专题一：液晶显示技术(下)课件分解.ppt

专题一：液晶显示（LCD）技术,1.液晶概述1.1液晶的分类1.2液晶的物理特性1.3液晶的光学特性1.4液晶的电光效应2.液晶显示器件2.1液晶显示器件的结构及工作原理2.2液晶显示器件的分类2.3液晶显示器件的驱动技术2.4有源矩阵液晶显示器件2.5液晶显示器件的主要材料及制造工艺3.液晶显示器的技术参数、特点及新近展3.1液晶显示器的技术参数3.2液晶显示器的特点3.3液晶显示技术的新进展,3.LCD的技术参数、特点及新近展,3.1LCD的技术参数1.可视面积液晶显示器所标示的可视面积尺寸就是实际可以使用的屏幕对角线尺寸。2.点距指在水平方向或垂直方向上的有效观察尺寸与相应方向上的像素之比，点距越小显示效果就越好。现在市售产品的点距一般有点28（0.28mm）、点26（0.26mm）、点25（0.25mm）3种。例如，一般14英寸LCD的可视面积为285.7mm214.3mm，它的最大分辨率为1024768，那么点距就等于可视宽度/水平像素（或者可视高度/垂直像素），即285.7mm/1024=0.279mm（或者是214.3mm/768=0.279mm）。,3.1LCD的技术参数,3.可视角度液晶显示器的可视角度左右对称，而上下则不一定对称。由于每个人的视力不同，因此以对比度为准，在最大可视角时所测得的对比度越大越好。当背光源的入射光通过偏光板、液晶及取向膜后，输出光便具备了特定的方向特性，也就是说，大多数从屏幕射出的光具备了垂直方向。4.亮度液晶显示器的最大亮度，通常由背光源（CCFL或LED）来决定，亮度值一般都在200250cd/m2之间。液晶显示器的亮度若略低，会觉得发暗，而稍亮一些，就会好很多。虽然技术上可以达到更高亮度，但是这并不代表亮度值越高越好，因为太高亮度的显示器有可能使观看者眼睛受伤。,3.1LCD的技术参数,5.响应时间指液晶显示器各像素点对输入信号反应的速度，即像素由暗转亮或亮转暗的速度，此值越小越好。如果响应时间太长，就有可能使液晶显示器在显示动态图像时有尾影拖曳的感觉。这是液晶显示器的弱项之一，但随着技术的发展而有所改善。一般将反应速率分为两个部分，即上升沿时间和下降沿时间，表示时以两者之和为准，一般以20ms左右为佳。6.色彩度LCD面板上每个独立的像素色彩是由红、绿、蓝（R、G、B）3种基本色来控制。每个基本色（R、G、B）达到6位，即64种表现度，那么每个独立的像素就有646464=262144种色彩。采用了帧率控制（FrameRateControl，FRC）技术以仿真的方式来表现出全彩的画面，也就是每个基本色（R、G、B）能达到8位，即256种表现度，那么每个独立的像素就有高达256256256=16777216种色彩。,3.1LCD的技术参数,7.对比度对比度是最大亮度值（全白）与最小亮度值（全黑）的比值。CRT显示器的对比度通常高达5001，以致在CRT显示器上呈现真正全黑的画面是很容易的。但对LCD来说就不是很容易了，由冷阴极射线管所构成的背光源是很难去做快速的开关动作，因此背光源始终处于点亮的状态。为了要得到全黑画面，液晶模块必须完全把来自背光源的光完全阻挡，但在物理特性上，这些组件无法完全达到这样的要求，总是会有一些漏光发生。一般来说，人眼可以接受的对比值约为250：1。,8.分辨率TFT液晶显示器分辨率通常用一个乘积来表示，例如800600、1024768、12801024等，它们分别表示水平方向的像素点数与垂直方向的像素点数，而像素是组成图像的基本单位，也就是说，像素越高，图像就越细腻、越精美。9.外观液晶显示器具有纤巧的机身，显示板的厚度通常在6.58cm之间。充满时代感的造型，配以黑色或者标准的纯白色，让人看起来相当舒适。现在一些液晶显示器还可以挂在墙上,充分显示了其轻便性。