液晶显示的制造工艺流程图

来源:leyu.com    发布时间:2025-11-21 20:06:32

  摘要:液晶显示的制造工业流程可分为前段工位:ITO玻璃的投入(grading)

  在学习这门可的时候我只知道液晶是一种我们平常的见到的显示屏,从来没考虑过这种东西的制造和历史,现在我知道了液晶是一种高分子材料,因为其特殊的物理、化学、光学特性,20世纪中叶开始被大范围的应用在轻薄型的显示技术上。人们熟悉的物质状态(又称相)为气、液、固,较为生疏的是电浆和液晶。液晶相要具有特殊形状分子组合始会产生,它们能流动,又拥有结晶的光学性质。液晶的定义,现在已放宽而囊括了在某一温度围可以是现液晶相,在较低温度为正常结晶之物质。而液晶的组成物质是一种有机物,也就是以碳为中心所构成的化合物。同时具有两种物质的液晶,是以分子间力量组合的,它们的特殊光学性质,又对电磁场敏感,极有实用价值。

  TN面板价格实惠公道,响应速度快由于TN面板生产所带来的成本相对低廉,因此“TN”技术的液晶面板目前被普遍的应用于中、低端液晶显示器之中。早期的TN面板,由于技术原因最高只能显示26万色。后来通过对TN面板的改良,首先通过“抖动”技术能使其获得超过1600万种色彩的表现能力;其次,采用了补偿膜的方法,使得TN面板的可视角度大幅度提高。目前市场上的TN面板均为此类改良型面板,可视角度都能够达到160°。

  在显示的响应速度上,TN面板由于输出灰阶级数较少,液晶分子偏转速度快,因此很容易将响应速度提高。通常,8ms以下响应速度的液晶显示器,大多都是采用了TN面板。另外,TN属于软屏,用手指轻划屏幕的话,会有类似水纹的现象。故此采用TN面板的液晶显示器在使用时需要更为细心的保护,避免笔或其他尖锐的物体接触屏幕,防止造成损坏。

  液晶分子(液晶空间不到5×10-6m)。在同一层,液晶分子的位置虽不规则,

  在正常情况下光线从上向下照射时,通常只有一个角度的光线能够穿透下来,通过上偏光板导入上部夹层的沟槽中,再通过液晶分子扭转排列的通路从下偏光板穿出,形成一个完整的光线穿透途径。而液晶显示器的夹层贴附了两块偏光板,这两块偏光板的排列和透光角度与上下夹层的沟槽排列相同。当液晶层施加某一电压时,由于受到外界电压的影响,液晶会改变它的初始状态,不再按照正常的方式排列,而变成竖立的状态。因此经过液晶的光会被第二层偏光板吸收而整个结构呈现不透光的状态,结果在显示屏上出现黑色。当液晶层不施任何电压时,液晶是在它的初始状态,会把入射光的方向扭转90度,因此让背光源的入射光可以通过整个结构,结果在显示屏上出现白色。为了达到在面板上的每一个独立像素都能产生你想要的色彩,多个冷阴极灯管必须被使用来当作显示器的背光源。

  STNLCD(SuperTwistNetamicLCD)超级扭曲液晶显示器,其屏幕,高驱动路数的彩色STNLCD主要供工业控制机显示之用,而小屏幕,64路以下低驱动路数的黑白STNLCD主要供手机、话亭机、商务通、股票机、卫星定位仪等等之用。

  STN型的显示原理与TN相类似,不同的是TN扭转式向列场效应的液晶分子是将入射光旋转90度,而STN超扭转式向列场效应是将入射光旋转180~270度。要在这里说明的是,单纯的TN液晶显示器本身只有明暗两种情形(或称黑白),并没有很好的方法做到色彩的变化。但如果在传统单色STN液晶显示器加上一彩色滤光片(colorfilter),并将单色显示矩阵之任一像素(pixel)分成三个子像素

  (sub-pixel),分别通过彩色滤光片显示红、绿、蓝三原色,再经由三原色比例之调和,也可以显示出全彩模式的色彩。另外,TN型的液晶显示器如果显示屏幕做的越大,其屏幕对比度就会显得较差,不过藉由STN的改良技术,则可以弥补对比度不足的情况。它的好处是功耗小,具有省电的最大优势。

  TFT(ThinFilmTransistor)LCD即薄膜场效应晶体管LCD,是有源矩阵类型液晶显示器(AM-LCD)中的一种。液晶平板显示器,特别TFT-LCD,是目前唯一在亮度、对比度、功耗、寿命、体积和重量等综合性能上全面赶上和超过CRT的显示器件,它的性能优良、大规模生产特性好,自动化程度高,原材料成本低廉,发展空间广阔,将迅速成为新世纪的主流产品,是21世纪全球经济稳步的增长的一个亮点。

  和TN技术不同的是,TFT的显示采用“背透式”照射方式——假想的光源路径不是像TN液晶那样从上至下,而是从下向上。这样的作法是在液晶的背部设置特殊光管,光源照射时通过下偏光板向上透出。由于上下夹层的电极改成FET电极和共通电极,在FET电极导通时,液晶分子的表现也会发生改变,能够最终靠遮光和透光来达到显示的目的,响应时间大幅度的提升到80ms左右。因其具有比TN-LCD更高的对比度和更丰富的色彩,荧屏更新频率也更快,故TFT俗称“真彩”。

  相对于DSTN而言,TFT-LCD的主要特征是为每个像素配置一个半导体开关器件。由于每个像素都可以通过点脉冲直接控制。因而每个节点都相对独立,并能够直接进行连续控制。这样的设计方法不仅提高了显示屏的反应速度,同时也可以精确控制显示灰度,这就是TFT色彩较DSTN更为逼真的原因。

