液晶显示技术简介课件

TFT液晶显示技术简介四川长虹电器股份有限公司杨伟茂Weimao.yang@一、显示器件的分类及概述1.显示器件分类电子束显示器件：CRT…平板显示器件：LCD、PDP、OLED、EL、FED…光学投影显示器件：CRT投影、LCD投影、DLP投影…数码显示器件：LED、VFD、EPID(电泳显示)、辉光放电、电致变色…2.各类显示器件的对比参数CRTLCDPDPLEDEL纯平CRTVFDFED显示特性对比度很好好好很好好好好好彩色很好一般很好不好较差很好较差很好亮度很好一般一般很好较差很好一般很好灰度很好很好一般不好较差很好较差很好视角很好一般很好很好很好很好很好很好厚度较厚薄一般一般薄一般薄薄重量较重轻较重一般轻较重轻一般响应时间优秀较差优秀优秀优秀优秀优秀优秀分辨率(PPI)一般优秀一般较差优秀一般较差一般功耗大小较小小小大小大大尺寸应用一般一般优秀优秀优秀较差较差较差寿命一般很长一般很长一般一般一般一般成本低较高较低低较低较低较高较高二、TFT液晶显示器件的工作原理1.需要了解的基础知识（1）光的偏振性：自然光是一种电磁波，其传播的方向上没有任何一个方位会比其他方位更占优势。自然光可以沿着与光传播方向垂直的任意方向上分解成两束振动方向相互垂直、振幅相等、无固定相位差的非相干光。在液晶显示器件中，主要就是通过使用偏振片对偏振光的控制来实现光线透过量的多少，实现屏幕上灰度的控制。（2）液晶分子的各向异性：表现为改变入射光的偏振状态或偏振方向，使入射光相应进行左旋或右旋，从而光线被反射或透射，以此达到控制光线变化的目的。2.液晶显示器件的基本结构－（玻璃面板）下偏光片薄膜(TFT)基板液晶薄膜晶体管彩色滤光片上偏光片线路玻璃基板透明电极透明电极<2mm3.液晶显示器件的基本结构－（玻璃面板＋背光源）

三、液晶屏模组的构成及作用*电路部分TFT基板、TimingControlBoard（简称TCON，时序控制板或驱动板）、SourceDriver（数据驱动）、GateDriver（门选通驱动）、Inverter（逆变器）*光学部分光学膜（反射膜、扩散板、棱镜片）、偏光片、彩色滤光片、背光灯*结构部分前面框、后面框、支撑架1.液晶屏模组的结构构成

(外部面框)(液晶面板)扩散板和棱镜片导光板(Lamp)(支撑架)反射板灯管槽(底部后盖)液晶屏模组驱动

IC(DriveIC)门极PCB(Gate)源极PCB(Source)分解2.液晶屏模组的电路构成DCR：DynamicContrastRatio动态对比度ODC：OverDriveControl过驱动控制LUT：LookUpTable查找表TCON3.液晶屏模组各部分的作用（1）TFT基板TFT基板位于液晶屏模组的最外部，用户就是通过它看到的图象，它是液晶显示器件中对光线的透过量进行控制的关键部分。偏光膜、彩色滤光片、液晶、TFT晶体管等均在其中。Gate线Data线子象素黑矩阵TFT

主要用于将外部机芯板提供的LVDS信号或TTL信号转换为SourceDriver(数据驱动)和GateDriver(门选通驱动)所需的信号。数据驱动电路主要用来控制液晶基板上的TFT器件源极（Source）产生灰阶电压。门选通驱动电路主要用来产生选通脉冲，类似与电视信号中行同步脉冲的作用。以下是TCON板的结构框图：（2）TimingControlBoard(简称TCON板，或称为驱动板)TCON板转换输出的信号一般为RSDS信号或miniLVDS信号，这些信号再被送到液晶屏面板上的GateDriver和SourceDriver芯片中进行“翻译”，“翻译”后的便是可以驱动液晶面板上TFT工作的信号了。GateDriver：依序将每一行的TFT打开，好让整排的sourcedriver同时将一整行的显示点充电到各自所需的电压，显示不同的灰阶。SourceDriver：在每一条Gatedriver打开时将相对应的显示电极充电到所需的电压。DataDriverGateDriver*GateDriver和SourceDriver一般都是与TFT玻璃基板连接在一起或直接贴装在TFT玻璃基板上的。部分厂家的TCON板

