《lcd教材剖析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《lcd教材剖析（73页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1,液 晶 顯 示 器,通华液晶有限公司 2013.3,2,目 錄,第一章 液晶顯示器簡介 第二章 液晶顯示器的生產工序流程 第三章 液晶顯示器的設計開發注意事項 第四章 如何選擇液晶顯示器的經濟尺寸,3,第一章 液晶顯示器簡介,液晶顯示器 - LCD（Liquid Crystal Display） 一 . LCD的分類 二 . LCD的構造 三 . LCD的顯示原理,4,LCD的分類(一),依液晶分子扭曲程度,可分為: TN型:扭曲向列型（Twist nematic）液晶顯示器. HTN型:高扭曲向列型（High Twist nematic）液晶顯示器. STN 型:超扭曲向列型（Super
2、 Twist nematic）液晶顯示器. FSTN型:在STN基礎上加補償膜（R.F.）來達到黑白顯示的效果.,5,各類LCD的液晶扭曲角及顯示模式,6,各類LCD的優缺點及應用對比,7,LCD的分類(二),依LCD用途的不同,大致可分為: 計算器類 鐘表類:如手表,挂鐘,萬年歷等. 通訊器材類:如電話機等. 儀器儀表:如電子儀表,醫療器材等. 音響類: 如家庭式, 手提式, 汽車音響等 遊戲機:如Brick game ,賽車等.,8,產品的區分及定義(三),依附加工序的不同,可分為: 普通產品. 上針腳產品. 油墨絲印產品(含Black Mask產品). 鑽孔產品. 磨角產品.,9,POS
3、ITIVE: 白底黑字,10,Negative:黑底白字,11,上針腳產品,12,Heat seal (熱壓紙) 產品,13,鑽孔磨角產品,14,外印彩色油墨產品,15,黑膜(BLACKMASK)產品,16,鍾表類產品,17,STN 產品,18,LCD基本構造,偏光片,偏光片,玻璃基板,透過 OFF狀態,玻璃基板,遮光 ON狀態,光,封膠,液晶,透明電極,配向膜,透明電極,19,主要原材料(ITO玻璃),ITO-铟（Indium）和锡（Tin）的氧化物 ,透明且導電 的電極層,LCD的顯示圖案及連線皆蝕刻於此. 常用的玻璃厚度尺寸為 0.55,0.7,1.1MM .,ITO層,隔離層,玻璃基板
4、,20,主要原材料(液晶),功能:利用分子的光電特性,在有無電場作用,排列方式不同,從而使光線直接或扭轉角度穿透液晶層. 類型:按型態可分為:向列型 / 近晶型 / 膽固醇型.,A: Nematic 液晶,B: Smectic-A液晶旋轉於站立,C: Smectic-B液晶,21,液晶物質特性,固體結晶,液晶,液體,加熱,加熱,冷卻,冷卻,液晶為液體與結晶之合成語，其分子與原子像液體一樣 是零散分佈，卻又像結晶一樣，往某一定方向對齊,22,什麼是液晶(1),液晶顯示器是以液晶材料為基本元件，由於液晶是介於固態和液態之間，不但具有固態晶體光學特性，又具有液態流動特性。而要瞭解液晶的所產生的光電效
5、應，我們必須來解釋液晶的物理特性，包括它的黏性（visco-sity）與彈性（elasticity）和其極化性（polarizalility）。液晶的黏性和彈性從流體力學的觀點來看，可說是一個具有排列性質的液體，依照作用力量不同的方向，應該有不同的效果。就好象是將一把短木棍扔進流動的河水中，短木棍隨著河水流著，起初顯得淩亂，過了一會兒，所有短木棍的長軸都自然的變成與河水流動的方向一致，這表示著次黏性最低的流動方式，也是流動自由能最低的一個物理模型。,23,什麼是液晶(2),此外，液晶除了有黏性的反應外，還具有彈性的反應，它們都是對於外加的力量，呈現了方向性的效果。也因此光線射入液晶物質中，必然
