液晶屏知識培訓

1、一：液晶顯示器概述：什么是液晶顯示屏呢？最簡單地說，LCD屏是中間夾有一些液晶材料的兩塊玻璃板。在此夾層的各個節(jié)點上通以微小的電流，就能夠讓液晶顯現(xiàn)出圖案，諸如計算器上的數(shù)字、 PDA上的文本、筆記本電腦顯示器上的圖像之類的東西。1、液晶屏的優(yōu)點：1、體積輕而且薄，只有幾英寸厚。2、能耗少，比 CRT顯示器少90%。3、LCD的文本和圖表顯示要比 CRT顯示器上的清晰。 2、缺點：目前的不足之處也是顯而易見的，如視角窄，顏色表現(xiàn)力欠佳。二：關于液晶物質有三種形態(tài)：固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。1888年，奧地利植物學者萊尼茨爾 （Reinitzer）研究膽管（zai）醇在植物中的作用時，用 膽管基苯進行試

2、驗，無意間發(fā)現(xiàn)了液晶，但液晶的實際應用直到二十世紀五十年代才開始。顧名思義，液晶是固液態(tài)之間的一種中間類狀態(tài)。液晶是一種有機化合物，在一定的溫度范圍內，它既具有液體的流動性、粘度、形變等 機械性質，又具有晶體的熱（熱效應）、光（光學各向異性）、電（電光效應）、磁（磁光效應）等物理性質。光線穿透液晶的路徑由構成它的分子排列所決定。人們發(fā)現(xiàn)給液晶充電會改變它的分子排列，繼而造成光線的扭曲或折射。液晶按照分子結構排列的不同，分為三種：晶體顆粒粘土狀的稱為近晶相（Smectic）液晶、類似細火柴棒的稱為向列相 （Nematic）液晶、類似膽固醇狀的稱為膽管相 （Cholestic） 液晶。這三種液晶的

3、物理特性都不盡相同，用于液晶顯示器的是第二類的向列相（Nematic）液晶。三、LCD的原理LCD （液晶顯示器，顯像原理是將液晶置于兩片導電玻璃之間，*兩個電極間電場的驅動，引起液晶分子扭曲向列的電場效應，以控制光源透射或遮蔽功能，在曳度關開之間產生明暗而將影像顯示出來，若加上彩霞色濾光片，則可顯示彩色影像）主要有三種TFT、STN、UFB。1 .濾光原理偏振濾光器為兩塊開有精確的細槽的平板，液晶就充斥在其間。兩塊濾光器平板的刻槽成相互垂直的方向排列。可以設想液晶分子是一種 長棒”狀結構，在自然狀態(tài)下，這些棒狀分子的長軸大致平行。緊挨濾光器平板刻槽中的液晶長棒”狀分子，其軸向將與刻槽的方向一

4、致，即濾光器兩板上對應刻槽旁的液晶分子也成相互垂直的方向排列。液晶的長棒”狀分子緊挨著排列，就像扎起的一道籬笆，由于相互牽引，這道籬笆在通過濾光器平板的過程中，轉了一個90度的方向這是自然狀態(tài)下的液晶分子的排列性質。光線通過濾光器一面的刻槽進入，并順著由這些長棒排成的柵欄傳播。在經過一個旋轉了 9 0度的路徑后由第二塊濾光器平板的刻槽中射 出來，這就是我們在液晶屏上看到亮點時的情形。如果兩個濾光器平板間加電，液晶分子的長棒將統(tǒng)一沿電場方向排列，因此形不成一個扭曲9 0度的 籬笆”通道，光線不能從第二道刻槽中射出。這是我們看不到亮點時的情形。2. 偏振原理自然光是非偏振的，在所有方向振幅相同，機

