FFS(边缘场切换)广视角技术

一、几种宽视角技术（广视角技术）LCD的宽视角技术通常有以下几种：1）TN+Film （TFT-Twisted Nematic +Film ，普通TN+视角扩大膜）2）IPS （In-Plane-Sweitching ，板内切换）3）VA （Vertical Alignment，垂直排列）4）FFS（Fringe-Field Switching ，边缘场切换），属IPS系。

AFFS+( Advanced FFS +)，HFFS(High aperture FFS)技術。

5）CPA （Continuous Pinwheel Alignment，连续焰火状排列。

就是常被称为ASV的技术），属V A系。

一般来说，LCD的宽视角技术分为两大类，一类是TN模式+WV Film，另一类就是各种宽视角模式技术。

而宽视角模式里面主要有两大系，即IPS系和VA系。

因FFS（属IPS 系）和CPA（属V A系）技术目前应用比较多而且技术相对先进，所以上面特意列出来了。

1）TN+WV Film这个是最早期的宽视角技术。

因LCD是靠液晶分子旋转控制光线的，造成先天性视角狭小的缺点，尤其是在大尺寸屏幕上，视角狭小的问题随之显著。

早期，最简单的方法就是在普通TN上贴广视角膜，但由于这种膜材是由富士通独家提供，成本相对较高。

另外，即使加了宽视角的膜，视角也有限，而且色彩还原能力欠佳，侧面一定角度观看时失真明显。

因此，各大LCD厂商研发了新的材料和工艺，改善LCD显示，提高可视角度。

优点：技术成熟，良率高；液晶分子偏转容易提高，响应速度快。

缺点：对比度提高不容易，色彩单薄，视角有限。

主要厂商：TMD,CMO,AUO,BOE-HYDIS,Tianma 等。

2）IPS（In-Plane-Sweitching）& FFS（Fringe-Field Switching）IPS是由Hitachi最先开发出来的技术。

IPS与使用TN+Film技术不同的地方是液晶分子的方向平行于基板，而且是在平行于玻璃基板的平面旋转（如图1）。

第３６卷㊀第４期２０２１年４月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀液晶与显示㊀㊀㊀C h i n e s e J o u r n a l o fL i q u i dC r y s t a l s a n dD i s p l a ys ㊀㊀㊀㊀㊀V o l ．３６㊀N o ．４㊀A pr ．２０２１㊀㊀收稿日期:２０２０Ｇ０９Ｇ２４;修订日期:２０２０Ｇ１２Ｇ０１．㊀㊀∗通信联系人,E Ｇm a i l :y ．h u ＠jn c Ｇs z ．c o m．c n 文章编号:１００７Ｇ２７８０(２０２１)０４Ｇ０５０４Ｇ０５莨菪烷基添加剂对F F S 模式中残像的影响胡叶廷１∗,周雷勇１,李晓娜１,远藤浩史２,森崇德２(１．捷恩智液晶材料有限公司,江苏苏州２１５０１１;２．J N C 石油化学株式会社,日本千叶市原２９０Ｇ８５５１)摘要:残像的存在严重影响液晶显示器的画面品质.但由于其发生的机理较复杂,目前还没有较好的解决方案.本文以负性液晶材料为基础,在其中加入新型莨菪烷基添加剂,研究其在F F S 模式中对残像的影响.通过闪烁漂移㊁D C 残留电压释放以及棋盘格残像测试,系统分析并讨论了添加剂的使用对负性液晶残像的影响.研究结果表明,加入添加剂后,样品的闪烁漂移得到改善;残留D C 偏置积聚量减小３０％且释放速度提升了９５％;V c o m 漂移由０．７V 改善至０．０２V ,V c o m 亮度变化由８c d /m ２降低至２c d /m ２;线残像由L ３改善至L １.本研究对从液晶材料方面改善残像具有一定的指导意义.关㊀键㊀词:边缘场切换广角技术;残像;负性液晶;莨菪烷基添加剂中图分类号:T N １４１㊀㊀文献标识码:A㊀㊀d o i :１０．３７１８８/C J L C D．２０２０Ｇ０２５４I n f l u e n c e o f t r o pa n eb a s e d a d d i t i v e s o n t h e i m a g e s t ic k i n g fo rF F Sm o d e l HU Y e Ｇt i n g １∗,Z HO U L e i Ｇy o n g １,L IX i a o Ｇn a １,E N D O H i r o s h i ２,MO R IT a k a n o r i ２(１．J N CL i q u i dC r ys t a lM a t e r i a l sS u z h o uC o ．,L t d ．,S u z h o u ２１５００１,C h i n a ;２．J N CP e t r o c h e m i c a l sC o ．,L t d ．,I c h i h a r a ２９０Ｇ８５５１,J a pa n )Ab s t r ac t :T h e e x i s t e n c e o f t h e i m a g e s t i c k i n g s e r i o u s l y a f f e c t s t h e q u a l i t y o f t h e l i q u id c r y s t a l d i s p l a y,a n d t h e r e a r en o g o o ds o l u t i o n sb e c a u s eo f i t sc o m p l e x m e c h a n i s m a t p r e s e n t ．I nt h i s p a pe r ,an e w t y p e of t r o p a n eb a s e da d d i t i v ew a sa d d e dt ot h en eg a t i v e l i q u i dc r y s t a l t os t u d y i t se f f e c to ni m a g e s t i c k i n g i nF F S m o d e ．Th ei m a g es t i c k i n g w a ss y s t e m a t i c a l l y a n a l y z e db y F l i c k rd r i f t ,R D Cr e l e a s e a n d c h e c kb o a r d t e s t ．