第5章液晶技术挑战

3.15薄型背光源要求1、亮度的均一性2、薄型化3、高灰度、高效率光源耗电占整个显示屏的一半以上重大课题背光源的构造(侧端光源)

射向液晶屏反光罩冷阴极(荧光)管反射板导光板(平面光)扩散板(匀光)蓝膜绿膜红膜蓝绿红波长亮度荧光灯管的发光光谱冷阴极荧光灯Sidelight方式：薄型化灯电源电路：将数伏电压升到1000伏的程度。也须薄型化。三基色荧光粉：控制荧光粉的成分与量有效发光、节能3.16液晶屏的驱动画像信号控制器栅极驱动标准电源回路信号线驱动1234123456栅线上的电压波形电压时间0V栅线1栅线2栅线334.7sVGA480条栅线，60Hz信号线上的电压波形电压时间信号线1信号线2信号线3VGA640条信号线3(RGB)240034.7s/专用ICLCD控制器双向驱动各向异性导电粘胶膜只允许电流在厚度方向上导通，而不允许在面内流动。IC侧的输出端液晶屏的端子导电性粒子TFT基板黏结剂栅源驱动液晶显示器的整体结构图偏光片偏光片CF基板TFT基板液晶层源驱动背光源单元电源控制器栅驱动转换器表示显示性能的用语尺寸：与CRT相同用对角线长、以英寸为单位。灰度：表示亮度，以cd/m2为单位。最近有亮度为300cd/m2的商品出售。象元数：VGA640(3)480SVGA800(3)600XGA1024(3)768SXGA1280(3)1024

}主流对比度：最亮与最暗两状态间的亮度比值。理想暗态的灰度应该是无限小。现在商品的对比度一般为300左右。视角：对比度能够保持在5或10以上的角度范围。响应时间：液晶分子对电场的响应时间现在为30ms量级。这个响应速度在计算机、监视器和导航显示器上几乎没有问题，但在视频动态显示上出现残像。这是今后需要改进的课题。典型例：TN模式的对比度图（>10）数字表示角度5章液晶技术的挑战重点液晶取向的新技术显示性能的改善5.1液晶显示器的现代技术现代液晶显示器技术液晶显示技术的新进展HeadMountDisplay(HMD)眼镜或防护镜类的个人用显示器。有各种各样的用途。例如，由于采用光学放大系统，可以在乘电车时独自欣赏大画面电影而毫不影响他人。因为画面可出自于手提电脑，特别是超小型电脑和佩带型电脑系统，这是21世纪携带情报器的热门话题。液晶显示的另一发展方向：超小型、高精细化。5.2摩擦方法以外的取向技术1、斜向蒸镀SiO法基板斜向放置可控制蒸镀方向从而控制液晶预倾角。SiO液晶2、光控取向法线偏振光光控取向膜玻璃基板液晶分子3、垂直取向剂的使用进行垂直取向时，须使用一种特殊的界面活性剂，即垂直取向剂。垂直取向剂可使玻璃表面生成毛发样的物质，液晶分子可在毛发之间垂直排列。垂直取向的器件，加电压时须使液晶分子倒下，所以使用的液晶应是负性液晶。象水平取向的情况一样，须有一定预倾角才能控制液晶分子随电压立起的方向均匀一致，垂直取向上加电压时也须采取一定措施使液晶分子倒下时的方向均匀一致。（1）斜向电场法(a)off(b)on对向电极象素电极控制窗电力线（2）肋骨法肋骨电极5.3摩擦取向法的缺点与困难（1）缺点摩擦时摩擦布上纤维脱落会造成取向缺陷。尽管产业上摩擦后进行清洗，但工艺步骤增多使成本增加。另外摩擦时产生的静电易使TFT击穿。（2）困难由于在一个象元中采用多畴取向的办法可改善视角特性，而这种微小区域的取向控制是摩擦取向方法所不能解决的。5.4液晶显示的视角问题所看到的液晶分子视线方向对比度、颜色变化多畴取向的效果平均感觉视线上的液晶分子5.5多畴取向技术1、掩膜摩擦摩擦摩擦取向膜光刻胶预倾角不同的取向

