本文针对铜工艺TFT-LCD制作过程中遇到的不可见的数据信号线和公共电极信号线短路(DCS)，提出切割实验方案，精确定位不可见类型的DCS异常的实际位置。基于数据和失效模式分析结果，设计不同灰化工艺时间膜层形貌观察实验，探究发生机理。本文产出的异常发生机理是灰化过程中反应气体SF6残留在“屋檐状”光刻胶下方对公共电极Cu金属造成腐蚀，在产线湿度高的情况下易加剧腐蚀，腐蚀产物向上生长，后续栅极绝缘层/活性层镀膜无法完全覆盖住腐蚀产物，造成源、漏(Source & Drain，SD)层镀膜后数据线与腐蚀产物相连接，最终形成TFT基板膜层正面不可见的DCS异常。依据以上调查结果进行灰化工艺SF6气体用量、产线相对湿度(RH)、灰化工序至2nd 栅极湿刻工序等待时间和设计相关的改善验证，最终通过量产导入灰化工艺SF6气体用量降低、产线相对湿度(RH)降低、缩短灰化工序至2nd 栅极湿刻工序等待时间和优化异常发生区域开槽设计以增大间距H等改善措施，大幅减少了不可见类型的DCS异常。

色偏是评价面板显示性能的重要指标之一。为评估面板关键因素对色偏的影响, 使理论模拟结果符合实际测试结果, 本文研究了ADS类产品子像素状态和偏光片本征模式对面板色偏的影响。首先, 基于RGB &RGBW产品的模拟和测试结果, 理论阐述了两种彩膜方案对色偏的影响, 在此基础上提出一种新的ADS类产品色偏评价方法, 即考虑不同灰阶相邻子像素的相互影响, 对目标子像素的三刺激值进行叠加运算, 进而输出色偏模拟值。在超大视角(θ=-80°, 80°)下, ΔE模拟值与实测值的差值由现有方法的0.19和0.17降低为0.03和0.05。其次比较了偏光片本征模式对色偏的影响, 结果表明ADS双畴设计下O-mode具有色偏优势。本文提出的色偏计算方法与现有方法相比, 对面板色偏拟合效果更好, 同时对于ADS类面板而言, 偏光片O-mode模式是一种能够减轻色偏的设计。

线残像一直是TFT-LCD行业中一个重点改善的不良之一。为了解决该不良, 本文通过对不同样品进行线残像评价及测试公共电极电压的畸变情况, 从TFT-LCD背板设计方面研究了公共电极电压的畸变对线残像的影响。首先, 通过激光熔接的方法将屏内的公共电极电压信号引出, 然后测出在信号线电压作用下的公共电极电压发生畸变的幅值, 最后将该幅值和实测的线残像水平进行了对比, 同时对不同信号线数量、信号线和公共电极的交叠面积、信号线与公共电极的距离、外围电路补偿等相关设计的测试和研究。结果表明: 公共电极电压的畸变程度与线残像水平具有对应性; 信号线数量与公共电极电压畸变幅值成比例关系; 信号线与公共电极线的单位交叠面积从66 μm2降到37 μm2时, 其公共电极电压畸变程度降低了63%; 增大公共电极与信号线之间的距离有助于改善甚至消除线残像, 当距离从1.49 μm增大到2.39 μm时, 公共电极电压畸变幅值减小了28%。通过降低信号线数量、降低信号线和公共电极线的交叠面积、增大信号线和公共电极的距离、外围电路补偿等方案均可改善线残像水平, 对TFT-LCD画面显示品质的提高具有重要指导意义。

通过对薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)产品易产生线残像的问题进行研究，考察了不同驱动信号电压及反转方式与线残像之间的关系。结果表明，通过减小驱动信号线电压，或提高驱动信号的反转频率，均可降低公共电极与信号线的耦合程度。当灰阶电压由L255减小为L46，耦合电压幅值由240 mV降为34.8 mV；当驱动信号方式由帧反转变为点反转时，耦合电压幅值由112.6 mV降为63.1 mV，有效地改善了线残像，并利用德拜弛豫公式分析了驱动信号反转对线残像的作用机理，为线残像的分析和改善提供了理论依据和解决方向。

为了对TFT-LCD中的闪烁不良进行改善，本文通过研究TFT-LCD中干法刻蚀（Nplus Etch）对TFT特性的影响，以此对刻蚀条件（Power、Gas）进行优化，达到降低Photo-Ioff的目的。实验结果表明，当干法刻蚀主工艺条件为：Source/Bias=4 k/5 k、Press=90 mT、SF6/O2=1.1 k/3 kml/min，AT Step条件为：Source/Bias=2 k/2 k、Press=100 mT、SF6/O2=3 k/3 kmL/min时，Photo-Ioff由量产最初的58.15降至20.52，闪烁由15%~30%降至10%以下。干法刻蚀工艺条件的优化对TFT特性以及闪烁有明显改善效果。

对TFT制作工艺中,TFT有源层刻蚀均一性与电学性质进行分析研究。通过扫描电子显微镜,电学测试设备对样品进行分析。结果显示沟道有源层的刻蚀功率,气体比例及刻蚀压强对有源层的刻蚀均一性都有较大影响,并会影响TFT电学特性的均一性。通过适当降低刻蚀功率及反应气体SF6/Cl2的比例,同时,降低反应压强,可以改善有源层刻蚀的均一性。从而,TFT电学特性的均匀性得到优化。

文章简要概述了薄膜晶体管液晶显示器(thin-film transistor liquid crystal display，TFT-LCD)的发展历程，并从生产成本、屏幕解析度、亮度、视角以及功耗等多个方面阐述了国内外TFT-LCD的发展概况。