85代液晶面板相关-技术研究

一、显示器的分类经过二十多年的研究、竞争、发展，平板显示器已进入角色，成为新世纪显示器的主流产品，目前竞争最激烈的平板显示器有四个品种：1、场致发射平板显示器（FED）；2、等离子体平板显示器（PDP）；3、有机薄膜电致发光器（OLED）；4、薄膜晶体管液晶平板显示器（TFT-LCD）。二、液晶面板概念液晶面板，可以在很大程度上决定液晶显示器的亮度、对比度、色彩、可视角度等非常重要的参数。生产的液晶面板也大致分为机种不同的类型。常见的有TN面板、MVA和PVA等VA类面板、IPS面板以及CPA面板。三、液晶面板的构成液晶面板细致结构（该图附加有驱动电路和供电部分）1．背光源（或背光模组）；由于液晶分子自身是无法发光的，因此若想出现画面，液晶显示器需要专门的发光源来提供光线，然后经过液晶分子的偏转来产生不同的颜色。而背光源起到的就是提供光能的作用。之前液晶显示器采用的都是名叫CCFL的冷阴极射线管，其发光原理与日光灯几乎完全相同，而现在新品液晶显示器都采用了更加节能、长寿面的LED背光源。灯管（或LED）发光后藉由导光板将光线分布到各处，通过背面的反射板将所有的光线的方向集中朝向液晶分子。最后光线通过prismsheet以及扩散板将光线均匀的散发出去，避免出现中央亮度过高、四周亮度过低的情况。2．上下层两个偏光片；偏光片的作用是让光线从单方向通过。3．上层和下层两块玻璃基板；玻璃基板不仅仅是两块玻璃那么简单，其内侧具有沟槽结构，并附着配向膜，可以让液晶分子沿着沟槽整齐的排列。在上、下两层玻璃两侧会贴有TFT薄膜晶体管和彩色滤光片。4．ITO透明导电层；其作用是提供导电通路，分为像素电极（P级）和公共电极（M级）。在下一页中我们为大家讲解液晶面板结构更多的内容。5．薄膜晶体管（TFT）；TFT-LCD，其实际上指的就是这个薄膜晶体管，它的作用类似于开关，TFT能够控制IC控制电路上的信号电压，并将其输送到液晶分子中，决定液晶分子偏转的角度大小，因此其是非常重要的一个部件。6．液晶分子层；改变光线偏光状态最重要的元素，通过电力和弹性力共同决定其排列和偏光状态。7．彩色滤光片；通过液晶分子偏转的光线只能显示不同的灰阶，但是不能提供红、绿、蓝（RGB）三原色，而彩色滤光片则由RGB三种过滤片组成，通过三者混喝调节各个颜色与亮度。液晶面板中每一个像素由红、绿、蓝3个点构成，每种颜色的点各自拥有不同的灰阶变化。二、常用液晶面板的技术类型比较名称缩写持有人特点优点缺点领先性TNTwistedNematic公开非广视角面板，价格较低，6bit色彩通道，使用抖动技术可实现伪真彩响应时间短，市面上产品几乎都是采用补偿膜等技术进行改良，价格低不支持真彩、视角很难超过170度。*OCBOpticalCompensatedBirefringence松下广视角面板，8bit色彩通道，使用补偿膜改进视角、响应快视角窄，售价高**ExtraViewExtraViewNEC广视角面板，8bit色彩通道改进视角独家生产**FFSFringeFieldSwitching现代广视角面板，8bit色彩通道，无补偿膜改进视角、亮度高、原色提升响应慢**CPAContinuousPinwheelAlignment夏普广视角面板，夏普把所有采用广角技术的统称为ASV，只有CPA才是夏普的广视角技术，8bit色彩通道还原真实、可视角度优秀、图像细腻价格比较贵，独家生产***MVAMulti-domainVerticalAlignment富士通广视角面板，8bit色彩通道，改进型是P-MVA亮度高，对比度高，视角广，响应时间短价格偏高****PVAPatternedVertical三星广视角面板，8bit色彩通道，PVA继承亮度高，对比度高，视角广，响应时间短价格偏高****Alignment和发展了MVA技术，亮度和对比度等指标都优于MVA，视角也很好，改进型S-PVA和P-MVA两种面板类型，视角可以达到178度IPSIn-PlaneSwitching日立广视角面板，8bit色彩通道，效果比MVA好，比PVA差。改进型是S-IPS超强逼真的色彩，颜色细腻，还原度极高。