-Επισκόπηση TFT-LCD
Το TFT (ThinFilm Transistor) LCD, ή το τρανζίστορ LCD με εφέ πεδίου λεπτής μεμβράνης, είναι μία από τις οθόνες υγρών κρυστάλλων τύπου ενεργής μήτρας (AM-LCD). ﹒ TFT=Thin-FilmTransistor=Thin Film Transistor
. LCD=Liquid-CrystalDisplay=Οθόνη υγρών κρυστάλλων
﹒ Το TFT-LCD (Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display), μια οθόνη υγρών κρυστάλλων με τρανζίστορ λεπτής μεμβράνης, γεννήθηκε το 1960. Μετά από συνεχή βελτίωση, χρησιμοποιήθηκε επίσημα σε εμπορικούς φορητούς υπολογιστές το 1991. Με τη σταδιακή ωρίμανση της τεχνολογίας διεργασιών, η Το τρέχον TFT-LCD αντικαθιστά σταδιακά τα προϊόντα CRT σε διάφορους τομείς εφαρμογών, καθιστώντας το κύριο ρεύμα της τεχνολογίας οθόνης.
·Τα πλεονεκτήματα των οθονών LCD είναι χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, χαμηλή τάση εργασίας, υψηλή ανάλυση, χωρίς ακτινοβολία, η ίδια η οθόνη είναι σχετικά λεπτή, εύκολη στη μεταφορά, μεγάλη διάρκεια ζωής κ.λπ. Λόγω αυτών των πλεονεκτημάτων, έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως σε πολλά πεδία, όπως : Τηλεοράσεις, οθόνες, φορητοί υπολογιστές, κινητά τηλέφωνα, PDA δορυφορικής πλοήγησης κ.λπ.
Οι επίπεδες οθόνες υγρών κρυστάλλων, ειδικά οι TFT-LCD, είναι επί του παρόντος οι μόνες συσκευές οθόνης που ανταποκρίνονται πλήρως και ξεπερνούν τους CRT όσον αφορά τη φωτεινότητα, την αντίθεση, την κατανάλωση ενέργειας, τη διάρκεια ζωής, τον όγκο και το βάρος. Έχει εξαιρετική απόδοση και καλά χαρακτηριστικά μαζικής παραγωγής. Με υψηλό βαθμό αυτοματοποίησης, χαμηλό κόστος πρώτων υλών και ευρύ χώρο ανάπτυξης, θα γίνει γρήγορα βασικό προϊόν τον νέο αιώνα και φωτεινό σημείο για την παγκόσμια οικονομική ανάπτυξη στον 21ο αιώνα.
κύριο χαρακτηριστικό
Διαφορετική από την τεχνολογία TN, η οθόνη TFT υιοθετεί ένα"back-through" μέθοδος φωτισμού - η νοητή διαδρομή της πηγής φωτός δεν είναι από πάνω προς τα κάτω όπως ο υγρός κρύσταλλος TN, αλλά από κάτω προς τα πάνω. Αυτή η μέθοδος είναι να εγκαταστήσετε έναν ειδικό σωλήνα φωτός στο πίσω μέρος του υγρού κρυστάλλου και η πηγή φωτός θα διεισδύσει προς τα πάνω μέσω του κάτω πολωτή όταν ακτινοβοληθεί. Δεδομένου ότι τα ηλεκτρόδια άνω και κάτω ενδιάμεσης στιβάδας αλλάζουν σε ηλεκτρόδια FET και κοινά ηλεκτρόδια, όταν τα ηλεκτρόδια FET είναι ενεργοποιημένα, η απόδοση των μορίων υγρών κρυστάλλων θα αλλάξει επίσης. Ο σκοπός της εμφάνισης μπορεί να επιτευχθεί μέσω της θωράκισης του φωτός και της μετάδοσης φωτός και ο χρόνος απόκρισης αυξάνεται σημαντικά σε περίπου 80ms. Επειδή έχει υψηλότερο λόγο αντίθεσης και πιο πλούσια χρώματα από το TN-LCD, η συχνότητα ενημέρωσης οθόνης είναι επίσης ταχύτερη, επομένως το TFT είναι κοινώς γνωστό ως"true color".
