以下我們就簡(jiǎn)單介紹各種顯示技術(shù)以及生產(chǎn)流程:
1、CSTN(color super-twist nematic)
這是一個(gè)非常老的技術(shù),最初是在上個(gè)世紀(jì)由Sharp所開(kāi)發(fā)的無(wú)光源顯示技術(shù),早期也被應(yīng)用于PC市場(chǎng)中,擔(dān)任主要的顯示角色。與TFT主要的技術(shù)差異在于偏光板的技術(shù)上,而由于此類制程難度較低,成本也可有效壓縮。
在制程方面,CSTN主要結(jié)構(gòu),上部是由一塊偏光、玻璃以及液晶所組成的LCD屏幕,而下部則是白光LED以及背光板,此外在電路結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上,外來(lái)電源Vcc經(jīng)過(guò)LDO來(lái)進(jìn)行降壓穩(wěn)壓的動(dòng)作,并且向LCD的驅(qū)動(dòng)IC進(jìn)行供電。
由于CSTN之類的面板都是屬于反射式組件,功耗小,采用這類面板的機(jī)器也可達(dá)到更長(zhǎng)的待機(jī)時(shí)間以及使用時(shí)間,不過(guò)CSTN面板在色彩鮮艷度以及明亮度明顯偏弱,不僅在日光環(huán)境下難以閱讀,響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)也是個(gè)致命缺點(diǎn),因此無(wú)法使用于較高階的影音播放裝置中。
CSTN還有個(gè)特點(diǎn),就是像素容易相互干擾,而導(dǎo)致crosstalk的現(xiàn)象,要改善這種情形,通常都是藉由減少電容或ITO電阻的方式進(jìn)行,這是由于ITO所引起的噪聲干擾容易導(dǎo)致crosstalk的現(xiàn)象,而除了前述的方法之外,還有藉由減少掃描行的數(shù)量,也可以有效降低被干擾的像素。
2、TFT家族
以一般標(biāo)準(zhǔn)TFT技術(shù)來(lái)說(shuō),雖然原理與CSTN面板不大相同,但是基本結(jié)構(gòu)卻是相當(dāng)類似。比如說(shuō),TFT結(jié)構(gòu)仍是由玻璃基板、ITO電極、配向膜以及偏光板等等組件組成,每個(gè)像素都會(huì)有一個(gè)晶體管來(lái)控制電場(chǎng)的變化,并且可以自由改變電壓振幅,因此在對(duì)比方面的表現(xiàn)較佳。且由于TFT是主動(dòng)式矩陣LCD,液晶的排列方向具有記憶性,制式由于FET晶體管具有電容效應(yīng),能夠保持電位狀態(tài),在施加電壓變更液晶狀態(tài)之后,即使移除電壓,液晶分子仍會(huì)繼續(xù)維持原有的狀態(tài),直到下次施加電壓才會(huì)再進(jìn)行改變。
而基于不同的液晶分子排列與偏轉(zhuǎn)方式,也有許多種不同的TFT液晶技術(shù),以及基于各類技術(shù)的面板種類,在這方面常見(jiàn)的有IPS(In-Plane Switching)、VA家族(PVA、MVA以及ASV等)以及TN技術(shù)面板,其主要差異就在于液晶分子的偏轉(zhuǎn)方式。
傳統(tǒng)TN面板的液晶分子都只是在垂直與平行之間進(jìn)行切換,而偏光板是處于互相垂直的狀態(tài),電場(chǎng)不作用時(shí),液晶排列方式正好可以將偏光方向轉(zhuǎn)90度,藉此讓光線透過(guò)。目前TN面板仍為市場(chǎng)大宗,雖然有色階過(guò)渡表現(xiàn)較差,以及可視角偏窄的問(wèn)題,不過(guò)TN面板仍在發(fā)展進(jìn)步中,并且逐漸解決這些傳統(tǒng)意義上的問(wèn)題。韓國(guó)三星就發(fā)表了新一代的B-TNⅢ面板技術(shù),除了可呈現(xiàn)16.7M色深以外,可達(dá)到160度以上的可視角以及高達(dá)1000:1的對(duì)比度,更讓TN面板的顯示質(zhì)量逐漸可以跟VA、IPS家族平起平坐。目前應(yīng)用于小型行動(dòng)裝置的顯示裝置大多是采用TN面板技術(shù),由于在TFT家族中算是成本較低的一種,所以得到相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。