5、會均等。偏振片就像是一個開著長槽的篩子，只允許順著長槽振動的光線通過。如圖2 所示，光線通過第一個濾片后，只剩下水平偏光。由于第二個濾片“篩子 ”開槽和第一個成90 度垂直，所以如果闖過第一道“篩子 ”后的水平偏振光如果不做一個90 度轉向，則被完全擋在第二道濾片之前了。若第二道濾片轉動一個小角度，如30 度，則會有少量的光泄露出來，這就呈現(xiàn)出暗淡的圖像。四、 LCD 的分類1 、顯示器分類：CRT ：顯像管，一般的顯示器是這一種LED ：發(fā)光二級管LCD ：液晶顯示器，一般統(tǒng)稱所有的液晶顯示器（包含單色、彩色、TFT 等）TFT ：薄膜晶體管，是LCD 技術領域里面的一個分支DSTN :是在

6、單色液晶顯示器的顯示原理和結構上增加了一層CF ,把原來的普遍黑白光源轉化為紅綠藍三源色，從而達到彩色效果。2 、 LCD 分類LCD （ Liquid Crystal Display ） ，即液晶顯示屏。一般皆分為單色與彩色液晶屏兩種，目前單色的 LCD 已幾乎退出筆記本電腦市場，而彩色的LCD 仍持續(xù)發(fā)展。彩色 LCD 主要又分為STN 和TFT 兩種，其中TFT（ Thin Film Transistor ） LCD ，又稱為主動式電晶薄膜晶體管液晶顯示屏，也就是被很多人俗稱的真彩液晶顯示屏；DSTN （Dual-Scn Twisted Nematic）LCD ，即雙掃描液晶顯示屏。是S

7、TN LCD 的一種顯示方式，現(xiàn)在已經退出市場特別要說明一下的是LCD 、 CSTN 和 TFTCSTN 和 TFT 同屬于彩色LCD 技術領域內的兩種不同的生產技術就顯示效果、顏色體現(xiàn)和技術水平而言：TFT 遠遠高于CSTN ， 所以現(xiàn)在TFT 是主流， 而 CSTN是屬于淘汰ing 的技術和產品可以將 LCD 分為被動技術和主動技術兩種，代表性的產品分別是DSTN（double-layersupertwist nematic雙層超扭曲向列相液晶 ） TFT （thin film transistor薄膜晶體管）。DSTN 一直是被動式筆記本顯示器的標準，HPA 和 CSTN 則是被動技術的

8、最新改進。HPA也被稱為高性能定址或快速DSTN 。 HPA 和 CSTN 皆比 DSTN 提供了更好的對比度和亮度。CSTN的反應時間現(xiàn)在已下降到100ms,并提供140度視角。DSTN 是由超扭曲向列型顯示器（STN ）發(fā)展而來的，由于DSTN 采用雙掃描技術，因而顯示效果較STN 有大幅度的提高。筆記本電腦剛出現(xiàn)時主要是使用STN 。 STN 的反應時間較慢，一般為300ms 左右，用戶能感覺到拖尾（余輝）。由于 DSTN 分上下兩屏同時掃描，所以在使用中有可能在顯示屏中央出現(xiàn)一條亮線。主動矩陣顯示屏通過薄膜晶體管直接尋址，這也是該技術名稱的由來，即TFT （薄膜晶體管）。TFT屬于有源

9、矩陣液晶顯示器中的一種，反應時間大大提高，已達到5ms。其具有更高的對比度和更豐富的色彩。相對DSTN 而言， TFT 的主要特點是每個像素都配置一個半導體開關器件，其加工工藝類似于大規(guī)模集成電路。由于每個像素都可通過點脈沖直接控制，因而每個節(jié)點相對獨立，并可連續(xù)控制，這樣不僅提高了反應時間，同時在灰度控制上可以非常精確，這就是TFT 色彩較 DSTN 更為逼真的原因。目前絕大部分廠商的主流產品都是采用TFT顯示屏。五、什么是TFT液晶顯示屏？所謂薄膜晶體管，是指液晶顯示器上的每一液晶象素點都是由集成在其后的薄膜晶體管來驅 動。從而可以做到高速度、高亮度、高對比度顯示屏幕信息。TFT屬于有源矩

