TFTLCD显示基本知识详解

_ TFT LCD 显示原理详解 我们一般认为物体有三态固态、液态、气态，其实这只是针对水而言，有一些 有机化和物 还有介于固态和液态中间的状态 就是液晶态，如下图（一） 图（一） a背景 两块偏光的栅栏角度相互垂直时光线就完全无法通过，图（六）是用偏光太阳镜做的测试。 图（六） bTFT LCD 显示原理 液晶显示器就是利用偏光板这个特性来完成的，利用上下两片栅栏之间互垂直的偏光板之间充满了液晶，在利用电场控制液晶 分支的旋转，来改变光的行进方向，如此一来，不同的电场大小，就会形成不同颜色度了，如图（七）。 _ 图（七） b-1当在不加上电极的时候，当入射的光线经过下面的偏光板起偏器时, 会剩下单方向的光波,通过液晶分子时, 由于液晶分子 总共旋转了 90 度, 所以当光波到达上层偏光板时, 光波的极化方向恰好转了90 度。下层的偏光板与上层偏光板, 角度也是恰好 差异 90 度。 所以光线便可以顺利的通过，如果光打在红色的滤光片上就显示为红色。效果如图（七）中前两个图所示。 b-2当在加上电极后最大电极，液晶分子在受到电场的影响下，都站立着，光路没有改变，光就无法通过上偏光板，也就无法 显示，如图（七）蓝色滤光片下面的液晶。 cTFT-LCD 驱动电路。 为了显示任意图形，TFT-LCD 用 mn 点排列的逐行扫描矩阵显示。在设计驱动电路时，首先要考虑液晶电解会使液晶材料 变质，为确保寿命一般都采用交流驱动方式。已经形成的驱动方式有电压选择方式、斜坡方式、 DAC 方式和模拟方式等。由 于 TFT-LCD 主要用于笔记本计算机，所以驱动电路大致分成信号控制电路、电源电路、灰度电压电路、公用电极驱动电路、 数据线驱动电路和寻址线驱动电路（栅极驱动IC）。上述驱动电路的主要功能是信号控制电路将数字信号、控制信号以及时 钟信号供给数字 IC，并把控制信号和时钟信号供给栅极驱动IC；电源电路将需要的电源电压供给数字IC 和栅极驱动 IC；灰度 电压电路将数字驱动电路产生的10 个灰度电压各自供给数据驱动； 公用电极驱动电路将公用电压供给相对于象素电极的共享电 极；数据线驱动电路将信号控制电路送来的RGB 信号的各 6 个比特显示数据以及时钟信号，定时顺序锁存并续进内部，然后此 显示数据以 6 比特 DA 变换器转换成模拟信号，再由输出电路变换成阻抗，供给液晶屏的资料线；栅极驱动电路将信号控制电 路送来的时钟信号，通过移位寄存器转换动作，将输出电路切换成ON／OFF 电压，并顺次加到液晶屏上。最后，将驱动电路 装配在 TAB（自动焊接柔性线路板）上，用ACF（各向异性导电胶膜）、TCP（驱动电路柔性引带）与液晶显示屏相连接。 dTFT-LCD 工作原理 首先介绍显示原理。液晶显示的原理基于液晶的透光率随其所施电压大小而变化的特性。当光通过上偏振片后，变成线性偏 振光，偏振方向与偏振片振动方向一致，与上下玻璃基板上面液晶分子排列顺序一致。当光通过液晶层时，由于受液晶折射， 线性偏振光被分解为两束光。又由于这两束光传播速度不同（相位相同），因而当两束光合成后，必然使振光的振动方向发生 变化。通过液晶层的光，则被逐渐扭曲。当光达到下偏振片时，其光轴振动方向被扭曲了 90 度，且与下偏振片的振动方向保持 一致。这样，光线通过下偏振片形成亮场。加上电压以后，液晶在电场作用下取向，扭曲消失。这时，通过上偏振片的线性偏 振光，在液晶层不再旋转，无法通过下偏振片而形成暗场。