LCD参数设计规范

1、LCD参数设计规范1.目的：规定骏升公司TN、HTN和STN-LCD的设计原则2.适用范围：骏升公司TN、HTN和STN-LCD的设计3.内容：3.1.驱动方式的选择3.1.1.当显示内容不多时，建议客户尽可能选择静态驱动3.1.2.对动态驱动，建议客户尽可能选择duty与bias满足最佳匹配关系的驱动IC：设 duty=1/D，bias=1/B，最佳匹配关系为B= D +13.2.工作模式的选择3.2.1.对duty1/8的显示器，一般选择第二极小TN工作模式3.2.2. 对duty1/16、视角范围要求宽的显示器，一般选择HTN工作模式或第一极小TN工作模式3.2.3.对1/16duty1

2、/240的显示器，一般选择STN工作模式3.3.盒厚的选择3.3.1.对第二极小TN-LCD，应遵从nd=1.07µm原则，对d=7µm盒 n=0.153nd偏离1.07µm,显示有如下变化趋势nd1.07µm，对比度减小，底色变深（偏蓝绿），显示有反白鬼影现象nd1.07µm，对比度减小，底色变淡（偏灰白）3.3.2.对扭曲角110º的HTN，应遵从nd=0.57µm原则，对7µm盒（实际d=6.8µm）n=0.084 当nd0.084，显示有变化趋势：对比度减小，底色变深（偏黄）对第一极小TN-LCD

3、，应遵从nd0.48µm原则，对6µm盒（实际d=5.8µm）nd=0.083当nd0.083，显示有变化趋势：对比度减小，底色变深（偏黄）对比视角性能和底色，7µm盒110°HTN和6µm盒第一极小TN相当，从工艺难度和可选液晶的宽容度考虑，推荐优先选择7µm盒110°HTN。3.3.3. 对扭曲角240°的STN，应遵从nd=0.82µm原则，但有的客户希望底色偏黄一点，可调整到nd=0.85µm。由于STN的响应速度比TN慢，为了使显示有足够快的响应速度，STN的盒厚应比TN小，

4、一般选择6µm，考虑到工艺难度，我公司选择6µm盒（实际d=5.8µm），此时n=0.1414-0.14663.4.玻璃基板的选择3.4.1.TN-、HTN-和STN-LCD一般使用浮法生产的钠钙玻璃作基材，目前，我公司认定的基材玻璃为日本板硝子公司生产的钠钙玻璃。TN、HTN负显示工作和STN对盒厚均匀要求比TN、HTN正显示工作要求高，前者要求盒厚偏差±0.05µm、后者±0.1µm，为保证前者盒厚均匀性要求，其基材玻璃工作面需磨抛平整后再镀SiO2层和ITO透明导电层。3.4.2.TN-、HTN-和STN-LCD用的玻

5、璃基板大小和厚度基本标准化，目前使用较普遍的有14英寸X 14英寸和14英寸X 16英寸两种规格，厚度有1.1mm、0.7mm、0.55mm、0.4mm等。我公司目前主要使用14英寸X 14英寸，厚度1.1mm和0.7mm两种规格的玻璃基板。3.5.取向剂的选择3.5.1.目前，LCD普遍使用聚酰亚胺高分子薄膜（俗称PI）经定向摩擦实现对液晶分子的取向控制。PI膜的形成有两种方式：一种是涂复聚酰胺酸，经高温热处理完成亚胺化得到聚酰亚胺膜；一种是将可溶性聚酰亚胺材料先溶于高极性溶剂，如NMP中，再涂复成膜，经低温热处理，使溶剂挥发得到聚酰亚胺膜。TN、HTN和单色STN一般采用高温热处理亚胺化方

6、式得到PI膜。3.5.2.TN、HTN和STN由于扭曲角不同，对取向的预倾角有不同要求，TN、HTN要求的预倾角小，约1°左右，STN要求的预倾角大，约5°-6°，因此使用的PI材料不一样，摩擦强度也不一样。3.6.边框胶和隔子的选择3.6.1.目前，LCD普遍使用单组份热固化型环氧胶作密封边框胶，边框胶的固化温度应低于取向剂的固化温度，例，取向剂固化度270°C -300°C，边框胶固化温度150°C -180°C。为了保证得到所要求的盒间隙，在边框胶内应掺一定比例（例2W+%）的隔子，隔子的平均直径等于盒间隙。隔子的种类

7、有棒状，如PF系列玻璃棒；有球状，如LS-H系列硅球等。3.6.2.为了保证盒厚均匀性，盒内也要均匀散布隔子。隔子一般为塑料球，如积水的隔子母体为苯树脂，早川的隔子母体为丙烯酸树脂。隔子散布的密度，一般TN为50-80粒/mm2，HTN、STN为100-150粒/mm2，玻璃基板厚度越薄，隔子密度应适当增大一些。对需调盒的LCD，盒内隔子的平均直径ds与盒间隙dg 有关系：dg=ds+d，d=0.2µm3.7.转移电极的选择3.7.1.目前，实用的转移电极有三种类型：银浆+金球，碳浆+金球，边框（环氧）胶+金球。我公司这三种类型都有使用，为了区分7µm盒与6µm、

8、8.6µm盒，规定7µm盒用碳浆+金球，6µm和8.6µm盒用银浆+金球，环氧+金球主要用于边框距切割线太窄的产品（Pitch0.4mm）。3.7.2.为了保证转移电极接触良好，特别在温度由冷到热的变化过程中接触良好，一般选择金球的平均直径比边框内隔子的平均直径大10%左右，使金球始终处于合理的受压状态，转移电极中加入的金球量一般约（1-2）W+%，银浆、碳浆因本身导电性好，加的金球可少些，环氧胶为绝缘体，导通完全靠金球，加的量应多些。3.8.液晶的选择3.8.1.液晶是LCD的功能材料，显示器的电光性能主要由液晶材料决定，根据显示器工作温度和储存温度要

