TFT-LCD中耦合电容Cpd影响因素的研究

LCD显示效果依赖于液晶分子在电场作用下的旋转,液晶分子具有各向异性的介电常数,不同旋转角度的液晶分子,在相同电容器中,表现出不同的电容值。像素电极和数据线构成耦合电容器Cpd,过大的耦合电容Cpd值会导致数据线信号传输的延迟,影响像素电极周边液晶分子分布,使显示器的画面品质出现垂向块状云纹等不良。针对如何降低耦合电容Cpd值,本文对影响耦合电容Cpd的因素进行了一系列模拟,研究了耦合电容Cpd变化机理,得出了一系列降低耦合电容Cpd的结论。     

液晶介电常数对耦合电容的影响

采用2DMOS模拟软件对数据线与其相邻像素电极所构成的耦合电容Cpd进行了模拟,重点研究了介电常数对数据线左右侧的耦合电容Cpd的影响机理及趋势.通过模拟得出:数据线左侧的耦合电容Cpd主要受液晶层间的电场力影响,数据线右侧的耦合电容Cpd主要受到耦合电容Cpd间的电场力影响,而总耦合电容Cpd中占主要部分的是右侧耦合电容Cpd,因此可通过降低右侧耦合电容Cpd的方法来降低总耦合电容Cpd.     

TFT-LCD HADS显示模式下黑白Mura机理研究及设计优化

随着高分辨率TFT-LCD HADS产品的开发,一种与像素ITO图形密切相关、有明暗(黑白)亮度差异、不同视角观察下存在黑白反转现象的Mura不良高发。经过对不良产品的参数测量和模拟分析,确定发生该不良的原因是在邻近区域内,像素开口区内的像素电极ITO(1ITO)图形和公共电极ITO(2ITO)图形发生了不同程度的相对偏移,电场分布存在差异,因此亮度发生明显差异;而且由于图形间的相对偏移导致电极间的电场发生偏移,形成像素左右两侧的一侧为强电场,一侧为弱电场,因而会出现从一侧观察发亮而从另一侧观察发暗、左右视角观察的黑白反转现象。Mura区与相邻OK区1ITO?2ITO对位差异为0.5μm。通过1ITO和2ITO的线宽设计优化,可提高产品对此偏移不均一的容忍度。最终采用最佳1ITO、2ITO线宽条件生产,配合1ITO和2ITO共用设备及TP非线性补正等条件并举,此不良由高发时的14.2%降至0.2%以下。本文研究成果对于高分辨率HADS产品的设计和性能改善,有着重要的指导和参考意义。     

大尺寸高分辨率TFT-LCD垂直串扰的机理研究与改善

随着生活质量的提升,大尺寸、高刷新频率、高分辨率的显示器件越来越受到人们的青睐。然而,高规格产品同时也会伴随更多的显示问题,垂直串扰就是其中一种。垂直串扰产生原因主要是由于数据线与像素电极之间的耦合电容C_pd以及薄膜晶体管(TFT)关闭时的漏电流I_off使像素电压发生偏移。高分辨率8 K产品由于其存储电容大幅减小、布线密集程度增大,导致其垂直串扰现象严重。本文通过软件模拟了C_pd的影响因子,再结合不同像素电极2ITO交叠面积样品的反置现象确定C_pd的影响程度,同时通过改变各项工艺参数确定最佳存储电容及漏电流条件,最后在最佳存储电容及漏电流条件下探讨与之匹配的2ITO交叠面积。在所有最优工艺条件下,不良比率由最初的55.6%下降至4.2%,画质大幅改善。     

TFT-LCD公共电压耦合畸变的影响因素及与线残像关系的研究

为了解决TFT-LCD的线残像不良,对信号线与公共电极之间的电压耦合的大小和影响因素进行了研究。利用金属熔接技术,测量了屏内公共电极电压在信号线电压作用下发生的耦合畸变的大小,并将其与线残像的严重程度进行了对比。同时通过对不同的影响因素,即版图设计、信号线电压及反转方式、TFT工艺流程、TFT膜质调整分别进行了研究和测试。结果显示信号线和公共电极及绝缘层构成了MIS结构的电容,电容容值的变化导致的公共电压耦合程度与线残像的严重程度呈现明显的对应关系。通过改变非晶硅半导体层的介电常数或者尺寸设计,可以减小信号线与公共电极间的寄生电容(包括信号线金属与公共电极线金属的交叠电容和信号线与像素公共电极间的侧向电容),降低公共电极电压的耦合程度,改善线残像不良。其中提高信号电压转换频率和用紫外光照射半导体层的改善效果最为明显,耦合电压分别下降了55%和62%,线残像的消失灰阶从L172或更高转变为低于L127。研究成果对于大尺寸、高分辨率、高亮度、低功耗的TFT-LCD产品的设计和性能改善,有着重要的指导和参考意义。     

