专题一：液晶显示技术课件分解优秀PPT.ppt

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1、 专题一：专题一：液晶显示（液晶显示（LCDLCD）技术）技术1.1.液晶概述液晶概述 1.1 1.1 液晶的分类液晶的分类 1.2 1.2 液晶的物理特性液晶的物理特性 1.3 1.3 液晶的光学特性液晶的光学特性1.4 1.4 液晶的电光效应液晶的电光效应 2.2.液晶显示器件液晶显示器件 2.1 2.1 液晶显示器件的结构及工作原理液晶显示器件的结构及工作原理 2.2 2.2 液晶显示器件的分类液晶显示器件的分类 2.3 2.3 液晶显示器件的驱动技术液晶显示器件的驱动技术 2.4 2.4 有源矩阵液晶显示器件有源矩阵液晶显示器件 2.5 2.5 液晶显示器件的主要材料及制造工艺液晶显示

2、器件的主要材料及制造工艺3.3.液晶显示器的技术参数、特点及新近展液晶显示器的技术参数、特点及新近展 3.1 3.1 液晶显示器的技术参数液晶显示器的技术参数 3.2 3.2 液晶显示器的特点液晶显示器的特点 3.3 3.3 液晶显示技术的新进展液晶显示技术的新进展 3.LCD 3.LCD的技术参数、特点及新近展的技术参数、特点及新近展 3.1 LCD3.1 LCD的技术参数的技术参数1.1.可视面积可视面积 液晶显示器所标示的可视面积尺寸就是实际可以运用的屏液晶显示器所标示的可视面积尺寸就是实际可以运用的屏幕对角线尺寸。幕对角线尺寸。2.2.点距点距 指在水平方向或垂直方向上的有效视察尺寸与

3、相应方向上指在水平方向或垂直方向上的有效视察尺寸与相应方向上的像素之比，点距越小显示效果就越好。现在市售产品的点距的像素之比，点距越小显示效果就越好。现在市售产品的点距一般有点一般有点2828（0.28mm0.28mm）、点）、点2626（0.26mm0.26mm）、点）、点2525（0.25mm0.25mm）3 3种。例如，一般种。例如，一般1414英寸英寸LCDLCD的可视面积为的可视面积为285.7mm214.3mm285.7mm214.3mm，它的最大辨别率为它的最大辨别率为10247681024768，那么点距就等于可视宽度，那么点距就等于可视宽度/水平水平像素（或者可视高度像素（或

4、者可视高度/垂直像素），即垂直像素），即285.7mm/1024=0.279 285.7mm/1024=0.279 mmmm（或者是（或者是214.3mm/768=0.279mm214.3mm/768=0.279mm）。）。3.1 LCD 3.1 LCD的技术参数的技术参数3.3.可视角度可视角度 液晶显示器的可视角度左右对称，而上下则不确定对称。液晶显示器的可视角度左右对称，而上下则不确定对称。由于每个人的视力不同，因此以对比度为准，在最大可视角时由于每个人的视力不同，因此以对比度为准，在最大可视角时所测得的对比度越大越好。当背光源的入射光通过偏光板、液所测得的对比度越大越好。当背光源的入射

5、光通过偏光板、液晶及取向膜后，输出光便具备了特定的方向特性，也就是说，晶及取向膜后，输出光便具备了特定的方向特性，也就是说，大多数从屏幕射出的光具备了垂直方向。大多数从屏幕射出的光具备了垂直方向。4.4.亮度亮度 液晶显示器的最大亮度，通常由背光源（液晶显示器的最大亮度，通常由背光源（CCFLCCFL或或LEDLED）来）来确定，亮度值一般都在确定，亮度值一般都在200200250cd/m2250cd/m2之间。液晶显示器的亮之间。液晶显示器的亮度若略低，会觉得发暗，而稍亮一些，就会好很多。虽然技术度若略低，会觉得发暗，而稍亮一些，就会好很多。虽然技术上可以达到更高亮度，但是这并不代表亮度值越

6、高越好，因为上可以达到更高亮度，但是这并不代表亮度值越高越好，因为太高亮度的显示器有可能使观看者眼睛受伤。太高亮度的显示器有可能使观看者眼睛受伤。3.1 LCD 3.1 LCD的技术参数的技术参数5.5.响应时间响应时间 指液晶显示器各像素点对输入信号反应的速度，即像素由指液晶显示器各像素点对输入信号反应的速度，即像素由暗转亮或亮转暗的速度，此值越小越好。假如响应时间太长，暗转亮或亮转暗的速度，此值越小越好。假如响应时间太长，就有可能使液晶显示器在显示动态图像时有尾影拖曳的感觉。就有可能使液晶显示器在显示动态图像时有尾影拖曳的感觉。这是液晶显示器的弱项之一，但随着技术的发展而有所改善。这是液晶