可见液晶本身不发光，在外光源的调制下，才能显示，在整个显示 过程中，液晶起到一个电压控制的光阀作用。TFT-LCD 的工作原理则可简述为当栅极正向电压大于施加电压时，漏源电极导 通，当栅极正向电压等于0 或负电压时，漏源电极断开。漏电极与ITO 象素电极连结，源电极与源线（列电极）连结，栅极与 栅线（行电极）连结。这就是TFT-LCD 的简单工作原理 _ c常用的液晶结构 c-1所谓的 NWNormally white NW 指当我们对液晶面板不施加电压时, 我们所看到的面板是亮的画面, 所以才叫做 normally white。 另外一种, 当对液晶面板 不施加电压时, 面板无法透光, 看起来是黑色的, 就称之为 NBNormally black c-2为什么要有这两种结构 主要是为了不同的应用环境。一般桌上型计算机或是笔记型计算机,大多为 NW 的配置,那是因为一般计算机软件的使用环境, 你会发现整个屏幕大多是亮点, 也就是说计算机软件多为白底黑字的应用。既然亮着的点占大多数, 使用 NW 当然比较方便,也 因为 NW 的亮点不需要加电压, 平均起来也会比较省电。 反过来,NB 的应用环境大多是属于显示屏为黑底的应用了。 alcd 切面的结构 图（八） b作用原理 TFT_LCD （薄膜晶体管液晶显示器） ,液晶显示器需要电压控制来产生灰阶. TFT利用薄膜晶体管来产生电压,以控制液晶转向的 显示器。从图（八）的切面结构图来看,在上下两层玻璃间夹着液晶, 便会形成平行板电容器, 我们称之为 CLCcapacitor of liquid crystal. 它的大小约为 0.1pF, 但是实际应用上, 这个电容并无法将电压保持到下一次再更新画面数据 的时候. 也就是说当TFT 对这个电容充好电时, 它并无法将电压保持住, 直到下一次TFT 再对此点充电的时候.以一般 60Hz的画 面更新频率, 需要保持约 16ms 的时间. 这样一来, 电压有了变化, 所显示的灰阶就会不正确. 因此一般在面板的设计上, 会再加 一个储存电容 CSstorage capacitor 大约为 0.5pF, 以便让充好电的电压能保持到下一次更新画面的时候. 不过正确的来说, 长 在玻璃上的 TFT 本身,只是一个使用晶体管制作的开关. 它主要的工作是决定LCD source driver上的电压是不是要充到这个点 来. 至于这个点要充到多高的电压, 以便显示出怎样的灰阶. 都是由外面的 LCD source driver来决定的. c框胶与 spacer 框胶与 spacer两种结构成分. 其中框胶的用途,就是要让液晶面板中的上下两层玻璃, 能够紧密黏住, 并且提供面板中的液晶分子 与外界的阻隔,所以框胶正如其名,是围绕于面板四周, 将液晶分子框限于面板之内. 而 spacer 主要是提供上下两层玻璃的支 _ 撑, 它必须均匀的分布在玻璃基板上, 不然一但分布不均造成部分spacer 聚集在一起, 反而会阻碍光线通过, 也无法维持上下两 片玻璃的适当间隙gap, 会成电场分布不均的现象, 进而影响液晶的灰阶表现. 图（九） a每个像素点的结构 放大镜下面的液晶面板如图（九）中所显示的样子.每一份像素点由“红色“,“蓝色“,“绿色“三个子基色构成（这就是所谓的三原 色. 也就是说利用这三种颜色）。我们把RGB 三种颜色,分成独立的三个点, 各自拥有不同的灰阶变化, 然后把邻近的三个RGB 显示的点,当作一个显示的基本单位,也就是 pixel.那这一个 pixel,就可以拥有不同的色彩变化