RGBW液晶显示中的像素极性排布方式解析

为提升RGBW液晶显示模组的显示质量,通过对RGBW液晶显示模组进行数据测试和理论分析验证,得到提升RGBW液晶显示质量的方案。通过FPGA信号转换算法同时搭配RGBW玻璃,产出透过率增加50%的车载液晶显示模组。由于彩膜(CF)进行了重新设计修改,模组发生交叉串扰、色偏以及横纹闪烁等不良,通过测试不同极性反转驱动对应的波形,以及CF排列组合,得出产生问题的原因。结果表明,RGBW液晶显示中的像素极性排列需要与CF匹配,否则将发生交叉串扰、色偏以及横纹不良。液晶像素设计中同行同色像素的极性需要正负平衡,否则将使模组显示质量下降。     

改善a—SiTFTLCD像素电极跳变电压方法研究

非晶硅薄膜晶体管液晶显示器（a—SiTFTLCD）中,在栅极信号由开启到关断的瞬间,由于栅源耦合电容Cgs的存在．使像素电极电压出现跳变,跳变前后像素电极电压差称为△Vp。降低△Vp一方面能减小闪烁程度,降低残像残留．同时还能最大程度地提高像素电极保持阶段的电压。防止出现因TFT漏电流过大而造成的像素电极电压衰变到所应显示灰度电压之下,从而出现显示灰阶的变化。本文从理论上分析了△Vp形成原理,介绍了两种能有效降低△Vp的方法．即多栅极电路和脉冲式存储电容。     

ADS模式低存储电容像素设计

高级超维场转换技术(Advanced Super Dimension Switch,简称ADS)是以宽视角技术为代表的核心技术统称,其显示模式过大的存储电容(C_(st))成为限制Dual Gate GOA 4K TV应用的主要因素。在较短的充电时间内,像素为了维持相同的充电率,需要降低C_(st)。本文采用一种双条形电极ADS结构(Dual Slit ADS),其中像素电极与公共电极交叠区域形成ADS结构,像素电极与公共电极间隔区域形成共面转换(IPS)结构,通过减少像素电极与公共电极的交叠面积,起到降低ADS模式C_(st)的目的。模拟结果表明:当ADS显示模式采用Dual Slit ADS设计时,像素的C_(st)可以下降30%~40%。实验结果表明:采用Low Cst Pixel ADS设计时,VGH Margin可以增大2.5 V,但受到像素电极和公共电极的对位影响,透过率下降5%。     

TFT-LCD关机横纹缺陷分析(英文)

利用输出信号波形及偏压测试方法对TFT-LCD产品关机过程中发生的横纹不良进行了分析。分析结果表明,不良与像素电极放电效率相关。在此基础上提出了两种改善方法:一是通过改善TFT特性提高电极充放电能力;二是通过添加reset驱动电路实现像素电极同时放电。试验结果表明,放电效率的提升对于改善横纹缺陷效果明显,其中后者可完全消除不良现象。     

基于ARM和FPGA的LCD灰阶色度自动校正系统

由于液晶显示器件特殊的电光效应,其输入与输出为非线性关系,又因液晶像素对不同波长的光透过率不同,红绿蓝三通道穿透率特性表现不一致,形成不同灰阶色温的偏移.为使显示器件达到最佳的显示效果,必须对其做显示校正.针对小尺寸TFT-LCD提出了基于ARM和FPGA的LCD灰阶色度自动校正系统,系统使用高性价STM32为核心主控,结合高速FPGA和SSD2828实现8lane MIPI信号的输出,支持高达2K×4K分辨率的LCD.校正算法依据格拉斯曼混色定理,通过较色矩阵实现XYZ与RGB的转换,结合3次样条插值实现RGB穿透率的获取,再根据目标亮度色度计算获取目标穿透率.实验结果表明该系统可实现LCD灰阶色度更为快速、准确的校正,其中校正时间在10s以内,灰阶亮度精度为1％,色度精度为±0.001 5,且校正系统成本低、体积小、具有广泛的应用性.     