10、陣液晶顯示器TFT-LCD液晶顯示屏是薄膜晶體管型液晶顯示屏，也就是“真彩”TFT液晶為每個像素都設有一個半導體開關，每個像素都可以通過點脈沖直接控制，因而每 個節(jié)點都相對獨立， 并可以連續(xù)控制，不僅提高了顯示屏的反應速度，同時可以精確控制顯示色階，所以TFT液晶的色彩更真。TFT液晶顯示屏的特點是亮度好、對比度高、層次感強、顏色鮮艷，但也存在著比較耗電和成本較高的不足。TFT液晶技術加快了手機彩屏的發(fā)展。新一代的彩屏手機中很多都支持65536色顯示，有的甚至支持 16萬色顯示，這時 TFT的高對比度，色彩豐富的優(yōu)勢就非常重要TFT-ThinFilmTransistor薄膜晶體管是有源矩陣類型

11、液晶顯示器 AM-LCD中的一種，TFT在液晶的背部設置特殊光管，可以 主動的”對屏幕上的各個獨立的像素進行控制，這也就是所謂的主動矩陣 TFT(activematrixTFT)的來歷，這樣可以大大地提高反應時間，一般 TFT的反應時間比較快，約 80ms ,而STN則為200ms ,如果要提高就會有閃爍現(xiàn)象發(fā)生。而且由 于TFT是主動式矩陣LCD可讓液晶的排列方式具有記憶性，不會在電流消失后馬上恢復原狀。TFT還改善了 STN閃爍(水波紋)-模糊的現(xiàn)象 有效地提高了播放動態(tài)畫面的能力。和STN相比，TFT有出色的色彩飽和度、還原能力和更高的對比度，但是缺點就是比較耗電，而且成本 也比較高。T

12、FT (Thin Film Transistor )即薄膜場效應晶體管，屬于有源矩陣液晶顯示器中的一種。 它可以主動地”對屏幕上的各個獨立的像素進行控制，這本¥可以大大提高反應時間。一般TFT的反應時間比較快，約80毫秒，而且可視角度大，一般可達到130度左右，主要運用在高端產品。所謂薄膜場效應晶體管，是指液晶顯示器上的每一液晶象素點都是由集成在其后的薄膜晶 體管來驅動。從而可以做到高速度、高亮度、高對比度顯示屏幕信息。TFT屬于有源矩陣液晶顯示器，在技術上采用了 主動式矩陣”的方式來驅動，方法是利用薄膜技術所作成的電晶體電極， 利用掃描的方法主動拉”控制任意一個顯示點的開與關，光源

13、照射時先通過下偏光板向上透出， 借助液晶分子傳導光線，通過遮光和透光來達到顯示的目的。TFT-LCD液晶顯示屏是薄膜晶體管型液晶顯示屏，也就是 真彩"(TFT)。TFT液晶為每個像 素都設有一個半導體開關，每個像素都可以通過點脈沖直接控制，因而每個節(jié)點都相對獨立，并可以連續(xù)控制，不僅提高了顯示屏的反應速度，同時可以精確控制顯示色階，所以TFT液晶的色彩更真。TFT液晶顯示屏的特點是亮度好、對比度高、層次感強、顏色鮮艷，但也存在著比 較耗電和成本較高的不足。TFT液晶技術加快了手機彩屏的發(fā)展。新一代的彩屏手機中很多都支持65536 色顯示，有的甚至支持 16萬色顯示，這時 TFT的高對

14、比度，色彩豐富的優(yōu)勢就非 常重要了。TFT型的液晶顯示器主要的構成包括：螢光管、導光板、偏光板、濾光板、玻璃基板、配向 膜、液晶材料、薄模式晶體管等等。TFT (Thin Film Transistor )是薄膜晶體管的英文縮寫，屬于有源矩陣液晶顯示器中的一 種。它可以 主動地”對屏幕上的各個獨立的像素進行控制，這樣可以大大提高反應時間。一般TFT 的反應時間比較快，約80 毫秒，而且可視角度大，一般可達到130 度左右，主要運用在高端產品。主要分類：VA 型： VA 型液晶面板在目前的顯示器產品中應用較為廣泛的，使用在高端產品中，16.7M色彩 （ 8bit 面板） 和大可視角度是它最為明顯

