薄膜晶體管液晶顯示器顯示原理與設計
1 液晶顯示的基本概念
1.1 液晶簡介
1.2 液晶的特性
1.2.1 電學各向異性
1.2.2 光學各向異性
1.2.3 力學特性
1.2.4 其他特性
1．電阻率
2．黏度系數
3．相轉變溫度
1.3 偏光片
1.3.1 偏光片的基本原理
1.3.2 偏光片的基本構成
1．PVA層
2．TAC層
3．PSA層
4．離型膜和保護膜
5．補償膜
1.3.3 偏光片的參數
1．偏振度
2．透過率
3．可靠性
4．剝離力
5．外觀指標
1.3.4 偏光片的表面處理
1.4 玻璃基板
1.5 液晶顯示的基本原理
1.5.1 液晶顯示器的基本結構
1.5.2 液晶顯示原理
1.6 顯示器的光電特性
1.6.1 透過率
1.6.2 對比度
1.6.3 響應時間
1.6.4 視角
1．按對比度定義
2．按灰階反轉定義
3．按色偏定義
1.6.5 色域
1.6.6 色溫
1.7 畫質改善技術
1.7.1 量子點技術
1.7.2 高動態范圍圖像技術
1.7.3 局域調光技術
1.7.4 姆拉擦除技術
1.7.5 運動圖像補償技術
1.7.6 幀頻轉換技術
1.8 立體顯示技術原理
1.8.1 雙眼視差
1.8.2 立體顯示技術分類
1.8.3 眼鏡式3D顯示技術
1．快門眼鏡式3D顯示
2．偏光眼鏡式3D顯示
1.8.4 裸眼3D顯示技術
1．視差光柵式裸眼3D顯示
2．柱棱鏡式裸眼3D顯示
1.8.5 3D顯示的主要問題
2 氫化非晶硅薄膜晶體管材料與器件特性
2.1 氫化非晶硅薄膜的特點
2.1.1 原子排列和電子的態密度
2.1.2 氫化非晶硅的導電機理
2.1.3 氫化非晶硅的亞穩定性
2.2 絕緣層材料的特點
2.2.1 氮化硅
2.2.2 氧化硅
2.2.3 絕緣層的導電機理
1．離子導電
2．空間電荷限制電流
3．隧穿和內場發射
4．肖特基發射和Poole-Frenkel效應
5．歐姆導電
2.3 薄膜沉積
2.3.1 概述
2.3.2 a-Si:H薄膜的沉積
2.3.3 a-Si:H薄膜的影響因素
1．等離子體功率的影響
3．a-Si:H薄膜的本體效應
4．a-Si:H薄膜的光電導效應
5．a-Si:H薄膜遷移率的提高
2.3.4 n+a-Si:H薄膜的沉積
2.3.5 絕緣層薄膜的沉積
1．絕緣層薄膜的沉積方法
2．SiNx薄膜的沉積工藝
2.3.6 薄膜的界面效應
1．界面粗糙度和應力的影響
2．界面特性的改善
2.4 薄膜刻蝕
2.4.1 導電薄膜的刻蝕
2.4.2 功能薄膜的刻蝕
2.5 TFT器件結構與特點
2.5.1 底柵結構
1．背溝道刻蝕型結構
2．刻蝕阻擋層型結構
2.5.2 頂柵結構
2.5.3 器件基本特性
1．線性區
2．飽和區
3．亞閾值區
4．截止區
2.6 器件電學性能的不穩定性
2.7 薄膜評價方法
2.7.1 傅里葉變換紅外光譜
2.7.2 紫外線-可見光譜
2.7.3 恆定光電流方法
2.7.4 拉曼光譜
2.7.5 橢偏儀
3 液晶面板設計與驅動
3.1 顯示屏的構成
3.1.1 顯示區
1．分辨率
2．像素尺寸計算
3．像素排列方式
4．像素驅動結構
3.1.2 密封區
3.1.3 襯墊區
3.1.4 特征標記
1．切割標記
2．研磨標記
3．工藝標記
4．重疊標記
5．總節距標記
3.2 玻璃基板上薄膜的邊界條件
3.2.1 彩膜基板上的邊界條件
3.2.2 陣列基板上的邊界條件
3.3 液晶顯示模式與原理
3.3.1 液晶顯示模式
3.3.2 液晶顯示光閥原理
3.4 曝光工藝技術
3.4.1 掩模版
3.4.2 曝光機類型
3.4.3 光刻工藝
3.4.4 五次/四次光刻工藝過程
3.4.5 光透過率調制掩模版技術
3.5 像素設計原理
3.5.1 電容
1．液晶電容計算
2．液晶動態電容效應
3．像素存儲電容結構
4．像素等價電路結構及各電容計算
5．電容耦合效應
6．像素饋入電壓
3.5.2 像素中電阻計算
3.5.3 TFT性能要求
1．TFT開關比的要求
2．TFT開態電阻和關態電阻
3.5.4 像素充電率模擬
1．輸入信號延遲
2．充電率模擬
3.6 面板的驅動
3.6.1 面板的電路驅動原理圖
3.6.2 極性反轉驅動
1．極性反轉驅動方式
2．驅動電壓的方均根
3．極性反轉驅動的必要性
3.7 GOA驅動原理
3.7.1 GOA基本概念
3.7.2 GOA工作原理