,3.1LCD的技术参数,3.2LCD的特点,优点：1.低压微功耗极低的工作电压，只要23V，工作电流只有几个umA/cm2，即功耗只有10-610-5W/cm2。因此液晶显示器可以和大规模集成电路直接匹配，简化了驱动电路，使便携式电子计算机、电子仪器仪表及笔记本电脑等成为可能。2.平板型结构液晶显示器的基本结构是有两片导电玻璃，中间灌有液晶的薄形盒（46um）。使用方便，显示面积做大做小都较容易，便于自动化大量生产，生产成本低。3.被动显示型在自然界，人类视觉所获得的信息中，90%以上是通过外部事物对光的反射，而不是靠物体本身得发光，所以被动显示更适合人的视觉习惯，不易引起眼部疲劳。,不怕光冲刷（指当环境光较亮时，要显示的信息被冲淡，从而显示不清晰。），外光越强，显示内容越清晰,这是指反射式LCD。光冲刷一般指主动发光显示被环境光冲淡。4.显示信息量大液晶显示像素可以做得很小，所以在同样显示面积内可以容纳更多的像素，有利于实现高清显示。5.易于彩色化液晶本身无颜色，但有许多方法可以实现彩色化，如滤色法和干涉法。由于滤色法技术比较成熟，使液晶的彩色化更准确更艳丽，因此不会产生失真。6.无电磁辐射7.长寿命由于液晶工作电压低，电流小，所以几乎不会劣化，寿命很长，可达50000小时。,3.2LCD的特点,3.2LCD的特点,缺点：1、可视角度小早期的液晶显示器可视偏转角度只有90度，只能从正面观看，从侧面看就会出现较大的亮度和色彩失真。现在市面上的液晶显示器可视偏转角度一般在140度左右，对于个人使用来说是够了，但如果几个人同时观看，失真的问题就显现出来了。2、响应速度慢显示快速运动画面时，容易产生影像拖尾现象。在玩游戏、看快速动作的影像时十分重要，足够快的响应时间才能保证画面的连贯。,缺点：3、亮度和对比度低由被动显示原理决定的。4、容易产生“坏点”（亮点和暗点）液晶显示屏的材料一般采用玻璃，很容易破碎，再加上每一个像素都十分细小，常常会造成个别的像素坏掉的现象，俗称“坏点”，这是无法维修的，是在生产过程中产生的，只有更换整个显示屏，而更换的价格往往十分昂贵。在每个液晶像素后面有三个晶体管（有源器件），对应着红、绿、蓝三个滤光片，其中任何一个晶体管出现问题都会使这个像素成为一个坏点。以15寸1024*768的屏为例，总共约需像素点1024*768*3=2359296个，而且在每个液晶像素背后还集成有一个单独驱动管，在如此多的像素点和驱动管中难免会有个别会出现问题。产生坏点的多少直接与生产厂家的技术和工艺水平相关。,3.2LCD的特点,当设定屏幕显示的画面全黑时，屏幕上所显示的红、绿蓝光点。亮点是怎么形成的？,当设定屏幕显示的画面全白或为同一颜色时，屏幕上不显示颜色的点。暗点是怎么形成的？,TN-LCD工作于NW（NormalWhite常亮）模式，当由于各种因素造成某些像素上的TFT（薄膜晶体管）损坏时，电压就无法加到该像素上，这样该像素上的液晶分子无法得到扭转的动力，保持原有的扭曲排列状态，在任何情况下光线都将穿透液晶盒两端的偏振片使该像素永远处于亮态，这就是我们常说的亮点。,TN-LCD工作于NW（NormalBlack常黑）模式，当由于各种因素造成某些像素上的TFT（薄膜晶体管）损坏时，电压就无法加到该像素上，这样该像素上的液晶分子无法得到扭转的动力，保持原有的扭曲排列状态，在任何情况下光线都无法穿透液晶盒两端的偏振片使该像素永远处于暗态，这就是我们常说的暗点。,LCD屏幕的等级：一般分A、B和C三级。A级比B级的档次要高，C级档次最低。一般说来，B级和C级都算是次品，与A级相比，B级和C级的坏点数多一些，亮度相对不均匀，外观也可能有损伤，并且与A级屏的价格差距可能高达近千元。除了这三级以外，现在还有一种称呼就是“超A级”或“AA级”，即比A级档次还要稍微高一些的产品。