2、光控取向光控取向膜掩膜板液晶分子3、肋骨法5.6宽视角液晶显示技术1、液晶位相补偿膜盘状液晶2、IPS模式(InPlaneSwitching)摩擦方向电极电场方向(a)off(b)on3、MVA模式

(Multi-domainVerticalAlignment)在同一象素中，存在预倾角方向不同的多个垂直取向畴。4、ASM轴对称取向模式（相对一个象元）

(AxiallySymmetricAlignedMicro-cell)TNASM下基板分子上基板分子索尼、飞利普、夏普共同开发5、铁电、反铁电液晶模式不仅宽视角而且快速响应响应时间小于1ms向列相液晶的响应时间约30ms5.7TFT元件性能的提高1、多晶硅TFT

目前TFT中使用的半导体多为a-Si，即非晶硅。非晶硅中载流子迁移率低，属于低性能半导体，但作为象素开关来说已足以满足要求。近年出现的p-Si，即多晶硅属于高性能半导体，不但可作为象素开关，还可用于许多复杂电路、IC集成电路等。源驱动栅驱动控制回路显示信号显示信号a-Si型p-Si型一体化玻璃基板上p-Si制成的回路液晶显示液晶显示周边集成一体化(Monolithic)优点：没有源、栅驱动和控制回路的成本回路接口简单化，减少了检查的麻烦无周边驱动模块，体积减小TFT更加小型化，可用于超小型高精细液晶显示近年，连续晶粒多晶硅（CGS）的开发，为更进一步的小型精细化带来希望。5.8无须彩膜的彩色化双折射模式（ElectricallyControlledBirefringence,ECB）所加电压不同液晶盒的双折射变化，导致透过率和颜色变化的模式。尽管它只能给出特定颜色，而不可能给出全彩色，但能廉价实现多色显示，部分应用于便携器上。宾主模式（Guest-Host）off态光

on态光

偏振片玻璃基板色素分子液晶分子玻璃基板二向色性色素分子线偏振光线偏振光的吸收减法混色彩色化加红色吸收色素加绿色吸收色素加蓝色吸收色素比彩膜方式亮度高，但全彩色需3枚液晶屏相变型宾主模式外部光外部光树脂层玻璃基板彩膜液晶分子黑色色素反射电极玻璃基板offon场顺序选择彩色模式红、绿、蓝三只灯依次点亮。显示中图象60次/秒切换，此模式有三只灯，须180次/秒切换，每只灯的点亮时间为5.6ms。高亮度。红灯绿灯蓝灯场顺序选择彩色模式的优点：无须彩膜，高亮度；常规的红、蓝、绿三个象素合为一个，只须一个TFT驱动，开口率相对提高。胆甾相液晶的选择反射模式使用扭曲螺距与红、蓝、绿相对应的三个屏，进行彩色反射显示。5.9液晶的投影显示镜头液晶屏光源液晶屏屏幕屏幕前投式背投式反射镜彩色投影显示由于扩大投影光密度减小，亮度成为投影中的关键问题。使用彩膜的最大弱点是光利用率低。它至少要将一个象素分为三块，每块上对应的彩膜只允许一种颜色通过而其它颜色的光均被吸收。为提高彩色投影亮度，提出以下两种方式。彩色三板显示方式屏幕镜头DM:

波长选择反射镜微透镜波长选择反射方式}DM(R,G,B)微透镜液晶屏蓝红绿微透镜液晶屏场顺序选择彩色投影方式优点：亮度高、液晶屏数少超大画面。不仅公共场合，今后将普及家庭投影显示：5.10反射型液晶显示太阳光太阳光散射（防周围景色映入）树脂层优点：超节能、室外强光下显示性能更佳。5.11液晶响应的高速化普通液晶显示的响应时间约为30ms

动态显示有残像下述快响应模式正在开发之中。OCB(OpticallyCompensatedBend)模式