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Technologie der Dünnfilmtransistor-Flüssigkristallanzeige
Jul 03, 2018

Technologie der Dünnfilmtransistor-Flüssigkristallanzeige


  TFT-LCD-Struktur. Das TFT-LCD besteht aus drei Kernteilen: Display, Hintergrundbeleuchtung und Treiberschaltung.

Die TFT-LCD-Anzeige umfasst ein Array-Glassubstrat, einen Farbfilterfilm und ein Flüssigkristallmaterial. Das Vorbereitungsverfahren für das Array-Glassubstrat ist: Verwenden von drei Photolithographiemaskenplatten, zuerst kontinuierliches Abscheiden von ITO-Film auf dem Glassubstrat (Dicke 20 bis 50 nm) und Cr-Film (Dicke 50 bis 100 nm) und Photolithographie und dann kontinuierliches Abscheiden die isolierte Gate-Membran SiN: (Dicke etwa 400 nm) und dann die Eigena-Si-Schicht (Dicke 50 bis 100 nm) und N + aSi-Schicht und Photolithographiegrafik (Trockenabscheidung) Al-Film, Photolithographie-Drain-Source-Elektrode und schließlich Drain-Source-Elektrode als Maske, selbstjustiertes Ätzen des Cr-Films auf der Pixelelektrode und TFT-Source-Drain zwischen N + a-Si-Film. Dies ist der einfache Herstellungsprozess der TFT-Anti-Interlacing-Struktur. Der nächste Schritt ist das Beschichten der auf Polyimid ausgerichteten Schicht auf dem Glassubstrat und die Reibung in einer bestimmten Richtung mit der Flanellette, um die Oberfläche der Orientierungsschicht mit derselben Richtung einen feinen Kanal bilden zu lassen und die gerichtete Anordnung der Flüssigkristallmoleküle zu steuern . Unter der Bedingung, dass die Richtung der Muldenrille in den zwei Glassubstraten orthogonal ist, werden die beiden Glassubstrate abgedichtet und


Der Farbfilterfilm (Color Filter) wird kurz CF genannt. Die Farbanzeige des TFT-LCD wird auf dem Farbfilm tatsächlich durch das Licht des Arraysubstrats beleuchtet, und die Farbe kann auf dem Anzeigebildschirm angezeigt werden. Der Farbfilterfilm (als farbiges Glaspapier) kann über der transparenten Elektrode (zwischen der transparenten Elektrode und der Flüssigkristallschicht) oder unter der transparenten Elektrode (zwischen der transparenten Elektrode und dem Glas) hergestellt werden. Das obere und das untere Glassubstrat sind sehr genau auf den CF-Film ausgerichtet und die schwarzweiße CF-Filmmatrix ist genau auf die Kante der ITO-Pixelelektrode ausgerichtet. Der CF-Film wird an der Oberfläche der Flüssigkristallzelle befestigt und dann durch zwei farblose Polarisationsplatten in die Flüssigkristallzelle geklemmt. Das Prinzip der Farbdarstellung kann kurz beschrieben werden als: Unterteilen eines Pixelpunktes eines TFT-LCD in drei Grundfarben Rot, Grün, Blau (R, G, B) und entsprechend RGB des CF-Films LCD für die Funktion der Lichtventil zum Ausgleichen und Anpassen der gewünschten Farbe durch die dreifache Farbe der CF-Membran. Wenn das einfallende Licht, das durch den CF-Film fällt, verfehlt wird, wirkt sich dies auf den Kontrast des TFT-LCDs aus. Daher sollte Schwarz (Black Matrix) in der Lücke für Short eingestellt werden.

Für Stabilität und Glätte wird die Schutzschicht (OE COTA) mit einer Dicke von 0,5 bis 2 m aus OC, Propylenharz und Epoxidharz hergestellt. Dann wird eine gemeinsame Elektrode auf der Schutzschicht, das heißt einem transparenten Elektrodenfilm, gebildet. Die BM-Schicht besteht üblicherweise aus Metallchrom (Cr). Um die Oberflächenreflexion zu reduzieren, wird auch Chromoxid (CrOx) oder Harz verwendet. Die Dicke des Metallchroms beträgt etwa 1000 bis 1500, die mit Harz, Farbstoff oder Pigment als Farbschicht gefärbt ist. Die Farbzahl jedes Pixelpunkts ist aufgrund der Verwendung von TFT-LCD unterschiedlich. Wie Bar, Mosaik, Dreieck und so weiter. Die Eigenschaften des CF-Films werden als Durchlässigkeit, Farbreinheit, Kontrast und geringe Reflexion ausgedrückt. Die Anforderungen an den CF-Film sind daher hohe Transmission und Farbreinheit, hoher Kontrast und ruhige Integrität sowie extrem niedrige Diffusionsreflexion.

