液晶显示市场展位 最新技术趋势分析

从液晶显示(LCD)的实用化开始已经过去30年了。从台式计算机的字段式显示开始的实用化液晶面板,以及后来的类似于主动型素子驱动方法的开发,使大型、漂亮画面的显示成为可能,之后显示性能在不断地进行改善,现如今,我们身边几乎所有的场所都在使用液晶显示器,从个人电脑和移动领域使用到最近的电视用,液晶电视已经开始逐渐取代CRT。

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  一、液晶显示的市场

  从液晶显示(LCD)的实用化开始已经过去30年了。从台式计算机的字段式显示开始的实用化液晶面板,以及后来的类似于主动型素子驱动方法的开发,使大型、漂亮画面的显示成为可能,之后显示性能在不断地进行改善,现如今,我们身边几乎所有的场所都在使用液晶显示器,从个人电脑和移动领域使用到最近的电视用,液晶电视已经开始逐渐取代CRT。

  最初实用化液晶主要是以20世纪70年代的TN型液晶和80年代的STN液晶为基础的,它们各自相对应的产品也确实扩大了市场。90年代,以PC用途为基础,使用a-SiTFT液晶,使液晶市场快速得以成长起来。那个时代,液晶主要以TN模式为主,现在可以应用IPS、MV、OCB模式等形形色色的技术来进行动画显示,在电视显示方面的使用已经开始,在其他各领域的用途也逐步广泛起来,人们期待着其更加飞跃的发展。

液晶显示市场展位 最新技术趋势分析

  平板显示中的液晶显示,用途非常广泛,使用量很大。而且根据搭载设备的用途不同显示画面的大小(显示画面的对角尺寸)与画素数有很大的不同。从手用用1~2型到电视用数十型,这样广的范围内各种用途均有,根据各种用途的要求不同,液晶面板的性能也有所不同。

  二、液晶显示的构造与动作

  1、液晶显示器的构造

  以最普及的主动型的透过型模组为例,构造如图形所示,基本构造为液晶成盒面板和周围的压接驱动回路,液晶成盒基板的后面安装有背光源作为光源。

  液晶成盒基板是由阵列基板与彩膜基板贴合在一起,中间填充液晶构成的。其中阵列基板与彩膜基板之间,要求控制间隔为数策米,而且均一的间隔。阵列基板侧为了驱动画素设计了gate线及数据线的引出电极。彩膜基板是由多个重复的RGB三原色构成的图形,图形形成的位置是与阵列基板上的各画素完全对应的。阵列基板与彩膜基板的背面,分别进行偏光板贴付。

  2、主动型矩阵驱动技术

  在TFT阵列基板侧栅线与数据线的各交点处形成薄膜晶体管(TFT)。画素电极为透明电极(通常是氧化铟与氧化锡的合金形成的ITO薄膜),用以传导数据线上的电压。在彩膜基板的全面也设计有透明电极。通过在阵列基板的画素电极上施加的电压对液晶的取向进行控制,从而对透过光的光量进行控制。

  TFT基板通过控制栅极电压向画素电极内写入电荷。当TFT处于关态时,从与漏极侧连接的数据线向与源极侧连接的画素电极(透明电极)写入电荷,画素电极的电压需要设定必要的数值来驱动液晶。当TFT处于开状态时画素电极内的电荷会保持原样。在阵列基板的回路上,为了保持画素电极上电压的安定性,需要设计液晶电容和并列的辅助电容。

  三、液晶显示的特性与动向

  1、表示设备及其特性

  液晶显示器作为电子情报机器的显示设施,或是以电视为中心的娱乐设施方面,都成为必不可少的设备。这方面的用途,为了将人感性的更多的情报反映出来,人们正在寻求更大画面和更自然的画像显示。关于显示被关注的要求整理如下:

  (1)作为显示情报机器的性能

  *画面尺寸:对角长(单位:厘米),长宽比(4∶3,宽屏等)

  *显示情报量:画素数(显示设计,播放规格)

  *携带性:薄、轻、消耗电力

  (2)作为显示品质的性能

  *解像度:画素尺寸,每英蓟素数

  *视野角:在水平与垂直方向保持好的对比度的最大角度

  *辉度:画面的亮度

  *反应速度:显示动画必要画面的高速切换

  *对比度:最大辉度与最小辉度的比

  *阶调:表示微妙颜色变化

  *色度域:显示颜色范围的广度

  *表示画面的均一性:无表示不均

  其他:进入市场的重要因素

  *价格:对于扩大市场有非常大的影响

  *环境对应:在制造、使用时、废弃时通过循环利用来节省能源

  *最终组装成制品的设计

  2、画面的大型化与显示品质的提高

  液晶面板应用于电脑的市场正在不断扩大。作为电脑用显示器,操作性能就成了重要的要求。为了提高操作性能,增加显示画面上显示信息量的研发工作仍在继续。具体来讲,有画面大型化与增加显示画素两种途径。画素数(如表1所示)作为显示设计的一些规定。

  最近,液晶面板作为电视用的市场也正在扩大,主要是以30型以上超大画面为趋势。作为放映用的显示器,重要的是能够表示临场感与自然画像。为了获取临场感,重要的一点就是要有画角(将显示器放在眼前时画面的广度)。为了放映出有临场感的画像,正在向画面扩大即画面的宽屏化方向推进。为达到显示画质鲜明化及更精细的显示画面,也有向画素数增加方向发展的趋势。

  3、广视野角技术显示更自然的画像

  为了能看到自然的显示画像,前面所涉及到的各个项目,都要求有很高的性能。尤其是对大型电视,总的趋势是为了使被称作看到一个画面的作途变得强烈,视野角是非常重要的。目前人们正在努力对其进行改善。

  以前的TN型液晶,在画面的垂直方向上施加电场来驱动液晶,控制光的通过与否。这种方式,在画面的正方向能看到非常清晰的画面,但是从倾斜方向来看的话,对比度下降,颜色会出现偏差,基作为映像用显示器,这是绝对不允许的。最近,为了改善TN型液晶的这个缺陷,提高视角人们想出了各种各样的方法,已经开始将研究成果应用于实际生产并形成产品。关于视角的改善,如图5所示IPS(InPlaneSwitching面内开关型),Multidomain(多筹型),MAV(Multi-domeinVerticalAlign),OCB(OpticalCompensatedBendMode光学补偿弯曲)等方法也开始实用化了。

  IPS型,在阵列基板上配置电极,给液晶施加横向电场,画面平行方向的特性得到改善,视角扩大。多筹型,在一个画素中进行分割,通过使用液晶在不同的方向进行配向实现视角的扩大。VA型,在液晶盒中设计构造物,通过液晶转向不同的方向来实现大的视角。各种各样扩大视角的方法的实现,要求有各自独立的制造方法、工艺精度等重要的制造能力。也就是说,制造生产根据所采用的技术不同,工艺条件、装置等要求的性能也随之而变化。

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