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1、偏振光的应用液晶显示器 液晶的双折射效应 显示器基本结构 显示原理 有源驱动什么是液晶？什么是液晶？ 液晶液晶 （Liquid CrystalLiquid Crystal): ): 在一定温度范围内，既具有在一定温度范围内，既具有固态晶体特有的双折射性，又具有液体特有的流动性。固态晶体特有的双折射性，又具有液体特有的流动性。 液晶分子的形态：一般都是刚性的棒状分子，呈现各向液晶分子的形态：一般都是刚性的棒状分子，呈现各向异性，即在长轴和短轴两个方向上具有不同的物理性质：异性，即在长轴和短轴两个方向上具有不同的物理性质：折射率、磁化率、电导率、介电常数、粘滞系数等。大折射率、磁化率、电导率、介电
2、常数、粘滞系数等。大小为纳米、亚纳米尺度。小为纳米、亚纳米尺度。10nm1nm液晶分子形状液晶分子形状oo12 nnHCCN近晶相液晶分子化学结构近晶相液晶分子化学结构液晶分类液晶分类 分子重心混乱无序分子重心混乱无序, , 所有长轴所有长轴( (指向矢指向矢) )一致一致向列相向列相 ( Nematic )近晶相近晶相(Smectic) 分子有层结构，分子有层结构， 在一个层面内分在一个层面内分子重心无序子重心无序, , 长轴取向长轴取向( (指向矢指向矢) )基本一致基本一致, , 垂直垂直于分子层面于分子层面. . 分子重心在一个二维分子重心在一个二维平面内无序排列，平面内无序排列， 其
3、长轴取向其长轴取向( (指向矢指向矢) )基本一致；基本一致； 层与层之间指向矢旋层与层之间指向矢旋转成螺旋结构。转成螺旋结构。胆甾相胆甾相(Cholestevic)(Cholestevic)（1）有序参量）有序参量指向矢指向矢液晶呈圆柱状，分子的整体方向称为液晶呈圆柱状，分子的整体方向称为主轴。主轴。指向矢指向矢n：表示液晶分子长轴平均趋向：表示液晶分子长轴平均趋向的单位矢量。的单位矢量。分子的热运动使得棒状分子不完全平分子的热运动使得棒状分子不完全平行与指向矢，用分子长轴与指向矢夹行与指向矢，用分子长轴与指向矢夹角角 的的统计量表示分子趋向的一致程统计量表示分子趋向的一致程度，选择二阶勒让
4、德多项式度，选择二阶勒让德多项式P P2 2 为有序为有序参量参量S S: :代表对所有分子取平均，代表对所有分子取平均，S=1S=1表示表示分子全平行，分子全平行，S=0S=0表示分子完全无序。表示分子完全无序。液晶有序参量：液晶有序参量：0.3 - 0.80.3 - 0.8xzy na223122Spcos（2）液晶的连续体理论）液晶的连续体理论微观用分子统计理论解释液晶的光学性微观用分子统计理论解释液晶的光学性质和相变；质和相变；宏观连续体理论（弹性连续体和电流体宏观连续体理论（弹性连续体和电流体动力学理论）：描述液晶分子在电场、动力学理论）：描述液晶分子在电场、磁场作用下指向矢流动情况
5、（力与变形磁场作用下指向矢流动情况（力与变形关系问题）。关系问题）。忽略液晶单个分子行为，看成一个连续忽略液晶单个分子行为，看成一个连续介质，在外力作用下发生弹性变形。介质，在外力作用下发生弹性变形。没有外场作用时，液晶处于平衡状态，没有外场作用时，液晶处于平衡状态，其自由能最小；在外场作用下，由于变其自由能最小；在外场作用下，由于变形而使形而使 自由能增加。自由能增加。与三种变形相关的弹性系数分别为：与三种变形相关的弹性系数分别为： k11（展曲）（展曲）,k22（扭曲）（扭曲）,k33（弯曲）（弯曲）; ; （3）液晶的各向异性（相对于主轴）液晶的各向异性（相对于主轴）介电各向异性介电各向