7、显示器的弱项之一，但随着技术的发展而有所改善。一般将反应速率分为两个部分，即上升沿时间和下降沿时间，一般将反应速率分为两个部分，即上升沿时间和下降沿时间，表示时以两者之和为准，一般以表示时以两者之和为准，一般以20ms20ms左右为佳。左右为佳。6.6.色调度色调度 LCD LCD面板上每个独立的像素色调是由红、绿、蓝（面板上每个独立的像素色调是由红、绿、蓝（R R、G G、B B）3 3种基本色来限制。每个基本色（种基本色来限制。每个基本色（R R、G G、B B）达到）达到6 6位，即位，即6464种表现度，那么每个独立的像素就有种表现度，那么每个独立的像素就有646464=2621446

8、46464=262144种色种色调。接受了帧率限制（调。接受了帧率限制（Frame Rate ControlFrame Rate Control，FRCFRC）技术以仿）技术以仿真的方式来表现出全彩的画面，也就是每个基本色（真的方式来表现出全彩的画面，也就是每个基本色（R R、G G、B B）能达到）能达到8 8位，即位，即256256种表现度，那么每个独立的像素就有高种表现度，那么每个独立的像素就有高达达256256256=16777216256256256=16777216种色调。种色调。3.1 LCD 3.1 LCD的技术参数的技术参数7.7.对比度对比度 对比度是最大亮度值（全白）与最

9、小亮度值（全黑）的对比度是最大亮度值（全白）与最小亮度值（全黑）的比值。比值。CRTCRT显示器的对比度通常高达显示器的对比度通常高达5005001 1，以致在，以致在CRTCRT显示器显示器上呈现真正全黑的画面是很简洁的。但对上呈现真正全黑的画面是很简洁的。但对LCDLCD来说就不是很简洁来说就不是很简洁了，由冷阴极射线管所构成的背光源是很难去做快速的开关动了，由冷阴极射线管所构成的背光源是很难去做快速的开关动作，因此背光源始终处于点亮的状态。为了要得到全黑画面，作，因此背光源始终处于点亮的状态。为了要得到全黑画面，液晶模块必需完全把来自背光源的光完全阻挡，但在物理特性液晶模块必需完全把来自

10、背光源的光完全阻挡，但在物理特性上，这些组件无法完全达到这样的要求，总是会有一些漏光发上，这些组件无法完全达到这样的要求，总是会有一些漏光发生。一般来说，人眼可以接受的对比值约为生。一般来说，人眼可以接受的对比值约为250250：1 1。8.8.辨别率辨别率 TFT TFT液晶显示器辨别率通常用一个乘积来表示，例如液晶显示器辨别率通常用一个乘积来表示，例如800600800600、10247681024768、1280102412801024等，它们分别表示水平方等，它们分别表示水平方向的像素点数与垂直方向的像素点数，而像素是组成图像的基向的像素点数与垂直方向的像素点数，而像素是组成图像的基本

11、单位，也就是说，像素越高，图像就越细腻、越精致。本单位，也就是说，像素越高，图像就越细腻、越精致。9.9.外观外观 液晶显示器具有纤巧的机身，显示板的厚度通常在液晶显示器具有纤巧的机身，显示板的厚度通常在6.56.58 8 cmcm之间。充溢时代感的造型，配以黑色或者标准的纯白色，让之间。充溢时代感的造型，配以黑色或者标准的纯白色，让人看起来相当舒适。现在一些液晶显示器还可以挂在墙上人看起来相当舒适。现在一些液晶显示器还可以挂在墙上,充充分显示了其敏捷性。分显示了其敏捷性。3.1 LCD 3.1 LCD的技术参数的技术参数 3.2 LCD 3.2 LCD的特点的特点优点：优点：1.1.低压微功

12、耗低压微功耗 极低的工作电压，只要极低的工作电压，只要2 23V3V，工作电流只有几个，工作电流只有几个umA/cm2umA/cm2，即功耗只有，即功耗只有10-610-610-5W/cm210-5W/cm2。因此液晶显示器可以和大规。因此液晶显示器可以和大规模集成电路干脆匹配，简化了驱动电路，使便携式电子计算模集成电路干脆匹配，简化了驱动电路，使便携式电子计算机、电子仪器仪表及笔记本电脑等成为可能。机、电子仪器仪表及笔记本电脑等成为可能。2.2.平板型结构平板型结构 液晶显示器的基本结构是有两片导电玻璃，中间灌有液液晶显示器的基本结构是有两片导电玻璃，中间灌有液晶的薄形盒（晶的薄形盒（4 4

13、6um6um）。运用便利，显示面积做大做小都较）。运用便利，显示面积做大做小都较简洁，便于自动化大量生产，生产成本低。简洁，便于自动化大量生产，生产成本低。3.3.被动显示型被动显示型 在自然界，人类视觉所获得的信息中，在自然界，人类视觉所获得的信息中，90%90%以上是通过外以上是通过外部事物对光的反射，而不是靠物体本身得发光，所以被动显部事物对光的反射，而不是靠物体本身得发光，所以被动显示更适合人的视觉习惯，不易引起眼部乏累。示更适合人的视觉习惯，不易引起眼部乏累。不怕光冲刷（指当环境光较亮时，要显示的信息被冲淡，不怕光冲刷（指当环境光较亮时，要显示的信息被冲淡，从而显示不清晰。），外光越