T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t f l i c k e r d r i f t h a d s i g n i f i c a n t i m pr o v e m e n t ;t h e a c c u m u l a Ｇt i o no fD C r e d u c e d b y ３０％a n d t h e r a t e o f r e s i d u a l D C r e l e a s e i n c r e a s e d b y ９５％;t h e V c o mv o l t a g e d r i f t d e c r e a s e d f r o m０．７Vt o０．０２Va n db r i g h t n e s ss h i f tw h i c hc a u s e db y A Ci m a g es t i c k i n g i m pr o v e d f r o m８c d /m ２t o２c d /m ２;t h e l i n e i m a g es t i c k i n g i m p r o v e df r o m L ３t oL １．T h i s s t u d y h a sac e r t a i n g u i d i n g s i g n i f i c a n c e f o r i m p r o v i n g t h e i m a g e s t i c k i n g o f l i q u i d c r y s t a lm a t e r i a l s ．K e y wo r d s :f r i n g e f i e l d s w i t c h i n g ;i m a g e s t i c k i n g ;n e g a t i v e l i q u i d c r y s t a l ;t r o p a n e a d d i t i v e１㊀引㊀㊀言㊀㊀液晶显示器由于其轻薄㊁低功耗㊁高品质以及高信赖性的特点使其在显示领域中得到广泛应用[１].但随着时代的发展,人们除了对液晶显示器高性能的需求外,对其信赖性的要求也越来越严苛.残像作为影响液晶显示器信赖性的一个重要因素,它的产生会严重损害液晶显示器的画面品质.残像主要表现为液晶显示器长时间显示同一个画面,把画面切换到下一个画面时,先前的画面会残留在下一个画面中.而根据残像状态的不同,残像可分为面残像与线残像.残像的发生受很多因素影响,包括液晶㊁配向膜㊁框胶㊁生产工艺等.残像产生机理主要包含两个并存因素,一个是液晶面板中的离子型不纯物,另一个是直流偏置电压[２].目前,在液晶显示领域中,边缘场切换广角技术(F F S)模式作为一种广泛使用的显示模式,其根据用途的不同会分别使用正性或负性液晶.正性液晶具有响应速度快,信赖性好的特点,因此被车载等显示领域所青睐.而负性液晶由于其出色的透过率与对比度,更多地被应用于高品质F F S 模式液晶显示器[３].但由于负性液晶单体分子结构本身的原因,导致其含有的离子型不纯物偏多,同时在紫外光照射和高温环境下比正性液晶更易发生分解和破坏,会进一步导致其离子型不纯物增多,所以负性液晶的残像问题更容易发生且更严重[４].此外,由于F F S模式具有不对称的横向电场,容易形成横向直流偏置电压(D C偏置),进而致使F F S模式出现残像的情况尤为严重[２,５].关于残像的研究中,B O E公司在低ΔV H R 条件下,降低配向膜材料的电阻率使存储电荷释放加快,残像得到改善[６],同时还提出了降低型号线数量㊁降低信号线与公共电极线的交叠面积㊁增大信号线与公共电极的距离㊁外围电路补偿等残像改善方案[７].I V O公司研究了配向膜对液晶分子的锚定力与残像的关联[８].本公司通过电子自旋共振谱仪(E S R)与紫外Ｇ可见光谱仪(U VＧV i s)研究了从配向膜中产生的游离聚酰亚胺阴离子对残像的影响[９],并有研究提出通过添加纳米颗粒材料可以吸附液晶中的杂质离子[１０].本文通过在负性液晶中添加新型莨菪烷基添加剂,旨在减小液晶盒中残留D C偏置电压的累积且加速电荷的释放,以达到改善残像的目的,为负性F F S模式中残像改善提供一种新的方向.２㊀实㊀㊀验２．１㊀实验样品本实验选用的封胶材料为日本三键紫外线硬化胶,型号３０５２B.莨菪烷基添加剂,盒厚３．２μm 的液晶盒以及实验用量产负性液晶均为捷恩智液晶材料公司生产.液晶的相关物性参数如表１所示.表１㊀液晶参数T a b．１㊀P r o p e r t i e s o fL C m i x t u r e参数样品A样品BT n i/ħ７０７０Δn０．１０９０．１０９Δε－５．７－５．７K１１１２．８１２．８K３３１４．６１４．６添加剂(ˑ１０－６)０１００２．２㊀实验设备本实验对闪烁漂移㊁残留D C与面残像测试采用色彩分析仪(日本K O N I K A M I N O L T A,型号C AＧ３１０)测定;线残像由自动控制器(美国N aＧt i o n a l I n s t r u m e n t s,型号P X l eＧ１０７１)进行实验.２．３㊀闪烁漂移测试将测试用液晶盒施加L２５５灰阶电压３０m i n,然后切换至L１２７灰阶电压进行闪烁测试,循环测试４次.２．４㊀D C残留电压测试在常温下对测试用液晶施加L１２７灰阶交流电压１２０s,然后在施加L１２７交流电压同时施加３V直流电压１h后,撤去直流电压,测试其亮度变化,测试时间为３０m i n.２．５㊀面残像测试将测试用液晶盒施加L２５５灰阶电压３０m i n,然后切换至L１２７灰阶电压进行亮度测试,５０５第４期㊀㊀㊀㊀㊀胡叶廷,等:莨菪烷基添加剂对F F S模式中残像的影响偏置电压范围设置为ʃ０．２V ,测定间隔为０．０２V ,循环测试４次.２．６㊀线残像测试在室温条件下,利用４ˑ４棋盘格对面板的线残像特性进行评估.图１为面板老化画面,其中黑色方格为L ０灰阶电压下显示画面,白色方格为L ２５５灰阶电压下显示画面,维持该棋盘格画面９６h 后,将面板驱动电压切换至L １２７灰阶电压,在频率３０H z 下对面板的线残像情况进行评价,其呈现的具体画面如图２所示.图１㊀４ˑ４棋盘格F i g．１㊀４ˑ４c h e c kb o a rd 图２㊀线残像示意图F i g ．２㊀S c h e m a t i c d i a g r a mo f l i n e i m a g e s t i c k i n g３㊀结果与讨论３．１㊀闪烁漂移结果F F S 模式液晶显示器在驱动时,由于电极设计等因素造成实际正负帧的像素电压不完全对称,从而导致正负帧的透过率存在差异,出现闪烁现象.图３为样品A 和B 的闪烁随老化时间的增加而变化的结果.由图３可知,未添加莨菪烷基添加剂的样品A 随着老化时间增加,闪烁先逐渐增大,之后增大幅度逐渐趋缓.这是由于液晶盒内部存在的D C偏置使得液晶中的离子型不纯物图３㊀闪烁漂移曲线F i g．