实际上液晶面板等级的判别不仅在于坏点和亮点暗点的多少上，色纯度、可视角度的区别也是评定的主要依据，厂商要根据这些产品指针的综合评定，才能把液晶评分为A级、B级、C级，并会以此为依据对产品定价，其中A级屏和B级屏必须用专用的仪器去测试，肉眼很难判别。,3.2LCD的特点,各地面板厂商对产品的分级各不相同：韩系厂商，3个以下为A级日系厂商，5个以下为A级台系厂商，8个以下为A级主流液晶显示器产品所标称的等级标准为：AA级：无任何坏点的LCD显示器为AA级。A级：3个坏点以下，其中亮点不超过一个，且亮点不在屏幕中央区内。B级：3个坏点以下，其中亮点不超过二个，且亮点不在屏幕中央区内。,3.2LCD的特点,3.3LCD的新进展,3.3.1LCD宽视角化技术的进展LCD视角小的原因：由液晶本身的工作原理决定的。液晶分子是棒状的，分子不同的排列方向存在着不同的光学各向异性。入射光线和液晶分子指向矢夹角越小，双折射越小。偏离显示板法线方向以不同角度入射到液晶盒的光线与液晶分子指向矢的夹角不同，造成不同视角下，有效光程差nd不同。,液晶盒的最佳光程差是按垂直入射光线设计的，这样视角增大时，最小透过率增加，对比度下降。偏离法线越远，对比度下降越严重，还可能出现暗态的透过率大于亮态透过率的现象，也就是发生了对比度反转现象。,3.3.1LCD的宽视角化技术的进展,增宽视角的出发点：克服不同视角方向有效nd不同的现象。解决的主要方法有两类：在液晶盒外进行光学补偿；改变液晶盒内液晶分子排列形式。一、液晶盒外光学补偿法1、相差膜补偿法在液晶面上加贴一片一定数值的相位差膜以改善视角特性。对于AM-LCD，常采用NW（NormalWhite常白）模式。亮态（未加电压）时的透过特性与视角关系不大，而暗态（加上电压）的透过率与视角关系十分灵敏，所以视角补偿多集中在暗态的光学补偿上。由于暗态是有场态（加上电压），这时液晶分子以垂直基板表面的排列为主（正液晶而言），为正性双折射，故可用负性双折射系数的相差膜补偿。对于NB（NormalBlack常黑）模式，则需要用正性双折射系数的相差膜补偿。,NW（NormalWhite常白）模式，负性双折射系数的相差膜补偿补偿膜并不只贴在液晶面板表面侧，而是液晶盒的两侧。当光线从下方穿过补偿薄膜后便有了负的相位延迟（因为补偿薄膜n0）,进入液晶盒之后由于液晶分子的作用，在到液晶盒中间的时候，负相位延迟给正延迟抵消为0。当光线继续向上进行又因为受到上部分液晶分子的作用而在穿出液晶盒的时候有了正的相位延迟，当光线穿过上层补偿薄膜后，相位延迟刚好又被抵消为0。这样用精确的补偿薄膜配合TN模式液晶可以取得很好的改善视角效果，可视角度都达到160。TNFilm广视角技术被广泛应用于主流液晶显示器。特点：工艺简单，成本较低，可扩大视角范围，但没有改变原有对比度曲线沿方位角分布的形状。响应时间长、开口率低、最大色彩数少等缺点也没有改善。因此这种改善视角的方法还长与其他方法组合使用。,3.3.1LCD的宽视角化技术的进展,2、准直背光源加漫散射观察屏法在LCD观察面上放置一块漫射屏，LCD的对比度沿方位角分布的不均匀性可以得到消除，而且视角分为大大增加，但会是对比度严重下降。如用准直光作为LC的背光源，对比度可以大大提高，所以准直背光源加漫散射观察屏可以得到既有足够对比度，又有很宽视角范围的显示质量。本方法可用于TN-LCD和STN-LCD，液晶盒和背光源的设计及工艺都不变，显示器的重量和厚度无明显增加，成本只增加5%-10%。,3.3.1LCD的宽视角化技术的进展,二、低扭曲角和低nd设计LCD（LTN-LCD）LCD较小的视角特性是由于偏离液晶屏法线方向的不同角度入射光线与液晶分子长轴夹角不同，造成不同视角下有效光程差nd不同。因此减小LCD盒的nd可以减少nd的变化，从而改善视角特性。