液晶显示器技术手册1.ppt

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1、液晶顯示器技術手冊Chapter 2、3、4、4A,Outline,Liquid CrystalLiquid Crystal DisplayColor STN LCDDriver ICColor FilterLiquid Crystal Module,液晶態液晶的分類液晶的物性 液晶分子混合(Blend)液晶排列秩序參數(Order Parameter S)異方向性(Anisotropy)液晶的光電特性 動態散射效應(Dynamic Scattering Effect)主客效應(Guest-Host Effect)電場控制雙折射(Electrically Controlled Birefrin

2、gence Effect)扭轉向列效應(Twisted Nematic Effect)超扭轉向列效應(Super Twisted Nematic Effect),Liquid Crystal,Liquid Crystal State,凝華,液晶態:介於固態與液態的中間相具有 液體的流動性 固體的結晶光學性質,Kinds of Liquid Crystal,層列型(Smetic),向列型(Nematic),膽固醇型(Cholesteric),碟型(Discotic),Rod-Like,Blend,單靠一種液晶分子是很難滿足顯示器所要求之多樣特性 共熔混合物(Eutectic Mixture),D

3、ielectric Anisotropy,如果 正型液晶,如果 負型液晶,Birefringence,棒狀液晶分子,碟狀液晶分子,GH Effect,在液晶分子中(Host)添加色素分子(Guest)加電場可改變兩種分子的排列以此控制染料的可見光吸收量來作顯示,色素分子(客),液晶分子(主),ECB Effect,以外加電場控制負型液晶的雙折射來作顯示,偏光板,偏光板,直線偏光,配向膜,配向膜,Liquid Crystal Display,被動矩陣驅動型顯示器(Passive Matrix)TN 液晶顯示器 STN 液晶顯示器 Color-STN液晶顯示器 鐵電型液晶顯示器主動矩陣驅動型顯示器

4、(Active Matrix)TFT(Thin Film Transistor)液晶顯示器 TFD(Thin Film Diode)液晶顯示器新世代的平面顯示器 LTPS(Low Temperature Poly-Si)顯示器 OLED(Organic Light Emitting Display)顯示器,配向膜,TN LCD,偏光板,偏光板,配向膜,液晶分子旋轉900,光,液晶分子站起來,STN LCD,偏光板,偏光板,配向膜,配向膜,液晶分子旋轉2700,光,液晶分子站起來,Passive and Active,TN LCD&STN LCD,T,100%90%10%,外加電壓(Vrms),

5、VonSTN,VoffSTN,Von TN,VoffTN,外加電壓與穿透率的關係圖,Von/Voff,Com0,Com1,Com2,Com3,Vd1,Vd2,Com0-Vd1,Com1-Vd2,Tf,Vs,Vd,又稱Vop操作電壓,偏壓比,Pretilt Angle,預傾角為0o的話,施加電壓,液晶分子站立方向有差異Disclination:線狀的配向缺陷又稱向錯,預傾角為2o的話,施加電壓,朝一定方向排列,DSTN(Double STN)LCD,Liquid Crystal,Power On,Power Off,白光背光源,不透光,透光,ITO,Liquid Crystal,玻璃,FSTN(

6、Film compensated STN)LCD,Liquid Crystal,Power On,Power Off,相位延遲膜Retardation Film,偏光片,白光背光源,透光,不透光,玻璃,ITO,DSTN&FSTN,Color-STN LCD,下板玻璃,資料電極Segment Electrode,偏光片,彩色濾光片,上板玻璃,偏光片,掃描電極Common Electrode,Reflec.LCD&Trans.LCD,Reflec.LCD+Trans.LCD=Transflective LCD,Requirements of Transflective LCD,LCD Drivin

7、g Method,靜態驅動法(Static Driving Method)多工驅動法(Multiplex Driving Method)A-P.T驅動法 A.A驅動法(Active Addressing Method)Hi-Fas驅動法(High Frequency Amplitude Selection)M.L.S驅動法(Multiple Line Selection Method)灰階驅動 FRC(Frame Rate Control)圖框調變法 PWM(Pulse Width Modulation)脈衝寬度調變 Dither抖震,Static Driving Method,後玻璃,字節接

