基于氧化物半导体薄膜晶体管的柔性显示驱动像素电路设计研究

Amorphous oxide semiconductors (AOS) is now considered the most promising material for designing fine size and complicated integrated circuits used in transparent and/or flexible display applications because of its higher current driving capability and superior scalability with a low production cost. Oxide TFTs based integrated circuits are continuously being studied for additional improvements as lots of issues are yet to be solved. In this work, we will propose several new robust designs, especially for gate driver and compensation pixel circuits, given.that oxide TFTs suffer from the instability. The primary focus of this research is to improve the yield and performance of the oxide TFT based gate driver and pixel circuits which is important for the application in flexible AMOLED. We might see further opportunities for future flexible display, meanwhile this research will promote the development of flexible electronics.

近年来出现的氧化物半导体薄膜晶体管在柔性电子方面具有独特的优势，如高的迁移率、较快的开关特性等，这些特性使精密尺寸的薄膜晶体管设计以及复杂的电路功能模块设计成为可能。但是,基于氧化物半导体薄膜晶体管的柔性显示驱动电路目前仍存在的很多问题。本项目将基于氧化物半导体薄膜晶体管开展显示像素驱动电路设计方法的研究，用以解决氧化物半导体薄膜晶体管特性漂移导致电路良率不佳的问题；通过设计制造基于氧化物半导体薄膜晶体管的显示像素驱动电路，用以满足柔性显示领域的应用。通过本项目的研究将为柔性电子技术应用带来更多机遇，进而推动薄膜晶体管器件电路设计的以及柔性电子的发展。

近年来，氧化物半导体薄膜晶体管具有较高的迁移率、较快的开关特性等优势，使精密尺寸的薄膜晶体管设计以及复杂的电路功能模块设计成为可能，在柔性电子方面备受关注。但是,基于氧化物半导体薄膜晶体管的柔性显示驱动电路仍存在诸多问题。本项目从氧化物薄膜晶体管的基本特性出发，研究显示像素驱动电路的设计，解决现有氧化物薄膜晶体管非理想特性导致的退化问题；研究显示像素的灰阶展开方式与显示精度提升方法，推动氧化物薄膜晶体管电路设计以及柔性电子的发展。取得了如下进展：1）通过优化氧化物半导体薄膜晶体管的制备工艺，制备了一种新型顶栅底接触自对准结构的a-IGZO TFT器件，其最高截止频率高达1.4GHz；2）针对器件老化问题，提出了一种具有动态分析TFT器件及电路老化情况功能的老化模型，可预测TFT显示电路寿命；3）设计了一款新型的面上栅极驱动电路，支持1Hz~120Hz的刷新频率范围，满足8K4K的超高分辨率的显示需求。