TFT-LCD宽视角技术的研究

摘要

视角各向异性和较窄的视角范围是液晶显示器(LCD)的主要弱点,也是阻碍LCD发展的重要因素.目前批量上市的中档TFT-LCD的视角性能为垂直方向-20°至+35°、水平方向±35°,离宽视角显示性能的要求相距甚远.该文从理论和实验两方面开展了TFT-LCD宽视角技术的研究工作.所进行的研究主要包括三个部分内容:一是进行了液晶分子指向矢分布及电光特性的模拟,分析了LCD视角局限性的原因,研究了液晶盒参数对视角特性的影响;二是研究利用光学补偿技术来改善TFT-LCD的视角特性的机理和方法;三是从改变液晶分子排列方式入手,研究了6类多畴宽视角技术的工作机理和液晶盒结构,并进行了试验样板制作和测试比较.基于Frank连续体弹性理论,该文研究并推导出描述液晶分子指向矢分布变化的迭代公式,利用Bremen 4×4矩阵方法,计算得到了液晶盒的电光特性.并确定了器件结构和液晶材料特性参数的选择范围,为宽视角器件的设计提供理论依据.论文还研究了LCD视角问题的形成原因,优化了液晶盒结构设计和盒参数的选择,并提出了改进LCD视角特性的总思路:克服不同视角方向有效Δnd不同的现象.通过对彩色TFT液晶盒结构参数和光学性能的分析,作者提出了黑矩阵结构的设计原则:黑矩阵大小的设计值应等于有效漏光区域的大小加上TFT阵列与黑矩阵的对准精度;黑矩阵和象素电极的交叠量在2um,TFT阵列与黑矩阵对准精度误差小于±0.2um,其遮挡的倾斜入射光线可保证在视角±40°范围内,对比度高于40:1.该文论述了TFT液晶盒三种常用显示模式的补偿原则:对于NWTN模式TFT液晶盒多数情况应该选择驱动黑态采用负A-片进行补偿;对于OCB盒应选择高压驱动态采用负C-片和负A-片相结合或采用展曲光轴特征的Fuji WV膜进行补偿;对于VA模式TFT液晶盒则应选择非驱动态采用负C-片进行补偿.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1液晶显示的发展概况

1.2 TFT-LCD宽视角技术研究现状

1.3论文的选题依据研究内容及结构安排

第二章液晶显示器的一般视角特性

2.1TN显示的一般视角特性

2.2视角的定义与检测

2.3灰度级TFT-LCD视角特性的评估

2.4 TN-LCD指向矢分布及电光特性的模拟

2.4.1引言

2.4.2液晶盒中指向矢分布的模拟

2.4.3液晶显示器电光特性的模拟

2.4.4模拟计算及结果

2.5 LCD视角局限性的原因分析

2.6小结

第三章彩色a-SiTFT-LCD的设计与制备

3.1引言

3.2彩色a-Si TFT-LCD的基本结构与工作原理

3.3彩色a-Si TFT-LCD显示模式选择与盒参数设计

3.4彩色a-Si TFT-LCD的设计与制备

3.5小结

第四章液晶盒外光学补偿技术

4.1引言

4.2相匹配光学补偿机理

4.3补偿膜的种类与特征

4.4相匹配补偿膜的选择准则与设计原则

4.5补偿膜与液晶盒色散匹配性的研究

4.6用相匹配补偿膜改善NWTN-TFT-LCD的视角特性

4.7膜补偿NWTN-TFT液晶盒视角对称性的失衡与保持

4.8膜补偿法改善TFT-LCD视角特性的基本限制

4.9小结

第五章改变液晶分子排列方式的多畴技术

5.1引言

5.2平行边缘场双畴技术

5.3脊线边缘场多畴技术

5.4电控弯曲模式多畴技术

5.5液晶分子光控取向多畴技术

5.6液晶分子多畴垂直排列技术

5.7共面场控制双畴垂直排列技术

5.8小结

第六章结论

6.1论文的主要研究成果与创新点

6.2需要进一步研究的问题

参考文献

致谢

作者博士生期间发表的论文与主要科研成果