發(fā)展歷史

    液晶顯示器出現(xiàn)，同時(shí)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(hù)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(jī)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(dòng)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(jiǎn)稱，一般代指薄膜液晶顯示器，而實(shí)際上指的是薄膜晶體管（矩陣）——  可以“主動(dòng)的”對(duì)屏幕上的各個(gè)獨(dú)立的像素進(jìn)行控制，這也就是所謂的主動(dòng)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(jiǎn)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(gè)像素顯示相應(yīng)的顏色就能達(dá)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(gè)像素的顏色和亮度就需要在每一個(gè)像素之后安裝一個(gè)類似百葉窗的開關(guān)，當(dāng)“百葉窗”打開時(shí)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(shí)際上實(shí)現(xiàn)起來就不像剛才說的那么簡(jiǎn)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(gè)成品TFT顯示屏，一般由一個(gè)夾層組成，組成這個(gè)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(gè)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(chǎng)，電場(chǎng)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(gè)像素需上面介紹的三個(gè)類似的基本組件來構(gòu)成，分別控制紅、綠、藍(lán)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(huì)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(huì)生成一個(gè)電場(chǎng)，這時(shí)液晶都會(huì)垂直排列，所以光線不會(huì)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(lán)三種，依次排列在玻璃基板上組成一組（dot pitch）對(duì)應(yīng)一個(gè)像素每一個(gè)單色濾光鏡稱之為子像素（sub-pixel）。也就是說，如果一個(gè)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(gè)子像素和晶體管。對(duì)于一個(gè)15英寸的TFT顯示器（1024×768）那么一個(gè)像素大約是0.0188英寸（相當(dāng)于0.30mm），對(duì)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(duì)于顯示器是有決定意義的，每個(gè)像素越小顯示器可能達(dá)到的最大分辨率就會(huì)越大。不過由于晶體管物理特性的限制，目前TFT每個(gè)像素的大小基本就是0.0117英寸（0.297mm），所以對(duì)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(diǎn)，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(jī)

n          電子手表、計(jì)算器

n          筆記本計(jì)算機(jī)、平板計(jì)算機(jī)

n          臺(tái)式計(jì)算機(jī)監(jiān)視器

n          工業(yè)監(jiān)視器

n          攝像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)

n          投影顯示

n          車載或攜帶型VCD、DVD

n          手機(jī)屏、PDA 、GPS

n          液晶電視、高清晰度數(shù)字電視