TFT-LCD中FFS显示模式介绍
FFS宽视角技术的发展
液晶面板的宽视角技术----FFS宽视角技术的发展摘要：主要介绍了宽视角模式IPS和FFS发展过程，并简要介绍了针对其自身存在的不足所进行的各种改进方法的原理、结构和改进效果,对各种方法的优缺点作出了评述。
关键词：LCD；宽视角；边缘场开关模式；共面转换模式1引言液晶显示器（LCD）因其体积小、重量轻、功耗低且显示质量优异而获得了飞速发展,特别在便携式电子信息产品中获得广泛的应用。
随着用于便携式计算机、办公应用、视频应用的液晶屏幕尺寸的增加,为了使液晶显示器能够用于大屏幕显示并最终替代了CRT，还有几个问题需要解决。
如改善视角特性和提高响应速度等。
LCD的视角比较窄是指在离开垂直于液晶盒法线方向观察时,对比度明显下降,对于灰度和彩色显示,视角大时还会发生灰度和彩色反转的现象,严重影响了LCD的显示质量。
视角问题成为LCD替代CRT技术的一大障碍。
LCD的视角问题是由液晶的工作原理本身决定的。
液晶分子是棒状的,不同的分子排列方式对应着不同的光学各向异性。
入射光和液晶分子夹角越小,双折射率就越小；反之双折射率就越大。
偏离显示屏法线方向以不同的角度入射到液晶盒的光线与液晶分子指向矢的夹角不同,因此造成不同视角下,有效光程差△n d不同。
而液晶盒的最佳光程差是按照垂直于盒的法线方向设计的,对于斜入射的光线,最小透射率随夹角的增大而增大,对比度就会下降。
当夹角足够大时,甚至会出现对比度反转的现象[l]。
目前,已经提出了很多种解决视角问题的方法如:OCB模式、共面转换模式(IPS)、边缘场开关模式(FFS)和多畴垂面排列模式(MV A)等。
它们都有各自的优缺点,多畴垂面排列模式具有高对比度和快速响应的特点,但是它需要一个双轴补偿膜和两个椭圆偏振片,因此成本较高；OCB模式很难用交流电压来保持稳定控制；对R、G、B三种单色光的透过率不一样；另外在无场的情况下,液晶盒内的分子是按平行于基板的方向排列的,为了实现弯曲排列,需在盒上加几秒电压进行预置,然后可以在较低的电压下维持这种排列方式,这对使用带来不便[l]。
TFT-LCD的结构与显示原理
② AS-IPS（Advanced Super-IPS）
优点：视角范围提高到170° ，响应速度提高，开口率提高，获得更高 亮度画面。 用途：适用于液晶电视。
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TFT-LCD的结构与显示原理
四、模式结构与显示原理
③ MVA（Multi-domain VA）
优点：视野角度增加达160°以上，幵提高了液晶癿响应速度。 用途：适用于液晶电视，NB和监视器用得丌多。
同时光透过率最大。
共通电极：由ITO薄膜组成透过率要最大。一般CF基板癿ITO膜厚 为1500Å（IPS为釐属电极）。
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TFT-LCD的结构与显示原理
六、LCD的应用
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癿构造是在两片平行癿玻璃基板当中放置液晶盒，下基板 玻璃上设置TFT（薄膜晶体管），上基板玻璃上设置彩色 滤光片，通过TFT上癿信号不电压改发来控制液晶分子癿 转动方向，从而达到控制每个像素点偏振光出射不否而达
到显示目癿。现在LCD已经替代CRT成为主流，价格也已
经下降了很多，幵已充分癿普及。
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TFT-LCD的结构与显示原理
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TFT-LCD的结构与显示原理
四、模式结构与显示原理
丌同模式对比： TN<>IPS
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TFT-LCD的结构与显示原理
四、模式结构与显示原理
丌同模式对比： TN<>VA
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TFT-LCD的结构与显示原理
四、模式结构与显示原理
丌同模式对比：IPS<>FFS
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TFT-LCD的结构与显示原理
二、LCD的分类
显示方式
透射型（有背光源） 直视型 液 晶 显 示 器 反射型（无背光源）
液晶面板显示模式介绍
三、广视角技术
观察角度不同,获得的亮度不同
1.广视角分类：
