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TFT-LCD的历史发展状况,现代TFT-LCD的技术层次

文章出处:未知 人气:发表时间:2018-03-12

         TFT-LCD--薄膜晶体管 液晶显示屏,TFT-LCD可以做到高对比度、高速度、高亮度显示屏幕信息,这些都是人类一百年来的发展研究出来的,它的发展过程是怎样的呢?下面就给您详细先容TFT-LCD的发展经历过程。

          TFT-LCD

1.       历史回顾
        1888年,奥地利植物雪茄F.Reinitzer在观察植物结晶特性的过程中,发现了如果将温度上升到145℃时,结晶就会呈现白色状况,加热到172℃时那么呈现透明的状态,德国的一个物理学家O.Lehmann在研究之后把它命名为液晶,这就是液晶显示技术的开始
         在驱动这方面,TFT-LCD主要经历了无源液晶显示和有源液晶显示的发展过程。

2.      TFT-LCD的技术发展趋势
         随着TFT-LCD在手机、笔记本电脑、电视、显示器以及工业设备显示器的广泛应用,最近几年发展趋势迅猛,已经受到了人们的关注。在TFT-LCD技术未来的发展趋势,主要表现在高解析度、宽视角、低成本、高亮度以及低功耗等一些方面。

2.1    高解析度
         为了实现大面积的高解析度的液晶显示,一般都是需要采用高性能开关元件、低阻抗金属的材料以及高精细加工技术等的手段。现在研究和使用最多的材料就是铝。
         1988年5月,IBM利用了A1-Nd合金来作为栅电极,开发出了16.3英寸的超高解析度(200ppi)a-Si TFT-LCD,并且已经实现批量生产。
         1999年4月,东芝推出了20.8英寸16-SVGA(3200X2400)a-Si TFT-LCD,这个可以说是代表了a-Si TFT-LCD在高解析度和高容量方面的最高水平。
          实现高解析度液晶显示的另外一种重要的途径是开发LTp-SiTFT 技术。就目前而言,已经发表的p-Si TFT-LCD产品的解析度一般都是在200ppi左右的。和a-Si TFT-LCD相比,LT p-Si TFT-LCD具有比较小体积的博膜晶体管以及储存电容器,正是因为如此,它每一英寸都具有更强大的穿透区,从而就有了更亮的显示画面,而且更省电。

2.2    宽视角
         可视视角是指可以刚好看到对比度CR≥10的画面时,视线与垂直屏幕的平面之间的夹角。跟随着液晶屏的显示技术不断发展,宽视角模式现在已经成为业界追求的目标。就目前来讲,主流的TFT-LCD宽视角技术主要有:VA、TN+Film、IPS以及FFS等技术。
        1973年,美国的R A Soref首次提出了IPS模式的横向电场驱动观念。
        1992年,德国的G Baur指出IPS有利于改善LCD的视角特性。
        1995年,日立企业的M Oh-e等开始研究将IPS应用到TFT-LCD面板,并且在次年成功开发出第一块IPS面板产品,拉开了IPS技术广泛应用的序幕。
        1997年,S.Aratani等提出了S-IPS模式,很大程度改善了色差的问题,从而使得S-IPS成为了具有低色差、广视角的优越宽视角技术。
        2003年,Y. Nakayoshi等开发出了搭载AS-IPS技术的液晶面板,可以使S-IPS的穿透率提升大概30%。
        2006年,我国台湾瀚宇彩晶企业的林俊雄等在AS-IPS的基础上,成功开发出了AS-NOOC的IPS面板,光透过率比AS-IPS提升了大概10.8%,视角超过了176°,同时还具有更低的成本,更佳的色彩,稳定性等优异性能。目前,IPS模式已经成为了TFT-LCD实现宽视角效果最好的模式之一。

2.3    低成本
         一般情况下,减低成本已经成为众多企业赖以生存的重要法则,所以减少掩模板数量,提升基台产能,增大玻璃基板尺寸,提升基台产能和产品良率以及采购就近原材料等方式,是大部分TFT-LCD生产企业不断努力的方向。
         玻璃基板是生产薄膜晶体管 液晶显示屏(TFT-LCD)重要的原材料,成本约占到总成本的15%~18%,经历了短短二十年的视角,从第一代线(300mmX400mm)已经发展到了现在的第十代线(2,850mmX3,050mm)。
        TFT生产技术的核心就是光刻工艺,它又是决定产品质量的重要环节,还是影响产品成本的关键部分。而TFT生产工艺从前期的8掩模板或7掩模板光刻工艺发展到了现在普遍采用的5掩模板或4掩模板光刻工艺,大大的缩减了TFT-LCD的生产周期和生产的成本。近年来,LGD和SAMSUNG等韩国企业在3掩模板光刻工艺的开发上面取得了突破性的进展,并且已经实现量产,但是因为3掩模板工艺技术难度大、良品率低,现在还在进一步的完善和发展中。

2.4    高亮度
         液晶显示屏自身本是非发光性器材,所以在暗处不便于使用,为了提高它的易见性,需要借助背光源从背面均匀的照射显示面。然而,通过增强背光源的亮度提高TFT-LCD显示画面的亮度可能付出的代价较高,从而通过提高光透率才是目前液晶显示产业的一个重要的发展发向。现在在液晶面板生产中,一般是通过提高像素的开口率,采用低阻抗总线、高穿透率偏光片以及CF on Array等方式,都可实现TFT-LCD高亮度的要求。

2.5    低功耗
          2008年5月,C.C.Lai等提出了自适性调节技术,通过背光模组的自适性调节算法可以是背光源的功耗减低31%,同时还可以提高图像对比度20.75%左右,是一种很有效降低TFT-LCD功耗的方法。
          2008年10月,叶强等设计出了一种采用双重自适应补偿的低静态电流的低压差线性稳压器(LDO),试验表明了这种补偿的方法几乎不需要消耗额外的电流,因此极其的适合TFT-LCD低功耗的设计要求。
 
结尾:随着液晶产业的不断壮大和发展,目前以TFT-LCD为代表的液晶显示屏目前已经替代了CRT成为了显示领域的主流。同时呢,TFT-LCD作为电子信息产业的核心和支柱,正在以其拉动效应显著、辐射范围广等一些特点,推动着新装备,新材料,系统应用以及智能化App等领域的蓬勃发展

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