液晶顯示技術：
無源矩陣與有源矩陣
液晶（LC）是一種介於傳統液體和固體晶體之間的物質狀態，其組成分子傾向於彼此排列。液晶顯示器（LCD）利用向列相液晶的獨特特性，這種液晶具有旋光性，並會在外加電場的作用下發生自旋排列。
向列相LC的特點：向列相分子的重心沒有位置順序，可以自由流動，質心位置隨機分佈，如同在液體中一樣，但分子的指向矢是自發排列的它們的長軸大致平行。
液晶顯示器在電場中工作有兩種方式：被動矩陣和主動矩陣。因此，液晶顯示器可以分為被動矩陣液晶顯示器（PMLCD）和主動矩陣液晶顯示器（AMLCD）。
無源矩陣液晶顯示器 (PMLCD)
無源矩陣顯示器是第一個商業化的 LCD 技術，它設計有一個簡單的行和列電極網格，分別位於頂板和底板上以尋址像素。
無源顯示的工作原理是利用輸入信號依次驅動每一行的電極，所以當選中一行時，會觸發列上的電極點亮位於該行交叉點的那些像素。和專欄。
缺點
這種方法比較簡單。 然而，它的缺點是
- 相聲
考慮到復用結構，如果有大電流流過一段，就會影響附近的一段，造成重影。
- 對比度差
因此，允許的電壓範圍受到限制，並且對比度降低。
- 行限制和低響應
在添加行和列時，電流變低，因此，電池將緩慢打開和關閉。
它通常被限制在大約 320 行。
有源矩陣液晶顯示器 (AMLCD) / TFT 液晶顯示器
AM 顯示器透過在顯示器的每個像素處使用開關元件和儲存電容器來消除這些多路復用限制。
這些開關通常透過電晶體實現，電晶體是利用載流薄膜（通常是矽薄膜—Si）製造的，因此被稱為薄膜電晶體，TFT。
主動矩陣液晶顯示器也稱為TFT液晶顯示器。
1024×768分辨率的彩色顯示器包含1024x3x768=2,359,296個子像素
與被動矩陣液晶顯示器類似，主動矩陣液晶顯示器的上層和下層也是垂直和水平排列的，並帶有由氧化銦錫（ITO）製成的透明電極。
差異在於每個單元都增加了一個小型晶體管，該晶體管控制每個像素的開啟和關閉。
它允許僅對正在尋址的行施加列電壓，而儲存電容器即使在尋址訊號移除時也能保持整個幀的像素資訊。
因此，由於像素不再需要像在PMLCD中那樣響應整個幀週期內的平均電壓，所以可以實現高對比度，並且可以使用快速液晶混合物。同樣的原因，串擾現像也得到了最大程度的抑制。
LCD技術的革命
無源 LCD，從 TN、STN、DSTN 到 FSTN
早期的被動矩陣螢幕採用扭曲向列相（TN）設計。上下偏光板的偏光方向呈90°角，因此中間的液晶也扭曲了90°。
由此製成的液晶面板對比低、反應速度慢。此方法適用於資訊量較小的顯示器，但不適用於電腦顯示器。
透過改變液晶的化學組成，改進了超扭曲向列相（STN）方法，使液晶分子扭曲不只一次，因此，輕微的扭曲達到180° 至 270°，這可以大大提高對比度。
20世紀80年代初，STN技術非常流行。但它存在一個問題，那就是光線會發生偏色，尤其是在螢幕偏離中心觀看時。這就是為什麼早期的電腦螢幕總是偏藍偏黃的原因。
為了解決顏色偏移問題，開發了雙層 STN (DSTN)和進一步改進的薄膜補償 STN (FSTN)技術，這些技術具有可比較的顯示品質和較低的成本。
雙掃描技術的概念於1990年代初提出，用於解決殘影現象，顯著提高對比度和影像質量，並縮短反應時間。此技術至今仍廣泛應用於低價電腦。
90年代後期主動式LCD、高級平板顯示器成為主流
與被動矩陣相比，主動矩陣是平板顯示器領域更先進的技術。
但為了在 90 年代與 CRT 競爭，AMLCD 的影像品質並未達到 CRT 的標準。
缺點是可視角度和色域有限、黑色水平差、峰值亮度低、液晶材料響應時間慢、成本高、生產良率低。
在過去的30年裡，這些問題得到了很大程度的解決和解決。
- 2005年以來，電視用LCD畫質超越CRT，里程碑是 全高清 (FHD) 1080線LC模組上市，日光對比度好，分辨率高.
- 这 視角 可以通過應用新的 LC 結構如 平面內交換 (IPS) 以及 垂直排列向列 (VAN) 信用證。
- 这 色域 通過應用新的彩色濾光片材料得到了改進， 發光二極管 (LED) 在藍隊。
- 高動態對比度 （包括良好的黑電平）是通過適當的調光技術實現的。
- 最小化 LC 單元的厚度和應用新的 LC 配方縮短了 響應時間.