而IPS面板的液晶分子是始終于屏幕平行的,只有在施加電壓時(shí)才會(huì)改變狀態(tài),而且其旋轉(zhuǎn)方向是屬于X-Y軸方式,為了配合結(jié)構(gòu)上的需求,IPS面板必須對(duì)電極進(jìn)行改良,基本上,電極組件都在同一側(cè),行成了平面電場(chǎng)。這樣的設(shè)計(jì)可使得可視角大幅增加,不過(guò)由于液晶分子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度較大,光線透過(guò)率較低,所以IPS面板也有著反應(yīng)速度較慢的特性。一般來(lái)說(shuō),IPS面板的反應(yīng)速度大約落在40ms左右,如果沒(méi)有加上overdrive技術(shù),那么對(duì)于一般IPS面板影音應(yīng)用來(lái)說(shuō),將是難以被接受的。IPS面板主要著眼于LCD TV家電市場(chǎng),由于其生產(chǎn)成本高,在PC顯示器以及小型化裝置上能見(jiàn)度較低。后續(xù)的技術(shù)演進(jìn),除了有LG-Philips公司的S-IPS技術(shù)以外,日立公司與臺(tái)灣晶彩則是采用最新的AS-IPS技術(shù),屬于IPS技術(shù)的第三代技術(shù)。
而VA系列面板則是屬于Z軸方式切換,先介紹VA家族的始祖MVA技術(shù),最早的MVA技術(shù)是由日本富士通所開(kāi)發(fā),全名為Multi-domainVerticalAlignment,基本上可稱作是一種多象限垂直配向技術(shù)。MVA技術(shù)主要是利用突出物,使液晶靜止時(shí)不是維持在傳統(tǒng)的直立式,而是會(huì)稍微偏向某個(gè)角度,因此當(dāng)施加電壓時(shí),液晶偏轉(zhuǎn)的速度也會(huì)變快,且因?yàn)橐壕Х肿优湎虻年P(guān)系,可視角可以達(dá)到約170度以上的程度。由于最初MVA技術(shù)的訴求點(diǎn)就是高反應(yīng)速率,原始未經(jīng)overdrive的MVA面板即可達(dá)到約25ms的速度,而新一代可透過(guò)overdrive技術(shù)增壓的P-MVA面板,則可達(dá)到6ms以下的反應(yīng)速度。同樣的,此技術(shù)針對(duì)TV及PC顯示器市場(chǎng),在小型行動(dòng)裝置上使用較少。
至于韓系三星的PVA技術(shù),基本上是從MVA技術(shù)直接引用并改良過(guò)來(lái)的,PVA藉由改變液晶的單元結(jié)構(gòu),在顯示效能提升之際,也提供了比MVA技術(shù)更好的對(duì)比與亮度輸出,新的S-PVA技術(shù)同樣也可搭配overdrive技術(shù),提供了相當(dāng)高的GTG反應(yīng)速度,對(duì)比也能夠超越700∶1,目前也有對(duì)比1200∶1的S-PVA面板出現(xiàn)。雖然PVA技術(shù)是三星的獨(dú)家技術(shù),只有三星獨(dú)自生產(chǎn),不過(guò)藉由三星驚人的產(chǎn)能,這款面板在市場(chǎng)上的能見(jiàn)度也相當(dāng)高。