14、强，显示内容越清晰从而显示不清晰。），外光越强，显示内容越清晰,这是指反射这是指反射式式LCDLCD。光冲刷一般指主动发光显示被环境光冲淡。光冲刷一般指主动发光显示被环境光冲淡。4.4.显示信息量大显示信息量大 液晶显示像素可以做得很小，所以在同样显示面积内可以液晶显示像素可以做得很小，所以在同样显示面积内可以容纳更多的像素，有利于实现高清显示。容纳更多的像素，有利于实现高清显示。5.5.易于彩色化易于彩色化 液晶本身无颜色，但有很多方法可以实现彩色化，如滤色液晶本身无颜色，但有很多方法可以实现彩色化，如滤色法和干涉法。由于滤色法技术比较成熟，使液晶的彩色化更精法和干涉法。由于滤色法技术比较成

15、熟，使液晶的彩色化更精确更明丽，因此不会产生失真。确更明丽，因此不会产生失真。6.6.无电磁辐射无电磁辐射7.7.长寿命长寿命 由于液晶工作电压低，电流小，所以几乎不会劣化，由于液晶工作电压低，电流小，所以几乎不会劣化，寿命很长，可达寿命很长，可达5000050000小时。小时。3.2 LCD 3.2 LCD的特点的特点 3.2 LCD 3.2 LCD的特点的特点缺点：缺点：1 1、可视角度小、可视角度小早期的液晶显示器可视偏转角度只有早期的液晶显示器可视偏转角度只有9090度，只能从正面度，只能从正面观看，从侧面看就会出现较大的亮度和色调失真。现在市面观看，从侧面看就会出现较大的亮度和色调失

16、真。现在市面上的液晶显示器可视偏转角度一般在上的液晶显示器可视偏转角度一般在140140度左右，对于个人运度左右，对于个人运用来说是够了，但假如几个人同时观看，失真的问题就显现用来说是够了，但假如几个人同时观看，失真的问题就显现出来了。出来了。2 2、响应速度慢、响应速度慢 显示快速运动画面时，简洁产生影像拖尾现象。在玩游显示快速运动画面时，简洁产生影像拖尾现象。在玩游戏、看快速动作的影像时特殊重要，足够快的响应时间才能戏、看快速动作的影像时特殊重要，足够快的响应时间才能保证画面的连贯。保证画面的连贯。缺点：缺点：3 3、亮度和对比度低、亮度和对比度低 由被动显示原理确定的。由被动显示原理确定

17、的。4 4、简洁产生、简洁产生“坏点坏点”（亮点和暗点）（亮点和暗点）液晶显示屏的材料一般接受玻璃，很简洁裂开，再加上每液晶显示屏的材料一般接受玻璃，很简洁裂开，再加上每一个像素都特殊细小，常常会造成个别的像素坏掉的现象，俗一个像素都特殊细小，常常会造成个别的像素坏掉的现象，俗称称“坏点坏点”，这是无法修理的，是在生产过程中产生的，只有，这是无法修理的，是在生产过程中产生的，只有更换整个显示屏，而更换的价格往往特殊昂贵。更换整个显示屏，而更换的价格往往特殊昂贵。在每个液晶像素后面有三个晶体管（有源器件），对应着在每个液晶像素后面有三个晶体管（有源器件），对应着红、绿、蓝三个滤光片，其中任何一个

18、晶体管出现问题都会使红、绿、蓝三个滤光片，其中任何一个晶体管出现问题都会使这个像素成为一个坏点。以这个像素成为一个坏点。以1515寸寸1024*7681024*768的屏为例，总共约需的屏为例，总共约需像素点像素点1024*768*3=23592961024*768*3=2359296个，而且在每个液晶像素背后还集个，而且在每个液晶像素背后还集成有一个单独驱动管，在如此多的像素点和驱动管中难免会有成有一个单独驱动管，在如此多的像素点和驱动管中难免会有个别会出现问题。产生坏点的多少干脆与生产厂家的技术和工个别会出现问题。产生坏点的多少干脆与生产厂家的技术和工艺水平相关。艺水平相关。3.2 LCD

19、 3.2 LCD的特点的特点当设定屏幕显示的画当设定屏幕显示的画面全黑时，屏幕上所显面全黑时，屏幕上所显示的红、绿蓝光点。示的红、绿蓝光点。亮点是怎么形成的？亮点是怎么形成的？当设定屏幕显示的画面当设定屏幕显示的画面全白或为同一颜色时，全白或为同一颜色时，屏幕上不显示颜色的点。屏幕上不显示颜色的点。暗点是怎么形成的？暗点是怎么形成的？TN-LCD TN-LCD工作于工作于NWNW（Normal WhiteNormal White常亮）模式，当常亮）模式，当由于各种因素造成某些像素上的由于各种因素造成某些像素上的TFTTFT（薄膜晶体管）（薄膜晶体管）损坏时，电压就无法加到该像素上，这样该像素损