1．4T1C單元結構
2．8T1C單元結構
3．PU與PD點的優化設計
4．冗余GOA單元結構設計
3.7.3 GOA 設計
1．GOA輸出信號參數與噪聲抑制
2．多時鍾信號的GOA設計
3.7.4 GOA的模擬仿真
1．GOA模型與各TFT器件參數的確定
2．外部環境參數對GOA的影響
3.7.5 GOA設計的其他考慮
4 液晶顯示顏色基礎
4.1 色度基礎
4.1.1 可見光譜
4.1.2 輻射度與光度
4.1.3 顏色的辨認
4.1.4 顏色三要素
1．色調
2．明度
3．飽和度
4.2 顏色的表征
4.2.1 格拉斯曼混合定律
1．中間色率
2．補色率
3．代替率
4．亮度相加率
4.2.2 光譜三刺激值
4.2.3 色坐標計算
4.2.4 均勻色度系統及色差
4.3 液晶顯示的顏色參數及計算
4.3.1 顏色再現原理
4.3.2 色坐標和亮度計算
4.3.3 灰階與色深
4.3.4 色域計算
4.3.5 色溫計算
5 液晶光學設計基礎
5.1 概述
5.1.1 液晶盒的主要參數
5.1.2 常見的液晶顯示模式
5.2 透過率
5.2.1 液晶光學偏振原理
1．光的偏振性表示方法
2．雙折射及偏振光在雙折射晶體中的傳播
5.2.2 不同顯示模式的透過率
1．TN模式
2．IPS模式
3．FFS模式
4．VA模式
5.3 對比度和視角
5.3.1 對比度和視角的影響因素
5.3.2 不同模式下的對比度和視角
1．TN模式
2．IPS模式
3．FFS模式
4．VA模式
5.4 閾值電壓和響應時間
5.4.1 液晶電學和力學原理
5.4.2 不同顯示模式的閾值電壓和響應時間
5.5 工作溫度對液晶的影響
5.6 液晶參數對顯示影響概述
6 驅動電路系統設計基礎
6.1 模組驅動電路系統
6.1.1 OC的驅動電路
6.1.2 LED背光源的驅動電路
6.2 電源管理集成電路
6.2.1 Buck 電路
6.2.2 Boost 電路
6.2.3 Buck-Boost 電路
6.2.4 LDO 電路
6.2.5 電荷泵電路
6.2.6 VCOM電路
6.2.7 多階柵驅動電路
6.3 時序控制器
6.3.1 時序控制器概述
6.3.2 接口信號特點
6.3.3 LVDS接口
6.3.4 eDP接口
6.3.5 mini-LVDS接口
6.3.6 Point to Point接口
6.3.7 V-by-One接口
6.4 數據驅動集成電路
6.4.1 數據驅動集成電路概述
6.4.2 雙向移位寄存器
6.4.3 數據緩沖器
6.4.4 電平轉換器
6.4.5 數模轉換器
6.4.6 緩沖器和輸出多路轉換器
6.4.7 預充電電路
6.4.8 電荷分享電路
6.5 掃描驅動集成電路
6.5.1 掃描驅動集成電路概述
6.5.2 掃描驅動集成電路時序
6.5.3 XAO電路
6.6 Gamma電路與調試
6.6.1 Gamma電路
6.6.2 Gamma數值計算
6.6.3 Gamma電壓調試
6.7 ACC調試
6.8 ODC調試
6.9 電視整機電路驅動系統概述
7 機構光學設計基礎
7.1 熒光燈光源
7.2 發光二極管光源
7.2.1 LED的基本特點
7.2.2 LED的分類與光譜
7.2.3 LED的I-V特性
7.2.4 LED的輻射參數
7.2.5 LED的光電特性
1．電流與電壓曲線
2．LED電壓擋
3．LED色塊
7.3 光學膜材
7.3.1 反射片
7.3.2 導光板
7.3.3 擴散板
7.3.4 擴散片
7.3.5 棱鏡片
7.3.6 反射型偏光增亮膜
7.4 背光模組結構
7.4.1 直下式背光結構
7.4.2 側光式背光結構
7.5 機構部品材料特點
7.5.1 金屬部品的特點
7.5.2 非金屬部品的特點
7.5.3 機構設計對散熱的影響
7.5.4 包裝材料的特點
7.6 能耗標准
8 液晶顯示器性能測試
8.1 TFT電學性能測試
8.1.1 TFT特性參數測試儀
8.1.2 被測樣品准備
8.1.3 參數定義
1．開態電流
2．關態電流
3．閾值電壓
4．遷移率
8.1.4 TFT轉移特性曲線測試
8.1.5 TFT輸出特性曲線測試
8.1.6 TFT的光偏壓應力測試
8.1.7 TFT的熱偏壓應力測試
8.1.8 TFT的電偏壓應力測試
8.2 顯示器光學特性測試
8.2.1 亮度及亮度均勻性測試
8.2.2 對比度測試