15、的技術特點，目前 VA 型面板分為兩種：MVA、 PVA。MVA 型：全稱為（Multi-domain Vertical Alignment ） ，是一種多象限垂直配向技術。它是利用突出物使液晶靜止時并非傳統(tǒng)的直立式，而是偏向某一個角度靜止；當施加電壓讓液晶分子改變成水平以讓背光通過則更為快速，這樣便可以大幅度縮短顯示時間，也因為突出物改變液晶分子配向，讓視野角度更為寬廣。在視角的增加上可達160 度以上，反應時間縮短至20ms 以內。PVA 型：是三星推出的一種面板類型，是一種圖像垂直調整技術，該技術直接改變液晶單元結構，讓顯示效能大幅提升可以獲得優(yōu)于MVA 的亮度輸出和對比度。此外在這兩種

16、類型基礎上又延出改進型S-PVA 和 P-MVA 兩種面板類型，在技術發(fā)展上更趨向上，可視角度可達170 度，響應時間被控制在20 毫秒以內 （采用 Overdrive 加速達到8ms GTG ） ， 而對比度可輕易超過700:1的高水準，三星自產品牌的大部份產品都為PVA 液晶面板。IPS 型： IPS 型液晶面板具有可視角度大、顏色細膩等優(yōu)點，看上去比較通透，這也是鑒別IPS型液晶面板的一個方法，PHILIPS 不少液晶顯示器使用的都是IPS 型的面板。而S-IPS 則為第二代 IPS 技術， 它又引入了一些新的技術，以改善 IPS 模式在某些特定角度的灰階逆轉現(xiàn)象。LG和飛利浦自主的面板

17、制造商也是以IPS 為技術特點推出的液晶面板。TN 型： 這種類型的液晶面板應用于入門級和中端的產品中，價格實惠、低廉， 被眾多廠商選用。在技術上，與前兩種類型的液晶面板相比在技術性能上略為遜色，它不能表現(xiàn)出16.7M 艷麗色彩，只能達到16.7M 色彩（ 6bit 面板）但響應時間容易提高?？梢暯嵌纫彩艿搅艘欢ǖ南拗?，可視角度不會超過160 度?，F(xiàn)在市場上一般在8ms 響應時間以內的產品大多都采用的是TN 液晶面板。lpl 是指 lg 和飛利普合作的液晶面版生產線生產的液晶面版,不只指液晶面版類型,當然lpl 也有 tn的型號可以這么說，lpl 是一種面板品牌，就好比三星、友達、奇美之類的；

18、而tn 則是指一種面板類型，比如pva 、 ips 什么的。TFT 屏分很多種的: VA（PVA, SVA）, S-IPS, TN 等等大多數(shù)筆記本和電腦顯示器用屏都是TN 的 ,視角比較差.電視用的TFT 液晶屏多采用VA 和 IPS 技術 , IPS 的視角和顏色表現(xiàn)方面最好,VA 的對比度高.也有高端的筆記本用S-IPS 屏 ,比如 :IBM T60-P 種 15.1 寸某些高端型號,還有 SONY 17 寸的也有用 S-IPS 屏 .一般電腦顯示器, NEC 的 1990SXI/1980/1970 都是 S-IPS 屏 ,還有就是apple 和Dell 的大尺寸液晶顯示器都是S-IPS

