平板显示技术

1、南京国显电子公司平板显示器件南京国显电子公司技术研讨会南京国显电子公司TFT液晶显示器件 TFT液晶显示器的结构 TFT液晶显示器的原理 TFT液晶显示器的驱动南京国显电子公司TFT液晶显示器的结构南京国显电子公司TFT液晶显示器的原理TFT(Thin Film Transistor)LCD即薄膜场效应晶体管LCD，是有源矩阵类型液晶显示器(AM-LCD)中的一种。 TFT LCD的主要特点是为每个像素配置一个半导体开关器件,其加工工艺类似于大规模集成电路。南京国显电子公司由于每个像素都可以通过点脉冲直接控制，因而，每个节点都相对独立，并可以进行连续控制，这样设计方法不仅提高了显示屏的反应速度

2、，同时可以精确控制显示灰度，这就是TFT色彩较DSTN更为逼真的原因。TN（Twisted Nematic）型LCD的技术纯粹的黑白双色显示，就是通过控制液晶的状态让光线通过或不通过两种情况。其后出现的STN以及DSTN等也就是在上面的基础上控制一下光线，不止是全通过或者全不通过两种情况，出现了部分通过的情况。南京国显电子公司部分通过可以从两个方面理解，一是强度，那么这就会产生明暗有了灰度等级；二是色彩，大家都知道白光其实是由三基色混合而成，我们可以考虑控制每种颜色光线通过多少，这样就出现了彩色（就像水彩颜料，三基色混合的比例不同就可以得到其它任何不同的色彩）。这些都是无源矩阵(Passive

3、 Matrix)的方式，说它是无源矩阵主要是从液晶的角度来说的，因为在这些方式里面液晶都是接受电信号作出反应以达到相应的效果，是被动的。南京国显电子公司TFT的液晶产品目前主要采用有源矩阵（Active Matrix）模式。就原理来说和前面的模式差别不是很大，只是在背光源以及偏振板等设计略有改变，使用场效应晶体管（FET）以及公共电极，使得TFT屏幕可以让液晶体保持电位状态，直到下一次的电压改变。这里主要的不同在液晶显示器连接了一个额外的晶体管阵列，每个像素的每种三基色都各自拥有相应的晶体管。当控制某一像素中三基色之一的FET电极受信号控制改变其下的液晶分子扭转方向时,其结果表现在通过该电极的

4、光线的明暗受到控制，并且光线在经过电极前的滤色器后让该滤色器代表的光线通过到达人眼，从而让人眼感觉到一个有颜色、有明暗梯度区别的亮点。南京国显电子公司简单回顾TFT-LCD工作原理以及简单了解TFT-LCD的制作过程南京国显电子公司薄膜晶体管液晶显示器英文简称是TFT-LCD ，是用玻璃上的薄膜晶体管来控制液晶的光线明暗，让不同色彩显示在屏幕上。就跟开关一样，可以让有颜色的灯泡亮与不亮。 南京国显电子公司TFT-LCD的重量又轻、又薄，它是怎么做成的呢? TFT-LCD由二片偏光片、二片玻璃，中间加上液晶，另外再组装上背光源所组成的。 南京国显电子公司TFT-LCD内有二片偏光角度相互垂直的偏

5、光片及二片玻璃，只要加电就可以让液晶改变光的方向，液晶可以把光留在显示器里，也可以让它通过最上面的玻璃，最后就变成屏幕上的色彩明暗变化了。南京国显电子公司除了偏光片外，液晶显示器里还有一片布满薄膜晶体管的玻璃，一片有红绿蓝(R.G.B.)叁种颜色的彩色滤光片及背光源。当屏幕要显示蓝天时，有晶体管的玻璃就会动作，只让蓝光可以穿透彩色滤光片，而将红色光及绿色光挡在显示屏里面，这样我们在显示屏上就只能看到蓝色的光了。 南京国显电子公司制造液晶显示器要经过叁道主要的步骤，第一是矩阵制程(Array)，第二是制盒过程(Cell)，再就是模块制程(Module)，最后就是我们看到的成品。南京国显电子公司一

6、片表面平滑，没有任何杂质的玻璃，是制造薄膜晶体管玻璃基板最主要的原料。在制作之前，我们要用特殊的洗净液，将玻璃洗干净，然脱后水、甩干。 南京国显电子公司要使玻璃基板镀上金属薄膜，需先将金属材料放在真空镀膜室内，让金属在特殊气体中产生等离子(Plasma)后，金属上的原子就会被溅射到玻璃上，形成一层层的金属薄膜。 南京国显电子公司镀完金属薄膜后，还要在真空室内将玻璃板加温，镀一层绝缘层与半导体层。南京国显电子公司薄膜形成后，要在玻璃上制作晶体管图案。首先，要进入黄灯区喷上感光胶液，然后套上底板照射紫外光进行曝光，最后送到显影区喷显影液，去除感光胶，跟照相的原理一样，按下相机的快门后，影像就会留在

