-Visió general de TFT-LCD
TFT (ThinFilm Transistor) LCD, o LCD de transistor d'efecte de camp de pel·lícula fina, és una de les pantalles de cristall líquid de tipus matriu activa (AM-LCD). ﹒ TFT=Thin-FilmTransistor=Transistor de pel·lícula fina
. LCD=Liquid-CrystalDisplay=Pantalla de cristall líquid
﹒ TFT-LCD (Thin Film Transistor-liquid Crystal Display), una pantalla de cristall líquid de transistor de pel·lícula fina, va néixer l'any 1960. Després de la millora contínua, es va utilitzar oficialment en ordinadors portàtils comercials el 1991. Amb la maduresa gradual de la tecnologia de procés, el L'actual TFT-LCD està substituint gradualment els productes CRT en diversos camps d'aplicació, convertint-se en el corrent principal de la tecnologia de visualització.
·Els avantatges de les pantalles LCD són baix consum d'energia, baixa tensió de treball, alta resolució, sense radiació, la pantalla en si és relativament prima, fàcil de transportar, llarga vida útil, etc. A causa d'aquests avantatges, s'ha utilitzat àmpliament en molts camps, com ara: Televisors, monitors, ordinadors portàtils, telèfons mòbils, PDA de navegació per satèl·lit, etc.
Les pantalles de pantalla plana de cristall líquid, especialment els TFT-LCD, són actualment els únics dispositius de visualització que s'acosten completament i superen els CRT en termes de brillantor, contrast, consum d'energia, vida útil, volum i pes. Té un rendiment excel·lent i bones característiques de producció en massa. Amb un alt grau d'automatització, un baix cost de matèries primeres i un ampli espai de desenvolupament, es convertirà ràpidament en un producte principal al nou segle i en un punt brillant per al creixement econòmic mundial al segle XXI.
característica principal
A diferència de la tecnologia TN, la pantalla TFT adopta un"back-through" mètode d'il·luminació: el camí de la font de llum imaginària no és de dalt a baix com el cristall líquid TN, sinó de baix a dalt. Aquest mètode consisteix a instal·lar un tub de llum especial a la part posterior del cristall líquid i la font de llum penetrarà cap amunt a través del polaritzador inferior quan s'irradia. Atès que els elèctrodes intercapa superior i inferior es canvien per elèctrodes FET i elèctrodes comuns, quan s'encenen els elèctrodes FET, el rendiment de les molècules de cristall líquid també canviarà. El propòsit de la visualització es pot aconseguir mitjançant la protecció de la llum i la transmissió de la llum, i el temps de resposta s'incrementa molt fins a uns 80 ms. Com que té una relació de contrast més alta i colors més rics que el TN-LCD, la freqüència d'actualització de la pantalla també és més ràpida, de manera que TFT es coneix comunament com"color real ".
La característica principal de TFT-LCD és configurar un dispositiu de commutació de semiconductors per a cada píxel. Perquè cada píxel es pot controlar directament mitjançant polsos de punts. Per tant, cada node és relativament independent i es pot controlar contínuament. Aquest mètode de disseny no només millora la velocitat de resposta de la pantalla, sinó que també pot controlar amb precisió el nivell de gris de la pantalla. Aquesta és la raó per la qual els colors TFT són més realistes que DSTN.
aplicació
Actualment, la majoria dels fabricants d'ordinadors portàtils utilitzen TFT-LCD als seus productes. Els primers TFT-LCD es van utilitzar principalment en la fabricació d'ordinadors portàtils. Tot i que TFT tenia grans avantatges sobre DSTN en aquell moment, per raons tècniques, TFT-LCD encara tenia un gran buit amb les pantalles CRT tradicionals en temps de resposta, brillantor i angle de visió. A més, el rendiment extremadament baix ha provocat el seu alt preu, fent que el TFT-LCD d'escriptori sigui un sorprenent inabastable.
Tanmateix, amb el desenvolupament continu de la tecnologia, la millora contínua de la taxa de rendiment i l'aparició d'algunes noves tecnologies, els TFT-LCD han avançat molt en el temps de resposta, el contrast, la brillantor i els angles de visió, apropant-los als tradicionals. El buit dels monitors CRT. Avui en dia, el temps de resposta de la majoria dels monitors LCD convencionals s'ha millorat per sota dels 50 ms, la qual cosa ha obrir el camí perquè la LCD es converteixi en corrent principal.
