1. Internationaler technischer Stand und Status Quo

Die TFT-LCD-Technologie ist ausgereift, und die drei Hauptprobleme, die LCD-Flachbildschirme lange Zeit geplagt haben, wurden gelöst: Betrachtungswinkel, Farbsättigung und Helligkeit. Durch den Einsatz des Multi-Area-Vertical-Arrangement-Modus (MVA-Modus) und des In-Plane-Switching-Modus (IPS-Modus) kann der horizontale Betrachtungswinkel von LCD-Flachbildschirmen 170 Grad erreichen (derzeit verwenden die großen LCD-TV-Hersteller harte Bildschirme, und der Betrachtungswinkel hat 178 Grad erreicht, d. h. er ist fast horizontal sichtbar). Der MVA-Modus reduziert außerdem die Reaktionszeit auf 20 ms.

Aus technischer Sicht ist die TN+Film-Lösung die einfachste. Die Hersteller von TFT-Displays kombinieren die in älteren LCD-Displays verwendete Twisted-Nematic-Technologie (TN: Twisted Nematic) mit der TFT-Technologie, was zur TN+Film-Technologie führt. Diese Technologie dient hauptsächlich dazu, den Betrachtungswinkel zu erweitern, indem das Display mit einer speziellen Folie überzogen wird - der Betrachtungswinkel kann von 90 Grad auf etwa 140 Grad erweitert werden. Wie das Standard-TFT-Display realisiert TN+Film die Bildsteuerung durch die Anordnung von Flüssigkristallmolekülen und deckt die Oberseite mit einer Filmschicht ab, um den Betrachtungswinkel zu vergrößern. Das relativ schwache Kontrastverhältnis und die langsame Reaktionszeit von TFT-Displays bleiben jedoch unverändert. TN+Film ist also keine gute Lösung und hat außer der Tatsache, dass es am billigsten ist, keine Vorteile.

IPS ist die Abkürzung für In-Plane Switching, was so viel bedeutet wie Flachbildschirmschalter, auch bekannt als Super TFT. Es wurde zuerst von Hitachi (Hitachi) entwickelt und erfuhr, dass auch NEC und Nokia diese Technologie zur Herstellung von Displays verwenden. Der Unterschied zwischen dieser Technologie und der verdrillten nematischen Anzeige (TN-Film) besteht darin, dass die Flüssigkristallmoleküle in Bezug auf die Basis unterschiedlich angeordnet sind. Wenn eine Spannung angelegt wird, richten sich die Flüssigkristallmoleküle parallel zum Substrat aus.

Der Betrachtungswinkel des Displays mit dieser Technologie erreicht 170 Grad, was dem Betrachtungswinkel einer Kathodenstrahlröhre entspricht, aber diese Technologie hat auch Nachteile: Um eine parallele Anordnung der Flüssigkristallmoleküle zu ermöglichen, können die Elektroden nicht wie bei einem verdrillten nematischen Display (TN-Film) sowohl auf dem zweischichtigen Substrat, sondern nur auf dem unterschichtigen Substrat platziert werden - die unmittelbare Folge davon ist, dass die Helligkeit und der Kontrast des Displays deutlich reduziert werden. Dies hat zur Folge, dass die Reaktionszeit und das Kontrastverhältnis im Vergleich zu herkömmlichen TFT-Displays schwieriger zu verbessern sind. Diese Technologie scheint also auch nicht die beste Lösung zu sein.

Die MVA-Technologie (Multi-Area Vertical Arrangement) wurde von der japanischen Firma Fujitsu (Fujitsu) entwickelt. Aus technischer Sicht berücksichtigt sie sowohl den Betrachtungswinkel als auch die Reaktionszeit. Es wurde eine Kompromisslösung gefunden. Die MVA-Technologie ermöglicht Blickwinkel von bis zu 160 Grad - nicht so gut wie die 170 Grad Blickwinkel, die IPS erreichen kann, aber immer noch gut, weil die Technologie einen besseren Kontrast und kürzere Reaktionszeiten bietet.

