《TFTLCD的结构与显示原理探素课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《TFTLCD的结构与显示原理探素课件（35页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1,一、概述,二、LCD的分类,三、TFT-LCD显示模组,四、模式结构与显示原理,五、TFT-LCD面板,六、LCD的应用,编写：刘静,液晶显示屏 实物图片,TFT-LCD的结构与显示原理,2,LCD 液晶显示器是 Liquid Crystal Display 的简称，LCD 的构造是在两片平行的玻璃基板当中放置液晶盒，下基板玻璃上设置TFT（薄膜晶体管），上基板玻璃上设置彩色滤光片，通过TFT上的信号与电压改变来控制液晶分子的转动方向，从而达到控制每个像素点偏振光出射与否而达到显示目的。现在LCD已经替代CRT成为主流，价格也已经下降了很多，并已充分的普及。,一、概述,3,显示方式,液晶显
2、示器,直视型,投影型,透射型（有背光源）,反射型（无背光源）,前投影型,背投影型,二、LCD的分类,4,驱动方式 字段方式：用像素电极做成文字 或图形的形状，然后在每个像素 电极上直接施加驱动电压的方式。 矩阵方式：像素电极以矩阵方式 排列，图形有多个像素组合形成， 并通过多路驱动方式显示。,二、LCD的分类,5,矩阵方式 无源矩阵显示器：只能用于扫描线行数较少的简单的显示器。 有源矩阵显示器：用于高分辨的液晶显示器。每个像素配置一个开关，能够有效地切断次路径，避免发生串扰现象。,二、LCD的分类,6,矩阵方式,矩阵方式,有源矩阵,无源矩阵（如：TN，STN）,二端子型（二极管，MIM）,三端
3、子型,CdSeTFT,多晶硅TFT,非晶硅TFT,二、LCD的分类,7,结构组成 包括：TFT-LCD面板、驱动电路单元、背光源单元、外框。,TFT-LCD模组横截面图,三、TFT-LCD显示模组,8,结构组成 TFT-LCD面板 主要由TFT基板、CF基板、偏振片和液晶盒组成；作为显示器实现各种文字、图像及彩色图像的显示。 驱动电路单元 TFT-LCD面板接受液晶驱动芯片输入的信号电压后，根据施加的电压调整从背光源的入射光的大小。 背光源单元 由背光源、反射板、导光板、扩散板、增透膜等构成。是使线光源转变成亮度均匀的面光源的结构。 外框 外框通常是有金属材料做成，其作用是固定组成LCD模块的
4、个单元，提高液晶面板的耐冲击能力。,三、TFT-LCD显示模组,9,LCD模式主要有TN、IPS、FFS以及VA等显示模式。其中TN模式于20世纪70年代中期成功转化为商品，到90年代时，制造和技术都达到成熟水平。此时，液晶显示器广视角成为需求，IPS与FFS模式由此 应运而生，目前与VA的改善模 式PVA和MVA一起成为大尺寸 电视市场的主流模式。,四、模式结构与显示原理,10,普通显示模式 扭曲向列相(Twisted Nematic，TN)模式 广角显示技术 共面开关（In-Plain Switching, IPS）模式 场边缘开关（Fringe-Field Switching, FFS）
5、 模式 垂直取向（Vertical Alignment, ）模式,四、模式结构与显示原理,11,TN模式结构特点 上下玻璃基板上有透明电极膜 和表面经过处理的数百埃厚的配向膜。 液晶分子在上下基板的排列方向相互 垂直，上下基板外侧贴有偏振片，偏 振片的光轴方向与紧邻的液晶配向方 向相同。,四、模式结构与显示原理,12,四、模式结构与显示原理,TN模式显示原理 断开态：未施加电压时，光从上基板入射， 通过液晶层时光的偏振面沿液晶分子扭曲方向偏转，到达下基板，通过下偏振片，液晶板面呈亮态。 导通态：施加电压时，液晶的指向矢量沿电场方向排列，液晶层不存在双折射效应，通过上偏振片的光线通过液晶层后保持
6、原来的偏振方向，到达下偏振片时，由于上下偏振片的光轴方向相互垂直，光不能通过下偏振片，液晶面板呈暗态。,13,四、模式结构与显示原理,IPS模式结构特点 下基板为像素电极ITO薄膜，上基板为金属电极。液晶分子均匀平行的排列在两基板间，且与下基板电极成成一定角度。两偏振片正交设置，下偏振片的偏振化方向与下基板表面处液晶分子指向矢平行。,14,IPS模式显示原理 断开态：由于液晶分子均匀平行沿面排列，且其指向矢与下偏振片的偏振轴平行，当入射光经下偏振片射入液晶层时，其偏振状态不会发生变化，并且完全被上偏振片阻隔，这样就可以得到几乎接近纯黑的暗态显示。 导通态：施加电压后液晶分子在与基板平行的平面上
