ЖУРНАЛ «СТА» №2/2005

В основе технологии UHA лежит формирование гибридной структуры, которая объединяет модифицирован- ную матрицу управляющих тонкоплё- ночных транзисторов и низкотемпера- турные поликремниевые схемы управ- ления. В традиционных ЖКдисплеях на поликремниевых тонкоплёночных транзисторных структурах использу- ются кристаллы схем управления, ко- торые прикреплены к стеклу дисплея. Между тем, низкотемпературные по- ликремниевые схемы управления мо- гут быть непосредственно встроены в стекло посредством технологии, ана- логичной используемой при производ- стве полупроводниковых приборов. Возможность такой интеграции схем управления приводит к гораздо более простым межсоединениям, чем в тра- диционных ЖКдисплеях. Новая структура пикселов, соответ- ствующая UHAтехнологии, миними- зирует площадь межсоединений и уве- личивает апертуру примерно на 20% по сравнению с предшествующими моде- лями ЖКдисплеев корпорации Sharp, использующими активную матрицу управляющих тонкоплёночных тран- зисторов. А при сопоставимой яркости моделей этих двух типов ЖКдисплеи с UHA рассеивают примерно на 20% меньшую мощность. Технологии, обеспечивающие широкий угол обзора В отличие от ЭЛТдисплеев, допус- кающих углы обзора до 180° как по го- ризонтали, так и по вертикали, ЖКдисплеи имеют более узкие сек- торы возможных углов обзора в любой из плоскостей. Границы этих секторов устанавливаются по предельно допус- тимым для нормального восприятия значениям яркости и контраст- ности. Например, для цветных дисплеев угол обзора является приемлемым, пока цвета изоб- ражения остаются неизменны- ми. TFT ЖКдисплеи Sharp при- меняют технологию Super V, обеспечивающую углы обзора в горизонтальной плоскости (L/R) до 140°, а в вертикальной плоскости (U/D) до 110° (угол обзора определяется в градусах слева направо и сверху вниз). Новейшее поколение ЖКдисплеев Sharp, использующее технологию ASV (Advanced Super View), имеет значи- тельно лучшие показатели: более 170° L/R и U/D. Конкурирующие фирмы предлагают технологию IPS (In Plane Switching), которая создаёт широкий симметричный угол обзора, но сопро- вождается ухудшениями таких параме- тров, как скорость отклика, энергети- ческие показатели, диапазон рабочих температур. В ячейке, выполненной по технологии IPS, оба электрода, пере- ключающие яркость пиксела, распола- гаются на той же пластине, что и тон- коплёночный транзистор (в традици- онной ячейке один из электродов вы- несен на верхнюю поверхность жидко- го кристалла). В результате и во вклю- ченном, и в выключенном состояниях молекулы жидкого кристалла не при- нимают ориентацию, перпендикуляр- ную поверхности, и всё время находят- ся в плоскости экрана, за счёт чего уст- раняется главная причина искажений изображения при взгляде на экран сбо- ку [3]. Главным недостатком технологии IPS является то, что описанное расположе- ние электродов влечёт за собой умень- шение площади, через которую может проходить свет. При этом апертура ячейки снижается примерно на 10% по сравнению с аналогичным по прочим показателям TFT ЖКдисплеем. Технология ASV таких недостатков не имеет. Т ЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА АКТИВНО - МАТРИ Ч НЫХ ДИСПЛЕ - ЕВ Предыдущее поколение ЖКдиспле- ев для ПК было представлено устройст- вами на основе пассивных матриц. Между тем, требования к контрастному отношению, цвету и углу обзора возрос- ли, и стало очевидным, что пассивные ЖКдисплеи в скором времени пере- станут им соответствовать. Так как тех- нология производства матриц транзи- сторов MOSFET усовершенствовалась, доминирующую роль стали играть дис- плеи на основе активной матрицы упра- вляющих транзисторов (TFT ЖКдисп- леи). Подробнее рассмотрим две основ- ные категории этих устройств: ЖКдис- плеи на основе аморфных кремниевых тонкоплёночных транзисторных струк- тур (Amorphous Silicon TFTs, или aSi TFT) и ЖКдисплеи на поликремние- вых тонкоплёночных транзисторных структурах (Polysilicon TFTs). Amorphous Silicon TFTs По этой технологии аморфные крем- ниевые полупроводниковые материалы осаждаются на обычное стекло. В ре- зультате можно построить матрицу транзисторов FETs (Field Effect Transis- tors), соединённых вместе шинами в ряды и столбцы наподобие решётки. Прикладывая сигналы через соответст- вующие шины к столбцу и к ряду мат- рицы, можно активизировать опре- делённый транзистор, находящийся на их пересечении, и обратиться к нужной зоне слоя жидкого кристалла. Таким образом можно управлять каждым эле- ментом в прямоугольной области экра- на дисплея. Контактная площадка сто- ка каждого транзистора соединена с цветным светофильтром, который, пе- реключаясь, обеспечивает отображение красного, зелёного или синего цветов. Таковы основные принципы работы aSi TFTдисплеев. Однако для управления рядами и столбцами описанной структуры тре- буется полупроводниковый материал с более высокими рабочими характери- стиками, чем тот, который осаждается на стекло. Если рассмотреть матрицу на стекле через микроскоп, можно уви- деть, что осаждённый полупроводни- ковый материал aSi имеет очень ма- ленькие домены, выстроенные в решётку случайным образом. Эта про- блема решается при помощи управля- ющего устройства, встроенного в от- дельный кристалл и соединённого с прозрачными электродами ITO, на ба- зе которого формируется канал для пе- редачи сигналов управления данными к матрице на стекле. Polysilicon TFTs Высокотемпературный поликремний Главной проблемой в поликремние- вых дисплеях является размещение электронных схем, особенно схем уп- ОБ ЗО Р / АППА РАТ НЫ Е С Р Е Д С Т В А 19 СТА 2/2005 www.cta.ru Межсоединения истоков Площадь пиксела Специальный полимер Межсоединения затворов Межсоединения Пиксел с электродами из окислов металли- ческого индия и олова Рис. 15. Структура пиксела ЖК-дисплея, выполненного с применением технологии SHA и без неё SHA Без SHA