LCD-教育訓(xùn)練(基礎(chǔ))

液晶光學(xué)的

模組特性概述液晶顯示器的種類

液晶顯示器扭轉(zhuǎn)型(Twinst

Nematic,TN)1971超扭轉(zhuǎn)型(SuperTwinst

Nematic,STN)1984

雙層雙扭轉(zhuǎn)型(DoubleLayerSTN,DSTN)1987

光相位補(bǔ)償超扭轉(zhuǎn)型(FilmSTN,FSTN)1988

主動(dòng)驅(qū)動(dòng)超扭轉(zhuǎn)型(AASTNorMLSSTN)1992強(qiáng)介電型(FerroelectricLiquidCrystal:FLC)1980PDLC(PolymerDispersiveLC)1988PSCT(PolymerStabilizedCholestericTexture)1993OtherDS(DynamicScattering)1968PC(PhaseChange)1968GH(GuestHost)1968ECB(ElcetricalControlBirefregency)1971BTN(BistableTwistNematic)1995IPS(InPlaneSwitch)1995VA(VerticalAlignment)1996大綱LCM原理與量測(cè)介紹LCM概述LCM的動(dòng)作原理與特性LCM的元件特性與影響液晶顯示器(LCD)

低操作電壓(數(shù)V~10V),可直接以IC驅(qū)動(dòng),而將回路簡(jiǎn)化.

低消耗電力(數(shù)uW~數(shù)10uW/cm^2),適合以電池驅(qū)動(dòng),為取能量型.

薄型/量輕/小型顯示(數(shù)mm^2)至大型顯示(~1000cm^2)之設(shè)計(jì)均為可能.

為受光型顯示,在明亮處亦清晰可見(jiàn).

彩色顯示設(shè)計(jì)容易,可擴(kuò)大顯示機(jī)能及多樣化.

可投影顯示顯示,故可容易以大畫面(數(shù)m^2~數(shù)10m^2)顯示.

非常適合于LSI驅(qū)動(dòng)回路.由于為非發(fā)光型顯示,對(duì)于反射型顯示來(lái)說(shuō)在黑暗無(wú)法提供清晰顯示.顯示對(duì)比(對(duì)比愈高則畫面愈清晰)會(huì)依視角之不同而異,故有可視角之限制.應(yīng)答性會(huì)依周圍環(huán)境溫度而異,低溫下(-20度以下)顯示效果不佳.缺點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):TN型LCD顯示原理Twist90液晶分子FieldOFFFieldON利用液晶的旋光特性調(diào)變穿透光線液晶的旋光特性消失TN顯示器的運(yùn)作原理TN顯示器的運(yùn)作原理STNLCD顯示原理Twist270液晶分子FieldOFFFieldON利用液晶的雙折射特性調(diào)變穿透光線LightGuidePanel–OpticalPath

CCFL被動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式主動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式偏光板偏光板扭轉(zhuǎn)向列(TN)效應(yīng)配向膜出射光:直線偏光方向入射光偏光方向(與偏光片平行)向列型液晶配向膜配向膜nn其他偏光方向入射的光線扭轉(zhuǎn)向列(TN)工作原理液晶與偏光片的效應(yīng)組合：未加電壓：當(dāng)光線通過(guò)上層偏光片，以一特定的方向進(jìn)入LCD后，藉由液晶的扭轉(zhuǎn)將光路徑旋轉(zhuǎn)至特定之角度(90)，而得以穿透下層偏光片的通過(guò)軸向。施加電壓：若外加一電壓(Vrms)于90度扭轉(zhuǎn)排列的液晶薄膜時(shí),則在某一臨界激發(fā)電壓,液晶分子的長(zhǎng)軸將會(huì)移轉(zhuǎn)至與電場(chǎng)方向一致(液晶失去了旋轉(zhuǎn)光路徑的功能,因此光線無(wú)法通過(guò)下層偏光片的通過(guò)軸向。分子長(zhǎng)軸方向超扭旋向列性復(fù)折射(SBE/STN)效應(yīng)

扭轉(zhuǎn)角()>90VoffVon超扭旋向列性復(fù)折射(SBE/STN)效應(yīng)隨著液晶分子扭旋角()之增大,很明顯的臨界值會(huì)急速的上升,對(duì)比較高!!