6、异性 ， / ， = / - ；介电常数反映在电场作用下介质极化程度。介电常数反映在电场作用下介质极化程度。折射率各向异性折射率各向异性 n/， n ， n= n/ - n 弹性系数弹性系数各向异性各向异性： k11 , k22 , k33 ; ; 一般一般 k33 k22 k11 据电磁场理论：据电磁场理论： 设晶体有三个互相垂直的坐标轴，则有：设晶体有三个互相垂直的坐标轴，则有： 对各向同性晶体：对各向同性晶体：介电常数与折射率的关系：介电常数与折射率的关系： 在任何方向上电位移矢量在任何方向上电位移矢量D D 和电场矢量和电场矢量E E 方向一致方向一致, , 对单轴晶体对单轴晶体: :
7、 xyz,0nnnyxxyznnneznn xxxyyyzzzD E ,D E ,D EDEzyx折射率椭球折射率椭球l 用几何图形表示晶体折射率；用几何图形表示晶体折射率；设设x x、y y、z z与介电主轴平行，相应的主折射率为与介电主轴平行，相应的主折射率为折射率椭球方程为：折射率椭球方程为：以以Z Z轴为光轴的单轴晶体折射率椭球方程为：轴为光轴的单轴晶体折射率椭球方程为：当光波波法线与当光波波法线与z z轴平行时，椭球的轴平行时，椭球的x-yx-y平面是平面是半径为半径为n0 的圆，其光波振动方向（电矢量）在的圆，其光波振动方向（电矢量）在与与Z Z轴垂直的任意方向上有相同的折射率，不
8、产生双折射。轴垂直的任意方向上有相同的折射率，不产生双折射。1222222zyxnznynxxyzn ,n ,n12e22o22nznyxxyznonz 若光波传输方向与光轴不若光波传输方向与光轴不平行，即波法线平行，即波法线k k与光轴有与光轴有倾角，电矢量所在平面与倾角，电矢量所在平面与椭球的截面是椭圆，椭圆椭球的截面是椭圆，椭圆的长、短轴分别是沿的长、短轴分别是沿k k传播传播的两个平面线偏振光的折的两个平面线偏振光的折射率射率n0 和和 ne。当倾角为当倾角为9090 时时ne 为最大。为最大。xyznonznek向列相和近晶相液晶的双折射特性向列相和近晶相液晶的双折射特性 液晶是单轴
9、晶体，向列和近晶相液液晶是单轴晶体，向列和近晶相液晶分子指向矢与光轴方向一致；晶分子指向矢与光轴方向一致； 波法线为波法线为k k 的平面偏振波的电矢量的平面偏振波的电矢量可分解为与光轴平行和垂直的两个可分解为与光轴平行和垂直的两个分量，其对应的折射率为分量，其对应的折射率为ne和和n0 ；并用并用n/和和 n 表示表示： 折射率各向异性：折射率各向异性：n/ n 如如5CB液晶（液晶（ =515nm），）， ne=1.7063 n0 =1.5309 n=0.1754 方解石（方解石（ =589.3nm）：）： ne=1.4864 n0 =1.6584 n=-0.172znonekonne/n
10、n0/0nnnnne向列相和近晶相液向列相和近晶相液晶是光学正晶体晶是光学正晶体光在向列相液晶中的传输（光在向列相液晶中的传输（1）1.使光波的传输方向偏向长轴（指向矢）方向使光波的传输方向偏向长轴（指向矢）方向 设入射光偏振面与液晶分子指向矢在同一个面内，入射设入射光偏振面与液晶分子指向矢在同一个面内，入射光可分解成与液晶分子长轴平行和垂直的两个分量。其光可分解成与液晶分子长轴平行和垂直的两个分量。其速度分别是：速度分别是： 对于确定的分子对于确定的分子倾角倾角，因，因 所以平行速度分量的增量大于垂直速度所以平行速度分量的增量大于垂直速度 分量的增量，合成方向与分子长轴的夹分量的增量，合成方