Das M in MVA steht für "Multi-Domains" - also mehrere Bereiche. Diese violetten Erhebungen bilden eine so genannte Zone. Bei den von Fujitsu hergestellten MAV-Displays gibt es in der Regel vier solcher Bereiche.

VA ist die Abkürzung für "Vertical Alignment", was so viel bedeutet wie vertikale Ausrichtung. Allerdings gibt es einige Missverständnisse im wörtlichen Sinne, denn die Flüssigkristallmoleküle sind nicht völlig senkrecht "vorstehend" (vorstehend). Wenn die Spannung ein elektrisches Feld erzeugt, werden die Flüssigkristallmoleküle parallel zueinander ausgerichtet, so dass die Lichtquelle für die Hintergrundbeleuchtung durchdringen und das Licht in alle Richtungen streuen kann, wodurch der Betrachtungswinkel erweitert wird.

Darüber hinaus bietet MVA eine schnellere Reaktionszeit als IPS- und TN+Film-Technologien, was für eine gute Videowiedergabe und visuelle Resteffekte sehr wichtig ist. Das Kontrastverhältnis von MVA-LCDs hat sich ebenfalls verbessert, aber auch hier hat sich die Sichtbarkeit verändert.

Die Field Sequential Full Color (FSFC)-LCD-Technologie, die auf der Grundlage der Optical Compensation Bend (OCB)-Technologie entwickelt wurde, macht nicht nur den Farbfilter (CF) überflüssig, der ein Drittel der Kosten ausmacht, sondern erhöht auch die Auflösung um das Dreifache, die Durchlässigkeit um das Fünffache, vereinfacht den Prozess und reduziert die Kosten. Durch die Entwicklung der Farbfilmtechnologie und der Hintergrundbeleuchtungstechnologie hat die Farbwiedergabefähigkeit von TFT-LCD die von CRT erreicht oder sogar übertroffen. Als die wichtigsten technischen Indikatoren der kommerziellen TFT-LCD-Anzeige ist die umfassende Leistung die beste unter allen Arten von Anzeigegeräten, insbesondere die Verbesserung der Massenproduktionstechnologie von TFT-LCD-Produkten, der Entwicklungsraum von Multi-Varianten und Multi-Serien-Produkten, und der Anwendungsbereich ist allgegenwärtig. . Darüber hinaus hat das südkoreanische Unternehmen Samsung Electronics einen 38-Zoll-TFT-LCD-LCD-Fernseher mit einem einzigen Substrat und einen 40-Zoll-TFT-LCD-Bildschirm hergestellt und ist mit seiner hervorragenden Leistung in den Markt für großformatige Farbfernseher eingetreten, der als PDP-Markt bekannt ist.

LCD ist das Produkt mit dem niedrigsten Stromverbrauch unter allen Bildschirmen. Ein 13,3-Zoll-XGA-TFT-LCD zum Beispiel verbrauchte 1998 4,4 Watt, 1999 3,3 Watt und wird 2001 weniger als 2,5 Watt verbrauchen. Gleichzeitig ist die Technologie des Niedertemperatur-Lasertemperns von Polysilizium (P-Si) aufgrund verschiedener Verbesserungen ausgereift, und die entwickelte einkristalline Siliziumtechnologie hat die Reaktionszeit der TFT-LCD beschleunigt und die Integration der Schaltkreise verbessert. Die Anwendung der Phase-Locked-Loop-Technologie, die Verwendung neuerer Funktionen, die Übernahme kompletterer peripherer Schaltungen und die Entwicklung der System-on-Glass-Technologie haben die TFT-LCD leichter und dünner gemacht. Die Dicke des 13,3-Zoll-TFT-LCDs betrug 1998 7,2 mm, 1999 5,5 mm und fiel 2001 unter 5 mm. Das Gewicht lag 1998 bei 580 Gramm, 1999 bei 450 Gramm und sank 2001 auf unter 400 Gramm. Die Technologie für die Großproduktion von TFT-LCDs ist ebenfalls ausgereift, und die vollautomatische Produktion wurde realisiert. Die Produktionslinie der fünften Generation wird im Jahr 2002 in die praktische Produktion eintreten, und die Produktionskosten werden weiter sinken. Die Reife und der Fortschritt der TFT-LCD-Technologie und ihre einzigartigen Leistungsvorteile bestimmen das Muster, dass TFT-LCD schließlich CRT ersetzen wird.