但nd的减小将使光的最大透过率下降，可以将液晶分子的扭曲角变小，使光的最大透过率恢复到原有水平。但这又会引起液晶有场态（加电压）时，光的最低透过率（NW模式）略有上升。为了提高对比度，可以加一层延迟量很小的PVA（聚乙烯醇）薄膜补偿。例如：nd=0.38m，扭曲角70，补偿膜延迟量为23nm，对比度达100：1。可将不发生灰度反转的视角范围从普通TN-LCD的-2730扩展到-4273。,3.3.1LCD的宽视角化技术的进展,3.3.1LCD的宽视角化技术的进展,三、改变液晶分子排列方式1、多畴TN-LCD针对TN-LCD对某一特定视角的依存性特性，可采用多组长轴方向不同的液晶分子（畴）来合成一个像素，这样用不同方向的液晶分子来补偿不同方向的视角，精确地设计好它们之间的排列，其合成的视角也可以达到比较理想的效果。多畴TN-LCD的每个像素由多个子像素组成，每个子像素都有特有的扭曲排列方式，构成一个畴相应的视角特性。整个像素的视角特性是各个子像素视角特性的迭加和平均。只要各子像素液晶分子的排列设计的合理，使它们的视角特性能互相补充，合成的视角特性就可以做得很宽，并且没有方向性。,3.3.1LCD的宽视角化技术的进展,三、改变液晶分子排列方式1、多畴TN-LCD如下图所示双畴结构的两个畴液晶分子对称排列，分子长轴倾斜角度相反，视角也正好相反，所以组合起来就视角就宽了。,在B处看到的是中灰阶，在A和C处能同时看到的高灰阶和低灰阶，混色后正好是中灰阶。,3.3.1LCD的宽视角化技术的进展,三、改变液晶分子排列方式1、多畴TN-LCD特点：需要多次摩擦和光刻，工艺十分复杂。分割畴数量受限制。理论上单个像素的液晶分子包含的畴越多，合成的视角特性越好，但工艺的难度也随着增大。计算机模拟出，畴数大约4以后性能提高并不多，所以使用中多用2畴或4畴分割。在高端AM-LCD中获得了应用，双畴结构的视角达到了60度。但不牺牲亮度的情况下，获得较高对比度有一定的困难。,3.3.1LCD的宽视角化技术的进展,2、非晶TN模式(-TN-LCD)-TN-LCD利用液晶冷却过程来形成多畴。在TN液晶材料中掺以一定手性材料，其螺距p是盒厚d的4倍。液晶盒的内表面是未经摩擦的各向同性PI层。注入液晶材料后，加热到清亮点以上，然后冷却到室温。冷却过程中液晶材料的再结晶过程如右图b所示。冷却结束后形成一个个柱状结构，每个结构内分子从上内表面到下内表面都扭曲90，但分子的指向矢是随机的，且在中心平面中连续变化。柱状结构间的中心距为10100um，因此一个像素内就包含了进百个柱状结构，相当于近百个畴。实现了不用分割电极而获得多畴结构，视觉特性相当于8畴结构。,a普通TN-LCD,b非晶TN-LCD,3.3.1LCD的宽视角化技术的进展,3、多畴垂直取向（MVA）液晶分子长轴在未加电时不像TN模式那样平行于屏幕，而是垂直于屏幕，并且每个像素都是由多个这种垂直取向的液晶分子畴组成。当电压加到液晶上时，液晶分子便倒向不同的方向。这样从不同的角度观察屏幕都可以获得相应方向的补偿，也就改善了可视角度。问题：怎么实现这样的结构？,3.3.1LCD的宽视角化技术的进展,3、多畴垂直取向（MVA）工作原理,在MVA中，M代表multi-domain(多象限)，是就一个子像素(cell)来说。以凸起物来形成多象限。上图是一种双畴VA模式液晶。VA代表VerticalAlignment(垂直配向)，但液晶分子在静态时并不是真的垂直配向(见上图，在未加电压时)，因为受凸起物斜面的影响。,未加电时，液晶分子长轴垂直于屏幕，只有在靠近凸起物电极的液晶分子略有倾斜，光线此时无法穿过上下两片方向垂直的偏光板。（NB模式）,当加电后，凸起物附近的液晶分子迅速带动其他液晶转动到垂直于凸起物表面状态，即分子长轴倾斜于屏幕，透射率上升从而实现调制光线。