《资料总结FFS》PPT课件

IPS（In-PlaceSwitching）和FFS(FringeFieldSwitching)比较,电场分布:电极分布不同,电场方向不同(平面电场vs边缘电场),电场有效面积不同FFS(Cst)IPS(Cst)FFSCst由1stITO下偏振片光透过方向平行于下板的摩擦方向(Emode),上下取向膜摩擦方向相反;液晶分子在取向膜平面上排向(预倾角23,摩擦角0);不加电压:液晶分子与下偏光板的透过轴平行存在,通过下偏光板的光的偏光状态不变所以不能通过上偏光板的透过轴常黑模式加电压:当电压超过门槛值Vth,正性液晶分子沿着电场方向排列扭转变形透光IPS/FFS光透过率公式:T=Tosin2(2)sin2(dn/)To平行偏振片所透过的光,d盒厚,n折射率各向异性,波长扭转角度():下偏振片透光方向和LC光轴间的角,X,Y,Z,LC分子空间坐标(:倾斜角度;:扭转角度),off,off,on,on,偏光片,检光片,下板摩擦方向,上板摩擦方向,Off/Onstates俯视图,FieldFringeSwitchingMode原理-2,FFS边缘电场分布：Ey在像素电极边上位置极强,在电极中间(pixelelectrodecenterFFS透光率随电极位置变化:光透过率在电极边缘处最大,在电极边缘位置光透过率极小,呈现disclinationlines.,Ey,Ez,A1,A2,A1,A2,A3,A3,A1,A2,A3,扭转角,倾斜角,+LC光轴方向在盒内随着y轴变化情况(d=3m),FringeFieldSwitchingMode原理-3,(开态)扭转变形,Counterelectrode,Pixelelectrode,时间,模拟LC在加电压时排列情况,Array,Cell,随时间变化的光透过率,Disclinationlines,Electrodeedge,Electrodecenter,Slitcenter,影响液晶光轴方向的因素:1.取向膜摩擦的锚定力2.液晶光轴和外加电场间的作用力介电扭矩N=*sin2*E2(其中摩擦方向与水平电场间夹角，E电场强度，介电常数各向异性)3.相邻液晶分子间的弹性力,LC分子旋转情况,(关态)恢复力,FFS专利:1996年FFS首次引进市场:1999边缘电场技术(FFS):宽视角,高光透过率一开始用负性液晶(-):15.0”XGA优点:光效率高(因为负性液晶在边缘电场下都是在水平平面上排列)缺点:响应速度慢(因为负性液晶旋转粘性高),存在色偏(由于单畴结构),驱动电压高,残余直流电压高,残像严重,价格贵开发正性液晶(+):18.1”SXGA,21.3”UXGA,15.0”XGA优点:响应速度快,驱动电压低,饱和电压低,残余直流电压低,价格便宜缺点:光效率低(因为正性液晶在边缘电场作用下有可能倾斜排列)Ultra-FFSTFT-LCD:双畴像素结构解决了色偏问题通过电动力学优化研制出先进FFS技术(AFFS):高亮度,真彩色,超宽视角AFFS技术系列品牌:2003年9月,FFS技术发展-1,Dataline,FFS技术发展-2,AFFS技术先进像素概念介绍(onepixelrule)目的:消除像素边缘由于楔形变形引起的暗态区域.重要参数:物理性能(BM/OC/LC的R,n),电场方向和强度,像素形状,控制楔形变形,像素边缘电场方向VersionI:改进像素边缘的LC扭转排列,提高亮度和对比度VersionII:优化像素-黑矩阵-数据线间的电动力学,减低黑矩阵尺寸，提高开口率,设计(A1=46.5m,B(BM)=22m),A(有效宽度=42.5m)A=A+D=46.5m,B(BM)=18m,NormalFFSPixelBrightness165nitsContrastRatio450:1,B,原来FFS(L255)(Brightnessno,n=ne-no0,正性液晶双折射现象,扩大视角的方法,贴光补偿膜(TN+WVfilm);多畴结构(MVA,ASV),DirectiondependenceofLCD,LCcell,LCcell,LCcell,Compensationbyopticalfilm,CompensationbyDomaindivision,compensationfilm,FFS广视角原因,FFS系列产品的LC分子主要在水平平面旋转,从各个方向上看来,光程差变化不大,透光率差异小.