TFT彩色液晶屏原理
一、TFT彩色液晶屏：
液晶顯示器引是以液晶材料為基本組件，在兩塊平行板之間填充液晶材料，通過電壓來改變液晶材料內(nèi)部分子的排在列狀況，以達(dá)到遮光和透光的目的來顯示深淺不 一，錯(cuò)落有致的圖象，而且只要在兩塊平板間再加上三元色的濾光層，就可實(shí)現(xiàn)顯示彩色圖象。液晶顯示器功耗很低，因此倍受工程師青睞，適用于使用電池的電子 設(shè)備。 彩色液晶屏是TFT屬于有源矩陣液晶顯示器。
目錄：
定義：http://baike.baidu.com/view/4110608.htm#1
液晶屏原理：http://baike.baidu.com/view/4110608.htm#2
TFT-LCD技術(shù)：http://baike.baidu.com/view/4110608.htm#3
定義補(bǔ)充：TFT（ThinFilmTransistor）是指薄膜晶體管，意即每個(gè)液晶像素點(diǎn)都是由集成在像素點(diǎn)后面的薄膜晶體管來驅(qū)動(dòng)，從而可以做到高 速度、高亮度、高對(duì)比度顯示屏幕信息，是目前最好的LCD彩色顯示設(shè)備之一，其效果接近CRT顯示器，是現(xiàn)在筆記本電腦和臺(tái)式機(jī)上的主流顯示設(shè)備。TFT 的每個(gè)像素點(diǎn)都是由集成在自身上的TFT來控制，是有源像素點(diǎn)。因此，不但速度可以極大提高，而且對(duì)比度和亮度也大大提高了，同時(shí)分辨率也達(dá)到了很高水 平。 TFT ( Thin film Transistor，薄膜晶體管）屏幕，它也是目前中高 端彩屏手機(jī)中普遍采用的屏幕，分65536 色及26 萬(wàn)色，1600萬(wàn)色三種，其顯示效果非常出色。
液晶屏工作原理
簡(jiǎn)單的來說，屏幕能顯示的基本原理就是在兩塊平行板之間填充液晶材料，通過電壓來改變液晶材料內(nèi)部分子的排在列狀況，以達(dá)到遮光和透光的目的來顯示深淺不一，錯(cuò)落有致的圖象，而且只要在兩塊平板間再加上三元色的濾光層，就可實(shí)現(xiàn)顯示彩色圖象。 認(rèn)識(shí)了它的結(jié)構(gòu)和原理，了解了它的技術(shù)和工藝特點(diǎn)，才能在選購(gòu)時(shí)有的放矢，在應(yīng)用和維護(hù)時(shí)更加 科學(xué)合理。液晶是一種有機(jī)復(fù)合物，由長(zhǎng)棒狀的分子構(gòu)成。在自然狀態(tài)下，這些棒狀分子的長(zhǎng)軸大致平行。LCD第一個(gè)特點(diǎn)是必須將液晶灌入兩個(gè)列有細(xì)槽的平面 之間才能正常工作。這兩個(gè)平面上的槽互相垂直(90度相交)，也就是說，若一個(gè)平面上的分子南北向排列，則另一平面上的分子?xùn)|西向排列，而位于兩個(gè)平面之 間的分子被強(qiáng)迫進(jìn)入一種90度扭轉(zhuǎn)的狀態(tài)。由于光線順著分子的排列方向傳播，所以光線經(jīng)過液晶時(shí)也被扭轉(zhuǎn)90度。但當(dāng)液晶上加一個(gè)電壓時(shí)，分子便會(huì)重新垂 直排列，使光線能直射出去，而不發(fā)生任何扭轉(zhuǎn)。LCD的第二個(gè)特點(diǎn)是它依賴極化濾光片和光線本身，自然光線是朝四面八方隨機(jī)發(fā)散的，極化濾光片實(shí)際是一系 列越來越細(xì)的平行線。這些線形成一張網(wǎng)，阻斷不與這些線平行的所有光線，極化濾光片的線正好與第一個(gè)垂直，所以能完全阻斷那些已經(jīng)極化的光線。 只有兩個(gè)濾光片的線完全平行，或者光線本身已扭轉(zhuǎn)到與第二個(gè)極化濾光片相匹配，光線才得以穿透。LCD正是由這樣兩個(gè)相互垂直的極化濾光片構(gòu)成，所以在正 常情況下應(yīng)該阻斷所有試圖穿透的光線。但是，由于兩個(gè)濾光片之間充滿了扭曲液晶，所以在光線穿出第一個(gè)濾光片后，會(huì)被液晶分子扭轉(zhuǎn)90度，最后從第二個(gè)濾 光片中穿出。另一方面，若為液晶加一個(gè)電壓，分子又會(huì)重新排列并完全平行，使光線不再扭轉(zhuǎn)，所以正好被第二個(gè)濾光片擋住?？傊?，加電將光線阻斷，不加電則 使光線射出。當(dāng)然，也可以改變LCD中的液晶排列，使光線在加電時(shí)射出，而不加電時(shí)被阻斷。但由于液晶屏幕幾乎總是亮著的，所以只有"加電將光線阻斷"的 方案才能達(dá)到最省電的目的。
