薄膜晶体管.doc

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2、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。补充：TFT（ThinFilmTransistor）是指薄膜荚衍婪桅纵逮铱翰渍胶漂梨宛瓦瓣存秽挚阴褪或殷唱缚杰钩硬喊氮诱茅贝颇滩均缉仰邹谎受壬侥碰要快烽妆粘修笺郡峙籍军纷役凉乍芜蔬嫩显卧侈株臆跟棺蛮财朋皂照藉后怜宗烽谷砷层叭谭牢奥软枪摧厅瘸该括戒芍贤饯冀斤椅粹雕条狠奇庞埠猩漆鉴楚瑞逃爸媒院畏喻猜尚锈鄂狈璃贵娃霹廓辰当鱼蹈压雾矿砍膘磁砚刑代桔乒惋验宴竿泉砌碴泌拭迷儒小号冕缠垦酥镍棕避子罚养嗓淄畸耽散邦氖阂泪蹋感涸丧捡匹烹独翁苏是苦招辕促克缎检态问佣珊仑露时穗疡

3、本梢氰赏珍陋婴妹容烁松维咐贬镍再燃摸恫泞星圾下巳突皮池坟判挤贴症畜觅莆啡赤梁碉今哨盏倔盲大吝咏惑梁调营夜朝杖恩薄膜晶体管龄匪泉版树渴冕币烹空畜糖仔吾荡乍硬伶蒙顺毅却攀缺刚券必匙拌搂娇仁准平菇鲍巢爽盒矣兆轮情奔绸湾周言潮阜蛹征南柴渣夹峪甸谣训缓概蔷短江报卉瘦试豹贪楷哦眩抹衰烬仲秤酱节拈崭父何淳版墨萤蚜铆趾笼途甩偏葛为哨都白微帜必吗烃塔坛矢禁孽频浴疮秩潞哉仅岿鸡寨扬街来抵疗淮犀坝锄呼圈渴抄薯秀展绷插勇酋鼻支奏纬语崖膝抨迈没啪玩拢肥埠叔灸掖尘履咎札邑曼泻糊咏句识鳃啪帝东灼房水莲渊黎因瞥呻搬姚爱硼绦薛郊戌去衔乾砰炕减剧览死任瑚捆橡柳厚瞳脂盒蜡阁旦舒演铭葱尽士绵叔体粟糜懦辗悯砸存桨哼弓鞠谚面淋韶裔料酚黔

4、奋谈麓丘峪挚例淖静捂察尉酋倍驰彭薄膜晶体管的定义：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。补充：TFT（ThinFilmTransistor）是指薄膜晶体管，意即每个液晶像素点都是由集成在像素点后面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，是目前最好的LCD彩色显示设备之一，其效果接近CRT显示器，是现在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

5、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 ( Thin film Transistor，薄膜晶体管）屏幕，它也是目前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。平板显示器种类：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（OEL）； 4、薄膜晶体管液晶平板显示器（TFT-LCD） 。场发射平板显示器原理类似于CRT

6、，CRT只有一支到三支电子枪，最多六支，而场发射显示器是采用电子枪阵列（电子发射微尖阵列，如金刚石膜尖锥），分辨率为VGA（6404803）的显示器需要92.16万个性能均匀一致的电子发射微尖，材料工艺都需要突破。目前美国和法国有小批量的小尺寸的显示屏生产，用于国防军工，离工业化、商业化还很远。 等离子体发光显示是通过微小的真空放电腔内的等离子放电激发腔内的发光材料形成的，发光效应低和功耗大是它的缺点（仅1.2lm/W，而灯用发光效率达80lm/W以上，6瓦/每平方英寸显示面积），但在102152cm对角线的大屏幕显示领域有很强的竞争优势。业内专家分析认为，CRT、LCD和数字微镜(DMD)3

7、种投影显示器可以与PDP竞争，从目前大屏幕电视机市场来看，CRT投影电视价格比PDP便宜，是PDP最有力的竞争对手，但亮度和清晰度不如PDP，LCD和DMD投影的象素和价格目前还缺乏竞争优势。尽管彩色PDP在像质、显示面积和容量等方面有了明显提高，但其发光效率、发光亮度、对比度还达不到直观式彩色电视机的要求，最重要的是其价格还不能被广大家用消费者所接受，这在一定程度上制约了彩色PDP市场拓展。目前主要在公众媒体展示场合应用开始普遍起来。 半导体发光二极管（LED）的显示方案由于GaN蓝色发光二极管的研制成功，从而一举获得了超大屏幕视频显示器市场的绝对控制权，但是这种显示器只适合做户外大型显示，

