-TFT-LCDの概要
TFT（薄膜トランジスタ）LCD、または薄膜トランジスタLCDは、アクティブマトリックスタイプの液晶ディスプレイ（AM-LCD）の1つです。 。 TFT =薄膜トランジスタ=薄膜トランジスタ
。 LCD=Liquid-CrystalDisplay =液晶ディスプレイ
。 薄膜トランジスタ液晶ディスプレイであるTFT-LCD（薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ）は、1960年に誕生しました。継続的な改良を経て、1991年に商用ノートブックコンピュータに正式に使用されました。現在のTFT-LCDは、さまざまなアプリケーション分野でCRT製品に徐々に取って代わり、ディスプレイ技術の主流になりつつあります。
・液晶画面のメリットは、低消費電力、低動作電圧、高解像度、無放射、画面自体が比較的薄く、持ち運びが簡単、長寿命などです。これらのメリットにより、多くの方に広く使用されています。テレビ、モニター、ラップトップ、携帯電話、衛星ナビゲーションPDAなどの分野。
液晶フラットパネルディスプレイ、特にTFT-LCDは、現在、輝度、コントラスト、消費電力、寿命、体積、および重量の点でCRTに完全に追いつき、それを超える唯一のディスプレイデバイスです。 優れた性能と優れた量産特性を備えています。 高度な自動化、低コストの原材料、広い開発スペースにより、新世紀の主流製品となり、21世紀の世界経済成長の明るい場所となるでしょう。
主な特徴
TN技術とは異なり、TFTディスプレイは& quot;バックスルー& quot;を採用しています。 照明方法-架空の光源経路は、TN液晶のように上から下ではなく、下から上になります。 この方法は、液晶の裏側に特殊なライトパイプを設置することで、照射すると光源が下側の偏光子を上向きに透過します。 上下の中間層電極がFET電極と共通電極に変わるため、FET電極をオンにすると、液晶分子の性能も変化します。 表示の目的は、遮光と透過により実現でき、応答時間は約80msと大幅に向上します。 TN-LCDよりもコントラスト比が高く、色が豊富なため、画面の更新頻度も速く、TFTは一般に& quot; true color"として知られています。
TFT-LCDの主な機能は、ピクセルごとに半導体スイッチングデバイスを構成することです。 各ピクセルはドットパルスによって直接制御できるためです。 したがって、各ノードは比較的独立しており、継続的に制御できます。 この設計手法は、表示画面の応答速度を向上させるだけでなく、表示のグレーレベルを正確に制御することもできます。 これが、TFTカラーがDSTNよりもリアルである理由です。
応用
現在、ほとんどのノートブックコンピュータメーカーは製品にTFT-LCDを使用しています。 初期のTFT-LCDは、主にノートブックコンピュータの製造に使用されていました。 当時、TFTはDSTNに比べて大きな利点がありましたが、技術的な理由により、TFT-LCDには、応答時間、明るさ、および表示角度において、従来のCRTディスプレイとの大きなギャップがありました。 さらに、歩留まりが非常に低いために価格が高くなり、デスクトップTFT-LCDは手に負えないほどの衝撃を与えています。
しかし、技術の継続的な開発、歩留まりの継続的な改善、およびいくつかの新しい技術の出現により、TFT-LCDは応答時間、コントラスト、明るさ、および視野角において大きな進歩を遂げ、従来の技術に近づきました。 CRTモニターのギャップ。 現在、ほとんどの主流のLCDモニターの応答時間は50ms未満に改善されており、LCDが主流になる道が開かれています。
-TFT-LCDの主な利点
TFT技術の成熟に伴い、カラーLCDフラットパネルディスプレイは急速に発展しました。 10年足らずで、TFT-LCDは急速に主流のディスプレイに成長しました。これはその利点と切り離せないものです。 主な機能は次のとおりです。
