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1、Panel 相關知識簡介,LCD顯示器的整體模組圖,Panel部分即是液晶顯示模組LCM，它是整個液晶顯示器的核心部分。它是一種將液晶顯示器件、連接件、積體電路、PCB線路板、背光源、結構件配在一起的一體化組件,2,與Panel密切相關的指標,對比度計算公式,其餘：色彩功耗（向低功耗發展）輻射,TFT-LCD 模組結構,LCD Module,Cross-section of color TFT LCD,什麼是液晶,液晶是介於固態和液態之間，不但具有固態晶体光學特性，又具有液態流動特性。它的物理特性包括：黏性（visco-sity）、彈性（elasticity）和極化性（polarizalili
2、ty）。其黏性和彈性，使其对于方向不同的作用力具有不同的效果，可實現流動自由能,最低的物理模型及產生自然偏轉現象。極化性使液晶在受到外加電場作用時，很容易產生感應偶極性，形成光電效應。利用液晶的光電效應，籍由外部電壓的控制，再通过液晶分子的折射特性，及對光線的旋轉能力来穫得亮暗情况，達到顯像目的。,液晶顯示原理,LCD是依赖偏光板(片)和光線本身。自然光線是朝四面八方随機發散的。偏光板(片)實際是一系列非常细的平行線。这些線形成一張網，阻断不與這些線平行的所有光。偏光板(片)的線正好與第一個偏光板(片)垂直，所以能完全阻断那些已經偏光的光線。只有两個偏光板(片)的光線完全平行，或者光線本身已扭
3、轉到與第二個偏光板(片)相匹配，光線才得以穿透。,液晶顯示原理,LCD正是由這樣两個相互垂直的偏光板(片)構成，所以在正常情况下應該阻断所有試圖穿透的光線。但是，由于两個偏光板(片)之間充滿了扭曲液晶，所以在光線穿出第一個偏光板(片)后，會被液晶分子扭轉90度，最后從第二個偏光板(片)中穿出。若為液晶加一個電壓，分子又會重新排列並完全平行，使光線不再扭轉，所以正好被第二個偏光板(片)檔住。總之，加電将光線阻断，不加電則使光線射出。,Polarize,Liquid crystal,Rubbing layer,Voltage,Light,Light,Rubbing layer,Polarize,D
4、isplay theory of Liquid crystal,配向膜,偏光板,認識 TFT,G,D,S,1.TFT為一三端子元件。2.在LCD的應用上可將其視為一開關。,TFT元件的運作原理,(1)VgsVth：訊號讀取,TFT元件在閘極(G)給予適當電壓(VGS起始電壓Vth,註),使通道(a-Si)感應出載子(電子)而使得源極(S)汲極(D)導通。【註】：Vth 為感應出載子所需最小電壓。,TFT元件的運作原理,(2)VgsVth：訊號保持,1.TFT元件在閘極(G)給予適當電壓。當VGS小於起始電壓 時沒有感應出載子則通道成斷路。2.故TFT元件可看成開關,當VGSVth則ON,當VG
5、SVth則 OFF。,1.因TFT元件的動作類似一個開關(Switch)，液晶元件的 作用類似一個電容，藉Switch的ON/OFF對電容儲存的 電壓值進行更新/保持。2.SW ON時信號寫入(加入、記錄)在液晶電容上，在以外 時間 SW OFF，可防止信號從液晶電容洩漏。3.在必要時可將保持電容與液晶電容並聯，以改善其保持 特性。,1.上圖為TFT一個畫素的等效電路圖，掃描線連接同一列 所有TFT閘極電極，而信號線連接同一行所有TFT源極 電極。2.當ON時信號線的資料寫入液晶電容，此時，TFT元件成 低阻抗(RON)，當OFF時TFT元件成高阻抗(ROFF)，可防 止信號線資料的洩漏。3.