20、坏时，电压就无法加到该像素上，这样该像素上的液晶分子无法得到扭转的动力，保持原有的上的液晶分子无法得到扭转的动力，保持原有的扭曲排列状态，在任何状况下光线都将穿透液晶扭曲排列状态，在任何状况下光线都将穿透液晶盒两端的偏振片使该像素恒久处于亮态，这就是盒两端的偏振片使该像素恒久处于亮态，这就是我们常说的亮点。我们常说的亮点。TN-LCD TN-LCD工作于工作于NWNW（Normal BlackNormal Black常黑）模式，当常黑）模式，当由于各种因素造成某些像素上的由于各种因素造成某些像素上的TFTTFT（薄膜晶体管）（薄膜晶体管）损坏时，电压就无法加到该像素上，这样该像素损坏时，电压就

21、无法加到该像素上，这样该像素上的液晶分子无法得到扭转的动力，保持原有的上的液晶分子无法得到扭转的动力，保持原有的扭曲排列状态，在任何状况下光线都无法穿透液扭曲排列状态，在任何状况下光线都无法穿透液晶盒两端的偏振片使该像素恒久处于暗态，这就晶盒两端的偏振片使该像素恒久处于暗态，这就是我们常说的暗点。是我们常说的暗点。LCD LCD屏幕的等级：一般分屏幕的等级：一般分A A、B B和和C C三级。三级。A A级比级比B B级的档次要级的档次要高，高，C C级档次最低。一般说来，级档次最低。一般说来，B B级和级和C C级都算是次品，与级都算是次品，与A A级相级相比，比，B B级和级和C C级的坏

22、点数多一些，亮度相对不匀整，外观也可能级的坏点数多一些，亮度相对不匀整，外观也可能有损伤，并且与有损伤，并且与A A级屏的价格差距可能高达近千元。级屏的价格差距可能高达近千元。除了这三级以外，现在还有一种称呼就是除了这三级以外，现在还有一种称呼就是“超超A A级级”或或“AA“AA级级”，即比，即比A A级档次还要略微高一些的产品。级档次还要略微高一些的产品。事实上液晶面板等级的判别不仅在于坏点和亮点暗点的多少上，事实上液晶面板等级的判别不仅在于坏点和亮点暗点的多少上，色纯度、可视角度的区分也是评定的主要依据，厂商要依据这色纯度、可视角度的区分也是评定的主要依据，厂商要依据这些产品指针的综合评

23、定，才能把液晶评分为些产品指针的综合评定，才能把液晶评分为A A级、级、B B级、级、C C级，级，并会以此为依据对产品定价，其中并会以此为依据对产品定价，其中A A级屏和级屏和B B级屏必需用专用的级屏必需用专用的仪器去测试，肉眼很难判别。仪器去测试，肉眼很难判别。3.2 LCD 3.2 LCD的特点的特点 各地面板厂商对产品的分级各不相同：各地面板厂商对产品的分级各不相同：韩系厂商，韩系厂商，3 3个以下为个以下为A A级级 日系厂商，日系厂商，5 5个以下为个以下为A A级级 台系厂商，台系厂商，8 8个以下为个以下为A A级级 主流液晶显示器产品所标称的等级标准为：主流液晶显示器产品所

24、标称的等级标准为：AAAA级：无任何坏点的级：无任何坏点的LCDLCD显示器为显示器为AAAA级。级。A A级：级：3 3个坏点以下，其中亮点不超过一个，且亮点不在屏幕中个坏点以下，其中亮点不超过一个，且亮点不在屏幕中心区内。心区内。B B级：级：3 3个坏点以下，其中亮点不超过二个，且亮点不在屏幕中个坏点以下，其中亮点不超过二个，且亮点不在屏幕中心区内。心区内。3.2 LCD 3.2 LCD的特点的特点 3.3 LCD 3.3 LCD的新进展的新进展3.3.1 LCD3.3.1 LCD宽视角化技术的进展宽视角化技术的进展 LCD LCD视角小的缘由：由液晶本身的工作原理确定的。视角小的缘由：

25、由液晶本身的工作原理确定的。液晶分子是棒状的，分子不同的排列方向存在着不同的光学各向异性。液晶分子是棒状的，分子不同的排列方向存在着不同的光学各向异性。入射光线和液晶分子指向矢夹角越小，双折射越小。偏离显示板法线入射光线和液晶分子指向矢夹角越小，双折射越小。偏离显示板法线方向以不同角度入射到液晶盒的光线与液晶分子指向矢的夹角不同，方向以不同角度入射到液晶盒的光线与液晶分子指向矢的夹角不同，造成不同视角下，有效光程差造成不同视角下，有效光程差 ndnd不同。不同。液晶盒的最佳光程差是按液晶盒的最佳光程差是按垂直入射光线设计的，这样垂直入射光线设计的，这样视角增大时，最小透过率增视角增大时，最小透

