第03章-液晶显示器的广视角技术

第3章液晶显示器的广视角技术本章主要内容3.1视角产生的原因3.2广视角技术简介3.3膜补偿技术3.4MVA技术3.5PVA技术3.6ASV技术3.7IPS技术3.8FFS技术3.9OCB技术3.1视角产生的原因视角特性：液晶显示器从不同的方向上观察，显示屏的对比度是不同的，这种视觉上的差异特性称为视角特性。把可以清楚看到不失真影像的视线与屏幕法线的角度定义为视角。视角问题：(1)色彩衰减现象(2)漏光现象3.1视角产生的原因视角产生的原因：被动发光液晶的光学性质不同方向看到的灰阶不同漏光产生的原因ⅠⅡⅢ灰阶液晶分子的短轴液晶分子的长轴在II的位置，看到中灰阶画面；在I的位置，看到低灰阶画面；在III的位置，看到高灰阶画面。3.2广视角技术简介广视角技术公司多畴垂直排列技术MVA，Multi-domainVerticalAlignment富士通、友达、奇美图案化垂直排列技术PVA，PatternedVerticalAlignment三星、索尼共面转换技术IPS，In-PlaneSwitch日立、LG、飞利浦边缘场开关模式FFS，FringeFieldSwitching京东方、现代光学补偿双折射技术OCB，OpticalCompensatedBirefringence日本松下先进的广视角技术ASV，AdvancedSuper-View夏普3.3膜补偿技术膜补偿技术：是在原有TN模式的基础上，在液晶屏外部粘贴一些各向异性的光学膜，用来补偿由于液晶分子的状态不同而产生的光学性质差异来改善视角的。液晶分子补偿膜偏振片偏振片补偿膜液晶分子双面补偿膜3.3膜补偿技术穿过透明的补偿薄膜后便有了负的相位延迟，△n2＜0。经液晶分子△n1＞0的作用，到上偏振片后总相位差为零，使光恢复到原来的偏振状态。减少了黑态下漏光，提高视角。偏振片偏振片θne1no1no2ne2补偿膜液晶屏3.4MVA技术的显示原理VA技术的特点VA技术：VerticalAlignment，垂直取向技术。1）用凸起物改善液晶分子长轴的变化幅度2）可以实现光学补偿（b）加电压（灰色）ⅠⅡⅢ凸起物（a）不加电压（黑色）液晶分子短轴方向液晶分子长轴方向AB黑色白色灰色3.4MVA技术的显示原理MVA技术的器件结构MVA技术，Multi-DomainVerticalAlignment，多畴垂直排列技术。BDACTFT基板上MVA突出沟槽CF基板上MVA突出沟槽CDAB子像素上区域子像素下区域阵列基板和彩膜基板上分别光刻凸起物V字型三角棱状分成四个畴加电压后分别朝四个方向旋转3.4MVA技术的显示原理四畴模式阵列基板上MVA凸起物彩膜基板上MVA凸起物BACDR子像素G子像素B子像素阵列基板和彩膜基板上的MVA凸起物构成四畴模式；在不同的方向都可以获得非常鲜明的色彩。3.4MVA技术的显示原理MVA技术的显示原理不加电压下，液晶分子在液晶屏内并不全部垂直基板排列；上下偏振片光轴垂直，不加电压下，不透光呈黑态；当加电压后，n型液晶分子垂直电场排列，但由于垂直取向的作用，使得液晶分子在液晶屏内倾斜排列，并趋向于水平。光可以通过各层，透光呈白态。ABAB不加电压加电压3.4MVA技术的显示原理MVA技术的工艺方案玻璃基板投入Gate电极到CELL工程MVA凸起物TFT硅岛源、漏电极钝化及过孔像素电极1次光刻5次光刻BM红色绿色蓝色ITOMVA凸起物玻璃基板PS隔垫物阵列的工艺：采用5+1次光刻的工艺。