7、底片上了。 南京国显电子公司感光胶显影后，可用蚀刻法进行湿式蚀刻，将没有用的薄膜露出，亦可用离子蚀刻法进行干式蚀刻，蚀刻后再将留下的感光胶去除，最后就产生晶体管所需要的电路图案了。 南京国显电子公司要形成可用的薄膜晶体管，需要重复清洗、镀膜、上胶、曝光、显影、蚀刻、去胶等过程，一般来说，要制造TFT-LCD，就要重复5到7次。 南京国显电子公司完成薄膜晶体管玻璃基板后，就要进行液晶屏的组合了。液晶屏板是由晶体管玻璃基板与彩色滤色器组合而成。首先，要先将玻璃洗干净，再进行下一个步骤。 南京国显电子公司彩色滤色器是以化学涂布的方式，在玻璃上形成红、绿、蓝三种颜色，整齐排列后再覆盖一层导电的薄膜即完

8、成。 南京国显电子公司在整个组合的过程中，首先要为布满晶体管的玻璃和彩色滤色器涂上一层化学薄膜，然后再进行取向。 南京国显电子公司在组合二片玻璃板之前，要先平均布满类似球状的隔子固定间隔，以免液晶面板组合后，二片玻璃向内凹曲。通常液晶屏在组合时，会留下一个或二个缺口，以利灌入液晶，接着就以封框胶封在二片玻璃边缘，如此就制成一片玻璃盒。 南京国显电子公司封完边框之后，就将液晶盒放到真空室，通过刚才预留的缺口把液晶盒内的空气抽掉，然后借助大气压力灌入液晶，再将缺口封闭。南京国显电子公司最后再贴上二片偏光片，整片液晶屏即算完成。 南京国显电子公司偏光片贴附完成后，即开始在液晶屏的两侧贴附柔性电路或I

9、C电路板。 南京国显电子公司在组装背光源之后，模块的工作已基本完成，最后，还要经过许多检验测试的程序，才算真正完成整个液晶显示器的制作过程。南京国显电子公司TFT液晶显示器的驱动 南京国显电子公司TFT LCD采用有源矩阵驱动方式，其电极构成方式是：将X电极群与Y电极群以矩阵状交叉排列，将其一个个交点当作像素来构成整个画面。南京国显电子公司薄膜晶体管用做切换开关，经由此切换开关，可以使在某一时间所加入的电压，记忆至下一个选择时间。 TFT LCD的驱动波形上图所示。选择时间t1分配Yl电极，t2分配Y2电极，t3分配Y3电极，也就是在一期间内，各选择时间分配各Y电极。但是，Y电极的驱动波形是用

10、来控制薄膜晶体管(TFT)的。如果像素A的Y1线被选择，则在Y1线上所连接的TFT全部导通，即整行的TFT全部为ON。因此，加到源极电极X1Xn的电压经过TFT而写入液晶层。 以像素A为例，在时间tl加在X1电极的Vn电压经过ON状态的、连接在Yl线上的TFT而写入像素A的液晶层。接着，在不是选择像素A的时间，也就是再将信号供给Y2电极、Y3电极的选择下一个像素的时间t2，t3，加上X1电极的电压，由于像素A的TFT截止，故已写入像素A的电压并不受影响(理想状态)。南京国显电子公司LCD的各像素都附加有R、G、B颜色的滤光器，利用R、G、B信号控制通过这些像素的光通量，即利用R、G、B信号而改

11、变LCD的颜色像素的透过量，以达到颜色的显示。就单个像素而言，图2是典型的薄膜晶体开关驱动电路南京国显电子公司由图可见，每一个像素酷似一个薄膜开关电路，其中场效应晶体管便作为开关管使用，当扫描信号加到X2电极上时，场效应管T1和T1导通，此时如有视频信号加Y2电极上，就会通过T1使T2导通，并向C1充电。南京国显电子公司T2一旦导通，工作电压就通过T2加到像素上LC11上，使透光率或反射率发生变化。X1上的扫描信号一旦消失，T2本来是应该立即截止的，但是由于C1有充电电压存在，T2便会延续工作一段时间，直到C2上的电荷放完为止。这个延续的时间与图像信号的幅度直接有关，信号强则延时长，信号弱则延