-Els principals avantatges de TFT-LCD
Amb la maduresa de la tecnologia TFT, les pantalles de pantalla plana LCD en color s'han desenvolupat ràpidament. En menys de 10 anys, TFT-LCD s'ha convertit ràpidament en una pantalla principal, que és inseparable dels seus avantatges. Les principals característiques són:
(1) Bones característiques d'ús: aplicació de baixa tensió, baixa tensió de conducció i millora de la seguretat i fiabilitat de l'ús sòlid; panell pla, lleuger i prim, estalviant moltes matèries primeres i utilitzant espai; baix consum d'energia, el seu consum d'energia és d'aproximadament una desena part de la del TFT-LCD reflectant, i fins i tot només aproximadament un un per cent de la del CRT, que estalvia molta energia; Els productes TFT-LCD també tenen especificacions, models i mides en sèrie, una varietat de varietats, fàcils d'utilitzar, flexibles, de manteniment i renovació. , Fàcil d'actualitzar, llarga vida útil i moltes altres funcions. La gamma de visualitzacions cobreix l'àmbit d'aplicació de tots els monitors que van des d'1 polzada fins a 40 polzades i grans plans de projecció. És un terminal de pantalla de mida completa; la qualitat de la visualització va des dels gràfics de caràcters monocroms més senzills fins a una alta resolució i una alta fidelitat de color. Pantalles de vídeo de diverses especificacions i models amb gran brillantor, alt contrast i alta velocitat de resposta; Els mètodes de visualització inclouen la visualització directa, la projecció, la transparència i la reflexió.
(2) Bones característiques de protecció del medi ambient: sense radiació, sense parpelleig, sense danys a la salut de l'usuari'. En particular, l'aparició dels llibres electrònics TFT-LCD portarà la humanitat a l'era de l'oficina sense paper i la impressió sense paper, provocant una revolució en la manera en què la humanitat aprèn, difon i recorda la civilització.
(3) El rang d'aplicació és ampli i es pot utilitzar normalment en el rang de temperatura de -20C a +50C. La temperatura de treball a baixa temperatura del TFT-LCD després de l'enfortiment de la temperatura pot arribar als 8ºC. Es pot utilitzar com a pantalla de terminal mòbil, pantalla de terminal d'escriptori i TV de projecció de pantalla gran. És un terminal de visualització de vídeo de mida completa amb un rendiment excel·lent.
(4) El grau d'automatització de la tecnologia de fabricació és alt i les característiques de la producció industrial a gran escala són bones. La tecnologia de la indústria TFT-LCD és madura i la taxa de rendiment de producció en massa ha arribat a més del 90%.
(5) TFT-LCD és fàcil d'integrar i actualitzar. És una combinació perfecta de tecnologia de circuits integrats de semiconductors a gran escala i tecnologia de font de llum, i té un gran potencial per al desenvolupament continuat. Actualment, hi ha TFT-LCD de silici amorf, policristalí i monocristal·lí. En el futur, hi haurà TFT d'altres materials, inclosos substrats de vidre i substrats de plàstic.
Estat de recerca de la tecnologia TFT-LCD
Resolució: la resolució de TFT-LCD ha passat CGA (320 * 200), VGA (640 * 480), SVGA (1280 * 1024) en els últims anys. XGA (1024*768).SXGA (1280*1024) s'ha desenvolupat al nivell actual d'UXGA (1600*1200) i QXGA (2560*2048).
Relació de contrast: PPMuhoray i altres als Estats Units van introduir la tecnologia LCD basada en guies d'ona i van utilitzar aquesta tecnologia per aconseguir una alta relació de contrast de 174:1, mentre que la relació de contrast TFT-LCD actual pot arribar fins a 500:1.
Angle de visió: atès que el material de cristall líquid és anisòtrop, l'orientació de la seva disposició molecular i la reordenació sota l'acció d'un camp elèctric afectaran uniformement l'ampliació de l'angle de visió del dispositiu LCD, la qual cosa provoca les deficiències de l'angle de visió de el dispositiu LCD. S'ha proposat una varietat d'ampliació. La tecnologia d'angle de visió, com el mode de commutació de pla, el mode de microunitat simètrica, el mode vertical de domini, etc., l'angle de visió pot arribar als 170 graus.
Velocitat de resposta: quan la velocitat de fotogrames és del 60%, el període de fotogrames és d'uns 16 ms i el temps de resposta dels dispositius TFT-LCD normals que utilitzen TN LCD pot ser inferior a 20 ms. Recentment, s'ha introduït un mètode d'interruptor pla que utilitza estabilització elàstica de polímer contínua, que pot escurçar el temps de resposta a 10 ms, i l'ús de cinta de compensació òptica pot escurçar el temps de resposta a 2 ~ 3 ms. Actualment, el temps de resposta de 8 ms s'ha desenvolupat amb aquesta tecnologia. Televisor LCD color.
Vida útil: a causa del desenvolupament de la tecnologia de fabricació, la vida útil del TFT-LCD pot arribar a més de 30.000 hores.
Han aparegut pantalles grans i tipus reflectants: s'ha desenvolupat amb èxit el TFT-LCTV de 38 polzades, posant fi a l'era de l'empalmament dels LC de pantalla gran, i també s'han començat a comercialitzar les pantalles reflectores TFT-LCD en color.
A causa del desenvolupament de la tecnologia de fabricació TFT, la millora del rendiment del material de cristall líquid, l'adopció de la tecnologia d'angle de visió ampli, la millora de la velocitat de resposta i l'augment del rendiment, el rendiment de la pantalla de TFT-LCD no és menor que el de CRT. .