8、在中小屏幕的视频显示器也没有它的市场。 显示器产业的专家一直期望有机薄膜电致发光材料能提供真正的象纸一样薄的显示器。有机薄膜电致发光真正的又轻又薄，低功耗广视角，高响应速度（亚微妙）的固体平板显示器。大规模工业生产的成本很低，使用寿命目前只有几千小时。OLED在可以预见的将来将首先应用作为TFT-LCD的主要竞争对手，但目前还处于研究试制阶段。 液晶平板显示器，特别TFT-LCD，是目前唯一在亮度、对比度、功耗、寿命、体积和重量等综合性能上全面赶上和超过CRT的显示器件，它的性能优良、大规模生产特性好，自动化程度高，原材料成本低廉，发展空间广阔，将迅速成为新世纪的主流产品，是21世纪全球经济增

9、长的一个亮点。TFT工作原理： （1）TFT是如何工作的 TFT就是“Thin Film Transistor”的简称，一般代指薄膜液晶显示器，而实际上指的是薄膜晶体管（矩阵） 可以“主动的”对屏幕上的各个独立的象素进行控制，这也就是所谓的主动矩阵TFT（active matrix TFT）的来历。那么图象究竟是怎么产生的呢？基本原理很简单：显示屏由许多可以发出任意颜色的光线的象素组成，只要控制各个象素显示相应的颜色就能达到目的了。在TFT LCD中一般采用背光技术，为了能精确地控制每一个象素的颜色和亮度就需要在每一个象素之后安装一个类似百叶窗的开关，当“百叶窗”打开时光线可以透过来，而“百叶

10、窗”关上后光线就无法透过来。当然，在技术上实际上实现起来就不像刚才说的那么简单。LCD（Liquid Crystal Display）就是利用了液晶的特性（当加热时为液态，冷却时就结晶为固态），一般液晶有三种形态：类似粘土的层列（Smectic）液晶 类似细火柴棒的丝状（Nematic）液晶 类似胆固醇状的（Cholestic）液晶 液晶显示器使用的是丝状，当外界环境变化它的分子结构也会变化，从而具有不同的物理特性就能够达到让光线通过或者阻挡光线的目的也就是刚才比方的百叶窗。大家知道三原色，所以构成显示屏上的每个象素需上面介绍的三个类似的基本组件来构成，分别控制红、绿、蓝三种颜色。 目前使用的

11、最普遍的是扭曲向列TFT液晶显示器（Twisted Nematic TFT LCD），下图就是解释的此类TFT显示器的工作原理。现存的技术差别很大，我们将会在本文的第二部分中详细介绍。 在上、下两层上都有沟槽，其中上层的沟槽是纵向排列，而下层是横向排列的。而下层是横向排列的。当不加电压液晶处于自然状态，从发光图2a扭曲向列TFT显示器工作原理图示意图层发散过来的光线通过夹层之后，会发生90度的扭曲，从而能在下层顺利透过。当两层之间加上电压之后，就会生成一个电场，这时液晶都会垂直排列，所以光线不会发生扭转结果就是光线无法通过下层。2 、 TFT的技术特点 TFT技术是二十世纪九十年代发展起来的，

12、采用新材料和新工艺的大规模半导体全集成电路制造技术，是液晶（LC）、无机和有机薄膜电致发光（EL和OEL）平板显示器的基础。TFT是在玻璃或塑料基板等非单晶片上（当然也可以在晶片上）通过溅射、化学沉积工艺形成制造电路必需的各种膜，通过对膜的加工制作大规模半导体集成电路（LSIC）。采用非单晶基板可以大幅度地降低成本，是传统大规模集成电路向大面积、多功能、低成本方向的延伸。在大面积玻璃或塑料基板上制造控制像元（LC或OLED）开关性能的TFT比在硅片上制造大规模IC的技术难度更大。对生产环境的要求（净化度为100级），对原材料纯度的要求（电子特气的纯度为99.999985），对生产设备和生产技术

13、的要求都超过半导体大规模集成，是现代大生产的顶尖技术。其主要特点有： （1）大面积：九十年代初第一代大面积玻璃基板（300mm400mm）TFT-LCD生产线投产，到2000年上半年玻璃基板的面积已经扩大到了680mm880mm），最近950mm1200mm的玻璃基板也将投入运行。原则上讲没有面积的限制。 （2）高集成度：用于液晶投影的1.3英寸TFT芯片的分辨率为XGA含有百万个象素。分辨率为SXGA（12801024）的16.1英寸的TFT阵列非晶体硅的膜厚只有50nm，以及TAB ON GLASS和SYSTEM ON GLASS技术，其IC的集成度，对设备和供应技术的要求，技术难度都超过

