TFT-原理及应用-简介-(SC)

TFT原理及应用简介TFTdevelopmentDate:24Oct2016内容要点TFT液晶显示器的基本概念TFT-LCD的结构说明TFT-LCD的工作原理TFT-LCD的应用TFT液晶显示器的基本概念TFT-LCD:其英文全称为ThinFilmTransistorLiquidCrystalDisplay，薄膜电晶体液晶显示器。像素（Pixel):图像的最小组成单位，大量颜色、明暗不同的像素组成一幅图像。尺吋:以有效显示区(x-y)的对角线长度计算,常以英吋表示.AspectRatio:显示区水平宽x对垂直y的比例.常见例子如3:4,16:9TFT液晶显示器的基本概念分辨率(Displayresolution):显示器上水平方向和垂直方向上像素（Pixel)的数目。垂直y橫寬x4.3”TFT液晶显示器的基本概念分辨率(Displayresolution):常见例子WQVGA:480x3(RGB),水平480x3RGB像素,垂直272像素.VGA:640xRGBx480WVGA:800xRGBx480全高清屏:1920x1080TFT液晶显示器的基本概念对比度（ContrastRatio):显示器最大亮度值（全白）与最小亮度值（全黑）之比值，对比度越高，图像越清晰。IPS/ADS屏垂直對比度可達800:1或以上.灰阶(Graylevel):像素明暗的差别，自然界中，影像充满于亮和暗之间的明亮程度，重现影像需要显示不同的明暗程度，即此为灰阶。

目前駆动IC6位元的可顯示26=64灰阶,8位元的可顯示28=256灰阶.TFT液晶显示器的基本概念色彩:以RGB不同亮和暗灰阶混合出不同的色彩，重现影像需要显示不同內容，即此为灰阶。

目前駆动IC,6x3位元的可顯示218=65536色(高色彩HighColor),8x3位元的可顯示224=16.7百萬色(全色彩FullColor).TFT-LCD的结构说明PANEL(面板）BL（背光）FPC（柔性电路板）

LCM（液晶模组）TFT-LCD的结构说明Maskingtape（遮光胶带）BEF(down)（下增光膜）BEF(up)（上增光膜）Diffuser（扩散片）LGP（导光板）Frame（铁框）LED（发光二极管）LEDFPC（发光二极管柔性电路板）Reflector（反射片）backcase（底盖）BL（背光）TFT-LCD的结构说明DotPixelTFT-LCD的结构说明TFT-LCD由下而上分别有以下部件构成:背光、下偏光片、下玻璃基板、液晶、配向膜、CF濾光膜、上玻璃、上偏光片。背光:背光模組主要是用來提供液晶面板均勻、高亮度的光源，由於TFT-LCD之非自發光性，因此須利用外加光源如：發光二極體、冷陰極射線管等。上、下偏光片:将入射光转变为偏振光，只有与偏光轴同向的光才能穿过偏光片，配合液晶的旋转可以达到控制光线强弱的目的。TFT-LCD的结构说明下玻璃基板:该基板上集成了数据线、扫描线、TFT开关、VCOM线路、ITO、存储电容CS等。主要负责各个Sub-pixel的充放电、让光线有效地进入、与上玻璃一起构成液晶的夹压以控制液晶有效地偏转。液晶(LiquidCrystal):是介于液态与结晶态之间的一种物质状态，电场作用下具有定向偏转的功能。TFT-LCD的结构说明配向膜:其作用是使液晶沿预定方向取向，配向膜的中间充满液晶分子，贴近液晶分子的一面有规则的开槽，液晶的分子正好可以平卧在里面，两片配向膜的开槽是相互垂直的，这样未充电情况下，上下层配向膜表面的液晶分子排列也是垂直的。TFT-LCD的结构说明上玻璃:上玻璃内表层是一整块ITO，充电后该ITO电位是VCOM，和下玻璃的各像素ITO电位构成各像素的夹压，以控制液晶适度偏转。TFT-LCD的结构说明CF（彩色滤光片):彩色滤光片为液晶显示器彩色化的关键组件，透过彩色滤光片才能使高灰阶的液晶显示器达到全彩色化，所以彩色滤光片之作用在于利用滤光的方式产生RGB三原光，再将三原光以不同的强弱比例混合而呈现各种色彩，使LCD显示出全彩。偏振光:液晶显示器（LCD）科技倚赖液晶来旋转偏振光的偏振平面。但大多数光源属于非偏振光源，例如，太阳、白炽灯等等，因为它们所发射出的光波是由一组不同空间特征、频率（波长）、相位、偏振的光波随机混合所组成。TFT-LCD的工作原理了解光波的偏振性质，最简单的方法就是先只思考单色平面波，这种波是具有特定传播方向、频率、相位、振荡方向的正弦波。传播于自由空间的电磁波是横波，电场方向与磁场方向彼此相互垂直，又都垂直于传播方向。TFT-LCD的工作原理从白炽灯（1）发射出的非偏振光（2）入射于传输轴为垂直方向的起偏器（3），透射出来的是垂直平面偏振光（4）。偏振光:TNTFT-LCD的工作原理TFT-LCD工作过程简要描述为:各亚像素ITO和上玻璃ITO之间的液晶分子在夹压作用下，发生相应角度偏转。那么偏振光透过液晶层的强弱也因夹压而不同，将有不同强度的光进入CF，经过CF将有对应强度颜色的光从上玻璃表面输出。所以根据画面特征，合理控制各亚像素ITO和上玻璃ITO之间的夹压，就能显示五彩缤纷的画面。TFT-LCD的工作原理TFT-LCD产品中常见的液晶面板类型有传统TN面板、广视角IPS/FFS/ADS和MVA面板。TN型面板通常用在NW（常白）的TFT-LCD，而IPS/FFS/ADS和MVA型面板通常应用在NB（常黑）的TFT-LCD广视角技术上。TFT-LCD的工作原理Notes:TN:TwistedNematicIPS:InPlaneSwitchingFFS:FringeFieldSwitchingADS:AdvanceSuperDimensionSwitchMVA:MultiVerticalAlignment所謂的NW(Normallywhite)，是指不對液晶面板施加電壓時所看到的面板是透光的畫面，也就是亮的畫面，所以才叫做NormallyWhite。反之，當不對液晶面板施加電壓時，如果面板無法透光而看起來是黑色的，就稱之為NB(Normallyblack)。TFT-LCD的工作原理TNTFT-LCD的工作原理1.液晶可以被光穿透，並影響光的偏振性。2.在液晶分子兩端所加電壓的不同，液晶分子的翻轉程度不同，根據液晶角度的不同透過光的偏振性也不同 。開関打開開関閉合液晶液晶互相牽引做個轉向的動作加電壓后轉向改變，通過它改變光的強弱。液晶的光电特性TNTFT-LCD的工作原理光源垂直偏光板玻璃電極玻璃電極液晶水平偏光板GDSScanData3.液晶亮度的控制原理TFT-LCD的工作原理–IPSmodeIPS/FFS/ADS的工作原理TFT-LCD的工作原理FFS(FringeFieldSwitching)/ADS(AdvancedSuperDimensionSwitch)IPS(InPlaneSwitching)TransmissionVoltageCurve(TV曲线）TFT-LCD的工作原理TNTFT在斜視角有明显退色,在其中一視向更有灰阶反转問題.TFT-LCD的工作原理IPS/FFS/ADS等广视角技术大大改善在斜視角的退色问题,灰阶反转更是不会发生.TFT-LCD的工作原理GammaCorrection伽瑪校正