11、向与分子长轴的夹 角变小，经过多个液晶层後，光波的传角变小，经过多个液晶层後，光波的传 输方向偏向长轴方向。输方向偏向长轴方向。/coscvn/sincvn/nn边界边界V V/ /v v 偏转方向偏转方向入射方向入射方向光在向列相液晶中的传输（光在向列相液晶中的传输（2）2. 改变入射光的偏振状态改变入射光的偏振状态设液晶层内指向矢方向不变，且在设液晶层内指向矢方向不变，且在x x方向，入射光偏振方方向，入射光偏振方向与向与 x x 轴夹角为轴夹角为 ；在液晶层表面，当在液晶层表面，当 =0, =0, /2/2时，时，入射光两个偏振分量中入射光两个偏振分量中总有一个为零，即总有一个为零，即E
12、 Ey y= 0= 0或或E Ex x= 0= 0，否则，否则两个偏振分量两个偏振分量为：为：指向矢方向不变指向矢方向不变cosEEx0sinEEy0 设液晶层厚度为设液晶层厚度为z z，经过液晶层后的两个分量各自产生，经过液晶层后的两个分量各自产生的相位延迟取决于各自的折射率：的相位延迟取决于各自的折射率： 当当 = = /4/4时，其合成振动为：时，其合成振动为：zcntsincosEE/x0zcntsinsinEEy0zcnn/ sinEcosEEEEyxyx2202222相位差相位差q 随着光线沿随着光线沿z z轴方向前进，轴方向前进， 相位差相位差 从零逐渐变大：从零逐渐变大： =
13、0= 0， /4/4， /2/2，3 3 /4/4， ， 5 5 /4/4，3 3 /2/2，7 7 /4/4，2 2 ；q 光的偏振状态按照直线、椭圆、圆、椭圆、直线的顺序变光的偏振状态按照直线、椭圆、圆、椭圆、直线的顺序变化，在化，在 = = 时，线偏振改变时，线偏振改变9090 。q 可改变相位差可改变相位差 的因素有：折射率差（的因素有：折射率差（ n n/ / - -n n ）和传播）和传播距离距离z z。光在向列相液晶中的传输（光在向列相液晶中的传输（3）3.3. 使偏振面旋转（指向矢扭曲）使偏振面旋转（指向矢扭曲）设液晶设液晶分子分子指向矢扭曲指向矢扭曲扭距为扭距为 P P ，液
14、晶层厚度正好是液晶层厚度正好是1/4P1/4P，指向矢扭，指向矢扭曲曲9090 。a)a) 在入射面上入射光偏振面与指向在入射面上入射光偏振面与指向矢一致时，光波偏振面随指向矢矢一致时，光波偏振面随指向矢旋转，出射光偏振面仍保持与指旋转，出射光偏振面仍保持与指向矢一致；向矢一致；b)b) 入射光偏振面与指向矢垂直时，入射光偏振面与指向矢垂直时，则出射光偏振面保持与指向矢垂则出射光偏振面保持与指向矢垂直；直；c)c) 入射光偏振面与指向矢成入射光偏振面与指向矢成 角时，角时，则出射光以椭圆、园、直线等形则出射光以椭圆、园、直线等形式射出。式射出。液晶的旋光作用液晶的旋光作用q 旋光现象：旋光现象
15、： 线偏光通过光轴与表面垂直的晶体时，光线偏光通过光轴与表面垂直的晶体时，光矢量方向随传播距离增大而逐渐转动。矢量方向随传播距离增大而逐渐转动。q 产生机理：沿光轴旋转的线偏光是由两个频率相等，传产生机理：沿光轴旋转的线偏光是由两个频率相等，传播速度不同的左、右旋园偏光组成。在旋光介质中两个播速度不同的左、右旋园偏光组成。在旋光介质中两个园偏光的传播速度不同，由此产生的的相位差为：园偏光的传播速度不同，由此产生的的相位差为： 相应转过的角度为：相应转过的角度为： 石英旋光系数为石英旋光系数为+21.75弧分弧分/mm，胆甾相液晶旋光系数，胆甾相液晶旋光系数高达高达1800弧分弧分/mmd （