３㊀F l i c k e r d r i f t c u r v e s 产生积聚,进而形成残留D C 偏置,从而导致原先在V c o m (交流驱动电压的中心值)电压下对称的正负帧透过率出现差异.而加入质量分数为１ˑ１０－４添加剂的样品B ,随老化时间的增加,其闪烁增大的幅度明显小于样品A .这表明添加剂的使用可以有效减小液晶盒内由驱动产生的残留D C偏置.３．２㊀D C 残留电压释放结果配向膜在D C 偏置作用下选择性地吸附液晶中的离子型不纯物,形成残留D C 偏置.通过在交流电驱动同时施加直流电可增大偏置作用,加速形成残留D C 偏置.在解除直流电后,积聚在配向膜上的离子型不纯物形成的残留D C 偏置会逐渐消失.图４㊀残留D C 释放特性F i g ．４㊀P r o pe r t i e s of r e s i d u a lD Cr e l e a s e 图４是样品A 和B 中残留D C 偏置导致的亮度变化曲线.由图４可知,样品A 在交流驱动同时施加直流电１h 后,释放阶段最大亮度为７５０c d /m ２,且释放２００s 后亮度恢复至初始亮度;而样品B 释放阶段最大亮度为５５０c d /m２,与样品A 相比D C 偏置累积减少３０％,并在释放１０s 后亮度恢复至初始亮度,相比样品A ,其释放时间约缩短了９５％.这是因为未使用添加剂的样品A ,配向膜电阻远大于液晶的电阻,导致液晶盒内的电荷聚集在液晶与配向膜的界６０５㊀㊀㊀㊀液晶与显示㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３６卷㊀面,难以释放,并由电量公式Q ＝C V 可知,聚集的电荷增多会导致残留电压增大,进而使得亮度变大;而样品B 在使用了添加剂后,添加剂附着在配向膜表面,使得配向膜表面的电阻值下降,因此液晶与配向膜之间的电阻差减小,所以电荷可以较容易地释放至配向膜,积聚情况得到明显改善[１１Ｇ１２].３．３㊀面残像测试结果在F F S 模式中,交流电(A C )残像是因为液晶分子经过长时间的驱动,无法恢复到原先正确的排列位置,其表现为对应的灰阶亮度会发生变化;而D C 残像是由液晶盒中残留D C 偏置造成,并可通过调整V c o m 电压进行改善[５,１２].图５㊀V c o mＧ亮度随老化时间的变化F i g ．５㊀B r i g h t n e s s d e p e n d e n c y o f V c o ma f t e r a g i ng 图６㊀V c o mＧ亮度随老化时间的变化F i g ．６㊀B r i g h t n e s s d e p e n d e n c y o f V c o m af t e r ag i n g 图５和图６分别是样品A 和B 在老化０,３０,６０,９０m i n 后亮度与V c o m 的测试曲线图.由图５可知,随着老化时间的增加,样品A 的V c o m Ｇ亮度向右上方发生了明显的漂移,这表明样品A 中存在A C 与D C 残像.其中老化３０m i n 后的V c o m Ｇ亮度向上漂移８c d /m ２,V c o m 向右漂移了０．７V .由图６可知,样品B 添加添加剂后,V c o m Ｇ亮度向上方漂移２c d /m ２,V c o m 电压向右漂移了０．０２V .相较于样品A ,样品B 的V c o mＧ亮度向上以及V c o m 电压向右漂移的幅度明显减小,这表明添加剂使用后,A C 与D C 残像同时得到了改善.３．４㊀线残像测试结果图７和图８是样品A 和B 分别老化０h 与９６h 后在L １２７灰阶,３０H z 条件下观察所得的线残像结果.图７㊀样品A 在０h (a ),９６h (b)老化时间下线残像结果.F i g ．７㊀L i n e i m a g es t i c k i n g o fs a m pl e A a t t ＝０h (a ),t ＝９６h (b )．图８㊀样品B 在０h (a ),９６h (b)老化时间下线残像结果.F i g ．８㊀L i n e i m a g e s t i c k i n g o f s a m pl e B a t t ＝０h (a ),a n d t ＝９６h (b )．从图７(a )和７(b )可看出,经过９６h 驱动后样品A 在像素边缘处出现了明显的线残像.这是由于棋盘格老化过程中L ０与L ２５５的驱动电压不同,使得黑白像素内形成了大小不等的残留D C 偏置,切换至L １２７灰阶,面内存在大小不等的残留D C 偏置使像素之间存在电压差,进而导致液晶盒内的离子型不纯物向边界聚集而形成了残留D C 偏置,透过率因此发生变化,表现为线残像.由图８(a )和８(b )可知,样品B 未出现线残像.由前述可知,添加新添加剂后,可有效减少液晶盒由于驱动导致产生的D C 残留电压积聚并加快释放速率,因此黑白格像素之间电压差减小,线残像得到改善.７０５第４期㊀㊀㊀㊀㊀胡叶廷,等:莨菪烷基添加剂对F F S 模式中残像的影响４㊀结㊀㊀论本文通过在负性液晶中添加一种新型莨菪烷基添加剂的方法,研究了其对F F S 模式中残像的影响.实验结果表明,莨菪烷基添加剂使用后,闪烁漂移得到改善;液晶盒中D C 残留累积量减少３０％且释放速率提升９５％;V c o m 漂移量由０．７V 改善至０．０２V ,同时V c o mＧ亮度变化量从８c d /m ２改善至２c d /m ２;线残像由L ３改善至L １.本研究在不改变电极设计的前提下通过使用添加剂,在一定程度上改善了残像现象,对提升面板的显示品质具有一定的指导意义.参㊀考㊀文㊀献:[１]㊀S C HA D T M．M i l e s t o n e i n t h eh i s t o r y o f f i e l d Ｇe f f e c t l i q u i d c r y s t a l d i s p l a y s a n dm a t e r i a l s [J ]．J a p a n e s eJ o u r n a l o fA p p l i e dP h ys i c s ,２００９,４８:０３B ００１．[２]㊀马群刚．T F T ＧL C D 原理与设计[M ]．北京:电子工业出版社,２０１１．MA Q G．P r i n c i p l e a n dD e s i g no f TF T ＧL C D [M ]．B e i j i n g :P u b l i s h i n g H o u s eo fE l e c t r o n i c s I n d u s t r y ,２０１１．(i n C h i n e s e)[３]㊀OH E M ,Y O N E Y A M ,K O N D O K．