（1）良好な使用特性：低電圧アプリケーション、低駆動電圧、および固体使用の安全性と信頼性の向上。 フラットパネル、軽量で薄く、多くの原材料と使用スペースを節約します。 低消費電力で、その消費電力は約CRTディスプレイです。反射型TFT-LCDの10分の1であり、CRTの約1％でさえ、多くのエネルギーを節約します。 また、TFT-LCD製品には、仕様、モデル、サイズが直列になっており、さまざまな種類があり、使いやすく、柔軟性があり、メンテナンスと更新が可能です。 、アップグレードが簡単、長寿命、その他多くの機能。 表示範囲は、1インチから40インチまでのすべてのモニターと大きな投影面の適用範囲をカバーしています。 フルサイズのディスプレイ端末です。 表示品質は、最も単純なモノクロ文字グラフィックスから高解像度および高色忠実度までの範囲です。 高輝度、高コントラスト、高応答速度を備えたさまざまな仕様とモデルのビデオディスプレイ。 表示方法には、直視、投影、シースルー、反射が含まれます。
（2）優れた環境保護特性：放射線、ちらつき、ユーザーへの害がない&＃39;健康。 特に、TFT-LCD電子書籍の登場は、人類をペーパーレスオフィスとペーパーレス印刷の時代に導き、人類が文明を学び、広め、記憶する方法に革命を引き起こします。
（3）使用範囲が広く、-20℃〜+50℃の温度範囲で通常使用できます。 温度強化後のTFT-LCDの低温動作温度はマイナス80℃に達する可能性があります。 モバイル端末ディスプレイ、デスクトップ端末ディスプレイ、大画面プロジェクションテレビとして使用できます。 性能に優れたフルサイズのビデオ表示端末です。
（4）製造技術の自動化度が高く、大規模工業生産の特性が良好である。 TFT-LCD産業技術は成熟しており、大量生産の歩留まりは90％以上に達しています。
（5）TFT-LCDは統合とアップグレードが簡単です。 大規模な半導体集積回路技術と光源技術の完璧な組み合わせであり、継続的な開発の大きな可能性を秘めています。 現在、アモルファス、多結晶、単結晶のシリコンTFT-LCDがあります。 将来的には、ガラス基板やプラスチック基板など、他の材料のTFTが登場する予定です。
TFT-LCD技術の研究状況
解像度：TFT-LCDの解像度は、近年CGA（320 * 200）、VGA（640 * 480）、SVGA（1280 * 1024）を超えています。 XGA（1024 * 768）.SXGA（1280 * 1024）は、現在のレベルのUXGA（1600 * 1200）およびQXGA（2560 * 2048）に発展しました。
コントラスト比：米国のPPMuhorayらは、導波路ベースのLCDテクノロジーを導入し、このテクノロジーを使用して174：1の高いコントラスト比を実現しましたが、現在のTFT-LCDコントラスト比は最大500：1に達する可能性があります。
視野角：液晶材料は異方性であるため、その分子配列の配向と電界の作用下での再配列は、LCDデバイスの視野角の拡大に均一に影響し、その結果、液晶デバイスの視野角の欠点が生じます。 LCDデバイス。 さまざまな拡幅が提案されています。 平面切り替えモード、対称マイクロユニットモード、ドメイン垂直モードなどの視野角テクノロジーでは、視野角は170度に達する可能性があります。
応答速度：フレームレートが60％の場合、フレーム周期は約16msであり、TNLCDを使用する通常のTFT-LCDデバイスの応答時間は20ms未満である可能性があります。 最近、弾性連続ポリマー安定化を使用する平面スイッチ法が導入され、応答時間を10msに短縮でき、光補償テープを使用すると応答時間を2〜3msに短縮できます。 現在、この技術を使用して8msの応答時間が開発されています。 カラー液晶テレビ。
寿命：製造技術の発展により、TFT-LCDの寿命は30,000時間以上に達する可能性があります。
大画面と反射型が登場：38インチTFT-LCTVの開発に成功し、大画面LCのスプライシング時代を終わらせ、反射型TFT-LCDカラーディスプレイも商品化を始めました。