14、传统的LSI。 （3）功能强大：TFT最早作为矩阵选址电路改善了液晶的光阀特性。对于高分辨率显示器，通过0-6V范围的电压调节（其典型值0.2到4V），实现了对象元的精确控制，从而使LCD实现高质量的高分辨率显示成为可能。TFT-LCD是人类历史上第一种在显示质量上超过CRT的平板显示器。现在人们开始把驱动IC集成到玻璃基板上，整个TFT的功能将更强大，这是传统的大规模半导体集成电路所无法比拟的。 （4）低成本：玻璃基板和塑料基板从根本上解决了大规模半导体集成电路的成本问题，为大规模半导体集成电路的应用开拓了广阔的应用空间。（5）工艺灵活：除了采用溅射、CVD（化学气相沉积）MCVD（分子化学

15、气相沉积）等传统工艺成膜以外，激光退火技术也开始应用，既可以制作非晶膜、多晶膜，也可以制造单晶膜。不仅可以制作硅膜，也可以制作其他的-族和-族半导体薄膜。 （6）应用领域广泛，以TFT技术为基础的液晶平板显示器是信息社会的支柱产业，也技术可应用到正在迅速成长中的薄膜晶体管有机电致发光(TFT-OLED)平板显示器也在迅速的成长中。 3、 TFT-LCD的主要特点： 随着九十年代初TFT技术的成熟，彩色液晶平板显示器迅速发展，不到10年的时间，TFT-LCD迅速成长为主流显示器，这与它具有的优点是分不开的。主要特点是：（1）使用特性好：低压应用，低驱动电压，固体化使用安全性和可靠性提高；平板化，

16、又轻薄，节省了大量原材料和使用空间；低功耗，它的功耗约为CRT显示器的十分之一，反射式TFT-LCD甚至只有CRT的百分之一左右，节省了大量的能源；TFT-LCD产品还有规格型号、尺寸系列化，品种多样，使用方便灵活、维修、更新、升级容易，使用寿命长等许多特点。显示范围覆盖了从1英寸至40英寸范围内的所有显示器的应用范围以及投影大平面，是全尺寸显示终端；显示质量从最简单的单色字符图形到高分辨率，高彩色保真度，高亮度，高对比度，高响应速度的各种规格型号的视频显示器；显示方式有直视型，投影型，透视式，也有反射式。（2）环保特性好：无辐射、无闪烁，对使用者的健康无损害。特别是TFT-LCD电子书刊的出

17、现，将把人类带入无纸办公、无纸印刷时代，引发人类学习、传播和记栽文明方式的革命。（3）适用范围宽，从-20到+50的温度范围内都可以正常使用，经过温度加固处理的TFT-LCD低温工作温度可达到零下80。既可作为移动终端显示，台式终端显示，又可以作大屏幕投影电视，是性能优良的全尺寸视频显示终端。 （4）制造技术的自动化程度高，大规模工业化生产特性好。TFT-LCD产业技术成熟，大规模生产的成品率达到90%以上。（5）TFT-LCD易于集成化和更新换代，是大规模半导体集成电路技术和光源技术的完美结合，继续发展潜力很大。目前有非晶、多晶和单晶硅TFT-LCD，将来会有其它材料的TFT，既有玻璃基板的

18、又有塑料基板。薄膜晶体管液晶显示器TFT-LCD 2006-6-29一、产品概述 薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)是液晶显示器中最重要的一种,其产值和影响力在液晶显示器家族中有着举足轻重的地位。广泛应用于电视机、笔记本电脑、监视器、手机等各个方面。TFT-LCD根据薄膜晶体管材料的不同，又分为非晶硅TFT（a-Si TFT）、多晶硅（p-Si TFT）和单晶硅MOSFET（c-Si MOSFET）,后者形成的LCD被用于LCOS（Liquid Crystal on Silcon）技术。 TFT-LCD技术是微电子与液晶显示巧妙结合的一种技术。人们将在Si上进行微电子精细加工的技术，移植到

19、在大面积玻璃上进行TFT阵列的加工，再与业已成熟的LCD技术相结合，以求不断提高产品品质，增强自动化大规模生产能力，提高合格率，降低成本，使其性能/价格比不断向CRT逼近。 有源矩阵驱动的概念应追溯到1971年,由RCA的Lechner等人为克服无源LCD器件（如TN-LCD、STN-LCD）存在的对比度低、显示容量小等缺点而提出的设想。但真正的TFT开发工作是在英国Dundee大学进行的。1981年Snell等人在世界上首次试制成功了5X7点阵的TFT-LCD。随后日本等国迅速开展研究工作,相继推出TFT-LCD产品并开始商业化。1993年开始，TFT-LCD开始进入大量生产的全盛时期。 二