16、：旋光系数，：旋光系数，d:厚度）厚度）右左nnd2右旋物质右旋物质，则，则当当左左右右右右左左vvnn右左nnd2/q 二色性选择反射（散射）：当入射园偏光旋转方向与二色性选择反射（散射）：当入射园偏光旋转方向与液晶旋光方向一致，则入射光被反射（散射）液晶旋光方向一致，则入射光被反射（散射） ；若旋；若旋光方向相反，则入射光将透过液晶层。光方向相反，则入射光将透过液晶层。 胆甾相液晶的螺距胆甾相液晶的螺距P P接近入射光波长接近入射光波长 ，因二色性选择，因二色性选择光反射，反射光波长为：光反射，反射光波长为： 反射光频带宽：反射光频带宽： 螺距变化螺距变化 反射光波长变化反射光波长变化 颜
17、色变化颜色变化 用作反射式显示器，改变螺距因素：温度，材料，外用作反射式显示器，改变螺距因素：温度，材料，外电场电场液晶旋光作用的应用液晶旋光作用的应用0np2/nnn/npnnn/液晶对光波的影响液晶对光波的影响微观：微观：p使入射光的传播方向偏向指向矢（长轴）方向；使入射光的传播方向偏向指向矢（长轴）方向；宏观：宏观：改变入射光的偏振状态（改变入射光的偏振状态（o光和光和e光之间产生相光之间产生相位差）；位差）；使入射光的偏振面旋转；使入射光的偏振面旋转；对入射的左旋或右旋光有选择地反射或透射。对入射的左旋或右旋光有选择地反射或透射。液晶显示器基本结构和工作原理液晶显示器基本结构和工作原理
18、彩色滤光片彩色滤光片玻璃玻璃 偏光板偏光板(polarizer)電極電極 定定向膜向膜(polymer) 隔离子隔离子(spacer) 液晶液晶(Liquid Crystal)1. 液晶分子沿面排列液晶分子沿面排列界面锚定界面锚定确定液晶分子特定的初始排列，锚定方法有：确定液晶分子特定的初始排列，锚定方法有：1)直接取向处理法：取向剂直接作用于基片表面直接取向处理法：取向剂直接作用于基片表面2)间接取向处理法：取向剂先溶解于液晶中，待液晶间接取向处理法：取向剂先溶解于液晶中，待液晶灌注进液晶盒后，取向剂析出吸附于基片表面。灌注进液晶盒后，取向剂析出吸附于基片表面。3)基片表面变形处理法基片表面
19、变形处理法初始状态：上下基板锚定方向互相垂直，在基板界面附近的初始状态：上下基板锚定方向互相垂直，在基板界面附近的液晶分子指向矢与锚定方向一致，液晶层中间部分的分子指液晶分子指向矢与锚定方向一致，液晶层中间部分的分子指向矢同时受两侧基板锚定力的作用，在水平面内扭曲转动。向矢同时受两侧基板锚定力的作用，在水平面内扭曲转动。加电压后，液晶指向矢在水平面内扭曲的同时，垂直方向也加电压后，液晶指向矢在水平面内扭曲的同时，垂直方向也转动，液晶层中间部分呈与电场方向一致的垂直状态。转动，液晶层中间部分呈与电场方向一致的垂直状态。v扭曲角：液晶指向矢在水平面内旋转的角度。扭曲角：液晶指向矢在水平面内旋转的角
20、度。v倾角：液晶指向矢在垂直方向旋转的角度。倾角：液晶指向矢在垂直方向旋转的角度。2. TN（ Twisted Nematic ）-LCD工作原理工作原理 TN-LCD工作原理工作原理TN-LCD工作原理工作原理 上下基板表面的偏振片偏振方向互相垂直，入射自然光经上下基板表面的偏振片偏振方向互相垂直，入射自然光经过上偏振片后成为线偏振光；过上偏振片后成为线偏振光； 上下基板锚定方向也互相垂直，与偏振片偏振方向一致，上下基板锚定方向也互相垂直，与偏振片偏振方向一致，初始状态的液晶分子指向矢从上基板到下基板扭曲初始状态的液晶分子指向矢从上基板到下基板扭曲9090； 在不加外电压时，进入液晶盒的偏振
