薄膜電晶體液晶顯示器（英語：Thin film transistor liquid crystal display，常簡稱為TFT-LCD）是多數液晶顯示器的一種，它使用薄膜電晶體技術改善影象品質。雖然TFT-LCD被統稱為LCD，不過它是種主動式矩陣LCD，被套用在電視、平面顯示器及投影機上。
簡單說，TFT-LCD面板可視為兩片玻璃基板中間夾著一層液晶，上層的玻璃基板是與彩色濾光片、而下層的玻璃則有電晶體鑲嵌於上。當電流通過電晶體產生電場變化，造成液晶分子偏轉，藉以改變光線的偏極性，再利用偏光片決定像素的明暗狀態。此外，上層玻璃因與彩色濾光片貼合，形成每個像素各包含紅藍綠三顏色，這些發出紅藍綠色彩的像素便構成了面板上的視頻畫面。
基本介紹
- 中文名：薄膜電晶體液晶顯示器
- 外文名：TFT-LCD
- 技術：薄膜電晶體
- 套用：電視、平面顯示器及投影機
簡介,概述,原理,架構,種類,TN,STN,VA,IPS,Super PLS,ASV,FFS,OCB,顯示器工業,工業介紹,發展歷程,發展前景,參見,
簡介
概述
簡單說，TFT-LCD皮膚可視為兩片玻璃基板中間夾著一層液晶，上層的玻璃基板是與彩色濾光片（ColorFilter）、而下層的玻璃則有電晶體鑲嵌於上。當電流通過電晶體產生電場變化，造成液晶分子偏轉，藉以改變光線的偏極性，再利用偏光片決定像素（Pixel）的明暗狀態。此外，上層玻璃因與彩色濾光片貼合，形成每個像素（Pixel）各包含紅藍綠三顏色，這些發出紅藍綠色彩的像素便構成了皮膚上的圖像畫面。
15英吋的TFT-LCD
15英吋的TFT-LCD薄膜電晶體液晶顯示器英文名稱是Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display,TFT-LCD是英文字頭的縮寫。 薄膜電晶體液晶顯示器技術是一種微電子技術與液晶顯示器技術巧妙結合的技術。 把單晶上進行微電子精細加工的技術，移植到在大面積玻璃上進行薄膜電晶體（TFT）陣列的加工，再將該陣列基板與另一片帶彩色濾色膜的基板，利用與業已成熟的液晶顯示器（LCD）技術，形成一個液晶盒，再經過後工序如偏光片貼覆等過程，最後形成液晶顯示器件。
原理
TFT-LCD（薄膜電晶體液晶顯示器, Thin film transistor liquid crystal display）是多數液晶顯示器的一種，它使用薄膜電晶體技術改善影象品質。雖然TFT-LCD被統稱為LCD，不過它是種主動式矩陣LCD。它被套用在電視、平面顯示器及投影機上。
簡單說，TFT-LCD皮膚可視為兩片玻璃基板中間夾著一層液晶，上層的玻璃基板是與彩色濾光片（Color Filter）、而下層的玻璃則有電晶體鑲嵌於上。當電流通過電晶體產生電場變化，造成液晶分子偏轉，藉以改變光線的偏極性，再利用偏光片決定像素（Pixel）的明暗狀態。此外，上層玻璃因與彩色濾光片貼合，形成每個像素（Pixel）各包含紅藍綠三顏色，這些發出紅藍綠色彩的像素便構成了皮膚上的圖像畫面。
架構
尋常的液晶顯示器好比計算器（calculator）的顯示面版，其圖像元素是由電壓直接驅動；當控制一個單元時不會影響到其他單元。當像素數量增加到極大如以百萬計時，這種方式就變得不實際，注意到每個像素的紅、綠、藍三色都要有個別的連線線。 為了避免這種困境，將像素排成行與列則可將連線線數量減至數以千計。如果一列中的所有像素都由一個正電位驅動，而一行中的所有像素都由一個負電位驅動，則行與列的交叉點像素會有最大的電壓而被切換狀態。然而此法仍有些問題，即是同一行或同一列的其他像素雖然受到的電壓僅為部分值，但這種部份切換仍可使像素變暗（以不切換為亮的液晶顯示器而言。）解決方法是每個像素都添加一個配屬於它的電晶體開關，使得每個像素都可被獨立控制。電晶體所擁有的低漏電流特徵所代表的意義乃是當畫面更新之前，施加在像素的電壓不會任意喪失掉。每個像素是個小的電容器，前方有著透明的銦錫氧化物（ITO）層，後方也有透明層，並有絕緣性的液晶處在其中。