9、求，一般大体可分成三种类型：常温型 中温型 宽温型工作温度 0-50°C -10-60°C 下限-20°C，上限70°C储存温度 -10-60°C -20-70°C 下限-30°C，上限80°C对每种类型的显示器，必须选择清亮点Tc>储存温度上限，相变点Tsn<储存温度下限的液晶。例如，对TN-LCD，常温型可选用实力克的TEB30A或SLC30B，TEB40A或SLC40B，TEB50，TEB60等液晶；中温型可选用实力克的70系列和77系列液晶；宽温型可选用实力克的3J10系列、25系列液晶。3.8

10、.2.根据显示器的工作参数：工作电压Vo、占空比1/D和偏压比1/B，由下式可计算出显示器的ON态电压Von和OFF态电压Voff。 1+(D-1)/B2Von= .Vo D (1-2/B)2+(D-1)/B2Voff= .Vo D 为了保证显示器正视对比度好，应选择饱和电压Von的液晶，为了保证斜视，例如45°，显示没有鬼影（即非选像素看不见），应选择45°斜视的阈值电压Voff的液晶。需要指出的是，液晶参数往往难以满足这种理想要求，特别是D值越大的显示器，以及D、B值偏离最佳匹配关系的显示器，其Von和Voff相差很小，液晶的电光特性陡度常常无法满足要求，此时只能折衷考

11、虑选择液晶，或建议客户选用电光特性陡度更大的工作模式，如TN改HTN，HTN改STN。3.8.3.液晶材料的电光参数，如阈值电压Vth、饱和电压Vsat、双折射n、与温度有关，对质量要求高的显示器，应选取温度稳定性好的液晶材料。一般TN和HTN液晶的清亮点比工作温度上限高10°C，基本可保证显示器在工作温度上限能正常显示；一般STN液晶的清亮点要求比工作温度上限高30°C左右，才能保证显示器在工作温度上限正常显示。由于液晶的粘度在0°C以下，往往急剧增加，使显示器的响应速度变得很慢。要求低温性能好的显示器，应选择低温粘度相对小的液晶，或采用加热器，当温度低于设定值

12、后自动对显示器加热。3.8.4.液晶内要加一定的手性剂，以引导液晶分子按规定的方向旋转，手性剂分左旋和右旋两类，按液晶盒设计的扭曲方向是左旋或右旋对应选择。我公司液晶盒液晶方向全是按左旋设计的，因此，订购的液晶应要求供应商掺左旋手性剂。常用的左旋手性剂有CN、S-811等型号。不同的手性剂引导液晶分子旋转的能力不同，同一种手性剂对不同的液晶分子引导旋转的能力也不一样，例如S-811引导液晶分子旋转的能力大约是CN的2倍，因此，TN液晶一般加0.1%S-811就可以了，若改成CN手性剂，则应加0.2%CN；实力克的70系列与25系列液晶两者都是TN液晶。但由于手性剂对这两种液晶分子的引导旋转能力

13、不一样，70系列加0.1%S-811就行了，而25系列必须加0.15%S-811才能保证灌晶时不产生“畴”现象。另外，不同的扭曲角，加手性剂的多少更是不一样，如实力克TN液晶一般加0.1%S-811，HTN液晶需加0.25%S-811，STN液晶则要加更多的S-811。3.9.封口胶的选择 目前，LCD普遍使用紫外固化胶封口，但不是任何紫外固化胶都适合作封口胶，因为很多紫外固化胶会与液晶发生作用，产生封口发蒙现象或使液晶功耗电流增大。另外，还必须考虑耐溶剂性和耐气候性（高、低温可靠性试验），我司目前定型的封口胶水主要是积水化学的A-201胶。3.10.偏光片的选择3.10.1.偏光片是液晶显示

14、器的重要组成部分，它对液晶显示器的性能有重要影响。偏光片的色相影响LCD底色，偏光片的偏光度、透过率、反射率与LCD显示性能密切相关，偏光片的耐候性、抗紫外性直接关系到LCD的可靠性。3.10.2.根据耐候性，偏光片一般分成三个等级：标准型70°C/干X 500h，40°C /90%RH X 500h；中耐久80°C/干X 500h，60°C /90%RH X 500h；高耐久90°C/干X 500h，80°C /90%RH X 500h。根据显示器的可靠性要求，选择不同等级的偏光片。3.10.3.紫外光对液晶有不利影响，室外用的LC

15、D应使用抗紫外（Cut UV）型偏光片。3.10.4.偏光片吸收轴与LCD摩擦方向的配置关系（以左旋扭曲为例）。3.10.4.1.TN-LCD对6：00视角方向正显示TN-LCD有下图配置关系Nf=前基板摩擦方向Nr=后基板摩擦方向Pf=面片吸收轴方向Pr=底片吸收轴方向即Pr与Nr平行，Pf和Nf平行，对其他视角方向正显示，也如此。对负显示，只要将面片吸收轴或底片吸收轴转90°配置。3.10.4.2.110°扭曲HTN-LCD对6：00视角方向正显示HTN-LCD有下图配置关系Nf=前基板摩擦方向Nr=后基板摩擦方向Pf=面片吸收轴方向Pr=底片吸收轴方向即Pr与Nr相差10°，Pf和Nf相差10°，Pr与Pf正交，对其他视角方向正显示，也如此。对负显示，只要将面片吸收轴或底片吸收轴转90°配置。3.10.4.3.240°扭曲STN-LCD对6：00视角方向正显示STN-