平板顯示技術(shù)-C3TFTLCD-1TFTLCD組成匯總

平板顯示技術(shù)

FlatPanelDisplayTechnology第2章液晶顯示1液晶簡(jiǎn)介2液晶物理性質(zhì)3常用液晶顯示器件介紹4液晶驅(qū)動(dòng)原理（無(wú)源驅(qū)動(dòng)、有源驅(qū)動(dòng)）5TFT-LCDINTRODUCTION6TFTLCD主要組成及關(guān)鍵技術(shù)7液晶顯示最新發(fā)展(器件結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)方式等）補(bǔ)充資料：液晶模塊構(gòu)裝技術(shù)（平板顯示技術(shù)_模組構(gòu)裝.ppt）StructureofTFT-LCDStructureofcolorTFTpanelStructureofdrivingcircuitunitLCD結(jié)構(gòu)電極LCD結(jié)構(gòu)－剖面圖LCD制作費(fèi)用比例LCD光利用效率TFT-LCD主要構(gòu)成及關(guān)鍵工藝1.液晶2.配向膜3.濾光片4.偏光片/偏光板5.背光模塊6.TFT7.TFT-LCD制作（array,CF,…….)1.RelationshipofLC-MaterialsPropertieswithCellPropertiesOperatingTemp.OperatingVoltageResponseTimeViewingAngleSteepness(Grayscalecapability)Defectfree(Disclination,mura)ImageUniformity(Imagesticking,Flicker)MesophaserangeViscosityDielectricanisotropyOpticalanisotropyKiiPitch(considermode)Resistivity(VHR,remainingDC)Electro-opticalEffects;LCD-PerformanceLC-MaterialsPropertiesLC-StructuresCellgapAlignmentstability&UniformityElectrodedistance(IPSmode)CellParameterFFFFFFFFFDevicedesignMoleculardesign粘度影響響應(yīng)時(shí)間液晶器件的響應(yīng)時(shí)間與液晶的粘度相關(guān)

τ∝γd2，且開時(shí)間還與驅(qū)動(dòng)電壓和K有關(guān)；關(guān)時(shí)間與K相關(guān)顯示器的響應(yīng)時(shí)間仍需實(shí)驗(yàn)測(cè)試和評(píng)估，尤其在STN顯示器方面響應(yīng)時(shí)間與驅(qū)動(dòng)條件相關(guān)與驅(qū)動(dòng)頻率（小頻率）相關(guān)與掃描路數(shù)（DUTY）相關(guān)與驅(qū)動(dòng)波形相關(guān)與驅(qū)動(dòng)芯片的負(fù)載能力相關(guān)2.配向膜作用：對(duì)液晶分子定位前后兩片玻璃基板上的配向膜需互成九十度方能將液晶分子依序旋轉(zhuǎn)，其制作方式是利用棉刷依一定方向刷過(guò)，也有使用蒸鍍的方式配向，不過(guò)成本較高。LCDPI制作PI膜ITO透明電極PI液轉(zhuǎn)印輪ITO玻璃APR版配向膜形成(PICoating)DoctorRollerAniloxRollerLCD配向絨布滾筒玻璃基板移動(dòng)方向移動(dòng)方向ITO透明電極經(jīng)

Rubbing后形成配向膜玻璃基板液晶分子配向工程(Rubbing)3.彩色濾光片（CF,colorfilter）在彩色濾光片上，用來(lái)遮住R、G、B各Pixel間之空隙，可大幅減少LCD光點(diǎn)間彼此所產(chǎn)生的干擾，使畫面更穩(wěn)定更清晰。4.偏光板液晶顯示器均須使用上下兩片偏光板，功能在于將非偏振光轉(zhuǎn)為偏振光光，液晶顯示器就是利用此偏極光加上液晶扭轉(zhuǎn)特性來(lái)達(dá)到控制光線的通過(guò)與否，以形成明暗。Polarizers:AnOverview1.DichroicPolarizer:

?Dyesdissolvedinpolymermatrices?T<50%;Highextinctionratio;Largesize2.PolarizingBeamSplitter:

?ReflectSandTransmitP3.CholestericLCFilm:

?Reflect&TransmitCircularPolarization?Needa/4platetoconverttolinear4.BrewsterAngle:

?ReflectS,TransmitP&s5.TotalInternalReflection:

?ReflectSandTransmitP偏光片的基本結(jié)構(gòu)偏光片各層的作用PVA:PVA膜是一種高分子聚合物，用各類具有二向色性的有機(jī)染料進(jìn)行染色，同時(shí)在一定的濕度和溫度條件下進(jìn)行延伸，使其吸收二向色性染料形成偏振性能，在脫水、烘干后形成偏光片原膜。TAC：PVA膜具有親水性，在濕熱的環(huán)境中很快會(huì)變形、收縮、松弛、衰退、且強(qiáng)度很低，質(zhì)脆易破，不便于使用和加工，因此在膜兩邊都復(fù)合上一層強(qiáng)度高、透光率高而又耐濕熱的TAC膜偏光片的類型碘系：易獲得高偏振度、高透過(guò)率的偏光特性，但碘的分子結(jié)構(gòu)在高溫高濕的條件下容易被破壞，所以耐久性差。染料系：耐久性好，但難于獲得高偏振度、高透過(guò)率的偏光特性。偏光片角度的定義和識(shí)別偏光片角度的定義和識(shí)別零度邊的定義：不管LCD視角為幾點(diǎn)鐘都以6點(diǎn)鐘所在對(duì)應(yīng)的邊為零度邊。偏光片角度定義：偏光片的吸收軸和LCD的零度邊的夾角。（順時(shí)針為負(fù)，逆時(shí)針為正；上偏光片粘面向下，下偏光片粘面向上）H-TypeDichroicPolarizer1.H-type:?LinearorientationofPVAfilm?Imbibitioniniodinesolution?Stabilizationwithboroncomplexes?Protectionwithcellulosetriacetate2.Features:?High%T(43%);highefficiency(99.9%)?Elevatedheat&humiditycausesteadypolarizationdegradation(Gettensetal,SID’95Appl.Digestp.7)ReflectivePolarizer*S.ZhangandS.Atwood,“LCD-luminance-enhancementmethodsforhigh-ambientapplications,”SID,InformationDisplay,7,pp.22-25(2006).Source:USPatent:6,016,177

；NittoDenkoCorporation

膽固醇液晶偏光片操作原理利用膽固醇偏光片將可見光波段光譜分成左旋圓偏振光穿透，右旋圓偏振光反射，再經(jīng)過(guò)相位延遲膜轉(zhuǎn)變成液晶顯示器所需之線性偏振光，反射之右旋圓偏振光再經(jīng)背光模塊反射與散射，部分左旋圓偏振光分量可再利用，提升光源使用效率。

1.GradientpitchesforRGBcolors2.Centralwavelength=<n>p3.Bandwidth=np4.Brightnessup~75%5.Extinctionratio:20:1D.Broeretal,Nature,378,467(1995)EnhancingPCEbyCLC+/4films

膽固醇型偏光片(CLC)

CLCfilmwithrighthandedgradientpitchRCPLCPLCPLCPReflectorLampLPLPBroadband/4filmR

G

BBroadbandCLCReflector1).Q.Hongetal.,Liq.Cryst.30,367(2003)2).S.Guazaetal.,Liq.Cryst.32,1077(2005)Increasedn=npGradientpitchvs.uniformpitchn=0.4P0=240~350nm5.液晶背光模組背光模組結(jié)構(gòu)背光模組組成背光模組結(jié)構(gòu)－直下式背光模組－直下式直下式結(jié)構(gòu)－－－無(wú)導(dǎo)光板對(duì)于大尺寸LCD，側(cè)光式結(jié)構(gòu)在重量、耗電量及亮度上無(wú)優(yōu)勢(shì)。背光結(jié)構(gòu)-側(cè)光結(jié)構(gòu)ProtectorSheetPrismsheet(H)Prismsheet(V)DiffusersheetCCFLCCFLReflectorLightguideReflectorFrame底反射片導(dǎo)光板擴(kuò)散片+稜鏡片CCFL燈管外框TFT-LCD之背光模組