12、时短。T2导通时间长，液晶像素就亮一些，反之就暗些。由此可见，这种液晶电视的亮度完全可以由晶体管的导通时间来控制的。图2(a)电路是适用于工作电压高于30V较高水平的液晶显示屏，图2(b)电路则是适用于工作电压较低的液晶显示屏，它是采用蓝宝石硅(Silicon On Saphire简写为SOS)作开关元件和薄膜晶体管(TFT)，利用无缺陷工艺集成于一体的，图中T3、T3为晶体管，C2为存储电容器，LC11、LC12为液晶的像素，它的基本原理与图2(a)相同，南京国显电子公司只是Y电极加图像信号、X1电极加扫描信号时，场效应晶体管T3导通，图像信号便通过T3加液晶像素LC11上，便它出现图像，同

13、时对电容电C2充电；同样由于C2的作用，在扫描信号消失后，T3的导通时间也会延迟一段时间，以实现灰度调制。南京国显电子公司平板显示器件的驱动电路（以LCM为例） LCMLCMLCM常用IC的封装形式 SMTSMTSMT方式的驱动 COBCOBCOB方式的驱动 TABTABTAB方式的驱动 COFCOFCOF方式的驱动 COGCOGCOG方式的驱动南京国显电子公司LCM常用IC的封装形式 SOP(Small Outline Package)(Small Outline Package)(Small Outline Package) QFP(Quad Flat Package)(Quad Flat

14、 Package)(Quad Flat Package) CHIP (DIE(DIE(DIE、裸片裸片裸片裸片裸片裸片) ) ) TCP(Tape Carrier Package)(Tape Carrier Package)(Tape Carrier Package)南京国显电子公司SOP(Small Outline Package)南京国显电子公司QFP(Quad Flat Package)南京国显电子公司CHIP (DIE、裸片裸片)南京国显电子公司TCP(Tape Carrier Package)南京国显电子公司SMT方式的驱动SMT是英文“Surface mount technolog

15、y”的缩写即表面安装技术，这是一种较传统的安装方式。其优点是可靠性高，缺点是体积大，成本高，限制LCM的小型化。南京国显电子公司COB方式的驱动COB是英文“Chip On Board”的缩写 即芯片被邦定（Bonding)在PCB上，由于IC制造商在LCD控制及相关芯片的生产上正在减小QFP（SMT的一种）封装的产量，因此，在今后的产品中传统的SMT方式将被COB方式逐步取代。南京国显电子公司 COB 生产流程图南京国显电子公司TAB方式的驱动TAB是英文“Tape Automated Bonding”的缩写即各向异性导电胶连接方式。将封装形式为TCP（Tape Carrier Packag

16、e带载封装)的IC用各向异性导电胶(ACF)分别固定在LCD和PCB上。这种安装方式可减小LCM的重量、 体积、安装方便、可靠性较好！ TAB工艺流程南京国显电子公司采用TAB工艺的产品南京国显电子公司COF是英文“Chip On Film”的缩写 即芯片被直接安装在柔性PCB上。这种连接方式的集成度较高，外围元件可以与IC一起安装在柔性PCB上，这是一种新兴技术，目前已进入试生产阶段。是一种柔性电路模块技术，利用COG技术的特点，柔性电路具有承载IC及无源元件的能力，並且在可挠曲方面，COF除有助于提升产品功能、高组装密度化及小型化外，更可提高产品的附加值。COF方式的驱动南京国显电子公司采

17、用COF技术的LCM的构造南京国显电子公司采用COF技术生产的LCM南京国显电子公司COG方式的驱动COG是英文“Chip On Glass”的缩写 即芯片被直接邦定在印有电路的玻璃上。这种安装方式可大大减小整个LCD模块的体积，且易于大批量生产，适用于消费类电子产品用的LCD，如：手机、PDA等便携式电子产品。这种安装方式在IC生产商的推动下，将会是今后IC与LCD的主要连接方式。南京国显电子公司采用COG技术的LCM的构造南京国显电子公司采用COG技术生产的LCM南京国显电子公司触摸屏（Touch Panel） 触摸屏的种类 简介电阻式触摸屏工作原理 电阻式触摸屏的控制方法南京国显电子公司