26、过率增加，对比度下降。偏离法线加，对比度下降。偏离法线越远，对比度下降越严峻，越远，对比度下降越严峻，还可能出现暗态的透过率大还可能出现暗态的透过率大于亮态透过率的现象，也就于亮态透过率的现象，也就是发生了对比度反转现象。是发生了对比度反转现象。观察角度不同，对比度、颜色、灰度均不同观察角度不同，对比度、颜色、灰度均不同液液晶晶分分子子的的可可视视形形貌貌明明灰灰度度不不同同暗暗 3.3.1 LCD 3.3.1 LCD的的宽视角化技术的进展宽视角化技术的进展增宽视角的动身点：克服不同视角方向有效增宽视角的动身点：克服不同视角方向有效ndnd不同的现象。不同的现象。解决的主要方法有两类：在液晶盒

27、外进行光学补偿；解决的主要方法有两类：在液晶盒外进行光学补偿；变更液晶盒内液晶分子排列形式。变更液晶盒内液晶分子排列形式。一、液晶盒外光学补偿法一、液晶盒外光学补偿法1 1、相差膜补偿法、相差膜补偿法 在液晶面上加贴一片确定数值的相位差膜以改善视角特性。在液晶面上加贴一片确定数值的相位差膜以改善视角特性。对于对于AM-LCDAM-LCD，常接受，常接受NWNW（Normal WhiteNormal White常白）模式。亮态常白）模式。亮态（未加电压）时的透过特性与视角关系不大，而暗态（加上电（未加电压）时的透过特性与视角关系不大，而暗态（加上电压）的透过率与视角关系特殊灵敏，所以视角补偿多集

28、中在暗压）的透过率与视角关系特殊灵敏，所以视角补偿多集中在暗态的光学补偿上。由于暗态是有场态（加上电压），这时液晶态的光学补偿上。由于暗态是有场态（加上电压），这时液晶分子以垂直基板表面的排列为主（正液晶而言），为正性双折分子以垂直基板表面的排列为主（正液晶而言），为正性双折射，故可用负性双折射系数的相差膜补偿。对于射，故可用负性双折射系数的相差膜补偿。对于NBNB（Normal Normal BlackBlack常黑）模式，则须要用正性双折射系数的相差膜补偿。常黑）模式，则须要用正性双折射系数的相差膜补偿。NWNW（Normal WhiteNormal White常白）模式，负性双折射系数的

29、相差膜补偿常白）模式，负性双折射系数的相差膜补偿补偿膜并不只贴在液晶面板表面侧，而是液晶盒的两侧。补偿膜并不只贴在液晶面板表面侧，而是液晶盒的两侧。当光线从下方穿过补偿薄膜后便有了负的相位延迟（因为补偿薄膜当光线从下方穿过补偿薄膜后便有了负的相位延迟（因为补偿薄膜nn0 0）,进入液晶盒之后由于液晶分子的作用，在到液晶盒中间的进入液晶盒之后由于液晶分子的作用，在到液晶盒中间的时候，负相位延迟给正延迟抵消为时候，负相位延迟给正延迟抵消为0 0。当光线接着向上进行又因为受到上部分液晶分子的作用而在穿出液晶当光线接着向上进行又因为受到上部分液晶分子的作用而在穿出液晶盒的时候有了正的相位延迟，当光线穿

30、过上层补偿薄膜后，相位延迟盒的时候有了正的相位延迟，当光线穿过上层补偿薄膜后，相位延迟刚好又被抵消为刚好又被抵消为0 0。这样用精确的补偿薄膜协作这样用精确的补偿薄膜协作TNTN模式液晶可以取得很好的改善视角模式液晶可以取得很好的改善视角效果，可视角度都达到效果，可视角度都达到160160。TNTNFilmFilm广视角技术被广泛应用于主广视角技术被广泛应用于主流液晶显示器。流液晶显示器。特点：工艺简洁，成本较低，可扩大视角范围，但没有变更原有对比特点：工艺简洁，成本较低，可扩大视角范围，但没有变更原有对比度曲线沿方位角分布的形态。响应时间长、开口率低、最大色调数少度曲线沿方位角分布的形态。响

31、应时间长、开口率低、最大色调数少等缺点也没有改善。因此这种改善视角的方法还长与其他方法组合运等缺点也没有改善。因此这种改善视角的方法还长与其他方法组合运用。用。3.3.1 LCD 3.3.1 LCD的的宽视角化技术的进展宽视角化技术的进展2 2、准直背光源加漫散射视察屏法、准直背光源加漫散射视察屏法 在在LCDLCD视察面上放置一块漫射屏，视察面上放置一块漫射屏，LCDLCD的对比度沿方位角分的对比度沿方位角分布的不匀整性可以得到消退，而且视角分为大大增加，但会是布的不匀整性可以得到消退，而且视角分为大大增加，但会是对比度严峻下降。如用准直光作为对比度严峻下降。如用准直光作为LCLC的背光源，

