-Огляд TFT-LCD
TFT (ThinFilm Transistor) РК-дисплей, або РК-дисплей з тонкоплівковим польовим транзистором, є одним із рідкокристалічних дисплеїв типу активної матриці (AM-LCD). ﹒ TFT=Thin-filmTransistor=Тонкоплівковий транзистор
. LCD=Liquid-CrystalDisplay=Рідкокристалічний дисплей
﹒ TFT-LCD (Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display), тонкоплівковий транзисторний рідкокристалічний дисплей, з’явився на світ у 1960 році. Після постійного вдосконалення він був офіційно використаний у комерційних ноутбуках у 1991 році. Нинішній TFT-LCD поступово замінює продукти з ЕПТ у різних сферах застосування, стаючи основним напрямом технологій відображення.
· Перевагами РК-екранів є низьке енергоспоживання, низька робоча напруга, висока роздільна здатність, відсутність випромінювання, сам екран відносно тонкий, зручний для транспортування, тривалий термін служби тощо. Через ці переваги він широко використовується в багатьох галузі, такі як: телевізори, монітори, ноутбуки, мобільні телефони, супутникові навігаційні КПК тощо.
Рідкокристалічні плоскі дисплеї, особливо TFT-LCD, наразі є єдиними пристроями, які повністю наздоганяють і перевершують ЕПТ за яскравістю, контрастністю, енергоспоживанням, терміном служби, обсягом і вагою. Відрізняється відмінною продуктивністю і хорошими характеристиками масового виробництва. Завдяки високому ступеню автоматизації, низькій вартості сировини та широкому простору для розробки, він швидко стане основним продуктом у новому столітті та яскравою точкою глобального економічного зростання у 21 столітті.
головна особливість
На відміну від технології TN, дисплей TFT використовує"back-through" метод освітлення - уявний шлях джерела світла проходить не зверху вниз, як рідкий кристал TN, а знизу вгору. Цей метод полягає в установці спеціальної світлової труби на задній стороні рідкого кристала, і джерело світла буде проникати вгору через нижній поляризатор при опроміненні. Оскільки верхні та нижні міжшарові електроди замінюються на електроди FET та звичайні електроди, при включенні електродів FET продуктивність молекул рідкого кристала також змінюється. Мета дисплея може бути досягнута за допомогою світлового екранування та світлопропускання, а час відгуку значно збільшується до приблизно 80 мс. Оскільки він має вищий коефіцієнт контрастності та насиченіші кольори, ніж TN-LCD, частота оновлення екрану також швидша, тому TFT широко відомий як"істинний колір".
Основною особливістю TFT-LCD є налаштування напівпровідникового комутаційного пристрою для кожного пікселя. Тому що кожним пікселем можна безпосередньо керувати за допомогою точкових імпульсів. Таким чином, кожен вузол є відносно незалежним і його можна постійно керувати. Цей метод проектування не тільки покращує швидкість реакції екрана дисплея, але також може точно контролювати рівень сірого на дисплеї. Це причина, чому кольори TFT є більш реалістичними, ніж DSTN.
додаток
На даний момент більшість виробників ноутбуків використовують у своїх продуктах TFT-LCD. Ранні TFT-LCD в основному використовувалися у виробництві ноутбуків. Хоча в той час TFT мав великі переваги перед DSTN, через технічні причини, TFT-LCD все ще мав великий відрив від традиційних ЕПТ-дисплеїв за часом відгуку, яскравістю та кутом огляду. Крім того, надзвичайно низький вихід призвів до його високої ціни, що робить настільний TFT-LCD недосяжним.
Проте з безперервним розвитком технологій, безперервним підвищенням продуктивності та появою деяких нових технологій, TFT-LCD досягли значного прогресу в часі відгуку, контрастності, яскравості та кутах огляду, наблизивши їх до традиційних. Розрив ЕПТ-моніторів. Нині час відгуку більшості звичайних РК-моніторів було покращено до 50 мс, що проклало шлях до того, щоб РК-монітор став основним.