TN+Film相位补偿方式 共面开关（In-Plane Switch, IPS）模式（日立的SuperIPS和现代电子的FFS(Fringe Field Switching)液晶模式 则是IPS的改进 ） 多畴垂直取向（Multi-domain Vertical Alignment, MVA ）模式（三星公司的PVA(Patterned Vertical Alignment)模式及夏普公司的ASV(Advanced Super V)模 式是MVA模式的延伸） 其它还有松下的OCB(Optical Compensated Birefringence)及NEC的SFT(Super-fine TFT)技术等等
CF Pixel Array: 马赛克式:：显示AV动态画面 直条式：较常显示文字画面,(Note Book)
面板Array:
单一画素结构：
TFT工作原理： TFT为一三端子元件，在LCD应用上可视为一开关 液晶组件的作用类似一个电容，藉Switch的 ON/OFF对电容储存的电压值进行更新/保持。 SW ON时信号写入(加入、记录)在液晶电容上，在 以外时间 SW OFF，可防止信号从液晶电容泄漏。
(1)Vgs>Vth：讯号读取
TFT组件在闸极(G)给予适当电压(VGS>起始电压Vth,注), 使通道(a-Si)感应出载子(电子)而使得源极(S)汲极(D)导 通。 【注】：Vth为感应出载子所需最小电压 。
(2)Vgs<Vth：讯号保持 当Vgs小于起始电压时没有感应出载子则通道成断 路。
IPS模式特性：
1.无论是垂直还是水平方向，±80º 内均没有阶调反转现象。 2.电压保持率很高。 3.视角特性的方位对称性不佳。在某些方位角视角范围不够宽。 4.开口率小，透过低。
tft-lcd中ffs显示模式介绍
新型FFS-TFT LCD技术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:FringeField 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I PS(In Plane Swi tching) 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 LC D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ce ll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 matri x)实质上可以完全不用，同时还可以增加光线穿透率，达成25m s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。
广视角TFT FFS 技术介绍 100428
廣視角技術FFS(Fringe Field Switching)液晶顯示器因可視角度小，在側面較大的角度觀看時畫面就會失色，對比度和顏色表現也較差，因此面板廠以開發相關廣視角技術，廣視角技術不僅關係到液晶顯示器的可視角度，還直接影響液晶面板的回應時間、亮度等其他性能參數。
目前廣視角技術有：日立的IPS技術、三星的PVA 技術、富士通的MVA技術、夏普的CPA(ASV )技術、Panasonic的OCB、韓國Hydis的FFS技術。
FFS(Fringe Field Switching)，名為邊界電場切換廣視角技術，是由Hydis擁有的專利技術。
Hydis前身是現代電子的LCD事業部，於2007年被國內面板廠元太買下。
FFS技術是由IPS(In Plane Switching)廣視角技術的進階延伸而來，是Hydis在現代電子時期完成的，FFS具有低耗電、高透光率、高亮度、反應快速、無色偏、高色彩還原性等等特性。
FFS與傳統的VA技術相比，具有驅動電壓低、可視角角度較大、反應速度快、亮度較高等；與IPS技術比較，FFS 廣視角技術較為省電，且穿透率較高、解析度較高等優點，FFS是目前廣視角技術中，視角最廣的技術。
FFS方式是在畫電極間L 距下方設置一般電極，補助容量Cs存在於光穿透領域，施加電壓就會產生邊界電場使液晶在電極上旋轉，藉由邊界電場使幾乎均質排列的液晶分子之電極表層內部旋轉，達到高穿透性與大視角特性。
這種電場分佈，在z方向有較大的分量，可以調變液晶分子的面積也較大。
其結合水平式廣視角與垂直式廣視角的特性，擁有近180度的極限視角，並且在array上有反射元件，所以在強光下可產生補強作用。
FFS再延伸出太陽光下可視的AFFS+( Advanced FFS +)，以及將同一技術應用在手機等小尺寸面板上的HFFS(High aperture FFS)技術。
元太買下Hydis後，掌握關鍵高亮度廣視角AFFS+技術，未來應用在電子書領域，AFFS技術和LG Display的IPS類似，但擁有較IPS技術更高的穿透率，並在陽光下具可視功能，適於室外應用，2009年12月28日，元太和LGD 簽署專利交互授權協議，LGD以其現有的IPS面板廣視角技術，與Hydis獨家擁有FFS技術展開更多合作。
