박막 트랜지스터 액정 디스플레이는 흔히 TFT LCD라고도 하며, 가장 일반적으로 사용되는 액정 디스플레이 중 하나입니다. 박막 트랜지스터 기술을 사용하여 이미지 품질을 향상시킵니다. TFT-LCD를 통칭하여 LCD라고 부르지만, TV, 평판 디스플레이 및 프로젝터에 사용되는 액티브 매트릭스 LCD입니다.
간단히 말해, TFT LCD 스킨은 두 개의 유리 기판 사이에 액정 층이 끼어 있는 것으로 생각할 수 있습니다. 상단 유리 기판은 컬러 필터에 연결되어 있고 하단 유리에는 트랜지스터가 내장되어 있습니다. 전류가 트랜지스터를 통과하면 전기장이 변화하여 액정 분자가 편향되어 빛의 편광이 바뀌고, 편광판을 사용하여 픽셀의 밝고 어두운 상태를 결정하는 데 사용됩니다. 또한 각 픽셀은 컬러 필터와 함께 상부 유리층으로 인해 빨강, 파랑, 초록 색상을 포함합니다. 빨간색, 파란색, 녹색을 방출하는 이 픽셀이 피부의 이미지를 형성합니다.
일반 액정 디스플레이는 이미지 소자가 전압에 의해 직접 구동된다는 점에서 계산기의 디스플레이 패널과 유사하며, 한 장치가 제어되어도 다른 장치에 영향을 미치지 않습니다. 이 방법은 픽셀 수를 최대로 늘릴 경우(예: 수백만 단위의 타이밍) 실용적이지 않습니다. 각 픽셀에는 빨강, 녹색, 파랑 색상을 위한 별도의 연결선이 있어야 한다는 점에 유의하세요. 이러한 딜레마를 피하기 위해 픽셀을 행과 열로 배열하면 연결 선의 수를 수천 개로 줄일 수 있습니다. 열의 모든 픽셀이 양의 전위로 구동되고 행의 모든 픽셀이 음의 전위로 구동되면 행과 열의 교차점에 위치한 픽셀이 최대 전압을 가지며 스위칭됩니다. 그러나이 접근 방식에는 여전히 몇 가지 문제가 있습니다. 즉, 동일한 행 또는 열의 다른 픽셀에서 수신하는 전압은 부분 값에 불과하지만이 부분 스위칭은 여전히 픽셀을 어둡게합니다 (밝게 전환되지 않는 LCD의 경우) 해결책은 각 픽셀에 트랜지스터 스위치를 추가하여 각 픽셀을 독립적으로 제어 할 수 있도록하는 것입니다. 트랜지스터의 낮은 누설 전류 특성의 중요성은 사진이 업데이트될 때까지 픽셀에 인가된 전압이 임의로 손실되지 않는다는 것입니다. 각 픽셀은 앞에는 투명한 인듐주석산화물(ITO) 층이 있고 뒤에는 절연 액정이 있는 투명한 층이 있는 작은 커패시터입니다.
이 회로 배열은 전체 아키텍처가 실리콘 웨이퍼가 아닌 유리 위에 구축된다는 점을 제외하면 동적 액세스 메모리와 매우 유사합니다. 많은 실리콘 웨이퍼 공정은 유리의 녹는점보다 높은 온도를 필요로 합니다. 일반적인 반도체용 실리콘 기판은 액체 실리콘을 사용하여 트랜지스터에 적합한 특성을 가진 대형 단결정을 성장시킵니다. 박막 트랜지스터 액정 디스플레이용 실리콘 층은 실리사이드 가스를 사용하여 비정질 또는 다결정 실리콘 층을 생산합니다. 이 제조 방법은 고급 트랜지스터를 만드는 데 적합하지 않습니다.
TN
TN+필름(트위스트 네마틱+필름)은 주로 저렴한 가격과 제품의 다양성으로 인해 가장 일반적인 유형입니다. 최신 TN 패널의 경우 픽셀 응답 속도가 빨라 잔상 문제를 크게 줄일 수 있으며 사양상으로도 응답 속도가 빠릅니다. 그러나 이 레거시 응답 시간은 ISO에서 정한 표준으로, 올 블랙에서 올 화이트로의 전환 시간만 정의하고 그레이 레벨 간의 전환 시간은 정의하지 않습니다. (실제로 일반 LCD에서 더 자주 발생하는) 그레이 스케일 간 전환 시간은 ISO에서 정의한 것보다 더 깁니다. 현재 사용 중인 rtc-od(반응 시간 보상 오버드라이브) 기술을 통해 제조업체는 서로 다른 회색 레벨(G2G) 간의 변환 시간을 효과적으로 줄일 수 있습니다. 그러나 ISO에서 정의한 반응 시간은 실제로 변경되지 않았습니다. 응답 시간은 이제 TN+ 필름 제품에서 흔히 볼 수 있는 4ms 및 2ms와 같은 G2G(그레이스케일에서 그레이스케일로) 수치로 표현됩니다. TN 패널이 VA 패널보다 가격이 저렴한 이 시장 전략은 소비자 시장에서 TN의 트렌드를 지배하고 있습니다.