18、触摸屏的种类及特点目前常使用的触摸屏主要有三大类：电阻技术触摸屏；表面声波技术触摸屏；电容技术触摸屏。南京国显电子公司电阻技术触摸屏四线电阻屏特点：高解析度，高速传输反应。表面硬度强化处理，减少擦伤、刮伤及防化学处理。具有光面及雾面处理。一次校正，稳定性高，永不漂移。四线电阻模拟量技术的两层透明金属层工作时每层均增加5V恒定电压：一个竖直方向，一个水平方向。总共需四根电缆。南京国显电子公司五线电阻屏特点：解析度高，高速传输反应。表面硬度高，减少擦伤、刮伤及访化学处理。通电接触3000万次尚可使用。导电玻璃为基材的介质。一次校正，稳定性高，永不漂移。五线电阻模拟量技术把两个方向的电压通过电阻网络

19、加在靠里的那层金属层上，靠既检测电压又检测电流的的方法测得触摸点的位置，而外层ITO仅当作导体层，共需五根电缆。南京国显电子公司表面声波技术触摸屏表面声波技术是利用声波在物体的表面进行传输，当有物体触摸到表面时，阻碍声波的传输，换能器侦测到这个变化，反映给计算机，进而进行鼠标的模拟。表面声波屏特点：清晰度较高，透光率好。高度耐久，抗刮伤性良好。一次校正不漂移。反应灵敏。适合于办公室、机关单位及环境比较清洁的场所。表面声波屏需要经常维护，因为灰尘，油污甚至饮料的液体沾污在屏的表面，都会阻塞触摸屏表面的导波槽，使波不能正常发射，或使波形改变而控制器无法正常识别，从而影响触摸屏的正常使用。南京国显电

20、子公司电容技术触摸屏利用人体的电场感应进行工作。用户触摸屏幕时，由于人体电场，用户和触摸屏表面形成以一个耦合电容，对于高频电流来说，电容是直接导体，于是手指从接触点吸走一个很小的电流。这个电流分从触摸屏的四角上的电极中流出，并且流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比，控制器通过对这四个电流比例的精确计算，得出触摸点的位置。南京国显电子公司电容触摸屏的特点：对大多数的环境污染物有抗力。人体成为线路的一部分，因而漂移现象比较严重。带手套不起作用。需经常校准不适用于金属机规当外界有电感和磁感的时候，会使触摸屏失灵。南京国显电子公司电阻技术触摸屏的工作原理电阻触摸屏的屏体部分是一块与显示器表面非

21、常配合的多层复合薄膜，由一层玻璃或有机玻璃作为基层，表面涂有一层透明的导电层，上面再盖有一层外表面硬化处理、光滑防刮的塑料层，它的内表面也涂有一层透明导电层，在两层导电层之间有许多细小(小于千分之一英寸)的透明隔离点把它们隔开绝缘。南京国显电子公司当手指触摸屏幕时，平常相互绝缘的两层导电层就在触摸点位置有了一个接触，因其中一面导电层接通Y轴方向的5V均匀电压场，使得侦测层的电压由零变为非零，控制器侦测到这个接通后，进行A/D转换，并将得到的电压值与5V相比即可得触摸点的Y轴坐标，同理得出X轴的坐标，这就是所有电阻技术触摸屏共同的最基本原理。南京国显电子公司触摸点+5V0VRy1Ry2触摸时的等

22、效电路南京国显电子公司四线式电阻触摸屏结构示意南京国显电子公司电阻式触摸屏的控制方法常用的控制方法是通过测量触摸点的电压，或触摸点的电阻比的方法来获得该点的某个方向的坐标值。 当在layer1引出线两端加+5V电压时，将A/D转换的输入端连在layer2的一端，测量得到的是一南京国显电子公司05V的电压，由于整个layer电阻是线性的，所以该电压可以方便地换算出该点坐标的一个值，我们把电压加在layer2的引出线上同理可在layer1获得另一个坐标值。这样坐标的精度就取决于A/D转换的位数，一般小尺寸触摸屏多选用8位A/D转换，大尺寸触摸屏可选用10位A/D转换甚至更高。 根据具体应用，用户可以选择带有A/D的单片机，或者采用触摸屏专用控制电路。南京国显电子公司通常单独采购触摸屏供应商会提供对应的控制器，但是带有触摸屏的LCM常常不配控制器。我公司为用户提供的LCM给用户多种选择，可选配控制器。南京国显电子公司常用触摸屏控制器AD公司的触摸屏控制器AD7873南京国显电子公司BB公司的触摸屏控制器ADS7846南京国显电子公司BB公司的触摸屏控制器ADS7843ADS7843ADS7843南京国显电子公司四线、五线电阻触摸屏的区别 四线式两层