二、TFT-LCD技術(shù)
一、 前言 進(jìn)入新千年，作為信息產(chǎn)業(yè)的重要構(gòu)成部分—顯示器件正在加速推進(jìn)其平板化的進(jìn)程。目前，世界已 進(jìn)入“信息革命”時(shí)代，顯示技術(shù)及顯示器件在信息技術(shù)的發(fā)展過程中占據(jù)了十分重要的地位，電視、電腦、移動(dòng)電話、BP機(jī)、PDA等可攜式設(shè)備以及各類儀器 儀表上的顯示屏為人們的日常生活和工作提供著大量的信息。沒有顯示器，就不會(huì)有當(dāng)今迅猛發(fā)展的信息技術(shù)。顯示器集電子、通信和信息處理技術(shù)于一體,被認(rèn)為 是電子工業(yè)在20世紀(jì)微電子、計(jì)算機(jī)之后的又一重大發(fā)展機(jī)會(huì)。 科學(xué)技術(shù)的發(fā)展日新月異，顯示技術(shù)也在發(fā)生一場(chǎng)革命，特別是自90年代以來，隨著技術(shù)的突破及 市場(chǎng)需求的急劇增長(zhǎng)，使得以液晶顯示（LCD）為代表的平板顯示（FPD）技
二、術(shù)迅速崛起。據(jù)Stanford公司預(yù)測(cè)，FPD市場(chǎng)規(guī)模正在以年增長(zhǎng)率 16.2%的速度發(fā)展著，到2000年FPD和CRT的產(chǎn)業(yè)都達(dá)到300億美元，CRT平均年增長(zhǎng)率不足6.3%，遠(yuǎn)低于FED的平均增長(zhǎng)率，且FPD增 長(zhǎng)率仍在繼續(xù)提高，CRT在繼續(xù)下降，替代趨勢(shì)十分明朗，可以說平板顯示將成為21世紀(jì)顯示技術(shù)的主流，其產(chǎn)業(yè)和市場(chǎng)在不斷擴(kuò)增之中。 經(jīng)過二十多年的研究、競(jìng)爭(zhēng)、發(fā)展，平板顯示器已進(jìn)入角色，成為新世紀(jì)顯示器的主流產(chǎn)品，目前競(jìng)爭(zhēng)最激烈的平板顯示器有四個(gè)品種： 1、場(chǎng)致發(fā)射平板顯示器（FED）； 2、等離子體平板顯示器（PDP）； 3、有機(jī)薄膜電致發(fā)光器（OLED）； 4、薄膜晶體管液晶平板顯示器（TFT-LCD） 。 場(chǎng)發(fā)射平板顯示器原理類似于CRT，CRT只有一支到三支電子槍，最多六支，而場(chǎng)發(fā)射顯示器是 采用電子槍陣列（電子發(fā)射微尖陣列，如金剛石膜尖錐），分辨率為VGA（640×480×3）的顯示器需要92.16萬(wàn)個(gè)性能均勻一致的電子發(fā)射微尖，材 料工藝都需要突破。目前美國(guó)和法國(guó)有小批量的小尺寸的顯示屏生產(chǎn)，用于國(guó)防軍工，離工業(yè)化、商業(yè)化還很遠(yuǎn)。 等離子體發(fā)光顯示是通過微小的真空放電腔內(nèi)的等離子放電激發(fā)腔內(nèi)的發(fā)光材料形成的，發(fā)光效應(yīng)低 和功耗大是它的缺點(diǎn)（僅1.2lm/W，而燈用發(fā)光效率達(dá)80lm/W以上，6瓦/每平方英寸顯示面積），但在102～152cm對(duì)角線的大屏幕顯示領(lǐng)域 有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。業(yè)內(nèi)專家分析認(rèn)為，CRT、LCD和數(shù)字微鏡(DMD)3種投影顯示器可以與PDP競(jìng)爭(zhēng)，從目前大屏幕電視機(jī)市場(chǎng)來看，CRT投影電視 價(jià)格比PDP便宜，是PDP最有力的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，但亮度和清晰度不如PDP，LCD和DMD投影的象素和價(jià)格目前還缺乏競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。盡管彩色PDP在像質(zhì)、顯 示面積和容量等方面有了明顯提高，但其發(fā)光效率、發(fā)光亮度、對(duì)比度還達(dá)不到直觀式彩色電視機(jī)的要求，最重要的是其價(jià)格還不能被廣大家用消費(fèi)者所接受，這在 一定程度上制約了彩色PDP市場(chǎng)拓展。