边电极和面电极热电探测器对红外激光器信号的响应

本文给出了边电极(EE)和面电极(FE)热电探测器对红外激光器信号的峰值电压响应的表示式。当响应与样品的电容C_s无关时,面电极探测器就具有高得多的响应度。当响应取决于C_s和两种样品的前置放大器输入的电容C_i都可忽略不计时,则边缘电极设计就只能给出一稍高的响应(在文章中所预计的高增益是从考虑边电极样品为一平行板电容器而得出的)。然而,当C_(sEE)<相似文献   

一种高节能、低溢出率的动态调光算法

为了解决现有调光算法存在节能率低和溢出失真率高的问题,本文提出了一种高节能、低溢出率的动态调光算法。在综合考虑液晶显示器中背光亮度和像素亮度对最终显示效果存在非等效影响的实际情况下,将输入图像灰阶亮度作一定的预处理后再进行图像背光亮度计算,并且采用带有权重的线性调节方式来进行液晶像素的补偿计算。与常见调光算法的平均节能11.9%和平均溢出率12.34%相比,本文算法的平均节能可达22.15%,而溢出失真率降低至9.95%。在工程样机上对50幅图像进行了实际测试,与采用常见调光算法的显示器相比,采用本文调光算法的显示器在获得更高节能率的同时,保持了较好的显示质量,没有明显的亮度下降。     

影响ADS面板闪烁漂移的因素研究

挠曲电效应(Flexoelectric Effect)是指液晶分子在外电场的作用下,由于展曲/弯曲形变而导致的液晶分子自极化,并表现出宏观电偶极矩的现象。ADS模式液晶显示面板在开机工作初,由于挠曲电效应从而产生闪烁漂移(Flicker Shift)的现象。本文从挠曲电效应的产生机理出发,结合试验结果,讨论了灰阶电压大小及灰阶电压对称性对闪烁漂移程度、速率的影响;当闪烁漂移达到稳定后,面板的实际公共电极电压(Vcom)偏移程度变化。结果发现,随着灰阶电压的升高,闪烁漂移程度会随着挠曲电效应的增强而加重,面板内Vcom电压偏移量也随之增加,而改变灰阶电压的对称性可在一定程度上增强或抵消自极化效应带来的Flicker漂移和Vcom电压偏移。利用该结果可一定程度上改善面板的显示特性。     

ADS液晶面板划痕Mura研究

手指滑动ADS(Advanced Super Dimension Switch)液晶面板的L255画面时,由于按压导致的液晶分子形变和电场作用,滑动位置亮度会降低,表现为留下发暗的按压的痕迹。如果该痕迹在按压5 s后不能恢复,我们称之为划痕Mura(Trace Mura)。本文通过对比5种不同像素设计的液晶面板的滑动按压实验的结果,得到了像素电极设计、驱动电压对Trace Mura的影响;进一步模拟分析液晶分子状态,得到判断不同像素设计的Trace Mura风险的模拟方法。主要结论如下首先,像素电极尾部设计对于Trace Mura改善方面,弧角设计优于切角设计,切角设计优于开口设计;像素电极间距(Space)越小,Trace Mura风险越小。其次,Trace Mura需要在高灰阶电压下按压划动液晶面板才能发生;而发生Trace Mura的液晶面板,可以通过降低液晶面板的电压灰阶来消除按压痕迹。最后,对比液晶分子状态模拟结果,确认在电极末端的液晶分子方位角会发生突变(即向相反方向偏转),模拟的突变角度在-15°以上,预测有Trace Mura风险。     

感应灰阶的产生技术及其在液晶显示器中的应用

针对液晶显示器灰度等级低、色彩偏移及需白平衡调整等现象,利用PD(Pixel Dithering,像素抖动)与FRC(Frame Race Control,帧速率控制)算法基于FPGA系统产生感应灰阶,从而提出了一种基于此感应灰阶技术的液晶显示器灰度增强、色彩偏移校正及白平衡调整的方法,并在液晶显示器中实际应用。实验结果表明:该方法算法简单,计算量小,采用该方法,极大地提升了显示效果,使画面层次感更丰富细腻、色彩更逼真。     