21、光偏振面随液晶分子在不加外电压时，进入液晶盒的偏振光偏振面随液晶分子指向矢旋转指向矢旋转9090（旋光作用），与下基板表面偏振片方向（旋光作用），与下基板表面偏振片方向一致，能透过下基板表面偏振片；一致，能透过下基板表面偏振片； 在外电场的作用下，液晶盒内的液晶分子指向矢产生垂直在外电场的作用下，液晶盒内的液晶分子指向矢产生垂直偏转，进入液晶盒的偏振光偏振面不再随液晶分子指向矢偏转，进入液晶盒的偏振光偏振面不再随液晶分子指向矢旋转，与下基板表面偏振片方向成旋转，与下基板表面偏振片方向成 9090，不能透过下基，不能透过下基板表面偏振片。板表面偏振片。 外电场的开关可以控制光的通断。外电场的开关
22、可以控制光的通断。r关键点：分子状态；液晶的旋光作用；偏振片；关键点：分子状态；液晶的旋光作用；偏振片；液晶驱动器基本要求和技术液晶驱动器基本要求和技术q基本要求基本要求在每个像素前后电极之间施加一个大于阈值的交变在每个像素前后电极之间施加一个大于阈值的交变电场。（直流电场会使液晶材料产生电化学反应，电场。（直流电场会使液晶材料产生电化学反应，并使电极老化。）并使电极老化。）q技术技术提供合适的驱动电压提供合适的驱动电压波形、相位、频率、占空波形、相位、频率、占空比、有效值。比、有效值。将像素组合成数字、字符、图形、图像将像素组合成数字、字符、图形、图像静态驱动静态驱动ABPSEG0 00不显
23、示不显示011不显示不显示101显示显示110显示显示结果：由结果：由 异或门控制液晶盒两侧电压，实现异或门控制液晶盒两侧电压，实现 A=0时不显示、时不显示、 A=1 时显示的效果。时显示的效果。缺点：缺点： 每个笔段像素要配一个异或门驱动端。每个笔段像素要配一个异或门驱动端。外引线过多。外引线过多。解决：点阵形式、动态驱动解决：点阵形式、动态驱动矩阵结构动态驱动（时间分割、多路驱动法）矩阵结构动态驱动（时间分割、多路驱动法）q 概念：概念：行电极行电极扫描电极（逐行扫描）扫描电极（逐行扫描）列电极列电极寻址电极寻址电极显示过程：行电极按时间顺序逐显示过程：行电极按时间顺序逐行加扫描电压，在
24、行电极被选通行加扫描电压，在行电极被选通同时，列电极同步输入选通和非同时，列电极同步输入选通和非选通电压（数据），在行列交叉选通电压（数据），在行列交叉点上合成驱动电压。点上合成驱动电压。一帧：所有行电极加上一次扫描一帧：所有行电极加上一次扫描电压的时间。帧频：单位时间内电压的时间。帧频：单位时间内扫描的帧数（扫描的帧数（7070帧帧/ /秒）。秒）。占空比：扫描一行时间与帧周期占空比：扫描一行时间与帧周期之比。之比。逐行扫描过程逐行扫描过程条件：条件：n 施加交变电压；施加交变电压；n 电压有效值决定液晶分电压有效值决定液晶分子的排列；子的排列；扫描过程：扫描过程：n当某一行被选通时，列当某
25、一行被选通时，列电极负电平为像素被选电极负电平为像素被选通（通（ONON）状态，正电平）状态，正电平为非选通（为非选通（OFFOFF）状态。）状态。问题：交叉效应问题：交叉效应 简单驱动存在问题简单驱动存在问题n 随扫描行数的增加，每行驱动时间减少，像素亮随扫描行数的增加，每行驱动时间减少，像素亮度降低，为此需要增大驱动电压；度降低，为此需要增大驱动电压；n 增大驱动电压导致电极间的交叉效应更严重，对增大驱动电压导致电极间的交叉效应更严重，对比度降低。比度降低。n 解决途径解决途径有源驱动有源驱动 目的目的- 在其他行扫描期间仍保持驱动电压；在其他行扫描期间仍保持驱动电压；- 消除电极间的交叉
