液晶顯示器學(xué)習(xí)筆記

1、液晶顯示器件其部分部件可能會有不同，如：相變型、 PDLC、多穩(wěn)態(tài)型液晶顯示器件沒有 液晶顯示器學(xué)習(xí)筆記 1. 液晶顯示器的結(jié)構(gòu) 液晶顯示器件從結(jié)構(gòu)上說，屬于平板顯示器件。其基本結(jié)構(gòu)，呈平板形。不同類型的 3-7所示。它主要 3-8所示。 禪電磁偏丸片反時層 偏振片，有源矩陣型液晶顯示器件在基板上制作有有源矩陣電路等，但是所有液晶顯示器件 都可以認(rèn)為是由兩片光刻有透明導(dǎo)電電極的基板，夾持一個液晶層，封接成一個偏平盒， 有 時在外表面還可能貼裝上偏振片等構(gòu)成。典型液晶顯示器件基本結(jié)構(gòu)如圖 由偏光片、前玻璃基板、封接邊、后玻璃基板、偏光片這幾大部分組成，如圖 U誕電楡 ; 定向肚: K口已里!:

2、In2O3 或 SnO2 ffl 3-8就晶迢示U件幾大都件購成示蠢 構(gòu)成液晶顯示器件的三大基本部件和特點介紹如下： （1）玻璃基板是一種表面極其平整的浮法生產(chǎn)薄玻璃片。表面蒸鍍有一層 透明導(dǎo)電層，即ITO膜層。經(jīng)光刻加工制成透明導(dǎo)電圖形。這些圖形由像素圖形和 外引線圖形組成。因此，外引線不能進(jìn)行傳統(tǒng)的錫焊，只能通過導(dǎo)電橡膠條或?qū)щ娔z 帶等進(jìn)行連接。如果劃傷、割斷或腐蝕，則會造成器件報廢。 （2）液晶材料是液晶顯示器的主體。不同器件所用液晶材料不同，液晶材料大都是由幾 種乃至十幾種單體液晶材料混合而成。每種液晶材料都有自己固定的清亮點Tl和結(jié) 晶點Ts。因此也要求每種液晶顯示器件必須使用和保存

3、在TsTl之間的一定溫度范 圍內(nèi)，如果使用或保存溫度過低，結(jié)晶會破壞液晶顯示器件的定向?qū)?；而溫度過高， 液晶會失去液晶態(tài)，也就失去了液晶顯示器件的功能。 （3）偏振片又稱偏光片，由塑料膜材料制成。涂有一層光學(xué)壓敏膠，可以貼在液晶盒的 表面。前偏振片表面還有一保護膜，使用時應(yīng)揭去，偏振片怕高溫、高濕條件下會 使其退偏振或起泡。 2. 液晶顯示器的工作原理 目前使用的最普遍的是扭曲向列 TFT液晶顯示器（Twisted Nematic TFT LCD ）, TFT就 是“Thin Film Transistor的簡稱，一般代指薄膜液晶顯示器，而實際上指的是薄膜晶體管（矩 陣）一一可以“主動的”對屏

4、幕上的各個獨立的象素進(jìn)行控制，這也就是所謂的主動矩陣 TFT （active matrix TFT ）的來歷。那么圖象究竟是怎么產(chǎn)生的呢？基本原理很簡單：顯示屏 由許多可以發(fā)出任意顏色的光線的象素組成，只要控制各個象素顯示相應(yīng)的顏色就能達(dá)到目 的了。在TFT LCD中一般采用背光技術(shù)，背光通過CCFL （冷陰極射線熒光管）發(fā)出，為 了能精確地控制每一個象素的顏色和亮度就需要在每一個象素之后安裝一個類似百葉窗的 開關(guān)，當(dāng) 百葉窗”打開時光線可以透過來，而百葉窗”關(guān)上后光線就無法透過來。當(dāng)然，在 技術(shù)上實際上實現(xiàn)起來就不像剛才說的那么簡單。LCD （Liquid Crystal Display ）

5、就是利用 了液晶的特性（當(dāng)加熱時為液態(tài)，冷卻時就結(jié)晶為固態(tài)）。一個成品TFT顯示屏，一般由一 個夾層組成，組成這個夾層的每一層大致是偏光板、彩色濾光片組成，這兩層之間就是液晶 層。偏光板、彩色濾光片決定了多少光可以通過以及生成何種顏色的光。這個夾層位于兩層 玻璃基板之間。在上層玻璃基板上有FED晶體管，而下層是共同電極，他們共同作用可以 生成能精確控制的電場，電場決定了液晶的排列方式。下圖是扭曲向列TFT顯示器的工作 示意圖： 從上圖結(jié)構(gòu)上看，液晶屏由兩片線性偏光器和一層液晶所構(gòu)成。其中，兩片線性偏光器分別 位于液晶面板的內(nèi)外層， 每片只允許透過一個方向的光線，它們放置的方向成 90度交叉（水

