-Oversikt over TFT-LCD
TFT (ThinFilm Transistor) LCD, eller tynnfilmfelteffekttransistor LCD, er en av flytende krystallskjermer av aktiv matrisetype (AM-LCD). ﹒ TFT=Thin-FilmTransistor=Tynnfilmtransistor
. LCD=Liquid-CrystalDisplay=Liquid Crystal Display
﹒ TFT-LCD (Thin Film Transistor-liquid Crystal Display), en tynnfilmtransistor flytende krystallskjerm, ble født i 1960. Etter kontinuerlig forbedring ble den offisielt brukt i kommersielle bærbare datamaskiner i 1991. Med den gradvise modenhet av prosessteknologi, Nåværende TFT-LCD erstatter gradvis CRT-produkter i ulike bruksområder, og blir hovedstrømmen av skjermteknologi.
·Fordelene med LCD-skjermer er lavt strømforbruk, lav arbeidsspenning, høy oppløsning, ingen stråling, selve skjermen er relativt tynn, lett å bære, lang levetid osv. På grunn av disse fordelene har den blitt mye brukt i mange felt, slik som: TVer, skjermer, bærbare datamaskiner, mobiltelefoner, satellittnavigasjons-PDAer, etc.
Flytende krystall-flatskjermer, spesielt TFT-LCD-er, er for øyeblikket de eneste skjermenhetene som fullt ut fanger opp med og overgår CRT-er når det gjelder lysstyrke, kontrast, strømforbruk, levetid, volum og vekt. Den har utmerket ytelse og gode masseproduksjonsegenskaper. Med høy grad av automatisering, lave råvarekostnader og bred utviklingsplass, vil det raskt bli et mainstream-produkt i det nye århundret og et lyspunkt for global økonomisk vekst i det 21. århundre.
hovedfunksjon
Forskjellig fra TN-teknologien, bruker TFT-skjermen en"back-through" belysningsmetode - den imaginære lyskildebanen er ikke fra topp til bunn som TN flytende krystall, men fra bunn til topp. Denne metoden er å installere et spesielt lysrør på baksiden av den flytende krystallen, og lyskilden vil trenge oppover gjennom den nedre polarisatoren når den bestråles. Siden de øvre og nedre mellomlagselektrodene endres til FET-elektroder og vanlige elektroder, vil ytelsen til flytende krystallmolekylene også endres når FET-elektrodene slås på. Hensikten med visning kan oppnås gjennom lysskjerming og lystransmisjon, og responstiden økes kraftig til ca. 80ms. Fordi den har et høyere kontrastforhold og rikere farger enn TN-LCD, er skjermoppdateringsfrekvensen også raskere, så TFT er ofte kjent som"true color".
Hovedfunksjonen til TFT-LCD er å konfigurere en halvledersvitsjingsenhet for hver piksel. Fordi hver piksel kan styres direkte av punktpulser. Derfor er hver node relativt uavhengig og kan kontrolleres kontinuerlig. Denne designmetoden forbedrer ikke bare responshastigheten til skjermbildet, men kan også nøyaktig kontrollere skjermens grånivå. Dette er grunnen til at TFT-farger er mer realistiske enn DSTN.
applikasjon
For tiden bruker de fleste produsenter av bærbare datamaskiner TFT-LCD i produktene sine. Tidlige TFT-LCD-er ble hovedsakelig brukt til produksjon av bærbare datamaskiner. Selv om TFT hadde store fordeler fremfor DSTN på den tiden, på grunn av tekniske årsaker, hadde TFT-LCD fortsatt et stort gap med tradisjonelle CRT-skjermer i responstid, lysstyrke og visningsvinkel. I tillegg har det ekstremt lave utbyttet ført til den høye prisen, noe som gjør den stasjonære TFT-LCD til en uoppnåelig fantastisk.
Men med den kontinuerlige utviklingen av teknologi, den kontinuerlige forbedringen av yield rate, og fremveksten av noen nye teknologier, har TFT-LCD-er gjort store fremskritt i responstid, kontrast, lysstyrke og synsvinkler, og bringer dem nærmere de tradisjonelle Gapet til CRT-skjermer. I dag er responstiden til de fleste vanlige LCD-skjermer forbedret til under 50 ms, noe som har banet vei for LCD til å bli mainstream.
