50kHz,输出电压幅度为16V,功耗低于3mW。并对单时序直流驱动电路进行了流片,对流片后的电路进行测试,分析设计和版图上存在的问题,提出下一步工作重点。最后本文分析并实验验证传统结构的ESD电路采用ZnO基TFT制作存在的不足,正常工作下的漏电流过大,影响阵列工作,设计ZnO基TFT新型静电放电(ESD)电路,实验验证具有ESD保护功能。
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