FFS宽视角技术
液晶面板的宽视角技术FFS宽视角技术摘要：主要介绍了宽视角模式FFS的发展过程，并简要介绍了针对其自身存在的不足所进行的各种改进方法的原理、结构和改进效果，对各种方法的优缺点作出了评述。
关键词：LCD 宽视角边缘场开关模式Wide-viewing Angle Technologies of Fringe-field SwitchingAbstract：A review on the development of fringe—field switching was presented. Several important methods on the topic，including their working principles，structure features and improved results were described. The advantages of each method were discussed as well.Key words：LCD; wide viewing angle ; fringe-field switching；1绪论液晶显示器因可视角度小，在侧面较大的角度观看时画面就会失色，对比度和颜色表现也较差，因此面板厂以开发相关广视角技术，广视角技术不仅关系到液晶显示器的可视角度，还直接影响液晶面板的响应时间、亮度等其他性能参数。
LCD的视角问题是由液晶的工作原理本身决定的液晶分子是棒状的，不同的分子排列方式对应着不同的光学各向异性。
入射光和液晶分子夹角越小，双折射率就越小；反之双折射率就越大偏离显示屏法线方向以不同的角度入射到液晶盒的光线与液晶分子指向矢的夹角不同，因此造成不同视角下，有效光程差△nd不同而液晶盒的最佳光程差是按照垂直于盒的法线方向设计的，对于斜入射的光线，最小透射率随夹角的增大而增大，对比度就会下降。
当夹角足够大时，甚至会出现对比度反转的现象。
负性液晶FFS型TFT LCD的灰阶不均研究
• 46•负性液晶FFS型TFT LCD的灰阶不均研究合肥京东方光电科技有限公司 滕 玲 陈维诚 张 龙 余升龙 江 桥 曾 鹏 陈霖东【摘要】为了提高液晶显示器件的透过率，当前在高解析度的液晶显示器中广泛使用负性液晶。
所谓的负性液晶是指液晶的长轴方向介电常数ε∥与短轴方向介电常数ε⊥之差为负数的一类液晶。
文中论述了负性液晶FFS型TFT LCD的灰阶不均。
由于负性液晶的指向矢与正性液晶的指向矢几乎是垂直的，这就导致了负性液晶在电场力作用下倾斜更小，从而使得液晶显示面板光学均一性更好，有效提升了透过率。
通过工程测试发现，选择合适的2nd ITO的宽度和宽隙比（Width：Space，W:S）可以有效改善此类不良。
通过研究，指出了W:S和透过率模拟曲线变化最小点（min △Tr/△（W:S））为改善灰阶不均的最优设计。
【关键词】灰阶不均；负性液晶；FFS一、引言随着人民生活水平的不断提高，对于如手机、笔记本电脑等的需求越来越高。
具体到作为交互面的液晶显示面板，对其分辨率要求越来越高。
由于液晶显示面板分辨率的提高，导致液晶面板内部不透光的金属线分布越来越密集，这就导致了面板开口率的降低。
由于液晶显示面板是被动发光结构（底层需要一层外加背光源），所以从一定程度上降低了显示器件的良率。
基于此，负性液晶在液晶显示面板行业得到了巨大的应用。
据我司某产品的对比发现，使用负性液晶的面板透过率（TR ）较同款使用正性液晶的面板透过率提升了15%~20%。
但是，当前大量的研究工作集中于负性液晶显示性能的提升上，如更高的透过率或者更快的响应时间上，却鲜有论述负性液晶使用过程中由于对工艺容错度更低导致的缺点。
故本文结合我司实际情况，研究了一种常温下的灰阶不均显示不良（具体称为面板污渍不良）。
文中解释了负性液晶灰阶不均高发的原理并结合实际工程测试，提供了一种可以改善此种不良的方案。
二、试验当前的液晶盒对盒厂简单来说可以分为三个大工序：配向膜印刷、配向和液晶滴注与对盒。
TFT-LCD显示原理介绍
混色效果 分別控制RGB dot亮度 ，自由组成各种图案
三角形越大所能显示的颜色越丰富
TFT LCD的显示方式
Scan Line
ON OFF
OFF OFF
先开启第一行，其余关闭。
TFT 玻璃电极
Data Line
OFF ON
OFF
OFF 接着关闭第一行，电压已经固定，所以显示颜色也已 固定。开启第二行，其余仍保持关闭。依此类推，可 完成整个画面之显示。
特点：视角好，色域高。但是响应时间较慢。功耗较大，成本较TN 屏高。显示模式： Normally black
6.TN技术
