液晶显示技术的最新趋势

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。

;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。

4、为看到更自然动画的技术

与视角相同，在动画显示时液晶的缺陷是由于液晶的反应速度慢和显示方式不同而引起的。关于液晶响应时间的改善，要液晶盒的构造方法与液晶材料及驱动方法一并推进，在动画1桢以内的时间（16毫秒）内切换已经成为可能。进一步讲，OCB模式的响应时间可以达到数毫秒。