TFT

發(fā)展歷史

    液晶顯示器出現(xiàn)，同時TFT-LCD（薄膜晶體管）液晶顯示器技術(shù)被研發(fā)出來，但液晶技術(shù)仍未成熟，難以普及。80年代末90年代初，日本掌握了TFT-LCD生產(chǎn)技術(shù)，TFT LCD工業(yè)開始高速發(fā)展。

技術(shù)原理

    TFT LCD源自TN和STN，但不論是技術(shù)原理還是制造工藝卻比TN和STN復(fù)雜的多，TFT LCD面板主要是由偏振片、玻璃基板、公共電極、ITO像素電極、控制IC、彩膜（CF）等構(gòu)成（見下圖）。

圖1 TFT LCD 結(jié)構(gòu)圖

1.偏振片 2.玻璃基板 3.公共電極 4.取向?qū)?5.封框膠 6.液晶 7.隔墊物 8.保護層

9.ITO像素電極 10.柵絕緣層 11.存貯電容底電極 12.OTFT漏電極 13.OTFT柵電極

14.有機半導(dǎo)體有源層 15.OTFT源電極及引線 16.各向異性導(dǎo)電膠（ACF）17.TCP

18.驅(qū)動IC 19.印刷電路板（PCB）20.控制IC 21.黑矩陣（BM）22. 彩膜（CF）

圖2 TFT-LCD屏剖面圖

    TFT就是“Thin Film Transistor”的簡稱，一般代指薄膜液晶顯示器，而實際上指的是薄膜晶體管（矩陣）——  可以“主動的”對屏幕上的各個獨立的像素進行控制，這也就是所謂的主動矩陣TFT（active matrix TFT）的來歷。那么圖像究竟是怎么產(chǎn)生的呢？基本原理很簡單：顯示屏由許多可以發(fā)出任意顏色的光線的像素組成，只要控制各個像素顯示相應(yīng)的顏色就能達到目的了。在TFT LCD中一般采用背光技術(shù)，為了能精確地控制每一個像素的顏色和亮度就需要在每一個像素之后安裝一個類似百葉窗的開關(guān)，當(dāng)“百葉窗”打開時光線可以透過來，而“百葉窗”關(guān)上后光線就無法透過來。當(dāng)然，在技術(shù)上實際上實現(xiàn)起來就不像剛才說的那么簡單，

    目前使用的最普遍的是扭曲向列TFT液晶顯示器（Twisted Nematic TFT LCD），我將就圖3、4來講解一下TFT的基本原理。一個成品TFT顯示屏，一般由一個夾層組成，組成這個夾層的每一層大致是偏光板、彩色濾光片組成，這兩層之間就是液晶層。偏光板、彩色濾光片決定了多少光可以通過以及生成何種顏色的光。這個夾層位于兩層玻璃基板之間。在上層玻璃基板上有FED晶體管，而下層是共同電極，他們共同作用可以生成能精確控制的電場，電場決定了液晶的排列方式。 大家知道三原色，所以構(gòu)成顯示屏上的每個像素需上面介紹的三個類似的基本組件來構(gòu)成，分別控制紅、綠、藍三種顏色。

圖3扭曲向列TFT顯示器工作示意圖（關(guān)）

    在上、下兩層上都有溝槽，其中上層的溝槽是縱向排列，而下層是橫向排列的。而下層是橫向排列的。當(dāng)不加電壓液晶處于自然狀態(tài)，從發(fā)光圖3扭曲向列TFT顯示器工作原理圖標(biāo)意圖層發(fā)散過來的光線通過夾層之后，會發(fā)生90度的扭曲，從而能在下層順利透過。

圖4 扭曲向列TFT顯示器工作示意圖 （開）

    當(dāng)兩層之間加上電壓之后，就會生成一個電場，這時液晶都會垂直排列，所以光線不會發(fā)生扭轉(zhuǎn)——結(jié)果就是光線無法通過下層（見圖4）。

    TFT像素架構(gòu)如圖5示，彩色濾光鏡依據(jù)顏色分為紅、綠、藍三種，依次排列在玻璃基板上組成一組（dot pitch）對應(yīng)一個像素每一個單色濾光鏡稱之為子像素（sub-pixel）。也就是說，如果一個TFT顯示器最大支持1280×1024分辨率的話，那么至少需要1280×3×1024個子像素和晶體管。對于一個15英寸的TFT顯示器（1024×768）那么一個像素大約是0.0188英寸（相當(dāng)于0.30mm），對于18.1英寸的TFT顯示器而言（1280×1024），就是0.011英寸（相當(dāng)于0.28mm）  

                                   圖5 TFT LCD 像素示意圖

    我們知道，像素對于顯示器是有決定意義的，每個像素越小顯示器可能達到的最大分辨率就會越大。不過由于晶體管物理特性的限制，目前TFT每個像素的大小基本就是0.0117英寸（0.297mm），所以對于15英寸的顯示器來說，分辨率最大只有1280×1024。

產(chǎn)品應(yīng)用

TFT LCD由于它的體積小、重量輕、無輻射等優(yōu)點，在很多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

n          電子儀器、儀表

n          文字處理機

n          電子手表、計算器

n          筆記本計算機、平板計算機

n          臺式計算機監(jiān)視器

n          工業(yè)監(jiān)視器

n          攝像機、數(shù)碼相機

n          投影顯示

n          車載或攜帶型VCD、DVD

n          手機屏、PDA 、GPS

n          液晶電視、高清晰度數(shù)字電視