-Основні переваги TFT-LCD
З розвитком технології TFT кольорові РК-дисплеї з плоскими панелями швидко розвивалися. Менш ніж за 10 років TFT-LCD швидко перетворився на масовий дисплей, який невіддільний від його переваг. Основними характеристиками є:
(1) Хороші характеристики використання: низька напруга, низька напруга приводу, а також підвищена безпека та надійність твердого використання; плоска панель, легка і тонка, що значно економить сировину та використовує простір; низьке енергоспоживання, його енергоспоживання становить приблизно одну десяту від світловідбиваючого TFT-LCD і навіть лише близько одного відсотка від ЕПТ, що значно економить енергію; Продукти TFT-LCD також мають технічні характеристики, моделі та розміри в серій, різноманітні різновиди, прості у використанні, гнучкі, технічне обслуговування та оновлення. , Простота оновлення, тривалий термін служби та багато інших функцій. Діапазон дисплеїв охоплює діапазон застосування всіх моніторів від 1 дюйма до 40 дюймів і великих площин проекції. Це повнорозмірний дисплейний термінал; якість відображення коливається від найпростішої монохромної символьної графіки до високої роздільної здатності та високої чіткості кольорів. Відеодисплеї різних характеристик і моделей з високою яскравістю, високою контрастністю та високою швидкістю відгуку; Методи відображення включають прямий огляд, проекцію, прозорий і відбиваючий.
(2) Хороші характеристики захисту навколишнього середовища: без випромінювання, без мерехтіння, без шкоди для здоров'я користувача' Зокрема, поява електронних книг TFT-LCD перенесе людство в епоху безпаперового офісу та безпаперового друку, що спричинить революцію в тому, як людство вивчає, поширює та пам’ятає цивілізацію.
(3) Діапазон застосування широкий, і його можна нормально використовувати в діапазоні температур від -20C до +50C. Низькотемпературна робоча температура TFT-LCD після температурного зміцнення може досягати мінус 8°C. Його можна використовувати як дисплей мобільного терміналу, настільний термінал і проекційний телевізор з великим екраном. Це повнорозмірний відеотермінал з чудовою продуктивністю.
(4) Ступінь автоматизації технології виробництва високий, а характеристики великого промислового виробництва хороші. Індустріальна технологія TFT-LCD є зрілою, а вихід масового виробництва досяг понад 90%.
(5) TFT-LCD легко інтегрувати та оновлювати. Це ідеальне поєднання технології великомасштабних напівпровідникових інтегральних схем і технології джерела світла і має великий потенціал для подальшого розвитку. В даний час існують аморфні, полікристалічні та монокристалічні кремнієві TFT-LCD. У майбутньому з’являться TFT з інших матеріалів, включаючи скляні та пластикові підкладки.
Стан досліджень технології TFT-LCD
Роздільна здатність: за останні роки роздільна здатність TFT-LCD перевищила CGA (320*200), VGA (640*480), SVGA (1280*1024). XGA (1024*768).SXGA (1280*1024) розвинувся до поточного рівня UXGA (1600*1200) і QXGA (2560*2048).
Коефіцієнт контрастності: PPMuhoray та інші в Сполучених Штатах представили РК-технологію на основі хвилеводів і використали цю технологію для досягнення високого коефіцієнта контрастності 174:1, тоді як поточний коефіцієнт контрастності TFT-LCD може досягати 500:1.
Кут огляду: оскільки рідкокристалічний матеріал є анізотропним, орієнтація його молекулярного розташування та перебудова під дією електричного поля рівномірно впливатимуть на розширення кута огляду РК-пристрою, що спричиняє недоліки кута огляду РК-пристрій. Запропоновано різноманітні розширення. Технологія кута огляду, як-от режим перемикання площини, симетричний режим мікроодиниці, вертикальний режим домену тощо, кут огляду може досягати 170 градусів.
Швидкість відгуку: коли частота кадрів становить 60%, період кадру становить близько 16 мс, а час відгуку звичайних пристроїв TFT-LCD, які використовують TN LCD, може бути менше 20 мс. Нещодавно був представлений метод планарного перемикання з використанням еластичної безперервної полімерної стабілізації, який може скоротити час відгуку до 10 мс, а використання оптичної компенсаційної стрічки може скоротити час відгуку до 2~3 мс. В даний час за цією технологією розроблено час відгуку 8 мс. Кольоровий РК-телевізор.
Термін служби: завдяки розвитку технології виробництва термін служби TFT-LCD може досягати більше 30 000 годин.
З’явилися великі екрани та світловідбиваючі типи: було успішно розроблено 38-дюймовий TFT-LCTV, що завершило еру з’єднання великоекранних РК, а також почали комерціалізувати світловідбиваючі кольорові дисплеї TFT-LCD.
Завдяки розвитку технології виробництва TFT, покращенню продуктивності рідкокристалічних матеріалів, застосуванню технології широкого кута огляду, покращенню швидкості відгуку та збільшення продуктивності, продуктивність дисплея TFT-LCD не менша, ніж у CRT .
