大尺寸薄膜晶体管液晶显示器的一种条状显示不均的分析和改善研究

研究了大尺寸薄膜晶体管液晶显示器产品开发中遇到的一种新的条状显示不均。通过扫描电子显微镜、四探针测试仪和分光光度计设备对这种显示不均进行了分析,这种显示不均与薄膜晶体管阵列基板上的金属配线的膜厚周期性波动有关,金属膜厚的周期性波动导致了液晶显示器的液晶盒盒厚的不均匀,从而造成显示不均。这种膜厚的周期性波动与液晶高世代线广泛采用的平面靶材溅射设备构造有关。通过对设备结构的改造,提高了基板面内的金属膜厚的均一性,改善了此不良。     

TFT-LCD TN曲面显示器色不均现象的研究

薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)扭曲向列型(TN)液晶曲面显示器搭配宽视角偏光片暗态时会发生色不均现象,推测色不均现象的发生机理为:曲面状态时,玻璃基板受应力发生形变,面板中应力不均,加之液晶双折射,暗态时上视角观察显示屏上下两侧边缘发蓝。本文模拟了不同改善措施对色不均现象的影响,同时对有改善的模拟结果进行了实验测试。测试结果表明,可以通过两种方式改善色不均现象:第一种是增加暗态亮度,掩盖暗态时色不均现象,如调整电路、偏光片吸收轴角度等。实验结果表明调整电路使显示器暗态亮度从0.18cd/m~2提升至0.25cd/m~2,色不均面积由显示器面积的30%减小至10%,吸收轴角度从135°调整至134.5°,色不均面积减小至10%,但电路调整使显示器响应时间增加2.5倍,吸收轴角度调整0.5°会使对比度下降20%,对产品性能均有不利影响;第二种是改善曲面状态下显示屏内部应力均一性,如增加液晶盒盒厚、高温老化、降低显示器玻璃基板厚度等。实验结果表明:降低玻璃厚度至0.2mm以及高温60℃老化72h均能使色不均现象消失,且对产品性能无不利影响。     

外加电压频率对液晶介电各向异性的影响

液晶材料的介电各向异性通常与频率有关。为进一步研究频率对液晶材料介电常数的影响,首先,使用紫外可见分光光度计(METASH UV-9000S)和表面轮廓仪(Contor GK-T)分别测量液晶盒厚度以及聚酰亚胺(PI)取向层厚度,通过精密热台(LTS 350)控制实验温度20℃,使用精密LCR表(Agilent E4980A)测定4种不同液晶材料在100～2 000Hz的频率内的平行和垂直排列向列相液晶盒电容;然后,利用液晶盒电容模型计算出不同频率下液晶的平行和垂直介电常数,并绘制频率-介电各向异性曲线;最后,分析频率对液晶介各向异性的影响。实验结果表明:温度一定,正性液晶的介电各向异性随频率的升高而减小,然后逐渐趋于平缓,负性液晶的介电各向异性随频率变化基本保持不变。此项研究对进一步分析液晶材料的介电特性具有一定的指导意义。     

TFT-LCD残像原理与分析-加强篇二

残像是TFT-LCD的一种显示特性,主要表现为当液晶显示器长时间显示同一个画面,在把画面切换到下一个画面时,原先的画面会残留在下一个画面中。本文的加强篇二从材料面的彩膜、液晶、配向膜及工艺面的配向膜工程、ODF工程导致的残像具体分析了其原因和改善方法。     

通过改进TFT-LCD生产工艺提高光透过率降低生产成本和能耗

很多人都把注意力集中在TFT液晶显示器的面板技术上,例如LED背光源、120/240Hz帧频、宽视角以及其它一些能提高显示性能的技术。在这个背景下,通过不断改进TFT液晶显示器的制造工艺,提高了生产效率,降低了成本,同时亦提高了能源利用率。最新的技术进展涉及滤光片、液晶配向、TFT设计等方面。     

通过改进TFT-LCD生产工艺提高光透过率降低生产成本和能耗

很多人都把注意力集中在TFT液晶显示器的面板技术上,例如LED背光源、120/240Hz帧频、宽视角以及其它一些能提高显示性能的技术。在这个背景下,通过不断改进TFT液晶显示器的制造工艺,提高了生产效率,降低了成本,同时亦提高了能源利用率。最新的技术进展涉及滤光片、液晶配向、TFT设计等方面。     

