LCD面板技术介绍讲解
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➢二十世纪二十年代，德国Heidelberg大学的Ludwig Gattermann和Halle大学 的Daniel Vorlander先后合成了300多种液晶，并指出液晶分子是棒状的分子。
➢ 1927年，V.Freedericksz 和 V.Zolinao发现向列相液晶在电场（或磁场）作 用下，发生形变并存在电压阈值(Freederichsz转变)。这一发现为液晶显示器 的制作提供了依据。
目前基于IPS技术的面板主要有LG - Philips和日立、松下的IPS-α面板。
TFT-LCD的基本制造流程
19
15 14 13
12
4
8 9 10 2
1 11
1.偏振片 2.玻璃基板 3.公共电极 4.取向层 5.封框胶 6.液晶 7.隔垫物 8.保护层 9.ITO像素电极 10.栅绝缘层 11.存贮电容底电极 12.TFT漏电极 13.TFT柵电极 14.有机半导体有源层 15.TFT源电极及引线 16.各向异性导电胶（ACF）17.TCP 18.驱动IC 19.印刷电路板（PCB）20.控制IC 21.黑矩阵（BM）22. 彩膜（CF）
LCD原理
3.TFT-LCD基本结构及原理
剖面图
LCD原理
3.TFT-LCD基本结构及原理
模块驱动结构图
LCD原理
3.TFT-LCD基本结构及原理
LCD原理
3.TFT-LCD基本结构及原理
TFT(Thin Film Transistor)的作用： (1)确认栅极是否有电压； (2)TFT打开； (3)确认源极是否有数据信号电压； (4)液晶分子偏转； (5)屏幕显示内容改变。
LCD液晶技术基础
目录
• LCD原理 • LCD面板的分类 • TFT-LCD的基本制造流程 • 背光源技术
LCD原理
1.LCD 发展简史
➢1888年，奥地利植物学家莱尼茨尔(F.Reinitzer)发现液晶材料—胆甾 醇苯甲酸酯。
➢1889年德国结晶光学创始人莱曼(O.Lehmann)提出了液晶(Liquid Crystal： LC)的定义
该面板技术由富士通主导，特点：普通方块式像素点、黑色度好、色彩 表现一般，响应时间快（20ms以内），可视角度大（170度以上），成 本较低。
LCD面板的分类
2. MVA/PVA/S-PVA
PVA/S-PVA: PVA采用透明的ITO层代替MVA中的凸起物，制造工艺与TN模式相容性 较好。透明电极可以获得更好的开口率，最大限度减少背光源的浪费让 显示效能大幅提升可以获得优于MVA的亮度输出和对比度。 该面板技术由三星主导，特点：色域大、色彩还原出色、半像素分级设 计，可视角度可达170度，响应时间被控制在20毫秒以内(采用Overdrive 加速达到8ms GTG)，而对比度可轻易超过700:1的高水准。
MVA: Multi-domain Vertical Alignment, 多象限垂直配向技术。利用突出 物使 液晶静止时并非传统的直立式，而是偏向某一个角度静止;当施加电压让 液晶分子改变成水平以让背光通过则更为快速，这样便可以大幅度缩短 显示时间，也因为突出物改变液晶分子配向，让视野角度更为宽广。
LCD原理
2.LCD相关性能指标
(3)亮度： 亮度的定义是指显示器在白色画面之下明亮的程度，单位200cd/㎡
(4)对比度： 对比度的d定义就是屏幕的纯白色亮度和纯黑色亮度的比值
(5)响应速度： 响应速度是指像素由亮转暗并由暗转亮所需的时间，单位是毫秒。反应速度
分为两个部份：Rising（上升）和Falling（下降）；而表示时以两者之和为准。
LCD面板的分类
3.ASV
ASV: Advance Super View 是SHARP公司的一种提高图像质量的技术。 面板采用CPA技术（Continuous Pinwheel Alignment )，各液晶分子朝着 中心电极呈放射的焰火状排列，由于像素电极上的电场是连续变化的， 所以这种广视角模式被称为“连续焰火状排列”模式
LCD面板的分类
4.IPS
由日本日立于2001年推出。液晶分子平面切换的方式来改善视角，利用 空间厚度、摩擦强度并有效利用横向电场驱动的改变让液晶分子做最大 的平面旋转角度来增加视角
