TFT-LCD的結構與顯示原理課件

1、1一、概述 二、LCD的分類 三、TFT-LCD顯示模組 四、模式結構與顯示原理 五、TFT-LCD面板 六、LCD的應用 編寫：劉靜液晶顯示屏實物圖片TFT-LCD的結構與顯示原理2LCD 液晶顯示器是 Liquid Crystal Display 的簡稱，LCD 的構造是在兩片平行的玻璃基板當中放置液晶盒，下基板玻璃上設置TFT（薄膜晶體管），上基板玻璃上設置彩色濾光片，通過TFT上的信號與電壓改變來控制液晶分子的轉動方向，從而達到控制每個像素點偏振光出射與否而達到顯示目的。現在LCD已經替代CRT成為主流，價格也已經下降了很多，并已充分的普及。 一、概述3顯示方式液晶顯示器直視型投影型透

2、射型（有背光源）反射型（無背光源）前投影型背投影型二、LCD的分類4驅動方式字段方式：用像素電極做成文字 或圖形的形狀，然后在每個像素 電極上直接施加驅動電壓的方式。矩陣方式：像素電極以矩陣方式 排列，圖形有多個像素組合形成， 并通過多路驅動方式顯示。二、LCD的分類5矩陣方式無源矩陣顯示器：只能用于掃描線行數較少的簡單的顯示器。有源矩陣顯示器：用于高分辨的液晶顯示器。每個像素配置一個開關，能夠有效地切斷次路徑，避免發(fā)生串擾現象。二、LCD的分類7結構組成包括：TFT-LCD面板、驅動電路單元、背光源單元、外框。TFT-LCD模組橫截面圖三、TFT-LCD顯示模組8結構組成TFT-LCD面板

3、主要由TFT基板、CF基板、偏振片和液晶盒組成；作為顯示器實現各種文字、圖像及彩色圖像的顯示。驅動電路單元 TFT-LCD面板接受液晶驅動芯片輸入的信號電壓后，根據施加的電壓調整從背光源的入射光的大小。背光源單元 由背光源、反射板、導光板、擴散板、增透膜等構成。是使線光源轉變成亮度均勻的面光源的結構。外框 外框通常是有金屬材料做成，其作用是固定組成LCD模塊的個單元，提高液晶面板的耐沖擊能力。三、TFT-LCD顯示模組普通顯示模式扭曲向列相(Twisted Nematic，TN)模式廣角顯示技術 共面開關（In-Plain Switching, IPS）模式場邊緣開關（Fringe-Field

4、 Switching, FFS） 模式垂直取向（Vertical Alignment, ）模式10四、模式結構與顯示原理TN模式結構特點 上下玻璃基板上有透明電極膜 和表面經過處理的數百埃厚的配向膜。 液晶分子在上下基板的排列方向相互 垂直，上下基板外側貼有偏振片，偏 振片的光軸方向與緊鄰的液晶配向方 向相同。11四、模式結構與顯示原理四、模式結構與顯示原理TN模式顯示原理斷開態(tài)：未施加電壓時，光從上基板入射， 通過液晶層時光的偏振面沿液晶分子扭曲方向偏轉，到達下基板，通過下偏振片，液晶板面呈亮態(tài)。導通態(tài)：施加電壓時，液晶的指向矢量沿電場方向排列，液晶層不存在雙折射效應，通過上偏振片的光線通過

5、液晶層后保持原來的偏振方向，到達下偏振片時，由于上下偏振片的光軸方向相互垂直，光不能通過下偏振片，液晶面板呈暗態(tài)。12IPS模式顯示原理斷開態(tài)：由于液晶分子均勻平行沿面排列，且其指向矢與下偏振片的偏振軸平行，當入射光經下偏振片射入液晶層時，其偏振狀態(tài)不會發(fā)生變化，并且完全被上偏振片阻隔，這樣就可以得到幾乎接近純黑的暗態(tài)顯示。導通態(tài)：施加電壓后液晶分子在與基板平行的平面上向電場方向旋轉，與上下偏振片的偏光軸呈一定角度，其扭曲角度滿足雙折射條件，使得入射線偏振光變成橢圓偏振光，這樣一部分光就可以從上偏振片射出，得到亮態(tài)顯示。14四、模式結構與顯示原理15FFS模式結構特點 FFS的上下基板都有電極