STN-LCD残影显示的原理分析及实验研究

影像残留显示现象存在于各类LCD中,大多为离子效应所引起。针对这一问题,分析了不同配向膜对自由离子电荷的吸附情况,以及选用合适的配向膜搭配不同液晶材料、盒内自由离子电荷的浓度情况等对残影显示的影响。实验发现,选用合适的配向膜,增加重配向时间,有利于消除残影现象;在一定配向膜基础上,选用低阈值液晶或选用添加抗静电剂液晶,更容易消除残影现象。不过,在实际运用中,重配向时间的增加会影响液晶陡度;低阈值液晶会使液晶陡度变差同时使响应速度变慢,且容易出现显示不均;抗静电剂液晶也会导致显示不均。因此在实际运用中,必须平衡以上各条件,才能在不影响其他性能前提下,更有效地改善残影现象,提高STN-LCD的显示质量。     

液晶盒厚的均一性研究

根据液晶量的计算模型进行了理论模拟,基于模拟结果对各因子进行实验设计,并在实际生产中对提升盒厚均一性的方案进行了验证。实验结果表明,影响液晶盒厚均一性的关键因子是隔垫层、像素间段差和阵列基板侧段差,对盒厚工程能力指数的影响分别为0.9、0.8和0.6。在阵列基板侧使用有机膜可以将盒厚的工程能力指数提升0.6,采用交叉隔垫层可以将盒厚的工程能力指数提升0.9。降低彩膜侧段差最有效的方法是导入平坦层进行平坦化,高平坦性材料和普通材料的平坦层可分别将盒厚的工程能力指数提升0.5和0.2。     

负性液晶在FFS模式下的残像研究

图像残像是评价画面质量的最重要因素之一,大部分工程师研究了组合物的材料和液晶面板的制造工艺,以改善影像残留,但之前的研究主要是以正性液晶材料为基础进行探讨的,本文主要以负性液晶材料为基础研究了用边缘场驱动的面板残像。首先为了比较正性液晶与负性液晶,测量了离子密度及电压保持率(VHR),其次为了比较两种配向材料(PI)与液晶材料的搭配特性并选择合适的组合,量测了样品的直流残留(RDC)电压和Vcom电压随时间的变化。从量测结果可知,紫外(UV)光照前负性液晶离子密度是正性液晶的39倍,经过紫外光照,后负性液晶的离子密度为560Pc/cm,且其紫外光照后电压保持率变化量为2.7%;使用负性液晶搭配PI1的样品A-1的直流残留电压和Vcom(等效为交流驱动电压的中心值)随时间变化量都是最大的,分别为0.5V和250mV,负性液晶搭配PI2材料的面板和正性液晶的面板的直流残留电压均小于0.2V,其Vcom随时间变化量均在50mV以内。负性液晶材料的离子浓度含量高,且其稳定性比正性液晶材料差,负性液晶材料比正性液晶材料更容易发生残像;对于使用负性液晶材料,边缘场驱动模式的面板,搭配PI2配向膜材料能够保持低的直流残留电压及低的Vcom电压变化量,从而对改善残像现象有帮助。     

车载液晶显示器模组黑态均匀性改善研究

基于减小模组应力,系统的研究了工艺、材料、设计对黑态均一性的影响,确定出可满足70%面扫的方案。实验结果表明：1）模组设计上采用减薄至0.4 mm的液晶屏搭配1.3 mm厚度的盖板;2）材料选择使用上下材质一致的偏光片,液态光学贴合胶,低温各向异性导电胶;3）对盒工艺降低机械臂运行速度,可将车载液晶显示器模组的面扫黑态均匀性提升到70%。     

阵列基板设计对配向膜印刷的影响

目前,TFT-LCD行业已经趋于成熟。各大面板厂都在提升自身产品的竞争力:高分辨率、高色域、轻质化、窄边框化以及高对比度等等。配向膜作为LCD面板的主要构成起着重要的取向作用,其印刷的质量对产品良率起很大影响。喷墨打印作为大世代线配向膜印刷方法被越来越广泛的应用,但是其带来的印刷性不良也多种多样。本文重点介绍了阵列基板的设计对配向膜的影响。通过实验验证得出,阵列基板深孔设计对配向膜扩散起到了阻碍扩散的不良影响。从此结论出发,从配向膜印刷工艺和设计提出改善方案并取得了改善效果。     