-Estructura de pantalla de cristall líquid tipus TFT
L'a-SiTFT habitual es compon principalment d'un substrat de vidre, un elèctrode de porta, una capa aïllant de porta, una capa activa de semiconductor a-Si capa de contacte ohmic n+a-Si, un elèctrode de font i drenatge i un pel·lícula protectora, entre les quals la capa aïllant de la porta i la pel·lícula protectora són una unitat Utilitzeu SiN.
L'estructura d'a-SiTFT es pot dividir en quatre estructures típiques: una estructura plana on els elèctrodes font, drenatge i porta es troben al mateix costat de la capa activa del semiconductor a-Si, i els elèctrodes font, drenatge i porta. es troben a la part superior de la capa a-Si. L'estructura del pla de la porta positiva, la font, el drenatge i els tres elèctrodes de la porta es troben a la part inferior de la capa a-Si, anomenada estructura de pla de porta invertida; -A la part superior de la capa de Si, els elèctrodes de font i drenatge de la part inferior de la capa a-Si s'anomenen estructura esglaonada de porta positiva o estructura de porta superior, la porta es troba a la part inferior de l'a-Si capa, i els elèctrodes font i drenatge es troben a la part superior de la capa a-Si. Estructura esglaonada de porta invertida o estructura de porta inferior.
Des del punt de vista del procés de fabricació, les tres capes (o dues d'elles) de SiN, a-Si i n+a-Si amb una estructura esglaonada es poden dipositar contínuament, la qual cosa és adequada per a operacions de canonades i pot reduir la contaminació creuada. Ara, l'estructura esglaonada s'ha convertit en la corrent principal, no és només per a-Si, SiN. n+a-Si es pot operar contínuament, i la porta invertida també es pot utilitzar com a capa de protecció contra la llum (sense
Configureu una capa de protecció contra la llum), que és important per a a-SiTFT, perquè a-Si és sensible a la llum. Quan la llum entra i augmenta el corrent de fuga, la qualitat de la imatge es deteriorarà.
Principi de TFT LCD
A partir del diagrama d'estructura de la secció transversal del TFT-LCD (a dalt), es pot veure que la pantalla LCD es compon d'un substrat de vidre de dues capes que s'entremet cristall líquid per formar un condensador de placa paral·lela. El condensador i el condensador d'emmagatzematge integrat es veuen afectats pel TFT incrustat al substrat de vidre inferior. Carregueu, mantingueu la tensió necessària per a cada imatge fins que s'actualitzi la següent imatge. El color del cristall líquid és transparent i la pantalla LCD ha d'estar folrada amb una il·luminació de fons blanca per expressar el colorit. Perquè la llum de fons blanca es reflecteixi, cal afegir llums blanques al voltant. Per tant, les làmpades, com ara CCFL o LED, es combinen a la part inferior del TFT-LCD.
TFT-LCD necessita una il·luminació de fons. Com que el panell LCD en si no emet llum, necessita una il·luminació de fons. S'ha d'afegir una placa de retroil·luminació a la pantalla de cristall líquid per proporcionar una font de llum d'alta brillantor amb una distribució uniforme de la brillantor. La pantalla LCD encén la llum de la font de llum que hi ha darrere per expressar els seus colors. La font de llum de fons que s'utilitza habitualment és CCFL o LED.
Principi de conducció TFT-LCD
Un element TFT és equivalent a un interruptor controlat electrònicament. La línia d'escaneig (porta) controla l'obertura i el tancament de l'interruptor, i la línia de dades (font) proporciona la tensió d'escala de grisos necessària perquè la pantalla LCD mostri una brillantor diferent. Quan s'aplica una alta tensió a la línia d'escaneig (porta), l'element TFT s'activa i la tensió en escala de grisos pot entrar a l'elèctrode de píxel (drenatge) des de la línia de dades (font) i aplicar-se a la capa de cristall líquid. a través de l'elèctrode de píxel transparent. L'angle de peu del cristall líquid es canvia per mostrar una escala de grisos predeterminada.
Tota l'àrea de visualització del panell TFT-LCD està formada per una matriu de píxels controlada per milions d'elements TFT independents. Com es mostra a la figura següent, quan la línia d'escaneig s'encén a la tercera fila de píxels, la línia de dades escriurà la tensió d'escala de grisos requerida per la tercera fila de píxels i, a continuació, tancarà la tercera fila per mantenir-la a la retenció de tensió. estat i, al mateix temps, activeu la quarta fila de línies d'escaneig, escriviu la tensió d'escala de grisos requerida per la quarta fila de píxels, tanqueu la quarta fila un cop s'hagi completat l'escriptura i activeu els píxels de la cinquena fila i escriviu els voltatges d'escala de grisos requerits de cada fila de píxels al panell en seqüència.
Breument relacionat amb el procés de fabricació TFT-LCD