由于早期CRT屏幕输入单位电压并不会产生等量的亮度(所以是非线性)，为了正确地显示画面颜色亮度，刻意制定一个曲线关系(x轴为输入与y轴为输出)，让最终输出的影像为线性颜色亮度的影像。即使现代能够制造出线性反应的液晶屏幕，这种现象仍然深深地影响图像处理，不管是后制、合成、调色或是3D算图渲染都离不开gamma这个技术。

另外一个原因，因为人眼对于黑暗中的细节比明亮中的细节还要更敏感,所以人眼视觉是以非线性的方式来记录讯号。而现代液晶显示器(TFT-LCD)本身虽然没有先天上的伽玛问题，但是为了要迎合传统的工作流程，TFT-LCD屏幕会刻意仿真出伽玛的效果。而PC常使用Gamma2.2。TFT-LCD的工作原理Gamma電壓的輸出曲線正極性負極性TFT-LCD的工作原理Gamma電壓產生電路:需要上下兩半部R-stringFPC/PCB板上SourceIC內部TFT-LCD的工作原理伽玛校正的视觉影响TFT-LCD的工作原理——输入原伽玛

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系統伽玛

——伽玛校正TFT-LCD的工作原理電腦顯示之圖像均是由一個個的像素(pixel)構成TFT-LCD的工作原理ClcTFTSubstrateColorFilterSubstrateRGBClcClcRBGTFT-LCD的工作原理Pixeldot每個像素均由三種顏色紅(R)綠(G)藍(B)的小光點(dot)構成TFT-LCD的工作原理混色效果通过夹压分別控制RGBdot亮度，自由組成各種圖案。三角形越大所能显示的颜色越丰富TFT-LCD的工作原理影响模块颜色的主成份CF滤色膜Backlight背光LiquidCrystal液晶TFT-LCD的工作原理TFT开关特性TFT-LCD的工作原理TFT-LCD的工作原理G1G2G3GmGm-1S1S2S3Sn-1SnSource線储存电容Gate線液晶电容TFTCell内部等效电路TFT-LCD的工作原理先开启第一行，其余关闭。SourceIC的data以模拟电压的形式向第一行的像素电极充电至理想值。TFT玻璃电极DataLineScanLineONOFFOFFOFF数据的写入与图像显示TFT-LCD的工作原理接着关闭第一行，由于存储电容CS的存在，电压已经固定且可以维持到下一帧再次打开改行，所以显示颜色也已固定。开启第二列，其余仍保持关闭。依此类推，可完成整个画面之显示。ONOFFOFFOFFX0X1X2X6X7GAMMA1~GAMMA14LVDS/TTLdataCONTROL(STH/POL/LD)STHSTVDVDD/VGH/VGLCPV/OE/XONG3G2G11024*(3)*76838438