,直条三角棱状凸起物（如图a）可以实现双畴，当突起物为四面体（如图b），液晶分子就可巧妙分成四个畴，也即多畴模式。四畴模式液晶在受电后，A、B、C、D各畴的液晶分子分朝四个方向转动，这就对液晶显示器的上下左右视角都同时补偿，因此MVA模式的液晶显示器在这四个方向都有不错的视角。基于这样的补偿原理，可以更改凸起物的形状，用更多不同方向的液晶畴来补偿任意视角可以取得很好效果。,3.3.1LCD的宽视角化技术的进展,3、多畴垂直取向（MVA）垂直取向模式,（a）二分割,（b）四分割,（c）无限分割,富士通公司主导的四分割,3.3.1LCD的宽视角化技术的进展,3、多畴垂直取向（MVA）特点优点：通过4分割以上的多分割化可获得极高的显示品质，视角特性(对比度、灰度转换、色彩变化)改善。坏点为暗点，对画面影响较小；由于这种模式的液晶显示器工作在NB（NormalBlack，常黑）模式，当TFT损坏时，该像素则永远呈暗态（暗点）。虽然它也属于“坏点”，不过相对TN模式上常见的“亮点”来说，“暗点”要更难发现，也就是说对画面影响更小，用户也较容易接受。有利于提高液晶的响应速度。由于液晶分子的运动幅度没有TN模式那么大，相对来说加电后液晶分子要转动到预定的位置会更快一些，而且在靠近电极斜面的液晶分子在受电时会迅速转动，带动离电极更远的液晶分子运动。,3、多畴垂直取向（MVA）特点优点：在取向涂敷前进行取向处理，从而工艺稳定，提高了生产率；只要检查突起状态，即可预测取向状态(贴合前剔除不良基板)；通过突起可控单元厚度，取消衬垫；设计自由。可以不管像素尺寸、像素间距等进行设计。缺点：对视角的改善仅限上下左右四个方向，而其他方位角视角仍然不理想。如果采用双轴性光学薄膜补偿，将会得到比较理想的视角。驱动电压高（13.5V）。因为特殊的电极排列让电场强度并不均匀，如果电场强度不够的话，会造成灰阶显示不正确。随视角的增加而出现颜色变淡的现象。灌入液晶时如果采用传统工艺，所需要的时间会大大增加，因此现在普遍应用一种叫ODF（One-DropFill，滴下式注入法）的高速灌入工艺，增加了成本。,3.3.1LCD的宽视角化技术的进展,3.3.1LCD的宽视角化技术的进展,4、PVA（PatternedVerticalAlignment花样电极垂直取向）PVA采用透明的ITO层代替MVA中的凸起物，制造工艺与TN模式相容性较好。透明电极可以获得更好的开口率，最大限度减少背光源的浪费。PVA也属于NB（常暗）模式液晶，在TFT受损坏而未能受电时，该像素呈现暗态。这种模式大大降低了液晶面板出现“亮点”的可能性。问题：不用凸起物如何生成倾斜的电场呢？,PVA很巧妙的解决了这一问题。如图，上下基板上的ITO被光刻了一道道的缝，上下,两层的缝并不对应，从剖面上看，上下两端的电极正好依次错开，平行的电极之间也恰好形成一个倾斜的电场来调制光线。,在未加电状态下，液晶分子长轴垂直于面板方向互相平行排列，CPA模式的每个像素都具有多个方形圆角的次像素电极（如图）。当加电压时，次像素电极和另一面的电极形成一个对角的电场驱使液晶向中心电极方向倾斜。各液晶分子朝着中心电极呈放射的焰火状排列。由于像素电极上的电场是连续变化的，所以被称作“连续焰火状排列（CPA）”模式。,3.3.1LCD的宽视角化技术的进展,5、CPA(ContinuousPinwheelAlignment连续焰火状取向),CPA原理示意图,3.3.1LCD的宽视角化技术的进展,在性能上，CPA模式与MVA基本相当，而且CPA也属于NB（常黑）模式液晶，在未受电情况下屏幕为黑色，在生产导致TFT损坏时也同样不易产生“亮点”。因为CPA模式在各个方向均有相应的液晶分子作补偿，所以在视角表现上除了水平和垂直两方向外在其他倾斜角也有不错的表现。MAV和PAV统称AV（垂直取向）技术，其实CPA也属于AV（垂直取向）技术。