32、对比度可以大的背光源，对比度可以大大提高，所以准直背光源加漫散射视察屏可以得到既有足够对大提高，所以准直背光源加漫散射视察屏可以得到既有足够对比度，又有很宽视角范围的显示质量。比度，又有很宽视角范围的显示质量。本方法可用于本方法可用于TN-LCDTN-LCD和和STN-LCDSTN-LCD，液晶盒和背光源的设计，液晶盒和背光源的设计及工艺都不变，显示器的重量和厚度无明显增加，成本只增加及工艺都不变，显示器的重量和厚度无明显增加，成本只增加5%-10%5%-10%。3.3.1 LCD 3.3.1 LCD的的宽视角化技术的进展宽视角化技术的进展二、低扭曲角和低二、低扭曲角和低 ndnd设计设计LC

33、DLCD（LTN-LCDLTN-LCD）LCD LCD较小的视角特性是由于偏离液晶屏法线方向的不同角较小的视角特性是由于偏离液晶屏法线方向的不同角度入射光线与液晶分子长轴夹角不同，造成不同视角下有效光度入射光线与液晶分子长轴夹角不同，造成不同视角下有效光程差程差 ndnd不同。因此减小不同。因此减小LCDLCD盒的盒的 ndnd可以削减可以削减 ndnd的变更，从而的变更，从而改善视角特性。但改善视角特性。但 ndnd的减小将使光的最大透过率下降，可以的减小将使光的最大透过率下降，可以将液晶分子的扭曲角变小，使光的最大透过率复原到原有水平。将液晶分子的扭曲角变小，使光的最大透过率复原到原有水平

34、。但这又会引起液晶有场态（加电压）时，光的最低透过率（但这又会引起液晶有场态（加电压）时，光的最低透过率（NWNW模式）略有上升。为了提高对比度，可以加一层延迟量很小的模式）略有上升。为了提高对比度，可以加一层延迟量很小的PVAPVA（聚乙烯醇）薄膜补偿。（聚乙烯醇）薄膜补偿。例如：例如：nd=0.38nd=0.38 m m，扭曲角，扭曲角7070，补偿膜延迟量为，补偿膜延迟量为23nm23nm，对比度达对比度达100100：1 1。可将不发生灰度反转的视角范围从一般。可将不发生灰度反转的视角范围从一般TN-TN-LCDLCD的的-27-273030 扩展到扩展到-42-427373。3.3.

35、1 LCD 3.3.1 LCD的的宽视角化技术的进展宽视角化技术的进展 3.3.1 LCD 3.3.1 LCD的的宽视角化技术的进展宽视角化技术的进展三、变更液晶分子排列方式三、变更液晶分子排列方式1 1、多畴、多畴TN-LCDTN-LCD 针对针对TN-LCDTN-LCD对某一特定视角的依存性特性，可接受多组长对某一特定视角的依存性特性，可接受多组长轴方向不同的液晶分子（畴）来合成一个像素，这样用不同方轴方向不同的液晶分子（畴）来合成一个像素，这样用不同方向的液晶分子来补偿不同方向的视角，精确地设计好它们之间向的液晶分子来补偿不同方向的视角，精确地设计好它们之间的排列，其合成的视角也可以达到

36、比较志向的效果。的排列，其合成的视角也可以达到比较志向的效果。多畴多畴TN-LCDTN-LCD的每个像素由多个子像素组成，每个子像素都的每个像素由多个子像素组成，每个子像素都有特有的扭曲排列方式，构成一个畴相应的视角特性。整个像有特有的扭曲排列方式，构成一个畴相应的视角特性。整个像素的视角特性是各个子像素视角特性的迭加和平均。只要各子素的视角特性是各个子像素视角特性的迭加和平均。只要各子像素液晶分子的排列设计的合理，使它们的视角特性能相互补像素液晶分子的排列设计的合理，使它们的视角特性能相互补充，合成的视角特性就可以做得很宽，并且没有方向性。充，合成的视角特性就可以做得很宽，并且没有方向性。3

37、.3.1 LCD 3.3.1 LCD的的宽视角化技术的进展宽视角化技术的进展三、变更液晶分子排列方式三、变更液晶分子排列方式1 1、多畴、多畴TN-LCDTN-LCD 如下图所示双畴结构的两个畴液晶分子对称排列，分子长如下图所示双畴结构的两个畴液晶分子对称排列，分子长轴倾斜角度相反，视角也正好相反，所以组合起来就视角就宽轴倾斜角度相反，视角也正好相反，所以组合起来就视角就宽了。了。单畴结构单畴结构双畴结构双畴结构A AA AB BC CB BC C 在在B B处看处看到的是到的是中灰中灰阶阶，在，在A A和和C C处能同时看处能同时看到的高灰阶到的高灰阶和低灰阶，和低灰阶，混色后正好混色后正好

38、是是中灰阶中灰阶。3.3.1 LCD 3.3.1 LCD的的宽视角化技术的进展宽视角化技术的进展三、变更液晶分子排列方式三、变更液晶分子排列方式1 1、多畴、多畴TN-LCDTN-LCD特点：特点：须要多次摩擦和光刻，工艺特殊困难。须要多次摩擦和光刻，工艺特殊困难。分割畴数量受限制。理论上单个像素的液晶分子包含的畴越多，分割畴数量受限制。理论上单个像素的液晶分子包含的畴越多，合成的视角特性越好，但工艺的难度也随着增大。计算机模拟合成的视角特性越好，但工艺的难度也随着增大。计算机模拟出，畴数大约出，畴数大约4 4以后性能提高并不多，所以运用中多用以后性能提高并不多，所以运用中多用2 2畴或畴或4