具有CRT影象质量的双层液晶显示器

Lapton Computers公司采用一种新的制屏工艺可以获得如CRT显示质量的显示器,这种制屏工艺是在光学偏显片和背景光系统之间夹两个液晶显示层,这种屏的分辩率,对比度和亮度均匀性是单层液晶枝术无法达到的。补偿的扭曲向列相技术显示器具有双液晶层的优点、一层显示实际图象,另一层用于补偿原始液晶层中产生的色调,这样便实     

低阈值电压聚合物分散性液晶膜的电光特性

采用聚合物诱导柏分离(PIPS)方法制备了PDLC膜,研究了不同单体材料、温度、光强等对PDLC膜电光特性的影响.发现Bi-EMA-2和EHMA混合单体(质量组分为1:9)与液晶C70/02CN在折射率方面匹配较好,且在偏光显微镜下液晶微滴与聚合物单体的晶相边界清晰,易制备成对比度较高、阈值电压和饱和驱动电压较低的PDLC膜.温度和光强是控制和维持液晶与单体之间相分离速度平衡的重要工艺因素,直接影响到相分离过程中的液晶微滴形貌尺寸及其分布均一性,进而影响PDLC膜电光性能的优劣.通过工艺条件的优化,最终制备出了阈值电压为0.18 V/μm、饱和驱动电压为0.4 V/μm的PDLC膜.     

空间调制光传播方向及偏振态的多层图案化液晶聚合物薄膜研究

本论文主要介绍了一种用来空间上调节光的传播方向跟偏振态的光学薄膜结构。这种结构包含多层图案化的双折射薄膜,每一层都是由液晶聚合物(LCP)构成,这些聚合物的光轴方向由一层图案化的光配向层控制而变化。这种光调制器有两层功能层,第一层的设计是图案化的偏振光栅,光栅向量方向可以空间上变化,已达到空间调制光的传播方向的作用,第二层是一层图案化的光延迟膜,可以调节出射光的偏振态。这种多薄结构的厚度小于1μm,有助于提供高分辨率的光波前结构。它还可以当做光掩模,用来产生多畴配向结构的光配向层,应用到现代液晶显示器的制造中。为了验证这种结构的实用性,我们成功地制作了这种多层膜结构,并用它在单次曝光的条件下制作了一个两域光配向结构的液晶盒。这种光学薄膜结构在调制光的传播方向跟偏振态方面有着独特的功能,可以广泛应用于微型制造、三维成像、光通信、光计算、光开关等等领域。     

钝化层对声表面波滤波器的影响

为了研究钝化层对声表面波(SAW)滤波器性能的影响,以二氧化硅(SiO2)薄膜为钝化层,对厚度为12～80 nm的SiO2膜钝化层工艺数据进行分析.结果表明,当SiO2膜钝化层覆膜厚度大于25 nm时其膜层质量均匀性好,致密度高.同时SiO2膜钝化层厚度对膜层间的粘性、传播损耗、自身的质量负载及谐振峰处的频率均有影响,...     

TFT-LCD中液晶取向异常亮点机理研究及改善

在采用摩擦配向工艺实现液晶取向的TFT-LCD显示屏中,外形不规则亮点不良主要有两种:一种是由可见异物造成的亮点,可以通过加强摩擦后清洗等改善;另一种亮点不良并没有伴随可见异物发生。为提升TFT-LCD良率,亟需明确后者的形成机理并制定改善对策。经分析发现,此种不可见异物亮点位置处液晶取向异常,通过进一步对不良区域微观结构和成分的分析,确认该区域表面有厚约7.5～10nm的杂质区,造成液晶取向异常;然后通过液晶和配向膜取向异常的再现性测试,锁定摩擦布中背胶和柔顺剂残留是造成液晶取向异常的主要因素,明确了此不良的发生机理;最后,在生产线实际测试了减少背胶和柔顺剂的摩擦布,非异物亮点不良由0.6%降至0%,验证了我们的机理推测和实验室测试结果的有效性。     

快速高双折射率向列相液晶的分子设计与模拟计算

当前液晶自适应光学系统还不能满足校正大气湍流频率(＞40 Hz)的要求,这主要受限于LCOS器件的响应速度(10～20 ms)和位相调制量超过1λ的系统要求.研制新型快速高双折射率向列相液晶材料是解决这一问题的根本方案.本文从分子结构上探讨了影响液晶粘度和双折射率的一般规律.在此基础之上,设计了两种低粘度、高双折射率的液晶分子.通过使用AM1半经验量子化学算法进行了模拟计算,预测了所设计的液晶材料的Δn和Δε值.模拟结果说明,这两种结构的液晶材料能够很好地满足自适应系统的要求.     