19、 的 .S-IPS 只有 LG.Philips-LCD 公司大規(guī)模生產（日本也有小部分,不過都是自用的）TN 屏是 TFT 種最便宜的,工藝較簡單.六、新型低溫多晶硅（LTPS）薄膜晶體管（TFT）低溫多晶硅的全稱是“ Low Temperature Poly -Silicon ( LTPS ，多晶硅又簡稱為p-Si ，下同)”，它是多晶硅技術的一個分支。對LCD 顯示器來說，采用多晶硅液晶材料有許多優(yōu)點，如薄膜電路可以做得更薄更小、功耗更低等等，我們會在下面集中介紹。但在多晶硅技術發(fā)展的初期，為了將玻璃基板從非晶硅結構( a-Si ) 轉變?yōu)槎嗑Ч杞Y構，就必須借助一道激光退火( Laser

20、Anneal )的高溫氧化工序，此時玻璃基板的溫度將超過攝氏1000 度。眾所周知，普通玻璃在此高溫下就會軟化熔融，根本無法正常使用，而只有石英玻璃才能夠經受這樣的高溫處理。而石英玻璃不僅價格昂貴且尺寸都較小，無法作為顯示器的面板，廠商很自然選擇了廉價的非晶硅材料(a-Si ) ，這也是我們今天所見到的情形。不過， 業(yè)界并沒有因此放棄努力，發(fā)展低溫多晶硅技術成為共識，在經過多年的努力之后，低溫多晶硅終于逐步走入現(xiàn)實。與傳統(tǒng)的高溫多晶硅相比，低溫多晶硅雖然也需要激光照射工序，但它采用的是準分子激光作為熱源，激光經過透射系統(tǒng)后，會產生能量均勻分布的激光束并被投射于非晶硅結構的玻璃基板上，當非晶硅結

21、構的玻璃基板吸收準分子激光的能量后，就會轉變成為多晶硅結構。由于整個處理過程是在攝氏500-600 度以下完成，普通的玻璃基板也可承受，這就大大降低了制造成本，將多晶硅技術引入LCD 顯示器領域也就完全可行。而除了制造成本降低外，低溫多晶硅技術的優(yōu)點還體現(xiàn)在以下幾個方面。電子遷移速率更快電子遷移率以“cm2/Vsec”為單位，指的是每秒鐘每伏特電壓下電子的運動范圍大小。傳統(tǒng)的a-Si非晶硅材料LCD ，電子遷移率指標多數(shù)都在0.5cm2/V-sec 以內，而P-Si 多晶硅面板的電子遷移率可達到200cm2/V-sec ，整整是非晶硅材料的400 倍之多。由于在該項指標上多晶硅材料占據(jù)絕對優(yōu)勢

22、，使得多晶硅LCD 的反應速度極快，體現(xiàn)在顯示器產品中便是響應時間可以做到更短，更好滿足大屏幕LCD 的實用需求。薄膜電路面積更小我們知道，液晶材料通過控制光的通斷來顯示不同的畫面，這樣， 每個液晶像素都必須有一個專門的 TFT 薄膜電路。這個薄膜電路與液晶像素一一對應，且成為像素的一部分，由于電路本身并不透光，來自背光源的光線便會被它遮擋。薄膜電路占據(jù)的面積越大，能透過的光能就越少，體現(xiàn)在最終顯示上就是液晶像素較暗。而如果薄膜電路占據(jù)的面積較小，透過的光線就較多，在背光源不變的情況下，液晶像素也可以擁有較高的輸出亮度。LCD 業(yè)界引入“開口率( ApertureRatio ) ”指標來描述此

23、種情況，開口率是指每個像素可透光的區(qū)域與像素總面積的比例。顯然，薄膜電路占據(jù)的面積越小，可透光區(qū)域就越大，開口率越高，整體畫面就越亮。傳統(tǒng) a-Si 非晶硅材料在開口率方面的表現(xiàn)難如人意，原因就在于對應的薄膜電路體積較大，雖然許多廠商想盡辦法提升該項指標，但收效甚微。而p-Si 多晶硅材料在這方面具有絕對的優(yōu)勢，用該技術制造的LCD 面板，薄膜電路可以做得更小、更薄，電路本身的功耗也較低。更重要的是，較小的薄膜電路讓多晶硅LCD 擁有更高的開口率，在背光模塊不變的情況下可擁有更出色的亮度及色彩輸出。換個角度考慮，采用多晶硅材料也可以在確保亮度不變的前提下，有效降低背光源的功率，整機的功耗將因此