Το κύριο χαρακτηριστικό του TFT-LCD είναι η διαμόρφωση μιας συσκευής μεταγωγής ημιαγωγών για κάθε pixel. Επειδή κάθε εικονοστοιχείο μπορεί να ελεγχθεί άμεσα από παλμούς κουκκίδων. Επομένως, κάθε κόμβος είναι σχετικά ανεξάρτητος και μπορεί να ελέγχεται συνεχώς. Αυτή η μέθοδος σχεδίασης όχι μόνο βελτιώνει την ταχύτητα απόκρισης της οθόνης οθόνης, αλλά μπορεί επίσης να ελέγξει με ακρίβεια το επίπεδο του γκρι της οθόνης. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα χρώματα TFT είναι πιο ρεαλιστικά από το DSTN.
εφαρμογή
Επί του παρόντος, οι περισσότεροι κατασκευαστές φορητών υπολογιστών χρησιμοποιούν TFT-LCD στα προϊόντα τους. Τα πρώτα TFT-LCD χρησιμοποιούνταν κυρίως στην κατασκευή φορητών υπολογιστών. Αν και το TFT είχε μεγάλα πλεονεκτήματα σε σχέση με το DSTN εκείνη την εποχή, για τεχνικούς λόγους, το TFT-LCD είχε ακόμα μεγάλο κενό με τις παραδοσιακές οθόνες CRT ως προς τον χρόνο απόκρισης, τη φωτεινότητα και τη γωνία θέασης. Επιπλέον, η εξαιρετικά χαμηλή απόδοση οδήγησε στην υψηλή τιμή του, καθιστώντας την επιφάνεια εργασίας TFT-LCD απρόσιτη εκπληκτική.
Ωστόσο, με τη συνεχή ανάπτυξη της τεχνολογίας, τη συνεχή βελτίωση του ρυθμού απόδοσης και την εμφάνιση ορισμένων νέων τεχνολογιών, οι TFT-LCD έχουν σημειώσει μεγάλη πρόοδο στον χρόνο απόκρισης, την αντίθεση, τη φωτεινότητα και τις γωνίες θέασης, φέρνοντάς τα πιο κοντά στο παραδοσιακό Το κενό των οθονών CRT. Σήμερα, ο χρόνος απόκρισης των περισσότερων mainstream οθονών LCD έχει βελτιωθεί σε λιγότερο από 50ms, γεγονός που έχει ανοίξει το δρόμο για να γίνει mainstream η LCD.
-Τα κύρια πλεονεκτήματα της TFT-LCD
Με την ωριμότητα της τεχνολογίας TFT, οι έγχρωμες επίπεδες οθόνες LCD έχουν αναπτυχθεί γρήγορα. Σε λιγότερο από 10 χρόνια, η TFT-LCD εξελίχθηκε γρήγορα σε μια mainstream οθόνη, η οποία είναι αδιαχώριστη από τα πλεονεκτήματά της. Τα κύρια χαρακτηριστικά είναι:
(1) Καλά χαρακτηριστικά χρήσης: εφαρμογή χαμηλής τάσης, χαμηλή τάση οδήγησης και βελτιωμένη ασφάλεια και αξιοπιστία στερεάς χρήσης. επίπεδο πάνελ, ελαφρύ και λεπτό, εξοικονομώντας πολλές πρώτες ύλες και χρήση χώρου. χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, η κατανάλωση ενέργειας είναι περίπου οθόνη CRT Το ένα δέκατο αυτής της ανακλαστικής TFT-LCD και ακόμη και μόνο περίπου το ένα τοις εκατό αυτής της CRT, η οποία εξοικονομεί πολύ ενέργεια. Τα προϊόντα TFT-LCD έχουν επίσης προδιαγραφές, μοντέλα και μεγέθη σε σειρά, ποικιλία ποικιλιών, εύχρηστα, ευέλικτα, συντήρηση και ανανέωση. , Εύκολη αναβάθμιση, μεγάλη διάρκεια ζωής και πολλά άλλα χαρακτηριστικά. Το εύρος της οθόνης καλύπτει το εύρος εφαρμογών όλων των οθονών που κυμαίνεται από 1 ίντσα έως 40 ίντσες και μεγάλα επίπεδα προβολής. Είναι ένα τερματικό οθόνης πλήρους μεγέθους. η ποιότητα της οθόνης κυμαίνεται από τα πιο απλά μονόχρωμα γραφικά χαρακτήρων έως την υψηλή ανάλυση και την υψηλή πιστότητα χρώματος. Οθόνες βίντεο διαφόρων προδιαγραφών και μοντέλων με υψηλή φωτεινότητα, υψηλή αντίθεση και υψηλή ταχύτητα απόκρισης. Οι μέθοδοι προβολής περιλαμβάνουν άμεση προβολή, προβολή, διαφανή και ανακλαστική.
