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有源矩阵LCD：移动显示的未来
上网时间：2004年01月31日
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自从第一部手机诞生以来，显示屏一直是决定最终用户满意度的关键因素。移动设备的未来应用在很大程度上也取决于显示技术的发展。因为显示技术促成了图像、视频流和交互式游戏等应用的涌入市场，从而增大了用户更换手机的需求，也增强了手机运营商创建新服务的动力。最为重要的是，对彩色显示屏的需求刺激了整个行业的发展。显示屏不再仅仅是存储地址、查询日历和记忆电话号码的窗口，而且成为一个动态平台，为最终用户提供崭新使用体验提供了基础。
大多数移动终端应用都依赖STN-LCD技术来满足其显示要求。事实上，对于过去10年间移动电信业务的繁荣，简单的单色STN显示屏功不可没。利用简单的无源矩阵寻址方案，单色STN显示屏既非常可靠、成本又低，而且功耗也极低。随着彩色显示屏在手机中的应用，针对移动应用的有源矩阵LCD(AMLCD)发展很快。AMLCD与简单被动矩阵技术相比有许多优点，因为AMLCD可提供增强的图像性能，特别是对于发展迅速的图像和游戏应用。
与用来生产大尺寸计算机和电视显示屏的技术不同，针对移动应用开发的AMLCD是高度通用的定制化的显示器件。随着服务供应商提供的移动服务和新应用越来越多，有源矩阵LCD在手机中的应用将会在全球大众市场中继续普及，而且到2007年以后还将进入低端手机和移动设备市场。飞利浦移动显示系统公司自从1990年代中期就致力于开发移动应用专用的AMLCD解决方案，拥有包括非晶硅(a-Si)TFT和低温多晶硅(LTPS)TFT在内的全面AMLCD技术，目前我们非晶硅显示屏的销量占全球AMLCD显示屏销量的90%以上。
低温多晶硅技术
LTPS是一项快速发展的新兴技术，它有如下优点：？分辨率更高。这也是满足不断增多的先进移动应用需求所需要的。例如LTPS技术支持3D显示。
？能够以很高的电路集成度在显示屏内的玻璃基板上集成驱动器IC，从而改善成本效率。
？优化的尺寸因数，因此可在更小的手机中设计更大的显示屏。事实上，由于LTPS的支撑框和密封边缘都更小，因此可支持更好的机械设计和更好的面板制作工艺。
在目前笔记本电脑通常使用的有源矩阵液晶显示屏中，每个像素都是由直接制作在玻璃基板上的一个非晶硅晶体管来驱动的。然而，为形成一个完整的显示系统，这些非晶硅晶体管必须由标准硅集成电路驱动，后者通常利用玻璃基板上的COG(chip-on-glass)安装在显示屏上。对于小尺寸视频显示屏，这些驱动器IC的成本和尺寸变得非常突出。飞利浦移动显示系统公司开发了一种新的半导体工艺，可以在整个玻璃表面制作出一个有源层，而新的显示结构就在这一有源层中实现，这样就可以在这一有源层中实现这些驱动器IC，而不必占用额外的空间。
在低温多晶硅的制作过程中，首先是利用目前LCD行业中常见的生产技术将非晶硅覆盖在大尺寸玻璃基板上。然而，这种非晶硅的低载流子迁移率较低，内在稳定性差，尽管对于制造开关单个显示像素的晶体管来说是足够的，但对于处理驱动显示屏所需要的逻辑和混合信号功能却是不够的。这也是为什么目前的AMLCD显示屏需要额外的硅芯片的原因。
飞利浦开发出一种方法，可以将这层非晶硅薄膜加热到其融点以上，因此当其冷却时会结晶为多晶硅。整个过程是利用一台准分子激光器完成的，激光器可以将局部的非晶硅材料加热数纳秒的时间，同时保证该工艺中的最高温度低于玻璃衬底处理所需要的450°C温度限制。这一过程与现代CD-RW光学存储技术中所使用的再结晶现象类似。
与非晶硅相比，多晶硅中的载流子迁移率要快得多。事实上飞利浦已经证明，采用准分子激光来控制微米区域改良的技术，可将多晶硅中的载流子迁移率提高到IC生产中使用的硅材料载流子迁移率的90%左右。与非晶硅不同，多晶硅不仅仅速度更快，它还能够制作CMOS晶体管，因此IC行业目前在模拟、数字和混合信号电路设计方面所拥有的现有经验和技术都可应用于多晶硅结构。
多晶硅具有这样的潜力，可将目前生产有源矩阵LCD所需要的一切都集成在更小尺寸的器件中，从而为移动设备的美学设计和人体工学设计留下更大的自由度，并且使得组装更简单，最终的产品更健壮和更可靠。同时，多晶硅技术还可降低待机功耗。然而，与非晶硅相比，多晶硅需要更为复杂和昂贵的工艺，通常需要三个额外的掩膜步骤。尽管多晶硅的成本更高，由于它提供更高的分辨率和更多的色彩，显示面积也更大，因而将适合在一些应用中采用。