TN屏（Twisted Nematic(扭曲向列型)面板） 特点：视角较差，色域低。优点是成本较IPS低，响应时间快，功耗较小。 显示模式： Normally white
7.LVDS信号格式有两种，一种JEIDA的标准，一种是VESA的标准。 JEIDA（日本电子协会）数据格式： 单数据通道：
G
S
D
Scan Data
液晶特性：极性反转驱动
•液晶必须以交流信号驱动；
•长时间持某一极性,液晶分子可能受到破坏，导致出现液晶
极化现象。
VCOM (CF侧电极) --- +++
VCOM ++++
----
+
---
-
Vpixel
+(T+FT+侧电极)
正+极性驱动
Vpixel > Vcom
++++ ----
Vpixel 负极性驱动 Vpixel < Vcom
Frame Inversion
TN、IPS、VA、FFS和ADS模式
过上偏光板射出
与IPS原理相似，采用透明的ITO电 极，有效提升了像素开口率，具有高
透过率
TFT和CF偏光板关 系
正交配置
正交配置
正交配置
配向膜位置关系
正交配置
平行排列
平行排列
由于TN模式和IPS模式下有水平方向的液晶分子，所以需要在配向膜上进行摩擦配向处理以形成水平配向所需的预 倾角
像素电极和公共电 极位置关系
视角 常态模式
可视角度不足 常白显示模式
背光透过后，透过的亮度基本不随观 察视角的变化而变化，天生具有宽视
野角
常黑显示模式
宽视野角，高透过率 常黑显示模式
VA模式 垂直配向型-Vertical Alignment
ADS模式 面内转换型 In-Plane Switching
液晶分子垂直玻璃基板取向排列，无电压 时，光线经过下偏光板后形成平行于液晶
分子短轴的直线偏光，偏光方向不能转 动，因此被上偏光板吸收，无法射出；施 加电压后，液晶分子沿着电场方向偏转， 光线经过下偏光板和液晶层后呈（椭）圆
偏光状由于液晶分子为负性液晶，所以配向膜无 须摩擦配向，直接起着垂直校准的作用
液晶上下两侧，像素电极在TFT基板一侧， 公共电极在CF基板一侧
液晶上下两侧，像素电极在TFT基板一 侧，公共电极在CF基板一侧
在同一平面，只出现在TFT基板一侧
只出现在TFT基板一侧，像素电极和 公共电极上下关系不定，但上电极为
条状，下电极为面状
对比度
对比度提高难度大
具有最佳的对比度，面上分布均匀性
由于配向膜要进行摩擦配向处理以形成预倾角，根据液晶双折射率的特点，光线通过液晶层后多少会形成一部分椭 圆偏光，无法达到真正的黑，故其对比度不及VA模式
TFT-LCD中FFS显示模式介绍
新型FFS-TFT LCD技术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。
由于电极被设计成可产生边界电场之结构，因此最初的液晶分子系同质(homogeneous)排列于直交偏光组件内。
TFT-LCD 专业术语解释 面板类型 TN
液晶板类型一个液晶显示器的好坏首先要看它的面板，因为面板的好坏直接影响到画面的观看效果，并且液晶电视面板占到了整机成本了一半以上，是影响液晶电视的造价的主要因素，所以要选一款好的液晶显示器，首先要选好它的面板。
液晶面板可以在很大程度上决定液晶显示器的亮度、对比度、色彩、可视角度等非常重要的参数。
液晶面板发展的速度很快，从前些年的三代，迅速发展到四代、五代，然后跳过六代达到七代，而更新的第八代面板也在谋划之中。
目前生产液晶面板的厂商主要为三星、LG-Philips、友达等，由于各家技术水平的差异，生产的液晶面板也大致分为机种不同的类型。
常见的有TN面板、MVA和PVA等VA类面板、IPS面板以及CPA面板。
1、TN面板TN全称为Twisted Nem ati c(扭曲向列型)面板，低廉的生产成本使TN成为了应用最广泛的入门级液晶面板，在目前市面上主流的中低端液晶显示器中被广泛使用。
目前我们看到的TN面板多是改良型的TN+film，film即补偿膜，用于弥补TN面板可视角度的不足，目前改良的TN面板的可视角度都达到160°，当然这是厂商在对比度为10∶1的情况下测得的极限值，实际上在对比度下降到100:1时图像已经出现失真甚至偏色。
作为6Bit的面板，TN面板只能显示红/绿/蓝各64色，最大实际色彩仅有262.144种，通过“抖动”技术可以使其获得超过1600万种色彩的表现能力，只能够显示0到252灰阶的三原色，所以最后得到的色彩显示数信息是16.2 M色，而不是我们通常所说的真彩色16.7M色；加上TN面板提高对比度的难度较大，直接暴露出来的问题就是色彩单薄，还原能力差，过渡不自然。
TN面板的优点是由于输出灰阶级数较少，液晶分子偏转速度快，响应时间容易提高，目前市场上8ms以下液晶产品基本采用的是TN面板。
另外三星还开发出一种B-TN(Best-TN)面板，它其实是TN面板的一种改良型，主要为了平衡TN面板高速响应必须牺牲画质的矛盾。