此種電路布置方式很類似於動態訪問存儲器，只不過整個架構不是建在矽晶圓上，而是建構在玻璃上。許多矽晶圓製程技術所需的溫度會超過玻璃的熔點。尋常半導體的矽基質是利用液態矽長出很大的單晶，具有電晶體的良好特質。而薄膜電晶體液晶顯示器所用到的矽層是利用矽化物氣體製造出非晶矽層或多晶矽層，這種製造方法較不適合做出高等級的電晶體。
種類
TN
主條目：TN液晶
TN+film（Twisted Nematic + film）是最常見的類型，主因於產品低價及多樣性。在現代的TN型面板上，像素的反應時間已快到足以大幅減少殘影問題，甚至在規格上反應時間已經很快，但這個傳統反應時間是由ISO制定的標準，只定義了由全黑至全白的轉換時間，但並不表示是灰階間的轉換時間。在灰階之間的轉換時間（這是平常液晶實際上較頻繁的轉換）比由ISO所定義的要來得久。現在使用的RTC-OD（Response Time Compensation-Overdrive）技術，讓製造商得以有效的降低不同灰階間（G2G）的轉換時間，然而，ISO所定義的反應時間實際上並未改變。反應時間現在被用G2G（Gray To Gray）的數字來表示，例如4ms及2ms，在TN+Film的產品上已司空見慣。這個市場策略，擁有相對於VA型較低成本的TN型面板，已在主導TN於消費性市場的走向。
TN型顯示器苦於視角上的限制，特別是在垂直方向上，而且大部分無法顯示由現行繪圖卡輸出的16.7百萬色（24位的真實色彩）。經由特殊的方式，RGB三色使用6 bits來當作8 bits用，它使用結合鄰近像素的降階法去趨近24-bits色彩，以此來模擬出所需的灰階。也有人使用FRC (Frame Rate Control)
對液晶顯示器來說，像素實際的穿透率一般不會與施予的電壓成線性變化。
另外，B-TN（Best TN）由三星電子發展。改善TN色彩與反應時間。
STN
主條目：超級扭曲向列液晶
STN液晶（Super-twisted nematic display）是超級扭曲向列液晶的簡稱。TN液晶被發明後，人們自然而然想到將TN液晶矩陣化用以顯示複雜的圖形。相對TN液晶扭轉90度，STN液晶的扭轉180度到270度。90年代初期彩色STN液晶問世，這種液晶的一個像素由三個液晶單元組成，覆上一層彩色濾光板，用電壓分別控制液晶單元的亮度就能產生顏色。
VA
主條目：VA液晶
- CPA (Continuous Pinwheel Alignment)由夏普開發。色彩再現高，產量少價格貴。
- MVA (Multi-domain Vertical Alignment)由富士通於1998年開發，目的是作為TN與IPS的折衷方案。在當時，它擁有快速的像素反應、廣視角及高對比，但相對的犧牲了亮度與色彩再現性。分析家預測MVA技術將主導整個主流市場，但TN卻擁有此優勢。主因為MVA的成本較高，及較慢的像素反應（它會在亮度變化小時大幅增加）。
- P-MVA (Premium MVA)由友達光電發展，改善MVA可視角度與反應時間。
- A-MVA (Advanced MVA)由友達光電發展。
- S-MVA (Super MVA)由奇美電子發展。
- PVA (Patterned Vertical Alignment)由三星電子發展，雖然該公司稱其為目前具有最好對比的技術，不過卻也存在著與MVA相同的問題。
- S-PVA (Super PVA)由三星電子發展，改善PVA可視角度與反應時間。
- C-PVA由三星電子發展。
IPS
主條目：橫向電場效應顯示技術
- IPS (In-Plane Switching)由日立在1996為改TN型面板的不良視角及色再現性而發展出來的。這種改善卻增加了反應時間，它的初始就是50ms的檔次，IPS型的面板成本也是極昂貴的。
