LCD原理_应用简介.ppt

LCD應用簡介 勝華科技LCD產品一部2003年8月 Index LCD概論 LCD基本結構 LCD的工作原理 LCD製造流程 LCD光電名詞定義 TN HTN STNLCD差異 LCD驅動 LCD概論 LCD LiquidCrystalDisplay 是一種平面顯示器 目前常見可分為TN HTN STN FSTN ColorSTN及TFT LCD TN HTN LCD 為單色平面顯示器 常用於家電用品 儀器面板 車載 等較低Duty數產品 STNLCD 為單色平面顯示器 常用於手機 OA PDA 等較高Duty數產品 ColorSTNLCD 為彩色平面顯示器 也常用於手機 PDA GAME 等彩色產品 TFTLCD 為彩色平面顯示器 一般用於Notebook 小型DVD顯示器等 LCD概論 上偏光片 Polarizer 位相差板 RetardationFilm 玻璃基板 Glass ITO 氧化銦錫 Layer IndiumTinOxide 玻璃基板 Glass 下偏光片 Polarizer 配向膜層 PILayer 液晶 LiquidCrystal Spacer LCD的基本結構 LCD的基本結構 偏光片特性 LCD的基本結構 何謂液晶 簡單的說就是液態晶體 一種介於不規則狀態與規則狀態的物質 通常物質 隨溫度的變化 以三種型態存在 即固態 液態 氣態 但液晶物質除此三態之外 在固態與液態之間尚存在著結晶態 下圖為液晶之相圖 在溶點 meltingpoint 與澄清點 clearingpoint 之間是液晶的工作溫度範圍 溶點 澄清點 工作溫度範圍 何謂液晶 LiquidCrystal LCD的基本結構 液晶分子 液晶排列 充填至液晶盒 再定向排列 LCD的基本結構 定向可使液晶分子呈現規則的排列後 達到扭轉的功能 不同型態之LCD有不同的扭轉角 定向 LCD的基本結構 加入電場後的液晶當所加的電場強度高於液晶的臨界電壓時 液晶分子便會改變原有的扭轉排列狀態 LCD動作原理 未含偏光片 LCD動作原理 未加電壓 當光線通過上層偏光片 以一特定的方向進入LCD後 藉由液晶的扭轉將光路徑旋轉至特定之角度 而得以穿透下層偏光片的透過軸向 施加電壓 原有液晶分子排列的狀態經過施加電壓後 已失去了旋轉光途徑的功能 因此光線無法透過直交的偏光片 LCD動作原理 LCD動作原理 300 350 ITO 精密洗淨 光阻塗佈 曝光 Topcoating 去光阻 蝕刻 顯影 PIcoating 定向 精密洗淨 印框 印點 包裝至後製程 組合固烤 LCD製造流程 前製程 LCD製造流程 切割中片 裂片 液晶充填 壓合 電測 定向烘烤 超音波水洗 點膠 UV照射 PLZ貼片 噴印出貨 LCD製造流程 後製程 LCD製造流程 工作電壓 Vop 與臨限電壓 Vth1 Vth2 Conditions Vth1 1 Temperature SeeIndividualSpecification 2 ViewingAngle MinimumvalueinIndividualSpecification 3 DrivingFrequency MaximumvalueinIndividualSpecification 4 Waveform SelectedWaveform Vth2 1 Temperature SeeIndividualSpecification 2 ViewingAngle MinimumvalueinIndividualSpecification 3 DrivingFrequency MaximumvalueinIndividualSpecification 4 Waveform Non SelectedWaveform LCD光電名詞定義 LCD製造流程 視向 ViewingDirection 與視野角 ViewingAngle 90 3H 180 12H 270 9H LCDPANEL Eye Z 0 6H 0 LCD光電名詞定義 LCD光電名詞定義 驅動信號之波形 DrivingWaveform VOP DrivingvoltagefF FrameFrequencya BiasN Duty 1 SELEVTEDWAVEFORM 2 NON SELECTEDWAVEFORM Atype Btype Atype Btype LCD光電名詞定義 LCD光電名詞定義 消耗電流 CurrentConsumption IC Conditions 1 Temperature 250C 2 Drivingwaveform 32Hzsquarewaveform 3 Voltageappliedtoallsegments LCD光電名詞定義 LCD光電名詞定義 電容值 Capacitance C Conditions 1 Temperature 25 C 2 Drivingwaveform 1KHz sinewave 1V rms 3 Voltageappliedtoallsegments DIGITALLCRMETER LCD MeasuringMethodofCapacitance LCD光電名詞定義 LCD光電名詞定義 對比值 ContrastRatio C R Conditions 1 Temperature 250C 2 OperatingVoltage Vop TypicalvalueinIndividualSpecification BRIGHTNESSatVop NON SELECT CONTRASTRATIOBRIGHTNESSatVop SELECT LCD光電名詞定義 