隨著九十年代初TFT技術(shù)的成熟,彩色液晶平板顯示器迅速發(fā)展,不到10年的時(shí)間,TFT-LCD迅速成長(zhǎng)為主流顯示器,這與它具有的優(yōu)點(diǎn)是分不開(kāi)的。主要特點(diǎn)是:
使用特性好
低壓應(yīng)用,低驅(qū)動(dòng)電壓,固體化使用安全性和可靠性提高;平板化,又輕薄,節(jié)省了大量原材料和使用空間;低功耗,它的功耗約為CRT顯示器的十分之一,反射式TFT-LCD甚至只有CRT的百分之一左右,節(jié)省了大量的能源;TFT-LCD產(chǎn)品還有規(guī)格型號(hào)、尺寸系列化,品種多樣,使用方便靈活、維修、更新、升級(jí)容易,使用壽命長(zhǎng)等許多特點(diǎn)。顯示范圍覆蓋了從1英寸至40英寸范圍內(nèi)的所有顯示器的應(yīng)用范圍以及投影大平面,是全尺寸顯示終端;顯示質(zhì)量從較簡(jiǎn)單的單色字符圖形到高分辨率,高彩色保真度,高亮度,高對(duì)比度,高響應(yīng)速度的各種規(guī)格型號(hào)的視頻顯示器;顯示方式有直視型,投影型,透視式,也有反射式。
環(huán)保特性好
適用范圍寬
從-20℃到+50℃的溫度范圍內(nèi)都可以正常使用,經(jīng)過(guò)溫度加固處理的TFT-LCD低溫工作溫度可達(dá)到零下80℃。既可作為移動(dòng)終端顯示,臺(tái)式終端顯示,又可以作大屏幕投影電視,是性能優(yōu)良的全尺寸視頻顯示終端。
自動(dòng)化程度
大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)特性好。TFT-LCD產(chǎn)業(yè)技術(shù)成熟,大規(guī)模生產(chǎn)的成品率達(dá)到90%以上。
TFT-LCD易于集成化
是大規(guī)模半導(dǎo)體集成電路技術(shù)和光源技術(shù)的完美結(jié)合,繼續(xù)發(fā)展?jié)摿艽蟆D壳坝蟹蔷?、多晶和單晶硅TFT-LCD,將來(lái)會(huì)有其它材料的TFT,既有玻璃基板的又有塑料基板。
現(xiàn)狀
TFT-LCD技術(shù)已經(jīng)成熟,長(zhǎng)期困擾液晶平板顯示器的三大難題:視角、色飽和度、亮度已經(jīng)獲得解決。采用多區(qū)域垂直排列模式(MVA模式)和面內(nèi)切換模式(IPS模式)使液晶平板顯示的水平視角都達(dá)到了170度。MVA模式還使響應(yīng)時(shí)間縮短到20ms。
從技術(shù)角度來(lái)看,TN+Film解決方案是較簡(jiǎn)單的一種,TFT顯示器制造商將過(guò)去用于老式LCD顯示器的扭曲向列(TN:Twisted Nematic)技術(shù),同TFT技術(shù)相結(jié)合,從而有了TN+Film技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)主要就是通過(guò)顯示屏覆蓋一層特殊的薄膜,來(lái)擴(kuò)大可視角度--可以把可視角度從90度擴(kuò)大到大約140度。如圖6所示:TN+Film同標(biāo)準(zhǔn)TFT顯示器一樣都是通過(guò)排列液晶分子來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像的控制,它在上表面覆蓋一層薄膜來(lái)增大可視角度。不過(guò)TFT顯示器相對(duì)弱的對(duì)比度和緩慢的反應(yīng)時(shí)間這些缺點(diǎn)仍然沒(méi)有改變。所以TN+Film這種方式并不是做好的解決方案,除了它的造價(jià)較便宜之外沒(méi)有任何可取之處。
IPS就是In-Plane Switching的簡(jiǎn)稱,意思就是平板開(kāi)關(guān),又稱為Super TFT。較早由Hitachi(日立)開(kāi)發(fā),現(xiàn)在NEC和Nokia也使用此項(xiàng)技術(shù)制成顯示器。這項(xiàng)技術(shù)同扭曲向列顯示器(TN-Film)的不同就在于液晶分子相對(duì)于基本排列方式不同,當(dāng)加上電壓之后液晶分子與基板平行排列。
采用這項(xiàng)技術(shù)的顯示器的可視角度達(dá)到了170度,已經(jīng)同陰極射線管的可視角度相當(dāng)了,不過(guò)這項(xiàng)技術(shù)也有缺點(diǎn):為了能讓液晶分子平行排列,電極不能像扭曲向列顯示器(TN-Film)一樣,在兩層基板上都有,只能放在低層的基板上--這樣導(dǎo)致的直接結(jié)果就是顯示器的亮度和對(duì)比度明顯的下降,為了提高亮度和對(duì)比度,只有增強(qiáng)背光光源的亮度。這樣一來(lái),反應(yīng)時(shí)間和對(duì)比度相對(duì)于普通TFT顯示器而言更難提高了。所以這項(xiàng)技術(shù)似乎也不是較好的解決方案。
