显示技术展:TFT-LCD与TFT-OLED的技术对比

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 TFT液晶为每个像素都设有一个半导体开关,每个像素都可以通过点脉冲直接控制,因而每个节点都相对独立,并可以连续控制,不仅提高了显示屏的反应速度,同时可以精确控制显示色阶,所以TFT液晶的色彩更真。因此,LCD的显示不再受行列电极数目的限制从而可以做到高速度、高亮度、高对比度显示屏幕信息。但是由于LCD设备不可避免的要使用背光源,导致其耗电量较高,并且在显示高亮度图片时,会出现屏幕发白(彩色化降低)的问题。

AMOLED设备与TFT-LCD类似,也是每个像素点对应一个TFT开关,不同的是, OLED为电流驱动型,亮度与电流成正比,每个像素需要配备TFT进行开启、关闭的控制,还要作为像素发光的驱动电流的提供者,并且配备有电荷存储电容以提供持续的电流,像素与像素之间相对独立。TFT驱动下,每个像素都具有存储效应,可以进行连续的驱动,且不受扫描电极数目的限制,这就提高了显示器的限制尺寸,由于可以对单个像素进行控制,因而容易实现高亮度与高分辨率。

 LCD和OLED的驱动方式LCD为电压型驱动,OLED为电流型驱动,所以二者在TFT的设计上有很大差别。上图为液晶的TFT驱动,灰色部分代表液晶,利用TFT的开关来维持液晶两端的电压值,从而进行光路的控制。图中,行扫描信号控制栅压,列信号电极控制电压值,当行列电压满足TFT导通值时,液晶两端电压大于液晶偏转电压,液晶进行偏转,从而光路进行改变。图a为两管TFT驱动OLED电路,可见,OLED的电流值由TFT的T2的漏极电流决定,Cs为电荷维持电容,用来补充OLED上的电流值稳定。T1导通以后,控制T2的栅极导通,从而使Vdd作用到OLED像素上,产生电流,也即是像素进行发光显示。因此驱动电路设计的时候要设置限流电阻,以免OLED上的电流过大,烧坏器件。

 LCD 和OLED 应用的TFT技术包括非晶硅TFT 、有机薄膜TFT和LTPS-TFT。

非晶硅TFT的应用中有许多问题和优势,非晶硅制作的TFT像素驱动电路简单,屏幕开口率高,但是非晶硅的迁移率小,可提供电流小,因此在你驱动电路时,尤其是OLED器件,可驱动路数较小,因此不适用于大尺寸的器件,但是在小尺寸的器件中由于驱动的方便,因此比其他材料要占据一定优势。

在应用时,OLED和LCD的多晶硅TFT驱动类型不同,OLED为电流型,要求每个像素的驱动电流是一样的,但是由于多晶硅TFT的生长特点,每个TFT的阈值电压、载流子迁移率和串联电阻是不同的,导致其输出特性有很大的差异性;而LCD器件为电压型,多晶硅的生长特性带来的区别对LCD的驱动影响要比OLED小的多,因此,低温多晶硅TFT-LCD更加实用。

有机薄膜TFT,有机TFT的出现,将对现有非晶硅TFT形成有力的竞争是不言而喻的。它将是新一代柔性显示的核心技术,使用柔性显示技术制造的显示屏可以像画布一样卷曲,并可能像液晶显示器一样成为未来显示器世界的重要一员。    由于使用有机材料,具有可弯曲显示的特点,因此不但耐冲击,而且重量轻、体积小。不仅改变了显示器的外观,应用环境也因此大为扩展且多样化。采用类似于报纸印刷工艺的卷带工艺将显示器印刷在塑料薄膜片上,可极大地降低生产成本。   但是现有技术下制作的OTFT的载流子迁移率较低,稳定工作寿命较短,器件的稳定性较低。

LTPS-TFT技术:多晶硅的电子迁移率高达几百/(伏秒)。由于可将驱动IC集成在显示屏内,因此可降低IC成本,而且可提升成品率。多晶硅技术可将周边驱动电路制作在玻璃基板上,与显示区域实现一体化,这样可以解决高密度引线的困难,且周边驱动电路的连接管脚较少,故接线的连接点较少,引起产生的缺陷率降低,增加了产品的可靠性。

总结:

TFT-LCD和TFT-OLED均采用了TFT作为像素单元发光的控制器件,OLED器件具有以下一系列优点:1视角宽,侧视画面色彩不失真,更适合播放动态图像无拖尾现象。2无需背光源,器件更薄,对比度更高,色彩更鲜艳。3高低温性能优越,适应严寒等特殊环境。4制作成本更低,性价比更高。

但是,OLED器件的有效寿命短的问题仍未解决,而且OLED的TFT制作工艺比TFT-LCD要复杂的多,且成品率低,制作成本高制约着TFT-OLED器件的发展。

*内容摘自小胡讲触控技术

 

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