目前主要在公眾媒體展示場(chǎng)合應(yīng)用開始普遍起來。 半導(dǎo)體發(fā)光二極管（LED）的顯示方案由于GaN藍(lán)色發(fā)光二極管的研制成功，從而一舉獲得了超大屏幕視頻顯示器市場(chǎng)的絕對(duì)控制權(quán)，但是這種顯示器只適合做戶外大型顯示，在中小屏幕的視頻顯示器也沒有它的市場(chǎng)。 顯示器產(chǎn)業(yè)的專家一直期望有機(jī)薄膜電致發(fā)光材料能提供真正的象紙一樣薄的顯示器。有機(jī)薄膜電致 發(fā)光真正的又輕又薄，低功耗廣視角，高響應(yīng)速度（亞微妙）的固體平板顯示器。大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的成本很低，使用壽命目前只有幾千小時(shí)。OLED在可以預(yù)見的 將來將首先應(yīng)用作為TFT-LCD的主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，但目前還處于研究試制階段。 液晶平板顯示器，特別TFT-LCD，是目前唯一在亮度、對(duì)比度、功耗、壽命、體積和重量等綜合性能上全面趕上和超過CRT的顯示器件，它的性能優(yōu)良、大規(guī)模生產(chǎn)特性好，自動(dòng)化程度高，原材料成本低廉，發(fā)展空間廣闊，將迅速成為新世紀(jì)的主流產(chǎn)品，是21世紀(jì)全球經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的一個(gè)亮點(diǎn)。
三、TFT-LCD
在眾多的平板顯示器激烈競(jìng)爭(zhēng)中，何以TFT-LCD能夠脫穎而出，成為新一代的主流顯示器決不 是偶然的，是人類科技發(fā)展和思維模式發(fā)展的必然。液晶先后避開了困難的發(fā)光問題，利用液晶作為光閥的優(yōu)良特性把發(fā)光顯示器件分解成兩部分，即光源和對(duì)光源 的控制。作為光源，無(wú)論從發(fā)光效率、全彩色，還是壽命，都已取得了輝煌的成果，而且還在不斷深化之中。LCD發(fā)明以來， 背光源在不斷地進(jìn)步，由單色到彩色，由厚到薄，由側(cè)置熒光燈式到平板熒光燈式。在發(fā)光光源方面 取得的最新成果都會(huì)為LCD提供新的背光源。隨著光源科技的進(jìn)步，會(huì)有更新的更好的光源出現(xiàn)并為LCD所應(yīng)用。余下的就是對(duì)光源的控制，把半導(dǎo)體大規(guī)模集 成電路的技術(shù)和工藝移植過來，研制成功了薄膜晶體管（TFT）生產(chǎn)工藝，實(shí)現(xiàn)了對(duì)液晶光閥的矩陣尋址控制，解決了液晶顯示器的光閥和控制器的配合，從而使 液晶顯示的優(yōu)勢(shì)得以實(shí)現(xiàn)。 1、TFT工作原理 （1）TFT是如何工作的 TFT就是“Thin Film Transistor”的簡(jiǎn)稱，一般代指薄膜液晶顯示器，而實(shí)際上指的是薄膜晶體管（矩陣）—— 可以“主動(dòng)的”對(duì)屏幕上的各個(gè)獨(dú)立的象素進(jìn)行控制，這也就是所謂的主動(dòng)矩陣TFT（active matrix TFT）的來歷。那么圖象究竟是怎么產(chǎn)生的呢？基本原理很簡(jiǎn)單：顯示屏由許多可以發(fā)出任意顏色的光線的象素組成，只要控制各個(gè)象素顯示相應(yīng)的顏色就能達(dá)到 目的了。在TFT LCD中一般采用背光技術(shù)，為了能精確地控制每一個(gè)象素的顏色和亮度就需要在每一個(gè)象素之后安裝一個(gè)類似百葉窗的開關(guān)，當(dāng)“百葉窗”打開時(shí)光線可以透過 來，而“百葉窗”關(guān)上后光線就無(wú)法透過來。當(dāng)然，在技術(shù)上實(shí)際上實(shí)現(xiàn)起來就不像剛才說的那么簡(jiǎn)單。