6、一般RON與ROFF電阻比至少約為105以上。,TFT&Pixel Array layout,單一畫素結構,B,B,儲存電容,Vg,VS,目的：降低TFT關閉時，因Cgs所引 起的 畫素電壓變化(Voltage Offset)。,畫素電壓,儲存電容(Cs),由于液晶是属于不具发光特性的化学材料，故需外加光源才能使TFT面板得以呈现影像，反射式的TFT面板在光线充足的情况下，可利用自然光线而使影像显现，但在昏暗的状态或对于穿透式TFT面板而言，背光模块便成为不可或缺的零组件，背光模块可以提供充足且均匀的亮度，而让TFT面板的显示而达到最佳的效果,背光模块介绍,背光的種類與應用,直下式與側光式單側
7、入光 與 對側入光 與 多側入光平板LGP 與 楔形LGP(Light Guide Panel 導光板)Monitor/TV 高輝度、廣視角、大型化。Notebook PC 高效率/省電化、輕薄化。衛星導航/車載裝置 高輝度、堅固性、耐候性。掌上型裝置 小尺寸、輕薄化、省電化。影像輸入裝置 特殊色度、輝度均齊度要求高。,背光的種類,側光式背光源的構造,=將線光源變成面光源=,背光(B/L)模組介紹,上擴散片,Lens2,導光板,塑膠框,反射片,燈管組,燈管 Reflector,燈座蓋板,背光模組光學材料,擴散片,目的：減少導光板出射光之方向性，使出射光均勻化，並可將顯示 面上之瑕疵點(如光學薄
8、片刮傷、黑點等）模糊化,增光片(BEF),增光片可滿足對 加強螢幕亮度 節省電力(即延長電池的使用壽命)理想視角之需求p.s.:又稱集光片、菱鏡片、lens。,1,2,3,BEF如何增亮,導光板（light Guide Plate）目的：爲了調整出射光線之均勻性及方向性，多在導光板上下表面設置特定之調光構形,1、印刷式：較傳統製作方式，下表面施以油墨網印之點狀印刷，以達到期望之出光特性2、無印刷式：導光板上下表面不以網印方式製作者通稱之。（1）STAMPER TYPE（壓模式）：將導光板表面調光構形刻於模塊上，再將模塊鑲於導光板模具上。（2）MOLD TYPE（塑模式）：將導光板表面之調光構形
9、紋路刻在 導光板模具上（3）OXIDATUON TYPE：將導光板模具表面以氧化方式製作出導光板 表面之調光構式。（4）SCATTERING TYPE（散射式）：壓克力材料中加上高分子聚合物 使之産生光線內部擴散。,導光板的光學原理,折射、透射與全反射 折射率越大，導光能力越好,調光網點的佈置與漫射,反射板（Reflector）,光學元件的效率,冷陰極螢光燈（Cold Cathode Fluorescent Lamps）為背光源 的材料中關鍵零組件（Key component）。原理冷阴极灯管之发光原理与日光灯管相似，皆系利用电极所产生的电场使惰性气体(NE+AR)加速而形成激发态，受激发的惰
10、性气体将再与汞原子碰撞，导致汞原子游离而放出波长为253.7mm的紫外光，当此一紫外光被涂布于灯管管壁的荧光体吸收时，荧光体便可释放出可见光线，冷阴极管的主要规格包含灯管内、外径、长度、填充气的压力、色调与功率等等，在各种参数的搭配下，冷阴极灯管的种类可多达上千种，.转换生产十分耗时，故若各家背光板厂均只走同一TYPE规格之灯管时，灯管厂商供应不及的状况极易发生,CCFL介紹,CCFL發光原理,CCFL:Cold Cathode Fluorescent Lamp,發光原理圖,1.電極2.自由電子(e-)3.活性汞離子(Hg+)4.紫外線5.螢光體6.可視光,Inverter:電壓升壓板。提供P
11、anel的背光灯工作电源。工作电压:正常時 600800V，啟動時 15001800V 工作电流:59mA。功能 1.產生1500V高壓交流電，且在短時間內迅速降至800V左右，時間約持續1-2S，2.电流的大小将影响冷阴极荧光灯管的使用寿命,输出的电流应小于9mA，需有过流保护功能 3.在显示暗画面的时候，灯管不亮，该控制信号可以由主板上的MCU提供；I Inverter:DC TO AC的变压器，将Adapter输出的12V直流电压转变为高频的高压交流电；Adapter:将市电的交流电压转变为稳定的12V直流输出，两者同样都采用脉宽调制（PWM）技术,Panel常见不良现象,漏光,原因：偏
12、光膜收缩,Panel常见不良现象,画异,Panel常见不良现象,原因：LVDS接口接触不良,Panel常见不良现象,亮线,原因：异物,Panel常见不良现象,白点,內容：BL所起因的白點和黑點欠陷，有些不良只能在斜視的情況下才能看到。推測原因：BL部材不良,異物,內容：位於 BL和面板間的異物，為模糊黑色狀。有的異物會因震動而移動位置。推測原因：在模組組立時混入或 BL部材不良,膜片翹曲,內容：BL擴散片或集光片(BEF)等有鬆弛或歪曲的現象，造成立體狀的顯示不均，嚴重者在正視的情況下即可判別。推測原因：塑膠框和面板間空間不足以容納擴散片或集光片因受熱膨脹的變形量,Ripple(水波紋),內容：將模組組裝到 PC後，因面板受震動的影響使得畫面上出現水波紋狀的顯示不均。推測原因：因面板和BL接觸造成導光板的 變形或彎曲,面板,導光板變形或彎曲,水波紋發生處,