8.2.3 視角測試
8.2.4 色度學測試
1．色域測試
2．色偏測試
3．色溫測試
8.3 響應時間測試
8.3.1 灰階響應時間測試
8.3.2 動態響應時間測試
8.4 閃爍測試
8.4.1 JEITA測試法
8.4.2 FMA測試法
8.5 泛綠測試
8.6 串擾測試
8.7 殘像測試
8.8 VT曲線測試
8.9 Gamma曲線測試
9 陣列制造工程
9.1 陣列制造工程概述
9.2 濺射
9.3 磁控濺射
9.3.1 磁控濺射的特點
9.3.2 工藝條件對沉積薄膜的影響
9.4 等離子體增強化學氣相沉積
9.4.1 薄膜沉積基本過程
9.4.2 沉積SiNx薄膜
9.4.3 沉積a-Si:H薄膜
9.4.4 沉積n+a-Si:H薄膜
9.5 光刻膠的塗布與顯影工藝
9.5.1 光刻膠材料特性
9.5.2 光刻膠塗布工藝
9.5.3 光刻膠顯影工藝
9.5.4 光刻膠剝離工藝
9.6 干法刻蝕工藝
9.6.1 干法刻蝕基本原理
9.6.2 干法刻蝕種類
9.7 濕法刻蝕
9.8 陣列不良的檢測與修復
9.8.1 檢測與修復概述
9.8.2 自動光學檢查
9.8.3 斷路/短路檢查
9.8.4 陣列綜合檢測
9.8.5 陣列不良修復
10 彩膜制造工程
10.1 彩膜制造工程概述
10.2 光刻膠的主要組分與作用
10.2.1 顏料
10.2.2 分散劑
10.2.3 鹼可溶性樹脂
10.2.4 感光樹脂
10.2.5 光引發劑
10.2.6 有機溶劑
10.2.7 其他添加劑
10.3 彩膜制作工藝流程
10.4 彩膜中各層薄膜的特性
10.4.1 黑矩陣
10.4.2 色阻
10.4.3 平坦化層
10.4.4 透明導電薄膜
10.4.5 柱狀隔墊物
10.5 彩膜制程各工藝特點
10.5.1 清洗
10.5.2 塗布工藝
10.5.3 前烘工藝
10.5.4 曝光工藝
10.5.5 顯影工藝
10.5.6 后烘工藝
10.6 不良的檢測與修復
10.6.1 不良的檢測
10.6.2 不良的修復
10.7 再工工程
10.8 材料測試與評價
10.8.1 色度和光學密度
10.8.2 對比度
10.8.3 色阻的位相差
10.8.4 黏度
10.8.5 固含量
10.8.6 溶劑再溶解性
10.8.7 制版性
10.8.8 電學特性
10.8.9 表面特性測試
11 液晶盒制造工程
11.1 液晶盒制造工程概述
11.2 取向層塗布工藝
11.2.1 取向層材料特點
11.2.2 凸版印刷方式
11.2.3 噴墨印刷方式
11.2.4 熱固化
11.3 取向技術
11.3.1 取向機理
11.3.2 摩擦取向
11.3.3 光控取向
1．偶氮類材料
2．光交聯類材料
3．光降解類材料
11.4 液晶滴注
11.5 邊框膠塗布
11.6 真空對盒
11.7 紫外固化和熱固化
11.8 切割和研磨
11.9 液晶盒檢測和修復
1．液晶盒檢測
2．液晶盒的檢測和維修過程
11.10 清洗
1．濕式清洗
2．干式清洗
12 模組制造工程
12.1 模組制造工程概述
12.2 偏光片貼附工藝
12.2.1 偏光片貼附
12.2.2 加壓脫泡
12.3 OLB工藝
12.3.1 ACF材料特點
12.3.2 COF邦定
12.3.3 UV膠塗布
12.4 回路調整
12.5 模組組立
附錄A 薄膜晶體管的SPICE模型與參數提取
A.1 概述
A.2 數據獲取
A.2.1 工藝參數的確定
A.2.2 閾值電壓的確定
A.2.3 場效應遷移率的確定
A.2.4 器件開關比的確定
A.2.5 亞閾值斜率的確定
A.3 模型參數的優化
A.3.1 薄膜晶體管等效電路
A.3.2 氫化非晶硅器件模型
A.3.3 低溫多晶硅器件模型
A.4 模型參數提取
A.4.1 提取工具簡介
A.4.2 模型參數提取實例
1．氫化非晶硅器件模型參數提取
2．低溫多晶硅器件模型參數提取
3．優化策略定義
附錄B 面板設計流程與驗證工具
B.1 設計流程概述
B.1.1 設計數據管理工具
B.1.2 電路原理圖設計
B.1.3 電路仿真
B.1.4 版圖設計
B.2 版圖驗證
B.2.1 DRC驗證
B.2.2 ERC驗證
B.2.3 LVS驗證
B.2.4 LVL驗證
思維導圖
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