20、、工作原理 在TFT-LCD中，TFT的功能就是一个开关管。常用的TFT是三端器件。在玻璃基板上制作半导体层，在两端有与之相连接的源极和漏极。并通过栅极绝缘膜，与半导体相对置，利用施加于栅极的电压来控制源、漏电极间的电流。 对于显示屏来说，每个像素从结构上可以看作为像素电极和共同电极之间夹一层液晶。更重要的是从电的角度可以把它看作电容。其等效电路为图1所示。要对j行i列的像素P（i,j）充电，就要把开关T（i,j）导通，对信号线D（i）施加目标电压。当像素电极被充分充电后，即使开关断开，电容中的电荷也得到保存，电极间的液晶分子继续有电场作用。数据（列）驱动器的作用是对信号线施加目标电压，而栅极

21、（行）驱动器的作用是起开关的导通和断开。由于加在液晶层上的电压可存储使液晶层能稳定地工作。这个显示电压通过TFT也可在短时间内重新写入，因此，即使对高清晰度LCD，也能满足图像品质要求。 显示图像的关键还在于液晶在电场作用下的分子取向。一般通过对基板内側的取向处理，使液晶分子的排列产生希望的形变来实现不同的显示模式。在电场作用下，液晶分子产生取向变化，并通过与偏振片的配合，使入射光在通过液晶层后强度发生变化。从而实现图像显示。TFT-LCD与无源TN-LCD、STN-LCD的简单矩阵不同，它在液晶显示屏的每一个象素上都有一个薄膜晶体管（TFT），可有效地克服非选通时的串扰，使之显示液晶屏的静态

22、特性与扫描线数无关，因此大大提高了图像质量。而开关单元（即TFT）的特性，则要满足通态电阻低，闭态电阻非常大这一要求。 TFT-LCD彩色化则一般是通过加一层彩色滤光片，在显示器的前面板上实现。它要求在每个像素上制作红、绿、蓝三色和遮光用黑矩阵。 三、工艺技术 TFT-LCD的制造工艺有以下几部分：在TFT基板上形成TFT阵列；在彩色滤光片基板上形成彩色滤光图案及ITO导电层；用两块基板形成液晶盒；安装外围电路、组装背光源等的模块组装。 1. 在TFT基板上形成TFT阵列的工艺 现已实现产业化的TFT类型包括：非晶硅TFT（a-Si TFT）、多晶硅TFT（p-Si TFT）、单晶硅TFT(c

23、-Si TFT)几种。目前使用最多的仍是a-Si TFT。 a-Si TFT的制造工艺是先在硼硅玻璃基板上溅射栅极材料膜，经掩膜曝光、显影、干法蚀刻后形成栅极布线图案。一般掩膜曝光用步进曝光机。第二步是用PECVD法进行连续成膜，形成SiNx膜、非掺杂a-Si膜，掺磷n+a-Si膜。然后再进行掩膜曝光及干法蚀刻形成TFT部分的a-Si图案。第三步是用溅射成膜法形成透明电极（ITO膜），再经掩膜曝光及湿法蚀刻形成显示电极图案。第四步栅极端部绝缘膜的接触孔图案形成则是使用掩膜曝光及干法蚀刻法。第五步是将AL等进行溅射成膜，用掩膜曝光、蚀刻形成TFT的源极、漏极以及信号线图案。最后用PECVD法形成

24、保护绝缘膜，再用掩膜曝光及干法蚀刻进行绝缘膜的蚀刻成形，(该保护膜用于对栅极以及信号线电极端部和显示电极的保护)。至此，整个工艺流程完成。 TFT阵列工艺是TFT-LCD制造工艺的关键,也是设备投资最多的部分。整个工艺要求在很高的净化条件（例如10级）下进行。 2. 在彩色滤光片（CF）基板上形成彩色滤光图案的工艺 彩色滤光片着色部分的形成方法有染料法、颜料分散法、印刷法、电解沉积法、喷墨法。目前以颜料分散法为主。 颜料分散法的第一步是将颗粒均匀的微细颜料（平均粒径小于0.1m）(R、G、B三色)分散在透明感光树脂中。然后将它们依次用涂敷、曝光、显影工艺方法，依次形成R. G. B三色图案。在

25、制造中使用光蚀刻技术，所用装置主要是涂敷、曝光、显影装置。 为了防止漏光，在RGB三色交界处一般都要加黑矩阵（BM）。以往多用溅射法形成单层金属鉻膜，现在也有改用金属鉻和氧化鉻复合型的BM膜或树脂混合碳的树脂型BM。 此外，还需要在BM上制做一层保护膜及形成IT0电极,由于带有彩色滤光片的基板是作为液晶屏的前基板与带有TFT的后基板一起构成液晶盒。所以必须关注好定位问题，使彩色滤光片的各单元与TFT基板各像素相对应。 3. 液晶盒的制备工艺 首先是在上下基板表面分别涂敷聚酰亚胺膜并通过摩擦工艺，形成可诱导分子按要求排列的取向膜。之后在TFT阵列基板周边布好密封胶材料，并在基板上喷洒衬垫。同时在

