LCD基本知识
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二﹑LCD 顯示原理
2.1 LCD基本構造
11
2.2 偏光片
a. 偏光片有一固定光軸,它的作用只允許偏振方向與 其偏光軸相同的光通過,其余的光被吸收,即自然光 通過偏光片后,只剩下振動方向與偏光軸相同的光, 即線性偏光.
b. 偏光片使線性偏振光在通過液晶盒時,其偏振方向 沿著液晶分子扭轉90˚
偏光度也称为偏振率，其定义为：P=（I平行-I垂直）/ （I平行+I垂直） ×100%，式中I平行， I垂直分别是自然光经偏光片后，振动方向沿偏 光片偏光轴和垂直偏光轴方向上透射光光强。理想情况下I垂直=0，此 时P=1，偏振率为100% （4）透光率和透射光谱（光学性能）：
透光率T=Iout/Iin,其中Iout,Iin分别为透过偏光片的光强和入射偏光片的光
8
（1）颜色（外观性能）：
普通偏光片为灰色，细分为中灰和蓝灰。但随着LCD品种的多样化， 相应需求的彩色偏光片也相继出现，目前最常用的为紫色，其它还有 蓝色、黄色、红色等多种颜色的偏光片。
（2）有效厚度（外观性能） ：
指偏光片的总厚度，包括基片厚度，胶厚度和保护膜厚度。 （3）偏光度（光学性能）：
保护膜 Protection film TAC PVA TAC
感压胶 Adhesive 离型膜 Release film
离型膜 Release film 感压胶 Adhesive TAC PVA TAC 感压胶Adhesive
半透膜Transflective film 保护膜 Protection film
强，理想情况下，垂直偏光轴方向振动的光被完全吸收，相当于光的一半
通过，即T=50%，通常分单体透光率，平行透光率和直交透光率。透射光
谱：LCD 要求偏光片在整个可见光范围内的透光率是均匀的，即透光光
谱曲线要平直，否则出射的光会带有颜色，影响显示效果。
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（5）色相（光学性能）： 指偏光片颜色所对应的色坐标值（NBS），通常以三个参数值来表 示：a,b,L值。
㈠液晶的技术参数
◇相变温度 （Tsn/Tni）
◇阈值电压 Vth
◇体积电阻率 ρ(Ω.CM) ◇粘度 (CP.S) ◇双折射率差 ΔN ◇弹性系数（K11\K22\K33)
◇手性剂 C (dopant) ◇陡度（STEEPNESS）Vst/Vth ◇介电系数 Δε ◇螺距 P
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3、偏光片 ㈠偏光片结构
LCD 基本知识
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内容
▪一、LCD三大主材 ▪二、LCD的顯示原理 ▪三、LCD工藝流程
2
一﹑LCD 三大主材
一、LCD的三大主要材料为：
导电玻璃、液晶、偏光片 1、导电玻璃
ITO膜 玻璃衬底
导电玻璃，是在普通玻璃（无钠硼硅玻璃）的一个表 面镀有透明导电膜的璃。最常用的导电玻璃是氧化铟 锡玻璃，通常简称为ITO玻璃. ☆导电玻璃参数 ㈠透光率 在可见光范围内的透光率在80%以上。ITO玻璃的透光 率影响因素有:玻璃材料、ITO厚度、折射率.
玻璃表面 h
L
㈣机械性能、化学抗蚀与抗热性能
导电玻璃整体要有足够的机械强度，易于生产。ITO膜能 抗强碱 ，易被酸腐蚀。温度升高，面电阻增大
5
2、液晶
液晶为一种新的物理相态。在1888年由奥地利科学家 Friedrich Reinitzer发现的。加热到晶体熔化时， 变化 成了乳白色混浊液体， 继续加热乳白色液体则变成完全 透明的液体，降温过程中此现象也同样出现。用偏光显微 镜观察乳白色液体与一般的液体不同，呈现光学各向异性， 即物体内分子有一定程度的有序排列，这与传统的固体、 液体概念不同，被定义为液晶。
离型膜 Release film 感压胶 Adhesive
TAC PVA TAC 感压胶 Adhesive 反射膜
透射型
半透射型
反射射型
透射型、半透射型及全反射型为最常见的三种偏光片类型， 另还有位相差补偿型及普通TFT片等。
7
PVA:PVA膜是一种高分子聚合物， 用各类具有二向色性 的有机染料进行染色，同时在一定的湿度和温度条件下进 行延伸，使其吸收二向色性染料形成偏振性能，在脱水、 烘干后形成偏光片原膜。
备注： ITO膜厚度250~2000埃（1埃=10-10米）
3
㈡方阻值
ITO膜导电性能采用的指标是方块电阻，用R□表示。R□与 ITO的体电阻率及ITO膜厚有关 ；
ρ R□= d
ρ为导电膜的体电阻率 d为膜厚
式中，R□单位为：(Ω/□)；
方块电阻通常用四探针测试仪来测定，一般有15、20、30、 60、80、100、180欧姆等。
（6）耐高温（耐候性能） 耐高温是指偏光片在一定烘烤温度下的外观性能、光学性能及粘 附性的稳定性，目前根据偏光片的技术等级，主要分为以下三个 等级（普通型、中耐久型、高耐久型）
（7）耐湿热（耐候性能） 耐湿热技术指标是指偏光片在恒温恒湿条件下外观性能、光学性 能及粘附性能的稳定性，它也通常分为三个技术等级（普通型、 中耐久型、高耐久型）
c. 當液晶盒上下兩個偏光片的偏光軸互相平行時,為 黑底白字.
