IPS（In-PlaceSwitching）和FFS(FringeFieldSwitching)比較電場(chǎng)分布:

電極分布不同,電場(chǎng)方向不同(vs),電場(chǎng)有效面積不同F(xiàn)FS(Cst)>>IPS(Cst)

FFSCst由1stITO&2ndITO組成.1stITO是Box形狀,面積大.因此FFS產(chǎn)品只能采用Cstoncommon.IPSFFSTATAGlassGlassGlassGlassEdwlxyzl’CstOffstateOnstateCommonelectrodePixelelectrodeCommonelectrodeOffstateOnstateIPSFFSl/d>1≤1l/w>1≤1FieldEy()Ey,Ez(邊緣電場(chǎng)）ElectrodesSlitMetal/ITOBox/SlitITOFringeFieldSwitchingMode原理-1上下偏振片相互垂直;下偏振片光透過(guò)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(預(yù)傾角2~3°,摩擦角0°);不加電壓:

液晶分子與下偏光板的透過(guò)軸平行存在,通過(guò)下偏光板的光的偏光狀態(tài)不變所以不能通過(guò)上偏光板的透過(guò)軸?常黑模式加電壓:

當(dāng)電壓超過(guò)門(mén)檻值Vth,正性液晶分子沿著電場(chǎng)方向排列

?扭轉(zhuǎn)變形

?透光

IPS/FFS光透過(guò)率公式:T=Tosin2(2Φ)sin2(πdΔn/λ)

To平行偏振片所透過(guò)的光,d盒厚,Δn折射率各向異性,λ波長(zhǎng)

扭轉(zhuǎn)角度(Φ):下偏振片透光方向和LC光軸間的角XYZθΦLC分子空間坐標(biāo)(θ:傾斜角度;Φ:扭轉(zhuǎn)角度)offoffononΦΦ偏光片檢光片下板摩擦方向上板摩擦方向Off/Onstates俯視圖FieldFringeSwitchingMode原理-2FFS邊緣電場(chǎng)分布：

Ey在像素電極邊上位置極強(qiáng),在電極中間(pixelelectrodecenter&slitcenter)極弱;

Ez同時(shí)存在，極強(qiáng)點(diǎn)在電極中間,極弱點(diǎn)在像素邊緣;FFS扭轉(zhuǎn)角和傾斜角分布:

扭轉(zhuǎn)角最大值在電極邊緣底表面附近,在電極中間位置扭轉(zhuǎn)角只有20~30°;

傾斜角最大可達(dá)20~30°;FFS透光率隨電極位置變化:

光透過(guò)率在電極邊緣處最大,在電極邊緣位置光透過(guò)率極小,呈現(xiàn)disclinationlines.EyEzA1A2A1A2A3A3A1A2A3扭轉(zhuǎn)角傾斜角+LC光軸方向在盒內(nèi)隨著y軸變化情況(d=3μm)FFS專(zhuān)利

:1996年

FFS首次引進(jìn)市場(chǎng):1999?邊緣電場(chǎng)技術(shù)(FFS):寬視角,高光透過(guò)率?一開(kāi)始用負(fù)性液晶(-Δε):15.0”XGA

優(yōu)點(diǎn):光效率高((因?yàn)樨?fù)性液晶在邊緣電場(chǎng)下都是在水平平面上排列)

缺點(diǎn):響應(yīng)速度慢(因?yàn)樨?fù)性液晶旋轉(zhuǎn)粘性高),存在色偏(由于單疇結(jié)構(gòu)),驅(qū)動(dòng)電壓高,

殘余直流電壓高,殘像嚴(yán)重,價(jià)格貴

開(kāi)發(fā)正性液晶(+Δε):18.1”SXGA,21.3”UXGA,15.0”XGA

優(yōu)點(diǎn):響應(yīng)速度快,驅(qū)動(dòng)電壓低,飽和電壓低,殘余直流電壓低,價(jià)格便宜缺點(diǎn):光效率低(因?yàn)檎砸壕г谶吘夒妶?chǎng)作用下有可能傾斜排列)?Ultra-FFS

