SUSTTFT液晶顯示器制造工藝主要內容TFT液晶顯示器的常用模式生產TFT-LCD的主要原材料TFT-LCD面板的生產工藝TFT-LCD背光系統及的制造工藝TFT-LCD模組的制造工藝一、TFT液晶顯示器的常用模式LCDTVViewingAngleTechnologybySizeFull-HDWUXGAMVAIPSMVAMVAIPSMVAIPSMVAIPSMVAIPSWXGA+VA,IPSTNMVA,IPSTNMVAMVAIPSMVAIPSMVAMVAIPSSVGAVATNTNVGAVATN20”23”26”27”32”37”40”42”46”/47”52”55”+Currently,Samsung,AUO,CMOarealldeveloping26”TNforcustomerslikeSamsungTVandPhilipsTV.From2007,26”TNwilltakelargesharefromcurrent26”MVA/IPS.For32”andabove,thewideviewangletechnologyremainsmainstream.

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Source:DisplaySearchQ3’06L/ATFTProductPlanReport1、TN模式

TN模式是液晶顯示中最早獲得廣泛應用的模式、工藝最為成熟的模式。一

TN-LCD基本結構及工作原理

1.TN-LCD的基本結構

彩色顯示應增加彩色濾色膜Lamp(backlight)LinearpolarizerGlasssheetGlasssheetLinearpolarizerLC-material2<t<5mTransparentElectrode(ITO)Colorfilters大型高分辨率的顯示器還需增加TFTCellofaTNAMLCD(2)液晶盒四周用密封材料密封;密封材料一般是環氧樹脂、固化劑、和玻璃襯墊按一定比例混合。在液晶盒中透明電極內側的整個顯示區域都覆蓋著一層聚酰亞胺取向層（厚度小于1000?）;這層取向層需經無絨斜紋棉布定向摩擦，從而在摩擦層上形成數納米寬的細溝槽.長棒型液晶分子只有沿溝槽平行躺下時體系的能量才最低；液晶分子通過這種方式實現取向。配向膜液晶分子ITO玻璃基板配向後的液晶分子為防止液晶層出現“疇區”缺陷，在取向時要設置2o~3o的預傾角；這個預傾角限制了加上電壓后液晶分子的旋轉方向。在液晶中還要摻入能形成單一右旋或左旋結構的手性材料來控制液晶分子只沿一個方向扭曲。最上層液晶第二層液晶最底層液晶上層偏光模下層偏光模光源如果不做適當的預傾斜和預扭曲處理，顯示圖象就會出現花斑即“疇區”缺陷，因為液晶盒中不同區域的液晶分子會向相反的方向轉動產生大量“疇區”，從而引起反射光線因位置不同而產生差異。液晶玻璃基板只有使液晶分子預先產生一個具有預傾斜和預扭曲的環境，才能使液晶分子向同一方向轉動，消除“疇區”缺陷。

在制造液晶盒時，上、下極板的取向層的取向方向應相互垂直；液晶分子由上基板到下基板逐漸旋轉90o成扭曲排列狀態。

液晶盒的厚度和均勻性是由襯墊決定的；玻璃襯墊決定液晶盒的厚度；塑料襯墊決定液晶盒的均勻性。液晶盒外側有兩片偏振片；上基板處的偏振片稱為起偏器，下基板處的偏振片稱為檢偏器。TN-LCD的工作原理