LCD光電名詞定義 響應時間 ResponseTime RISE FALL LCD光電名詞定義 LCD光電名詞定義 TNLCD TwistNematicLiquidCrystalDisplay 扭轉向列型液晶一般為淺灰色底 顯示為黑色的字形或圖形 HTNLCD HighTwistNematicLiquidCrystalDisplay 高扭轉向列型液晶一般為偏黃綠色底 顯示為深藍色的字形或圖形 STNLCD SuperTwistNematicLiquidCrystalDisplay 超高扭轉向列型液晶 YellowMode 橙綠色底 顯示為深藍色的字形或圖形 GrayMode 灰綠色底 顯示為藍紫色的字型或圖形 BlueMode 深藍色底 需配合背光的使用 顯示字型之顏色如背光源 常用的背光有黃色 紅色 琥珀色 Black WhiteMode FSTN 灰白色底 顯示為黑色的文字與圖形在高Duty及多畫素的驅動條件下 仍有著高的對比與寬廣視角的表現 TN HTN STNLCD外觀差異 TN HTN STNLCD差異 TNLCD TwistNematicLiquidCrystalDisplay 適用於Static至1 16Duty驅動條件之應用 亦即驅動畫面不太複雜的情況可得良好的對比 應用如手錶 計算機 簡單的儀錶顯示 掌上型電玩 一般的通信產品 如 PAGER呼叫器 和汽車音響等 HTNLCD HighTwistNematicLiquidCrystalDisplay 有較TN型產品更寬的驅動範圍和更佳的光電特性 一般為1 8 1 32Duty驅動的產品應用 如電話來電識別器 CallerID 個人手帳 DataBank 和要求較寬視野角的汽車音響 兒童遊戲機 學習機等 STNLCD SuperTwistNematicLiquidCrystalDisplay 可在高驅動條件如1 16 1 240Duty時 仍擁有好的光電特性 因此STN產品適用於點陣圖型顯示的產品 諸如顯示儀錶 電子字典 以及要求較高特性的通信類產品 例如 行動電話 個人衛星導航系統 GPS 等 皆為STN產品的使用範疇 TN HTN STNLCD應用 TN HTN STNLCD差異 陡度 Steepness 若Vop太低 使得驅動電壓Von 液晶之V10 會造成畫面顯示不夠黑 若Vop太高 則驅動電壓Voff 液晶之V90 於是畫面會出限鬼影 TN HTN STNLCD光電特性比較 TN HTN STNLCD差異 反應時間 Responsetime TN HTN STNLCD光電特性比較 TN HTN STNLCD差異 TN HTN STNLCD光電特性比較 TN HTN STNLCD差異 視角 ViewAngle HTN 1 16DUTY STN 1 16DUTY TN HTN STNLCD光電特性比較 TN HTN STNLCD差異 視角 ViewAngle TN 1 16DUTY STN 1 16DUTY TN HTN STNLCD光電特性比較 TN HTN STNLCD差異 液晶分子 LiquidCrystal 是有極性的 顯示段 節 的透光率決定於前後電極上所施加電壓的R M S值 RootMeanSquare 均方根值 或稱有效值 因此驅動信號必須為交流信號 如果使用直流信號驅動 將造成液晶壽命急速衰減 即使是交流信號 若含有直流成份 亦屬於單向電場應用 容易引起電化學反應 而造成液晶壽命的衰減 LCD的驅動方式可分為StaticDriving 直接驅動 MultiplexDriving 多工驅動 多路驅動 電場方向 LCD驅動 LCD驅動 直接驅動 StaticDriving 驅動方法 是將每一個字節都分別拉出一個電極 Segment 與共同電極 Common 相對應 且單獨驅動 不與其他電極複合使用 CommonLayout SegmentLayout 直接驅動的波形 LCD驅動 LCD驅動 多工驅動 MultiplexDriving 多工驅動的方式是把LCD的電極組合成矩陣形式 其主要目的是減少端子線量 直接驅動與多工驅動之Layout線路比較 直接驅動線路 多工驅動線路 LCD驅動 LCD驅動 多工驅動的波形常用的型式有兩種 一種為A TYPE 另一種為B TYPE ATypeWaveforms 1 3Duty 1 3Bias BTypeWaveforms 1 3Duty 1 3Bias LCD多工驅動波形比較 LCD驅動 多工驅動 優點 Layout線變得簡單 端子數較少 缺點 Duty數越高 驅動電壓的Von與Voff差值 將變得越小 顯示對比變差 直接驅動 優點 顯示效果良好 無鬼影 Voff 0V 缺點 顯示字節多時 Layout線路變得複雜 端子數愈多 LCD驅動方式優缺點比較 LCD驅動 Von Voff電壓計算 靜態驅動 Von r m s VopVoff r m s 0 無鬼影 多工驅動 LCD驅動電壓 LCD驅動 液晶與Von Voff關係 LCDV Tcurve Transmissive LCD驅動 V r m s Von V90 Voff V10 T90 T10 Vop與液晶關係 TNLCDVop與視角關係 Transmissive V r m s LCD驅動 Duty與液晶關係 TNLCDDuty數與視角關係 Transmissive V r m s LCD驅動 工具1 有TrueRMS功能之數位電錶 AC頻寬 2KHz 2 待測Module 步驟1 找出LCD上點亮 ON 的字節 其相對應之COM及SEG 2 再根據此COM SEG查出其相對應於IC上之接腳 3 將電