TFT製造技術の開発、液晶材料性能の向上、広視野角技術の採用、応答速度の向上、歩留まりの向上により、TFT-LCDの表示性能はCRTに劣らない。 。
・TFT型液晶ディスプレイ構造
通常のa-SiTFTは、主にガラス基板、ゲート電極、ゲート絶縁層、半導体活性層a-Siオーミック接触層n + a-Si、ソースおよびドレイン電極、およびaゲート絶縁層と保護膜が一体となった保護膜SiNを使用してください。
a-SiTFTの構造は、4つの典型的な構造に分けることができます。ソース、ドレイン、およびゲート電極が半導体活性層a-Siの同じ側に配置される平面構造と、ソース、ドレイン、およびゲート電極です。 a-Si層の上側にあります。 正のゲート面構造、ソース、ドレイン、およびゲートの3つの電極は、逆ゲート面構造と呼ばれるa-Si層の下側に配置されます。 -Si層の上側では、a-Si層の下側のソース電極とドレイン電極は、ポジティブゲートスタッガード構造またはトップゲート構造と呼ばれ、ゲートはa-Siの下側にあります。層であり、ソース電極とドレイン電極はa-Si層の上側にあります。 逆ゲートスタッガード構造またはボトムゲート構造。
製造工程の観点から、互い違い構造のSiN、a-Si、n + a-Siの3層（または2層）を連続的に堆積させることができ、パイプライン操作に適しており、相互汚染を減らします。 現在、千鳥構造が主流になり、a-Si、SiNだけではありません。 n + a-Siは連続的に動作でき、反転ゲートは遮光層としても使用できます（追加なし
a-Siは光に敏感であるため、a-SiTFTにとって重要な遮光層を設定します。 光が流入して漏れ電流が増加すると、画質が低下します。
TFTLCDの原理
TFT-LCDの断面構造図（上）から、LCDは液晶を挟んで平行平板コンデンサを形成する2層ガラス基板で構成されていることがわかります。 コンデンサと内蔵ストレージコンデンサは、下部ガラス基板に埋め込まれたTFTの影響を受けます。 充電し、次の画像が更新されるまで各画像に必要な電圧を維持します。 液晶の色は透明で、LCDはカラフルさを表現するために白いバックライトで裏打ちする必要があります。 白いバックライトを反射させるには、周りに白いライトを追加する必要があります。 したがって、CCFLやLEDなどのランプはTFT-LCDの下部に組み合わされています。
TFT-LCDにはバックライトが必要です。 LCDパネル自体は発光しないため、バックライトが必要です。 液晶ディスプレイにバックライトプレートを追加して、均一な輝度分布の高輝度光源を提供する必要があります。 LCDは実際に背後の光源からの光をオンにして色を表現します。 現在一般的に使用されているバックライト光源はCCFLまたはLEDです。
TFT-LCD駆動原理
TFTエレメントは、電子制御スイッチに相当します。 スキャンライン（ゲート）はスイッチの開閉を制御し、データライン（ソース）はLCDが異なる明るさを表示するために必要なグレースケール電圧を提供します。 スキャンライン（ゲート）に高電圧が印加されると、TFTエレメントがオンになり、グレースケール電圧がデータライン（ソース）からピクセル電極（ドレイン）に入り、液晶層に印加されます。透明なピクセル電極を通して。 液晶の立ち角度を変更して、所定のグレースケールを表示します。
TFT-LCDパネルの表示領域全体は、数百万の独立したTFT要素によって制御されるピクセルのマトリックスで構成されています。 次の図に示すように、スキャンラインが3行目のピクセルをオンにすると、データラインは3行目のピクセルに必要なグレースケール電圧を書き込み、3行目を閉じて電圧ホールドを維持します。状態を確認し、同時に4行目のスキャンラインをオンにし、4行目のピクセルに必要なグレースケール電圧を書き込み、書き込みが完了したら4行目を閉じ、5行目のピクセルをオンにします。パネル上のピクセルの各行に必要なグレースケール電圧を順番に書き込みます。
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