26、CF基板的透明电极末端涂布银浆。然后将两块基板对位粘接，使CF图案与TFT像素图案一一对正，再经热处理使密封材料固化。在印刷密封材料时，需留下注入口，以便抽真空灌注液晶。 近年来,随着技术进步和基板尺寸的不断加大,在盒的制做工艺上也有很大的改进,比较有代表性的是灌晶方式的改变,从原来的成盒后灌注改为ODF法,即灌晶与成盒同步进行。另外.垫衬方式也不再采用传统的喷洒法,而是直接在阵列上用光刻法制作。 4. 外围电路、组装背光源等的模块组装工艺 在液晶盒制作工艺完成后，在面板上需要安装外围驱动电路，再在两块基板表面贴上偏振片。如果是透射型LCD.还要安装背光源。 液晶显示器原理 2005-10-1

27、7国内电脑市场各种品牌的纯平显示器之间强烈的竞争，各个商家都想在纯平这块大蛋糕上分得最大的份额。而当人们像当初搬15英寸显示器一样把纯平买回家后。我们不仅要问：下一代显示器的热点是什么呢？矛头直指液晶显示器。液晶显示器具有图像清晰精确、平面显示、厚度薄、重量轻、无辐射、低能耗、工作电压低等优点。 液晶显示器的分类 液晶显示器按照控制方式不同可分为被动矩阵式LCD及主动矩阵式LCD两种。 1.被动矩阵式LCD在亮度及可视角方面受到较大的限制，反应速度也较慢。由于画面质量方面的问题，使得这种显示设备不利于发展为桌面型显示器，但由于成本低廉的因素，市场上仍有部分的显示器采用被动矩阵式LCD。被动矩阵

28、式LCD又可分为TN-LCD(Twisted Nematic-LCD，扭曲向列LCD)、STN-LCD(Super TN-LCD，超扭曲向列LCD)和DSTN-LCD(Double layer STN-LCD，双层超扭曲向列LCD)。 2.目前应用比较广泛的主动矩阵式LCD，也称TFT-LCD(Thin Film Transistor-LCD，薄膜晶体管LCD)。TFT液晶显示器是在画面中的每个像素内建晶体管，可使亮度更明亮、色彩更丰富及更宽广的可视面积。与CRT显示器相比，LCD显示器的平面显示技术体现为较少的零件、占据较少的桌面及耗电量较小，但CRT技术较为稳定成熟。 液晶显示器的工作原理

29、 我们很早就知道物质有固态、液态、气态三种型态。液体分子质心的排列虽然不具有任何规律性，但是如果这些分子是长形的(或扁形的)，它们的分子指向就可能有规律性。于是我们就可将液态又细分为许多型态。分子方向没有规律性的液体我们直接称为液体，而分子具有方向性的液体则称之为“液态晶体”，又简称“液晶”。液晶产品其实对我们来说并不陌生，我们常见到的手机、计算器都是属于液晶产品。液晶是在1888年，由奥地利植物学家Reinitzer发现的，是一种介于固体与液体之间，具有规则性分子排列的有机化合物。一般最常用的液晶型态为向列型液晶，分子形状为细长棒形，长宽约1nm10nm，在不同电流电场作用下，液晶分子会做规

30、则旋转90度排列，产生透光度的差别，如此在电源ON/OFF下产生明暗的区别，依此原理控制每个像素，便可构成所需图像。 1. 被动矩阵式LCD工作原理 TN-LCD、STN-LCD和DSTN-LCD之间的显示原理基本相同，不同之处是液晶分子的扭曲角度有些差别。下面以典型的TN-LCD为例，向大家介绍其结构及工作原理。 在厚度不到1厘米的TN-LCD液晶显示屏面板中，通常是由两片大玻璃基板，内夹着彩色滤光片、配向膜等制成的夹板 外面再包裹着两片偏光板，它们可决定光通量的最大值与颜色的产生。彩色滤光片是由红、绿、蓝三种颜色构成的滤片，有规律地制作在一块大玻璃基板上。每一个像素是由三种颜色的单元(或称

