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电泳显示器(Electrophoretic Display)作为近年出现的新型平板显示器,是实现低功耗柔性显示最有潜力的技术。设计适合驱动有源矩阵电泳显示器的薄膜晶体管(TFT)是目前研究的重点之一。
本文首先讨论了电泳显示器的主要研究方向,并详细介绍了目前基于柔性基板的各种TFT制造技术,对比了它们的材料选取,工艺特点和器件性能,分析了各项柔性TFT背板工艺的优缺点,提出了改进方向。
其次,本文针对有源矩阵电泳显示器(AMEPD)驱动电压过高导致的大漏电流问题,通过建立和考察驱动TFT关态漏电流与电泳响应速度之间的数学模型,重点分析了在采用低频驱动以保证低功耗的情况下,大漏电流对电泳显示器象素响应速度的影响。基于此,本文提出并解释了共栅极双栅无定型硅薄膜晶体管(a-Si TFT)在保持开态电流基本不变的同时有效控制关态漏电流的机理,从而显著改善电泳显示器象素的响应速度,并有效遏制串扰。
进一步地,本文基于AIM-SPICE的a-Si TFT模型,提出了通过单栅a-Si TFT的I-v特性曲线,预测等沟道长度复栅a-Si TFT关态电流控制效果的数学公式。通过SPICE模拟证明,该方法在电泳显示器的驱动条件下有非常理想的精度,为电泳显示器的驱动TFT设计提供了有力的参考。