S w i t c h i n g o f n e g a t i v e a n d p o s i t i v ed i e l e c t r o Ｇa n i s o t r o p i c l i q u i dc r y s t a l sb yi n Ｇp l a n e e l e c t r i c f i e l d s [J ]．J o u r n a l o f A p p l i e dP h y s i c s ,１９９７,８２(２):５２８Ｇ５３５．[４]㊀童芬,郭小军．负性液晶在F F S 模式下的残像研究[J ]．液晶与显示,２０１５,３０(３):３９３Ｇ３９８．T O N GF ,G U O XJ ．I m a g e s t i c k i n g s t u d y o f n e g a t i v eL Cf o rF F S m o d e [J ]．C h i n e s eJ o u r n a l o f L i q u i dC r y s t a l s a n dD i s p l a ys ,２０１５,３０(３):３９３Ｇ３９８．(i nC h i n e s e )[５]㊀焦峰,王海宏．T F T ＧL C D 残像原理与分析Ｇ加强篇二[J ]．现代显示,２０１２,２３(６):１７Ｇ２２．J I A OF ,WA N G H H．T h e t h e o r y a n da n a l y s i so fT F T ＧL C Di m a g e s t i c k i n g Ｇu p g r a d e Ⅱ[J ]．A d v a n c e d D i s p l a y ,２０１２,２３(６):１７Ｇ２２．(i nC h i n e s e )[６]㊀刘晓那,宋勇志,徐长健,等．配向膜材料与面残影的关联性研究[J ]．液晶与显示,２０１４,２９(３):３１７Ｇ３２１．L I U XN ,S O N GYZ ,X UCJ ,e t a l ．R e l a t i o n s h i p b e t w e e n a l i g n m e n t f i l ma n d i m a g e s t i c k i n g [J ]．C h i n e s e J o u r n a l o f L i q u i dC r y s t a l s a n dD i s p l a ys ,２０１４,２９(３):３１７Ｇ３２１．(i nC h i n e s e )[７]㊀K EJC ,C HU N G TC ,L I A O C T ,e t a l ．As y s t e m a t i c r e s e a r c ho f i m a g e s t i c k i n g i n f r i n g e f i e l ds w i t c h i n g l i q u i d c r y s t a l d i s p l a y s [J ]．S I DS y m p o s i u m D i g e s t o f T e c h n i c a lP a p e r s ,２０１８,４９(１):１７０７Ｇ１７１０．[８]㊀WO O CS ,HO N GSH ,OH DS ,e t a l ．T h en o v e l F F Ss t r u c t u r e t o i m p r o v e i m a g e Ｇs t i c k i n g i n l i q u i dc r ys t a l d i s Ｇp l a y s [J ]．S I DS y m p o s i u m D i g e s t o f T e c h n i c a lP a p e r s ,２０１６,４７(１):８５８Ｇ８６０．[９]㊀N A G A N O Y ,MO R IT．P o l y Ｇi m i d e a n i o n r a d i c a l c a u s e sD C i m a g e s t i c k i n g i n l i q u i d c r y s t a l d i s p l a y [C ]//P r o c e e d Ｇi n g s o f t h e ２６t hI n t e r n a t i o n a lD i s p l a y W o r k s h o p s ．I DW ,２０１９:２１５Ｇ２１８．[１０]㊀王猛,张彬,韦德泉,等．不同光滑度立方体氧化铁对液晶电光性能的改善[J ]．应用化学,２０１９,３６(６):６９０Ｇ６９７．WA N G M ,Z HA N GB ,W E I DQ ,e t a l ．I m p r o v e m e n t o f e l e c t r o Ｇo p t i c a l p r o p e r t i e s o f l i q u i d c r y s t a l b y cu b i c f e r r i c o x i d ew i t hd i f f e r e n t r o u g h n e s s [J ]．C h i n e s eJ o u r n a l o f A p p l i e dC h e m i s t r y ,２０１９,３６(６):６９０Ｇ６９７．(i nC h i n e s e )[１１]㊀H I R A N O Y．S i m u l a t i o n s t u d i e s o f t h eF r i n g e Ｇf i e l d s w i t c h i n g m o d e s e l e c t r i c a l p r o p e r t i e s [J ]．M o l e c u l a rC r ys t a l s a n dL i q u i dC r y s t a l s ,２０１７,６４７(１):５６Ｇ６５．[１２]㊀S H I N Y ,J U N G M ,J E O N B ．N e wa n a l y s i sm e t h o do f i m a g es t i c k i n g o fL C D [J ]．S I D S y m p o s i u m D i g e s t o f T e c h n i c a lP a p e r s ,２０１７,４８(１):８００Ｇ８０３．作者简介:㊀胡叶廷(１９９０－),男,江苏苏州人,学士,研究员,２０１２年于苏州科技大学天平学院获得学士学位,主要从事液晶显示材料相关研发工作.E Ｇm a i l :y ．h u ＠jn c Ｇs z ．c o m．c n ８０５㊀㊀㊀㊀液晶与显示㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３６卷㊀。