  目前,绝大部分笔记本电脑厂商的产品都采用 TFT-LCD。早期的TFT-LCD大多数都用在笔记本电脑的制造。尽管在当时TFT相对于DSTN具有极大的优势,但是由于技术上的原因,TFT-LCD在响应时间、亮度及可视角度上与传统的CRT显示器还有很大的差距。加上极低的成品率导致其高昂的价格,使得桌

  不过,随技术的持续不断的发展,良品率逐步的提升,加上一些新技术的出现,使得TFT-LCD在响应时间、对比度、亮度、可视角度方面有了很大的

  进步,拉近了与传统 CRT显示器的差距。如今,大多数主流 LCD显示器的响应时间都提高到 16ms以下,这些都为LCD走向主流铺平了道路。

  LCD的应用市场应该说是潜力巨大。但就液晶面板生产能力而言,全世界的 LCD大多分布在在中国、国和日本三个主要生产基地。亚洲是 LCD面板研发及生产制造的中心,而台、日、三大产地的发展状况各有不同。 目前主流的TFT面板有a-Si(非

  在a-Si方面,三个生产基地的技术各有千秋。日本厂商曾经研制出分辨率高达2560×2048的LCD产品。因此,有些人认为, a-SiTFT技术完全可满足高分辨率的产品需要,但是,由于技术的不成熟,它还不能满足

  高速视频影像或动画等的需要。LTPSTFT相对能节约成本,这对于TFTLCD的推广有着重要意义。目前,日本厂商已经有量产12.1英寸LTPSTFTLCD的能力。而中国已开发完成LTPS组件制造技术与LTPSSXGA面板技术。国在这方面缺少专门的设计人员和研发专家,但像三星等主要企业已经推出

  了LTPS产品,显示出国厂商的实力。不过,目前LTPS技术尚不成熟,产品集中在小屏幕,而且良品率低,成本优势尚无从谈起。

  与LTPS相比,a-Si无疑是目前TFTLCD的主流。日该公司的a-SiTFT投资策略上几乎都以第三代 LCD产品为主,通过制造技术及良品率的改善

  来提高产量,减少相关成本。日本一直走高端路线,其技术无疑是最先进的。由于研发力量有限,的 a-SiTFT技术大多数来源于日本厂商的转让,但由于企

  业一般属于劳动密集型,技术上的含金量价低,以生产低端产品为主。国在 a-Si方面有着强大的研发实力,比如三星公司就量产了全球第一台 24寸a-SiTFTLCD—240T,它的响应时间小于 25ms,能够完全满足一般应用需要;而可视角度达到了160度,使得LCD在传统弱项上不输给 CRT。三星240T标志着大屏幕TFTLCD技术走向成熟,也向世人展示了国厂商的实力不容置疑。

  TFT-LCD技术已成熟,长期困扰液晶平板显示器的三大难题:视角、色饱和度、亮度已经获得解决。采用多区域垂直排列模式( MVA模式)和面切换模式(IPS模式)使液晶平板显示的水平视角都达到了 170度。MVA模式还使响应时间缩短到 20ms。

  从技术角度来看,TN+Field解决方案是最简单的一种,TFT显示器制造商将过去用于老式 LCD显示器的扭曲向列(TN:TwistedNematic)技术,同TFT技术相结合,从而有了 TN+Field技术。这项技术主要是通过显示屏覆盖一层特殊的薄膜,来扩大可视角度——可以把可视角度从 90度扩大到大约140度。如图6所示:TN+Field同标准TFT显示器一样都是通过排列液晶分子来实现对图象的控制,它在上表面覆盖一层薄膜来增大可视角

  不过TFT显示器相对弱的对比度和缓慢的反应时间这些缺点仍然没改变。所以TN+FIELD这样的形式并不是做好的解决方案,除了它的造价最便宜之外没有一点可取之处。

  IPS就是In-PlaneSwitching的简称,意思就是平板开关,又称为SuperTFT。最早由Hitachi(日立)开发,现在NEC和Nokia也使用此项技术制成显示器。这项技术同扭曲向列显示器( TN-Film)的不同就在于液晶分子相对于基本排列方法不一样,当加上电压之后液晶分子与基板平行排列。

  采用这项技术的显示器的可视角度达到了 170度,已经同阴极射线管的可视角度相当了,不过这项技术也有缺点:为了能让液晶分子平行排列,电极不能象扭曲向列显示器( TN-Film)一样,在两层基板上都有,只能放在低层的基板上——这样导致的直接结果就是显示器的亮度和对比度明显

  反应时间和对比度相对于普通 TFT显示器而言更难提高了。所以这项技术似乎也不是最好的解决方案。

  MVA多区域垂直排列技术,是由日本富士通( Fujitsu)公司开发的,单从技术的角度看,它兼顾了可视角度和反应时间两个方面。找到了一个

  折中的解决办法。MVA技术使得可视角达到了 160度—— 虽然不如IPS能达到的170度的可视角度,不过它`仍然是好的,因为这项技术可提供更好的对比度和更短的反应时间。

  MVA中的M代指“multi-domains”——多区域的意思。图8所示,那些紫色的突起(protrusion)构成了所谓的区域。富士通目前生产的MAV显示器中一般就有这样4个区域。

  VA是“verticalalignment”的简称,意为垂直排列。不过单从字面

  (protrusion)完全垂直。请看图 8所示黑色示意图。当电压生成一个电场时,液晶分子如图相互平行排列,这样背光光源就能穿过,而且能将光

  另外,MVA还提供了比IPS和TN+Film技术都快的反应时间,这对于取得良好的视频回收和残视觉效果都是很重要的。MVA液晶显示器的对比度也有所提高,不过同样也会随着可视度的变换而变化。

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