因为CPA在未加电状态下，液晶分子长轴垂直于面板。,3.3.1LCD的宽视角化技术的进展,6、OCB（OpticallyCompensatedBend/OpticalCompensatedBirefringence，光学补偿弯曲排列/光学补偿双折射）技术,OCB模式LCD结构示意图,液晶分子不扭曲，在一个平面内连续弯曲排列，中间的液晶分子始终处于跟基板垂直的状态。液晶分子的排列是上下对称的，下面液晶分子双折射性导致的相位偏差正好可以利用上部分的液晶分子自行抵消，即光学自补偿效应。在无电场条件下，透过光也会产生光程差，所以要加一层双轴光学补偿膜，以抵消这个光程差。,6、OCB（光学补偿弯曲排列/光学补偿双折射）技术OCB模式也属于NB（常黑）模式。未加电压时，液晶分子以一种对称的曲列结构排列，光线穿不过去。,施加电压时，液晶分子开始发生偏转，光透过率上升，最终出现对称的叠加。由于不管在什么时候液晶层都是对称的，这样由下面液晶分子双折射性所导致的相位偏差刚好可以利用上部分的液晶分子自行抵消，可以获得极为出众的显示效果并在一定程度上增大了视角。,OCB模式LCD工作原理,3.3.1LCD的宽视角化技术的进展,6、OCB（光学补偿弯曲排列/光学补偿双折射）技术特点优点：利用其设计巧妙的对称液晶分子排列来实现自我补偿视角，所以它又叫自补偿模式。在自补偿和双轴光学膜的补偿下，OCB模式的液晶可以实现不错的可视角度，而且视角均匀性非常好。属于NB（常黑）模式，因此OCB出现“亮点”的几率也不高。OCB还原的黑色特别纯，有利于实现较高的对比度。响应速度快。由于液晶分子是紧密排列在一起的，当加电后，中间液晶分子的动作将牵拉或推动整个液晶盒，起到加速的作用。另外，OCB模式的液晶分子长轴始终在一个平面，不需要象TN模式那样做扭曲的动作，而只需“弯曲”。相对来说，只需做很小的改变就可以达到预定的位置，所以OCB模式液晶显示器有着明显的速度优势。,3.3.1LCD的宽视角化技术的进展,6、OCB（光学补偿弯曲排列/光学补偿双折射）技术特点优点：目前已经有1ms到5ms的产品。所以OCB模式的液晶显示器最适合应用于还原动态图像。缺点：在无电场情况下分子是平行于基板的，为了实现液晶分子的弯曲排列，每次开机都需要一定的预置时间来让液晶分子扭动到合适位置之后才能正常工作。这给使用带来不便。对RGB三种单色光的透过率不一样。,3.3.1LCD的宽视角化技术的进展,7、IPS（InPlaneSwitching平面开关）技术IPS模式最大的特点就是它的两极都在同一个基板上，而不象其它液晶模式的电极是在上下两块基板上立体排列。由于,电极在同一平面上，在何种状态下液晶分子始终都与基板平行。不加电场时液晶分子没有扰动，呈暗态（NB常黑）。加上电场后，液晶分子向垂直电场方向旋转，但液晶分子长轴仍然平行于基板，光透过率上升。,未加电压,加电压,IPS模式工作原理,3.3.1LCD的宽视角化技术的进展,3.3.1LCD的宽视角化技术的进展,7、IPS（InPlaneSwitching平面开关）技术控制电压的大小将液晶分子旋转到需要的角度，配合偏振片就可以调制光的透过率，以显示不同的色阶。IPS的工作原理有些类似于TN模式液晶。问题：IPS模式与TN模式的工作原理有哪些区别？TN模式的工作原理：液晶分子扭曲向列排列。IPS模式的工作原理：液晶分子长轴方向始终平行于基板。IPS模式从液晶分子长轴取向出发，让观察者任何时候都只能看到液晶分子的短轴，因此在各个角度上观看的画面都不会有太大差别，这样就比较完美地改善了液晶显示器的视角。,7、IPS（InPlaneSwitching平面开关）技术特点优点：有极好的视角特性，由于消除了扭曲排列。出现亮点的可能性也较低。IPS模式也属于NB常黑模式。跟MVA模式一样，IPS的暗态透过率也非常低，所以它的黑色表现是非常好的，不会有什么漏光。