d. 當液晶盒上下兩個偏光片的偏光軸互相垂直時,為 白底黑字.
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a.此圖表示在互相垂直的偏光片之間設置TN排wenku.baidu.com液晶 盒的光電的反應.
b.在液晶盒未加電場時,前偏光片的偏振光順著液晶分 子的扭曲結構扭曲90˚,變成和后片偏光片的光軸一致, 順利到達后偏片,顯示為透明狀態,處于非顯示態(非 選擇態).
TAC：PVA膜具有亲水性，在湿热的环境中很快会变形、收 缩、松弛、衰退、且强度很低，质脆易破，不便于使用和 加工，因此在膜两边都复合上一层强度高、透光率高而又 耐湿热的TAC膜，起保护作用。
㈡偏光片的主要技术指标
作为LCD三大主要材料之一的偏光片，LCD的显示性能与 偏光片均有很大的关系。通常偏光片的性能评价指标分为 外观性能、光学性能、粘附性能、耐候性能，其它特殊性 能等。
㈢平整度
平整度是指玻璃表面在一定范围内的起伏程度 ；
平整度可用h/L表示, 为在长度L的范围内,表面最高点与最 低点的差值为h.如图所示：
4
ITO玻璃基板平整度直接影响着液晶显示器的质量， 对 STN液晶显示器的影响更大。一般TN LCD用玻璃要求平 整度小于0.5um/20mm，STN LCD用玻璃要求平整度小于 0.05um/20mm。
二﹑LCD 顯示原理
2.1 LCD基本構造
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2.2 偏光片
a. 偏光片有一固定光軸,它的作用只允許偏振方向與 其偏光軸相同的光通過,其余的光被吸收,即自然光 通過偏光片后,只剩下振動方向與偏光軸相同的光, 即線性偏光.
b. 偏光片使線性偏振光在通過液晶盒時,其偏振方向 沿著液晶分子扭轉90˚
偏光度也称为偏振率，其定义为：P=（I平行-I垂直）/ （I平行+I垂直） ×100%，式中I平行， I垂直分别是自然光经偏光片后，振动方向沿偏 光片偏光轴和垂直偏光轴方向上透射光光强。理想情况下I垂直=0，此 时P=1，偏振率为100% （4）透光率和透射光谱（光学性能）：
透光率T=Iout/Iin,其中Iout,Iin分别为透过偏光片的光强和入射偏光片的光
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（1）颜色（外观性能）：
普通偏光片为灰色，细分为中灰和蓝灰。但随着LCD品种的多样化， 相应需求的彩色偏光片也相继出现，目前最常用的为紫色，其它还有 蓝色、黄色、红色等多种颜色的偏光片。
（2）有效厚度（外观性能） ：
指偏光片的总厚度，包括基片厚度，胶厚度和保护膜厚度。 （3）偏光度（光学性能）：
保护膜 Protection film TAC PVA TAC
感压胶 Adhesive 离型膜 Release film
离型膜 Release film 感压胶 Adhesive TAC PVA TAC 感压胶Adhesive
半透膜Transflective film 保护膜 Protection film
强，理想情况下，垂直偏光轴方向振动的光被完全吸收，相当于光的一半
通过，即T=50%，通常分单体透光率，平行透光率和直交透光率。透射光
谱：LCD 要求偏光片在整个可见光范围内的透光率是均匀的，即透光光
谱曲线要平直，否则出射的光会带有颜色，影响显示效果。
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（5）色相（光学性能）： 指偏光片颜色所对应的色坐标值（NBS），通常以三个参数值来表 示：a,b,L值。
㈠液晶的技术参数
◇相变温度 （Tsn/Tni）
◇阈值电压 Vth
◇体积电阻率 ρ(Ω.CM) ◇粘度 (CP.S) ◇双折射率差 ΔN ◇弹性系数（K11\K22\K33)
◇手性剂 C (dopant) ◇陡度（STEEPNESS）Vst/Vth ◇介电系数 Δε ◇螺距 P
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3、偏光片 ㈠偏光片结构
LCD 基本知识
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内容
▪一、LCD三大主材 ▪二、LCD的顯示原理 ▪三、LCD工藝流程
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一﹑LCD 三大主材
一、LCD的三大主要材料为：
导电玻璃、液晶、偏光片 1、导电玻璃
ITO膜 玻璃衬底
导电玻璃，是在普通玻璃（无钠硼硅玻璃）的一个表 面镀有透明导电膜的璃。最常用的导电玻璃是氧化铟 锡玻璃，通常简称为ITO玻璃. ☆导电玻璃参数 ㈠透光率 在可见光范围内的透光率在80%以上。ITO玻璃的透光 率影响因素有:玻璃材料、ITO厚度、折射率.
