快速响应的IPS型液晶显示模式

摘要

液晶显示器已经广泛应用于各种显示领域，具有重量轻、薄型化和功耗小等优点，但是其响应速度特性还不能令人满意。本文研究了传统IPS型液晶显示模式的显示原理及电光特性，并提出5种具有快速响应特性的IPS型液晶显示模式，对IPS型液晶显示模式的参数进行了优化，以提高显示性能。
　　本文第一章详细阐述了IPS型液晶显示模式的显示原理与电光特性，得到沿面排列的IPS型液晶显示模式视角、色彩、透过率、工作电压等特性已经达到较高标准，而响应速度问题是一个急需解决的问题；垂面排列的IPS型液晶显示模式具有较快的响应速度，而色彩漂移、色彩消退、透过率问题是急需解决的问题。
　　本文第二章提出FR-IPS-VA模式，通过在上基板设计与下基板像素电极相同宽度的梳状公共电极，利用像素电极与公共电极之间的斜向电场达到了提高开响应速度的目的，此模式具有与传统IPS-VA模式相似的工作电压和最大透过率，但是开响应速度是传统IPS-VA模式的一倍以上。研究了上基板上公共电极的宽度对FR-IPS-VA模式电光特性的影响。
　　本文第三章提出FIS-VA模式，通过给FFS-VA模式相邻的一组梳状像素电极加电势相反的电压，同时产生边缘电场和共面电场来驱动更多液晶分子发生倾倒，从而得到较高的平均透过率。此模式不仅具有较高透过率，并且继承了垂面排列IPS型液晶显示模式的快速响应和宽视角特性。
　　本文第四章提出FIS-3LE沿面排列模式，在FIS-2LE模式的上基板上设计面状电极，关响应过程加高电压脉冲使自由弛豫的关响应过程变为加电过程，使下降时间由传统FIS-2LE模式的40ms降低到1ms，关响应速度提高了40倍。此模式不仅具有极快的关响应速度，并且继承了FIS-2LE模式的高透过率、低工作电压和宽视角特性。
　　本文第五章提出FIS-3LE-VA模式，通过在FIS-VA模式的上基板上设计面状电极，关响应过程加高电压脉冲使自由弛豫的关响应过程变为加电的过程，使下降时间由传统IPS-VA模式的2.6ms降低到0.24ms，提高了10倍以上。提出给FIS-3LE-VA模式的上基板面状电极加偏置电压来控制液晶显示器的视角，实现了单液晶盒和单背光系统的视角可控，具有可控性强、简单易实现的优点，同时，宽视角模式和窄视角模式的总响应时间都约为1.75ms，这种快速响应特性对彩色时序显示的实现有积极意义。
　　本文第六章研究了分别使用正性液晶和负性液晶的双面FFS沿面排列模式的快速响应原理和电光特性，结果显示无论是正性液晶还是负性液晶，此模式的总响应速度都有近4倍的提高，并且分析了其色彩还原特性。研究了FFS沿面排列模式的绝缘层影响，结果显示无论是正性液晶还是负性液晶，绝缘层越薄，阈值电压和工作电压越低，而透过率和响应速度几乎不受影响，也就是说绝缘层做的越薄，越有利于驱动和节能，此讨论对工业生产有积极意义。

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第一章 绪 论

§1-1 引 言

§1-2 液晶显示器工作原理与性能标准

§1-3 IPS型液晶显示模式简介

§1-4本文主要研究内容及意义

第二章 快速响应的IPS-VA模式

§2-1 FR-IPS-VA模式的工作原理和电光特性

§2-2 公共电极宽度对FR-IPS-VA模式的影响

§2-3本章小结

第三章 高透过率的FIS-VA模式

§3-1 FIS-VA模式的器件结构和工作原理

§3-2 FIS-VA模式的电光特性模拟

§3-3本章小结

第四章 快速响应的的FIS-3LE沿面排列模式

§4-1 FIS-3LE沿面排列模式的器件结构和工作原理

§4-2 FIS-3LE沿面排列模式的电光特性

§4-3本章小结

第五章 快速响应的的FIS-3LE-VA模式

§5-1 FIS-3LE-VA模式的工作原理和电光特性

§5-2 视角可控的高性能液晶显示器

§5-3本章小结

第六章 双面FFS沿面排列模式的研究

§6-1 双面FFS沿面排列模式的工作原理和电光特性

§6-2 绝缘层厚度对FFS沿面排列模式电光特性的影响

§6-3本章小结

第七章 结论

参考文献

致谢

攻读学位期间所取得的相关科研成果