LG.PhilipsLCDSAMSUNG原台湾广辉CHIMEI（3）INVERTER(逆变器，或称为高压板)

主要将直流电源转换为背光灯管工作所需要的55～65kHz的高压交流电。

常见的背光源有CCFL(冷阴极荧光灯)和EEFL(外阴极荧光灯)。对于CCFL，每一根灯管需要有一个变压器来驱动；而对于EEFL，所有灯管是并联的，因此INVERTER上一般只需要两个变压器足够。部分厂家的INVERTER板

SAMSUNG中华映管上广电-NECLG.PhilipsLCD由背光灯、导光板、反射膜、扩散片、棱镜片组成。主要是将多根灯管发射出来的分散的光通过光学材料的作用变为面光源。（4）背光源棱镜片、扩散片扩散板边缘支撑条灯管组反射层背盖板一种常见的背光源结构

上棱镜片下棱镜片下扩散板导光板反射膜灯管上扩散板（保护膜）灯管灯管

背光灯的亮度是很高的，但通过了一系列的光学膜和偏光片、滤光片后，衰减的就只剩3～5％左右了。

下偏光板TFT阵列液晶彩色滤光片上偏光板背光灯屏幕穿透率项目屏幕

透光率偏光板透光率A开口率B彩色滤光片

透光率C液晶

效率D屏幕

透光率A*B*C*D项目液晶屏模组

亮度背光灯

亮度E屏幕

透光率

F(=A*B*C*D)液晶屏模组亮度E*FCCFL背光灯的亮度一般在5000～7000nit，偏光板透光率40%，开口率

35%，彩色滤光片透光率

30%，液晶透光效率

90%。四、液晶屏模组的制程

1.TFT面板的生产TFT-阵列基板彩色滤光片基板3早期清洗排向膜印刷封口胶印刷支撑球分配12345681112Ag组装7切割液晶注入切割缺口形成激光标识910玻璃蚀刻检查16清洗外观检查研磨131415TFT面板完成2.模组段的生产TFT面板投入粘贴偏光膜TAB粘贴PCB粘贴清洗组装老化包装PCB粘贴在Panel粘贴驱动芯片

污染物质去除偏光板粘贴在

Panel上,下液晶稳定化及

早期不良筛选背光灯及外壳组装标签粘贴及包装TFT面板完成品模组工程去除气泡去除玻璃面板和偏光板间的气泡最终检查性能及外观检查*TAB：TapeAutoBonding，即绑定有驱动芯片的柔性电路板

五、液晶显示模组常见问题的分析六、液晶显示新技术介绍1.OverDrive过驱动技术，主要为了解决液晶产品中存在的响应时间过长问题；2.120Hz目前各厂家都在积极推动的技术。现有的液晶屏一般都是60Hz的刷新频率，提高为120Hz后，将在改善图象拖尾和图象抖动方面发挥作用；3.THM、FMB一种新的液晶屏模组安装方式，主要通过在液晶屏模组上增加螺钉孔位减小液晶产品的外框尺寸。不同厂家的取名不同，但含义一样；4.LED背光源现有的主流液晶屏产品均为荧光灯管背光源，主要缺点为色域覆盖率低、亮度均匀性不好、对比度不高。改为LED背光源后，以上各方面都将有很大改善和提高；5.FRCFrameRateControl，帧率控制技术。FRC技术能够适当地控制帧速率和相邻帧之间的颜色，这样液晶面板在播放动态画面的时候，我们就“看到”了液晶面板本身不能显示的颜色。主要用于改善6bit屏的色彩显示；6.DCRDynamicContrastRatio，动态对比度。随图象内容的调整背光灯的亮度，使图象对比度提高；7.IP-BoardInverter&Power-Board，电源和逆变器合一的产品。这种方式提高了电源的效率；8.McFiMotionCompensationandFrameInsertion，运动补偿和帧插入。主要用于改善画面中的运动锯齿和图象抖动；9.WCGWideColorGamut，广色域。通过改变光学材料或背光源类型来提高液晶屏模组的色域覆盖率；10.DFEDoubleFrameEmbeded，双帧插入。TCON板在处理过程中在每两幅原始图象中插入一帧