尤其是UFFS系列产品,两畴结构使视角达到80度以上.,FFS(+LC),U-FFS(+LC),广视角高对比度,CR=100:1上下左右视角超过70oCR10:1所有方向可达到视角80o以上(AUFFS),Colorshift色偏,色偏是指随着视角变化,光的色度发生异常.原因:随着视角变化,LC分子dn发生变化,与LC分子在电场作用下的旋转方向有关.视角n光程差(dn)透过光波长范围平行与LC分子光轴方向时,n=0垂直与LC分子光轴方向时,n达到最大值对于一定相位延迟=2(dn)/,透过光波长范围波动与光程差波动一致.平行与LC分子光轴方向时,色偏蓝.垂直与LC分子光轴方向时,色偏黄.解决办法:两畴像素结构(UFFS)既提高视角又减小色偏,Yellowish,Bluish,BackLight,LC,LC在电场作用下旋转,色偏最小化,-WedgeShapeofPixelElectrode,电场方向,CommonLine,旋转方向,检光片,两畴结构使得液晶分子在每个像素区内有两个相反的旋转方向.因此,每个像素分为两个视角不同的区域.色偏被有效的弥补了.,n1(/)+n2()=n2(/)+n1(),PixelstructureofU-FFS(2-Domain),偏光片,Colorshiftatwhite,18.1”U-FFS,15”SharpASV,21.3”SamsungPVA,15”FFS,17”FujitsuMVA,Color变化宽,18.1”LGIPS,色偏测量:在L255白光点灯条件下,视角变化时色坐标(x,y)变化.与其它显示模式相比:U-FFS几乎没有色偏.,交叉串扰,交叉串扰定义:不应该参加显示的电子信号影响到显示画面,画面出现失真现象.FFScrosstalk测试图形和测试方法:在L31灰度图案下,屏中心位置为L255最大亮度图案,左右两侧,上下两侧与周围L31亮度不同.,水平Cross-talk(%)=|YHa-YHb|/YHaX100垂直Cross-talk(%)=|YVa-YVb|/YVaX100,TFT-LCDcrosstalk要求小于2%,FFS-LCDcrosstalk一般小于1%。,交叉串扰,交叉串扰原因:水平方向:高GateTFT&C/F对位Misalign高举例说明FFS交叉串扰:L255图形下,FFS+LC电容最大,水平方向的Gate/Commonline的RCdelay加大,影响到水平方向上的像素电压/液晶电压变小,发暗.同时L255图案所加信号电压最强,由于数据线和像素间的耦合电容作用,影响到垂直方向上的像素电压加大,发亮.,交叉串扰对策:水平方向:降低Gateline配线电阻降低Commonline配线电阻采用点反转驱动盒对位精度控制垂直方向:采用点反转驱动拓宽S/D和像素间距盒对位精度控制,交叉串扰,FFS交叉串扰小是因为FFSCst大引起耦合作用减小.尤其是在垂直方向上,数据线和像素间电场方向与摩擦方向一致,耦合电容引起的噪音电压不改变液晶分子排列状态,始终呈暗态,因此画面亮度不变,交叉串扰消失.但在水平Gate方向上仍有交叉串扰.所以数据线侧的BM可以缩短到18/16m,但栅线侧的BM仍然为51.5m.,SourceBus-Line,Vp=(Cdp/CT)VsCT(IPS)=Cst+CLC+CgsVp(FFS)Crosstalk下降,响应速度快和低功耗,响应时间T是指上升时间Tr(10%透光率的画面转换成90%透光率所需时间)加下降时间Tf(90%透光率的画面转换成10%透光率所需时间).提高响应速度的方法:外加电压提高(ODC),电场强度增加,上升时间降低盒厚减小,上下取向膜的锚定力效果明显,下降时间降低液晶低粘性,阻碍相邻液晶运动的作用力减小,响应时间降低AFFS正性液晶粘度低,介电常数各向异性大,盒厚d=4m,响应速度可达到25ms,甚至16ms.,Trd2/(V2-Vth2Tfd2/(Vth2),AFFS产品的驱动电压Vt