彩膜的结构：由玻璃基板、黑矩阵（BM）膜、彩色膜（RGB）、保护膜（OC）、透明导电膜（ITO）、衬垫（PS）、MVA凸起物等7部分组成。3.4MVA技术的显示原理AMVA技术AMVA技术，AdvancedMVA，超广视角MVA技术。友达光电在AMVA技术中采用聚合物稳定取向技术（Polymer-StablizedAlignment，缩写为PSA），去掉了彩膜基板上的凸出物，大幅度地改善了暗态下的漏光。ABABABCDMVA技术和AMVA技术对比3.4MVA技术的显示原理AMVA技术的实现方案(b)取向层液晶分子(a)聚合物单体(d)(c)聚合物液晶材料中加入少许聚合物单体。不加电压，沿摩擦方向排列；加电压，取向层表面附近的液晶分子有一定的预倾角，内部的液晶分子呈现一定的扭曲排列；紫外光照射，使聚酰亚胺取向层表面的液晶分子预倾角固定，且使聚合物单体稳定；不加电压下，液晶分子有序排列，完成液晶分子的再配向。3.5PVA技术的显示原理PVA技术的器件结构PVA技术，PatternedVerticalAlignment，图像垂直排列技术。

PVA技术直接改变了液晶显示器单元像素结构，采用透明的ITO层代替MVA中的凸起物。

PVA型液晶显示器上基板的ITO电极，不再是一个完整的ITO薄膜，而是光刻出一道道平行的缝隙。液晶分子玻璃基板ITO电极偏振片玻璃基板偏振片3.5PVA技术的显示原理PVA技术的显示原理（b）加电压~（a）不加电压液晶分子玻璃基板ITO电极偏振片玻璃基板偏振片不加电压下，液晶分子长轴方向垂直基板表面，不透光呈现暗态；加电压后，液晶分子在交错的ITO电极形成的电场作用下，使液晶分子倾向于水平方向排列；由于双折射产生干涉，透光呈现亮态。3.6ASV技术的显示原理（a）不加电压（关态）（b）加电压（开态）液晶分子子像素共用电极像素电极像素电极共用电极不加电压下，液晶分子垂直基板排列；加电压形成一个对角的电场，液晶分子形成连续火焰状排列。3.7IPS技术的显示原理IPS技术的器件结构θL摩擦方向WCs共用电极像素电极信号电极和共用电极都制作在同一块基板上；利用梳妆数字电极构成单元像素；在共用电极和像素电极之间加上横向电场来控制液晶分子的排列。3.7IPS技术的显示原理p型液晶的IPS技术原理液晶分子始终在平行基板的在水平面方向排列以及旋转;下基板内的摩擦方向与电极方向平行，与上基板内部的摩擦方向垂直。在未加电压下，液晶屏内的液晶分子从上到下扭曲90°排列，不透光，呈现暗态。加电压下，液晶分子沿电场方向排列，透过上偏振片的光经过液晶分子到下偏振片后，与下偏振片的光轴平行，透光，呈现亮态。偏振片偏振片玻璃基板玻璃基板电极1电极2液晶分子未加电压入射光电极1E加电压入射光透射光电极2液晶分子3.7IPS技术的显示原理n型液晶的IPS技术原理偏振片偏振片液晶分子玻璃基板入射光不加电压下玻璃基板透过液晶的光透射光施加的电压施加电压下入射光像素电极共用电极不加电压时,呈现黑态;加电压时，液晶分子倾向与垂直电场方向排列;输出椭圆偏振光，一部分光从上偏振片光轴透出，呈现亮态。3.7IPS技术的显示原理IPS技术的特点1）避免上下基板间的交叉短路2）极好的视角特性3）有硬屏之称IPS屏触摸效果VA屏触摸效果3.8FFS技术的显示原理IPS与FFS技术对比dW像素电极TFT基板彩膜基板横向电场+——Light干扰电场信号线共用电极(金属)L干扰电场信号线共用电极(ITO)横向电场TFT基板彩膜基板像素电极+——L（a）IPS模式（b）FFS模式1）电场不同：FFS模式电极间距小，电场线呈抛物线形状。电极上方有电场，液晶分子也可以旋转，增大了开口率，提高了液晶屏的透光率。IPS模式电极上面没有电场。3.8FFS技术的显示原理IPS与FFS技术对比2）存储电容面积不同：FFS模式第一层ITO的共用电极制作成矩形，第二层像素电极ITO制作成长条形，宽度是3μm，存储电容面积大。IPS模式ITO的像素电极和金属材料的共用电极作为横向电场的正负两个电极，共用电极做成条形结构，存储电容面积小。CsCs共用电极像素电极3.8FFS技术的显示原理IPS与FFS技术对比3）交叉串扰不同：FFS模式的Cs大于IPS模式的Cs。FFS模式总电容CT更大，跳变电压△Vp更小，交叉串扰小。本章小结

广视角技术有：1）膜补偿技术在液晶盒外部粘贴一些各向异性的光学膜的技术；2）MVA技术在阵列基板和彩膜基板依次交