TN 디스플레이는 시야각, 특히 수직으로 보는 각도에 제한이 있으며, 대부분 현재 그래픽 카드에서 출력하는 1,670만 컬러(24비트 트루 컬러)를 표시할 수 없습니다. 특별한 방식으로 RGB 삼원색은 6비트를 8비트로 사용합니다. 인접한 픽셀을 결합하여 24비트 색상을 근사화하는 축소 방법을 사용하여 원하는 그레이스케일을 시뮬레이션합니다. 일부는 FRC(프레임 속도 제어)를 사용하기도 합니다.
LCD의 경우, 픽셀의 실제 투과율은 일반적으로 인가 전압에 따라 선형적으로 변하지 않습니다.
또한 b-tn(최고 TN)은 삼성전자에서 개발했습니다. TN의 색상과 응답 시간을 개선했습니다.
STN
STN 디스플레이(슈퍼 트위스트 네마틱 디스플레이)는 슈퍼 트위스트 네마틱 액정의 약자입니다. TN 디스플레이가 발명된 후 사람들은 자연스럽게 복잡한 그래픽을 표시하기 위해 TN 액정 매트릭스를 사용할 것을 생각했습니다. TN 액정과 달리 STN 액정은 180도에서 270도까지 꼬여 있습니다. 1990년대 초에는 컬러 STN 액정이 도입되었습니다. 이 액정의 한 픽셀은 컬러 필터로 덮인 3개의 액정 유닛으로 구성되며, 전압으로 액정 유닛의 밝기를 제어하여 색상을 구현할 수 있습니다.
VA
CPA(연속 바람개비 배열)는 샤프에서 개발했습니다. 높은 색 재현성, 낮은 생산량, 높은 가격.
MVA(멀티 도메인 수직 정렬)는 1998년 후지쯔가 TN과 IPS의 절충안으로 개발한 기술입니다. 당시에는 빠른 픽셀 응답, 넓은 시야각, 높은 명암비를 제공했지만 상대적으로 밝기와 색 재현성이 떨어졌습니다. 분석가들은 MVA 기술이 전체 주류 시장을 장악할 것으로 예측했지만 TN이 그 우위를 점했습니다. 이는 주로 MVA의 높은 비용과 느린 픽셀 응답(밝기가 변할 때 크게 증가) 때문입니다.
P-mva(프리미엄 MVA)는 MVA의 시야각과 응답 시간을 개선하기 위해 AUO에서 개발했습니다.
A-mva(고급 MVA)는 AUO에서 개발했습니다.
S-mva(슈퍼 엠바)는 치메이 이노룩스에서 개발했습니다.
PVA(패턴 수직 정렬)는 삼성전자에서 개발했습니다. 이 회사는 이 기술이 현존하는 최고의 콘트라스트 기술이라고 주장하지만 MVA와 동일한 문제를 가지고 있습니다.
S-PVA(Super PVA)는 삼성전자가 PVA의 시야각과 응답 시간을 개선하기 위해 개발한 제품입니다.
C-PVA는 삼성전자에서 개발했습니다.
IPS
IPS(인플레인 스위칭)는 1996년 히타치에서 TN 패널의 열악한 시야각과 색 재현성을 개선하기 위해 개발한 기술입니다. 이 개선으로 응답 속도가 빨라졌습니다. 초기 수준은 50ms였고 IPS 패널의 가격은 매우 비쌌습니다.
IPS(슈퍼 IPS)는 iPS 기술의 장점을 제공할 뿐만 아니라 픽셀 업데이트 시간도 개선했습니다. 색 재현력은 CRT에 더 가깝고 가격도 낮아졌습니다. 하지만 여전히 비교는 어렵습니다. 현재 S-IPS는 전문가용 대형 디스플레이에만 사용됩니다.
Super PLS
PLS(평면-선형 스위칭)는 삼성전자에서 개발했습니다. 놀라운 시야각 외에도 디스플레이 화면의 밝기가 101 TP3T 증가하고 제조 비용이 IPS보다 151 TP3T 저렴합니다. 현재 제공되는 해상도는 WXGA(1280) x 800)까지 가능하며, 레티나 디스플레이가 장착된 일부 MacBook Pro는 삼성에서 만든 이 유형의 디스플레이(최대 해상도 2880) x 1800), 나머지는 여전히 IPS 디스플레이를 사용합니다. 주요 타겟은 2011년에 이미 대량 생산 중인 스마트폰과 태블릿이 될 것입니다.
ASV
샤프는 TFT의 시야각을 개선하기 위해 ASV(Advanced Super V) 기술을 개발했습니다.
FFS
최신 전자제품은 저전력 소비와 고휘도를 갖춘 IPS(평면 내 스위칭) 광시야각 기술의 고급 확장 기술인 FFS(Fringe Field Switching) 기술을 사용합니다.FFS는 AFFS+(Advanced FFS+) 및 HFF(High Aperture FFS) 기술로 확장할 수 있으며, AFFS+는 햇빛 아래에서도 시각적 성능을 발휘합니다.
OCB
OCB(광학 보정 복굴절)는 일본 파나소닉의 기술입니다.