6、會按照液晶分子的排列方式行進，產生了自然的偏轉現像。至於液晶分子中的電子結構，都具備著很強的電子共軛運動能力，所以當液晶分子受到外加電場的作用，便很容易的被極化產生感應偶極性（induced dipolar），這也是液晶分子之間互相作用力量的來源。而一般電子產品中所用的液晶顯示器，就是是利用液晶的光電效應，藉由外部的電壓控制，再通過液晶分子的折射特性，以及對光線的旋轉能力來獲得亮暗情況（或著稱為可視光學的對比），進而達到顯像的目的。,24,主要原材料(偏光片),功能: 吸收與其吸收軸(偏振軸)平行的偏振光,使 透過光線變成線偏振光. 基本構造:,25,偏光片的作用,a. 偏光片有一固定光軸,它
7、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 c. 當上下兩個偏光片的偏光軸互相平行時,光線通過,為黑底白字. d. 當上下兩個偏光片的偏光軸互相垂直時,光線不能通過,為白底黑字.,26,配向膜(PI)&封框膠,配向膜: 定向材質 基本性質: 聚鹼亞胺(聚鹼胺酸, 聚鹼亞胺)與玻璃可牢固接合,不 易破壞. 基本功能: 絕緣、配向. 封框膠 功用: 使兩塊玻璃之間形成一個小室,以容納LC,隔絕O2 與LC接 觸,保證其使用壽命. 封框膠材質:環
8、氧樹脂,高溫固化.,27,28,LCD顯示原理圖(如下圖),29,液晶旋光特性,的方向扭轉排列 液晶分子會做90度,利用上下板外加之電場,改變液晶站立的角 度,來調變光線的穿透量,而有灰階之產生,上偏光板,下偏光板,B/L背光源,B/L背光源,開關OFF,開關ON,光透過(白),光截止(黑),30,液晶在盒中的排列形式,31,LCD顯示原理,a.此圖表示在互相垂直的偏光片之間設置TN排列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). C.在液晶盒中加電場時,驅動
9、電路將驅動的信號電壓加到需要顯示的有關電極時,該部分液晶分子扭曲結構消失,失去了旋光能力,從前偏光片射出的偏振光的偏振方向未經改變就到達后偏光片,由于前偏光片的偏振方向與后偏光片的偏振方向垂直,偏振光無法透過后偏光片,這樣,該顯示電極部分就變得不透明,顯現黑色,處于顯示態(選擇態).,32,第二章 液晶顯示器的生產工序流程,一 . 前制程工序流程 二 . 後制程工序流程,33,LCD產品制作工藝流程圖,ITO玻璃投入,玻璃清洗與干燥,涂光刻膠,預烘,曝光,去膜,蝕刻,堅膜,顯影,TOP涂佈,UV烘烤,固化,清洗,涂取向劑,清洗,固化,摩擦定向,烘烤,清洗干燥,噴襯墊料,絲網印刷,對位壓合,固化
10、,前制程,34,前制程主要工序說明(1),35,前制程主要工序說明(2),36,PI (定向液),37,PI (定向液),38,PI (定向液),39,框膠和導電膠,40,41,42,43,對位壓合,44,固化,45,後制程,切割,裂片,灌注液晶,封口,固化,特殊制程,電測,光臺檢測,再定向,清洗,印油墨,固化油墨,貼偏光片,消泡,外觀檢察,上針腳/熱壓紙,終檢,包裝,入庫,LCD產品制作工藝流程圖,46,後制程主要工序說明,47,切割&裂片,48,灌注液晶,灌注液晶,灌注液晶,49,貼片,50,貼片,51,消泡,52,第三章 液晶顯示器的設計開發,一 . 開發流程 二 . 設計開發的注意事項