6、 平、垂直），也就是說，如果光線保持一個方向射入，必定只能通過某一片線性偏光器，而 無法透過另一片，默認(rèn)狀態(tài)下，兩片線性偏光器間會維持一定的電壓差，濾光片上的薄膜晶 體管就會變成一個個的小開關(guān)，液晶分子排列方向發(fā)生變化，不對射入的光線產(chǎn)生任何影響， 液晶顯示屏?xí)３趾谏?。一旦取消線性偏光器間的電壓差，液晶分子會保持其初始狀態(tài)，將 射入光線扭轉(zhuǎn)90度，順利透過第二片線性偏光器，液晶屏幕就亮起來了。彩色濾光器方式 館振片 RGB彩色濾光器 透明電極 琥璃基板 黑色矩陣條 取向?qū)?熒光燈（背照燈） LCD的結(jié)構(gòu)如圖3-3-4所示。 幻振片 液晶透明電極跛琥圣板 液晶顯示器的驅(qū)動是在兩透明電極之間施加

7、電場以改變液晶分子對光的透射率。根據(jù)液 晶顯示器的不同結(jié)構(gòu)，其驅(qū)動方式有多種，有段電極驅(qū)動（顯示字符）、無源矩陣電極驅(qū)動 （可顯示圖像，但多路驅(qū)動時有串?dāng)_）、有源矩陣電極驅(qū)動（像素獨立尋址，多路驅(qū)動無串 擾、閾值陡）等。對彩顯液晶顯示屏的驅(qū)動，目前主要采用有源矩陣電極驅(qū)動。 信號（列）電極 Y1Y2Y3 Ym 行、列電極交叉點即 為顯示像素，如Y3、 X3電極同時選通了 像素P33, P33發(fā)光 有源矩陣液晶顯示屏分為晶體管驅(qū)動和非線性元件驅(qū)動兩類。目前應(yīng)用最多的晶體管驅(qū) 動顯示屏。薄膜場效應(yīng)晶體管（TFT, Thin Film Transistor ）驅(qū)動的液晶顯示器的一個像素， 薄膜晶體管

8、TFT是開關(guān)器件。它的導(dǎo)通與截止?fàn)顟B(tài)接近理想開關(guān)，因此，各個像素之間的 尋址完全獨立，從而，消除了各個液晶像素之間的交叉串?dāng)_。大大改善了液晶顯示圖像的對 比度和清晰度。TFT象素架構(gòu)如下圖示，彩色濾光鏡依據(jù)顏色分為紅、綠、藍(lán)三種，依次排 列在玻璃基板上組成一組（dot pitch ）對應(yīng)一個象素每一個單色濾光鏡稱之為子象素 （sub-pixel ）。也就是說，如果一個 TFT顯示器最大支持1280X1024分辨率的話，那么至少 需要1280X3X1024個子象素和晶體管。 對于一個15英寸的TFT顯示器（1024X768）那么一 個象素大約是0.0188英寸（相當(dāng)于0.30mm），對于18.1

9、英寸的TFT顯示器而言（1280X1024）， 就是0.011英寸（相當(dāng)于 0.28mm） Ihin hlE transistor IF dot pilch sub-pixd cell 當(dāng)TFT柵極被掃描選通時，柵極加入一正高壓脈沖 Vg , TFT導(dǎo)通，若此時源極有信號 Vld輸入，液晶像素即加上了信號電壓 Vld。Vg消失后，Cld上的電荷將保持相當(dāng)長的時 間，直至再次被選通后新的 Vld到來，Cld上的電荷才改變。TFT驅(qū)動時序如下圖所示。 = - J V LD Vg t T1 選通時間 T2 非選通時間 圖3-3-8 TFT驅(qū)動時序 TFT LCD驅(qū)動矩陣的結(jié)構(gòu)如圖 3-3-9、圖3-

10、3-10所示。當(dāng)行線 Xi加高電平脈沖時， 連接在Xi上的TFT全部被選通，圖像信號經(jīng)緩沖器同步加在源極母線（ Y1Ym ）上，經(jīng) TFT將信號電荷加在液晶像素上。Xi每幀被選通一次，Y1Ym每行都要被選通。 Y1 Y2 Y3 Ym X1 卞1 r I T T X2 , IT 4 r1 丄* 丄i rj -工簽 工5 工5 X3彳 I h-TL r I -TL 1 JtTFT . 1 -A I ri 1 1 :5 工、卜液晶 T I 1 1 電容 _ Xn i _F* t r 1 iTLi I 、 i -支 r基 工 工 源極母線 柵極母線 緩沖、同步電路 掃描電路 圖3-3-9有源矩陣電極驅(qū)動電路 圖22-10有源矩陣液晶顯示屏電極排布 彩色TFT LCD有源矩陣顯示器在下玻璃板上