LCD（Liquid Crystal Display）就是利用了液晶的特性（當(dāng)加熱時(shí)為液態(tài)，冷卻時(shí)就結(jié)晶為固態(tài)），一般液晶有三種形態(tài)： 類似粘土的層列（Smectic）液晶 類似細(xì)火柴棒的絲狀（Nematic）液晶 類似膽固醇狀的（Cholestic）液晶 液晶顯示器使用的是絲狀，當(dāng)外界環(huán)境變化它的分子結(jié)構(gòu)也會(huì)變化，從而具有不同的物理特性——就能夠達(dá)到讓光線通過或者阻擋光線的目的——也就是剛才比方的百葉窗。 大家知道三原色，所以構(gòu)成顯示屏上的每個(gè)象素需上面介紹的三個(gè)類似的基本組件來構(gòu)成，分別控制紅、綠、藍(lán)三種顏色。 目前使用的最普遍的是扭曲向列TFT液晶顯示器（Twisted Nematic TFT LCD），下圖就是解釋的此類TFT顯示器的工作原理?，F(xiàn)存的技術(shù)差別很大，我們將會(huì)在本文的第二部分中詳細(xì)介紹。 在上、下兩層上都有溝槽，其中上層的溝槽是縱向排列，而下層是橫向排列的。而下層是橫向排列的。當(dāng)不加電壓液晶處于自然狀態(tài)，從發(fā)光圖2a扭曲向列TFT顯示器工作原理圖示意圖層發(fā)散過來的光線通過夾層之后，會(huì)發(fā)生90度的扭曲，從而能在下層順利透過。 當(dāng)兩層之間加上電壓之后，就會(huì)生成一個(gè)電場(chǎng)，這時(shí)液晶都會(huì)垂直排列，所以光線不會(huì)發(fā)生扭轉(zhuǎn)——結(jié)果就是光線無(wú)法通過下層。 （2）TF T象素架構(gòu)如圖4示，彩色濾光鏡依據(jù)顏色分為紅、綠、藍(lán)三種，依次排列在玻璃基板上組成一組 （dot pitch）對(duì)應(yīng)一個(gè)象素每一個(gè)單色濾光鏡稱之為子象素（sub-pixel）。也就是說，如果一個(gè)TFT顯示器最大支持1280×1024分辨率的話， 那么至少需要1280×3×1024個(gè)子象素和晶體管。對(duì)于一個(gè)15英寸的TFT顯示器（1024×768）那么一個(gè)象素大約是0.0188英寸（相當(dāng)于 0.30mm），對(duì)于18.1英寸的TFT顯示器而言（1280×1024），就是0.011英寸（相當(dāng)于0.28mm） 大家知道，象素對(duì)于顯示器是有決定意義的，每個(gè)象素越小顯示器可能達(dá)到的最大分辨率就會(huì)越大。不過由于晶體管物理特性的限制，目前TFT每個(gè)象素的大小基本就是0.0117英寸（0.297mm），所以對(duì)于15英寸的顯示器來說，分辨率最大只有1280×1024。 2 、 TFT的技術(shù)特點(diǎn) TFT技術(shù)是二十世紀(jì)九十年代發(fā)展起來的，采用新材料和新工藝的大規(guī)模半導(dǎo)體全集成電路制造技 術(shù)，是液晶（LC）、無(wú)機(jī)和有機(jī)薄膜電致發(fā)光（EL和OEL）平板顯示器的基礎(chǔ)。TFT是在玻璃或塑料基板等非單晶片上（當(dāng)然也可以在晶片上）通過濺射、 化學(xué)沉積工藝形成制造電路必需的各種膜，通過對(duì)膜的加工制作大規(guī)模半導(dǎo)體集成電路（LSIC）。采用非單晶基板可以大幅度地降低成本，是傳統(tǒng)大規(guī)模集成電 路向大面積、多功能、低成本方向的延伸。在大面積玻璃或塑料基板上制造控制像元（LC或OLED）開關(guān)性能的TFT比在硅片上制造大規(guī)模IC的技術(shù)難度更 大。對(duì)生產(chǎn)環(huán)境的要求（凈化度為100級(jí)），對(duì)原材料純度的要求（電子特氣的純度為99.999985％），對(duì)生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)技術(shù)的要求都超過半導(dǎo)體大規(guī) 模集成，是現(xiàn)代大生產(chǎn)的頂尖技術(shù)。其主要特點(diǎn)有： ?。?/span>1）大面積：九十年代初第一代大面積玻璃基板（300mm×400mm）TFT-LCD生產(chǎn)線投產(chǎn)，到2000年上半年玻璃基板的面積已經(jīng)擴(kuò)大到了680mm×880mm），最近950mm×1200mm的玻璃基板也將投入運(yùn)行。原則上講沒有面積的限制。 （2）高集成度：用于液晶投影的1.3英寸TFT芯片的分辨率為XGA含有百萬(wàn)個(gè)象素。