ASV技術(shù)嚴(yán)格來(lái)說(shuō)并不是針對(duì)特定技術(shù)面板的稱呼,Sharp把該公司所使用過(guò)的TN、VA以及CPA等廣視角產(chǎn)品都通稱為ASV技術(shù),ASV為Advance Super View或Axial Symmetric View的縮寫(xiě),主要是通過(guò)縮小液晶面板上像素之間的點(diǎn)距,增大液晶顆粒上光圈,并調(diào)整液晶分子的排列來(lái)降低LCD TV的反射現(xiàn)象,進(jìn)而增加亮度、可視角以及對(duì)比度?;旧?,只有CPA技術(shù)是屬于Sharp專有的廣視角技術(shù),CPA技術(shù)全名為Continuous Pinwheel Alignment,以技術(shù)架構(gòu)來(lái)說(shuō),也是同樣屬于VA技術(shù)的一個(gè)分支,CPA模式的每個(gè)像素都具有多個(gè)方形圓角的次像素電極,當(dāng)電壓加到液晶層次像素電極和另一面的電極上時(shí),形成一個(gè)對(duì)角的電場(chǎng),并驅(qū)使液晶向中心電極方向傾斜。各液晶分子朝著中心電極呈放射的火焰狀排列。Sharp公司在其手機(jī)產(chǎn)品上,應(yīng)用了非常多的ASV技術(shù)面板,該面板的特性即是點(diǎn)距非常小,因此畫(huà)質(zhì)非常細(xì)膩,SONY公司的PSP游樂(lè)器采用的也是ASV面板。
3、OLED技術(shù)
OLED組件事由位于金屬電極之間的一個(gè)或多個(gè)有機(jī)夾層所構(gòu)成,其中的一個(gè)夾層必須是透明的。有機(jī)夾層是個(gè)高度無(wú)方向性的非晶薄膜。由于可應(yīng)用現(xiàn)有的基板架構(gòu),主動(dòng)矩陣OLED顯示器可以使用非晶硅(a-Si)或低溫多晶硅(LTPS)的TFT基板。
制造有機(jī)EL顯示面板所采用的ITO(Indium-tin-oxide)透明導(dǎo)電玻璃基板,通常厚度為0.7mm或1.1mm的鈉堿玻璃 (soda lime),在約150mm的ITO導(dǎo)電薄膜及鈉堿玻璃基板之間鍍上約數(shù)十微米的SiO2薄膜,以阻絕鈉堿玻璃內(nèi)金屬離子游移的干擾。在進(jìn)入面板制造流程前,ITO基板必須經(jīng)過(guò)清洗,避免有機(jī)物的殘留,影響到ITO電極的正電荷注入效率。
OLED技術(shù)大略分為兩支,一種是高分子聚合物OLED,或稱為PLED,這種OLED技術(shù)主要是利用組件可使用旋轉(zhuǎn)涂布,利用光照蝕刻以及噴墨沉淀技術(shù)來(lái)制造,若相關(guān)技術(shù)成熟,那么PLED將可被應(yīng)用于任意尺寸的顯示器組件中。
另一種則是低分子聚合物OLED,也稱為SMOLED,這類的制造技術(shù)則是采用真空蒸鍍技術(shù)。小的有機(jī)分子被安裝于ITO玻璃襯底的某些層內(nèi),與PLED制造技術(shù)相較起來(lái),SMOLED制程成本低,最高也可顯示26萬(wàn)色,并且有較長(zhǎng)的壽命,目前普遍應(yīng)用于手機(jī)以及手持多媒體播放裝置的OLED,大多就是屬于此類技術(shù)。
由于OLED無(wú)須背光,因此在耗電控制上顯得非常突出,不過(guò)這種自體發(fā)光特性也帶來(lái)另一種困擾,那就是無(wú)法控制反射光,因此在面對(duì)日光等強(qiáng)光的直接照射之下,影像將會(huì)變得模糊不清。
目前現(xiàn)有的有機(jī)材料壽命皆已經(jīng)達(dá)到15,000小時(shí)以上的使用時(shí)數(shù),算是已經(jīng)可被接受的范圍,因此OLED已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于實(shí)際產(chǎn)品中。如果在制程中,能夠透過(guò)完全防止水分的侵蝕及污染,那么還有可能進(jìn)一步往上提升。不過(guò)以目前的有機(jī)EL制程中,還難以做到完全隔絕的地步,因此目前的作法,則是搭配貼有吸水劑之外部金屬或玻璃封蓋,以降低水氣侵入的速度,來(lái)達(dá)到延長(zhǎng)組件壽命的效果。(考試大一級(jí)建造師編輯整理)