高画质、高反应之新型FFS-TFT LCD技术高弘毅1.前言虽最近几年出现几种可以改善LCD画质的技术，其中又以新型边界电场切换技术(简称为FFS:Fringe Field Switching)能同时实现高穿透性与大视角等要求，因此备受相关业者高度重视。

所谓的FFS技术是藉由边界电场使面内几乎均质排列的液晶分子的电极表层内部旋转，进而产生IPS(In Plane Switching) 技术无法达成的高穿透性效应(图1)。

IPS方式的电极幅宽w与cell间隙d之电极间距很小，施加电压时电极间会发生面内电场，液晶祇能在该部位产生光变频，光穿透领域因而受到限制。

相较之下FFS方式是在画电极间距l下方设置一般电极，补助容量Cst 存在于光穿透领域，施加电压就会产生边界电场使液晶在电极上旋转，因此可获得高穿透率效果。

此外传统的TFT LCD通常使用负诱电率异方性液晶(以下简称为负液晶)，其高黏度使的反应速度祇有50ms左右，加上液晶是在单一领域内单一方向的面内旋转，因此会有所谓的彩色移转现象发生。

如表1所示正诱电率异方性液晶(以下简称为正液晶)的低扭转黏性，具有高反应时间与低驱动电压优点，不过正液晶的光效率不如负液晶。

如果将液晶cell参数最佳化，正液晶也可获得等同于负液晶90%左右的光穿透效率。

此外像素电极如果电极作成褉形结构(wedge type)并使设计参数最佳化，如此一来data电极与像素电极之间的光泄漏便会自动的被抑制，其结果是黑矩阵(black matrix)实质上可以完全不用，同时还可以增加光线穿透率，达成25ms高速反应时亦不会减损LCD的辉度，利用FFS技术的TFT-LCD的画质除了足可比美CRT之外，这种技术非常适合应用于各种尺寸的液晶显示器。

2.cell与液晶的设计FFS技术具有以下特性:1.高穿透率。

2.视角宽广。

3.无失真(cross talk)。

4.耗电量低。

5.反应速度快6.耐压性高。

TFT-LCD 介绍：薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)是平板显示领域中最重要的一种,由于其具有众多优点，是唯一可跨越所有尺寸的显示技术，应用领域非常广泛，如电视、笔记本电脑、监视器、手机等。

TFT在LCD中起着传输和控制电信号的作用，即通过它确定施加在液晶层上的电压的大小。

当向液晶面板施加电压，液晶分子开始转动，光线穿过偏光片及液晶层后就可以形成一定画面。

TFT-LCD Panel 结构：TFT-LCD在技术原理及工艺制程方面均比TN和STN复杂得多。

简单地说，TFT-LCD的基本结构为两片玻璃基板中间夹着一层液晶层，主要由偏光片、玻璃基板、公共电极、像素电极、控制IC、彩色滤色膜等构成。

通常将具有彩色光阻的基板称为CF基板，制作了TFT阵列的基板称为array基板。

背光模组位于LCD面板下作为光源。

TFT-LCD面板结构及TFT基本结构示意图如图1和2所示。

图1 TFT-LCD panel结构图2 TFT 基本结构TFT-LCD 像素结构：TFT位于扫描电极和信号电极的交叉点处，它的漏极和源极分别与信号电极和像素电极相连，栅极与扫描电极相连。

TFT-LCD面板像素结构示意图如图3所示。

彩色滤色膜由红、绿、蓝三种颜色的光阻、黑矩阵，保护膜和公共电极几部分组成。

图3 TFT-LCD 基本结构TFT-LCD 三段主要制程：前段: 前段的 Array 制程与半导体制程相似，但不同的是将薄膜晶体管制作在玻璃基底上而非晶圆上。

中段：中段的Cell 是将前段Array基板与彩色滤光片的玻璃基板贴合，并在两片玻璃基板间滴入液晶(LC)后段(模组组装)：后段模组组装制程是将Cell制程后的面板与其它如背光单元、电路、外框等多种零组件组装的过程。

1. 半反射半透射技术 (Transflective)半反射半透射式TFT-LCD可以同时保证户内和户外良好的信息可读性，其同时把透过式和反射式LCD的优点结合到一起，每一个像素中包括透过部分和反射部分。

TFT-LCD网点Mura的研究和改善张定涛;李文彬;姚立红;郑云友;李伟;宋泳珍;袁明;张光明【摘要】为解决116.8 cm(46 in)广视角边缘场切换技术4mask面板生产中的阵列工艺中,发生的一种网点色斑缺陷,应用扫描电子显微镜、聚焦离子束、能谱仪、宏观微观观测仪和线宽测量仪等检测设备进行Mura及其结晶物成份分析,比较了TFT膜厚;进行了GI和PVX膜玻璃正反面1％HF酸腐蚀试验、下部电极温度升高10℃试验、工艺ash、n+刻蚀的后处理步骤和有源层BT试验.研究了沟道n+掺杂a-Si层的厚度对于Mura的影响.确定了Mura的发生源和影响因素,结果发现Mura形成机理,一为基板背部划伤,二为接触和不接触电极区域的温差异,三是刻蚀反应的生成物在有源层工艺黏附在基板背部,之后经过多层膜沉积、湿刻和干刻、剥离工艺后促使缺陷进一步放大.最后采用平板粗糙面下部电极、控制剩余a-Si厚度和升高温度的方法,消除了网点Mura,并使得整体Mura发生率降为0.08％.【期刊名称】《液晶与显示》【年(卷),期】2013(028)006【总页数】8页(P860-867)【关键词】色斑;薄膜晶体管;非晶硅;缺陷分析【作者】张定涛;李文彬;姚立红;郑云友;李伟;宋泳珍;袁明;张光明【作者单位】北京林业大学工学院,北京100083;北京京东方显示技术有限公司,北京100176;北京林业大学工学院,北京100083;北京林业大学工学院,北京100083;北京京东方显示技术有限公司,北京100176;北京京东方显示技术有限公司,北京100176;北京京东方显示技术有限公司,北京100176;北京京东方显示技术有限公司,北京100176;北京京东方显示技术有限公司,北京100176【正文语种】中文【中图分类】TN312.181 引言Mura是造成薄膜场效应晶体管液晶显示器（TFT－LCD）产品缺陷，如亮线、薄亮线等的常见缺陷，是所有显示缺陷中最难检测的种类之一。

• •
阵列工艺流程 盒工艺流程
2.3实验室基本测试手段 2.3实验室基本测试手段 • 显微镜 • 电学性能测试 • 盒光学性能测试 • 画面评价系统 2.4不良分析和改善 2.4不良分析和改善 • Image sticking • Flicker • DNU • Gray trace • Rubbing mura • PS mura • Pixel defect • Line defect
Normal FFS Pixel Brightness 165nits Contrast Ratio 450:1
A'
A B B'
设计 (A1 = 46.5µm, B(BM) = 22µm), A (…^ 宽 = 42.5 µm) …^ A’ = A + D=46.5 µm, B’(BM)=18µm
10.4” XGA with PCF polarizer 较
一、 TN+Film视角扩展膜（软屏）这种技术依然基于传统的TN模式液 晶，只是在制造过程中增加了一道贴膜工艺。TN+Film广角技术最大的 特点就是价格低廉，技术准入门槛低，应用广泛。总的来说，TN面板 是优势和劣势都很明显的产品，价格便宜，输出灰阶级数较少，液晶 分子偏转速度快，致使其响应时间容易提高，使其响应时间能满足游 戏要求是它的优势所在，可视角度不理想和色彩表现不真实是其明显 的劣势。因此现在市场中所出售的采用TN面板的液晶显示器普遍采用 改良型的TN+FILM(补偿膜)用于弥补TN面板可视角度方面的不足，同时 色彩抖动技术的使用也使得原本只能显示26万色的TN面板获得了 16.2M的显示能力。
暗态区域
来FFS (L255)
(Brightness < 165nits, CR 450:1)