=270(FSTN)外加電壓0.51.01.53.003060902.02.5

=90

=180

=360傾斜角度ColorFilterIntroductionColorCIE1931LCDcandisplay“Colors＂isactuallyby“ColorFilter＂PolarizerGlassSubstrateGlassSubstrateLCLayerBackLightUnitPolarizerLEDTFTArrayLightGuidePlateColorFilterStructureGlassSubstrate:0.7mmRed:1.4umCr.BM:1500AGreen:1.4umBlue:1.4umPhotoSpacer:4.5umITO:1400A名詞解釋光度:光源的強(qiáng)度，單位為燭光。光通量:又稱為光束，簡(jiǎn)稱（流明Lm）從光源發(fā)出可見(jiàn)光的總量。照度:單位Lux被照地方的明亮程度。輝度:（每平方燭光）簡(jiǎn)單說(shuō)用來(lái)評(píng)估發(fā)光體（光源）對(duì)眼睛刺激的程度。

BrightnessMeasurementCondition

ThereasonableperformanceofBrightness(Transflective):Typical:50cd/m^2for1.1＂-2.2＂(by3eaLED).Min.:45cd/m^2.ThereasonableperformanceofBrightness(Transmissive):Typical:170cd/m^2for1.8＂-2.2＂(by3eaLED).Min.:150cd/m^2.a-SiTFTColorSTN

ThereasonableperformanceofBrightness(Transflective):Typical:60cd/m^2for1.7＂-1.9＂(by2eaLED).Min.:45cd/m^2.ThereasonableperformanceofBrightness(Transmissive):Typical:120cd/m^2for1.7＂-1.9＂(by2eaLED).Min.:95cd/m^2.

Brightness與人眼感覺(jué)之關(guān)系圖.ReasonablePerformance人眼感覺(jué)Brightness(cd/m^2)依據(jù)“環(huán)境光-太陽(yáng)光,日光燈,..＂不同而改變!!近似曲線140180人眼感覺(jué)差異不大當(dāng)多數(shù)人之人眼感覺(jué)“Brightness＂夠,即可定義此產(chǎn)品之“Brightness＂規(guī)格.

WhiteBalance

ThereasonableperformanceofWhiteBalance(byCIE1931):Typical:(0.31,0.33)–byCorD65sourceTolerance:0.01ThereasonableperformanceofWhiteBalance(byColorTemperature):Typical:5500–6500KAllColorLCDM

“WhiteBalance＂為人眼重要視覺(jué)效果之一.大部分閱讀資料之背景皆為白色,所以對(duì)于LCDPanel所顯示之白色會(huì)特別敏感.

東方人與西方人對(duì)于“白色＂之喜好不同,會(huì)影響“白色＂之相對(duì)應(yīng)之“色座標(biāo)＂或“色溫＂.東方人:白色偏藍(lán)(色溫較高).西方人:白色偏黃綠(色溫較低).

由以下附圖可知,要使LCDPanel達(dá)到設(shè)計(jì)所要之“白平衡＂,須由“環(huán)境光源頻譜/背光源頻譜＂,“反射板頻譜＂,“ColorFilter頻譜＂與“液晶材料+單偏光片光學(xué)系統(tǒng)＂共同設(shè)計(jì)與最佳化.

最理想設(shè)計(jì)為“環(huán)境光源頻譜/背光源頻譜＂,“反射板頻譜＂,“ColorFilter頻譜＂與“液晶材料+單偏光片光學(xué)系統(tǒng)＂各自達(dá)到設(shè)計(jì)所要之“白平衡＂.InformationColorSaturationdependonColorFilter與光穿透頻譜optimumdesignandR/G/B光阻materialimprove.

WhiteBalanceOptimization理想狀況下,“環(huán)境光源頻譜/背光源頻譜＂,“反射板頻譜＂,“ColorFilter頻譜＂與“液晶材料+單偏光片光學(xué)系統(tǒng)＂各自達(dá)到“白平衡＂.

使用不同反射板頻譜-金屬材質(zhì)(AgAlloy/Al),會(huì)產(chǎn)生不同之白平衡顯示效果.AgAlloy:白色偏黃.Al:白色偏藍(lán).STN液晶材料+單偏光片光學(xué)系統(tǒng)于反射方式下,很難同時(shí)達(dá)到“亮狀態(tài)-白色＂及“暗狀態(tài)-黑色＂之光學(xué)顯示效果:

當(dāng)“亮狀態(tài)-白色＂時(shí),“暗狀態(tài)-黑色偏藍(lán)(黑色與藍(lán)色易混淆)＂.

當(dāng)“暗狀態(tài)-黑色＂時(shí)(對(duì)比較好),“亮狀態(tài)-白色偏黃＂.

以上兩個(gè)顯示效果須先做平衡評(píng)估后再做光學(xué)設(shè)計(jì).

根據(jù)以上之說(shuō)明,可以下一結(jié)論:系統(tǒng)廠之RD先定義產(chǎn)品所需之“WhiteBalance＂之規(guī)格(色度座標(biāo)or色溫),再由LCDM廠之RD以“環(huán)境光源頻譜/背光源頻譜＂,“反射板頻譜＂,“ColorFilter頻譜＂與“液晶材料+單偏光片光學(xué)系統(tǒng)＂做共同設(shè)計(jì)