MVA多區(qū)域垂直排列技術(shù),是由日本富士通(Fujitsu)公司開(kāi)發(fā)的,單從技術(shù)的角度看,它兼顧了可視角度和反應(yīng)時(shí)間兩個(gè)方面。找到了一個(gè)折中的解決方法。MVA技術(shù)使得可視角達(dá)到了160度--雖然不如IPS能達(dá)到的170度的可視角度,不過(guò)它`仍然是好的,因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)能夠提供更好的對(duì)比度和更短的反應(yīng)時(shí)間。
MVA中的M代指"multi-domains"-- 多區(qū)域的意思。圖8所示,那些紫色的突起(protrusion)構(gòu)成了所謂的區(qū)域。富士通目前生產(chǎn)的MAV顯示器中一般就有這樣4個(gè)區(qū)域。
VA是"vertical alignment"的簡(jiǎn)稱,意為垂直排列。不過(guò)單從字面上看會(huì)產(chǎn)生一些誤解,因?yàn)橐壕Х肿硬⒉皇侨鐖D所示的"突起"(protrusion)完全垂直。請(qǐng)看圖8所示黑色示意圖。當(dāng)電壓生成一個(gè)電場(chǎng)時(shí),液晶分子如圖相互平行排列,這樣背光光源就能穿過(guò),而且能將光線向各個(gè)方向發(fā)散,從而擴(kuò)大了可視角度。
另外,MVA還提供了比IPS和TN+Film技術(shù)都快的反應(yīng)時(shí)間,這對(duì)于取得良好的視頻回收和殘視覺(jué)效果都是非常重要的。MVA液晶顯示器的對(duì)比度也有所提高,不過(guò)同樣也會(huì)隨著可視度的變換而變化。
在采用光學(xué)補(bǔ)償彎曲技術(shù)(OCB)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的場(chǎng)序列全彩色(FSFC)LCD技術(shù)不僅取消了占成本三分之一的彩色濾光膜(CF),還可使分辨率提高3倍,透過(guò)率提高5倍,同時(shí)簡(jiǎn)化了工藝,降低了成本。彩膜技術(shù)和背光源技術(shù)的發(fā)展使TFT-LCD的彩色再現(xiàn)能力達(dá)到甚至超過(guò)了CRT。作為商品顯示器TFT-LCD的主要技術(shù)指標(biāo)綜合性能在各類顯示器件中是較優(yōu)秀的,特別是TFT-LCD產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)的完善,多品種、多系列的產(chǎn)品發(fā)展空間,應(yīng)用范圍無(wú)所不至 。較近韓國(guó)三星電子已經(jīng)生產(chǎn)出了38英寸單一基板的TFT-LCD液晶電視和40英寸TFT-LCD顯示器,以其優(yōu)良的性能向公認(rèn)的應(yīng)為PDP霸占的大尺寸彩電市場(chǎng)進(jìn)軍。
LCD是所有顯示器中耗電較低的產(chǎn)品,以13.3英寸XGA TFT-LCD為例,其功耗1998年為4.4瓦,1999年為3.3瓦,到2001年將小于2.5瓦,特別是反射型TFT-LCD的研制成功,由于取消了背光源,其功耗比透射式TFT-LCD低了一個(gè)數(shù)量級(jí)。同時(shí)由于幾改進(jìn),低溫激光退火多晶硅(P-Si)技術(shù)成熟,以至較近發(fā)展起來(lái)的單晶硅技術(shù)使得TFT-LCD的響應(yīng)速度更快,電路集成化水平更高,鎖相環(huán)技術(shù)的應(yīng)用,一種功能更新,更全的周邊電路的采用,系統(tǒng)集成(System on glass)技術(shù)的發(fā)展,使得TFT-LCD更輕、更薄。13.3英寸TFT-LCD其厚度在1998年為7.2mm,1999年為5.5mm,2001年降到5mm以下,其重量1998年為580克,1999年為450克,到2001年降到400克以下。TFT-LCD的大生產(chǎn)技術(shù)也已成熟,已實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)生產(chǎn),其第五代生產(chǎn)線在2002年將進(jìn)入實(shí)用生產(chǎn)階段,生產(chǎn)成本將不斷下降。TFT-LCD在技術(shù)上的成熟與進(jìn)步以及其特有的性能優(yōu)勢(shì)確定了TFT-LCD較終取代CRT的格局。
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