TFT-LCD技术发展趋势浅析

TFT-LCD技术发展趋势浅析

凡名巨

南京中电熊猫液晶显示科技有限公司江苏南京210033

摘要：随着经济的发展，科学技术有了突飞猛进的进步。19世纪末布劳恩发明了CRT技术，到了20世纪，随着科技、广播电视媒体以及计算机的出现和发展，显示器件的发展取得了非常大的进步。其实早在20世纪60年代基于LCD的显示就已经出现了，到了20世纪的70年代，相继开发出现了扭曲相列型的TN-LCD和STN-LCD产品。目前，显示技术正不断扩宽自己的适用范围和应用领域。

关键词：互联网；智能显示性；发展

引言

科技的进步将我们带入了万物互联的时代，随着人工智能、大数据的发展，我们将逐步从弱人工智能向强人工智能、甚至超级人工智能时代迈进。作为物联网终端信息的出入口，显示装置也将向智能化的方向延伸，即为智能显示。一方面，通过性能指标的提升，确保显示效果无限逼近真实世界，实现“零误差输出”；另一方面，可以感知人类的情感状态并根据人的意愿而自动实时地切换其所呈现的信息，实现“人机互动”。本文将从高画质、低功耗、功能集成等多个角度详细阐述智能化需求趋势下TFT－LCD的技术发展趋势并对后续需要重点关注的技术发展方向给出了一些建议，希望以此推进智能显示快速发展，从而满足人工智能时代对显示的新需求。

1.TFT－LCD宏观环境及竞争力分析

目前的显示行业，在现有的TFT－LCD以及ＡＭＯＬＥＤ等业内主流的两大显示阵营之外，以三星为代表的ＱＬＥＤ技术以及凭借高效率、高亮度、高可靠性和超快响应等众多优势的ｍｉｃｒｏ－ＬＥＤ等多种新兴技术也受到越来越多的关注。ＡＭＯＬＥＤ方面，受限于ＦＭＭ（ＦｉｎｅＭｅｔａｌＭａｓｋ）技术发展，采用蒸镀法制备高ＰＰＩ的ＯＬＥＤ产品进展相对缓慢。此外，在封装工艺方面，除了传统封装、玻璃封装方式以外，基于柔性显示产品的封装需求，由美国的ＶｉｔｅｘＳｙｓｔｅｍ公司开发的Ｂａｒｉｘ（无机－有机）技术以及日本的Ｄａｍ＆Ｆｉｌｌ封装技术均引起了业内的广泛关注，但由于在设备精度以及材料性能方面的极高要求，暂未实现大批量应用。对于ＱＬＥＤ、ｍｉｃｒｏ－ＬＥＤ等新兴技术，目前仍存在一些技术瓶颈。ＱＬＥＤ技术方面，因量子点容易受热量和水分影响，无法实现与自发光ＯＬＥＤ相同的蒸镀方式，只能研发喷墨打印工艺制程，现仍存在可靠性、效率低、蓝色元件寿命不稳定、溶液制程的研发困难等制约因素。对于Ｍｉｃｒｏ－ＬＥＤ而言，一方面，大尺寸产品的制作需求，极大地增加了微转移技术的难度；另一方面，由于需要额外增加衬底转移而引起成本的大幅增加，特别是在较大面积应用时，将会面临良率和成本的巨大挑战。

2.TFT-LCD液晶显示的特点

2.1安全可靠的性能

使用TFT技术的显示设备电压和驱动都比较低，TFT-LCD技术的应用非常的安全、可靠；与以前的技术相比TFT技术的显示器比较薄，而且可以节约不少的原材料，占用的空间也较小；TFT的能耗仅占CRT型号显示器的10%，可以很好的节约资源、能源；经过型号规格、尺寸的标准化以后TFT-LCD产品的优势更为明显，它具有使用方便、灵活，种类丰富，在升级、维修和更新方面也获得了很大的便利，产品的坚实耐用延长仪器使用的寿命。TFT显示器可以应用到很宽的范围，小到2.54cm，大到101.6cm，可以说基本上所有的显示器都可以使用TFT来做；随着技术的发展，TFT-LCD产品的分辨率、对比度、亮度以及色彩的保真度、响应速度都达到了越来越高的要求。

