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TFT-LCD

摘要：文章简要概述了薄膜晶体管液晶显示器（TFT-LCD）的发展

历程，并从生产成本、屏幕解析度、亮度、视角以及功耗等多个方面

阐述了国内外TFT-LCD的发展概况。

关键词：薄膜晶体管、TFT-LCD、有机发光二极管、氧化物半导体

1、研究基础：

随着TFT-LCD在电视、手机、笔记本电脑、显示器以及手持

终端设备等领域的广泛应用，近年来发展迅猛，已受到人们的广泛

关注。就TFT-LCD技术未来的发展趋势而言，主要表现在低成本、

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高解析度、高亮度、宽视角以及低功耗等方面。

1889年，德国物理学家O.Lehmann在附有加热装置的偏光显

微镜下观察，发现此半熔融流动白色浊状液体化合物具有各向异性结

晶所特有的双折射率（Birefringence）之光学性质，即光学各向异性

（OpticalAnisotropic），并将这种类似晶体的液体命名为液晶（Liquid

Crystal）在液晶发现之后，研究者们进行了大量的实验室研究，并

[2]

合成了大量种类繁多的新型液晶化合物。1922年，G.Friedel完成

了历史上最重要研究成果之一的液晶分类，即迄今一直被沿用的按液

晶分子排列进行的分类：近晶相（Smectic）、向列相（Nematic）和

胆甾相（Cholesteric）。1933年，V.Freedericksz等研究了液晶在

[3]

磁场（或电场）下的变形及其阈值，即所谓的Freedericksz转变，

为后来液晶显示器的发明和广泛应用奠定了非常重要的理论基础。

2、TFT-LCD发展趋势：

TFT生产技术最为核心的部分是光刻工艺，它既是决定产品品

质的重要环节，也是影响产品成本的关键部分。而在光刻工艺中，

[1]

最受人们关注的就是掩模版，其质量在很大程度上决定了TFT-LCD

的品质，而其使用数量的减少可有效削减设备投资、缩短生产周期[4-6]

液晶显示器本身是非发光性器件，所以不便在暗处使用，为提高易见

性，需借助背光源从背面均匀照射显示面。因此，我们可通过增强背

光源的亮度来提高TFT-LCD显示画面的亮度。然而，在液晶显示器

中，由于背光源发出的光线会受到偏光片、滤光片的吸收以及TFT阵

列的遮挡等因素影响，最终只有大约5%的光线透过显示屏得到有效

利用。此外，在大尺寸液晶显示器中，背光源是成本最高的部件，并

且在工作中的能耗可占到整块液晶显示屏能耗的90%。由此可见，

[7]

通过增强背光源的亮度来提高TFT-LCD显示画面的亮度可能会付

出较高的代价，而通过提高光透过率才是当前液晶显示产业的一个重

要发展方向。

随着笔记本电脑、手机、MP4等便携式电子设备的不断普及和

发展，液晶显示由于具有轻薄的特点而使其成为继CRT显示之后最

受欢迎的显示器件，而低功耗设计也将为TFT-LCD应用带来广阔的

前景。人们通过采用低压液晶、高效率背光源以及反射式LCD等手

段，均可实现降低功耗和节约成本的目的。由于TFT-LCD是一种被

动型显示器件，其本身并不发光，因此背光模组在整个显示系统中扮

演着十分重要的角色。然而，液晶显示器件总功耗的90%却贡献给

了背光源，故降低液晶显示器件功耗最为有效的方法就是降低背光源

的功耗。

随着TFT-LCD产业的不断发展和壮大，以TFT-LCD为代表的