TFT-LCD的結(jié)構(gòu)與顯示原理課件

1、1一、概述 二、LCD的分類(lèi) 三、TFT-LCD顯示模組 四、模式結(jié)構(gòu)與顯示原理 五、TFT-LCD面板 六、LCD的應(yīng)用 編寫(xiě)：劉靜液晶顯示屏實(shí)物圖片TFT-LCD的結(jié)構(gòu)與顯示原理2LCD 液晶顯示器是 Liquid Crystal Display 的簡(jiǎn)稱(chēng)，LCD 的構(gòu)造是在兩片平行的玻璃基板當(dāng)中放置液晶盒，下基板玻璃上設(shè)置TFT（薄膜晶體管），上基板玻璃上設(shè)置彩色濾光片，通過(guò)TFT上的信號(hào)與電壓改變來(lái)控制液晶分子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，從而達(dá)到控制每個(gè)像素點(diǎn)偏振光出射與否而達(dá)到顯示目的?，F(xiàn)在LCD已經(jīng)替代CRT成為主流，價(jià)格也已經(jīng)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(wú)背光源）前投影型背投影型二、LCD的分類(lèi)4驅(qū)動(dòng)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(gè)像素 電極上直接施加驅(qū)動(dòng)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(gè)像素組合形成， 并通過(guò)多路驅(qū)動(dòng)方式顯示。二、LCD的分類(lèi)5矩陣方式無(wú)源矩陣顯示器：只能用于掃描線行數(shù)較少的簡(jiǎn)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(gè)像素配置一個(gè)開(kāi)關(guān)，能夠有效地切斷次路徑，避免發(fā)生串?dāng)_現(xiàn)象。二、LCD的分類(lèi)7結(jié)構(gòu)組成包括：TFT-LCD面板、驅(qū)動(dòng)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(jié)構(gòu)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(shí)現(xiàn)各種文字、圖像及彩色圖像的顯示。驅(qū)動(dòng)電路單元 TFT-LCD面板接受液晶驅(qū)動(dòng)芯片輸入的信號(hào)電壓后，根據(jù)施加的電壓調(diào)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(dǎo)光板、擴(kuò)散板、增透膜等構(gòu)成。是使線光源轉(zhuǎn)變成亮度均勻的面光源的結(jié)構(gòu)。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(gè)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(shù) 共面開(kāi)關(guān)（In-Plain Switching, IPS）模式場(chǎng)邊緣開(kāi)關(guān)（Fringe-Field

4、 Switching, FFS） 模式垂直取向（Vertical Alignment, ）模式10四、模式結(jié)構(gòu)與顯示原理TN模式結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 上下玻璃基板上有透明電極膜 和表面經(jīng)過(guò)處理的數(shù)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(cè)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(jié)構(gòu)與顯示原理四、模式結(jié)構(gòu)與顯示原理TN模式顯示原理斷開(kāi)態(tài)：未施加電壓時(shí)，光從上基板入射， 通過(guò)液晶層時(shí)光的偏振面沿液晶分子扭曲方向偏轉(zhuǎn)，到達(dá)下基板，通過(guò)下偏振片，液晶板面呈亮態(tài)。導(dǎo)通態(tài)：施加電壓時(shí)，液晶的指向矢量沿電場(chǎng)方向排列，液晶層不存在雙折射效應(yīng)，通過(guò)上偏振片的光線通過(guò)

5、液晶層后保持原來(lái)的偏振方向，到達(dá)下偏振片時(shí)，由于上下偏振片的光軸方向相互垂直，光不能通過(guò)下偏振片，液晶面板呈暗態(tài)。12IPS模式顯示原理斷開(kāi)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(dāng)入射光經(jīng)下偏振片射入液晶層時(shí)，其偏振狀態(tài)不會(huì)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(dǎo)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(chǎng)方向旋轉(zhuǎn)，與上下偏振片的偏光軸呈一定角度，其扭曲角度滿(mǎn)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(jié)構(gòu)與顯示原理15FFS模式結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 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(chǎng)也有平行基板方向的電場(chǎng)。四、模式結(jié)構(gòu)與顯示原理電場(chǎng)上偏振片像素電極（ITO）下偏振片共同電極（ITO）存儲(chǔ)電容液晶分子17VA模式結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 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(cè)都貼有ITO薄 膜電極。四、模式結(jié)構(gòu)與顯示原理18VA模式顯示原理斷開(kāi)態(tài)：未施加電壓時(shí)，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(guò)上下偏光片，顯示畫(huà)面呈亮態(tài)，稱(chēng)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(huà)面呈暗態(tài)，稱(chēng)為常黑模式。常黑模式的VA阻擋所有波長(zhǎng)的光，且與盒厚無(wú)關(guān)，使得常黑模式的暗態(tài)特性好，對(duì)比度高、所以一般的VA產(chǎn)品都選用常黑模式。導(dǎo)通態(tài)：當(dāng)施加電壓時(shí)，液晶分子從垂直配向狀態(tài)轉(zhuǎn)向水平方向，入射光通過(guò)，面板呈亮態(tài)。四、模式結(jié)構(gòu)與顯示原理19不同模式對(duì)比： TNIPS四、模式結(jié)構(gòu)與顯示原理20不同模式對(duì)比： TNVA四、模式結(jié)構(gòu)與顯示原理21不同模式對(duì)比：IPSFFS四、模式結(jié)構(gòu)與顯示原理22模式優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)TN結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝成熟、制作容易，透過(guò)率高響應(yīng)速度慢，閾值效應(yīng)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(wú)偏移，觸摸無(wú)水波紋驅(qū)動(dòng)電壓高（1

8、5V）；透過(guò)率低，亮度不足，響應(yīng)速度慢FFS視角范圍廣（170），低能耗、高透過(guò)率、高亮度、快速響應(yīng)、高色彩還原性、觸摸無(wú)水波紋產(chǎn)生灰階逆轉(zhuǎn)，色差有變化VA響應(yīng)速度大大高于普通TN模式，無(wú)色偏視角范圍窄、視角方位不對(duì)稱(chēng)四、模式結(jié)構(gòu)與顯示原理MVA（Multi-domain VA） 優(yōu)點(diǎn)：視野角度增加達(dá)160以上，并提高了液晶的響應(yīng)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(diǎn)：亮度輸出和對(duì)比度優(yōu)于MVA 用途：適用于液晶面板AFFS（Advanced FFS） 優(yōu)點(diǎn)：寬視角、高亮度、高對(duì)比度、高透過(guò)率，色彩無(wú)偏移。 用途：適用于液晶電視24四、模式

9、結(jié)構(gòu)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(chǔ)電極液晶結(jié)構(gòu)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(hào)線像素電極存儲(chǔ)電容保護(hù)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(yīng)用上可視為開(kāi)關(guān)。液晶組件的作用類(lèi)似一個(gè)電容，由開(kāi)關(guān)的ON/OFF對(duì)電容儲(chǔ)存的電壓值進(jìn)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(duì)應(yīng)。通過(guò)調(diào) 整像素的透過(guò)率， 組合不同亮度的 紅綠藍(lán)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(jiàn)的幾種彩色濾光片 31五、TFT-LCD面板黑矩陣（BM） 遮擋通過(guò)非驅(qū)動(dòng)區(qū)域的光；增加液晶顯示屏的對(duì)比度。32五、TFT-LCD面板電極 像素