LCD行业-液晶显示基础教材PPT课件讲义

平面显示器的种类区分依光源的机制区分直视型反射型需背光源无需背光源发光型非发光型自行发光要辅助光源液晶平面显示器电浆面板平面显示器PlasmaDisplayPanel,PDP电激发光平面显示器ElectroLuminescenceDisplayELD阴极射线映像管CathodeRayTube,CRT发光二极管LED交流电式直流电式AlternatingCurrent-PDPDirectCurrent-PDP放电发生时所加的电压发光萤光体无机电激发光平面显示器InorganicELD有机电激发光平面显示器主动式被动式驱动方式主动式被动式类型薄膜二极管组件ThinFilmDiode,TFD金属-绝缘体-金属组件Metal-Insulator-Metal,MIN薄膜电晶极体组件ThinFilmTransistor,TFT非晶硅TFT组件Amorphous-Si,A-SiTFT多晶硅TFT组件Poly-Si,P-SiTFT扭转向列型液晶超扭转向列型液晶FILM+超扭转向列型液晶OLEDPLED小分子高分子OrganicLEDOrganicELDPolymerLEDTwistNematic,TNSuperTwistNematic,STNFilmSuperTwistNematic,FSTN数字微型显示器液晶平面显示器一.液晶的骨干构造.LCDPANEL我们简易的说法可以说成:将非常薄的两片玻璃的四周以封闭(SEAL)材料加以密封而贴合.其间隔约为5um.然后在两片玻璃间灌入所谓液晶的物质.如果直接将两片玻璃直接贴合会有问题,因此将其间再加入填充剂(spacer)来做支撑用,这种spacer是一种极为小的珠状构造.二.偏光板与偏光的作用.我们平常所看见的光是往各方向振动的波之混合,如果将往360度振动方向的波只取出往某一方向振动的波的装置,则称之为偏光板.图2:来自四面八方的光,经过所谓只允许水平方向的光通过的偏光板,图4:如果两片偏光板分别放置可让光的方向通过角度刚好90度,则会有透光/不透光得结果.三.决定液晶排列方向的配向膜与研磨配向模是在玻璃基板的表面上作成Polyimide薄膜,并在此薄膜上作研磨(Rubbing),研磨是用尼龙(nylon)所作成的转轮(roll),也就是刷毛,在配向磨上面磨擦而使得配向膜产生细微的细沟,使得液晶分子可以躺入细沟中.决定了液晶排列的方向.配向膜是应用印刷技术涂抹上去的,均匀的膜厚及与基板的密合性是重要因素.涂抹上去的配向膜之要求均匀的膜厚与基板的密着性印刷法尼龙(nylon)材质在polyimind上磨擦.产生静电吸附尘埃产生裂伤或带电不良的配向膜Polyimind系的树酯于基板上印刷厚度0.1um暂时硬化70度C—80度C正式硬化180度C—190度C0.1um的配向膜四.显示器的基本原理五.不是单纯的玻璃板LCD的玻璃要求表面光滑不可弯曲起伏平面性要很高无碱性玻璃二氧化硅玻璃(高温多晶硅)家中门窗上的玻璃纳元素玻璃加工麻烦LCD的玻璃厚度种类1.1mm0.7mm0.55mm0.3mmLCD的玻璃制作方法漂浮法溶解法REDRAW法气相化学反应法二氧化硅玻璃六.透明的电极(IndiumTinOxid)一般的金属电极光线是无法通过的,液晶所用的是特殊透明电极,光线是可以通过的.ITO一般使用铟,与一些可以使电阻降低少量锡,作成氧化物之薄膜.如果只要让电极透明那么氧化锡就可以了,但是因为有时我们要做成特殊形状(icon),所以加了铟,以方便施工.ITO的组成金属的铟(indium)少量的锡(tin)可以使电阻下降氧化铟锡薄膜为了使加工性增加(因为要做pattern)喷洒法(sputtering)ITO的成膜方法离子电镀法(ionplating)真空蒸着法(electronbeam)氧化铟(indium)氧化锡(tin)电解法10%七.偏光板的配置八.液晶要具备的性质.液晶必备的性质温度范围要广在某一温度范围内能够维持液晶状态耐久性稍微加热液晶就分解变质,则不可当作显示之用.具有高的比电阻比电阻不够大时,已经分子排列无保持某一状态,会影响信赖性.低的黏性液晶时常要从某一状态变化到某一状态,变化的速度我们希望愈快愈好,低的黏性可以得到快的速度(反应时间).大的诱电率异方性驱动液晶时,驱动的电压我们希望越低越好,大的诱电率异方性则液晶驱动电压会降低,来达到省电的作用.配向膜与液晶的相性要良好配向膜上附着的液晶太粘合而无法分离,会有问题.反之,配向膜上附着的液晶相互排斥,也无法做成液晶显示器.分子排列方向必须对齐分子排列方向必须尽量对齐,排列越整齐做出来的对比度越好.九.玻璃基板要求的特性.