IPS面板的特点是响应时间快、色彩鲜艳、鱼鳞状像素、可视角度大。但 颜色有些偏蓝且黑色表现不好。这是由于液晶分子水平排列，电压的两 级只能置于玻璃基板内，造成了面板的开口率较低，反映在画面上就是 亮度不足，对比度较难提高，但是响应时间相对较高。
LCD原理
2.LCD相关性能指标
(6)可视角度： 可视角度就是指刚好可以看到对比度为10以上的画面的时候视线与垂直屏幕的
平面的夹角。
LCD原理
2.LCD相关性能指标
(7)开口率：
单元开口率=透光面积/像素面积
LCD原理
3.TFT-LCD基本结构及原理
7
1 2
2 13 4
2 2
5
6
20 17
18 16
LCD原理
➢ 1971年，瑞士Hoffman la Roche的Schadt等人首次公开现在最为普遍的工作 模式的TN(Twisted Nematic)模式。
➢ 1972年S.Kobayashi等人研制成了无缺陷TN－LCD屏；P.Brody提出了有源 矩阵(Active Matrix:AM)的概念A.G.Fischer和T.Uchida等人突出了R.G.B滤色 片的混色方案。
➢ 1987年STN液晶显示期间开始量产。
LCD原理
2.LCD相关性能指标
(1)分辨率
M列
N行
三个亚象素（对应R、G、B三原
色）对应一个象素
分辨率=M*N
LCD原理
2.LCD相关性能指标
(2)灰度和色数
透 过 率100
％
阈值电压
()
50
0
1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
灰度级 1 2 3 4 5 6 7 8
2
3
4
施加电压（V）
LCD面板的分类
1. TN/STN
TN: Twisted Nematic(扭曲向列型)面板 STN: Super Twisted Nematic(超扭曲向列型）面板 优点：响应时间快，成本低廉。 缺点：色彩相对稍差（需通过内部电路IC达到16.7M色），可视角度较小。
LCD面板的分类
2. MVA/PVA/S-PVA
➢ 1927年，V.Freedericksz 和 V.Zolinao发现向列相液晶在电场（或磁场）作 用下，发生形变并存在电压阈值(Freederichsz转变)。这一发现为液晶显示器 的制作提供了依据。
目前基于IPS技术的面板主要有LG - Philips和日立、松下的IPS-α面板。
TFT-LCD的基本制造流程
19
15 14 13
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8 9 10 2
1 11
1.偏振片 2.玻璃基板 3.公共电极 4.取向层 5.封框胶 6.液晶 7.隔垫物 8.保护层 9.ITO像素电极 10.栅绝缘层 11.存贮电容底电极 12.TFT漏电极 13.TFT柵电极 14.有机半导体有源层 15.TFT源电极及引线 16.各向异性导电胶（ACF）17.TCP 18.驱动IC 19.印刷电路板（PCB）20.控制IC 21.黑矩阵（BM）22. 彩膜（CF）
LCD原理
3.TFT-LCD基本结构及原理
剖面图
LCD原理
3.TFT-LCD基本结构及原理
模块驱动结构图
LCD原理
3.TFT-LCD基本结构及原理
LCD原理
3.TFT-LCD基本结构及原理
TFT(Thin Film Transistor)的作用： (1)确认栅极是否有电压； (2)TFT打开； (3)确认源极是否有数据信号电压； (4)液晶分子偏转； (5)屏幕显示内容改变。
LCD液晶技术基础
目录
• LCD原理 • LCD面板的分类 • TFT-LCD的基本制造流程 • 背光源技术
LCD原理
1.LCD 发展简史
➢1888年，奥地利植物学家莱尼茨尔(F.Reinitzer)发现液晶材料—胆甾 醇苯甲酸酯。
➢1889年德国结晶光学创始人莱曼(O.Lehmann)提出了液晶(Liquid Crystal： LC)的定义
该面板技术由富士通主导，特点：普通方块式像素点、黑色度好、色彩 表现一般，响应时间快（20ms以内），可视角度大（170度以上），成 本较低。
LCD面板的分类
2. MVA/PVA/S-PVA
