顯示模塊基礎(chǔ)知識介紹_圖文

1、LCD 的制造工藝過程和顯示原理 信利半導(dǎo)體研發(fā)中心 PANEL 開發(fā)部PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 試用版本創(chuàng)建n LCD 制程工藝流程n LCD 的顯示原理n 一些應(yīng)用舉例2010年 3月 22日星期一 2 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 試用版本創(chuàng)建2010年 3月 22日星期一 3LCD 制程工藝流程介紹PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 試用版本創(chuàng)建 2010年 3月 22日星期一4PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 試用版本創(chuàng)建&

2、#216;前工序Ø一、圖案制作:Ø前清洗:除去 ITO 玻璃表面上的灰塵及有機與無機雜質(zhì)。Ø涂膠:在 ITO 玻璃表面上均勻地覆蓋一層光刻膠。Ø曝光:在涂有光刻膠的 ITO 玻璃上覆蓋一片光模版,光模版上圖案是用不透光的物質(zhì)(藥膜做 成,用平行紫外光垂直照射,有圖案的部分不透光,感光膠不被感光,沒有圖案的感光膠被紫 外光照射感光。Ø顯影:用低濃度的 NaOH 溶液噴淋曝光玻璃表面,使其被感光的光刻膠被溶解掉,沒有被感光的 光刻膠仍然存在,再通過純水清洗,這樣 ITO 玻璃上就形成與光模相 同 的光刻膠圖案。然 后 通過 熱板堅 膜使顯影 后 光

3、刻膠圖案 牢固 地 粘附 在 ITO 玻璃上, 增強 其 抗腐蝕能力 。Ø酸 刻:利 用噴淋 方式腐蝕 掉曝 露 的 ITO 導(dǎo)電 層, 保留 被光刻膠覆蓋的 ITO (這部分 ITO 即 是 我們所 需 的 產(chǎn)品 圖形。Ø脫 膜:利 用噴淋 +超聲波 的 沖 洗 方式 (光刻膠 可 與 5%NaOH起反應(yīng) , 把 覆蓋在 ITO 上面的光刻膠 反應(yīng) 掉,顯 露出所需 的 ITO 圖形。Ø二 、 定向 制作Ø清洗:清洗玻璃表面的 污跡 、灰塵、 污點 。Ø移印 :在光刻有圖案的玻璃 基板 上 按要求印 上一層 PI 層(定向 層,使 LCD 的

4、上 下電極絕緣 ,通 過 摩擦后 使液 晶 分 子排列 有序。ØPI 主固化 :將移印 在玻璃表面的 聚酰胺酸 (PA 層 經(jīng) 過 高溫固化后 形成不溶不 熔 的 聚酰亞胺 ( PI 。Ø摩擦 :在 ITO 玻璃上 印刷 一層有機 薄 膜(主要 是 聚酰亞胺 膜形成 定向 膜,在 摩擦 機 筒狀 的 滾輥 上 卷 上 絲絨等布 (摩擦布 使其 轉(zhuǎn)動 ,與玻璃表面的 定向 膜 接觸 , 便刪劃出 一 個 一 個 有 方向 的 溝 槽 ,作用是使液 晶 分 子定向排列 。2010年 3月 22日星期一 5 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro"

5、試用版本創(chuàng)建Ø三 、 盒 的制作Ø清洗:清洗玻璃表面的 污跡 、灰塵、 污點 。Ø絲印 :是 絲 網(wǎng) 印刷 。 印刷 時采 用的 輔助 工 具為 絲 網(wǎng)或 不 銹鋼網(wǎng) 。Ø1 印 密封框 :起 支撐和密封 成 盒 。 密封 膠是 環(huán)氧 膠 加 一 定 比例 的玻璃 棒混合攪拌而 成。(通 常 為 F 版Ø2 印導(dǎo)電點 :起 連 通上 下電極 的 導(dǎo)電 功 能 。 導(dǎo)電 膠是 環(huán)氧 膠 加 一 定 比例 的玻璃 棒和 導(dǎo)電 金球 或 導(dǎo)電 鎳球混合攪拌而 成。(通 常為 R 版Ø絲印 預(yù) 固化 :印 密封框 后 的玻璃 經(jīng) 過 IR 爐