對(duì)背光模組的要求1.HighIntensity&HighEfficiency?10,000Ft.L;Lowpowerconsumption2.SpectralContents&Stability?ColorPurity(R=630,G=550,B=450nm)?Stablefrom-55to+70oC3.WideDimmingRange?10,000to1Ft.L4.LongLifetime?>10,000hours5.Diffusion:?Lambertianorcollimation?背光模組組成燈管反射罩：包住燈光發(fā)出的光，盡量送入導(dǎo)光板內(nèi)導(dǎo)光板：改變光線方向，提高正面輝度及控制亮度均勻反射片：將底面漏出的光反射回導(dǎo)光板中擴(kuò)散板：1.藉由擴(kuò)散物質(zhì)的折射與反射修正光行進(jìn)方向，將光線導(dǎo)向垂直導(dǎo)光板的方向；2.淡化導(dǎo)光板上亮暗不均現(xiàn)象。棱鏡片：提升正面亮度導(dǎo)光板材料導(dǎo)光板為壓克力所制造，一般是使用聚甲基丙烯酸甲酯。導(dǎo)光板的原理

利用全反射原理將光線傳至導(dǎo)光板的遠(yuǎn)程利用在導(dǎo)光板的底面印刷上圖樣，來(lái)破壞全反射，將光線射至導(dǎo)光板正面。導(dǎo)光板加工原理印刷式導(dǎo)光板（print）

一般使用的油墨是含有SiO2或TiO2，

在設(shè)計(jì)時(shí)須考慮油墨濃度、油墨種類等。非印刷式導(dǎo)光板（printless）

直接將pattern的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)移到模具上，取代傳統(tǒng)的印刷方式，此方法可比印刷式導(dǎo)光板的輝度增加10％左右。導(dǎo)光板導(dǎo)光板基本圖案LEDLightSource導(dǎo)光板圖案導(dǎo)光板

(LightGuide,

LightPipe）

o導(dǎo)光板形狀為楔形板,目的在降低背光板之厚度,因NoteBookPC需求輕、薄、短小.o使用材料為壓克力(Acryl)PMMA技術(shù)發(fā)展流程:1.鑄造導(dǎo)光板(CastingLGP)+印刷(使用不吸光原料)2.射出鏡面導(dǎo)光板(InjectionLGP)+印刷(TiO2)3.無(wú)印刷式射出導(dǎo)光板(InjectionNonprintingLGP)4.復(fù)合化導(dǎo)光板,將棱鏡與擴(kuò)散功能整合在LGP上

OpticalLexan PMMAMeltFlowIndex 13 N/AHDT 130deg.C 95-98deg.CImpactStrength Excellent PoorDimensionalStability Good PoorWaterAbsorption 0.15% 0.3%LightTransmission 89-90% 92-93%UVStability Fair GoodCCFL UV-cut(suggested) ConventionalDensity 1.2 1.2 GEPlastics導(dǎo)光板材料光學(xué)透過(guò)率穿透率測(cè)量方式：Top:由正面入射光線bottom:由背面入射光線TopBottom反射片使散射出導(dǎo)光板的光線反射回導(dǎo)光板中，以增加光的使用率。一般反射片依用途分為反射片與燈管反射片，特性如下:光反射率高好的耐熱性與耐光性

