HADS产品通常使用有机膜材料来减小寄生电容, 以实现高像素密度(PPI)显示。本文对如何改善以顶层ITO为像素电极(Pixel Top)设计的有机膜产品的公共电极ITO与数据线间短路(DCS)不良进行了工艺优化研究。首先, 通过显微镜、聚焦离子束对HADS有机膜产品DCS不良发生机理进行了分析, 进而提出了第一钝化绝缘层刻蚀工序省略、保留第一钝化绝缘层至公共电极与像素电极间第二钝化绝缘层刻蚀时进行“一步刻蚀”的工艺流程变更改善方案。针对新工艺流程验证中TFT栅极过孔处第一钝化绝缘层出现的底切不良, 通过调整等离子增强化学气相沉积成膜参数改善第一钝化绝缘层膜质, 并选取最优成膜条件进一步调整干法刻蚀参数改善刻蚀形貌, 获得了优良的栅极过孔刻蚀坡度角。优化后的“一步刻蚀”工艺进行的TFT基板, 其栅极过孔第一钝化绝缘层坡度角小于40°, 与栅极绝缘层间无明显刻蚀台阶。量产验证有机膜缺失导致的DCS发生率降为0。通过优化工艺, 在降低产品不良率的同时还减少了工艺步骤, 提升了产能。

高级超维场转换技术（Advanced Super Dimension Switch, 简称ADS）是以宽视角技术为代表的核心技术统称, 其显示模式过大的存储电容（Cst）成为限制Dual Gate GOA 4K TV应用的主要因素。在较短的充电时间内, 像素为了维持相同的充电率, 需要降低Cst。本文采用一种双条形电极ADS结构（Dual Slit ADS）, 其中像素电极与公共电极交叠区域形成ADS结构, 像素电极与公共电极间隔区域形成共面转换（IPS）结构, 通过减少像素电极与公共电极的交叠面积, 起到降低ADS模式Cst的目的。模拟结果表明: 当ADS显示模式采用Dual Slit ADS设计时, 像素的Cst可以下降30%~40%。实验结果表明: 采用Low Cst Pixel ADS设计时, VGH Margin可以增大2.5 V, 但受到像素电极和公共电极的对位影响, 透过率下降5%。

为满足液晶面板尤其是大尺寸产品对高透过率不断提升的需求, 进行负型液晶在ADS广视角技术中的研究。首先, 介绍ADS技术的发展进程及主要特点, 然后模拟分析负型液晶参数变化对ADS显示特性的影响, 最后, 利用mini cell对负型液晶和PI材料的进行实验室评价。液晶参数中: Δn影响透过率, |Δε|和K值影响响应时间和工作电压, γ1影响响应时间。负型液晶透过率比正型液晶提升约8%, 但响应时间增加约50%, 负型液晶与PI的匹配性及残像差于正型液晶, 与PI材料的搭配对残像有显著影响。调整负型液晶参数可优化产品性能。负型液晶可大幅提高产品的透过率, 但需要加快响应时间和提升残像水平。响应速度的提高除了需要降低液晶的黏度, 还需在电极结构优化方面做更多努力, 而残像水平的提升, 除提高负型液晶材料本身的稳定性外, 与其搭配的取向材料的研发也十分重要。

本实验于原有的单底栅a-Si TFT产品结构下，通过增加不同的顶栅极设计方式(不同a-Si覆盖比例、不同沟道几何形貌、不同沟道W/L比例)来研究双栅极设计对a-Si TFT特性的影响。实验结果显示双栅极a-Si TFT比现行单底栅a-Si TFT可以提升Ion 7%、降低SS 3%、同时对Ioff以及TFT稳定性影响不明显，显示双栅极a-Si TFT设计结构具有在不提高成本以及不变更工艺流程下，达到整体提升TFT特性的效果。顶栅极 TFT 特性不如底栅极，推测为 a-Si/PVX 界面不佳使得电子导通困难导致，未来可以借由改善a-Si/PVX 界面工艺提升顶栅极 TFT 特性。

通过不同TFT几何结构验证ITO像素电极工序对于HADS产品TFT特性的影响。实验结果显示TN5mask与倒反HADS结构（源漏极→ITO像素电极）二者有比现行HADS结构（ITO像素电极→源漏极）更高的Ion，提升比率达到40%。推测主要原因为现行HADS结构（ITO像素电极→源漏极）在Si岛完成后进行ITO像素电极工序增加了N+与源漏极之间接触阻抗导致Ion降低。对于HADS产品，倒反HADS结构（源漏极→ITO像素电极）可以具有更好的TFT特性表现。对现行HADS结构，在沟道形成工序前的N+表面ITO残沙程度越少则Ioff越低；对于倒反HADS结构，沟道形成之后沟道表面ITO残沙程度对则对TFT特性没有明显影响。对于Poole-Frenkel区域，现行HADS结构(ITO像素电极→源漏极)比TN5mask与倒反HADS结构（源漏极→ITO像素电极）二者较低Ioff［Vg=-20 V］，下降达50%,主要为N+与源漏极之间接触阻抗增加的影响。