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TFT-LCD液晶显示屏的原理和组成

发布时间:2019-11-01

 

 TFT-LCD即薄膜晶体管液晶显示器。其英文全称为:Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display。TFT-LCD与无源TN-LCD、STN-LCD的简单矩阵不同,它在液晶显示屏的每一个象素上都设置有一个薄膜晶体管(TFT),可有效地克服非选通时的串扰,使显示液晶屏的静态特性与扫描线数无关,因此大大提高了图像质量。TFT-LCD也被叫做真彩液晶显示器。

  TFT液晶原理:


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  *背光模组:提供光源

  *上下偏光片,TFT Glass Substrate, 液晶:形成偏振光,控制光线的通过与否

  *彩色滤光片:提供TFT LCD R/G/B(三原色)的来源

  *ITO透明导电层:提供透明的导电通路

  *Photo Spacer:提供一个固定高度给彩色滤光片和TFT Glass Substrate,作为灌入液晶的空间,以及做为上下两层Glass的支撑

  液晶特性:

  TFT-LCD使用的液晶为TN(Twist Nematic)型液晶,分子成椭圆状。TN型液晶一般是顺着长轴方向串接,长轴间彼此平行方式排列;当接触到槽状表面时,液晶分子就会顺着槽的方向排列与槽中

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  当液晶被包含在两个槽状表面中间,且槽的方向相互垂直,则液晶分子的排列为:

  a)上表面分子:沿着a方向;

  b)下表面分子:沿着b方向;

  c)介于上下表面中间的分子:产生旋转的效应。

  因此液晶分子在两槽状表面间产生90°的旋转

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  当线性偏极光射入上层槽状表面时,此光线随着液晶分子的旋转也产生旋转。


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  当线性偏极光射出下层槽状表面时,此光线已经产生了90度的旋转

  当在上下表面之间加电压时,液晶分子会顺着电场方向排列,此时入射光线不再会旋转,因而光线直线射出下表面

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  偏光片特性:

  将非偏极光(一般光线)过滤成偏振光。

  当非偏极光通过a方向的偏光片时,光线被过滤成与a方向平行的线性偏极光

  上图:偏振方向相同,线性偏极光继续前进,通过第二片偏光片时,光线通过。

  下图:偏振方向不同,通过第二片时,光线被完全阻挡

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  偏振光透过液晶分子,偏振方向发生旋转,光线可通过偏光片

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  当液晶分子呈如图方向排列时,光线偏振方向将不再发生旋转,最终无法通过偏光片

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  TFT上下各有一片偏振方向垂直的偏光片,背光板发出的光经背光模组散射后,先通过下层偏光片形成偏振光

  之后通过液晶分子,并由液晶分子的旋转角度决定通过液晶分子后的偏振方向

  在经过彩色滤光片产生红、绿、蓝三色光,最后通过上偏光片,并由偏振光偏振方向与偏光片偏振方向夹角决定最终输出的光强,以形成不同的色彩。

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  发光强弱由MOS管控制液晶偏转角度,从而控制光线出口强弱达到控制色彩目的。

  假设240*320分辨率液晶则由于 基本色彩是3原色 所以总共有240*320*3个 MOS管

  “像素”(Pixel) 是由 Picture(图像) 和 Element(元素)这两个单词的字母所组成的,是用来计算数码影像的一种单位,如同摄影的相片一样,数码影像也具有连续性的浓淡阶调,大家若把影像放大数倍,会发现这些连续色调其实是由许多色彩相近的小方点所组成,这些小方点就是构成影像的最小单位“像素”(Pixel)。这种最小的图形的单元能在屏幕上显示通常是单个的染色点。越高位的像素,其拥有的色板也就越丰富,越能表达颜色的真实感。



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