从驱动方式看液晶显示器的进展

1、液晶显示器的驱动方式

    液晶显示器的驱动方式有电气写入方式、光写入方式、热（激光）写入方式等。在采用最多的电气写入方式中，有早期采用的字段式驱动和现在普遍采用的矩阵式驱动方式。后者又有简单矩阵驱动和有源矩阵驱动之分。

    采用静态驱动要显示任意的文字、图形和图像等，势必大大增加驱动电极的数目，在成本上不太现实；而采用简单矩阵驱动由于对比度很低，现实容量很难增大；有源矩阵驱动（又称为主动型矩阵驱动、开关矩阵驱动等）是在显示面板的各像素设置开关元件和信号存储电容，以对液晶屏进行驱动，不仅画面层次鲜明、对比度高，而且具有广视角、高响应速度快等特点，能获得色彩鲜艳、逼真的动画图像。

2、有源矩阵驱动方式的提出和发展

    1971年RCA的Lechner等提出的有源矩阵驱动法，被认为是现在成为主流的高性能TFT（thin film transistor，薄膜三极管）LCD的源头。这种驱动方法给各个像素附加了开关元件，其中有场效三极管或二极管和信号存储电容。最早推出的采用DS模式的2X18点矩阵LCD确认了他的研究成果。

3、有源矩阵方式液晶显示器的实现

    1）a-Si TFT LCD

    从a-Si膜的开发到TFT的开发以及TFTLCD的试制验证均在英国的Dundee大学进行。在Spear等利用辉光放电分解法开发a-Si:H薄膜之后，1979年LeComber等成功地研制了几乎满足TFT LCD所有使用条件的a-Si TFT。接着，1981年Snell等在世界上首次成功地试制了5X7点阵的TFT LCD。

    在Dundee大学成果的激励下，日本、法国、荷兰等国也相继发表了很多小型TFT LCD的研究成果。1986年，松下电器产业公司首次把安装3英寸彩色LCD的电视商品化。此后，针对大型化和高清晰度进行了开发，1991年就开始出售装有10英寸级彩色TFT LCD的笔记本电脑。从1993年开始，TFT LCD的大量生产迎来了此后的全盛期。

在已实用化的TFT LCD中，液晶模式主要是TN。这是融低电压、低功耗驱动和高对比度、适合彩色化的性能于一体的模式。TN模式TFT LCD的缺点是视角小，为此曾做了种种改进工作。光学补偿法已发展到使用圆盘状液晶膜方式。在取向上加以改进的方式除了用于TN模式之外，也设法用于其他方面。

    2）多晶硅TFT LCD

多晶（poly-crystalline）硅（P-Si）的形成有低温工艺和高温工艺。在1980-1982年，人们和a-Si TFT的开发一起进行了低温工艺的开发，试制了小规模TFT LCD。方法是将a-Si再结晶，把所得到的多晶硅膜在500-600℃进行热处理，这种方法的问题是，普遍的玻璃基板难以承受如此高的温度。

然后低温法多晶硅TFT LCD的实用化不得不等到1996年。未获得多晶，研究了很多方法，但一般采用受激准分子激光热处理。高温P-Si TFT LCD比a-Si TFT LCD早两年，于1984年由精工集团将2英寸彩色LCD装于电视出售。

这是在高于900℃温度下形成多晶硅活性层，并进行热氧化，以形成栅绝缘膜的方式。由于工艺温度高，只能采用耐高温的石英玻璃基板。这种方式已正式用于要求高清晰度的投影式TFT LCD之中。

多晶硅中的电子迁移率高，因此驱动电路也可在显示部分的周边以CMOS形式同时形成。低温处理制程可在玻璃基板上进行，价格便宜，有利于实现大型化。

3）TFT LCD的特点

   TFT LCD有如下特点：

     （1）从原理上没有像简单矩阵那样的扫描电极数的限制，可以实现多像素化；

     （2）可以抑制交调失真（cross talk，串扰），对比度高；

     （3）由于液晶激励时间可以很长（为持续型），亮度高，响应时间也很快；

     （4）由于在透明玻璃基板上利用溅镀、化学气相沉积（CVD）等方法成膜，可以实现大型化和彩色化；

 （5）可以同时在显示区域周边形成驱动电路，由于I/O引脚数骤减，有利于实现高可靠性和低成本。

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