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(huì)有不同，如：相變型、PDLC、多穩(wěn)態(tài)型液晶顯示器件沒(méi)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(shuō)，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(shí)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(gè)液晶層，封接成一個(gè)偏平盒， 有時(shí)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!:In2O3 或 SnO2ff

2、l 3-8就晶迢示U件幾大都件購(gòu)成示蠢構(gòu)成液晶顯示器件的三大基本部件和特點(diǎn)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(guò)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(huì)造成器件報(bào)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(diǎn)Tl和結(jié)晶點(diǎn)Ts。因此也要求每種液晶顯示器件必須使用和保存在TsTl之間的一定溫度范圍內(nèi)，如果使用或保

3、存溫度過(guò)低，結(jié)晶會(huì)破壞液晶顯示器件的定向?qū)樱欢鴾囟冗^(guò)高，液晶會(huì)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(hù)膜，使用時(shí)應(yīng)揭去，偏振片怕高溫、高濕條件下會(huì) 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(jiǎn)稱，一般代指薄膜液晶顯示器，而實(shí)際上指的是薄膜晶體管（矩 陣）一一可以“主動(dòng)的”對(duì)屏幕上的各個(gè)獨(dú)立的象素進(jìn)行控制，這也就是所謂的主動(dòng)矩陣T

4、FT （active matrix TFT ）的來(lái)歷。那么圖象究竟是怎么產(chǎn)生的呢？基本原理很簡(jiǎn)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(gè)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(guò)CCFL （冷陰極射線熒光管）發(fā)出，為了能精確地控制每一個(gè)象素的顏色和亮度就需要在每一個(gè)象素之后安裝一個(gè)類似百葉窗的 開關(guān)，當(dāng) 百葉窗”打開時(shí)光線可以透過(guò)來(lái)，而百葉窗”關(guān)上后光線就無(wú)法透過(guò)來(lái)。當(dāng)然，在技術(shù)上實(shí)際上實(shí)現(xiàn)起來(lái)就不像剛才說(shuō)的那么簡(jiǎn)單。LCD （Liquid Crystal Display ）就是利用了液晶的特性（當(dāng)加熱時(shí)為液態(tài)，冷卻時(shí)就結(jié)晶為固態(tài)）。一個(gè)

5、成品TFT顯示屏，一般由一個(gè)夾層組成，組成這個(gè)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(guò)以及生成何種顏色的光。這個(gè)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(chǎng)，電場(chǎng)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(guò)一個(gè)方向的光線，它們放置的方向成 90度交叉（水平、垂直），也就是說(shuō)，如果光線保持一個(gè)方向射入，必定只能通過(guò)某一片線性偏光器，而

6、 無(wú)法透過(guò)另一片，默認(rèn)狀態(tài)下，兩片線性偏光器間會(huì)維持一定的電壓差，濾光片上的薄膜晶體管就會(huì)變成一個(gè)個(gè)的小開關(guān)，液晶分子排列方向發(fā)生變化，不對(duì)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(huì)保持其初始狀態(tài)，將射入光線扭轉(zhuǎn)90度，順利透過(guò)第二片線性偏光器，液晶屏幕就亮起來(lái)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)訜晒鉄簦ū痴諢簦㎜CD的結(jié)構(gòu)如圖3-3-4所示?；谜衿?液晶透明電極跛琥圣板液晶顯示器的驅(qū)動(dòng)是在兩透明電極之間施加電場(chǎng)以改變液晶分子對(duì)光的透射率。根據(jù)液晶顯示器的不同結(jié)構(gòu)，其驅(qū)動(dòng)方式有多種，有段電極驅(qū)動(dòng)（顯示字符）、無(wú)源

7、矩陣電極驅(qū)動(dòng)（可顯示圖像，但多路驅(qū)動(dòng)時(shí)有串?dāng)_）、有源矩陣電極驅(qū)動(dòng)（像素獨(dú)立尋址，多路驅(qū)動(dòng)無(wú)串?dāng)_、閾值陡）等。對(duì)彩顯液晶顯示屏的驅(qū)動(dòng)，目前主要采用有源矩陣電極驅(qū)動(dòng)。信號(hào)（列）電極Y1Y2Y3 Ym行、列電極交叉點(diǎn)即 為顯示像素，如Y3、X3電極同時(shí)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(dòng)和非線性元件驅(qū)動(dòng)兩類。目前應(yīng)用最多的晶體管驅(qū)動(dòng)顯示屏。薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管（TFT, Thin Film Transistor ）驅(qū)動(dòng)的液晶顯示器的一個(gè)像素，薄膜晶體管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(gè)像素之間的 尋址完全獨(dú)立，從而，消除了各個(gè)液晶像素之間的交叉串?dāng)_。大

8、大改善了液晶顯示圖像的對(duì)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(duì)應(yīng)一個(gè)象素每一個(gè)單色濾光鏡稱之為子象素（sub-pixel ）。也就是說(shuō)，如果一個(gè) TFT顯示器最大支持1280X1024分辨率的話，那么至少 需要1280X3X1024個(gè)子象素和晶體管。 對(duì)于一個(gè)15英寸的TFT顯示器（1024X768）那么一 個(gè)象素大約是0.0188英寸（相當(dāng)于0.30mm），對(duì)于18.1英寸的TFT顯示器而言（1280X1024）， 就是0.011英寸（相當(dāng)于 0.28mm）Ihin hlEtransistor IF

9、dot pilchsub-pixd cell當(dāng)TFT柵極被掃描選通時(shí)，柵極加入一正高壓脈沖 Vg , TFT導(dǎo)通，若此時(shí)源極有信號(hào) Vld輸入，液晶像素即加上了信號(hào)電壓 Vld。Vg消失后，Cld上的電荷將保持相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí) 間，直至再次被選通后新的 Vld到來(lái)，Cld上的電荷才改變。TFT驅(qū)動(dòng)時(shí)序如下圖所示。=-JV LDVgtT1 選通時(shí)間T2 非選通時(shí)間圖3-3-8 TFT驅(qū)動(dòng)時(shí)序TFT LCD驅(qū)動(dòng)矩陣的結(jié)構(gòu)如圖 3-3-9、圖3-3-10所示。當(dāng)行線 Xi加高電平脈沖時(shí)， 連接在Xi上的TFT全部被選通，圖像信號(hào)經(jīng)緩沖器同步加在源極母線（ Y1Ym ）上，經(jīng) TFT將信號(hào)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。Y1Y2Y3 YmX1卞1rITTX2 ,IT4r1丄*丄irj-工簽工5工5X3彳I h-TLr <I -TL 1JtTFT .1-AIri11:5工、卜液晶T I11電容_Xn i_F*tr 1iTLiI 、 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(dòng)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制作掃描