39、 4畴畴分割。分割。在高端在高端AM-LCDAM-LCD中获得了应用，双畴结构的视角达到了中获得了应用，双畴结构的视角达到了6060度。度。但不牺牲亮度的状况下，获得较高对比度有确定的困难。但不牺牲亮度的状况下，获得较高对比度有确定的困难。3.3.1 LCD 3.3.1 LCD的的宽视角化技术的进展宽视角化技术的进展2 2、非晶、非晶TNTN模式模式(-TN-LCD)-TN-LCD)-TN-LCD-TN-LCD利用液晶冷却过程来形成利用液晶冷却过程来形成多畴。在多畴。在TNTN液晶材料中掺以确定手性材料，液晶材料中掺以确定手性材料，其螺距其螺距p p是盒厚是盒厚d d的的4 4倍。液晶盒的内表

40、面倍。液晶盒的内表面是未经摩擦的各向同性是未经摩擦的各向同性PIPI层。注入液晶材层。注入液晶材料后，加热到清亮点以上，然后冷却到室料后，加热到清亮点以上，然后冷却到室温。冷却过程中液晶材料的再结晶过程如温。冷却过程中液晶材料的再结晶过程如右图右图b b所示。冷却结束后形成一个个柱状所示。冷却结束后形成一个个柱状结构，每个结构内分子从上内表面到下内结构，每个结构内分子从上内表面到下内表面都扭曲表面都扭曲9090，但分子的指向矢是随机，但分子的指向矢是随机的，且在中心平面中连续变更。柱状结构的，且在中心平面中连续变更。柱状结构间的中心距为间的中心距为1010100um100um，因此一个像素，因

41、此一个像素内就包含了进百个柱状结构，相当于近百内就包含了进百个柱状结构，相当于近百个畴。实现了不用分割电极而获得多畴结个畴。实现了不用分割电极而获得多畴结构，视觉特性相当于构，视觉特性相当于8 8畴结构。畴结构。a a一般一般TN-LCDTN-LCD b b非晶非晶TN-LCDTN-LCD 3.3.1 LCD 3.3.1 LCD的的宽视角化技术的进展宽视角化技术的进展3 3、多畴垂直取向（、多畴垂直取向（MVAMVA）液晶分子长轴在未加电时不像液晶分子长轴在未加电时不像TNTN模式那样平行于屏幕，而模式那样平行于屏幕，而是垂直于屏幕，并且每个像素都是由多个这种垂直取向的液晶是垂直于屏幕，并且每

42、个像素都是由多个这种垂直取向的液晶分子畴组成。当电压加到液晶上时，液晶分子便倒向不同的方分子畴组成。当电压加到液晶上时，液晶分子便倒向不同的方向。这样从不同的角度视察屏幕都可以获得相应方向的补偿，向。这样从不同的角度视察屏幕都可以获得相应方向的补偿，也就改善了可视角度。也就改善了可视角度。问题：怎么实现这样的结构？问题：怎么实现这样的结构？它依靠叫做它依靠叫做ProtrusionProtrusion（突出）的屋脊（突出）的屋脊状状凸起物凸起物来使液晶本身产生来使液晶本身产生一个一个预倾角预倾角（Pre-tilt AnglePre-tilt Angle）。这个凸起物顶角的角度越大，则分子长）。这

43、个凸起物顶角的角度越大，则分子长轴的倾斜度就越小。早期的轴的倾斜度就越小。早期的MVAMVA模式液晶凸起物只在一侧基板模式液晶凸起物只在一侧基板内表面，后期的内表面，后期的MVAMVA凸起物则在上下基板内表面。凸起物则在上下基板内表面。3.3.1 LCD 3.3.1 LCD的的宽视角化技术的进展宽视角化技术的进展3 3、多畴垂直取向（、多畴垂直取向（MVAMVA）工作原理工作原理 在在MVAMVA中，中，M M代表代表multi-domain(multi-domain(多象限多象限)，是就，是就一个子像素一个子像素(cell)(cell)来说。以凸起物来形成多象限。来说。以凸起物来形成多象限。

44、上图是一种上图是一种双畴双畴VAVA模式液晶。模式液晶。VAVA代表代表VerticalAlignment(VerticalAlignment(垂直配向垂直配向)，但液，但液晶分子在静态时并不是真的垂直配向晶分子在静态时并不是真的垂直配向(见上图，在见上图，在未加电压时未加电压时)，因为受凸起物斜面的影响。，因为受凸起物斜面的影响。未加电时，液晶分子长轴未加电时，液晶分子长轴垂直于屏幕垂直于屏幕，只有在，只有在靠近凸靠近凸起物起物电极的液晶分子略有电极的液晶分子略有倾斜倾斜，光线此时无法穿过上，光线此时无法穿过上下两片方向垂直的偏光板。（下两片方向垂直的偏光板。（NBNB模式）模式）当加电后，