燈管反射片CCFL燈管底反射片導(dǎo)光板擴(kuò)散片反射片擴(kuò)散片主要作用為:修正光源的射出方向與擴(kuò)散的角度對(duì)于破壞全反射的光學(xué)結(jié)構(gòu)(pattern)亦具有覆蓋作用。撗散片包含透過(guò)率霧面程度(HAZE)是產(chǎn)品作選擇。擴(kuò)散片LightDiffuseFilm(3M)Filmthickness(d):0.12-0.50mmDiffuseangledependsond:12-20o(ForLCD,weneed±85o

diffuseangle)Totaltransmission:85%

Material:100%Acrylic擴(kuò)散板用途導(dǎo)光板(LGP)燈管反射片冷陰極熒光管(CCFL)棱鏡片(prismlens)下擴(kuò)散片(diffuser)反射片(reflector)光反射元件(patterns;elements)上擴(kuò)散片(diffuser)下擴(kuò)散片的功用1.可使光源均勻擴(kuò)散2.可使光源折射一個(gè)角度3.可遮住pattern點(diǎn)，及背光表面之缺點(diǎn)導(dǎo)光板(LGP)光反射元件(patterns;elements)下擴(kuò)散片(diffuser)光源行進(jìn)方向上擴(kuò)散板的功用擴(kuò)散層PET層抗靜電層or防浮曲劑上擴(kuò)散板主要功用為防止LENS的刮傷其底下的抗靜電層可避免上擴(kuò)散與LENS的摩擦而產(chǎn)生的刮傷防浮曲劑的添加的可以防止擴(kuò)散板的浮曲LENS上、下擴(kuò)散的差異HAZE簡(jiǎn)單說(shuō)就是霧面效果HAZE愈高,視角愈廣,霧面效果愈好,但擴(kuò)散效果較差稜鏡片稜鏡片的功能:將來(lái)自擴(kuò)散片的光集中，以提高面板正面的光線輝度。使用一片稜鏡片時(shí)可使正面輝度提高約1.6倍

。稜鏡片簡(jiǎn)介稜鏡片(PrismSheet)增加出射光的方向性,達(dá)到提高正面亮度的目的主要材料為多元脂(Polyester)或聚碳酸脂(Polycarbonate)厚度約在150~230m表面形成間距為24~110m,頂角90°~110°的長(zhǎng)條狀鏡陣列,使其有聚光之作用.使用一片水平,可使正面亮度改善1.6倍使用兩片直角+水平,可使正面亮度改善2倍以上BEFII,BEFIII,DBEF,RBEF,….etc.稜鏡片的功用-1Source:/稜鏡片的功用-2Source:/稜鏡片的功用-3Source:/稜鏡片的功用-4視角影響Source:/PrismAngle:90o,PrismPitch:50-μmGain:singlefilm=58%;2crossedfilms=114%Material:Prism=AcrylicResin;Substrate=PolyesterThickness:150-μmBrightnessEnhancementFilm(3MBEFII)(1).TwoBEFcrossed(2).TwoBEFcrossed(4).OneBEF利用光學(xué)顯微鏡觀察BEF表面結(jié)構(gòu)(3).OneBEF在3MBEF使用上必須考慮集光方向與視角要求，且使用雙層BEF時(shí)必須相互夾90度，視角會(huì)因此下降，但正面方向會(huì)因此亮度提升NewBEF(金字塔型交錯(cuò))DBEFLightGuideFrontPolarizerLCcellRearPolarizerCLClayerλ/4Retardar偏光片與DBEF結(jié)合(DP)DP膽固醇型偏光片(CLC)FrontPolarizer利用右旋圓偏光被反射再利用,使升正向穿透率,使backlight光源利用率上升將偏光片垂直之線性偏光反射再利用EnhancementFilmMechanism外框一般有鐵框與塑框兩種:鐵框的材質(zhì)有不鏽鋼與鍍鋅鋼板….等等。塑框的材質(zhì)有PC與ABS….等等。其功能是將背光模組與panel固定在特定的位置上。外框FrontLightforReflectiveLCDFrontIlluminationDeviceandReflective-TypeLCDPatent:US06048071Sharp前光源模組應(yīng)用於反射式液晶顯示器Source:Patent:US06048071

光源入光側(cè)光源入光側(cè)Vcut圖案光源入光側(cè)前光源模組及設(shè)計(jì)Source:Patent:US06048071