基于以顶层ITO为像素电极设计的产品工艺优化

HADS产品通常使用有机膜材料来减小寄生电容,以实现高像素密度(PPI)显示。本文对如何改善以顶层ITO为像素电极(Pixel Top)设计的有机膜产品的公共电极ITO与数据线间短路(DCS)不良进行了工艺优化研究。首先,通过显微镜、聚焦离子束对HADS有机膜产品DCS不良发生机理进行了分析,进而提出了第一钝化绝缘层刻蚀工序省略、保留第一钝化绝缘层至公共电极与像素电极间第二钝化绝缘层刻蚀时进行"一步刻蚀"的工艺流程变更改善方案。针对新工艺流程验证中TFT栅极过孔处第一钝化绝缘层出现的底切不良,通过调整等离子增强化学气相沉积成膜参数改善第一钝化绝缘层膜质,并选取最优成膜条件进一步调整干法刻蚀参数改善刻蚀形貌,获得了优良的栅极过孔刻蚀坡度角。优化后的"一步刻蚀"工艺进行的TFT基板,其栅极过孔第一钝化绝缘层坡度角小于40°,与栅极绝缘层间无明显刻蚀台阶。量产验证有机膜缺失导致的DCS发生率降为0。通过优化工艺,在降低产品不良率的同时还减少了工艺步骤,提升了产能。     

LTPS AMOLED显示器像素电路阈值电压补偿效果的改善

为改善LTPS AMOLED显示器像素电路阈值电压变动性补偿效果,本文分析了相关电压型像素电路的工作过程,确认了影响阈值电压补偿效果的关键因素,包括显示信号刷新扫描行周期对阈值电压获取充电时间的制约、驱动信号形成过程中相关TFT电容增量造成的阈值电压精度损失等。针对这些关键因素,本文提出了像素电路改进对策。通过分离阈值电压获取和数据电压信号刷新过程实现阈值电压获取充电时间的延长,通过反向增量电容补偿相关电容增量误差。在像素OLED驱动电流受阈值电压变动影响突出的低灰阶状态下,模拟结果表明阈值电压获取和数据电压信号刷新过程分离像素电路的OLED驱动电流变动性是参考电路的1/7;反向增量电容补偿像素电路OLED驱动电流变动性大约为无补偿参考电路的1/2。补偿效果样品视觉评价结果与模拟结果趋势相符。     

TN型产品画面切换潮汐现象的分析与改善

TN型LCD产品在由L255向L0切换瞬间经常出现一种潮汐现象。该现象表现为像素边缘液晶响应延迟,有短暂的局部漏光,对品质影响较大。为改善该不良进行了研究。首先,根据不良表现出来的规律性,明确了只有摩擦弱区并不能导致不良;接着,通过大量的实测数据及电学实验分析证明了侧向电场增大到一定程度后才能使不良发生。分析表明,不良是摩擦弱区和侧向电场共同作用的结果,通过优化像素电极和数据线与摩擦弱区的位置关系,不良由2.7%下降到0.3%左右。     

TFT-LCD横纹不良研究与改善

本文研究了一款TFT-LCD HADS产品出现的21.4%横纹不良。通过分析和改善研究表明,产生横纹的根本原因是V_(com)反馈信号与CLK_1、CLK_2、CLK_3信号产生耦合效应及V_(com)补偿电路共同作用下,导致V_(com)在栅压关闭前存在三上三下的周期性波动,形成三行暗三行亮水平粗纹;根据原理分析进行不良改善实验验证,最终通过调整降低V_(com)补偿电路倍数,将该不良降低至0%。     

氮分子激光器Blumlein电路的研究

一、提高Blumlein电路性能的一般考虑 用在激光研制中的基本Blumlein电路结构如图1所示。激光管中两个横向放电电极分别与作为储能电容和脉冲形成线的电容C_2和C_1的高电压平板相连接,脉冲形成线并联一个火花球隙开关SG。工作时,高压电流电源同时对两个平板电容器充电,因为管内两电极有着相同的电位,因此不会发生气体放电。但当球隙开关击穿后,脉冲形成线对地放电,使与之相连的电极上的电位,突然降到地电位,于是两个电极之间便形成很高的电位差,使管内气体击穿,产生一个高电子温度的等离子体区,在合适的条件下,沿着与放电垂直的管轴方向将有激光输出。