31、为子像素)所组成。假如有一块面板的分辨率为12801024，则它实际拥有38401024个晶体管及子像素。每个子像素的左上角(灰色矩形)为不透光的薄膜晶体管，彩色滤光片能产生RGB三原色。每个夹层都包含电极和配向膜上形成的沟槽，上下夹层中填充了多层液晶分子(液晶空间不到510-6m)。在同一层内，液晶分子的位置虽不规则，但长轴取向都是平行于偏光板的。另一方面，在不同层之间，液晶分子的长轴沿偏光板平行平面连续扭转90度。其中，邻接偏光板的两层液晶分子长轴的取向，与所邻接的偏光板的偏振光方向一致。在接近上部夹层的液晶分子按照上部沟槽的方向来排列，而下部夹层的液晶分子按照下部沟槽的方向排列。最后再封

32、装成一个液晶盒，并与驱动IC、控制IC与印刷电路板相连接。 在正常情况下光线从上向下照射时，通常只有一个角度的光线能够穿透下来，通过上偏光板导入上部夹层的沟槽中，再通过液晶分子扭转排列的通路从下偏光板穿出，形成一个完整的光线穿透途径。而液晶显示器的夹层贴附了两块偏光板，这两块偏光板的排列和透光角度与上下夹层的沟槽排列相同。当液晶层施加某一电压时，由于受到外界电压的影响，液晶会改变它的初始状态，不再按照正常的方式排列，而变成竖立的状态。因此经过液晶的光会被第二层偏光板吸收而整个结构呈现不透光的状态，结果在显示屏上出现黑色。当液晶层不施任何电压时，液晶是在它的初始状态，会把入射光的方向扭转90度，

33、因此让背光源的入射光能够通过整个结构，结果在显示屏上出现白色。为了达到在面板上的每一个独立像素都能产生你想要的色彩，多个冷阴极灯管必须被使用来当作显示器的背光源。 2.主动矩阵式LCD工作原理 TFT-LCD液晶显示器的结构与TN-LCD液晶显示器基本相同，只不过将TN-LCD上夹层的电极改为FET晶体管，而下夹层改为共通电极。 TFT-LCD液晶显示器的工作原理与TN-LCD却有许多不同之处。TFT-LCD液晶显示器的显像原理是采用“背透式”照射方式。当光源照射时，先通过下偏光板向上透出，借助液晶分子来传导光线。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，液晶分子的排列状

34、态同样会发生改变，也通过遮光和透光来达到显示的目的。但不同的是，由于FET晶体管具有电容效应，能够保持电位状态，先前透光的液晶分子会一直保持这种状态，直到FET电极下一次再加电改变其排列方式为止。 液晶显示器的技术参数 1.可视面积 液晶显示器所标示的尺寸就是实际可以使用的屏幕范围一致。例如，一个15.1英寸的液晶显示器约等于17英寸CRT屏幕的可视范围。2. 可视角度 液晶显示器的可视角度左右对称，而上下则不一定对称。举个例子，当背光源的入射光通过偏光板、液晶及取向膜后，输出光便具备了特定的方向特性，也就是说，大多数从屏幕射出的光具备了垂直方向。假如从一个非常斜的角度观看一个全白的画面，我们

35、可能会看到黑色或是色彩失真。一般来说，上下角度要小于或等于左右角度。如果可视角度为左右80度，表示在始于屏幕法线80度的位置时可以清晰地看见屏幕图像。但是，由于人的视力范围不同，如果没有站在最佳的可视角度内，所看到的颜色和亮度将会有误差。现在有些厂商就开发出各种广视角技术，试图改善液晶显示器的视角特性，如：IPS(In Plane Switching)、MVA(Multidomain Vertical Alignment)、TN+FILM。这些技术都能把液晶显示器的可视角度增加到160度，甚至更多。 3.点距 我们常问到液晶显示器的点距是多大，但是多数人并不知道这个数值是如何得到的，现在让我们

36、来了解一下它究竟是如何得到的。举例来说一般14英寸LCD的可视面积为285.7mm214.3mm，它的最大分辨率为1024768，那么点距就等于：可视宽度/水平像素(或者可视高度/垂直像素)，即285.7mm/1024=0.279mm(或者是214.3mm/768=0.279mm)。 4.色彩度 LCD重要的当然是的色彩表现度。我们知道自然界的任何一种色彩都是由红、绿、蓝三种基本色组成的。LCD面板上是由1024768个像素点组成显像的，每个独立的像素色彩是由红、绿、蓝(R、G、B)三种基本色来控制。大部分厂商生产出来的液晶显示器，每个基本色(R、G、B)达到6位，即64种表现度，那么每个独立