26、效应。消除电极间的交叉效应。TFTTFT- -LCDsLCDs電路電路原理图原理图栅极在行扫描位置，栅极在行扫描位置，源极在列扫描位置。源极在列扫描位置。行扫描电路行扫描电路列信号电路列信号电路1H1HCLCCsCsCsCsCsCsCsCsCsCLCCLCCLCCLCCLCCLCCLCCLC漏极漏极栅极栅极源源极极一个像素单元一个像素单元TFT TFT 的开关作用的开关作用 TFTTFT的栅极未选通时，的栅极未选通时，TFT TFT 处于截止态，源极与处于截止态，源极与漏极之间相当于开路，外电压不会施加到液晶像漏极之间相当于开路，外电压不会施加到液晶像素上。素上。 TFTTFT的栅极被选通，并
27、且源极被同步选通时，源、的栅极被选通，并且源极被同步选通时，源、漏极之间导通，数据信号被写入液晶像素电容漏极之间导通，数据信号被写入液晶像素电容C CLCLC和补偿电容和补偿电容 CsCs。 电容使充好电的电压保持到下一次画面的更新。电容使充好电的电压保持到下一次画面的更新。 每个像素都相对独立，并可以连续控制，不仅提每个像素都相对独立，并可以连续控制，不仅提高了显示屏的反应速度，同时可以精确控制显示高了显示屏的反应速度，同时可以精确控制显示色阶。克服交叉效应的影响。色阶。克服交叉效应的影响。 TFTTFT的结构的结构 通过栅极电压控制源、漏电极之间的电流（沟通过栅极电压控制源、漏电极之间的电
28、流（沟道电流）；道电流）； 沟道电流取决于多数载流子密度与迁移率；沟道电流取决于多数载流子密度与迁移率； 实用化的有非晶硅实用化的有非晶硅TFT(a-Si TFT) 多晶硅多晶硅TFT(p-Si TFT)栅极栅极源极源极漏极漏极半导体层半导体层TFT-LCD 像素单元及开口率像素单元及开口率 开口率：有效区域的比例开口率：有效区域的比例 。 各种部件的透过率为：偏光板各种部件的透过率为：偏光板50%50%，玻璃，玻璃95%95%，液晶，液晶 95%95%，彩色滤光片，彩色滤光片27%27%，若面板开口率为，若面板开口率为50%50%，则到，则到达人眼的光只有背光板发出光的达人眼的光只有背光板发
29、出光的3%3%左右。左右。 （栅极）（栅极）（源极）（源极）非晶硅（非晶硅（a-Sia-Si）TFTTFT制造工艺制造工艺 采用光刻、等离子增采用光刻、等离子增强化学气相沉积强化学气相沉积PECVDPECVD工艺；工艺； 将源、漏电极直接制将源、漏电极直接制作在作在a-Sia-Si上不能保证上不能保证完好的欧姆接触，为完好的欧姆接触，为此加此加n n+ +a-Sia-Si层；层；（源极）（源极）（栅极）（栅极）TFT-LCDTFT-LCD结构结构TFT-LCDs Panel StructureClcTFT SubstrateColor Filter SubstrateRGBClcClcRBG灰
30、度控制灰度控制 空间灰度调制（面积灰度调制）空间灰度调制（面积灰度调制）像素划分成子像素，控制子像素的选通形成灰像素划分成子像素，控制子像素的选通形成灰度级别。度级别。优点：不需特殊驱动、控制。优点：不需特殊驱动、控制。缺点：需提高微细加工或降低分辨率缺点：需提高微细加工或降低分辨率。时间灰度调制（一定时间内控制像素选通时间）时间灰度调制（一定时间内控制像素选通时间） 帧灰度调制：如以帧灰度调制：如以4 4帧为单位，同一显示像素在有的帧为单位，同一显示像素在有的帧内被选通，在其余帧内不被选通，只要保证足够的帧内被选通，在其余帧内不被选通，只要保证足够的帧频，就有灰度变化。帧频，就有灰度变化。缺