8、腳電極,共通電極,共通電極,前玻璃,Multiplex Driving Method,資料電極(DATA),掃描電極(COM),掃描電極(COM),M Modulation,One Frame,One COM,A類水平調變模式,類圖框調變模式,多條水平調變模式,A-P.T Driving Method,Active Addressing Method,Frame Response Phenomenon圖框響應現象,驅動波形,光學穿透率波形,F1(t),F2(t),F3(t),F4(t),G1(t),On-1,Off+1,Off+1,On-1,High Frequency Amplitude S

9、election Method,Common Signal,32V,3V,Multiple Line Selection Method,SEG1,COM1 the sum of energy=14units,COM2 the sum of energy=10units,COM3 the sum of energy=10units,Common Signal,Segmaent Signal,Field 1 Field 2 Field 3 Field 4,17V,4.8V,Comparison of Driving Method,Gray Driving,多彩化 彩色濾光片 灰階驅動經由液晶透光度

10、之多寡來區分各色彩的明暗 透過精密變化的訊號控制 以及人類眼睛視覺暫留的現象,FRC(Frame Rate Control)圖框調變法 PWM(Pulse Width Modulation)脈衝寬度調變法 Dither抖震,Frame Rate Control(FRC),Pulse Width Modulation,10us,20us,30us,40us,5/5 白,4/5 灰階,3/5 灰階,1/5 灰階,Dither,一個像素,Gray-Scale,0,1,2,3,4,ON,OFF,解析度降低但是不會像FRC閃爍!,Cross Talk,水平串音垂直串音,COM,SEG,Pixel Vrm

11、s,COM,SEGB,SEGA,A,B,Temp.Compensation,Wanna compensation,Color Filter,色彩的基本概念彩色顯示的基本原理色再現性彩色濾光片的製作及特性,Colors,可見光分布:380780nm色相(Hue):區別色彩的名稱飽和度(Saturation):色彩相對鮮豔程度色值(Value):顏色的深淺(Brightness),420 440 470 515 580 600 640,藍錐體,綠錐體,紅錐體,中性色:白 黑 灰 只有色值 沒有色相和飽和度,Color Display,加色三原色:紅 藍 綠相混得白色 多用於顯示器減色三原色:青 黃

12、 酒紅相混得黑色 多用於印刷二級色彩(Secondary colors):將兩種原色混合後的色彩,加色過程(Addictive process),減色過程(Substrctive process),CIE1931 Chromaticity Diagram,Color Filter,彩色濾光片結構畫素排列,線條紋形配列,馬賽克形配列,三角形配列,正方形配列,ITO透明電極,遮光層(BM),配向膜,彩色著色層,New Tech.of Color Filter,彩色濾光片的發展趨勢High ResolutionHigh color Purity and BrightnessHigh Contrast

13、Wide Viewing AngelLow Power Consumption彩色濾光片的新技術Integrated spacerColor Filter on TFTMVA(Multi-domain Vertical Alignment)IPS(In Plane Switching),Integrated spacer,Color Filter on TFT,傳統LCD,CF on TFT,TOP ITO,MVA(Multi-domain Vertical Alignment),玻璃,IPS(In Plane Switching),ITO 電極,Liquid Crystal Module,S

14、MT(Surface Mount Technology)COB(Chip on Boad)TAB(Tape Automated Bonding)COG(Chip on Glass)COF(Chip on Film),SMT(Surface Mount Technology),這是一種較傳統的安裝方式。其優點是可靠性高，缺點是體積大，成本高，限制LCM的小型化,COB(Chip on Boad),晶片被 bonding在PCB上，由於IC製造商在LCD控制及相關晶片的生產上正在減小QFP（SMT的一種）封裝的產量，因此，在今後的產品中傳統的SMT方式將被逐步取代。,TAB(Tape Automa

15、ted Bonding),各向異性導電膠連接方式。將封裝形式為TCP(Tape Carrier Package帶載封裝)的IC用各向異性導電膠分別固定在LCD和PCB上。這種安裝方式可減小LCM的重量、體積、安裝方便、可靠性較好！,Anisotropic Conductive Film,PET 薄膜,導電粒子,接著劑,COG(Chip on Glass),晶片被直接bonding在玻璃上。這種安裝方式可大大減小整個LCD模組的體積，且易於大量生產，適用於消費類電子產品用的LCD，如：手機、PDA等可攜式電子產品。這種安裝方式在IC產商的推動下，將會是今後IC與LCD的主要連接方式。,Au Bump,COF(Chip on Film),晶片被直接安裝在柔性PCB上。這種連接方式的積體度較高，外圍元件可以與IC一起安裝在軟性PCB上，可說是目前最新的技術。,