最新液晶显示技术追踪

由于低功耗、高画质和轻巧等诸多优势，LCD|0">LCD（特别是AM-LCD）已经成为平板显示领域的主导技术，其产品从直视的超小型头盔显示（Head Mount ）LCD到投影显示的40 英寸的高清晰度（ HDTV|0">HDTV）LCD，产业规模逼近电子显示领域长期占统治地位的阴极射线管显示器（ CRT）。 根据日本电子工业振兴协会2000年3月份发表的统计结果，1999年液晶显示产品在数量上比1998年增长 34%，特别是PC用液晶监视器产品， 增长达193%，而CRT的监视器产品则减少12%。而夏普公司更乐观的预测， 在2005年， 液晶电视将取代CRT。在良好的市场前景驱动下，TFT-LCD产业成为近年东亚地区投资的热点之一。 　　

LCD以其特有的优势形成了庞大的产业，但仍然面对强大的竞争压力，一是来自传统的低成本的CRT，还来自正在开发和成长中的其它平板显示技术，如PDP|0">PDP、 FED|0">FED、 OELD，特别是不断发展的信息技术的市场要求。本文将介绍近年来在显示性能的提高、p-Si TFT-LCD 的开发、反射式彩色液晶显示和塑料基板LCD等方面的研究开发工作的进展情况和发展趋势。

背光型LCD显示性能的改善

（1） 视角：与自发光型显示器件相比，LCD的最大问题是视角。做为对策，先后提出了膜补偿方式、多畴垂直排列方式（MVA）和平面驱动方式(IPS)。已商品化的视角扩展膜有住友化学的Lumisty、富士写真film的 Wideview-A 及Allied-Signal的 Viewing Screen，膜补偿法对视角有一定的改善， 但还不够理想。富士通公司开发的MVA和日立公司开发的IPS 均可实现左右上下160°以上的视角，并在99年后期，先后推出商品。在国际信息显示学会会议SID99上， 韩国现代公司发表的边缘电场驱动模式（fringe-field switching），类似于IPS模式，但性能有重大改进，视角和光利用率都十分优异。现代公司在LCD/PDP International 99上展出的18.1英寸SXGA FFS 模式样机，其功耗只有24.5W, 不及同型号IPS 模式55W的1/2。最近，韩国三星公司开发了边缘电场与垂直排列结合的扩展视角技术， 将在今年5月的SID会议上发表。从这些技术进展来看，LCD的视角障碍即将成为历史。

（2） 响应时间：在LCD的动态画面显示中，高速移动图象会出现"拖尾"、"重影"等现象，这是由于液晶的响应速度慢于一帧（当帧频为60Hz 时，约16ms ）造成的，由此形成的一帧结束时的残像在下一帧显现出来。目前TN型器件的最亮态和最暗态间的响应时间一般长于20ms,而中间灰度间驱动的响应时间要长得多，所以，为彻底的满足动态图象显示的要求，响应速度还有待于提高。

场序彩色（Field-Sequential Color, 即RGB时间分割显示）LCD由三色背光源按时序分别点亮，液晶屏根据显示的信息控制透过光的颜色和亮度而实现时间上的加法混色，不需要彩色滤光膜, 象素数变为普通透过型LCD的1/3，更容易实现高容量、大画面显示，可能成为LCD的发展趋势，为此，一些研究机构在积极开发这一技术。 Hunet 公司应用这一技术开发的1.5 英寸1/4 VGA TFT驱动的便携电话显示器，象素大小只有96μm, 透过率达15%，是普通彩色TFT-LCD的1/3。 Hunet 公司在1999年初还展出了12.1英寸SVGA场序彩色显示TFT-LCD。为实现场序彩色显示，液晶的响应速度最慢要达到帧频的1/3，，而要达到优良的显示质量，响应时间应为2-3ms。在向列液晶显示模式中， 最有可能满足这一要求的是OCB模式(Optically Compensated Bend)，理论计算和实验都表明可以实现2 ms的响应速度。又由于P-Si可以满足高速驱动的要求，使用LT-P-Si驱动的OCB 模式实现无彩膜的场序彩色动态是下一步研究工作的目标。98年全国平板显示会上，笔者所在的研究组展出了8色场序彩色LCD的原型样机，在样机研制中，我们通过选择合适材料，优化TN模式器件的结构参数，得到低于8ms的响应时间。

（3）解析度：考察可读性与解析度关系的实验表明，为实现光滑、清晰文字的显示，向新闻纸上大小的字需要175dpi以上的解析度，这成为电子文件阅读用显示器的目标规格。在台式计算机和数字电视等领域，还要求增大显示面积。为实现大面积高解析度的液晶显示，需要使用低电阻材料制作TFT的总线。目前研究和使用较多的是铝，围绕解决铝易形成小丘、化学腐蚀和氧化等问题，先后报道了合金法（如 Al-Cu、 Al-Si、 Al-Si-Cu、 Al-Ta、Al-Nd和 Al-Ti 等）和夹层法（如Mo/Al/Mo, Cr/Al Cr/, TiN/Al/Ti )， 合金法在工艺上相对比较简单，但电阻高，TiN/Al/Ti夹层可以用干法刻蚀。有利于形成栅线的斜坡