TFT元件结构及原理.ppt

1 TFT元件結構及原理 2 TFT LCD的面板構造 3 Array面板說明 4 5 Array面板示意圖 6 1 因TFT元件的動作類似一個開關 Switch 液晶元件的作用類似一個電容 藉Switch的ON OFF對電容儲存的電壓值進行更新 保持 2 SWON時信號寫入 加入 記錄 在液晶電容上 在以外時間SWOFF 可防止信號從液晶電容洩漏 3 在必要時可將保持電容與液晶電容並聯 以改善其保持特性 7 1 上圖為TFT一個畫素的等效電路圖 掃描線連接同一列所有TFT閘極電極 而信號線連接同一行所有TFT源極電極 2 當ON時信號線的資料寫入液晶電容 此時 TFT元件成低阻抗 RON 當OFF時TFT元件成高阻抗 ROFF 可防止信號線資料的洩漏 3 一般RON與ROFF電阻比至少約為105以上 8 認識TFT G D S 1 TFT為一三端子元件 2 在LCD的應用上可將其視為一開關 3 為何要採InvertedStaggered之結構 9 TFT元件的運作原理 1 Vgs Vth 訊號讀取 TFT元件在閘極 G 給予適當電壓 VGS 起始電壓Vth 註 使通道 a Si 感應出載子 電子 而使得源極 S 汲極 D 導通 註 Vth為感應出載子所需最小電壓 10 TFT元件的運作原理 2 Vgs Vth 訊號保持 1 TFT元件在閘極 G 給予適當電壓 當VGS小於起始電壓時沒有感應出載子則通道成斷路 2 故TFT元件可看成開關 當VGS Vth則ON 當VGS Vth則OFF 11 TFT元件的運作原理 一VgsVth 形成感應通道Ids 1 2unCox W L Vgs Vth Vds Vds2 三Vgs Vth Vgd Vth 進入夾止區 在Drain側通道消失 Ids 1 2unCox W L Vgs Vth 2 影響Ids之重要參數1 Vth2 un Mobility3 Cox Gate到Channel的電容4 W L 12 TFT之VgV S LogId圖 註 此圖為一特定之Vds下所量得 13 1 VG為掃描線電壓 VID為信號線電壓 分別加在TFT的閘極 源極 2 在T1時域 水平選擇期間 TFTON 畫素電極電位VP會被充電至信號電位VID 在T2時域 非選擇期間 TFTOFF 在OFF的瞬間 VP會下降 V 此 V的大小與TFT元件的閘極與汲極間的寄生電容CGD有關 因此在設計與製程元件時盡量避免寄生電容的產生 14 1 V的大小關係如下 CGD 閘極與汲極間電容CLC 液晶電容CST 保持電路2 此下降電壓 V與影像信號的極性無關 永遠比畫素電位VP下降此一電壓值 因此 只要將彩色濾光片的共用電極電位VCOM設定成相對於信號線的中心電壓VC低一偏移值 V 便可以使加在畫素電極上的電壓成為正負對稱的波形 使直流位準的電壓降誤差到最小值 15 儲存電容 Vg VS 目的 降低TFT關閉時 因Cgs所引起的畫素電壓變化 VoltageOffset 畫素電壓 16 1 臨界電壓 Vth2 電子遷移率 Mobility unVp unE3 Ion Ioff4 開口率 ApertureRatio 1 TFT 2 Gate Source線 3 Cst 4 上下基板對位誤差 5 DisclinationofLC5 因Cgs產生之DCVoltageOffset