31、点：因帧频低而闪烁。（提高帧频受液晶响应速度缺点：因帧频低而闪烁。（提高帧频受液晶响应速度制约）。制约）。脉冲灰度调制：在扫描过程中，在数据脉冲上脉冲灰度调制：在扫描过程中，在数据脉冲上叠加灰度调制脉冲叠加灰度调制脉冲f,ff,f的宽度划分为多个级别的宽度划分为多个级别代表不同的灰度。代表不同的灰度。缺点：液晶不能响应过窄的缺点：液晶不能响应过窄的F F值。值。彩色显示彩色显示r 使用最广、技术最成熟的是使用最广、技术最成熟的是“微彩色膜方式微彩色膜方式”。就是将点。就是将点阵像素分割成三个子像素，并在对应位置的器件表面设置阵像素分割成三个子像素，并在对应位置的器件表面设置上上RGBRGB三个
32、微型滤色膜。控制三个微型滤色膜。控制RGBRGB三个滤色膜透过光的通断。三个滤色膜透过光的通断。r 若仅控制若仅控制R G BR G B的通断，则只能组合的通断，则只能组合8 8种颜色；若控制每个种颜色；若控制每个子像素的灰度级别，便可混合出上万种颜色。子像素的灰度级别，便可混合出上万种颜色。r 颜色数量与灰度的关系：颜色数量与灰度的关系：- 如每个如每个R G BR G B子像素有子像素有4 4种灰度变化（用种灰度变化（用2 2位二进制数表位二进制数表示），则可有示），则可有4 4 4 4 4 = 64 4 = 64 种颜色（伪彩色）。种颜色（伪彩色）。- 如每个如每个R G BR G B子
33、像素有子像素有6464种灰度变化（用种灰度变化（用6 6位二进制数表位二进制数表示），则可有示），则可有6464 6464 64 = 262,14464 = 262,144种颜色（真彩色）。种颜色（真彩色）。液晶显示器模块液晶显示器模块( (LCM-Liquid Crystal Modul) )q包括：液晶屏，驱动控制电路，电路板包括：液晶屏，驱动控制电路，电路板连接件。连接件。q主要工艺：主要工艺：- 液晶屏与驱动电路连接（液晶屏与驱动电路连接（Bonding )Bonding )，- 大规模集成电路大规模集成电路ICIC封装。封装。 液晶显示器的驱动与控制液晶显示器的驱动与控制q液晶器件：
34、指灌有液晶的液晶盒（两片玻璃或塑料液晶器件：指灌有液晶的液晶盒（两片玻璃或塑料和电极引脚）和电极引脚）q液晶显示模块：液晶显示模块： 除液晶器件外，还包括驱动器，除液晶器件外，还包括驱动器，（控制器），线路板，连接件，结构件，附属件。（控制器），线路板，连接件，结构件，附属件。q点阵式液晶显示器外围电路：点阵式液晶显示器外围电路：接接口口电电路路控控制制器器行驱动器行驱动器列驱动器列驱动器LCD电源电源TFT-LCD ModuleTTLLVDSPanel LinkSingalControllerDC/DCDirver ICinvertorTFT-LCDBLX-PCBYPCBGammaGen.C
35、omponent连接连接（Bonding)方式方式1.1. 导电橡胶（斑马橡胶条）导电橡胶（斑马橡胶条）2.2. 各向异性导电胶条（各向异性导电胶条（ACFACF）3.3. 柔性连接带（柔性连接带（FPCFPC）1.导电橡胶（斑马橡胶条）导电橡胶（斑马橡胶条）2. 2. 各向异性各向异性导电膜导电膜ACFACF: Anisotropic Conductive Film 同时具有同时具有导电导电、绝缘、粘结三个功能的高分子膜。、绝缘、粘结三个功能的高分子膜。经热压后，在膜厚方向具有经热压后，在膜厚方向具有导电导电性、在膜面方向性、在膜面方向具有绝缘性，能同时使对置电极部分的永久具有绝缘性，能同时