- 由於 面板成本 TFT LCD 模塊的成本相對較高，降低 LC 面板的製造成本是主要問題之一。 最有效的方法是放大背板和前板的母玻璃或基板。
截至2021年，第11代生產線已投入生產，可加工尺寸為3000*3320（毫米）的玻璃基板。（業界，「Gen」代表代數，用於表示液晶面板玻璃基板的尺寸。）
- 隨著生產工藝的改進 高產量和成本效益,TFT-LCD現在在顯示市場一直處於領先地位。
PMLCD 與 AMLCD
儘管 AMLCD (TFT LCD) 利用了顯示技術和顯示質量，但某些模塊的成本可以與類似尺寸的無源 LCD 競爭。
PMLCD仍然以低成本和不需要高分辨率的優勢佔據著一些特定的市場。
| 無源矩陣液晶 | 有源矩陣液晶顯示器 | |
|---|---|---|
| 工作原理 | 像素是直接尋址的，它們必須在屏幕刷新之間保持其狀態，而無需借助穩定的電荷。 | 每個像素處都放置了一個開關，用於分離像素選擇功能。 薄膜晶體管是 AMLCD 子組的主要技術。 |
| 進一步分類/ 技術開發 | TN、STN、DSTN、FSTN 雙掃描 | 視角角度：TN、IPS、VAN 根據用於闡述的材料： 非晶矽 (a-Si)， 低溫多晶矽（LTPS）， 連續晶粒矽 (CGS)， 氧化銦鎵鋅 (l IGZO)， 高溫多晶矽 (HTPS) |
| 對比度 | 降低 | 更高 |
| 響應時間 | 慢點 | 更快 |
| 顏色飽和度 | 降低 | 本色 |
| 解析度 | 降低 | 能夠更高的分辨率，現在達到 8K 分辨率。 |
| 灰度 | 非常有限 | 能夠高 |
| 亮度 | 降低 | 更高 |
| 電源消耗功率 | 降低 | 更高 |
| 價格 | 降低 | 更高 |
| 定制配框 | 靈活且成本更低 | lcd 面板的 NRE 成本較高，但由於有多種選擇，因此具有靈活性：尺寸、分辨率、BL、外殼表面處理等。 |
| 應用類型 | 數字顯示器、單色文字處理器，主要是低成本、低功耗的單色顯示器，以及圖形顯示器。 | 手機、電腦屏幕、顯示器、電視、主流彩色顯示器 |
業界TFT LCD的主要特點
得益於近幾年有源矩陣顯示技術以及相關材料、元器件和生產技術的發展，TFT-LCD吸引了市場採用該技術。
尺寸靈活
理論上，尺寸可以沒有限制。
在市場上，應用中最常見的尺寸，可穿戴設備覆蓋小於 1 英寸，電視覆蓋大於 50 英寸。
高集成度
隨著 IC 工業的革命，TFT-LCD 可以提供高分辨率，同時厚度和尺寸更小。
例如，1.3英寸的TFT可以達到XGA（1024×768）分辨率，百萬像素，而16.1英寸的SXGA（1280×1024）分辨率的TFT薄膜只有50納米。
高顯示性能
在TFT-LCD中，液晶顯示器上的每一個像素都是由集成在後面的薄膜晶體管獨立控制的。
通過這種方式，顯示器可以具有快速的顏色響應和高精度，以提供高對比度、高亮度和真實的色彩。
成本效益
從工業角度來看，玻璃基板和塑膠基板的應用從根本上解決了大規模半導體積體電路的成本問題。
過去 30 年來，隨著生產和技術的優化，良率得到了提高，平均超過 90%，遠優於 OLED 的約 80%。
功耗和壽命
與 CRT 顯示器相比，TFT LCD 顯示器的功耗約為 CRT 顯示器的十分之一，而反射式 TFT LCD 顯示器的功耗甚至只有CRT 顯示器的百分之一左右。
TFT顯示屏的功耗主要來自背光源，約佔90%。 降低BL的功耗是TFT液晶顯示器未來發展的重點，同時提高其使用壽命。
因為背光也是決定LCD使用壽命的關鍵因素。 當背光燈在達到其最大使用壽命時變暗時，LCD 屏幕就會磨損。 甚至在此之前，顯示質量也會下降。
然而，與OLED相比，TFT-LCD的使用壽命仍然更長，超過30,000小時。
TFT-LCD的應用
TFT-LCD是人與機器的接口，每個行業對終端在特定場景下的工作仍有其獨特的要求。
鑑於各行各業對規模和功能的要求，我們在網站上分享了我們在應用領域的經驗和理解。
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