2.2环保

由于TFT的显示器辐射小、不闪烁，所以不会损害消费者的健康。随着TFT-LCD类型电子书的出现，办公纸张和印刷物会逐步的减少，树木的砍伐造纸就随之减少，由此造成的污染也能得到缓解。

3智能显示的特征及技术趋势

（1）从显示的功能层面来说，智能显示需具备再现现实世界自然、真实的特性，满足人们最核心的视觉需求。

（2）作为人机交互的端口，能够实现与人进行无缝隙的互动。未来的社会是信息社会，我们所链接的是真实世界和虚拟世界，其中虚拟世界是巨量的信息以及想象形成的信息化世界，人与人进行互动时需要有更自然、更精确的方式，让人自由地穿梭，我们需要捕捉人的行为和思想，这就需要众多传感器与显示装置进行集成，以确保互动及时性。

（3）显示未来无处不在，随着需求的发展，我们所熟知的ＣＰＵ、ＧＰＵ存储器会越来越小，而显示会越来越大，所有器件将面临只有一个终端载体。因此，作为终端的硬件载体，能够实现硬件方案系统的极致化整合；

3.1高分辨率

大数据时代的来临，信息量将会以每两年翻1倍的速度呈现爆炸式增长，其中，人脑得到的外部信息83％是通过视觉方式获取因此，面对物联网时代下高吞吐量的数据量，如何迅速地把大量的信息呈现在屏幕上，需要我们的屏幕在输出端有足够的数据量支持，同时满足产品高分辨率，高色域，高对比度，超快速响应应用需求。其中起到核心主导能力的是分辨率，通过对智能手机、平板电脑＆笔记本电脑、显示器和电视等5大产品过去10年的平均分辨率发展历程分析看出，从手机一直到电视，平均分辨率值是一直在呈现上升趋势，同时随着虚拟显示的带动以及8Ｋ产业链中编解码及内容相关技术的应用需求的逐步成熟，分辨率还将呈现更加快速的增长趋势。

3.2低功耗

现有显示产品市场中，智能手机、平板电脑、笔记本电脑等移动显示产品均向着大尺寸、高分辨、全屏显示的方向发展，显示屏幕尺寸的增加对显示产品的低功耗性能造成了巨大的威胁。以5.99inＦＨＤ产品为例，显示面板的功耗占整体功耗的比例高达25％以上。此外，随着移动网络内容端的资源不断完善，图片及视频质量持续提升，为了确保用户体验，必须不断增强手机的ＧＰＵ性能，这些都是电池能量消耗的主要出口。显示器、电视等中大尺寸显示产品虽然存在外接电源线，不会受到移动显示器件所面临的电池储能有限的困扰，但是也存在能源之星7.0以及能源之星8.0等一系列的国际化的标准限制，因此，全尺寸系列的显示产品均面临低功耗的技术困境。目前对于功耗降低，大多集中于高透过率的液晶、偏光片、色阻等新材料的开发。背板设计方面，ＲＧＢＷ通过像素设计中加入白色子像素的方式，增加了面板透过率，降低了产品功耗，ＢＶ３是通过岛状的像素排布方式，开口率增加近50％，同时匹配相关算法实现高分辨率的显示效果。此外，ＭＩＰ技术是通过在像素单元中嵌入内存设计，主要应用于穿戴等户外显示器件中，大大降低了驱动ＩＣ由于频繁切换输入信号引起的功耗损失，结合反射式像素设计，实现低功耗。背板工艺方面，采用高迁移率的氧化物有源层材料，不仅可以增加ＴＦＴ器件开态的电流值，提升器件的驱动能力，增加开口率，同时还可以大大降低关态电流值，可以对应约３０Ｈｚ低频甚至１Ｈｚ超低频的技术需求。

结语

总之，当前社会正在由移动互联向万物互联转变，智能显示是未来显示技术发展的核心发展方向。近几年ＴＦＴ－ＬＣＤ显示技术在高画质、低功耗以及功能集成等方面都呈现了跨越式的发展趋势。

的缺陷如何还原到实际坐标的问题。

参考文献：

[1]简川霞.TFT-LCD表面缺点检测方法总述[J].电视技术，2015，39（9）：146-152.

[2]李茂.根据机器视觉的TFT-LCD屏Mura缺点检测方法研讨[D].电子科技大学，2013.