TFT LCD液晶显示技术解析

  • 来自:巨世显示      时间:2017-12-28
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  • LCD基本显示原理是通过控制滤色片每个基色下的液晶分子排列状态,来控制光线变化,从而达到有不同亮度的基色模拟自然界的各种色彩。目前,由液晶显示基本原理衍生出多种工作模式,主要包括TN模式、STN模式、FLC模和液晶-聚合物模式等。目前,扭曲向列型液晶(TN)即将淘汰,超扭曲向列型(STN)和有源矩阵(TFT)已成熟普及。


    扭曲向列(TN)液晶显示屏


    扭曲向列中,液晶是带有90o扭曲的向列液晶。扭曲向列液晶显示器出现时间比较早,它除了具备液晶显示的基本特征,还具备对比度高、制作技术简单、成本低等优势。TN屏在便携式计算器、仪器仪表、钟表中大量使用。目前国内液晶显示器厂家生产的也多是这类产品。


    薄膜晶体管(TFT)液晶显示屏


    薄膜晶体管(TFT)液晶显示器是在扭曲向列(TN)液晶显示器中引入薄膜晶体管开关而形成的有源矩阵显示,克服了无源矩阵显示交叉干扰、信息量少、写入速度慢等缺点,大大提高了显示品质,使它可应用到计算机高分辨率全色显示等领域。目前采用的薄膜晶体管(TFT)是建立在非晶硅薄膜晶体管(α-Si TFTAM-LCD)结构基础上的。


    在下层玻璃基板上有TFT阵列,每个像素的ITO电极与TFT漏电极联结,栅极与扫描总线连结,原源电源与信号总线连结。施加扫描信号电压时,会让存储电容器充电,在帧频内存储电容器的信号电压施加到液晶像素上,使之处于选通态。再次寻址时,由信号电压大小来充电或放电。各像素被薄膜晶体管开关元件隔离,防止了交叉干扰,保证了液晶响应速度,同时根据存储信息大小来得到灰度级,目前灰度已可达到256级,可得到1670万种颜色,几乎可获得全色显示。


    目前,薄膜晶体管(TFT)液晶显示器的生产线已由第一代发展到了第六代,每换代一次基板玻璃的面积都大幅增加,而且产量不断提高、成本不断降低。第七代薄膜晶体管(TFT)液晶显示器生产线的玻璃基板尺寸将达到1870*2200mm,目前可制成的液晶电视屏94cm(37inch),笔记本电脑屏幕的最大尺寸为38.1cm(15inch),监视器屏幕最大尺寸达63.5cm(25inch)。薄膜晶体管(TFT)液晶显示屏的发展还有薄型化、轻量化、低功耗化趋势。基于新型材料的开发、制造工艺技术的革新、设备精度和自动化程度的提高及软件技术的进步,使得薄膜晶体管(TFT)液晶显示器产品的更新换代的速度非常快。


    液晶显示面临巨大挑战


    近年来,随着OLED等显示技术陆续上市,利用自身比液晶在某些方面的优势,对液晶显示产生了巨大的挑战。由于各种显示各有不同的优缺点和各自特性,利用本身的某一特长部分取代或冲击另一类显示器件是完全现实的。今后,液晶显示应当从以下几个方面力争作出重大突破:


    1、液晶显示需要通过反射式显示技术和改进背光源,提高开口率,增强偏光片透过率等多种方式提高显示亮度和对比度。


    2、改进材料、器件结构、提高工艺,提高液晶显示的响应速度。开发一些快速响应的新型液晶显示模式,满足市场视频需求。


    3、工作温度范围窄是液晶材料的一大缺陷,所以要从液晶材料进行改善。目前已经开发出了可以在零下50度致零上90度工作的液晶材料。


    4、为了实现大屏幕显示,液晶显示开拓了投影显示。在原有透射式非晶硅TFT投影显示的基础上,近年已经向多晶硅TFT投影显示过渡,多晶硅虽然可以提高开口率10%~15%以上,使显示亮度,清晰度大大提高,但还不理想,为了与PDP等大屏显示竞争,近年液晶显示又开发了一种“硅上液晶”LCOS。将大规模集成电路作基板,与液晶集合制成反射式的微型液晶显示器。通过外光源的反射式投影实现50寸~100寸以上的大屏显示。

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