液晶显示器的主要技术参数有哪些液晶显示器的主要技术参数有哪些(1)可视角度及广视角技术。

液晶显示器的可视角度左右对称，而上下则不一定对称。

举例来说，当背光源的入射光通过偏光板、液晶及配向膜后，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。

假如从一个非常斜的角度观看一个全白的画面，我们可能会看到黑色或者色彩失真。

一般来说，上下角度要小于或等r左右角度。

如果可视角度为左右80度，表示在位于屏幕法线80度的位置时还白r以清楚地看见屏幕图像。

但是，由于人的视力范围不同，如果没有站在的可视角度内，所看到的颜色和亮度将会有误差。

现在不少厂商就采纳各种广视角技术，以改善液晶显示器的视角特性，目前已得到大规模应用的有如下两种：横向场模式技术，该模式技术又分为平面开关模式(InPlaneSwitchingMode，IPS)禾H边缘场开关模式(FringeFieldSwitchingMode，FFS)、多畴垂直趋向技术(MultidomainVerticalAlignment，MVA)等。

这些技术都能把液晶显示器的可视角度增加到160度，乃至更高。

(2)可视面积与点距。

液晶显示器所标示的尺寸虽然也以屏幕对角线给出，但它与实际可以显示的屏幕范围一致，这一点与CRT 锓示屏有所不同。

例如，一个15．1英寸的液晶显示器约等于17英寸CRT屏幕的可视范围。

液晶显示器的点距实际上就是屏幕上像素的问距。

它的计算方法是：r叮视宽度除以水平像素数，或者可视高度除以垂直像素数而得到。

举例来说，一般14英、j。

LCD的可视面积为285．7mm214．3mm，它的大分辨率为1024768，那么它的点距即为285．7mm／1024=0．279mm或者214．3mm／768=0．279mm。

(3)色度、对比度和亮度。

色度即彩色表现度，与第1章定义相同。

色度也是LCD显示器重要的参数之。

我们知道自然界的任何一种色彩都可以由红、绿、蓝三种基本色合成。

不加电压:
液晶分子与下偏光板的透过轴平行存在,通过下偏光板的光的偏光状态不变 所以不能通过上偏光板的透过轴⇒ 常黑模式
加电压:
当电压超过门槛值Vth,正性液晶分子沿着电场方向排列 ⇒扭转变形 ⇒透光 IPS/FFS 光透过率公式: T = Tosin2(2Φ)sin2(πdΔn/λ) To平行偏振片所透过的光,d盒厚, Δ n 折射率各向异性,λ 波长
垂直与LC分子光轴方向时, λ ↑色偏黄.
解决办法: 两畴像素结构(UFFS)既提高视角又减小色偏
Yellowish LC
Bluish
IPS
FFS
Off state
On state
Off state
On state
TA
TA
Glass
Glass
E d
z
x
y
Common
electrode w
Glass
Pixel
l
electrode
Common electrode
Glass l’
Cst
l/d l/w Field Electrodes
IPS >1 >1 Ey(平面电场) Slit Metal/ITO
Change life with heart
广视角高对比度
FFS (+LC)
U-FFS (+LC)
CR = 100:1上下左右视角超过 70o CR > 10:1 所有方向可达到视角 80o以上(AUFFS)
Change life with heart
Color shift 色偏
色偏是指随着视角变化,光的色度发生异常. 原因:
暗态区域 BM