-De viktigste fordelene med TFT-LCD
Med modenhet av TFT-teknologi har LCD-fargeflatskjermer utviklet seg raskt. På mindre enn 10 år har TFT-LCD raskt vokst til en mainstream-skjerm, som er uatskillelig fra sine fordeler. Hovedfunksjonene er:
(1) Gode bruksegenskaper: lavspenningsapplikasjon, lav kjørespenning og forbedret sikkerhet og pålitelighet ved solid bruk; flatt panel, lett og tynt, sparer mye råvarer og bruker plass; lavt strømforbruk, strømforbruket er ca. CRT-skjerm. En tiendedel av det reflekterende TFT-LCD-en, og til og med bare ca. én prosent av CRT-en, noe som sparer mye energi; TFT-LCD-produkter har også spesifikasjoner, modeller og størrelser i serier, en rekke varianter, enkle å bruke, fleksible, vedlikehold og fornyelse. , Enkel å oppgradere, lang levetid og mange andre funksjoner. Visningsområdet dekker bruksområdet for alle skjermer fra 1 tommer til 40 tommer og store projeksjonsplaner. Det er en skjermterminal i full størrelse; skjermkvaliteten spenner fra den enkleste monokrome karaktergrafikken til høy oppløsning og høy fargekvalitet. Videovisninger av ulike spesifikasjoner og modeller med høy lysstyrke, høy kontrast og høy responshastighet; visningsmetoder inkluderer direkte visning, projeksjon, gjennomsiktig og reflekterende.
(2) Gode miljøvernegenskaper: ingen stråling, ingen flimmer, ingen skade på brukerens's helse. Spesielt vil fremveksten av TFT-LCD e-bøker bringe menneskeheten inn i en tid med papirløse kontorer og papirløse utskrifter, og utløse en revolusjon i måten menneskeheten lærer, sprer og husker sivilisasjonen.
(3) Bruksområdet er bredt, og det kan brukes normalt i temperaturområdet fra -20C til +50C. Lavtemperatur arbeidstemperaturen til TFT-LCD etter temperaturforsterkning kan nå minus 8OC. Den kan brukes som en mobil terminalskjerm, en stasjonær terminalskjerm og en storskjerms projeksjons-TV. Det er en videoskjermterminal i full størrelse med utmerket ytelse.
(4) Graden av automatisering av produksjonsteknologi er høy, og egenskapene til storskala industriell produksjon er gode. TFT-LCD industriteknologien er moden, og masseproduksjonen har nådd mer enn 90%.
(5) TFT-LCD er enkel å integrere og oppgradere. Det er en perfekt kombinasjon av storskala halvleder-integrert kretsteknologi og lyskildeteknologi, og har stort potensial for fortsatt utvikling. For tiden er det amorfe, polykrystallinske og monokrystallinske TFT-LCD-er av silisium. I fremtiden vil det være TFT-er av andre materialer, inkludert glassunderlag og plastunderlag.
Forskningsstatus for TFT-LCD-teknologi
Oppløsning: Oppløsningen til TFT-LCD har passert CGA (320*200), VGA (640*480), SVGA (1280*1024) de siste årene. XGA (1024*768).SXGA (1280*1024) har utviklet seg til dagens nivå av UXGA (1600*1200) og QXGA (2560*2048).
Kontrastforhold: PPMuhoray og andre i USA introduserte bølgelederbasert LCD-teknologi, og brukte denne teknologien for å oppnå et høyt kontrastforhold på 174:1, mens dagens TFT-LCD-kontrastforhold kan nå opp til 500:1.
Betraktningsvinkel: Siden det flytende krystallmaterialet er anisotropt, vil orienteringen av dets molekylære arrangement og omorganiseringen under påvirkning av et elektrisk felt jevnt påvirke utvidelsen av visningsvinkelen til LCD-enheten, noe som forårsaker manglene i visningsvinkelen til LCD-enheten. En rekke utvidelser er foreslått. Betraktningsvinkelteknologi, som flybyttemodus, symmetrisk mikroenhetsmodus, vertikal domenemodus, etc., kan visningsvinkelen nå 170 grader.
Responshastighet: Når bildefrekvensen er 60 %, er bildeperioden omtrent 16 ms, og responstiden til vanlige TFT-LCD-enheter som bruker TN LCD kan være mindre enn 20 ms. Nylig har det blitt introdusert en planbrytermetode som bruker elastisk kontinuerlig polymerstabilisering, som kan redusere responstiden til 10ms, og bruk av optisk kompensasjonstape kan redusere responstiden til 2~3ms. For tiden er responstiden på 8ms utviklet med denne teknologien. Farge LCD TV.
Levetid: På grunn av utviklingen av produksjonsteknologi kan levetiden til TFT-LCD nå mer enn 30 000 timer.
Store skjermer og reflekterende typer har dukket opp: 38in TFT-LCTV har blitt utviklet med suksess, og avsluttet spleiseæraen for storskjerm-LC-er, og reflekterende TFT-LCD-fargeskjermer har også begynt å kommersialiseres.
På grunn av utviklingen av TFT-produksjonsteknologi, forbedring av flytende krystallmaterialytelse, bruk av vid visningsvinkelteknologi, forbedring av responshastighet og økning i utbytte, er skjermytelsen til TFT-LCD ikke mindre enn CRT. .