6、 熱 烘 ,使 密封 膠 處于半 固化狀 態(tài) , 以提 高 上、 下 玻 璃 基 版的 粘 合 力 , 達到密封 成 盒 要求 。Ø噴 粉 :為獲得 均勻 厚 度的液 晶 層,在 整 個 液 晶 盒內(nèi) 分 散襯墊 (塑 膠 球 , 控 制 兩塊 玻璃 基板 的 間隙 。 方 法 :把 ITO 玻璃(R 版 送入 噴 粉 機 內(nèi) ,在一 定溫 度 下 ,噴 頭裝置 通過 壓縮氣 (氮 氣 分 散粉 液 汽 化 ,使 塑 膠 球 均勻地 落 在 基板 上,通過 調(diào)整時間來控 制 塑 膠 球 的 密 度。 Ø貼合 :將印 有 環(huán)氧框 的 F 基板 和 印 有 導(dǎo)電點 和 噴 粉

7、的 R 基板 送入貼合 機, 對正位置 (F 板 貼合標(biāo) 置 是 點 , R 版 貼合標(biāo)置 是 環(huán) , 把 兩 片玻璃 貼壓 在一 起 。Ø熱 壓 :用 加 熱 、 加壓 的 方 法 使 環(huán)氧框完全 固化 ,使 兩 片 貼合 后 的玻璃 牢固 地 粘 結(jié) 在一 起 。 ØØ后 工序 和組裝 工序Ø切割 、 斷開 :比較小 的液 晶 顯 示器 , 可 以 在一 塊 玻璃 基板 上形成 幾 個電極 圖案, 切割 是 將 玻 璃 基板 上的液 晶 顯 示器 按 圖 紙 要求 切割 成 所需 的 尺 寸 , 并 一 個 一 個 的分 開 。Ø灌 液:按

8、產(chǎn)品要求 配 制液 晶 ,使用 灌 液 晶 機 將 液 晶 盒內(nèi) 部 抽 成 真空 ,再 灌注 液 晶 。Ø整 平:部分 產(chǎn)品 對盒厚控 制 較 嚴格 ,用 整 平機在液 晶 顯 示器 上 施 加 一 定 壓 力 的 方 法獲得 均勻 的 盒厚 。Ø封 口 、 固化 :用 UV 膠 封 住灌注 液 晶 口 , 并 用紫外光 對 其 進 行 固化 。Ø貼 片、 局 氣 泡 :將 偏 光片 貼 在液 晶 顯 示器 上, 并 將 貼 片 中 產(chǎn) 生 的 氣 泡 通過 加 溫 、 加壓 的 方 法 局 掉。2010年 3月 22日星期一 6 PDF 文件使用 "

9、pdfFactory Pro" 試用版本創(chuàng)建2010年 3月 22日星期一7LCD 的顯示原理l液晶作為顯示材料用時的顯示原理:旋光 性、雙折射性、吸收二色性和光散射性; l LCD 顯示方式根據(jù)原理分有:TN(扭曲向 列型 , HTN(高扭曲向列型 , STN (超扭 曲向列型 , FE(鐵電型 , ECB(電控雙折 射型 , TFT 等。 TRULYPDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 試用版本創(chuàng)建LCD 的分類一 .PASSIVE MATRIX LCD1.TN 模式(twisted nematic 2.STN 模式 (super-twist n

10、ematic 二 .ACTIVE MATRIX LCDTFT LCD (thin film transistor2010年 3月 22日星期一 8 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 試用版本創(chuàng)建關(guān)于 偏振光的介紹n 1. 自然光n 2. 偏振光的產(chǎn)生,偏光板的特性n 3. 偏振光作用 下 的液晶分 子與 光 學(xué)效果2010年 3月 22日星期一 9 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 試用版本創(chuàng)建2010年 3月 22日星期一10n 1. 自然光 l 自然光 是橫波 ,振 動 有 極 性l 它可沿與傳播 方向 垂直平面上

11、 的 任 一方向振 動l 一 般 的自然光 在各個 方向振 動是均勻 分 布 的PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 試用版本創(chuàng)建偏振光的產(chǎn)生 2010年 3月 22日星期一 11 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 試用版本創(chuàng)建2010年 3月 22日星期一 12偏光板的特性PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 試用版本創(chuàng)建2010年 3月 22日星期一13偏振光與液晶分子產(chǎn)生的效果 (trans PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 試用版本創(chuàng)建2010

12、年 3月 22日星期一14偏振光與液晶分子產(chǎn)生的效果 (cut PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 試用版本創(chuàng)建2010年 3月 22日星期一15LCD 中光 通 /斷動態(tài)演 示 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 試用版本創(chuàng)建TN模式顯示的條件 n n n 1.在加有透明導(dǎo)電電極的兩片玻璃基板間夾上一 層正介電異向性液晶（Np,厚度約610um 2.液晶分子長軸在上下玻璃之間連續(xù)扭轉(zhuǎn)了90度 3.當(dāng)線偏振光垂直入射液晶層后其偏光方向會被 液晶扭轉(zhuǎn)90度。 （需滿足光學(xué)條件：d ·n>>,其中d為LC