Flüssigkristallmaterial. Nach unvollständigen Statistiken gibt es mehr als 10.000 Arten von Polymerverbindungen, die als Flüssigkristallmaterialien verwendet werden können. Ein Flüssigkristallmaterial ist normalerweise schwierig, die Anforderungen des Temperaturbereichs, des Elastizitätskoeffizienten, der Dielektrizitätskonstante, der Brechungsindexanisotropie und der Viskosität und anderer wichtiger technischer Indikatoren zu erfüllen. Die physikalischen Eigenschaften müssen durch einen gemischten Flüssigkristall moduliert werden. Üblicherweise verwendete repräsentative Flüssigkristallmaterialien können gemäß der Richtung der molekularen Ausrichtung in drei Kategorien unterteilt werden: eine ist ein nematischer Flüssigkristall. Dieses Flüssigkristallmaterial ist parallel zur langen Achse der Moleküle. Moleküle können sich nicht nur drehen, sondern auch auf und ab bewegen. Zwei ist cholesterischer Flüssigkristall. Bei diesem Flüssigkristallmaterial ist das Molekül auf verschiedenen Ebenen ausgerichtet, auf derselben Ebene, die Molekülachse ist parallel zum Richtungsvektor jeder Ebene, und die Verdrehung der Schicht für Schicht wird spiralförmig geändert. drei ist der Flüssigkristall in der Nähe der Phase. Die Flüssigkristallmaterialien sind in einer Schichtweise angeordnet, und die Molekülachse jeder Schicht ist parallel zueinander und kann sich parallel zueinander bewegen. Moleküle können jedoch nicht frei zwischen den Schichten gleiten. Die Hauptmerkmale des Flüssigkristallmaterials sind: lange Molekülstruktur, vertikale und parallele zwei Richtungen in Richtung der molekularen Richtwirkung, die elektrische Geschwindigkeit, die Dielektrizitätskonstante und der Brechungsindex sind alle unterschiedlich und ändern sich mit den äußeren Bedingungen wie z Temperatur und Betriebsfrequenz. Außerdem ist die Anisotropie des Brechungsindex groß, und die Flüssigkristallzelle kann dünner werden, wenn derselbe optische Effekt erzeugt wird. Die elektrische Feldstärke bei derselben Spannung kann die Ansprechgeschwindigkeit der Flüssigkristallzelle beschleunigen.


TFT-LCD-Hintergrundbeleuchtung. Der Flüssigkristall selbst emittiert kein Licht, und das externe Licht muss angewendet werden. Dieses externe Beleuchtungslicht wird als Hintergrundbeleuchtung bezeichnet. Die LCD-Hintergrundbeleuchtung kann entsprechend der relativen Position der LCD-Oberfläche und der Lichtquelle grob in drei Typen unterteilt werden: Kantentyp, Direkttyp und selbstleuchtender Typ. Glühlampen und Weißhalogenidlampen sind Punktquellen, Leuchtstofflampen (Heißkathode und Kaltkathode) sind Linienlichtquellen, Elektrolumineszenz (EL) und Matrixlicht emittierende Dioden sind Oberflächenlichtquellen. Die Hintergrundbeleuchtung des Randtyps ist die Leuchtstofflampe an der Seite des Anzeigebereichs und die Lichtquelle der Fertigungslinie. Um die Gleichmäßigkeit der Helligkeit des Anzeigebereichs sicherzustellen, nimmt die Hintergrundlichtquelle des Kantentyps Maßnahmen zur Lichtsammlung und -führung ein. Um effektiv zu bewirken, dass das einfallende Licht von einer Seite ausgestrahlt wird, wird das Licht von dem vom Kollektor emittierten Licht reflektiert, um es zu einer ebenen Lichtquelle zu machen. Die gerade Hintergrundbeleuchtung ist mit einer oder mehreren Kaltkathodenlampen am unteren Rand des Anzeigebereichs ausgestattet. An der Kaltkathodenlampe befindet sich eine diffuse Streuplatte, um die Kaltkathodenlampe zu eliminieren. Die selbstleuchtende Hintergrundbeleuchtung befindet sich unter dem Anzeigebereich, und die Elektrolumineszenzplatte wird zusammengebaut. Elektrolumineszenz ist eine Oberflächenemission, die gleichmäßig ohne Flecken verteilt werden kann. Die Lichtfarbe ist grün, blau und weiß und die Helligkeit beträgt 30 bis 100 Minuten. Der Entwicklungstrend der TFT-LCD-Hintergrundbeleuchtung ist: großes Bild, hohe Helligkeit, großer Betrachtungswinkel und dünnes, geringes Gewicht, geringer Stromverbrauch und niedriger Preis.