(2) Καλά χαρακτηριστικά προστασίας του περιβάλλοντος: χωρίς ακτινοβολία, χωρίς τρεμόπαιγμα, χωρίς βλάβη στην υγεία του χρήστη' Ειδικότερα, η εμφάνιση των ηλεκτρονικών βιβλίων TFT-LCD θα φέρει την ανθρωπότητα στην εποχή του γραφείου χωρίς χαρτί και της εκτύπωσης χωρίς χαρτί, πυροδοτώντας μια επανάσταση στον τρόπο με τον οποίο η ανθρωπότητα μαθαίνει, διαδίδει και θυμάται τον πολιτισμό.
(3) Το εύρος εφαρμογής είναι μεγάλο και μπορεί να χρησιμοποιηθεί κανονικά στο εύρος θερμοκρασίας από -20C έως +50C. Η θερμοκρασία λειτουργίας χαμηλής θερμοκρασίας του TFT-LCD μετά την ενίσχυση της θερμοκρασίας μπορεί να φτάσει τους μείον 8 OC. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως οθόνη τερματικού κινητού, οθόνη τερματικού επιτραπέζιου υπολογιστή και τηλεόραση προβολής μεγάλης οθόνης. Είναι ένα τερματικό προβολής βίντεο πλήρους μεγέθους με εξαιρετική απόδοση.
(4) Ο βαθμός αυτοματοποίησης της τεχνολογίας κατασκευής είναι υψηλός και τα χαρακτηριστικά της μεγάλης κλίμακας βιομηχανικής παραγωγής είναι καλά. Η τεχνολογία της βιομηχανίας TFT-LCD είναι ώριμη και το ποσοστό απόδοσης μαζικής παραγωγής έχει φτάσει πάνω από 90%.
(5) Το TFT-LCD είναι εύκολο να ενσωματωθεί και να αναβαθμιστεί. Είναι ένας τέλειος συνδυασμός τεχνολογίας ολοκληρωμένων κυκλωμάτων ημιαγωγών μεγάλης κλίμακας και τεχνολογίας φωτεινής πηγής και έχει μεγάλες δυνατότητες για συνεχή ανάπτυξη. Επί του παρόντος, υπάρχουν άμορφες, πολυκρυσταλλικές και μονοκρυσταλλικές TFT-LCD πυριτίου. Στο μέλλον, θα υπάρχουν TFT άλλων υλικών, συμπεριλαμβανομένων των γυάλινων υποστρωμάτων και των πλαστικών υποστρωμάτων.
Ερευνητική κατάσταση της τεχνολογίας TFT-LCD
Ανάλυση: Η ανάλυση της TFT-LCD έχει περάσει τα τελευταία χρόνια CGA (320*200), VGA (640*480), SVGA (1280*1024). Το XGA (1024*768). Το SXGA (1280*1024) έχει αναπτυχθεί στο τρέχον επίπεδο UXGA (1600*1200) και QXGA (2560*2048).
Λόγος αντίθεσης: Η PPMuhoray και άλλοι στις Ηνωμένες Πολιτείες εισήγαγαν την τεχνολογία LCD που βασίζεται σε κυματοδηγούς και χρησιμοποίησαν αυτήν την τεχνολογία για να επιτύχουν υψηλή αναλογία αντίθεσης 174:1, ενώ η τρέχουσα αναλογία αντίθεσης TFT-LCD μπορεί να φτάσει έως και 500:1.
Γωνία θέασης: Δεδομένου ότι το υλικό υγρών κρυστάλλων είναι ανισότροπο, ο προσανατολισμός της μοριακής του διάταξης και η αναδιάταξη υπό τη δράση ενός ηλεκτρικού πεδίου θα επηρεάσουν ομοιόμορφα τη διεύρυνση της γωνίας θέασης της συσκευής LCD, η οποία προκαλεί τις ελλείψεις της γωνίας θέασης τη συσκευή LCD. Έχει προταθεί μια ποικιλία διεύρυνσης. Τεχνολογία γωνίας θέασης, όπως η λειτουργία μεταγωγής επιπέδου, η συμμετρική λειτουργία μικρομονάδων, η κατακόρυφη λειτουργία τομέα κ.λπ., η γωνία θέασης μπορεί να φτάσει τις 170 μοίρες.