玻璃表面 h
L
㈣机械性能、化学抗蚀与抗热性能
导电玻璃整体要有足够的机械强度，易于生产。ITO膜能 抗强碱 ，易被酸腐蚀。温度升高，面电阻增大
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2、液晶
液晶为一种新的物理相态。在1888年由奥地利科学家 Friedrich Reinitzer发现的。加热到晶体熔化时， 变化 成了乳白色混浊液体， 继续加热乳白色液体则变成完全 透明的液体，降温过程中此现象也同样出现。用偏光显微 镜观察乳白色液体与一般的液体不同，呈现光学各向异性， 即物体内分子有一定程度的有序排列，这与传统的固体、 液体概念不同，被定义为液晶。
离型膜 Release film 感压胶 Adhesive
TAC PVA TAC 感压胶 Adhesive 反射膜
透射型
半透射型
反射射型
透射型、半透射型及全反射型为最常见的三种偏光片类型， 另还有位相差补偿型及普通TFT片等。
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PVA:PVA膜是一种高分子聚合物， 用各类具有二向色性 的有机染料进行染色，同时在一定的湿度和温度条件下进 行延伸，使其吸收二向色性染料形成偏振性能，在脱水、 烘干后形成偏光片原膜。
备注： ITO膜厚度250~2000埃（1埃=10-10米）
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㈡方阻值
ITO膜导电性能采用的指标是方块电阻，用R□表示。R□与 ITO的体电阻率及ITO膜厚有关 ；
ρ R□= d
ρ为导电膜的体电阻率 d为膜厚
式中，R□单位为：(Ω/□)；
方块电阻通常用四探针测试仪来测定，一般有15、20、30、 60、80、100、180欧姆等。
（6）耐高温（耐候性能） 耐高温是指偏光片在一定烘烤温度下的外观性能、光学性能及粘 附性的稳定性，目前根据偏光片的技术等级，主要分为以下三个 等级（普通型、中耐久型、高耐久型）
（7）耐湿热（耐候性能） 耐湿热技术指标是指偏光片在恒温恒湿条件下外观性能、光学性 能及粘附性能的稳定性，它也通常分为三个技术等级（普通型、 中耐久型、高耐久型）
c. 當液晶盒上下兩個偏光片的偏光軸互相平行時,為 黑底白字.
d. 當液晶盒上下兩個偏光片的偏光軸互相垂直時,為 白底黑字.
12
a.此圖表示在互相垂直的偏光片之間設置TN排wenku.baidu.com液晶 盒的光電的反應.
b.在液晶盒未加電場時,前偏光片的偏振光順著液晶分 子的扭曲結構扭曲90˚,變成和后片偏光片的光軸一致, 順利到達后偏片,顯示為透明狀態,處于非顯示態(非 選擇態).
TAC：PVA膜具有亲水性，在湿热的环境中很快会变形、收 缩、松弛、衰退、且强度很低，质脆易破，不便于使用和 加工，因此在膜两边都复合上一层强度高、透光率高而又 耐湿热的TAC膜，起保护作用。
㈡偏光片的主要技术指标
作为LCD三大主要材料之一的偏光片，LCD的显示性能与 偏光片均有很大的关系。通常偏光片的性能评价指标分为 外观性能、光学性能、粘附性能、耐候性能，其它特殊性 能等。
㈢平整度
平整度是指玻璃表面在一定范围内的起伏程度 ；
平整度可用h/L表示, 为在长度L的范围内,表面最高点与最 低点的差值为h.如图所示：
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ITO玻璃基板平整度直接影响着液晶显示器的质量， 对 STN液晶显示器的影响更大。一般TN LCD用玻璃要求平 整度小于0.5um/20mm，STN LCD用玻璃要求平整度小于 0.05um/20mm。