分辨率 為SXGA（1280×1024）的16.1英寸的TFT陣列非晶體硅的膜厚只有50nm，以及TAB ON GLASS和SYSTEM ON GLASS技術(shù)，其IC的集成度，對(duì)設(shè)備和供應(yīng)技術(shù)的要求，技術(shù)難度都超過傳統(tǒng)的LSI。 （3）功能強(qiáng)大：TFT最早作為矩陣選址電路改善了液晶的光閥特性。對(duì)于高分辨率顯示器，通過 0-6V范圍的電壓調(diào)節(jié)（其典型值0.2到4V），實(shí)現(xiàn)了對(duì)象元的精確控制，從而使LCD實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的高分辨率顯示成為可能。TFT-LCD是人類歷史上 第一種在顯示質(zhì)量上超過CRT的平板顯示器。現(xiàn)在人們開始把驅(qū)動(dòng)IC集成到玻璃基板上，整個(gè)TFT的功能將更強(qiáng)大，這是傳統(tǒng)的大規(guī)模半導(dǎo)體集成電路所無(wú)法 比擬的。 ?。?/span>4）低成本：玻璃基板和塑料基板從根本上解決了大規(guī)模半導(dǎo)體集成電路的成本問題，為大規(guī)模半導(dǎo)體集成電路的應(yīng)用開拓了廣闊的應(yīng)用空間。 （5）工藝靈活：除了采用濺射、CVD（化學(xué)氣相沉積）MCVD（分子化學(xué)氣相沉積）等傳統(tǒng)工藝成膜以外，激光退火技術(shù)也開始應(yīng)用，既可以制作非晶膜、多晶膜，也可以制造單晶膜。不僅可以制作硅膜，也可以制作其他的Ⅱ-Ⅵ族和Ⅲ-Ⅴ族半導(dǎo)體薄膜。 ?。?/span>6）應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，以TFT技術(shù)為基礎(chǔ)的液晶平板顯示器是信息社會(huì)的支柱產(chǎn)業(yè)，也技術(shù)可應(yīng)用到正在迅速成長(zhǎng)中的薄膜晶體管有機(jī)電致發(fā)光(TFT-OLED)平板顯示器也在迅速的成長(zhǎng)中。 3、 TFT-LCD的主要特點(diǎn)： 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)是分不開的。主要特點(diǎn)是： ?。?/span>1）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)量從最簡(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。 ?。?/span>2）環(huán)保特性好：無(wú)輻射、無(wú)閃爍，對(duì)使用者的健康無(wú)損害。特別是TFT-LCD電子書刊的出現(xiàn)，將把人類帶入無(wú)紙辦公、無(wú)紙印刷時(shí)代，引發(fā)人類學(xué)習(xí)、傳播和記栽文明方式的革命。 （3）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。 ?。?/span>4）制造技術(shù)的自動(dòng)化程度高，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。 ?。?/span>5）TFT-LCD易于集成化和更新?lián)Q代，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?。目前有非晶、多晶和單晶?/span>TFT-LCD，將來會(huì)有其它材料的TFT，既有玻璃基板的又有塑料基板。
三、國(guó)際技術(shù)水平和現(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)角度來看，TN+Film解決方案是最簡(jiǎn)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: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)主要就是通過顯示屏覆蓋一層特殊的薄膜，來擴(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排列液晶分子來實(shí)現(xiàn)對(duì)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(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)最 便宜之外沒有任何可取之處。 