缺点：开口率低，由于电极做在一块基板上，减少透光率。所以IPS应用在LCDTV上会需要更多的背光灯。驱动电压较高，一般需要15伏。当把电压加到电极上后，靠近电极的液晶分子会获得较大的动力，迅速扭转90度是没问题的。但是远离电极的上层液晶分子就无法获得一样的动力，运动较慢。只有增加驱动电压才可能让离电极较远的液晶分子也获得不小的动力。在左上和右下角45度会出现灰阶逆转现象，这可以通过光学补偿膜改善。,3.3.1LCD的宽视角化技术的进展,3.3.1LCD的宽视角化技术的进展,7、IPS（InPlaneSwitching平面开关）技术发展改进第一代IPS技术：针对TN模式的弊病提出了全新的液晶排列方式，实现较好的可视角度。,第二代IPS技术（S-IPS即Super-IPS）：采用人字形电极，引入双畴模式，改善IPS模式在某些特定角度的灰阶逆转现象。第三代IPS技术（AS-IPS即AdvancedSuper-IPS）：减小液晶分子间距离，提高开口率，获得更高亮度。,目前采用公用电极、梳型电极等方案增加透射率。,8、FFS（FringeFieldSwitching边缘场开关）技术FFS严格来说应该IPS模式的一个分支，主要改进是采用透明电极以增加透光率。FFS技术为韩国现代HYDIS掌握。FFS结,3.3.1LCD的宽视角化技术的进展,构跟IPS模式大同小异，正负电极不再是间隔排列。FFS技术通过同一平面内像素间电极产生边缘电场，使电极间以及电极正上方的取向液晶分子都能在（平行于基板）平面方向发生旋转转换，透光率上升，透明电极不会遮挡光线，从而提高液晶层的透光效率。,FFS模式工作原理,InPlaneSwitching,FringeFieldSwitching,C/F,C/F,E,d,w,l,d,w,l,Vcom,Vpixel,FFS和IPS技术的比较,FFS技术的特点,广视角和高亮度,钝化层,公共电极,像素电极,取向层,Glass,Glass,透光,光源,透光,IPS,Glass,Glass,光源,透光,FFS,Glass,液晶分子,电场,偏振片,偏振片,偏振片,电场,液晶分子,偏振片,FFS技术的特点,三种不同模式LCD透光率随驱动电压的曲线图,电压(V),透光率,8、FFS（FringeFieldSwitching边缘场开关）技术发展第一代FFS技术：主要解决IPS模式固有的开口率低造成透光少的问题，并降低了功耗。第二代FFS技术（UltraFFS）：将像素改为楔形电极，采用双畴结构，重点改善了色偏。第三代FFS技术（AdvancedFFS）：通过对液晶材料的改良和优化（如负型液晶光效率高，但扭转黏性较大，响应时间慢；而正型液晶响应时间虽然较快，但光效率很低。），在正型液晶上获得负型液晶90%左右的光效率，使得透光率和响应时间可兼得；同时AFFS对楔形电极进行修改，使之具备自动抑制光泄漏的能力，这样可以大幅缩小彩色滤光片固有的黑矩阵与像素电极间的重叠幅度，大大提高了透光率。AFFS拥有极高的透光率，可以最大限度的利用背光源得到高亮显示。无论是水平还是垂直方向，AFFS都能实现惊人的180视角。在透光率、对比度、亮度、可视角度、色差上均有明显提高。,3.3.1LCD的宽视角化技术的进展,3.3.2提高LCD响应速度,提高响应速度（即缩短响应时间）的出发点：提高液晶分子由初始排列状态到（外加后电场后）排列状态改变的速度。有以下几种方法：（由理论分析得到）1、选用粘度小、响应速度快的液晶材料；2、减小液晶层的厚度；3、减小液晶材料的粘滞系数，增加介电系数；4、增大取向材料聚酰亚胺（IP）定向层的预倾角；5、减小PI定向层的厚度；6、增加驱动电压和。其中，粘滞系数和介电系数是一定的，其他方法都有人工改进的空间。提高工艺水平，方法2、4和5可以实现。