阵列基板周边设计对聚酰亚胺液扩散的影响

为提高产能,笔记本电脑超高级超维场开关(HADS)显示产品的聚酰亚胺(PI)膜涂布方式从滚筒涂布的感光树脂转印版(APR)转印变更为喷墨打印,涂布方式的变更造成了PI液滴在面板周边V_(com)过孔和走线密集处扩散困难,难以扩散的PI液滴在面板边缘聚集形成周边黑线不良。首先,通过变更PVX(passivation SiN_x,钝化层)掩膜版解决V_(com)过孔周边PI液扩散不均问题,即通过改变面板周边过孔周期、尺寸以及距离像素区间距来减小过孔存在的影响,GP(Gate pad)侧过孔数量变为原来1/8,过孔面积比原来减小了98%,DP (Date pad)侧过孔数量变为原来的1/9,过孔面积比原来减小99%,同时DP侧过孔与像素区间距增大60%,PVX掩膜版变更极大地改善了PI液滴在过孔周围的扩散均匀性,最终周边黑线发生率从100%减小为6.6%。其次,通过变更喷墨打印涂布工艺来减小面板周边PI液积聚程度,我们开发出喷墨打印边缘补正功能,即保持像素区膜厚不变,面板边缘区域膜厚减少。边缘区域PI液的减少降低了该区域PI液积聚的可能性,边缘补正功能使得周边黑线发生率从6.6%降至0.5%。再次,阵列基板采用条形涂覆方式,即GP侧PI液全涂覆,周边黑线不良发生率降至0.05%。通过变更PVX掩膜版设计和喷墨打印涂布工艺参数,周边黑线不良发生率从100%减小为0.05%,满足量产需求。     

TFT-LCD一种黑Mura机理分析及工艺验证改善

TFT-LCD面板生产过程中会出现各种Mura,尤其是电视大尺寸产品,对显示均一性要求很高。Mura现象种类多,原因差异性大,本文分析的Mura属于电视面板的特殊不良。为解决此黑Mura,首先进行了实物分析研究,通过液晶盒特性、表面微观以及电学分析确认实物未见明显异常,为极微观异常。采用目前实际可操作方法很难进行深入分析,需依靠工艺验证来明确,因此通过工艺验证确认到不良为配向膜清洗机相关,而清洗机独立单元繁多。依据不良可能的原因以及实际生产线的运营状况,设计了5项相关可行性实验:清洗速度降低,清洗后增加静置时间,紫外光清洗强度提升,毛刷远离基板以及清洗机高压二流体喷淋压力调整。通过以上工艺验证结果,推理出不良形成原因为电荷残留,并提出两个合理可行的改善方向,首先是减少基板在高压二流体喷淋下的停留,其次为增加监控或关闭高压二流体喷淋,使不良从0.94%降低至0.00%,提升了产品品质。     

PCI结构TFT-LCD产品竖Mura不良机理分析及改善研究

针对像素电极与公共电极换位(P-ITO and C-ITO Interchanged,PCI)结构薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display,TFT-LCD)产品中出现的一种竖Mura,结合生产工艺的实际情况,本文运用关键尺寸(Critical Dimension,CD)、EPM(Electrical Properties Measurement)、SEM(Scanning Electron Microscope,扫描电子显微镜)等检测设备,进行了大量的实验测试、数据处理和理论分析工作。通过测量Cell Gap、膜厚、CD、Overlay等特性参数,进行产品设计对比、光效模拟和Lens恶化实验,发现该不良与PCI结构的特殊性有关。其产生的根本原因是不良区域内两层ITO之间左右非交叠区域CD差异造成电场分布异常导致液晶偏转角度异常,最终导致屏幕亮暗不均。通过改变ITO对位方式提高两层ITO之间左右非交叠区域的均一性,有效地降低了不良的发生率(从26%下降到0.1%以内)。