IPS就是In-Plane Switching的簡(jiǎn)稱，意思就是平板開關(guān)，又稱為Super TFT。最早由Hitachi(日立)開發(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(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，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)似乎也不是最好的解決方案。 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，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最優(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 。最近韓國(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最低的產(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，以至最近發(fā)展起來的單晶硅技術(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***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最終取代CRT的格局。
四、 總結(jié)
目前TFT-LCD已達(dá)到的技術(shù)水平狀況： ?。?/span>1）水平和垂直角都達(dá)到170度； ?。?/span>2）顯示亮度達(dá)到500尼特，對(duì)比度500：1； ?。?/span>3）壽命超過3萬(wàn)小時(shí)； ?。?/span>4）場(chǎng)序列全彩色（FSFC）技術(shù)開始應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)； ?。?/span>5）大屏幕薄膜晶體管液晶顯示彩色電視（TFT-LC TV）已經(jīng)開始進(jìn)入大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，TFT-LCTV的畫質(zhì)已經(jīng)達(dá)到甚至超過了CRT，如28英寸TFT LC TV的分辨率為1920×1200，水平垂直視角均為170度；38英寸的TFT LC TV已研制成功；40英寸的TFT-LCD也已研制成功； ?。?/span>6）大面積低溫多晶硅TFT-LCD已經(jīng)開發(fā)成功，并投入工業(yè)生產(chǎn)，非晶硅TFT的自掃描LCD已經(jīng)商品化； ?。?/span>7）反射式TFT-LCD彩色顯示器開始商品化。例如分辨率是400×234，畫面為16：9的5.8英寸反射式顯示器的反射率為30%，響應(yīng)速度為30ms，消耗功率為0.15瓦。 （8）730×920mm基板大屏幕生產(chǎn)線已經(jīng)研制成功，更大尺寸基板的大屏幕生產(chǎn)線正在建設(shè)之中。 ?。?/span>9）塑料基板TFT-LCD開始商品化。日本現(xiàn)有5個(gè)品種的塑料基板產(chǎn)品。 （10）背光源和逆變器，雖在積極開發(fā)反射式LCD，但用背光源的透射型TFT-LCD在相當(dāng) 長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)還是主流產(chǎn)品。背光源是其重要配件。德國(guó)研制成用于液晶模塊的平板熒光燈背光源，亮度達(dá)到5000-7000cd/m2，壽命達(dá)到10萬(wàn)小時(shí)。一 些新型自熱式背光源可以在-40℃到85℃范圍內(nèi)正常工作。OEL背光源和高亮度LED背光源已開發(fā)成功，并開始用于TFT-LCD、Linfinity Microelectrunies發(fā)明了冷陰極背光源長(zhǎng)壽命逆變器，光源調(diào)制范圍達(dá)到500：1。