PVA/S-PVA: PVA采用透明的ITO层代替MVA中的凸起物，制造工艺与TN模式相容性 较好。透明电极可以获得更好的开口率，最大限度减少背光源的浪费让 显示效能大幅提升可以获得优于MVA的亮度输出和对比度。 该面板技术由三星主导，特点：色域大、色彩还原出色、半像素分级设 计，可视角度可达170度，响应时间被控制在20毫秒以内(采用Overdrive 加速达到8ms GTG)，而对比度可轻易超过700:1的高水准。
MVA: Multi-domain Vertical Alignment, 多象限垂直配向技术。利用突出 物使 液晶静止时并非传统的直立式，而是偏向某一个角度静止;当施加电压让 液晶分子改变成水平以让背光通过则更为快速，这样便可以大幅度缩短 显示时间，也因为突出物改变液晶分子配向，让视野角度更为宽广。
LCD原理
2.LCD相关性能指标
(3)亮度： 亮度的定义是指显示器在白色画面之下明亮的程度，单位200cd/㎡
(4)对比度： 对比度的d定义就是屏幕的纯白色亮度和纯黑色亮度的比值
(5)响应速度： 响应速度是指像素由亮转暗并由暗转亮所需的时间，单位是毫秒。反应速度
分为两个部份：Rising（上升）和Falling（下降）；而表示时以两者之和为准。
LCD面板的分类
3.ASV
ASV: Advance Super View 是SHARP公司的一种提高图像质量的技术。 面板采用CPA技术（Continuous Pinwheel Alignment )，各液晶分子朝着 中心电极呈放射的焰火状排列，由于像素电极上的电场是连续变化的， 所以这种广视角模式被称为“连续焰火状排列”模式
LCD面板的分类
4.IPS
由日本日立于2001年推出。液晶分子平面切换的方式来改善视角，利用 空间厚度、摩擦强度并有效利用横向电场驱动的改变让液晶分子做最大 的平面旋转角度来增加视角
IPS面板的特点是响应时间快、色彩鲜艳、鱼鳞状像素、可视角度大。但 颜色有些偏蓝且黑色表现不好。这是由于液晶分子水平排列，电压的两 级只能置于玻璃基板内，造成了面板的开口率较低，反映在画面上就是 亮度不足，对比度较难提高，但是响应时间相对较高。
LCD原理
2.LCD相关性能指标
(6)可视角度： 可视角度就是指刚好可以看到对比度为10以上的画面的时候视线与垂直屏幕的
平面的夹角。
LCD原理
2.LCD相关性能指标
(7)开口率：
单元开口率=透光面积/像素面积
LCD原理
3.TFT-LCD基本结构及原理
7
1 2
2 13 4
2 2
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20 17
18 16
LCD原理
➢ 1971年，瑞士Hoffman la Roche的Schadt等人首次公开现在最为普遍的工作 模式的TN(Twisted Nematic)模式。
➢ 1972年S.Kobayashi等人研制成了无缺陷TN－LCD屏；P.Brody提出了有源 矩阵(Active Matrix:AM)的概念A.G.Fischer和T.Uchida等人突出了R.G.B滤色 片的混色方案。
➢ 1987年STN液晶显示期间开始量产。
LCD原理
2.LCD相关性能指标
(1)分辨率
M列
N行
三个亚象素（对应R、G、B三原
色）对应一个象素
分辨率=M*N
LCD原理
2.LCD相关性能指标
(2)灰度和色数
透 过 率100
％
阈值电压
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50
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
灰度级 1 2 3 4 5 6 7 8
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施加电压（V）
LCD面板的分类
1. TN/STN
TN: Twisted Nematic(扭曲向列型)面板 STN: Super Twisted Nematic(超扭曲向列型）面板 优点：响应时间快，成本低廉。 缺点：色彩相对稍差（需通过内部电路IC达到16.7M色），可视角度较小。
LCD面板的分类
2. MVA/PVA/S-PVA