TFT-LCD-Treiberschaltung . Zur Anzeige von Grafiken wird das TFT-LCD durch eine Progressive-Scan-Matrix angezeigt, die nach m * n Punkten angeordnet ist. Beim Entwurf der Treiberschaltung müssen wir zunächst berücksichtigen, dass die Flüssigkristallelektrolyse das Flüssigkristallmaterial verschlechtern wird, und um die Lebenserwartung zu gewährleisten, verwenden wir normalerweise den AC-Antriebsmodus. Die Ansteuerungsmethoden wurden ausgewählt: Spannungsauswahl, Rampenmodus, DAC-Modus und Simulationsmodus. Da TFT-LCD hauptsächlich in Notebook-Computern verwendet wird, ist die Treiberschaltung grob in Signalsteuerschaltung, Stromversorgungsschaltung, Grauspannungsschaltung, Treiberschaltung für gemeinsame Elektroden, Datenleitungstreiberschaltung und adressierbare Leitungstreiberschaltung (netzgesteuerter IC) unterteilt. Die Hauptfunktion der Treiberschaltung besteht darin, dass die Signalsteuerschaltung ein digitales Signal, ein Steuersignal und ein Taktsignal an den digitalen IC liefert und das Steuersignal und das Taktsignal dem Gatetreiber-IC zuführt; die Stromversorgungsschaltung liefert die Stromversorgungsspannung an den digitalen IC und den Gate-Treiber-IC; Die graue Spannungsschaltung erzeugt die 10 der digitalen Treiberschaltung. Jede der Graustufenspannungen versorgt das Datenlaufwerk; die Treiberschaltung für die gemeinsame Elektrode liefert die gemeinsame Spannung relativ zu der Pixelelektrode an die gemeinsame Elektrode; Die Datenleitungstreiberschaltung zeigt die Daten- und Taktsignale der 6 Bits des von der Signalsteuerschaltung gesendeten RGB-Signals an, und die Zeitsequenz wird sequentiell verriegelt und in das Innere fortgesetzt, und die Anzeigedaten haben dann ein Verhältnis von 6.

Der spezielle DA-Wandler wird in ein analoges Signal umgewandelt. Anschließend wird die Ausgangsschaltung in eine Impedanz umgewandelt, um die Datenleitung des LCD-Bildschirms zu versorgen. Die Gatetreiberschaltung überträgt das von der Signalsteuerschaltung gesendete Taktsignal, konvertiert die Bewegung über das Schieberegister, schaltet die Ausgangsschaltung auf die EIN / AUS-Spannung und fügt sie dem LCD-Bildschirm hinzu. Schließlich wird die Treiberschaltung auf der TAB (automatisches flexibles Schweißen von Schaltungsplatinen) montiert, und der ACF (anisotropisch leitfähige Klebefilm) und der TCP (flexible Treiberschaltungsband) werden mit der Flüssigkristallanzeige verbunden.


TFT-LCD-Funktionsprinzip. Zunächst wird das Prinzip der Anzeige eingeführt. Das Prinzip der Flüssigkristallanzeige basiert auf den Eigenschaften der Flüssigkristalltransmission, die sich mit der angelegten Spannung ändert. Wenn das Licht den Polarisator durchläuft, wird es linear polarisiertes Licht. Die Polarisationsrichtung stimmt mit der Richtung der Vibration des Polarisators überein, die der Reihenfolge der Flüssigkristallmoleküle auf den oberen und unteren Glassubstraten entspricht.

Wenn das Licht die Flüssigkristallschicht durchläuft, wird das linear polarisierte Licht aufgrund der Brechung des Flüssigkristalls in zwei Strahlen zerlegt. Da die Ausbreitungsgeschwindigkeit dieser zwei Strahlen unterschiedlich ist (dieselbe Phase), ändert sich die Richtung der Vibration, wenn die zwei Strahlen synthetisiert werden. Durch das Licht der Flüssigkristallschicht wird sie allmählich verzerrt. Wenn das Licht die Polarisationsplatte erreicht, ist die Schwingungsrichtung der optischen Achse um 90 Grad verzerrt und stimmt mit der Schwingungsrichtung des unteren Polarisators überein. Auf diese Weise bildet das Licht durch den unteren Polarisator ein helles Feld. Wenn die Spannung angelegt wird, wird der Flüssigkristall unter der Wirkung eines elektrischen Feldes ausgerichtet, verzerrt und verschwunden. Zu diesem Zeitpunkt wird das linear polarisierte Licht des Polarisators nicht länger in der Flüssigkristallschicht gedreht und kann die untere Vorspannung nicht passieren.

Ein paar: TFT-LCD-Schaltungsstruktur

Der nächste streifen: LCM-Anzeigetyp