TFT

TFT_5分词条

TFTTFT-LCD切面结构图
Thin Film Transistor (薄膜场效应晶体管),是指液晶显示器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。从而可以做到高速度、高亮度、高对比度显示屏幕信息。TFT属于有源矩阵液晶显示器。TFT屏幕,也是中高端彩屏手机中普遍采用的屏幕,分65536 色及26万色,1600万色三种,其显示效果非常出色。

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TFT 名词解释

       

TFT(ThinFilmTransistor)是指薄膜晶体管,是目前最好的LCD彩色显示设备之一,其效果接近CRT显示器,是笔记本电脑和台式机上的主流显示设备。TFT的每个像素点都是由集成在自身上的TFT来控制,是有源像素点。因此,不但速度可以极大提高,而且对比度和亮度也大大提高了,同时分辨率也达到了很高水平。

TFT 技术解析

       

TFT技术效果产品图示
TFT即薄膜场效应晶体管LCD,是有源矩阵类型液晶显示器(AM-LCD)中的一种。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。

TFT 产品应用

       

TFT可折叠显示器
绝大部分笔记本电脑厂商的产品都采用TFT-LCD。早期的TFT-LCD主要用于笔记本电脑的制造。尽管在当时TFT相对于DSTN具有极大的优势,但是由于技术上的原因,TFT-LCD在响应时间、亮度及可视角度上与传统的CRT显示器还有很大的差距。加上极低的成品率导致其高昂的价格,使得桌面型的TFT-LCD成为遥不可及的尤物。

随着技术的不断发展,良品率不断提高,加上一些新技术的出现,使得TFT-LCD在响应时间、对比度、亮度、可视角度方面有了很大的进步,拉近了与传统CRT显示器的差距。如今,大多数主流LCD显示器的响应时间都提高到50ms以下,这些都为LCD走向主流铺平了道路。

LCD的应用市场应该说是潜力巨大。但就液晶面板生产能力而言,全世界的LCD主要集中在中国台湾韩国日本三个主要生产基地。亚洲是LCD面板研发及生产制造的中心,而台、日、韩三大产地的发展情况各有不同。主流的TFT面板有a-Si(非晶硅薄膜晶体管)。

TFT 技术竞争

       

TFT有机薄膜场效应晶体管示意图
在a-Si方面,三个生产基地(台湾、韩国、日本)的技术各有千秋。日本厂商曾经研制出分辨率高达2560×2048的LCD产品。因此,有些人认为,a-Si TFT技术完全可满足高分辨率的产品需要,但是,由于技术的不成熟,它还不能满足高速视频影像或动画等的需要。LTPS TFT相对可以节约成本,这对于TFT LCD的推广有着重要意义。日本厂商已经有量产12.1英寸LTPS TFT LCD的能力。而中国台湾已开发完成LTPS组件制造技术与LTPS SXGA面板技术。韩国在这方面缺少专门的设计人员和研发专家,像三星等主要企业已经推出了LTPS产品,显示出韩国厂商的实力。不过,LTPS技术尚不成熟,产品集中在小屏幕,而且良品率低,成本优势尚无从谈起。

与LTPS相比,a-Si是目前TFT LCD的主流。日本公司的a-Si TFT投资策略上几乎都以第三代LCD产品为主,通过制造技术及良品率的改善来提高产量,降低成本。日本一直走高端路线,其技术无疑是最先进的。由于研发力量有限,台湾的a-Si TFT技术主要来自日本厂商的转让,但由于台湾企业一般属于劳动密集型,技术含量价低,以生产低端产品为主。韩国在a-Si方面有着强大的研发实力,比如三星公司就量产了全球第一台24寸a-Si TFT LCD—240T,它的响应时间小于25ms,可以满足一般应用需要;而可视角度达到了160度,使得LCD在传统弱项上不输给CRT。三星240T标志着大屏幕TFT LCD技术走向成熟,也向世人展示了韩国厂商的实力不容置疑。

TFT 现状水平

       

TFTTFT显示器
TFT显示器制造商将过去用于老式LCD显示器的扭曲向列(TN:Twisted Nematic)技术,同TFT技术相结合,从而有了TN+Film技术。这项技术主要就是通过显示屏覆盖一层特殊的薄膜,来扩大可视角度——可以把可视角度从90度扩大到大约140度。

TFT-LCD已达到的技术水平状况:
(1)水平和垂直角都达到170度;
(2)显示亮度达到500尼特,对比度500:1;
(3)寿命超过3万小时;
(4)场序列全彩色(FSFC)技术开始应用于工业生产;
(5)大屏幕薄膜晶体管液晶显示彩色电视(TFT-LC TV)已经开始进入大规模工业生产,TFT-LCTV的画质已经达到甚至超过了CRT,如28英寸TFT LC TV的分辨率为1920×1200,水平垂直视角均为170度;38英寸的TFT LC TV已研制成功;40英寸的TFT-LCD也已研制成功;
(6)大面积低温多晶硅TFT-LCD已经开发成功,并投入工业生产,非晶硅TFT的自扫描LCD已经商品化;
(7)反射式TFT-LCD彩色显示器开始商品化。例如分辨率是400×234,画面为16:9的5.8英寸反射式显示器的反射率为30%,响应速度为30ms,消耗功率为0.15瓦。
(8)730×920mm基板大屏幕生产线已经研制成功,更大尺寸基板的大屏幕生产线正在建设之中。
(9)塑料基板TFT-LCD开始商品化。日本现有5个品种的塑料基板产品。
(10)背光源和逆变器,虽在积极开发反射式LCD,但用背光源的透射型TFT-LCD在相当长时间内还是主流产品。背光源是其重要配件。德国研制成用于液晶模块的平板荧光灯背光源,亮度达到5000-7000cd/m2,寿命达到10万小时。一些新型自热式背光源可以在-40℃到85℃范围内正常工作。OEL背光源和高亮度LED背光源已开发成功,并开始用于TFT-LCD、Linfinity Microelectrunies发明了冷阴极背光源长寿命逆变器,光源调制范围达到500:1。

TFT PC游戏

       

TFT 在魔兽争霸3中指THE FROZEN THRONE,即冰封王座

TFT 参考资料

       

[1] 新浪科技 http://tech.sina.com.cn/it/2004-07-30/1624395757.shtml
[2] 家庭娱乐系统 http://www.ent.eetchina.com/ART_8800428024_2700001_TA_f22d1b17.HTM
[3] 国际电子商情 http://www.esmchina.com/ART_8800077109_1300_0_3501_0_22bf519a.HTM

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