一.缩略语中英文对照表AACF Anisotropic Conductive Film 各向异性导电薄膜ADC Analog-Digital Converter 模数转换器AES Auger Electron Spectrometer 俄歇电子能谱仪AFFS Advanced FFSAFLC Anti-Ferroelectric Liquid Crystal 反铁电液晶AMLCD Active Matrix Liquid Crystal Display 有源矩阵液晶显示器件AMOLED Active Matrix Organic Light Emitting Display 有源矩阵有机电致发光二极管APCVD Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition 常压化学气相沉积AP Plasma Atmospheric Pressure Plasma 常压等离子清洗AQK Aqua Knife 水刀清洗a-Si Amorphous Silicon 非晶硅AS-IPS Advanced-Super-In-Plane Switching 超高级面内切换宽视角技术ACF anisotropic conductive film 导电热熔胶AA active area 可操作区域ATO Antmony Tin oxide 氧化锑锡BBCE Back Channel Etched 背沟道刻蚀型BEF Brightness Enhancement Film 增亮膜BEW Blurred Edge width 边界模糊区域宽度B/L Back Light 背光源BM Black Matrix 黑色矩阵或黑矩阵BS Back Channel Stop 背沟道保护型BJ Bubble Jet 气泡清洗方法,又被称为CJCCCD Charge Coupled Device 电荷耦合器件CCFL Cold Cathode Fluorescent Lamp（Light）冷阴极荧光灯CD Critical Dimension 显影后或刻蚀后的图形尺寸CF Color Filter 彩色滤光片CFI Color Filter Integration 彩色滤光片集成CIE Commission Internationale de l'Eclairage 国际照明委员会CJ Cabitation Jet 用加了高压的去离子水与空气混合后所产生的大量气泡来去除灰尘的一种清洗方法COA Color Filter on Array 阵列上彩色滤光片COF Chip On Film 薄膜芯片集成(将IC固定于柔性线路板上)COG Chip On Glass 玻璃芯片集成(将IC固定于玻璃上)COP Cycio Olefins Polymer 环烯烃聚合物CRT Cathode Ray Tube 阴极射线管CVD Chemical Vapor Deposition 化学气相沉积CSTN Color STN 彩色超扭曲向列型CTP capacitive touch panel 电容式触摸屏CG (CL) cover glass (cover lens) 盖板玻璃COB chip on board 通过绑定将IC裸片固定于印刷电路版上DDAP Depth AES Profiles 俄歇深度剖面分析D.C. Direct Current 直流DICD Development Inspection CD 显影后光刻胶之间的间距DI water Deionized water 去离子水DLDS Dynamical Low Discrepancy Sequences 网点图案生成方法DLP Digital Light Processing 数字光处理器DMD Digital Micromirror Device 数字微镜装置DRCR Contrast Ratio in Dark Room 暗室对比度EECR Electron Cyclotron Resonance 电子回旋共振刻蚀EMI Electro Magnetic Interference 电磁干扰EML Emission layer 发光层EPD End Point Detection 刻蚀结束点的测量EPD Electronic Paper Display 电子纸张显示器件ESR Enhanced Specular Reflector 光学增强反射膜ETL Electron transport layer 电子传输层ESD electro-static discharge 抗静电FFED Field Emitting Display 场致发射显示器FFD Feed Forward Drive 过驱动FFL Flat Fluorescent Lamp 平面荧光灯FFS Fringe Field Switching 边缘场转换宽视角技术FICD Final Inspection CD 刻蚀完成后被刻物质外观图形间距测试得到的尺寸FLC Ferroelectric Liquid Crystal 铁电液晶FPDM Flat Panel Display Measurements 平板显示测量方法FSC Field-Sequential Color 场序彩色FPC(B) flexible print circuit (board) 柔性印刷线路板FOG Flexible printed circuits board On Glass 柔性线路板与玻璃电路板接装GGG cover glass-glass sensor CTP结构一种（盖板玻璃和玻璃传感GFF cover glass-film sensor-film sensor CTP结构一种（盖板玻璃-薄膜传感器-薄膜传感器）GF cover glass-film sensor CTP结构一种（盖板玻璃-薄膜传感器）HHTL Hole transport layer 空穴传输层HTPS High Temperate Polycrystal Silicon 高温多晶硅IIC Integrate Circuit 集成电路ICM Illumination and Color Management 照明色彩管理IEC International Electrical Commission 国际电工委员会ILB Inner Lead Bonding 内引线焊接IPS In-Plane Switching 面内切换宽视角技术IR Infrared Ray 远红外线IS Inverted Staggered 反交叠结构ISO International Organization for Standardization 国际标准化组织ITO Indium Tin Oxide 锡掺杂氧化铟薄膜IR infrared ray 红外LLCOS Liquid Crystal On Silicon 硅基液晶（液晶反射式）LCD Liquid Crystal Display 液晶显示器LDD Lightly Doped Drain 微掺杂沟道型LDS Low Discrepancy Sequences 超均匀分布列理论LED Light Emitting Diode 发光二极管LGP Light Guide Plate 导光板LMD Light Measurement Device 光学测试仪器LPCVD Low Pressure Chemical Vapor Deposition 低压化学气相沉积LP-MBE Low Pressure Molecular Beam Epitaxy 低压分子束外延LRCR Contrast Ratio in Lighted Room 亮室对比度LTPS Low Temperate Polycrystal Silicon 低温多晶硅LVDS low Voltage Differential Signaling 低压差分信号LOC Aliquid optically clear adhensive 液态光学透明胶LCM Liquid Crystal Module 液晶模块MMCU Micro Control Unit 微控制单元MOS-FET Metal Oxide Silicon-Field Effect Transistor 金属-氧化物-硅场效应晶体管MPRT Moving Picture Response Time 运动图象响应速度MS Mega Sonic MHz的超声波清洗方法MVA Multi-domain Vertical Alignment 多畴垂直取向NB Notebook 笔记本电脑NS Normal Staggered 正交叠结构NTSC National Television System Committee 国际电视系统委员会OOCB Optical Compensated Bending 光学补偿弯曲宽视角技术ODF One Drop Filling 液晶滴注OLB Outer Lead Bonding 外部引线连接OLED Organic Light Emitting Display 有机电致发光二极管OSD On Screen Display 屏幕菜单式调节OC over coat 保护膜OCA optically clear adhesive 光学透明OGS one glass solution 全贴合技术PPAD 焊接衬垫PCB Print Circuit Board 印刷电路板PDA Personal Digital Assistant 个人数字处理机PDP Plasma Display Panel 等离子体显示屏PE Plasma Etching 等离子体刻蚀PECVD Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition 等离子体增强化学气相沉积PEP Photo Engraving Process 光刻工艺PI Polyimide 聚酰亚胺取向层PLED Polymer Light Emitting Diode 高分子有机电致发光显示器PMMA Polymethyl Methacrylate 聚甲基丙烯酸甲酯POL Polarizer 偏振片PR Photo Resist 光刻胶p-Si Polycrystal Silicon(Polysilicon) 多晶硅PVA Patterned Vertical Alignment 垂直取向构型PVA Polyvinyl Alcohol 聚乙烯醇PWM Pulse width modulation 脉冲宽度调制PET Polyester 聚脂薄膜PC Poly carbonate 聚碳酸脂PSA Pressure sensitive adhesive 压敏胶QQVGA Quarter Video Graphics Array 1/4视频圆形阵列（240×320象素)RRB Roll BRUSH 辊刷RF Radio Frequency 射频RF Power Radio Frequency Power 射频功率RGB Red Green Blue 红绿蓝RIE Reactive Ion Etching 反应离子刻蚀RTP Resistive touch panel 电阻式触摸屏SSEM Scanning Electron Microscope 扫描电子显微镜SEMI Semiconductor Equipment and Materials International 国际半导体设备与材料协会SID Society for Information Display 信息显示协会S-IPS Super- In-Plane Switching 超级面内切换宽视角技术SMD Surface Mounted Device 表面贴装器件SOC System On Chip 芯片上系统SOG System On Glass 玻璃上系统SOP System On Panel 屏上系统SPC Solid Phase Crystallization 固相晶化法SPWG Standard Panel Working Group 屏标准化工作组SSFLC Surface Stabilized Ferroelectric Liquid Crystal 表面稳定化双稳态模式STN Super Twisted Nematic 超扭曲向列型SW Shower 喷淋清洗TTAB Tape Automated Bonding 带载自动连接(卷带自动结合) TAC Triacetyl Cellulose 三醋酸纤维素TCON Timing Controller 时序控制器TCP Thermo compression bonding 热压结合TEM Transmission Electron Microscope 透射电子显微镜TFT-LCD Thin Film Transistor Liquid Crystal Display 薄膜晶体管液晶显示器TMDS Transition Minimized Differential Signaling 最小化传输差分信号TN Twisted Nematic 扭曲向列型TOL Ttouch on lens 单层电容式触控于保护玻璃上TP Touch panel 触摸屏UUS UltraSonic 超声波清洗UV UltraViolet lamp 紫外灯清洗VVA Vertical Alignment 垂直取向VESA Video Electronics Standards Association 视频电子标准协会VA View area 可视区域WWB Wire Bonding 线连接XXPS X-ray Photoelectron Spectrom X射线光电子能谱分析二．TP常用英文Clear PET:亮面PET anti-glare PET:雾面PET anti-newtonring 防牛顿环Anti-reflection 防反射Flat type 平面式Tactile type 触感试Ploy dome emboss 圆包凸Pillow emboss 平台凸Frame emboss/rim emboss 镶框凸Analong type 类此式Matris type 矩阵式Capacitance 电容式Top/upper cricllit 上线路Adhesive/spacer 粘胶/键片Botcom/lower circuit 下线路rear adhesive 底胶ESD 静电网Full solid shielding 网状静电网Selective velvetexture消光处理Tail 引线Stiffener/trace filler 补强Copper foil铜箔Connecetor连接器ZIF connector 不打PIN Nickel-plated 镀镍Gold-plated镀金Aluminium board 铝板Acrylic plate 压克力板(PMMA)Chemically streng thered glass 强化玻璃Normal glass 普通ITO 玻璃Spacer dot绝缘点Dotpitch 绝缘点点距Heat sealing 热封胶Adhesive paste 粘胶EVA 黑色泡棉胶Double tape双面胶stripw 插条Venting detail 通气槽Costume 外观Release liner 离形纸Fuselage/case 机壳。

