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一种用于增加制程范围新型FFS液晶显示器件结构 　　摘要：FFS (fringing field switching) 技术作为三大主流广视角液晶显示技术之一，与IPS/VA相比有高开口率的优势。 然而由于其存储电容易受制程偏移的影响而较容易产生显示不均，因此在制造过程中对设备精度要求十分严格。本文介绍一种新的FFS器件结构，能很大程度上降低由于制程偏移造成的显示不均。 　　关键词：边缘切换；回踢电压；制程偏移 　　中图分类号：TN141.9文献标识码：A 　　 　　A New Structure of FFS TFT-LCD for Process Margin Enlargement 　　 　　MAO Lian-bo, QIAO Yan-bing, DAI Wen-jun, LI You-jun, Peter Liao, DC Chung, TS Jen 　　(Infovision Optoelectronics (Kunshan) Co., Ltd, Jiangsu 215301, China) 　　 　　Abstract:As one of popular wide viewing angle display technology, FFS TFT-LCD had the advantage of high aperture ratio as compared to IPS and VA. But FFS mode always appears the display non-uniformity phenomena when its storage capacitance affected by the process variation, so it has rigid requirement to the manufacturing apparatus. This paper has presented a new FFS structure which could decrease the defects ratio that caused by the process variation. 　　Keywords: fringe field switching (FFS)；kick-back voltage; process variation 　　 　　1引言 　　 　　边缘场切换(fringe field switching，FFS) 技术作为三大主流广视角液晶显示技术之一，与共面开关转换（in-plane-switching，IPS）以及垂直阵列（vertically aligned,VA）技术相比有高透光效率、高对比度、高亮度、低色差等优势。但它的存储电容Cst的大小受制程偏移的影响会造成像素电位差ΔVp（又称回踢电压，kick-back voltage）面内分布的差异，从而引起亮度不均，因此对制程精度要求非常之高。本文介绍了一种新的像素设计方法，可以控制回踢电压，达到有效改善产品的闪烁、残影以及问云纹(mura)等问题的目的，也可以在一定程度上起到增加制程范围的作用。 　　2FFS 工作原理及像素结构 　　 　　FFS是为了改善IPS水平电场驱动时开口率小、透过率低等缺点而发展的一种显示技术[1]。与IPS相比，它主要降低了电极间的距离，使调变液晶分子的电场以边缘电场为主。图1为IPS与FFS两种类型LCD操作原理比较图[2]。 　　与IPS技术利用水平电场相比???FFS是利用电场的边缘效应(fringing effect)，这让像素区内更大面积的液晶可以受控，若采用透明电极取代IPS结构中的金属电极，增大开口率，可以获得与TN型LCD相当的透过率。图2为TN、IPS与FFS三种类型LCD的透过率比较图，通过此图同时可以看到，FFS-LCD的饱和透过率(transmittance-saturation)的电压范围也比IPS-LCD要大[3]。 　　图3为一个典型的FFS像素结构的截面图，其等效电路图如图4所示。 　　 　　3普通FFS技术的显示亮度不均问题 　　 　　液晶显示器的亮度取决于加于液晶的均方根电压，因此像素电压越大，透过率就越大，亮度也就越高。如果液晶显示器出现面内像素电压分布不均，就会造成亮度的显示不均。影响像素电压的主要因素有TFT的充电能力，TFT的漏电流大小，以及kick-back 电压。其中，可以通过增大TFT尺寸使之获得足够的充电能力；选择合适的Vgl可以有效抑制漏电流的大小；但由于蚀刻均一性差异造成的kick-back电压差异却很难进行有效控制。虽然通过增加Cst可以同时控制漏电流和kick-back电压，但会影响到TFT的