整個液晶屏上的點處于兩種狀態：非選擇態和選擇態；非選擇態：不通電的狀態；選擇態：通電的狀態。LCDSystemTFTArrayLCDCellColorFilterLCM:Polarizerfilm,TABorCOG,Back-lightNormallyWhiteMode非選擇態工作原理對于液晶顯示屏上處于非選擇態上的像素，在不施加電壓的情況下，來自光源的自然光經過起偏器后只剩下平行于光軸方向的線偏振光射入液晶層。由于起偏器的光軸方向平行（或垂直）于入射光側液晶分子的取向方向，經過起偏器后的線偏振光的偏振方向沿平行（或垂直）于入射側液晶分子取向的方向方向，射向液晶層。TN-LCD液晶盒通常滿足λ/nP0<<Δn/2n的莫根條件；線偏振光將以波導方式在液晶層傳播：光在液晶層內傳播過程中，其偏振方向伴隨分子的扭曲方向同步旋轉。液晶分子在液晶盒中旋轉了90o；由起偏器產生的線偏振光到達檢偏器時其波振面也相應旋轉了90o。當兩偏振片的光軸是正交設置，偏振光的偏振方向就與檢偏器的光軸方向平行，射向檢偏器的線偏光可以順利通過檢偏器，液晶顯示器上的相應區域便呈現明亮的狀態；如果整個液晶顯示器都不施加電壓，整個液晶顯示器上都呈現明亮的狀態，這就是常白方式。當兩偏振片的光軸平行設置時，偏振光的偏振方向就與檢偏器的光軸方向垂直；射向檢偏器的線偏光無法通過檢偏器，液晶顯示器上的相應區域便呈現黑暗的狀態；如果整個液晶顯示器都不施加電壓，整個液晶顯示器上都呈現黑暗的狀態，這就是常黑方式。選擇態工作原理對于TL-LCD液晶顯示器上的特定區域施加電壓時，從閾值電壓大于Uth起，液晶分子的指向矢就開始向電場方向旋轉；在所施加電壓為閾值電壓Uth的2倍（選擇態）情況下，由于正性介電各項異性Δε和電場的相互作用，除電極近旁的分子外，其它分子的指向矢都沿著平行于電場的方向重新排列。液晶層分子變成垂面取向，扭曲結構解體。自然光經過起偏器產生的線偏振光的波振面在液晶盒中不再旋轉，保持原來偏振方向到達檢偏器。如果兩片振光的光軸正交設置，射向檢偏器的偏振光的偏振方向就與檢偏器的光軸方向垂直，線偏光無法通過檢偏器；液晶顯示器上的相應區域便呈現黑暗的狀態。若兩偏振片的光軸平行設置，射向檢偏器的偏振光的偏振方向就與檢偏器的光軸方向平行；線偏光可以順利通過檢偏器；液晶顯示器上的相應區域便呈現明亮的狀態。對于常白方式的TN-LCD，液晶顯示器上非選擇的區域呈現明亮狀態、選擇區域呈現黑暗狀態，這樣便在明亮的背景上顯示出黑暗的圖案。對于常白方式，可實現在白色背景上顯示黑色圖案，稱為正像顯示；對于常黑方式，可以實現在黑色背景上顯示白色圖案，稱為負像顯示。TN模式中兩種方式的CR-Va/Vth曲線。橫坐標采用驅動電壓的歸一化值。在低電壓驅動領域，NB方式具有比NW高的對比度，但在高電壓驅動領域，NW方式具有很高的對比度。常黑（

NB）方式和常白(NW)方式的電光特性如上圖所示。其中點線、實線、點劃線分別表示R,G,B三原色的T-V曲線。與NB方式相比，NW方式在低透過率區的三原色T-V曲線匯聚為一條線，而低透過區的三原色T-V曲線的會聚性對色再現性和對比度有極大影響。NW方式在低透過率區的三色會聚性好，因而其色再現性比較好；NW方式在低透過率T可達到非常小的值，為無電場時透過率的百分之一以下，因而可得到非常高的對比度。

NW方式的特點不僅色再現性好，對比度高。而且視角引起的色變化也小。TN模式的優點：成本最低技術最成熟生產難度最小易于彩色化TN模式的存在問題：視角小；響應速度慢；僅有增加TFT后才能制作大尺寸的顯示器。3、TN模式的視角擴展視角問題產生的原因不同角度的光線從液晶層射出時所獲得的相位延遲各不相同。而相位延遲的大小又決定著合成光的偏振狀態，從而影響出射光強的大小。觀察角度不同,獲得的亮度不同

光線從液晶層射出時所獲得的有效光程差Δnd值也就不一樣了（注：液晶盒的最佳光程差是按照垂直入射光線進行優化設計的），從而獲得不同的相位延遲。液晶分子的這種特性表現在顯示質量上，就是我們感受到的在不同觀察角度出射光強度會不一樣的現象。

解決TN-LCD視角問題的根本途徑在于消除Δnd值的各向異性。亮態時，TN盒的透過特性對視角特性的影響不大，而暗態（有場態）的透過率與視角關系十分靈敏，所以視角的補償多集中在暗態的光學補償上。TN模式中暗態是有電場狀態，在飽和電壓下，盒中心部位的液晶分子垂直于基板排列，而基板附近的分子幾乎不扭曲地徐徐傾斜取向，形成指向矢沿盒厚方向連續變化但上下不對稱的混合取向，如右圖所示。

特征需要不對稱的補償膜.TN液晶顯示器的視角非對稱性來源于液晶分子的棒狀結構和排列方式

。.由于在飽和電壓作用下液晶分子為混合取向，要得到充分補償，補償膜中的光軸取向最好滿足相應的分布[見圖3-1-1（a）補償膜部分]，這種膜的結構如圖3-1-1(b)所示。

WithWVFilmCompensation:NarrowViewingAngleWiderLowContrastRatio

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