13、D的盒厚，n為液晶材料的折 射各向異性（ne-no=n, 為光的波長） n 4.TN模式屬于旋光效應(yīng)。 2010年3月22日星期一 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 試用版本創(chuàng)建 16 TN模式顯示的條件 n 4.液晶盒就有了在平行偏光片間遮光，在 正交偏光片間透光的功能 n 5.當(dāng)向液晶盒施加2倍Vth時，除電極表面 的液晶分子，其它液晶分子長軸都沿電 場方向進行再排列. n 6.這時90度旋光消失，即，將其放在平行 偏光片間透光，放在正交偏光片間遮 光。 2010年3月22日星期一 17 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro&qu

14、ot; 試用版本創(chuàng)建 TRULY TN器件的典型結(jié)構(gòu) 2010年3月22日星期一 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 試用版本創(chuàng)建 18 TRULY STN液晶顯示原理 2010年3月22日星期一 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 試用版本創(chuàng)建 19 TRULY STN工作模式（光傳輸過程） 傳輸過程為： 空氣 液晶 空氣 入射光線 偏振光方向 = /4 /2 3/4 5/4 3/2 7/4 2 2010年3月22日星期一 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 試用版本創(chuàng)建 20 201

15、0年 3月 22日星期一21TRULYLCD 的顯示模式l 在 說 明 具 體的顯示模式 之 前 , 先 介紹一 下兩 種 通 用的顯示方式分類:1. Illumination mode:Transmissive,Reflective,Transflective.2. Image mode: Positive ,Negative.顯示模式 是 他們 兩 者 的 組合PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 試用版本創(chuàng)建2010年 3月 22日星期一22l 分為 三種 顯示方式:反 射型, 透 射型和半 透 型。 反 射型 LCD 的 底 偏光 片后面加了 一 塊反

16、 射板, 它 一 般在 戶外 和光 線 良好 的 辦公室 使 用。 透 射型 LCD 的 底 偏光 片是透 射偏光 片 , 它需 要 連續(xù) 使用 背 光 源 ,一 般在 光 線 差 的 環(huán) 境 使用。半 透 型 LCD 是 處 于 以 上兩 者 之間 , 底 偏光 片能 部分 反 光,一 般 也帶背 光 源 ,光 線 好 的時 候 , 可關(guān) 掉背 光 源 ;光 線 差 時, 可 點亮背 光 源 使用 LCD 。TRULYIlluminationPDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 試用版本創(chuàng)建2010年 3月 22日星期一 23TRULY按 正 負像 分:l

17、LCD 還 可 分為 正 像 和 負像 :正 像 LCD 呈現(xiàn)白底 黑字 , 在 反 射和半 透 型 LCD 中顯示 最佳 ; 負像 LCD 呈現(xiàn)黑底白字 ,一 般 用 于透 射型 LCD , 加 上 背 光 源 , 字 體 清晰 , 易 于 閱讀 。正 像 (positive 負像 (negativePDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 試用版本創(chuàng)建2010年 3月 22日星期一24TRULYTN 型的 常見 模式:1、 普 通 TN 產(chǎn) 品普 通正 像 透 射 TN 產(chǎn) 品普 通 負像 透 射 TN 產(chǎn) 品 (橙 色 背 光 PDF 文件使用 "

18、pdfFactory Pro" 試用版本創(chuàng)建2010年 3月 22日星期一 25TRULY應(yīng)用舉例: PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 試用版本創(chuàng)建2010年 3月 22日星期一 26TRULY普 通 負像 透 射 TN 產(chǎn) 品 (橙 色 背 光 普 通正 像 半 透 TN 產(chǎn) 品 (橙 色 背 光 應(yīng)用舉例:PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 試用版本創(chuàng)建2010年 3月 22日星期一 27TRULY普 通正 像 半 透 TN 產(chǎn) 品普 通 負像 半 透 TN 產(chǎn) 品 (橙 色 背 光 應(yīng)用舉例: PDF 文

19、件使用 "pdfFactory Pro" 試用版本創(chuàng)建2010年 3月 22日星期一 28普 通 負像 半 透 TN 產(chǎn) 品 (橙 色 背 光 應(yīng)用 應(yīng)用TRULY 紅 色 背 光 應(yīng)用舉例:PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 試用版本創(chuàng)建2010年 3月 22日星期一 29TRULY2、 BLACK MASK TN產(chǎn) 品BLACK MASK+印 色 TN 產(chǎn) 品一 般 用 白 色 背 光 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 試用版本創(chuàng)建2010年 3月 22日星期一30TRULY3、 BLUE MAS