响应时间慢，漏光、黑色纯度低，对比度低****三、IGZO在TFT-LCD中的地位IGZO(IndiumGalliumZincOxide)为氧化铟镓锌的缩写，它是一种薄膜电晶体技术，是指在TFT-LCD主动层之上，打上一层金属氧化物。因而和液晶分子排列这方式没有关系（与IPS、PVA等不是一个概念范畴），而是一项基于TFT驱动的改进技术，夏普使用它来提高自己在中小尺寸液晶面板上的竞争力。换而言之，即使是IPS液晶面板也可以同时采用IGZOTFT技术，两者之间并不矛盾。IGZO材料由日本东京工业大学细野秀雄最先提出在TFT行业中应用，目前该材料及技术专利主要由日本厂商拥有，IGZO-TFT技术最先在日本夏普公司实现量产。TFT(ThinFilmTransistor)是指薄膜场效应晶体管，TFT液晶屏幕就是指液晶面板上的每一液晶象素点都是由集成在其后的薄膜晶体管来驱动，也就是曾经在手机领域上经常听到的“TFT屏幕”。常见的TFT驱动分类主要有a-SiTFT（非晶硅）、LTPSTFT（低温多晶硅），IGZOTFT也属于这一范畴。所以说到底，夏普的IGZO面板，仍然是一种TFT液晶屏幕，其实IGZOTFT技术也可以使用在OLED面板上。现在的TFTLCD可分为多晶硅(Poly-SiTFT)与非晶硅(a-SiTFT)，两者的差异在于电晶体特性不同。多晶硅的分子结构在一颗晶粒（Grain）中的排列状态是整齐而有方向性的，因此电子移动率比排列杂乱的非晶硅快了200-300倍；一般所称的TFT-LCD是指非晶硅，目前技术成熟，为LCD的主流产品。而多晶硅品则主要包含高温多晶硅(HTPS)与低温多晶硅(LTPS)二种产品。LTPS(LowTemperaturePoly-silicon；低温多晶硅)薄膜晶体管液晶显示器是在封装过程中，利用准分子镭射作为热源，镭射光经过投射系统后，会产生能量均匀分布的镭射光束，投射于非晶硅结构的玻璃基板上，当非晶硅结构玻璃基板吸收准分子镭射的能量后，会转变成为多晶硅结构。它的最大优势在于超薄、重量轻、低耗电，同时其自身发光的特点，因而可以提供更艳丽的色彩和更清晰的影像。IPS屏幕的基础也是TFTLCD，但是它与LTPS工艺不同，IPS指的是晶体的排列而非单个晶体的特性。该技术把液晶分子的排列方式进行了优化，采取水平排列方式，两极都在同一个面上，立体排列，IPS屏幕有响应速度快，可视角度大，色彩逼真，动态画面出色，耗电低等优点。（LTPS和IPS指的屏幕的不同方面，LTPS指的低温多晶硅液晶的制作方法，是一种制作屏幕的技术；IPS指的是液晶分子偏转的角度和排列的方式，是一种屏幕成像技术，两者不能混为一谈。）AMOLED，英文全称ActiveMatrix/OrganICLightEMIttingDiode，它是OLED(OrganicLight-EmittingDisplay，有机发光显示器)技术的一种。OLED是通过有机半导体材料和发光材料在电场驱动下，通过载流子注入和复合导致发光的现象。OLED能够发光是用ITO透明电极和金属电极分别作为器件的阳极和阴极，在一定电压驱动下，电子和空穴分别从阴极和阳极注入到电子和空穴传输层，电子和空穴分别经过电子和空穴传输层迁移到发光层，并在发光层中相遇，形成激子并使发光分子激发，后者经过辐射弛豫而发出可见光。AMOLED具有反应速度较快、对比度更高、视角较广等特点。目前三星电子十分重视这项新的显示技术，占市场百分之99%的份额。OLED(OrganICLightEMIttingDiode有机发光二极管)与PLED(PolymerLightEmittingDiode高分子发光二级管)有着相似的化学结构与发光效率，区别是两者的分子量的差距，其中OLED是小分子材料，容易彩色化、采用蒸镀法的全自动生产方式已经成熟，制程控制较容易且稳定、材料的合成与纯化、精制较为容易等。但缺点则是设备较为昂贵、对于水分的耐受性不佳、蒸镀率低，以及容易造成材料的浪费等。而PLED则是高分子材料，与OLED相比高分子的PLED采用了更简单的印刷工艺，而不是蒸镀多层有机膜材，同时也更为耐热耐冷。不过由于PLED每个颜色的衰减常数不同，必须进行补偿，因此较难朝向彩色化发展，因此我们很难能见到彩色的PLED屏幕。