TFT-LCD构造与成像原理.ppt

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1、ＴＦＴ－ＬＣＤ构造与成像原理2005/01/17吴正福0TFT-LCM的英文全称:ThinFilmTransistorLiquidCrystalModule薄膜晶体管液晶显示器１．什么是TFT-LCM1２．显示图像的思路2.1、如何得到一种可以明暗变化自如的光线。2.1.1:控制白炽灯的电压：速度不够。NG！2.1.2:用一个物体遮挡住部分光线，快速改变物体的形状，达到目的。OK！是什么？2.1.3:用一束电子快速扫过荧光粉，同时控制电子束强度，达到目的。OK！是什么？以上的思路建立在“控制光线强弱”基础上。新思路：利用光线振动的有方向性。2.2.1:先让光线通过

2、一个光栅变成单一振动方向的偏振光。（有何缺点？）（光有波粒二重性，自然界中光的振动方向在３６０度各个方向都有。偏光片是一个光栅栏，它只能让特定振动方向的光波通过，例如水平Ｘ方向。)2.2.2:再让此偏振光通过另一个光栅，则通过光线的强弱与两者之间形成的角度有关。(Ｘ方向的偏光片只能让Ｘ振动方向的光通过。例如：参考图中自然光源向下射出光线，通过一个Ｘ向的偏光片成为Ｘ向偏振光，而垂直Ｙ向光线则被挡住不能通过。）2.2.3:如何改变偏振光与检偏器之间的角度。利用液晶来完成。2３．TFT-LCM的面板构造标准白光源偏光片液晶模组件电极板彩色滤光片偏光片视面TFT-LCD由

3、：背光板、下偏光片、液晶模组件（下玻璃、信号电极、TFT、下配向膜、液晶、上配向膜、共通电极、彩膜、上玻璃）、上偏光片等组成。3４．液晶的要求4.1、无色透明透光性好，不影响色彩。4.2、长棒形形状长棒状可以方更位置固定。（配向层）（配向膜是形如挫衣板一样有机膜，当它与液晶接触时，很容易使长棒形液晶分子自然地顺着配向膜槽躺下。配向膜上下各有一个，槽面相对，中间夹着液晶，两个配向膜槽向成９０度正交。）4.3、有粘性多层重叠而不滑落，让光线有改变方向的机会。（由于液晶的粘度作用，迫使液晶分子的排列方式从上至下，水平旋转９０度。）44.4、光学性质双折射、全反射。偏振光

4、逐层逐个分子传播光线，振动方向随液晶位置变化而改变。（Ｘ向偏振光被迫随一个个液晶分子逐渐旋转９０度，成为Ｙ向偏振光。）4.5、为有极性分子（分子的两端分别带有“+”“-”电荷，但正负电荷总量相等）易受电场力作用，以便通过电场控制并改变液晶的位置（由平躺变为竖列）。（将液晶置于两个电极之间，当电极加压，所形成电场力足以使液晶分子竖立起来时。则此时原来被液晶旋转９０度的偏振光，会因失去液晶旋转作用，而不能使其振动方向由Ｘ向变成Ｙ向。）4.6、有弹性便于记住原始位置，在电场撤消后，能自行归位。5上偏光片上配向层下配向层下偏光板液晶分子电压光线光线５．液晶显像原理示意图6

5、5.1:（图左部分）光线（标准白光源）通过上偏光片（假设为横向）形成横向偏振光，由于所选择之液晶之本身特性以及上、下配向层的作用，使得上、下层之间的液晶旋转了90度，从而也使偏振光线跟着旋转９０度，变为纵向偏振光，当通过下偏光片（假设也为横向）时，由于方向不同（成９０度）光线不能通过，此时画面为黑。5.2:（图右部分）给液晶（有极分子）加一个足够大的电场，在电场力的作用下，液晶分子全部站列起来，摆脱了配向层的束缚，此时光线不能旋转９０度，偏振光与下偏光片同向，光线通过，此时画面为白。5.3:如果控制所加电场电压大小，能使液晶分子在０－９０度之间变化，则最终射出的光

6、线也会从黑至白逐渐变化，如果再使光线通过一层有色滤光片，则可以实现各种彩色显示。结论：通过改变加在电极两端电压的大小，即改变电场的强弱，从而可以达到改变画面明暗的目的。５．液晶显像原理示意图7６．信号驱动示意图显示线控制端视频信号输入端控制液晶旋转角度的信号电压。让信号电压通过的控制开关（ＴＦＴ）。一个像素单元。两个电极将液晶夹在中间。将画面分成若干的像素，分别用各自的电极控制，就可以得到光通量各自不同的像素单元，便可组成一幅完整的画像。控制开关（ＴＦＴ）的控制端。86.1:TFTGDSDSG6.1.1.TFT=ＭＯＳ管，可视为一个开关。DSG不通时保持信息电压导

7、通时读取信息电压６．信号驱动示意图9６．信号驱动示意图6.2.像素的显示控制6.2.1:同一行横向TFT之门极连在一齐，一行一根线，有多少行，就有多少根控制线，称之为GATE端。6.2.2:GATE工作方式：逐行依次打开，每次只打开一根线。6.2.3:同一列纵向TFT之漏极（DATA）连在一齐，一列一根线，有多少列就有多少根数据（信号）线，称之SOURCE端。SOURCE端同时作用于各自列。每一个TFT的源极接像素电极的一个极（信号电极），所有像素的另一个电极，连在一齐，称之为共通电极COM，做在上玻璃内侧，由于像素电极所形成的电容量太小，所以能存储的电荷很少，不

8、能克服因电