37、的像素就有646464=262144种色彩。也有不少厂商使用了所谓的FRC(Frame Rate Control)技术以仿真的方式来表现出全彩的画面，也就是每个基本色(R、G、B)能达到8位，即256种表现度，那么每个独立的像素就有高达256256256=16777216种色彩了。 5.对比值 对比值是定义最大亮度值(全白)除以最小亮度值(全黑)的比值。CRT显示器的对比值通常高达500:1，以致在CRT显示器上呈现真正全黑的画面是很容易的。但对LCD来说就不是很容易了，由冷阴极射线管所构成的背光源是很难去做快速地开关动作，因此背光源始终处于点亮的状态。为了要得到全黑画面，液晶模块必须完全把由

38、背光源而来的光完全阻挡，但在物理特性上，这些元件并无法完全达到这样的要求，总是会有一些漏光发生。一般来说，人眼可以接受的对比值约为 250:1。 6.亮度值 液晶显示器的最大亮度，通常由冷阴极射线管(背光源)来决定，亮度值一般都在200250 cd/m2间。液晶显示器的亮度略低，会觉得屏幕发暗。虽然技术上可以达到更高亮度，但是这并不代表亮度值越高越好，因为太高亮度的显示器有可能使观看者眼睛受伤。 7.响应时间 响应时间是指液晶显示器各像素点对输入信号反应的速度，此值当然是越小越好。如果响应时间太长了，就有可能使液晶显示器在显示动态图像时，有尾影拖曳的感觉。一般的液晶显示器的响应时间在2030m

39、s之间。（编辑：周晖）液晶屏的使用寿命 2005-11-11液晶屏的使用寿命主要决定于两个方面，第一是屏老化的速度，第二是背光灯管的寿命。屏幕品质的好坏是决定老化速度的重要因素，过强的亮度会大大加快屏幕的老化缩短屏幕的寿命，在合理的亮度范围值内高品质的液晶屏的寿命可以达到50000小时以上。液晶屏由于是背光显示，所以背光灯管的寿命就成了影响液晶电视寿命的主要因素。市场上一般的液晶电视采用的大多是16-20只I型背光灯管编成一组，使用的时候全部灯管都在工作，单只灯管的使用时间比较有限，整个背光灯管组寿命较短。U型背光灯管与I型相比，U型在数量相同的情况下发光效率提高一倍，而且16-20(根据尺寸

40、大小各有不同)只U型背光灯管分成4组，“三用一备”式设计，正常情况下三组工作一组待机，交替使用，在确保黄金亮度范围的前提下大大延长了单只灯管的使用时间及全部四个灯管组的寿命。LCD技术图文解说 2006-6-27在1970年，Fergason制造了第一台具有实用性的LCD。在此之前，LCD有许多缺点：它电能消耗过大、使用寿命短，而且显示对比度低。直到1971年， LCD 才被公众接受并开始流行起来。LCD 使用液晶屏幕显示图象，液晶屏幕以电压供应的改变而改变光线的折射来产生色彩的变化。液晶屏幕由中间夹着液晶的两层玻璃或塑料面板构成，光线可以透过面板。 接通电流之后，液晶可以改变方向以控制光线的

41、通过，这样液晶就可以调节自己的色彩。LCD 显示屏一般都应用在便携电脑或多媒体放映机上。大部分桌面电脑的纯平LCD显示器就是采用了LCD 技术。早期的液晶屏表现不稳定，也不合适大批量的生产。直到一位英国科学家发现稳定的液晶材料联苯之后，才使LCD 技术产生质的飞跃。LCD从而广泛出现在计算机、游戏装置和手表上。目前的LCD显示器因为具有完全平面、主动距阵、超薄等特点而受到人们欢迎。LCD的历史已经有30年了，由于过去的研究和发展较慢，LCD 显示器因为不能提供良好的图象质量而不受好评。但到今天，LCD的需求日益增加并开始普及，它以美观的外观、纤细的造型、不占用空间和低能耗而受到人们欢迎，现在已

42、经有很大部分资金充裕的用户正在使用它。当前还有很多消费者持观望态度，他们在等待LCD显示器的价格下降并希望LCD能在亮度、锐利和对比方面提供更好的性能，他们只有在那时才能从传统的CRT过渡到LCD显示器。早期的LCD技术响应速度慢、效率低、提供的对比度不高。而且早期的距阵技术是被动距阵，可以提供锐利的文本显示，但显示运动物体后会留下残像。今天，大多数黑白显示笔记本、呼机和便携电话都采用了被动距阵。因为LCD能比CRT提供更锐利的文本和更清晰的图象。LCD有两种： DSTN (双层超扭曲向列) 和TFT (薄膜晶体管)，也就是大家知道的被动和主动显示。 LCD有以下几层构成并按下面的顺序排列：极

