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TFT-LCD國際技術水平和現狀

文章出處:admin 人氣:-發表時間:2019-07-14
TFT-LCD技術已經成熟,長期困擾液晶平板顯示器的三大難題:視角、色飽和度、亮度已經獲得解決。采用多區域垂直排列模式(MVA模式)和面內切換模式(IPS模式)使液晶平板顯示的水平視角都達到了170度。MVA模式還使響應時間縮短到20ms。

(a)TN+Film

從技術角度來看,TN+Film解決方案是最簡單的一種,TFT顯示器制造商將過去用于老式LCD顯示器的扭曲向列(TN:TwistedNematic)技術,同TFT技術相結合,從而有了TN+Film技術。這項技術主要就是通過顯示屏覆蓋一層特殊的薄膜,來擴大可視角度——可以把可視角度從90度擴大到大約140度。如圖6所示:TN+Film同標準TFT顯示器一樣都是通過排列液晶分子來實現對圖象的控制,它在上表面覆蓋一層薄膜來增大可視角度。

不過TFT顯示器相對弱的對比度和緩慢的反應時間這些缺點仍然沒有改變。所以TN+Film這種方式并不是做好的解決方案,除了它的造價最便宜之外沒有任何可取之處。

(b)IPS(In-PlaneSwitching)

IPS就是In-PlaneSwitching的簡稱,意思就是平板開關,又稱為SuperTFT。最早由Hitachi(日立)開發,現在NEC和Nokia也使用此項技術制成顯示器。這項技術同扭曲向列顯示器(TN-Film)的不同就在于液晶分子相對于基本排列方式不同,如圖7,當加上電壓之后液晶分子與基板平行排列。

采用這項技術的顯示器的可視角度達到了170度,已經同陰極射線管的可視角度相當了,不過這項技術也有缺點:為了能讓液晶分子平行排列,電極不能象扭曲向列顯示器(TN-Film)一樣,在兩層基板上都有,只能放在低層的基板上——這樣導致的直接結果就是顯示器的亮度和對比度明顯的下降,為了提高亮度和對比度,只有增強背光光源的亮度。這樣一來,反應時間和對比度相對于普通TFT顯示器而言更難提高了。所以這項技術似乎也不是最好的解決方案。

(C)MVA(Multi-DomainVerticalAlignment)

MVA多區域垂直排列技術,是由日本富士通(Fujitsu)公司開發的,單從技術的角度看,它兼顧了可視角度和反應時間兩個方面。找到了一個折中的解決方法。MVA技術使得可視角達到了160度——雖然不如IPS能達到的170度的可視角度,不過它`仍然是好的,因為這項技術能夠提供更好的對比度和更短的反應時間。

MVA中的M代指“multi-domains”——多區域的意思。圖8所示,那些紫色的突起(protrusion)構成了所謂的區域。富士通目前生產的MAV顯示器中一般就有這樣4個區域。

VA是“verticalalignment”的簡稱,意為垂直排列。不過單從字面上看會產生一些誤解,因為液晶分子并不是如圖所示的“突起”(protrusion)完全垂直。請看圖8所示黑色示意圖。當電壓生成一個電場時,液晶分子如圖相互平行排列,這樣背光光源就能穿過,而且能將光線向各個方向發散,從而擴大了可視角度。

另外,MVA還提供了比IPS和TN+Film技術都快的反應時間,這對于取得良好的視頻回收和殘視覺效果都是非常重要的。MVA液晶顯示器的對比度也有所提高,不過同樣也會隨著可視度的變換而變化。

在采用光學補償彎曲技術(OCB)的基礎上發展起來的場序列全彩色(FSFC)LCD技術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,透過率提高5倍,同時簡化了工藝,降低了成本。彩膜技術和背光源技術的發展使TFT-LCD的彩色再現能力達到甚至超過了CRT。作為商品顯示器TFT-LCD的主要技術指標綜合性能在各類顯示器件中是最優秀的,特別是TFT-LCD產品的大規模生產技術的完善,多品種、多系列的產品發展空間,應用范圍無所不至。最近韓國三星電子已經生產出了38英寸單一基板的TFT-LCD液晶電視和40英寸TFT-LCD顯示器,以其優良的性能向公認的應為PDP霸占的大尺寸彩電市場進軍。

LCD是所有顯示器中耗電最低的產品,以13.3英寸XGATFT-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低了一個數量級。同時由于幾改進,低溫激光退火多晶硅(P-Si)技術成熟,以至最近發展起來的單晶硅技術使得TFT-LCD的響應速度更快,電路集成化水平更高,鎖相環技術的應用,一種功能更新,更全的周邊電路的采用,系統集成(Systemonglass)技術的發展,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的大生產技術也已成熟,已實現全自動生產,其第五代生產線在2002年將進入實用生產階段,生產成本將不斷下降。TFT-LCD在技術上的成熟與進步以及其特有的性能優勢確定了TFT-LCD最終取代CRT的格局。
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