2. Der aktuelle Stand der Technik von TFT-LCD

(1) Sowohl der horizontale als auch der vertikale Winkel erreichen 170 Grad;

(2) Die Display-Helligkeit erreicht 500 nits und das Kontrastverhältnis beträgt 500:1;

(3) Die Lebensdauer beträgt mehr als 30.000 Stunden;

(4) Die FSFC-Technologie (Field Sequential Full Color) wird nun auch in der industriellen Produktion eingesetzt;

(5) Großformatige Dünnfilmtransistor-Flüssigkristall-Farbfernseher (TFT-LC-Fernseher) haben begonnen, in die industrielle Großproduktion einzusteigen, und die Bildqualität von TFT-LC-Fernsehern hat CRTs erreicht oder sogar übertroffen. Beispielsweise beträgt die Auflösung von 28-Zoll-TFT-LC-Fernsehern 1920×1200, der horizontale und vertikale Betrachtungswinkel 170 Grad; 38-Zoll-TFT-LC-Fernseher wurden erfolgreich entwickelt; 40-Zoll-TFT-LCD-Fernseher wurden ebenfalls erfolgreich entwickelt;

(6) Das großflächige Niedertemperatur-Polysilizium-TFT-LCD wurde erfolgreich entwickelt und in die industrielle Produktion überführt, und das selbstabtastende LCD aus amorphem Silizium-TFT wurde kommerzialisiert;

(7) Die Kommerzialisierung des reflektierenden TFT-LCD-Farbdisplays hat begonnen. Ein 5,8-Zoll-Reflexionsdisplay mit einer Auflösung von 400×234 und einem Bildformat von 16:9 hat beispielsweise einen Reflexionsgrad von 30 %, eine Reaktionszeit von 30 ms und einen Stromverbrauch von 0,15 Watt.

(8) Eine Großbildschirm-Produktionslinie für 730×920 mm große Substrate wurde erfolgreich entwickelt, und eine Großbildschirm-Produktionslinie für noch größere Substrate ist im Bau.

(9) Die Kommerzialisierung von TFT-LCD-Substraten aus Kunststoff hat begonnen. In Japan gibt es 5 Arten von Kunststoffsubstratprodukten.

(10) Hintergrundbeleuchtung und Inverter, obwohl reflektierende LCDs aktiv entwickelt werden, sind transmissive TFT-LCDs mit Hintergrundbeleuchtung immer noch für eine lange Zeit Mainstream-Produkte. Die Hintergrundbeleuchtung ist ihr wichtiges Zubehör. Deutschland hat eine flache Leuchtstofflampen-Hintergrundbeleuchtung für Flüssigkristallmodule entwickelt, die eine Helligkeit von 5000-7000 cd/m2 und eine Lebensdauer von 100 000 Stunden hat. Einige neue selbsterwärmende Hintergrundbeleuchtungen können normalerweise im Temperaturbereich von -40°C bis 85°C arbeiten. OEL-Hintergrundbeleuchtung und LED-Hintergrundbeleuchtung mit hoher Helligkeit wurden erfolgreich entwickelt und werden nun in TFT-LCD, Linfinity eingesetzt.

Microelectrunies hat langlebige Inverter für Kaltkathoden-Hintergrundbeleuchtung mit einem Modulationsbereich der Lichtquelle von 500:1 entwickelt.

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