表面的平坦度0.04um的凹凸不能使用,主动矩阵式的所要求的更加严格,约为0.005um.弯曲度STN:每30cm容许0.05um以下,TN:每30cm容许0.2um以下,主动矩阵式则容许0.1um以下.耐温度一般TN/STN/主动式TFT中的非晶硅(Amorphous-si)约400到500度.C低温多晶硅(LowTemp.Poly-si)为高温多晶硅的场合,处理需高达600度C.耐药品性TN/STN需耐酸,耐碱,若主动式TFT则须再耐氟酸.不同世代玻璃基板之切割率十.保持cellgap的填充剂(spacer).上下两片玻璃基板要贴合时,为了保持两片玻璃基板间的间隔(cellgap)必须在两片玻璃间加入所谓的填充剂(spacer)的小球.填充剂的要求颗粒大小要严格控制.不能吸太多的光TFT的cellgap精密度约为+/-0.1um,STN为+/-0.03um,所以太硬或太柔软都不行.会使通过液晶的光变弱,画面变暗.良好的接着性Spacer在两片玻璃间转来转去,可能会伤到配向膜..5um填充剂的材料塑料.二氧化硅1gm=2000圆日币1gm=2500圆日币填充剂放入Lcd方式湿式.干式与酒精混合而散布.(有环保问题.)气流散布十一.两片玻璃的基板贴合-----封闭材质(Seal).玻璃基板的周边利用网板印刷而涂膜上封闭材质,目前为使用热硬化型之环氧树酯(expoxy).涂膜的宽度约为1mm,160度C的3小时压合,有的是使用UV硬化型的封闭材,利用紫外线作固化.困难的贴合作业上玻璃基板与下玻璃基板之间的位置要对的很准,约0,005um大片的液晶面板一起贴合各个的液晶面板切离划线器切离原理在各面板上加电压,使其有裂伤而后切割出来.产生裂伤的装置.切断器背部敲击而可以分割的装置.十二.液晶注入与偏光片注入装置为密封式,将其中的空气抽呈真空状态,尚未加入液晶的两片面板也成为真空状态.将液晶注入口浸在液晶材料中,再将注入器的压力回复常压,如此液晶会慢慢的注入面板内.将充满液晶的面板,于液晶注入口涂上紫外线硬化树酯,利用紫外线照射密封之.偏光片不是片状物所组成,实际上是薄薄的偏光胶卷(80um)所组成,将这偏光胶卷附上黏着剂.十三.扭曲向列型液晶(TN)动作原理.扭曲向列型液晶平面显示器乃是将两片LCD间封入有正值铁电率异方性的P型向列型液晶(Np),液晶分子的长轴方向与电极面是呈线平行配列的状态,从上玻璃的一边到下玻璃的一边,分子的长轴方向是呈现90度的扭曲状态排列着.十四.超扭曲向列型液晶(STN)直线偏光射入.直线偏光射出.TN直线偏光射入.椭圆偏光射出.STN90度的旋旋光性210--240度的旋旋光性复折射效应/波长分散印加电压与透过率的曲线陡峭(VS与VNS距离近),400DUTY印加电压与透过率的曲线较平坦(VS与VNS距离远),100DUTY光干涉效应.不够黑白.位相差板.光学补偿FSTN十五.薄膜晶体管TFT主动矩阵驱动方式视觉暂留1/60秒(固定).扫描电极越多,每一条分配到的时间越少.扫描电极越多,每一条分配到的时间越少,液晶来不及配向排列增加驱动电压来解决时间的不足增加驱动电压有限,因为会产生串扰问题,波型尖锐TN约可以做到1/64DUTYSTN约可以做到1/240DUTY动画困难如果每一条扫描电极在电压到来时,可以储存电荷,当扫描结束后,电荷还一直存在到下一次扫描到来,如此一来,扫描电极就可以比较没有限制,也没有波型尖锐和串扰问题.这必须在每个PIXEL上追加开关组件,此一动作的机制称为薄膜晶体管主动矩阵驱动方式.十六.主动式的简述一个pixel开关组件

辅助电容(储存显示信号用)主动式三端组件薄膜晶体管(TFT)的薄膜晶体管液晶显示器(TFTLCD)两端组件薄膜二极管(TFD)的薄膜晶体管液晶显示器(TFDLCD)金属-氧化物-金属MIM最具代表性十七.TFT薄膜晶体管+++++-----吸极电压源极电压闸极电极绝缘膜活性半导体吸极电极源极电极玻璃基板在活性半导体层的两侧附有源极(SOURCE)与吸极(DRAIN)两电极,源极有供给源的意义,代表电流由此流入.吸极有排出的意义,代表电流由此流出.控制源极流入电流到吸极排出电流或不流通电流,主要是靠闸极,闸极有阀门的意义.工作原理:在闸极上加入正电压时,随着此电压的大小,由源极流入吸极的电流也会有大小的变化,当加入附电压时,电流则不流通.源极与吸极所夹着的活性半导体的部分称为通道.通道薄膜晶体管的原理十八.活性半导体物质作成A-SiPoly-SiL.T.P.S用氢气化非晶质硅(AmorphousSi)作为活性半导体物质,要做出TFT时,其Doping只需将磷元素打入.用多结晶(PolySi)硅TFT的场合,必须将硼元素与磷元素