TFT-LCD:雙疇像素結(jié)構(gòu)解決了色偏問(wèn)題

通過(guò)電動(dòng)力學(xué)優(yōu)化研制出先進(jìn)FFS技術(shù)(AFFS):高亮度,真彩色,超寬視角?AFFS技術(shù)系列品牌:2003年9月FFS

技術(shù)發(fā)展-1DatalineFFS技術(shù)發(fā)展-2AFFS技術(shù)先進(jìn)像素概念介紹(onepixelrule)

目的:消除像素邊緣由于楔形變形引起的暗態(tài)區(qū)域.重要參數(shù)

:物理性能

(BM/OC/LC的R,ε,n),電場(chǎng)方向和強(qiáng)度,像素形狀,

控制楔形變形,

像素邊緣電場(chǎng)方向VersionI:改進(jìn)像素邊緣的LC扭轉(zhuǎn)排列,提高亮度和對(duì)比度VersionII:優(yōu)化像素-黑矩陣-數(shù)據(jù)線(xiàn)間的電動(dòng)力學(xué),減低黑矩陣尺寸，提高開(kāi)口率設(shè)計(jì)

(A1=46.5μm,B(BM)=22μm),A(有效寬度

=42.5μm)A’=A+D=46.5

μm,

B’(BM)=18μmNormalFFSPixelBrightness165nitsContrastRatio450:1B原來(lái)FFS(L255)(Brightness<165nits,CR450:1)AdvancedFFS(L255)(Brightness191nits,CR700:1)A'B'10.4”XGAwithPCFpolarizer比較AD:~4μm像素暗區(qū)A1邊緣暗區(qū)BMLC傾斜排列DisclinationDisclination沒(méi)有暗態(tài)區(qū)域AFFS:2ndITOSlitedge形狀變化,1stITOCD&2ndITOCD變化,數(shù)據(jù)線(xiàn)側(cè)BM寬度降低FFS技術(shù)發(fā)展-3AFFS技術(shù)開(kāi)發(fā)的新產(chǎn)品：TablePC:10.4”XGA,12.1”XGA;Notebook:14.1”SXGA+,15”UXGA;Monitor:15”SXGA+,18.1”XGA(黑白);LCDTV:20.1”XGABB'ParameterHT10X21-200(400)HT12X21-100(HT12X21-200)HT14P21-100HT15P41(HT15U21)HT20X21Activearea(mm)210.432x157.824245.76x184.32

285.6x214.2304.1x228.1408x306NumberofPixel1024x768(V)1024x7681400x10501400x1050(1600x1200)1024x768Pixelpitch(mm)0.20550.2400.2040.2175(0.1905)133x399ModeAFFSV.1(V.2)AFFSV.1(V.2)AFFSV.2AFFSV.2A-UFFS(2-domain)PixelResolution(ppi)123106124117(133)63.7ApertureRatio45%(52%)58%52%54%(48.4%)69%TransmittanceRatio7%(7.8%)6.3%(7.1%)7%7.2%(6.6%)6%Brightness(nits)191(210typ.)150(180typ.)200typ.200(180typ.)450typ.ContrastRatio700(700typ.)450(600typ.)500typ.500typ.(600typ)500typ.ResponseTime(ms)35353030(30)16(ODC)PowerConsumption3.3W3.7W4.2W6.0W(6.5W)35WPolarizerPCFNormalPCFPCFNormalWeight(g)235typ.290typ.405typ.600typ.3,200typ.Back-lightTopedge1-CCFLBottomedge1-CCFL<=<=Edge-light6CCFLStateMP(Developed)

MP(Developed)MP(Developed)MP(Developed)Developed高透光率AFFS亮度高于IPS,可達(dá)TN-LCD的95%透光率可提高到TN的90%:FFSLC分子受邊緣電場(chǎng)作用,在電極中間發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形,透光面積大于IPS

改變各種參數(shù)(電極寬度/間隔,盒厚,液晶特性,摩擦角,slitangel等)開(kāi)口率可增大到70%:

優(yōu)化像素電極楔型形狀,消除數(shù)據(jù)線(xiàn)/像素電極間的漏光,縮短數(shù)據(jù)線(xiàn)側(cè)BM寬度至20/18/16μm12.1”SVGA透光率可達(dá)到TN-LCD的90%,遠(yuǎn)大于IPS-LCD廣視角視角定義:C/R為10以上沒(méi)有灰度反轉(zhuǎn)的領(lǐng)域視角表達(dá)方式:上/下/左/右=80°/80°/80°/80°TN窄視角原因:液晶的光學(xué)性能各向異性隨視角變化,?n差異程度不同,光透過(guò)率差異程度不同偏振片漏光xyz上下左右θnone平行于光軸方向,ne=no,?n=ne-no=0垂直于光軸方向,ne>no,?n=ne-no>0正性液晶雙折射現(xiàn)象擴(kuò)大視角的方法貼光補(bǔ)償膜(TN+WVfilm);多疇結(jié)構(gòu)(MVA,ASV)DirectiondependenceofLCDLCcellLCcellLCcellCompensationbyopticalfilmCompensationbyDomaindivisioncompensationfilmFFS(+LC)U-FFS(+LC)廣視角高對(duì)比度CR=100:1上下左右視角超過(guò)70oCR>10:1所有方向可達(dá)到視角

80o以上(AUFFS)Colorshift色偏色偏是指隨著視角變化,光的色度發(fā)生異常.原因:

隨著視角變化,LC分子d·?n發(fā)生變化,

與LC分子在電場(chǎng)作用下的旋轉(zhuǎn)方向有關(guān).視角??n?光程差(d·?n)?透過(guò)光波長(zhǎng)范圍平行與LC分子光軸方向時(shí),?n=0↓

垂直與LC分子光軸方向時(shí),?n達(dá)到最大值↑對(duì)于一定相位延遲=2π(d·?n)/λ,

透過(guò)光波長(zhǎng)范圍波動(dòng)與光程差波動(dòng)一致.平行與LC分子光軸方向時(shí),λ↓色偏藍(lán).

垂直與LC分子光軸方向時(shí),λ↑色偏黃.解決辦法:兩疇像素結(jié)構(gòu)(UFFS)既提高視角又減小色偏YellowishBluishBackLightLCLC在電場(chǎng)作用下旋轉(zhuǎn)色偏最小化-WedgeShapeofPixelElectrode<Ultra-FFS>電場(chǎng)方向CommonLine旋轉(zhuǎn)方向檢光片兩疇結(jié)構(gòu)使得液晶分子在每個(gè)像素區(qū)內(nèi)有兩個(gè)相反的旋轉(zhuǎn)方向.因此,每個(gè)像素分為兩個(gè)視角不同的區(qū)域.色偏被有效的彌補(bǔ)了.?n1(//)+?n2(┴)=?n2(//)+?n1(┴)PixelstructureofU-FFS(2-Domain)偏光片交叉串?dāng)_交叉串?dāng)_定義:

不應(yīng)該參加顯示的電子信號(hào)影響到顯示畫(huà)面,畫(huà)面出現(xiàn)失真現(xiàn)象.FFScrosstalk測(cè)試圖形和測(cè)試方法:

在L31灰度圖案下,屏中心位置為L(zhǎng)255最大亮度圖案,左右兩側(cè),上下兩側(cè)與周?chē)鶯31亮度不同.L0YHbL31L255Cross-talkcheckpattern水平cross-talk垂直cross-talkL255L255L31YHaL31L255L255YVaYVb水平Cross-talk(%)={|YHa-YHb|/YHa}X100垂直Cross-talk(%)={|YVa-YVb|/YVa}X100TFT-LCDcrosstalk要求小于2%,FFS-LCDcrosstalk一般小于1%。交叉串?dāng)_

交叉串?dāng)_原因:水平方向:

高Gate&Commonlinedelay;Gateline&S/DlineCross部

耦合作用強(qiáng);

C/F側(cè)

Commondelay高

;

TFT&C/F對(duì)位

Misalign高

垂直方向:S/Dline和

Pixel間耦合作用強(qiáng);

TFTIoff漏電流高;

S/Dline電阻高;

TFT&C/F對(duì)位

Misalign高舉例說(shuō)明FFS交叉串?dāng)_:L255圖形下,FFS+LC電容最大,水平方向的Gate/Commonline的RCdelay加大,影響到水平方向上的像素電壓/液晶電壓變小,發(fā)暗.同時(shí)L255圖案所加信號(hào)電壓最強(qiáng),由于數(shù)據(jù)