20、K TN產(chǎn) 品一 般 用 白 色 背 光PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 試用版本創(chuàng)建TRULYSTN 型的 常見 模式:1、 普 通 STN 產(chǎn) 品n 黃綠 模 ( ;n 灰 模 ( ;n 藍 模 ( 2010年 3月 22日星期一 31TRULY2、 FSTN 產(chǎn) 品 (黑白 STN 在 車載 產(chǎn) 品 上 主要 應(yīng)用于 MID,GID.如汽車音響 、導(dǎo) 航儀及一些 綜合 信 息 顯示等。負像全 透 FSTN 產(chǎn) 品 (藍 色 背 光 2010年 3月 22日星期一 32 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 試用版本創(chuàng)

21、建2010年 3月 22日星期一 33正 像 半 透 FSTN 產(chǎn) 品正 像全 透 FSTN 產(chǎn) 品 (白 色 背 光 TRULYPDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 試用版本創(chuàng)建TRULYBLACK MASK FSTN產(chǎn) 品負像全 透 (BLACK MASK+外印三 色 FSTN 產(chǎn) 品 (白 色 背 光 2010年 3月 22日星期一 34 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 試用版本創(chuàng)建2010年 3月 22日星期一35TRULY l DSTN(Double STN:雙 層 STN, 對比 度 高 且 高 低溫底 色

22、變化 極 小 , 但 厚度 、 重 量 是它 的 缺 點 。 3、 DSTN 產(chǎn) 品PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 試用版本創(chuàng)建2010年 3月 22日星期一36TRULYlCSTN(color STN:彩 色 STN, 可 實 現(xiàn) 彩 色顯示。 l 主要 應(yīng)用 于通 信產(chǎn)品 、工 業(yè) 控制 及 導(dǎo)航儀 等4、 CSTN 產(chǎn) 品PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 試用版本創(chuàng)建2010年 3月 22日星期一375. TFT產(chǎn) 品應(yīng)用:多媒 體 娛樂 、導(dǎo) 航儀 等PDF 文件使用 "pdfFactory Pro

23、" 試用版本創(chuàng)建2010年 3月 22日星期一38TRULY特 殊形狀 產(chǎn) 品l 特 殊形狀 LCD ,模式 不限 , 可 做 TN 、 STN 等產(chǎn) 品 !PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 試用版本創(chuàng)建2010年 3月 22日星期一39TRULY補充 :LCD 底 色 與 背 光 顏 色的 配 合 關(guān) 系 l LCD 底 色 與 背 光 顏 色的 搭配 可 以 產(chǎn)生 不同 的顯示 效果 , 如 :當(dāng) 背 光為 紅 色時, 墨 綠 色的 LCD 與之 搭配 可 以 產(chǎn)生 黑底紅字 的 效 果 ; 而 對 于 藍 色 背 光, 紅 色的 LCD 底

24、 色 可 與之 搭配出較 好 的顯示 效果 ,等等; 所 以 , 在 開發(fā)一 款 LCD 產(chǎn) 品 時, 必 需 要 了 解 背 光的 顏 色, 以 便 與之 相匹配! PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 試用版本創(chuàng)建TRULY同 一 LCD 在 不同 背 光 下 的 效果2010年 3月 22日星期一 40 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 試用版本創(chuàng)建2010年 3月 22日星期一41LCD 驅(qū) 動 簡 介n 1、 靜 態(tài) 驅(qū) 動在 相 對 應(yīng)的一 對 電 極間連續(xù) 外 加 電 場 或不 外 加 電 場 。 多 點 時

25、 把 公 共 電 極連 起來 。顯示 效果 好 , 但 驅(qū) 動 麻煩 ,硬 件開 銷大 。 當(dāng) 點 較多 時幾乎不 可能 控制。PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 試用版本創(chuàng)建2010年 3月 22日星期一422、 動態(tài) 驅(qū) 動n電 極沿 X 、 Y 方向 排 列 成矩陣 (如 左圖 , 按 順序給 X 電 極施加 選 通 波 形 , 給 Y 電 極施加與 X 電 極 同 步 的 選 通 或非選 通波 形 , 如 此周 而復(fù)始 。 通 過 此操 作, X 、 Y 電 極交 點 的 相素 可 以 是 獨立 的 選 態(tài) 或非選 態(tài) 。 n 驅(qū) 動 X 電 極 從