36、使对置电极部分的永久粘接粘接、电极之间的电极之间的导电导电、电极图形之间的、电极图形之间的绝缘绝缘。主要组成主要组成: : 黏着剂黏着剂 导电粒子导电粒子Conductive Particle 直径约3 微米Au/Ni Coated Plastic ParticleAu/NiPlastic ParticleConductive Particle in Interconnection Area between LCD and TCPSEM ImageACF 绑定工艺绑定工艺Conducting particleAdhesive film2. 剥离保护层剥离保护层Circuit3. 需连接的电路定
37、位需连接的电路定位4. 最终绑定最终绑定Heat and PressureHeating head(Ex.170,20kgf/cm2 , 20s)Heat and PressureACF1. 预绑定预绑定Heating headSubstrate(Ex.80,10kgf/cm2,5s)3. 3. 柔性连接带柔性连接带（FPCFlexible Printed Circuits ） 以聚脂薄膜或聚酰以聚脂薄膜或聚酰亚胺为基材制成的亚胺为基材制成的一种印刷电路。一种印刷电路。 特点：可靠性高，特点：可靠性高，可随意弯曲、折迭可随意弯曲、折迭, ,重量轻，体积小，重量轻，体积小，散热性好，安装方散热性
38、好，安装方便。便。FPCFPC绑定后导电粒子压痕绑定后导电粒子压痕FPC导电粒子压痕导电粒子压痕OKNOFPC 位置对准偏差位置对准偏差OKNOqCOBCOB（Chip On BoardChip On Board），）， 即芯片被邦定在即芯片被邦定在PCBPCB上，可大大减少模块体积。上，可大大减少模块体积。 qCOG COG （Chip On GlassChip On Glass），即芯片被直接邦定在），即芯片被直接邦定在玻璃上。大大减小整个玻璃上。大大减小整个LCDLCD模块的体积，易于大模块的体积，易于大批量生产，适用于便携式电子产品用的批量生产，适用于便携式电子产品用的LCDLCD，如
39、：，如：手机、手机、PDAPDA等。是今后等。是今后ICIC与与LCDLCD的主要连接方式。的主要连接方式。 qCOFCOF（Chip On FilmChip On Film），即芯片被直接安装在柔），即芯片被直接安装在柔性连接带上，集成度较高，是一种新兴技术。性连接带上，集成度较高，是一种新兴技术。 ICIC绑定（绑定（bondingbonding）方式）方式背光照明背光照明冷阴极荧光灯（冷阴极荧光灯（CCFLCCFL）: :冷阴极气体放冷阴极气体放电，激发荧光粉发光。色温高，亮度高，电，激发荧光粉发光。色温高，亮度高，可制成准确三基色。可制成准确三基色。有反射式和侧导光式两种。有反射式和侧
40、导光式两种。侧导光式厚度侧导光式厚度3-5mm3-5mm，重量，重量100g100g，功耗，功耗1W1W，适于便携式显示器。，适于便携式显示器。冷阴极荧光灯：直径冷阴极荧光灯：直径1.61.6、1.81.8、2mm,2mm,工工作在数十作在数十KHzKHz交流状态交流状态; ;导光板：高折射率树脂全反射导光，散导光板：高折射率树脂全反射导光，散射体用丝网印刷工艺制成射体用丝网印刷工艺制成100100 m m1mm1mm蜂蜂窝图案，分布密度从入射部到末端由疏窝图案，分布密度从入射部到末端由疏逐渐变密，以获得均匀的亮度分布；逐渐变密，以获得均匀的亮度分布；棱镜板：厚度棱镜板：厚度150150230 230 m m，间距，间距2424110 110 m m，由聚碳酸脂和聚酯片制成双凸，由聚碳酸脂和聚酯片制成双凸透镜，以定向、会聚照明光线；提高照透镜，以定向、会聚照明光线；提高照明亮度。明亮度。完成品完成品