多晶硅在玻璃基板上的应用前途光明，同时它在塑料衬底上的应用前景也不错。实验结果已经表明该工艺的温度可进一步降低到275°C或更低，从而使在塑料薄膜上制作多晶硅层成为可能。这有可能为柔性显示打开一个完全崭新的世界。柔性显示可以安装在手机的曲形表面，还可以包裹在日常用品的表面，如软饮料罐上。
智能显示器
除了改善现有小尺寸AMLCD的性能价格比以外，多晶硅技术还使全新一代智能和低功耗显示器成为可能。随着致力于降低多晶硅晶体管阈值电压的研发工作取得进一步进展，此类新型显示器将可直接连接到目前主导消费电子市场的低电压、低功耗CMOS片上系统(SoC)解决方案，同时降低显示器件中集成的多晶硅电子电路的功耗。
更为复杂的多晶硅电路也开始从外围移向显示器像素结构附近。例如，利用更细线宽设计规则，可以在像素阵列的后面直接制造一个完整的帧存储结构，从而替代现有显示系统中的外部帧存储存储器。即使在显示屏中仅集成部分帧存储功能也非常有用，这意味着当显示简单静止图像时(如在移动待机模式)，所有显示接口和复用电路都可关闭，从而极大地降低功耗(10倍左右)。在彩色显示屏中的每个像素后集成1位存储单元，可以提供8种颜色的显示能力。
这种显示屏的出现已近在眼前。飞利浦已经展示了一款384列(128×3RGB像素)×160行反射式彩色AMLCD，其中集成了所有行和列驱动器电路和4位ADC，同时还在像素阵列后集成了每像素一位的帧存储存储器。该款显示屏通过集成DC/DC变换器产生驱动显示屏的电压，因此采用3伏电源工作并可直接连接到3伏逻辑系统。显示具有8种颜色的静止图像时，其总功耗远远低于1mW。
OLED技术
聚合物OLED显示屏最初应用于需要小型显示屏的产品，如家用电器、便携式音频设备、手机、PDA、数字静止相机和类似应用。事实上，飞利浦成功地实现了单色PolyLED技术的工业化，采用小型PolyLED显示屏的产品已经出现在消费市场上。未来，聚合物OLED显示屏将有望走入PC显示器、电视和其他大尺寸显示应用，而飞利浦也是该领域的主要供应商之一。
与LCD相比较而言，聚合物OLED显示屏受到功耗的约束。但是，今后聚合物OLED显示屏的功耗将会接近LCD的效率。聚合物OLED可能永远也不会被采用的一个领域是需要时刻"加电"模式的应用，如在手表中的应用。
除了这些应用以外，柔性PolyLED显示器件也在研究之中，因为其超薄两层或三层三明治结构使其可制作在柔性塑料衬底上。其超薄特点还减轻了弯曲时结构中产生的应力，这使得PolyLED成为可卷曲显示屏的潜在技术选择。另一项优点是显示亮度或对比度随视角的变化很小。做为自发光器件，PolyLED还同时具有良好的日间和夜间可视性。
可以看出，很多显示技术各有其独特的优点，非常适合于特定的移动应用领域。预期在未来一段时间内，这些类型的显示技术将会共存。
作者: Anthony Slack
飞利浦移动显示系统公司(Philips MDS)高级技术总监
http://www.esmchina.com/ART_8800054060_617671.HTM
这篇文章是2004年的.
哦, 原来"飞利浦移动显示系统公司自从1990年代中期就致力于开发移动应用专用的AMLCD解决方案，拥有包括非晶硅(a-Si)TFT和低温多晶硅(LTPS)TFT在内的全面AMLCD技术" 是1990年中期.
还有"目前我们非晶硅显示屏的销量占全球AMLCD显示屏销量的90%以上" 这句说话的时间是在2004年左右了,
已经和LG合资了. 很难说是philips 除了和LG的合资液晶面板厂之外的 你所谓的 英国 德国 法国的专业液晶面板
厂生产的.
还有这一篇的主要是 说 手机用液晶显示屏吧!! 现在能生产手机用液晶显示面板的还蛮多!
怎么和你说的所谓 专业液晶面板 差好远呀?!!! |
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楼主: socialist
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狗仔卡
发表于 2005-7-30 21:46