Ταχύτητα απόκρισης: Όταν ο ρυθμός καρέ είναι 60%, η περίοδος καρέ είναι περίπου 16 ms και ο χρόνος απόκρισης των συνηθισμένων συσκευών TFT-LCD που χρησιμοποιούν TN LCD μπορεί να είναι μικρότερος από 20 ms. Πρόσφατα, εισήχθη μια μέθοδος επίπεδων διακόπτη που χρησιμοποιεί ελαστική συνεχή σταθεροποίηση πολυμερούς, η οποία μπορεί να συντομεύσει τον χρόνο απόκρισης στα 10ms και η χρήση οπτικής ταινίας αντιστάθμισης μπορεί να συντομεύσει τον χρόνο απόκρισης στα 2~3ms. Προς το παρόν, ο χρόνος απόκρισης των 8ms έχει αναπτυχθεί με αυτήν την τεχνολογία. Έγχρωμη τηλεόραση LCD.
Διάρκεια ζωής: Λόγω της ανάπτυξης της τεχνολογίας κατασκευής, η διάρκεια ζωής του TFT-LCD μπορεί να φτάσει τις 30.000 ώρες.
Εμφανίστηκαν μεγάλες οθόνες και αντανακλαστικοί τύποι: Η TFT-LCTV 38 ιντσών αναπτύχθηκε με επιτυχία, τερματίζοντας την εποχή ματίσματος των LC μεγάλων οθονών και οι ανακλαστικές έγχρωμες οθόνες TFT-LCD έχουν επίσης αρχίσει να διατίθενται στο εμπόριο.
Λόγω της ανάπτυξης της τεχνολογίας κατασκευής TFT, της βελτίωσης της απόδοσης του υλικού υγρών κρυστάλλων, της υιοθέτησης τεχνολογίας ευρείας γωνίας θέασης, της βελτίωσης της ταχύτητας απόκρισης και της αύξησης της απόδοσης, η απόδοση οθόνης του TFT-LCD δεν είναι μικρότερη από αυτή του CRT .
-Δομή οθόνης υγρών κρυστάλλων τύπου TFT
Το συνηθισμένο a-SiTFT αποτελείται κυρίως από ένα γυάλινο υπόστρωμα, ένα ηλεκτρόδιο πύλης, ένα μονωτικό στρώμα πύλης, ένα ενεργό στρώμα ημιαγωγών a-Si ωμικό στρώμα επαφής n+a-Si, ένα ηλεκτρόδιο πηγής και αποστράγγισης και ένα προστατευτική μεμβράνη, μεταξύ των οποίων η μονωτική στρώση πύλης και η προστατευτική μεμβράνη είναι μία μονάδα Χρήση SiN.
Η δομή του a-SiTFT μπορεί να χωριστεί σε τέσσερις τυπικές δομές: μια επίπεδη δομή όπου τα ηλεκτρόδια πηγής, αποστράγγισης και πύλης βρίσκονται στην ίδια πλευρά του ενεργού στρώματος ημιαγωγού a-Si και τα ηλεκτρόδια πηγής, αποστράγγισης και πύλης βρίσκονται στην επάνω πλευρά του στρώματος a-Si. Η θετική δομή επιπέδου πύλης, η πηγή, η αποστράγγιση και τα τρία ηλεκτρόδια πύλης βρίσκονται στην κάτω πλευρά του στρώματος a-Si, που ονομάζεται δομή ανεστραμμένου επιπέδου πύλης. -Στην άνω πλευρά του στρώματος Si, τα ηλεκτρόδια πηγής και αποστράγγισης στην κάτω πλευρά του στρώματος a-Si ονομάζονται δομή θετικής πύλης ή δομή κορυφής πύλης, η πύλη βρίσκεται στην κάτω πλευρά του a-Si στρώμα και τα ηλεκτρόδια πηγής και αποστράγγισης βρίσκονται στην επάνω πλευρά του στρώματος a-Si. Κλιμακωτή δομή ανεστραμμένης πύλης ή δομή κάτω πύλης.
Από την άποψη της διαδικασίας κατασκευής, τα τρία στρώματα (ή δύο από αυτά) των SiN, a-Si και n+a-Si με κλιμακωτή δομή μπορούν να εναποτεθούν συνεχώς, η οποία είναι κατάλληλη για εργασίες αγωγών και μπορεί μείωση της διασταυρούμενης μόλυνσης. Τώρα, η κλιμακωτή δομή έχει γίνει το mainstream, δεν είναι μόνο για a-Si, SiN. Το n+a-Si μπορεί να λειτουργήσει συνεχώς και η ανεστραμμένη πύλη μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως στρώμα προστασίας από το φως (χωρίς επιπλέον
Ρυθμίστε ένα στρώμα προστασίας από το φως), το οποίο είναι σημαντικό για το a-SiTFT, επειδή το a-Si είναι ευαίσθητο στο φως. Μόλις εισρεύσει το φως και αυξηθεί το ρεύμα διαρροής, η ποιότητα της εικόνας θα επιδεινωθεί.