7、向电场方向旋转，与上下偏振片的偏光轴呈一定角度，其扭曲角度满足双折射条件，使得入射线偏振光变成椭圆偏振光，这样一部分光就可以从上偏振片射出，得到亮态显示。,四、模式结构与显示原理,15,FFS模式结构特点 FFS的上下基板都有电极，且电极间距l小于电极宽度w和盒后d；甚至像素电极和共同电极的间距l=0；所以既有垂直基板方向的电场也有平行基板方向的电场。,四、模式结构与显示原理,16,FFS模式显示原理 断开态：未加电压时，由于FFS模式中上下偏振片相互垂直，上下基板的摩擦方向也与偏振片平行，但是与电极成一定角度，光线从上偏振片射入，不能通过下偏振片，液晶面板呈暗态。 导通态：施加电压时，液晶分
8、子在电场作用下旋转，其指向矢与上下偏振片的偏振轴成一定角度，其扭曲角度满足双折射条件，使得入射线偏振光变成椭圆偏振光，这样一部分光就可以从上偏振片射出，液晶板面呈亮态。,四、模式结构与显示原理,17,VA模式结构特点 上下偏振片相互垂直，液 晶分子在取向膜的定向作 用下竖直排列于液晶层中， 上下基板两侧都贴有ITO薄 膜电极。,四、模式结构与显示原理,18,VA模式显示原理 断开态：未施加电压时，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轴相互平行，则入射光通过上下偏光片，显示画面呈亮态，称为常白模式；如果上下偏振片的偏振轴相互垂直，则入射光在出射偏振片处被阻挡，显示画面呈暗态，称
9、为常黑模式。常黑模式的VA阻挡所有波长的光，且与盒厚无关，使得常黑模式的暗态特性好，对比度高、所以一般的VA产品都选用常黑模式。 导通态：当施加电压时，液晶分子从垂直配向状态转向水平方向，入射光通过，面板呈亮态。,四、模式结构与显示原理,19,不同模式对比： TNIPS,四、模式结构与显示原理,20,不同模式对比： TNVA,四、模式结构与显示原理,21,不同模式对比：IPSFFS,四、模式结构与显示原理,22,四、模式结构与显示原理,23,显示模式改良版 TN+Film（TN视角扩展膜） 优点：视角范围提高到140，且不改变面板结构，性价比高。 用途：常用于笔记本电脑，不适用于液晶电视。 A
10、S-IPS（Advanced Super-IPS） 优点：视角范围提高到170 ，响应速度提高，开口率提高，获得更高 亮度画面。 用途：适用于液晶电视。,四、模式结构与显示原理,24,MVA（Multi-domain VA） 优点：视野角度增加达160以上，并提高了液晶的响应速度。 用途：适用于液晶电视，NB和监视器用得不多。 PVA(Patterned VA） 优点：亮度输出和对比度优于MVA 用途：适用于液晶面板 AFFS（Advanced FFS） 优点：宽视角、高亮度、高对比度、高透过率，色彩无偏移。 用途：适用于液晶电视,四、模式结构与显示原理,25,结构组成,五、TFT-LCD面板
11、,26,配向膜 配向膜做为锚定液晶分子的主要材料，其原材料几乎已经定型。LCD显示所用配向膜，一般为加温聚合固化的PI配向膜，原液组份是聚酰亚胺和DMA、NMP或BC溶剂。 PI配向膜的特性：LCD使用的PI配向膜，是由原液中的小分子化合物在高温下产生聚合反应。形成的聚合物分子中支链与主链的夹角就是所谓的配向层预倾角。这些聚合物的支链基团与液晶分子间的作用力比较强，对液晶分子有锚定的作用，可以使液晶按预倾角方向排列。,TFT-LCD面板,27,配向膜在LCD中的作用,TFT-LCD面板,配向膜的几种形态,28,TFT-array基板 TFT 信号线 像素电极 存储电容 保护电路,TFT-arr
12、ay基板与单位像素示意图,五、TFT-LCD面板,29,TFT-array基板 TFT为三端子元件，在LCD应用上可视为开关。 液晶组件的作用类似一个电容，由开关的ON/OFF对电容储存的电压值进行更新/保持。,五、TFT-LCD面板,30,CF基板 CF基板上的每种 颜色的滤光片与 TFT-array基板 上的单位像素一 一对应。通过调 整像素的透过率， 组合不同亮度的 红绿蓝三原色，可 以得到各种不同的颜色。,五、TFT-LCD面板,31,CF基板 常见的几种彩色滤光片,五、TFT-LCD面板,黑矩阵（BM） 遮挡通过非驱动区域的光； 增加液晶显示屏的对比度。,32,五、TFT-LCD面板,电极 像素电极：由ITO薄膜组成，作用是给液晶盒施加电压。薄膜厚度通常选择在400左右，要求在工程允许的范围为内尽可能最薄，同时光透过率最大。 共通电极：由ITO薄膜组成透过率要最大。一般CF基板的ITO膜厚为1500（IPS为金属电极）。,33,五、TFT-LCD面板,34,六、LCD的应用,Thank You !,
