TFT-LCD技術已經成熟,長期困擾液晶平闆顯示器的三大難題:視角、色飽和度、亮度已經獲得解決。採(cǎi)用多區域垂直排列模式(MVA模式)和面内切換模式(IPS模式)使液晶平闆顯示的水平視角都達到瞭(le)170度。MVA模式還使響應時間縮短到20ms。
(a) TN+Film
從(cóng)技術角度來看,TN+Film解決方案是最簡單的一種,TFT顯示器制造商将過去用於(yú)老式LCD顯示器的扭曲向列(TN:Twisted Nematic)技術,同TFT技術相結合,從而有瞭(le)TN+Film技術。這項技術主要就是通過顯示屏覆蓋一層(céng)特殊的薄膜,來擴大可視角度——可以把可視角度從90度擴大到大約140度。如圖6所示:TN+Film同标準TFT顯示器一樣都是通過排列液晶分子來實現對圖象的控制,它在上表面覆蓋一層(céng)薄膜來增大可視角度。
不過TFT顯示器相對弱的對比度和緩慢的反應時間這些缺點仍然沒有改變。所以TN+Film這種方式並(bìng)不是做好的解決方案,除瞭(le)它的造價最便宜之外沒有任何可取之處。
(b)IPS(In-Plane Switching)
IPS就是In-Plane Switching的簡稱(chēng),意思就是平闆開關,又稱(chēng)爲Super TFT。最早由Hitachi(日立)開發,現在NEC和Nokia也使用此項技術制成顯示器。這項技術同扭曲向列顯示器(TN-Film)的不同就在於(yú)液晶分子相對於(yú)基本排列方式不同,如圖7,當加上電壓之後液晶分子與基闆平行排列。
採用這項技術的顯示器的可視角度達到瞭(le)170度,已經同陰極射線管的可視角度相當瞭(le),不過這項技術也有缺點:爲瞭(le)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,在兩層基闆上都有,隻能放在低層的基闆上——這樣導緻的直接結果就是顯示器的亮度和對比度明顯的下降,爲瞭(le)提高亮度和對比度,隻有增強背光光源的亮度。這樣一來,反應時間和對比度相對於(yú)普通TFT顯示器而言更難提高瞭(le)。所以這項技術似乎也不是最好的解決方案。
(C)MVA(Multi-Domain Vertical Alignment)
MVA多區域垂直排列技術,是由日本富士通(Fujitsu)公司開發的,單從(cóng)技術的角度看,它兼顧瞭(le)可視角度和反應時間兩個方面。找到瞭(le)一個折中的解決方法。MVA技術使得可視角達到瞭(le)160度—— 雖然不如IPS能達到的170度的可視角度,不過它`仍然是好的,因爲這項技術能夠提供更好的對比度和更短的反應時間。
MVA中的M代指“multi-domains” —— 多區域的意思。圖8所示,那些紫色的突起(protrusion)構成瞭(le)所謂的區域。富士通目前生産(chǎn)的MAV顯示器中一般就有這樣4個區域。
VA是“vertical alignment”的簡稱,意爲垂直排列。不過單從字面上看會産生一些誤解,因爲液晶分子並(bìng)不是如圖所示的“突起”(protrusion)完全垂直。請看圖8所示黑色示意圖。當電壓生成一個電場時,液晶分子如圖相互平行排列,這樣背光光源就能穿過,而且能将光線向各個方向發散,從而擴大瞭(le)可視角度。
另外,MVA還提供瞭(le)比IPS和TN+Film技術都快的反應時間,這對於取得良好的視頻回收和殘視覺效果都是非常重要的。MVA液晶顯示器的對比度也有所提高,不過同樣也會随著(zhe)可視度的變換而變化。
在採(cǎi)用光學補償彎曲技術(OCB)的基礎上發展起來的場序列全彩色(FSFC)LCD技術不僅取消瞭(le)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,同時簡化瞭(le)工藝,降低瞭(le)成本。彩膜技術和背光源技術的發展使TFT-LCD的彩色再現能力達到甚至超過瞭(le)CRT。作爲商品顯示器TFT-LCD的主要技術指标綜合性能在各類顯示器件中是最優秀的,特别是TFT-LCD産品的大規模生産技術的完善,多品種、多系列的産品發展空間,應用範圍無所不至 。最近韓國三星電子已經生産出瞭(le)38英寸單一基闆的TFT-LCD液晶電視和40英寸TFT-LCD顯示器,以其優良的性能向公認的應爲PDP霸占的大尺寸彩電市場進軍。
LCD是所有顯示器中耗電(diàn)最低的産(chǎn)品,以13.3英寸XGA TFT-LCD爲例,其功耗1998年爲4.4瓦,1999年爲3.3瓦,到2001年将小於(yú)2.5瓦,特别是反射型TFT-LCD的研制成功,由於(yú)取消瞭(le)背光源,其功耗比透射式TFT-LCD低瞭(le)一個數量級。同時由於(yú)幾改進,低溫激光退火多晶矽(P-Si)技術成熟,以至最近發展起來的單晶矽技術使得TFT-LCD的響應速度更快,電路集成化水平更高,鎖相環技術的應用,一種功能更新,更全的周邊電路的採用,系統集成(System on glass)技術的發展,使得TFT-LCD更輕、更薄。13.3英寸TFT-LCD其厚度在1998年爲7.2mm,1999年爲5.5mm,2001年降到5mm以下,其重量1998年爲580克,1999年爲450克,到2001年降到400克以下。TFT-LCD的大生産技術也已成熟,已實現全自動生産,其第五代生産線在2002年将進入實用生産階段,生産成本将不斷下降。TFT-LCD在技術上的成熟與進步以及其特有的性能優勢確(què)定瞭(le)TFT-LCD最終取代CRT的格局。
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