24、大大降低，這對于筆記本LCD 屏來說具有相當積極的意義。更高的分辨率越來越多的液晶廠商開始重視p-Si 多晶硅技術。如前所述，p-Si 多晶硅面板的薄膜電路尺寸極小，開口率比傳統(tǒng)非晶硅面板高得多，對應的LCD 面板要做到高分辨率不僅相對容易，且可以擁有更為出色的顯示效果。不妨舉個例子，對于12 英寸的筆記本LCD 屏，如果改用低溫多晶硅技術，顯示屏就可以在實現(xiàn)1024X768高分辨率的同時，將開口率指標保持在與常規(guī)桌面型LCD 顯示器相當?shù)乃疁?，由此大幅度改善屏幕的亮度輸出、對比度和色彩效果，?12英寸無好屏”的說法自然也就成為歷史。事實上，多晶硅技術所能達到的分辨率遠超乎人們的想象，如在三

25、片式 LCD 投影機中，高溫多晶硅(High Temperature Poly-Silicon )技術被廣泛使用，而它可以在面板尺寸僅有1.3英寸時，就實現(xiàn)1024X768的超高分辨率，如果換作是普通的非晶硅技術則遠遠無法達到這一指標。結構簡單、穩(wěn)定性更高對于傳統(tǒng)的非晶硅LCD 顯示器， 驅動 IC 與玻璃基板是不可集成的分離式設計，因此， 在驅動 IC與玻璃基板之間需要大量的連接器。一般來說，一塊非晶硅LCD 面板， 需要的連接器數(shù)量在4000個左右，這不可避免導致結構變得復雜，模塊制造成本居高不下，且面板的穩(wěn)定性較差，故障率會比較高。再者， 驅動 IC 與玻璃基板的分離式設計也讓LCD 難

26、以實現(xiàn)進一步輕薄化，這對輕薄型筆記本電腦和平板PC 而言都是個不小的打擊。相比之下，低溫多晶硅技術同樣沒有這個問題。驅動 IC 可以同玻璃基板直接集成，所需的連接器數(shù)量銳減到200 個以下，顯示器的元器件總數(shù)比傳統(tǒng)的a-Si 非晶硅技術整整少了40。這也使得面板的結構變得很簡單、穩(wěn)定性更強，理論上說， 多晶硅 LCD 面板的制造成本也將低于傳統(tǒng)技術。與此同時，集成式結構讓驅動IC 不必占據(jù)額外的空間，LCD 顯示屏可以做得更輕更薄，這一點無疑可以得到市場的廣泛歡迎。七、液晶面板品質液晶面板按照品質可以分為A、 B、 C 三個等級，其等級區(qū)分的依據(jù)便是壞點數(shù)量的多少。但國際上并沒有相關的硬性規(guī)定，所以各個國家地區(qū)的等級標準也不盡相同。通常情況下，液晶面板的壞點數(shù)量在5 個以內便是A 級，壞點數(shù)量多于5 個而少于10 個便屬于B 級，壞點數(shù)量在 10 個以上則屬于C 級面板。 原則上 A 級面板最適合于顯示器的生產制造，但液晶面板生產出B 級面板也是不可避免的事情，所以這類B 級面板也大多會被雜牌顯示器廠商所消化。而C 級面板則完全不適合顯示器的生產制造，大多被切割成小面積的液晶面板應用于其他領域。但也有極少數(shù)液晶顯示器生產廠商會采用C 級面板，在兩三年前就曾出現(xiàn)過低價劣質液晶顯示器擾亂市場的風波。當然除了在壞點數(shù)量的多少以外，B 級和 C 級