산업 소개
TFT 공장을 짓는 데 막대한 비용이 들기 때문에 주요 스킨 OEM 업체는 4~5곳을 넘지 않을 것입니다. 잘 알려진 업체로는 샤프, AUO, 치메이, 삼성, LG 필립스 등이 있습니다.
시스템 및 ID 조립 전에 스킨 모듈은 일반적으로 공장에서 밝고 어두운 점의 수, 스킨 디스플레이의 그레이 스케일 및 색상의 균일성, 제품의 일반적인 품질 등 세 가지 범주로 분류됩니다. 또한 동일한 배치 번호의 다른 스킨 간에는 여전히 +/-2ms의 응답 시간 차이가 있습니다. 품질이 가장 낮은 스킨은 나중에 화이트 라벨 제조업체에 판매됩니다.
품질이 좋지 않은 스킨이나 15인치 미만의 크기에는 디지털 신호 호환 인터페이스인 DVI가 포함되어 있지 않은 경우가 많으므로 향후 적합성이 제한될 수 있습니다. 키가 큰 17인치 또는 19인치 모델의 경우 게이머 및 사무용 화면에는 아날로그 D-sub와 디지털 DVI의 듀얼 디스플레이 슬롯이 있을 수 있으며, 거의 모든 전문가용 화면에는 DVI가 레터 모드로 90도 회전되어 있습니다. 어떤 경우든 DVI 비디오 신호를 사용하더라도 더 나은 화질을 보장할 수는 없습니다. 좋은 그래픽 카드 RAMDAC과 적절하고 보호된 아날로그 VGA 케이블을 사용하면 동일한 디스플레이 품질을 제공할 수 있습니다.
마일스톤
박막 트랜지스터 액정 디스플레이 기술은 유럽과 미국에서 처음 제안되었습니다. 그러나 기술과 제조 공정의 미성숙으로 인해 1980년대 말에야 일본 제조업체가 주요 생산 기술을 완전히 습득하고 대량 생산을 시작하여 현재의 거대한 산업을 형성했습니다. 1992년 노트북 컴퓨터용 LCD 제품에 대한 수요로 인해 박막 트랜지스터 LCD는 액정 디스플레이의 주류로 자리를 잡았습니다. 기술의 발전과 함께 박막 트랜지스터 액정 디스플레이의 생산 비용이 급격히 하락하여 부피가 큰 음극선 관에서 경량 박막 트랜지스터로 디스플레이 장치에 대한 수요가 촉발되었고 궁극적으로 음극선 관의 시장 점유율을 초과했습니다. 2000 년 액정 TV의 새로운 산업이 열릴 무렵 "중국 전자 뉴스"에 따르면 현재 박막 트랜지스터 액정 디스플레이 제조 기술은 다음과 같이보고되었습니다. 8 세대 라인까지 개발되었으며 10 세대 라인, 11 세대 라인 및 12 세대 라인의 건설도 계획 중입니다. 디스플레이 분야에서 중국의 박막 트랜지스터 액정 디스플레이는 뒤쳐져 있지만 전문가들은 박막 트랜지스터 액정 디스플레이를 우회해서는 안되며 중국의 평판 디스플레이 산업을 발전시키기위한 다른 돌파구를 찾고 있으며 중국의 박막 트랜지스터 액정 장치 산업의 국제 경쟁력을 향상시키기 위해 TFC : LCD 생산 라인 및 관련 기술 혁신 능력의 건설을 신속하게 수행해야한다고 제안합니다.
개발 전망
현재 액정 디스플레이 기술의 급속한 발전으로 박막 트랜지스터 액정 디스플레이는 대용량, 고화질 및 고품질의 풀 트루 컬러로 인기가 높습니다. 박막 트랜지스터 LCD의 디스플레이 품질과 전반적인 성능은 박막 트랜지스터의 성능에 따라 크게 달라집니다. 박막 트랜지스터(787)는 여러 전계 효과 트랜지스터(897) 중 비정질 실리콘의 일종입니다. 박막 트랜지스터 LCD를 만드는 기술이 발달함에 따라 비정질 실리콘 박막 트랜지스터 LCD가 박막 트랜지스터 LCD 시장을 지배하고 있지만, 비정질 실리콘 박막 트랜지스터는 이동도와 전도도가 낮아 박막 트랜지스터 LCD의 발전에 큰 제약을 받아왔습니다. 높은 이동성과 높은 전도성을 추구하기 위한 적절한 대안을 찾는 것이 연구자들의 초점이었습니다. 이를 바탕으로 다결정 실리콘과 미세 결정 실리콘이 개발되었습니다. 낮은 이동도와 전도도 문제는 어느 정도 해결되었지만, 다결정 실리콘과 미세결정 실리콘은 다결정 실리콘의 높은 가격과 미세결정 실리콘의 재료 부족으로 인해 비정질 실리콘의 지배적인 위치를 흔들지 못했습니다. 이후 나노 실리콘 박막 트랜지스터 액정 디스플레이는 나노 기술의 발전과 함께 높은 전도성과 높은 이동성 등의 장점으로 인해 새로운 주목을 받고 있습니다.