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  TFT LCD是薄膜晶体管液晶显示器英文Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display字头的缩写。

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  TFT LCD技术是微电子技术与液晶显示器技术巧妙结合的一种技术。人们利用在Si上进行微电子精细加工的技术,移植到在大面积玻璃上进行TFT阵列的加工,再将该阵列基板与另一片带彩色滤色膜的基板,利用与业已成熟的LCD技术,形成一个液晶盒相结合,再经过后工序如偏光片贴覆等过程,最后形成液晶显示器(屏)。

  在TFT LCD中,TFT的功能就是相当于一个开关管。常用的TFT是三端器件。一般在玻璃基板上制作半导体层,在其两端有与之相连接的源极和漏极。并通过栅极绝缘膜,与半导体相对置,设有栅极。利用施加于栅极的电压来控制源、漏电极间的电流。

  对于显示屏来说,每个像素从结构上可以简化看作为像素电极和共同电极之间夹一层液晶。更重要的是从电的角度可以把它看作电容。要对j行i列的像素P(i,j)充电,就要把开关T(i,j)导通,对信号线D(i)施加目标电压。当像素电极被充分充电后,即使开关断开,电容中的电荷也得到保存,电极间的液晶层分子继续有电压施加场作用。数据(列)驱动器的作用是对信号线施加目标电压,而栅极(行)驱动器的作用是起开关的导通和断开。由于加在液晶层上的显示电压可存储于各像素的存储电容,可以使液晶层能稳定地工作。这个显示电压通过TFT也可在短时间内可以重新写入,因此,即使在对高清晰度LCD中,也能满足不降低图像品质要求。

  显示图像的关键还在于液晶在电场作用下的分子取向。一般通过对基板内侧的取向处理,使液晶分子的排列产生希望的结构变形来实现不同的显示模式。选择一定的显示模式,在电场作用下,液晶分子产生取向变化,并通过与偏振片的相配合,使入射光在通过液晶层后的强度随之发生变化。从而实现图像显示。

  总而言之,TFT LCD与无源TN-LCD、STN-LCD的简单矩阵不同,它在液晶显示屏的每一个象素上都设置有一个薄膜晶体管(TFT),可有效地克服非选通时的串扰,使显示液晶屏的静态特性与扫描线数无关,因此大大提高了图像质量。而开关单元(即TFT)的特性,则要满足通态电阻低,闭态电阻非常大这一要求。

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  TFT(Thin Film Transistor)LCD即薄膜场效应晶体管LCD。

  液晶平板显示器,特别TFT-LCD,是目前唯一在亮度、对比度、功耗、寿命、体积和重量等综合性能上全面赶上和超过CRT的显示器件,它的性能优良、大规模生产特性好,自动化程度高,原材料成本低廉,发展空间广阔,将迅速成为新世纪的主流产品,是21世纪全球经济增长的一个亮点。

  和TN技术不同的是,TFT的显示采用“背透式”照射方式——假想的光源路径不是像TN液晶那样从上至下,而是从下向上。这样的作法是在液晶的背部设置特殊光管,光源照射时通过下偏光板向上透出。由于上下夹层的电极改成FET电极和共通电极,在FET电极导通时,液晶分子的表现也会发生改变,可以通过遮光和透光来达到显示的目的,响应时间大大提高到80ms左右。因其具有比TN-LCD更高的对比度和更丰富的色彩,荧屏更新频率也更快,故TFT俗称“真彩”。

  相对于DSTN而言,TFT LCD的主要特点是为每个像素配置一个半导体开关器件。由于每个像素都可以通过点脉冲直接控制。因而每个节点都相对独立,并可以进行连续控制。这样的设计方法不仅提高了显示屏的反应速度,同时也可以精确控制显示灰度,这就是TFT色彩较DSTN更为逼真的原因。

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TFT LCD的主要优点

  随着九十年代初TFT技术的成熟,彩色液晶平板显示器迅速发展,不到10年的时间,TFT LCD迅速成长为主流显示器,这与它具有的优点是分不开的。主要特点是:

  (1)使用特性好:低压应用,低驱动电压,固体化使用安全性和可靠性提高;平板化,又轻薄,节省了大量原材料和使用空间。低功耗,它的功耗约为CRT显示器的十分之一,反射式TFT LCD甚至只有CRT的百分之一左右,节省了大量的能源。TFT LCD产品还有规格型号、尺寸系列化,品种多样,使用方便灵活、维修、更新、升级容易,使用寿命长等许多特点。显示范围覆盖了从1英寸至40英寸范围内的所有显示器的应用范围以及投影大平面,是全尺寸显示终端。显示质量从最简单的单色字符图形到高分辨率,高彩色保真度,高亮度,高对比度,高响应速度的各种规格型号的视频显示器。显示方式有直视型,投影型,透视式,也有反射式。

  (2)环保特性好:无辐射、无闪烁,对使用者的健康无损害。特别是TFT LCD电子书刊的出现,将把人类带入无纸办公、无纸印刷时代,引发人类学习、传播和记栽文明方式的革命。

  (3)适用范围宽,从-20℃到+50℃的温度范围内都可以正常使用,经过温度加固处理的TFT LCD低温工作温度可达到零下80℃。既可作为移动终端显示,台式终端显示,又可以作大屏幕投影电视,是性能优良的全尺寸视频显示终端。

  (4)制造技术的自动化程度高,大规模工业化生产特性好。TFT LCD产业技术成熟,大规模生产的成品率达到90%以上。

  (5)TFT LCD易于集成化和更新换代,是大规模半导体集成电路技术和光源技术的完美结合,继续发展潜力很大。目前有非晶、多晶和单晶硅TFT LCD,将来会有其它材料的TFT,既有玻璃基板的又有塑料基板。

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