26、第 一 行 到 最 后 一 行所 需 時 間 為 幀周 期 Tf (頻率 為 幀頻 , 驅(qū) 動 每 一 行 所 用時 間 Tr 與 幀周 期的 比 值 為 占 空比 :Duty=Tr/Tf=1/N。PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 試用版本創(chuàng)建2010年 3月 22日星期一43在動態(tài) 驅(qū) 動 方式 下 ,液晶顯示 器 件 上其 一 位置 上 像 素 的顯示 機 理, 是 由 行 選擇 電 壓 與 列顯示 數(shù) 據(jù)電 壓 合 成實 現(xiàn) 的 , 既 要 使 某 一 位置 如 (i,j點 顯示, 就需 要 在 第 i 列和 第 i 行施加 選擇 電 壓 , 以 使

27、 該 點變 電 場 強 度 達到 最 大 。 但 是 此 時 除 (i, j 點外 第 j 列和 第 i 行 的 其 余 各 點也 都 承受 了 一 定 的電 壓 , 把 這 些 點 稱 為半 選擇 點 , 若 半 選擇 點 上 的有 效 電 壓接 近 或大 于 閥 值 電 壓 時, 在 屏 上將 出 現(xiàn) 不 應(yīng)有的顯示,使 對比 度下 降 , 這 種現(xiàn) 象叫 “ 交 叉 效 應(yīng) ” 。在動態(tài) 驅(qū) 動 方 法 中 解 決 “ 交 義 效 應(yīng) ” 的方 法 是平均 電 壓 法 , 即 把 半 選擇 點 和 非選擇 點 的電 壓 平均 化 , 適 度提 高 非選擇 點 電 壓來 抵 消 半 選擇

28、點上 的一部分電 壓 ,使 得 半 選擇 點 上電 壓相 對 下 降 , 提 高顯示的 對比 度 。如 圖選擇 點 為 (SEG1, COM2 以下 簡 寫 為 下 標(biāo) 值 (I, 2位置 。 現(xiàn) 在在第 2行上施加 V1電 壓 。 其 余 各行 電 壓均 為 0V, 在 第 1列 施加 -V2電 壓 , 其眾 各行均 為 非選 譯 電 壓 (1/a v2,試分析 各 點 的電 位 差 值 (行 電 壓 減去 列電 壓 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 試用版本創(chuàng)建選擇 點 :(1, 2 ; Vl 十 V2半 選擇 點 :(1, 1 , (1, 3, (1

29、, 4:V2(2, 2 , (3, 2, (4, 2:V1非選擇 點 :為 了 保證 選擇 點 的顯示 效果 ,使 得 v1+v2保持 在 顯示 所 需 的 電 壓值Vlcd , 同 為 了 提 高顯示的 對比 度 , 令 V2的 絕 對 位 等 于 非選擇 點 電 壓的 絕 對 值 , 于是 有解 得 :令 a +1=a 得 :2010年 3月 22日星期一 44 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 試用版本創(chuàng)建2010年 3月 22日星期一46n 從 上 圖 可 以 看 出 , a=3時顯示的 效果 最好 , 可 以 證 明 N=1/Dutyn動態(tài) 驅(qū)

30、動 法 中 加入了 偏 壓 法 使 其 更 加 完善 , 它 不 僅廣泛 用 于 點 陣 型液晶 顯示 器 件的 驅(qū) 動 , 也 適 應(yīng) 多 行 電 極排布 的 筆段 型液晶顯示 器 件的 驅(qū) 動 , 此 時 也 被 稱 為 多 路尋址 驅(qū) 動 法 。 n當(dāng) 掃描 行 救 N =1時, 動態(tài) 驅(qū) 動 法 就 等 于 靜 態(tài) 驅(qū) 動 法 , 換句話 說 , 靜 態(tài) 驅(qū) 動 法 是動態(tài) 驅(qū) 動 法 的 行 數(shù) 為 1時的特例。 由 于 靜 態(tài) 驅(qū) 動 法沒 有 交 叉 效 應(yīng), 所 以也 就 沒 有偏 壓 法 的應(yīng)用。 n動態(tài) 驅(qū) 動 法 的 交 流 波 形 是通 過 周 期性 改 變 電 壓 極 性 實 現(xiàn) 的。 常見 的有 兩 種 基 本 形 式。 nA 型 是在 每幀 結(jié) 束 時 完 成 一 次 電 壓 極 性的 轉(zhuǎn) 換 。 n