Αρχή της TFT LCD
Από το διάγραμμα δομής διατομής του TFT-LCD (παραπάνω), μπορεί να φανεί ότι η οθόνη LCD αποτελείται από ένα γυάλινο υπόστρωμα δύο στρωμάτων που στριμώχνει υγρό κρύσταλλο για να σχηματίσει έναν παράλληλο πυκνωτή πλάκας. Ο πυκνωτής και ο ενσωματωμένος πυκνωτής αποθήκευσης επηρεάζονται από το TFT που είναι ενσωματωμένο στο κάτω γυάλινο υπόστρωμα. Φορτίστε, διατηρήστε την τάση που απαιτείται για κάθε εικόνα μέχρι να ενημερωθεί η επόμενη εικόνα. Το χρώμα του υγρού κρυστάλλου είναι διαφανές και η οθόνη LCD πρέπει να είναι επενδεδυμένη με λευκό οπίσθιο φωτισμό για να εκφράσει τη χρωματικότητα. Για να αντανακλάται ο λευκός οπίσθιος φωτισμός, είναι απαραίτητο να προσθέσετε λευκά φώτα τριγύρω. Επομένως, λαμπτήρες, όπως CCFL ή LED, συνδυάζονται στο κάτω μέρος της TFT-LCD.
Το TFT-LCD χρειάζεται οπίσθιο φωτισμό. Δεδομένου ότι η ίδια η οθόνη LCD δεν εκπέμπει φως, χρειάζεται οπίσθιο φωτισμό. Πρέπει να προστεθεί μια πλάκα οπίσθιου φωτισμού στην οθόνη υγρών κρυστάλλων για να παρέχει μια πηγή φωτός υψηλής φωτεινότητας με ομοιόμορφη κατανομή φωτεινότητας. Η οθόνη LCD στην πραγματικότητα ανάβει το φως από την πηγή φωτός πίσω της για να εκφράσει τα χρώματά της. Η τρέχουσα πηγή οπίσθιου φωτισμού που χρησιμοποιείται συνήθως είναι CCFL ή LED.
Αρχή οδήγησης TFT-LCD
Ένα στοιχείο TFT είναι ισοδύναμο με έναν ηλεκτρονικά ελεγχόμενο διακόπτη. Η γραμμή σάρωσης (πύλη) ελέγχει το άνοιγμα και το κλείσιμο του διακόπτη και η γραμμή δεδομένων (πηγή) παρέχει την τάση κλίμακας του γκρι που απαιτείται ώστε η οθόνη LCD να εμφανίζει διαφορετική φωτεινότητα. Όταν εφαρμόζεται υψηλή τάση στη γραμμή σάρωσης (πύλη), το στοιχείο TFT είναι ενεργοποιημένο και η τάση κλίμακας του γκρι μπορεί να εισέλθει στο ηλεκτρόδιο εικονοστοιχείων (αποχέτευση) από τη γραμμή δεδομένων (πηγή) και να εφαρμοστεί στο στρώμα υγρών κρυστάλλων μέσω του διαφανούς ηλεκτροδίου pixel. Η γωνία στάσης του υγρού κρυστάλλου αλλάζει για να εμφανίσει μια προκαθορισμένη κλίμακα του γκρι.
Ολόκληρη η περιοχή οθόνης του πίνακα TFT-LCD αποτελείται από μια μήτρα pixel που ελέγχεται από εκατομμύρια ανεξάρτητα στοιχεία TFT. Όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα, όταν η γραμμή σάρωσης ενεργοποιεί την τρίτη σειρά εικονοστοιχείων, η γραμμή δεδομένων θα γράψει την τάση κλίμακας του γκρι που απαιτείται από την τρίτη σειρά εικονοστοιχείων και, στη συνέχεια, θα κλείσει την τρίτη σειρά για να τη διατηρήσει στη διατήρηση της τάσης κατάσταση, και ταυτόχρονα ενεργοποιήστε την τέταρτη σειρά γραμμών σάρωσης , Γράψτε την τάση κλίμακας του γκρι που απαιτείται από την τέταρτη σειρά pixel, κλείστε την τέταρτη σειρά μετά την ολοκλήρωση της εγγραφής και ενεργοποιήστε τα εικονοστοιχεία της πέμπτης σειράς, και γράψτε τις απαιτούμενες τάσεις κλίμακας του γκρι για κάθε σειρά pixel στον πίνακα με τη σειρά.
Συνοπτικά σχετίζεται με τη διαδικασία κατασκευής TFT-LCD