但加大电压会对液晶的寿命有很大影响。那么只有方法1、2、4和5才能够真正用于实际解决响应时间的问题。前面LCD的宽视角化技术的很多方法都能同时提高响应速度。,3.3.3液晶面板代数的发展,液晶面板采用几代线，本身并无技术先进落后的分别，只是玻璃基板尺寸大小不同，代数越高，面板越大，切割出来的屏幕价格更低些。在分辨率、亮度、对比度、响应速度、可视角等方面也没有什么太大的差别。G1300400、G2370470、G3550650、G4680880,问题：平常说的液晶几代生产线是什么意思？,常见的LCD面板有：TN面板、VA类面板（MVA和PVA等）、IPS面板以及CPA面板。1、TN面板TN全称为TwistedNematic(扭曲向列型)面板，低廉的生产成本使TN成为了应用最广泛的入门级液晶面板，在目前市面上主流的中低端液晶显示器中被广泛使用。我们看到的TN面板多是改良型的TN+film，film即补偿膜，用于弥补TN面板可视角度的不足，改良的TN面板的可视角度都达到160。作为原生6Bit的面板，TN面板只能显示红/绿/蓝各64色，最大实际色彩仅有262.144种，而通过抖动算法之后，可以让其达到16.7M色（8bit色彩），但是毕竟通过IC电路计算出来的色彩在准确性和自然性方面都无法和原生相比。优点：响应时间容易提高。由于液晶分子偏转速度快。缺点：对比度不高，色彩单薄，还原能力差，过渡不自然。目前市场上8ms以下液晶产品基本采用的是TN面板。另外三星还开发出一种B-TN(Best-TN)面板，是一种改良的TN面板，主要为了平衡TN面板高速响应必须牺牲画质的矛盾。同时对比度可达7001，已经可以和MVA或者早期PVA的面板相接近了。TN面板属于软屏，用手轻轻划会出现类似的水纹。,3.3.4液晶面板的分类,2、VA（液晶分子垂直取向）类面板广泛应用于中高端液晶显示，属于广视角面板。和TN面板相比，8bit的面板可以提供16.7M色彩、大可视角度和对比度高等特点。价格也相对TN面板要昂贵一些。目前市面上的VA型液晶面板，又分为MVA和PVA。MVA在视角的增加上可达160度以上，反应时间缩短至20ms以内。它是最早出现的广视角液晶面板技术，通常可达到170，主要由富士通主导。通过技术授权，我国台湾省的奇美电子(奇晶光电)、友达光电等面板企业均采用了这项面板技术。改良后的P-MVA类面板可视角度可达接近水平的178，并且灰阶响应时间可以达到8ms以下。目前市面上采用MVA面板的中高端液晶显示较多，如许多品牌的20英寸、22英寸宽屏，就多采用了MVA液晶面板。,3.3.4液晶面板的分类,2、VA（液晶分子垂直取向）类面板PVA技术，直接改变液晶单元结构，由三星主导的，它是MVA技术的继承者和发展者，其品质、效果也超过了MVA。甚至有人说，在液晶电视时代，PVA的地位就相当于CRT显示器时代的“珑管”。因为拥有出色的品质，因此PVA液晶面板被日美厂商广泛采用。当然，三星旗下的高端液晶显示器，基本清一色采用了PVA液晶面板。VA面板的优点：可视角度大、黑色表现也更为纯净对比度高、色彩还原准确。VA面板的缺点：功耗比较高、响应时间比较慢、面板的均匀性不够好、可视角度相比IPS稍差。VA类面板也属于软屏，用手轻轻划会出现类似的水纹。可采用以下方法识别VA面板：用手指按液晶显示器的屏幕，如果出现四瓣梅花型水印，则是采用VA面板的；如果是圆形波纹水印，则是采用TN面板的。,3.3.4液晶面板的分类,2、VA（液晶分子垂直取向）类面板,PVA屏像素是半像素的鱼鳞状，方向朝右，俗称“八”字形,MVA屏像素为竖条状，空隙大,3.3.4液晶面板的分类,3、CPA面板（ASV面板）CPA（连续焰火状排列）模式广视角技术（软屏），CPA模式广视角技术严格来说也属于VA阵营的一员，各液晶分子朝着中心电极呈放射的焰火状排列。C