11、 三 . 油墨產品的設計開發,53,LCD產品開發流程,54,設計開發的注意事項,設計一個LCD產品時,需: 清楚地了解產品需求. 確保開發資料的完整與準確. 兼顧的生產制作能力.,55,設計開發的注意事項,開發資料至少需包括以下幾方面: 外型與結構尺寸 顯示圖案 走線邏輯 技術參數,包括 顯示模式 偏光片種類及貼片方式 工作溫度與存儲溫度范圍 電性參數工作電壓,佔空比(Duty),偏壓比(Bias) 頻率(Hz) 連接方式,56,外型與結構尺寸,57,外型與結構尺寸,58,外型與結構尺寸,59,玻璃總厚度取值,總厚度E取值參見下表: (一般情況),60,顯示圖案,顯示圖案: 標識要清楚 圖形
12、的最小線條在0.15mm以上為佳.不得小於0.1mm. 最小的空白點直徑不得小於0.07mm. 圖案之間的距離在0.15mm以上為佳(不走線的情況) 同時需考慮走線的需要: 普通產品最小線粗及線距均為0.08mm,極限值為0.05mm.,61,顯示圖案,62,走線邏輯,走線邏輯: 1. 要盡可能簡單,直接.並與顯示圖案一一對應. 2. 對大面積產品,可減少因走線過於細長,造成顯示不均的情形. 3. 對小面積產品,可減少因圖案間走線過多,從而影響顯示圖案的面積. 4. 一般在PCB尚未確定的情況下可要求自行對LCD走線,63,顯示圖案&走線 參數,64,偏光片種類及貼片方式,顯示模式: 主要分為
13、兩種 : Positive(白底黑字) 及 Negative(黑底白字) 偏光片種類及貼片方式 可借助不同顏色的面偏光片得到不同的顯示效果,如紅底白字,白底綠字等等. 底偏光片通常有三種:全透 / 半透 / 反射 特殊產品如手表類,常會用到鏡面片,鐳射片等,65,工作溫度與存儲溫度范圍,66,連接方式,連接方式,常用的有三種如圖示: RUBBER 連接 HEAT SEAL 連接 PIN(針腳)連接 針腳連接時,Lcd的電腳間距取值受針腳間距的制約. 業內常用的間距有:1.27,1.5, 1.8, 2.0, 2.54mm.,67,68,針腳尺寸要求,69,普通絲印油墨技術參數,位置偏差控制在0.
14、15mm. 一般情況下,黑色油墨采用內印,彩色油墨采用外印玻璃底或偏光片底.,70,彩色油墨,1 . 顏色 : 白 ,黑 ,紅,綠,藍,黃等原色及與標准色卡上相 近的顏色. 2. 絲印位置 : 多采用外印玻璃底 ,也可用外印底偏光 的形式 3. 套印多色產品 (最多6色),71,第四章 如何選擇液晶顯示器的經濟尺寸,液晶顯示器經濟尺寸的概念 : 單粒液晶顯示器是從1片14”X16”的玻璃上切下的 , 選擇合適的單粒液晶顯 示器尺寸使得有效使用面積佔大玻璃面積85%以上的稱為經濟尺寸,72,經 濟 尺 寸 的 簡 易 計 算 方 法,原料玻璃:以14”x16” (即355.6mmx406.4mm
15、)為原料玻璃. 2. 有效區域:排版時四周各留邊5mm做為對位區域, 即排版有效區域為:345.6mmx396.4mm. 3. 列數和行數:以排版有效區域尺寸的長,寬分別與列陣單元尺寸之長L,寬W(面玻璃寬+底玻璃寬)/2)做整除,即: 345.6 / L = X+x X為整數部分,即排版的列數, x為余數 396.4 / W = Y+y Y為整數部分,即排版的行數, y為余數 將原玻璃旋轉90度再做一次排版,即: 396.4 / L = M+m M為排版的列數, m為余數 345.6 / W = N+n N為排版的行數, n為余數 4. 排版模數:即行,列數相乘之積. 5. 比較選擇:比較兩次計算所得的模數,較多的一種則為佳.余數愈小則原玻璃利用率愈高.,73,經 濟 尺 寸 的 簡 易 計 算 方 法,例如 : 一款LCD產品長64.4 , 面玻璃寬36.5 ,底玻璃寬32.5, 則 L = 64.4 ; W = (36.5+32.5)/2=34.5 1. 345.6/64.4 = 5+0.37 396.4/34.5= 11+0.49 排版模數為 : 5X11=55 2. 396.4 / 64.4=6+0.16 345.6/36.5=10+