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电子产品故障检修
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（2）液晶的电气性质 液晶的电气性质如图所示。在上下电极板之间加一电场 时，电极板之间的液晶分子长轴就会沿着电场方向排列。这 一电气性质是实现液晶显示的基础。
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电子产品故障检修
（3）液晶的旋光性质 液晶的旋光性质如图所示。若上、下玻璃基板取向 膜沟槽相差某一角度，则在玻璃基板中同一平面上的液 晶分子取向虽然一致，但相邻平面液晶分子的取向逐渐 旋转扭曲。当可见光波长远小于液晶分子在玻璃基板间 的旋转螺距时，则光矢量会同样随着液晶分子的旋转而 跟着旋转，在出射时，光矢量转过的角度与液晶分子旋 转扭曲角相同。
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CCFL电压与电流关系
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电子产品故障检修
CCFL驱动电路
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电子产品故障检修
2-3
液晶显示器特点
（1）低压、微功耗 极低的工作电压，只要2V-3V即可工作，而工作电流仅几 个微安，这是其他任何显示器件无法比拟的。在工作电压 和功耗上，液晶显示正好与大规模集成电路的发展相适应。 从而使液晶与大规模集成电路结成了孪生兄弟，使电子手 表、计算器、便携仪表、以至手提电脑等成为可能。 （2）平板型结构 液晶显示器件的基本结构是由两片玻璃基板制成的薄形 盒。这种结构最利于用作显示窗口，而且它可以在有限的 面积上容纳最大量的显示内容，显示内容的利用率最高。 此外，这种结构不仅可作得很小，如照像机上所用的显示 窗，而且可以作的很大，如大屏幕液晶电视及大型液晶广 告牌。 26
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2-1 液晶显示器发展概况
1993年，在日本掌握TFT-LCD的生产技术后， 液晶显示器开始朝两个方向发展：一个是朝价格低、 成本低的STN-LCD显示器方向发展，随后出现了 DSTN-LCD（双层超扭曲阵列）；而另一个却朝高 质量的薄膜式电晶体TFT-LCD发展。日本在1997年 开发了一批以550×679mm为代表的大基板尺寸第 三代TFT-LCD生产线，并使1998年大尺寸的LCD显 示屏价格下降了一半。1996年以后，韩国和中国台 湾都投巨资建第三代的TFT-LCD生产线，准备在 1999年以后与日本竞争。

TFT-LCD液晶屏宽视角技术发布时间:[2011-08-02] 来源：液晶显示器由于双折射率的视角依赖性，视角比较窄。

在大尺寸的应用上受到很大限制，近几年，随着TFT-LCD液晶屏在电视等家电产品上的应用，视角问题被提到重要的位置，各种新技术的诞生，则使LCD 视角的扩展成为可能。

LCD液晶屏宽视角技术分类如下图所示。

（1）像素分割方式A、半调方式半调方式也称中间灰度方式(Half Tone Gray Scale)，它把像素分割成两部分，子像索2与电容串联后再与子像素1并联，其等效电路如下图所示。

这种方式使得在同一外加电压下，两个子像素上的驱动电压不同而导致两部分液晶分子排列的倾角不同，使得某个角度观察时有不同的分子表观长度，二者平均使视角变化时的变化量减少，从而实现视角的增大。

B、多畴方式多畴方式也是将一个像素分成多区域，而这种区域的排列处理不同使液品分子具有对称取向，在光学上得到互补，从而实现视角的增大。

多畴方式的实现是通过对一个像素分割成不同区域取向来实现的，方法有几种：①二层膜法，在低倾角无机取向膜上涂以高预倾角的有机取向膜，之后用光刻方法去掉部分区域上的有机膜，再经过一次摩擦，即得到了两个区域的不同排列;②一层膜二次摩擦法，用光刻法先将经摩擦后的取向膜掩蔽一部分后再摩擦一次，之后去除光致抗蚀剂，由此得到不同的排列区域。

另外两种多畴方法的制备是用无字形TN技术和光取向技术，二者都不再采用摩擦，前者将液晶升温到各向同性之后注人盒内，再降到室温，液晶被分割成数μm大小的微小区域，呈现对称性很好的视角特性，光取向技术是将感光单体注人空盒中，给像素周边照射UV光，单体聚合硬化，使LC按同心圆状取向，得到宽的视角。

下图所示为无定形TN技术与光取向技术的宽视角原理图。

（2）光学补偿方式A、TN盒相位补偿方式TN盒相位补偿方式采用光学上为负轴性的补偿膜来消除光学上为正轴性液晶的双折射性，如果在不同视角上的Δn’d’+Δnd=0，则得到视角的大幅提高，一般是在盒的上下侧各使用一块补偿膜。