TFT-LCD构造与成像原理.ppt

1、0, 构造与成像原理,2005/01/17,吴正福,1,TFT-LCM的英文全称 : Thin Film Transistor Liquid Crystal Module 薄膜晶体管液晶显示器,什么是TFT-LCM,2,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

2、过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。 (方向的偏光片只能让振动方向的光通过。例如：参考图中自然光源向下射出光线，通过一个向的偏光片成为向偏振光，而垂直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。,3,TFT-LCM的面板构造,TFT-LCD由：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

3、通电极、彩膜、上玻璃）、上偏光片等组成。,4,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，水平旋转度。）,5,4.4 、光学性质 双折射、全反射。偏振光逐层逐个分子传播光线，振动方向随液晶位置变化而改变。 （向偏振光被迫随一个个液晶分子逐渐旋转度，

4、成为向偏振光。） 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向变成向。） 4.6 、有弹性 便于记住原始位置，在电场撤消后，能自行归位。,6,液晶显像原理示意图,7,5.1:（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

5、偏振光线跟着旋转度，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，能使液晶分子在度之间变化，则最终射出的光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。,液晶显像原理示意图,8,9,6.1: TFT,

6、G,D,S,6.1.1. TFT=管，可视为一个开关。,信号驱动示意图,10,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

7、能存储的电荷很少，不能克服因电容泄漏造成的电场失落，从而影响画面内容的存储时间，所以设计上，增加了一个储存电容与像素电极并联。,11,上偏光片,TFT,框胶,异向性 导电膜,TAB,接插件,控制IC,印刷电路板,驱动IC,扩散片,间隔剂,导光板,增光片,反射片,灯管,下偏光片,像素电极,电容,液晶,配向层,共通电极,保护层,彩色滤光片,黑纹,玻璃基板,TFT-LCM的面板纵向剖示图,12,光源,光源要求具有下例特定条件： 白度好，不偏色。 发光效率高，省能。 高度均匀。,13,光學元件的效率,14,側光式背光源的構造,=将线光源变成面光源 =,15,彩色,9.1:混色原理： 9.1.1:加法混

8、色： （红）（绿）（蓝）（白）,16,彩色,9.1.2:减法混色： （红）（黄）（蓝）（黑）,17,彩色,9.1.3:混色： 9.1.3.1. 用两种颜色相混（每种颜色在舌尖图上用一个点表示），所能混出的颜色只能在两个色点所连成的线段上。 9.1.3.2.用三种颜色相混，所能混出的颜色，只能在三个色点所连成的三角形内。 9.1.3.3.从舌尖图上可以看出用、三个点，所围成的三角形越大，越能显示出自然界中较多的颜色，但肯定不可能显示所有的色彩。 9.1.3.4.将上各个像素单元，有规律地分别加上、三种彩色薄膜，使各像素变成不同亮度的彩色光线，就可以达到显示彩色画面的目的。,自然界的颜色 所有颜色成一幅舌尖状图,18,彩色,9.1.4:两种混色的方法： 9.1.4.1.时间混色： 让不同的颜色，在不同的时间段，快速分别进入人的视野，则人眼分不出这两种颜色，只能感觉到一种颜色（两色相混的结果。如：在风车叶子