- S-IPS (Super IPS)擁有IPS技術的優點之外，又改善了像素的更新時間。色再現性更接近CRTs，價格也降低，然而對比仍然十分不佳，目前S-IPS僅套用於專業目的的較大型顯示器上。
Super PLS
PLS (Plane to Line Switching)是由三星電子研發，除了有驚人的視角外，同時還可以改善顯示屏亮度達10%，製造成本上面也比IPS要少15%，目前提供的解析度最高可達WXGA（1280×800）,MacBook Pro with Retina display也有部分採用了三星生產的這種顯示屏（解析度高達2880×1800），其餘則依舊使用了IPS顯示屏，主要使用的對象將會集中在智慧型手機跟平板電腦，已於2011年量產。
ASV
夏普發展ASV（Advanced Super-V）技術，改善了TFT的可視角問題。
FFS
現代電子採用FFS（Fringe Field Switching）技術，FFS技術是由IPS（In Plane Switching）廣視角技術的高級延伸而來，具有低耗電、高亮度等特性。FFS可再延伸出AFFS+（Advanced FFS +）以及HFFS（High aperture FFS）技術，AFFS+在陽光下具可視功能。
OCB
顯示器工業
工業介紹
未進行系統及ID組裝前皮膚模組通常會在廠內分成三個類，這三種分別是亮暗點數目、皮膚顯示出的灰階及色彩的均勻性及一般性的產品品質。此外地，同批號的不同片皮膚仍會有+/-2ms反應時間上的差別。品質上判定最差的皮膚後來會賣予白牌的廠商。
品質上較差的皮膚或是15英吋以下尺寸通常不會含有數位訊號兼容接口DVI，因此它們的未來適用性或許會受限。較高的17英吋或19英吋機種,用於玩家及辦公室所使用的螢幕或許會有雙重顯示插槽:模擬的D-sub及數字的DVI；幾乎所有專業的螢幕都會有DVI及為了書信模式而轉90度的設計。無論如何，即始使用了DVI的影象信號,也不保證會有較佳的影象品質：一個好的圖像卡RAMDAC及合適且俱保護的模擬VGA線亦能提供相同的顯示品質。
發展歷程
薄膜電晶體液晶顯示器技術是由歐美國家率先提出的，但由於技術和製作過程不夠成熟，直到上世紀80年代末期，日本廠商完全掌握了主要生產技術，並開始進行大規模的生產，形成了目前的巨大產業 年，1992年，隨著筆記本電腦對液晶顯示器件產品的需求，薄膜電晶體液晶顯示器確立了作為液晶顯示的主流地位，並隨著技術的進一步發展，薄膜電晶體液晶顯示器的生產成本大幅度下降，促使人們對顯示器件的需求從笨重的陰極射線管轉向輕薄的薄膜電晶體，且最終超過陰極射線管的市場份額，到2000年前後，開啟了液晶電視新行業, 據中國電子報報導，目前薄膜電晶體液晶顯示器製造技術已經發展到8 代線， 10代線、11 代線、12 代線的建設也已經在規劃中, 我國薄膜電晶體液晶顯示器在顯示領域已經落後，但專家建議我們不能繞過薄膜電晶體液晶顯示器，尋找別的突破口發展我國的平板顯示產業，而應迅速開展TFC: LCD 生產線和相關技術創新能力的建設，提高我國薄膜電晶體液晶顯示器件產業在國際上的競爭力。
發展前景
在當前迅速發展的液晶顯示技術中，薄膜電晶體液晶顯示器以其大容量、高清晰度和高品質全真彩色受到人們的廣泛青睞。薄膜電晶體液晶顯示器的顯示質量和整體性能在很大程度上取決於薄膜電晶體性能，薄膜電晶體（787）是眾多場效應電晶體（897）中的一種非晶矽用於製作薄膜電晶體液晶顯示器技術的成熟，使非晶體薄膜電晶體液晶顯示器在薄膜電晶體液晶顯示器的市場中占據了主導地位，而非晶矽薄膜電晶體由於其低遷移率、電導率等性能，嚴重製約了薄膜電晶體液晶顯示器的發展，尋找合適的替代品，追求高遷移率和高電導率一直是研究人員關注的焦點，在此基礎上，多晶矽、微晶矽相繼發展，雖然在一定程度上暫時解決了遷移率、電導率低的問題，但因多晶矽、微晶矽的價格昂貴、材料短缺，因而未能動搖非晶矽的主導地位。 隨後的納米矽薄膜電晶體液晶顯示器依靠其本身具有高電導率、高遷移率的優越性以及當前納米技術的進展而成為一個引人注目的新亮點。