45、凸起物旁边的液晶分子快速带动其他液当加电后，凸起物旁边的液晶分子快速带动其他液晶转动到垂直于凸起物表面状态，即分子长轴倾斜晶转动到垂直于凸起物表面状态，即分子长轴倾斜于屏幕，透射率上升从而实现调制光线。于屏幕，透射率上升从而实现调制光线。直条三角棱状凸起物（如图直条三角棱状凸起物（如图a a）可以实现双畴，当突起物为四面）可以实现双畴，当突起物为四面体（如图体（如图b b），液晶分子就可奇异分成四个畴，也即多畴模式。四畴），液晶分子就可奇异分成四个畴，也即多畴模式。四畴模式液晶在受电后，模式液晶在受电后，A A、B B、C C、D D各畴的液晶分子分朝四个方向转动，各畴的液晶分子分朝四个方向转

46、动，这就对液晶显示器的上下左右视角都同时补偿，因此这就对液晶显示器的上下左右视角都同时补偿，因此MVAMVA模式的液晶模式的液晶显示器在这四个方向都有不错的视角。基于这样的补偿原理，可以显示器在这四个方向都有不错的视角。基于这样的补偿原理，可以更改凸起物的形态，用更多不同方向的液晶畴来补偿随意视角可以更改凸起物的形态，用更多不同方向的液晶畴来补偿随意视角可以取得很好效果。取得很好效果。3.3.1 LCD 3.3.1 LCD的的宽视角化技术的进展宽视角化技术的进展3 3、多畴垂直取向（、多畴垂直取向（MVAMVA）垂直取向模式垂直取向模式（a a）二分割）二分割（b b）四分割）四分割（c c）

47、无限分割）无限分割富士通公司主导的四分割富士通公司主导的四分割 3.3.1 LCD 3.3.1 LCD的的宽视角化技术的进展宽视角化技术的进展3 3、多畴垂直取向（、多畴垂直取向（MVAMVA）特点特点优点：优点：通过通过4 4分割以上的多分割化可获得极高的显示品质，视角特性分割以上的多分割化可获得极高的显示品质，视角特性(对比度、灰度转换、色调变更对比度、灰度转换、色调变更)改善。改善。坏点为暗点，对画面影响较小；由于这种模式的液晶显示器工坏点为暗点，对画面影响较小；由于这种模式的液晶显示器工作在作在NBNB（Normal BlackNormal Black，常黑）模式，当，常黑）模式，当T

48、FTTFT损坏时，该像素损坏时，该像素则恒久呈暗态则恒久呈暗态 （暗点）。虽然它也属于（暗点）。虽然它也属于“坏点坏点”，不过相对，不过相对TNTN模式上常见的模式上常见的“亮点亮点”来说，来说，“暗点暗点”要更难发觉，也就是要更难发觉，也就是说对画面影响更小，用户也较简洁接受。说对画面影响更小，用户也较简洁接受。有利于提高液晶的响应速度。由于液晶分子的运动幅度没有有利于提高液晶的响应速度。由于液晶分子的运动幅度没有TNTN模式那么大，相对来说加电后液晶分子要转动到预定的位置会模式那么大，相对来说加电后液晶分子要转动到预定的位置会更快一些，而且在靠近电极斜面的液晶分子在受电时会快速转更快一些，

49、而且在靠近电极斜面的液晶分子在受电时会快速转动，带动离电极更远的液晶分子运动。动，带动离电极更远的液晶分子运动。3 3、多畴垂直取向（、多畴垂直取向（MVAMVA）特点特点优点：优点：在取向涂敷前进行取向处理，从而工艺稳定，提高了生产率；只要在取向涂敷前进行取向处理，从而工艺稳定，提高了生产率；只要检查突起状态，即可预料取向状态检查突起状态，即可预料取向状态(贴合前剔除不良基板贴合前剔除不良基板)；通过突起可控单元厚度，取消衬垫；通过突起可控单元厚度，取消衬垫；设计自由。可以不管像素尺寸、像素间距等进行设计。设计自由。可以不管像素尺寸、像素间距等进行设计。缺点：缺点：对视角的改善仅限上下左右四

50、个方向，而其他方位角视角照旧不志对视角的改善仅限上下左右四个方向，而其他方位角视角照旧不志向。假如接受双轴性光学薄膜补偿，将会得到比较志向的视角。向。假如接受双轴性光学薄膜补偿，将会得到比较志向的视角。驱动电压高（驱动电压高（13.5V 13.5V）。因为特殊的电极排列让电场强度并不匀整，）。因为特殊的电极排列让电场强度并不匀整，假如电场强度不够的话，会造成灰阶显示不正确。假如电场强度不够的话，会造成灰阶显示不正确。随视角的增加而出现颜色变淡的现象。随视角的增加而出现颜色变淡的现象。灌入液晶时假如接受传统工艺，所须要的时间会大大增加，因此现灌入液晶时假如接受传统工艺，所须要的时间会大大增加，因