6、，且電極間距l(xiāng)小于電極寬度w和盒后d；甚至像素電極和共同電極的間距l(xiāng)=0；所以既有垂直基板方向的電場也有平行基板方向的電場。四、模式結構與顯示原理電場上偏振片像素電極（ITO）下偏振片共同電極（ITO）存儲電容液晶分子17VA模式結構特點 上下偏振片相互垂直，液 晶分子在取向膜的定向作 用下豎直排列于液晶層中， 上下基板兩側都貼有ITO薄 膜電極。四、模式結構與顯示原理18VA模式顯示原理斷開態(tài)：未施加電壓時，液晶分子的指向矢都是垂直基板排列。如果上下偏振片的偏振軸相互平行，則入射光通過上下偏光片，顯示畫面呈亮態(tài)，稱為常白模式；如果上下偏振片的偏振軸相互垂直，則入射光在出射偏振片處被阻擋，顯示

7、畫面呈暗態(tài)，稱為常黑模式。常黑模式的VA阻擋所有波長的光，且與盒厚無關，使得常黑模式的暗態(tài)特性好，對比度高、所以一般的VA產品都選用常黑模式。導通態(tài)：當施加電壓時，液晶分子從垂直配向狀態(tài)轉向水平方向，入射光通過，面板呈亮態(tài)。四、模式結構與顯示原理19不同模式對比： TNIPS四、模式結構與顯示原理20不同模式對比： TNVA四、模式結構與顯示原理21不同模式對比：IPSFFS四、模式結構與顯示原理22模式優(yōu)點缺點TN結構簡單，工藝成熟、制作容易，透過率高響應速度慢，閾值效應不明顯，大量顯示和視頻顯示等受到了限制。IPS視角范圍廣（160），圖像顯示性能佳，色彩無偏移，觸摸無水波紋驅動電壓高（1

8、5V）；透過率低，亮度不足，響應速度慢FFS視角范圍廣（170），低能耗、高透過率、高亮度、快速響應、高色彩還原性、觸摸無水波紋產生灰階逆轉，色差有變化VA響應速度大大高于普通TN模式，無色偏視角范圍窄、視角方位不對稱四、模式結構與顯示原理MVA（Multi-domain VA） 優(yōu)點：視野角度增加達160以上，并提高了液晶的響應速度。 用途：適用于液晶電視，NB和監(jiān)視器用得不多。PVA(Patterned VA） 優(yōu)點：亮度輸出和對比度優(yōu)于MVA 用途：適用于液晶面板AFFS（Advanced FFS） 優(yōu)點：寬視角、高亮度、高對比度、高透過率，色彩無偏移。 用途：適用于液晶電視24四、模式

9、結構與顯示原理25黑矩陣彩色濾光片矩陣封框膠Ag膠墊料上偏振片共通電極端子像素電極配向膜下偏振片存儲電極液晶結構組成 五、TFT-LCD面板配向膜在LCD中的作用TFT-LCD面板27配向膜的幾種形態(tài)TFT-array基板TFT信號線像素電極存儲電容保護電路28TFT-array基板與單位像素示意圖五、TFT-LCD面板TFT-array基板TFT為三端子元件，在LCD應用上可視為開關。液晶組件的作用類似一個電容，由開關的ON/OFF對電容儲存的電壓值進行更新/保持。29五、TFT-LCD面板CF基板 CF基板上的每種 顏色的濾光片與 TFT-array基板 上的單位像素一 一對應。通過調 整像素的透過率， 組合不同亮度的 紅綠藍三原色，可 以得到各種不同的顏色。30五、TFT-LCD面板CF基板 常見的幾種彩色濾光片 31五、TFT-LCD面板黑矩陣（BM） 遮擋通過非驅動區(qū)域的光；增加液晶顯示屏的對比度。32五、TFT-LCD面板電極 像素