-Рідкокристалічний дисплей типу TFT
Звичайний a-SiTFT в основному складається зі скляної підкладки, електрода затвора, ізоляційного шару затвора, напівпровідникового активного шару a-Si омічного контактного шару n+a-Si, електрода джерела та стоку та захисна плівка, серед якої ізоляційний шар затвора і захисна плівка є однією одиницею Використання SiN.
Структуру a-SiTFT можна розділити на чотири типові структури: плоску структуру, де електроди джерела, стоку та затвора розташовані на одній стороні активного шару напівпровідника a-Si, а також електроди джерела, стоку та затвора. розташовані на верхній стороні шару a-Si. Позитивна плоска структура затвора, три електроди джерела, стоку та затвора розташовані на нижній стороні шару a-Si, що називається плоскою структурою перевернутого затвора; -На верхній стороні шару Si, електроди джерела та стоку на нижній стороні шару a-Si називаються шаховою структурою з позитивним затвором або структурою з верхнім затвором, затвор знаходиться на нижній стороні a-Si. шару, а електроди джерела і стоку знаходяться на верхній стороні шару a-Si. Конструкція перевернутих воріт у шаховому порядку або нижня конструкція воріт.
З точки зору виробничого процесу, три шари (або два з них) SiN, a-Si та n+a-Si зі ступінчастою структурою можна наносити безперервно, що підходить для операцій на трубопроводах і може зменшити перехресне забруднення. Тепер шахматна структура стала основною, це не тільки для a-Si, SiN. n+a-Si може працювати безперервно, а перевернутий затвор також можна використовувати як світлозахисний шар (без додаткового
Встановіть світлозахисний шар), що важливо для a-SiTFT, оскільки a-Si чутливий до світла. Як тільки протікає світло і збільшується струм витоку, якість зображення погіршиться.
Принцип TFT LCD
З діаграми структури поперечного перерізу TFT-LCD (вгорі) видно, що РК-дисплей складається з двошарової скляної підкладки, яка містить рідкий кристал, утворюючи паралельний пластинчастий конденсатор. На конденсатор і вбудований накопичувальний конденсатор впливає TFT, вбудований на нижню скляну підкладку. Зарядіть, підтримуйте напругу, необхідну для кожного зображення, доки не буде оновлено наступне зображення. Колір рідкого кристала прозорий, а РК-дисплей має бути підсвічений білим підсвічуванням, щоб виразити барвистість. Щоб біле підсвічування відбилося, навколо необхідно додати білі вогники. Тому лампи, такі як CCFL або LED, об’єднані в нижній частині TFT-LCD.
TFT-LCD потребує підсвічування. Оскільки сама РК-панель не випромінює світло, їй потрібна підсвічування. До рідкокристалічного дисплея необхідно додати пластину підсвічування, щоб забезпечити джерело світла високої яскравості з рівномірним розподілом яскравості. РК-дисплей фактично вмикає світло від джерела світла за ним, щоб виразити його кольори. Поточне поширене джерело підсвічування - CCFL або світлодіод.
Принцип роботи TFT-LCD
TFT-елемент еквівалентний перемикачу з електронним керуванням. Лінія сканування (шлюз) керує відкриттям і замиканням перемикача, а лінія даних (джерело) забезпечує напругу шкали сірого, необхідну для РК-дисплея для відображення різної яскравості. Коли до лінії сканування (затвору) подається висока напруга, TFT-елемент включається, і напруга відтінків сірого може потрапити на піксельний електрод (сток) з лінії даних (джерела) і подати на шар рідкого кристала. через прозорий піксельний електрод. Кут стояння рідкого кристала змінюється для відображення попередньо визначеної шкали сірого.
Вся область відображення панелі TFT-LCD складається з матриці пікселів, керованих мільйонами незалежних елементів TFT. Як показано на малюнку нижче, коли лінія сканування включає третій ряд пікселів, рядок даних запише напругу в шкалі сірого, необхідну для третього ряду пікселів, а потім закриє третій рядок, щоб зберегти його в режимі утримання напруги. стан, і в той же час увімкніть четвертий ряд рядків сканування , Запишіть напругу сірого, необхідну для четвертого рядка пікселів, закрийте четвертий рядок після завершення запису та увімкніть пікселі п’ятого рядка, і напишіть послідовно необхідні напруги в шкалі сірого кожного рядка пікселів на панелі.
Коротко про виробничий процес TFT-LCD