-TFT-type flytende krystall displaystruktur
Den vanlige a-SiTFT består hovedsakelig av et glasssubstrat, en portelektrode, et portisolerende lag, et halvlederaktivt lag a-Si ohmsk kontaktlag n+a-Si, en kilde- og avløpselektrode, og en beskyttelsesfilm, blant annet portisolasjonslaget og beskyttelsesfilmen er én enhet. Bruk SiN.
Strukturen til a-SiTFT kan deles inn i fire typiske strukturer: en plan struktur hvor source-, drain- og gate-elektrodene er plassert på samme side av det halvlederaktive laget a-Si, og source-, drain- og gate-elektrodene. er plassert på oversiden av a-Si-laget. Positiv gateplanstruktur, kilde-, drenerings- og gate-elektrodene er plassert på undersiden av a-Si-laget, kalt invertert gateplanstruktur; -På oversiden av Si-laget kalles kilde- og avløpselektrodene på undersiden av a-Si-laget positiv-gate forskjøvet struktur eller top-gate-struktur, porten er på undersiden av a-Si lag, og kilde- og avløpselektrodene er på oversiden av a-Si-laget. Invertert port forskjøvet struktur eller bunn port struktur.
Fra produksjonsprosessens synspunkt kan de tre lagene (eller to av dem) av SiN, a-Si og n+a-Si med en forskjøvet struktur avsettes kontinuerlig, noe som er egnet for rørledningsoperasjoner og kan redusere krysskontaminering. Nå har den forskjøvede strukturen blitt mainstream, det er ikke bare for a-Si, SiN. n+a-Si kan betjenes kontinuerlig, og den inverterte porten kan også brukes som et lysskjermende lag (ingen ekstra
Sett opp et lysskjermende lag), som er viktig for a-SiTFT, fordi a-Si er følsom for lys. Når lyset strømmer inn og lekkasjestrømmen øker, vil bildekvaliteten forringes.
Prinsippet for TFT LCD
Fra tverrsnittsstrukturdiagrammet til TFT-LCD (ovenfor) kan det sees at LCD-skjermen er sammensatt av et tolags glasssubstrat som legger inn flytende krystall for å danne en parallell platekondensator. Kondensatoren og den innebygde lagringskondensatoren påvirkes av TFT-en innebygd på det nedre glasssubstratet. Lad opp, oppretthold spenningen som kreves for hvert bilde til neste bilde er oppdatert. Fargen på den flytende krystallen er gjennomsiktig, og LCD-skjermen må være foret med hvit bakgrunnsbelysning for å uttrykke fargeriket. For å få det hvite bakgrunnsbelysningen til å reflektere, er det nødvendig å legge til hvite lys rundt. Derfor er lamper, som CCFL eller LED, kombinert i bunnen av TFT-LCD.
TFT-LCD trenger bakgrunnsbelysning. Siden LCD-panelet i seg selv ikke avgir lys, trenger det bakgrunnsbelysning. En bakgrunnsbelysningsplate må legges til flytende krystallskjermen for å gi en lyskilde med høy lysstyrke med jevn lysstyrkefordeling. LCD slår faktisk på lyset fra lyskilden bak for å uttrykke fargene. Den nåværende vanlig brukte bakgrunnsbelysningskilden er CCFL eller LED.
TFT-LCD kjøreprinsipp
Et TFT-element tilsvarer en elektronisk styrt bryter. Skannelinjen (porten) kontrollerer åpningen og lukkingen av bryteren, og datalinjen (kilden) gir gråskalaspenningen som kreves for at LCD-skjermen skal vise forskjellig lysstyrke. Når en høy spenning påføres skannelinjen (porten), slås TFT-elementet på, og gråskalaspenningen kan gå inn i pikselelektroden (drain) fra datalinjen (kilden) og påføres flytende krystalllaget gjennom den gjennomsiktige pikselelektroden. Den flytende krystallens stående vinkel endres for å vise en forhåndsbestemt gråskala.
Hele visningsområdet til TFT-LCD-panelet er sammensatt av en matrise av piksler kontrollert av millioner av uavhengige TFT-elementer. Som vist i figuren nedenfor, når skannelinjen slår på den tredje raden med piksler, vil datalinjen skrive gråskalaspenningen som kreves av den tredje raden med piksler, og deretter lukke den tredje raden for å holde den i spenningssperren tilstand, og slå samtidig på den fjerde raden med skannelinjer , Skriv gråskalaspenningen som kreves av den fjerde raden med piksler, lukk den fjerde raden etter at skrivingen er fullført, og slå på piksler i femte rad, og skriv de nødvendige gråskalaspenningene for hver rad med piksler på panelet i rekkefølge.
Kort relatert til TFT-LCD produksjonsprosess