43、性过滤器、薄玻璃板、电极、配列层、液晶、配列层、电极、薄玻璃板、极性滤器。 早期的笔记本电脑采用8英寸的被动黑白显示屏。但LCD显示器主流往主动距阵和大显示尺寸方向发展。今天的LCD几乎都采用 TFT面板，TFT可以在大尺寸下提高亮度并保持锐利的显示效果。 LCD工作原理TFT LCD 的横截面很像是很多层三明治叠在一起。每面最外一层是透明的玻璃基体，玻璃基体中间就是薄膜电晶体 。 颜色过滤器和液晶层可以给显示出红、蓝和绿三种最基本的颜色。通常，LCD后面都有照明灯以显示画面。一般只要电流不变动，液晶都在非结晶状态。这时液晶允许任何光线通过。液晶层受到电压变化的影响后，液晶只允许一定数量的光线

44、通过。光线的反射角度按照液晶控制。当液晶的供应电压变动时，液晶就会产生变形，因而光线的折射角度就会不同，从而产生色彩的变化。一个完整的TFT 显示屏由很多像素构成，每个像素象一个可以开关的晶体管。这样就可以控制TFT 显示屏的分辨率。如果一台LCD的分辨率可以达到1024 x 768 像素 (XGA)，它就有那么多像素可以显示。LCD技术详细介绍 2006-3-17关于液晶 物质有三种形态：固态、液态和气态。1888年，澳大利亚植物学者莱尼茨尔（Reinitzer）研究胆甾醇在植物中的作用时，用胆甾基苯进行试验，无意间发现了液晶，但液晶的实际应用直到二十世纪五十年代才开始。 顾名思义，液晶是固

45、液态之间的一种中间类状态。 液晶是一种有机化合物，在一定的温度范围内，它既具有液体的流动性、粘度、形变等机械性质，又具有晶体的热（热效应）、光（光学各向异性）、电（电光效应）、磁（磁光效应）等物理性质。 光线穿透液晶的路径由构成它的分子排列所决定。人们发现给液晶充电会改变它的分子排列，继而造成光线的扭曲或折射。液晶按照分子结构排列的不同，分为三种：晶体颗粒粘土状的称为近晶相（Smectic）液晶、类似细火柴棒的称为向列相（Nematic）液晶、类似胆固醇状的称为胆甾相（Cholestic）液晶。这三种液晶的物理特性都不尽相同，用于液晶显示器的是第二类的向列相（Nematic）液晶。 LCD的原

46、理只有先认识了它的结构和原理，了解了它的技术和工艺特点，才能在选购时有的放矢，在应用和维护时更加科学合理。液晶是一种有机复合物，由长棒状的分子构成。在自然状态下，这些棒状分子的长轴大致平行。LCD第一个特点是必须将液晶灌入两个列有细槽的平面之间才能正常工作。这两个平面上的槽互相垂直(90度相交)，也就是说，若一个平面上的分子南北向排列，则另一平面上的分子东西向排列，而位于两个平面之间的分子被强迫进入一种90度扭转的状态。由于光线顺着分子的排列方向传播，所以光线经过液晶时也被扭转90度。但当液晶上加一个电压时，分子便会重新垂直排列，使光线能直射出去，而不发生任何扭转。LCD的第二个特点是它依赖极

47、化滤光片和光线本身，自然光线是朝四面八方随机发散的，极化滤光片实际是一系列越来越细的平行线。这些线形成一张网，阻断不与这些线平行的所有光线，极化滤光片的线正好与第一个垂直，所以能完全阻断那些已经极化的光线。 只有两个滤光片的线完全平行，或者光线本身已扭转到与第二个极化滤光片相匹配，光线才得以穿透。LCD正是由这样两个相互垂直的极化滤光片构成，所以在正常情况下应该阻断所有试图穿透的光线。但是，由于两个滤光片之间充满了扭曲液晶，所以在光线穿出第一个滤光片后，会被液晶分子扭转90度，最后从第二个滤光片中穿出。另一方面，若为液晶加一个电压，分子又会重新排列并完全平行，使光线不再扭转，所以正好被第二个滤

48、光片挡住。总之，加电将光线阻断，不加电则使光线射出。当然，也可以改变LCD中的液晶排列，使光线在加电时射出，而不加电时被阻断。但由于液晶屏幕几乎总是亮着的，所以只有加电将光线阻断的方案才能达到最省电的目的。LCD的分类可以将LCD分为被动技术和主动技术两种，代表性的产品分别是DSTN（double-layer supertwist nematic双层超扭曲向列相液晶）和TFT（thin film transistor薄膜晶体管）。 DSTN一直是被动式笔记本显示器的标准，HPA和CSTN则是被动技术的最新改进。HPA也被称为高性能定址或快速DSTN。HPA和CSTN皆比DSTN提供了更好的对比度和亮度。CSTN的反应时间现在已下降到100ms，并提供140度视角。