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TFT-LCD液晶顯示屏的原理和組成

發(fā)布時(shí)間:2019-11-01

 

 TFT-LCD即薄膜晶體管液晶顯示器。其英文全稱(chēng)為:Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display。TFT-LCD與無(wú)源TN-LCD、STN-LCD的簡(jiǎn)單矩陣不同,它在液晶顯示屏的每一個(gè)象素上都設(shè)置有一個(gè)薄膜晶體管(TFT),可有效地克服非選通時(shí)的串?dāng)_,使顯示液晶屏的靜態(tài)特性與掃描線(xiàn)數(shù)無(wú)關(guān),因此大大提高了圖像質(zhì)量。TFT-LCD也被叫做真彩液晶顯示器。

  TFT液晶原理:


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  *背光模組:提供光源

  *上下偏光片,TFT Glass Substrate, 液晶:形成偏振光,控制光線(xiàn)的通過(guò)與否

  *彩色濾光片:提供TFT LCD R/G/B(三原色)的來(lái)源

  *ITO透明導(dǎo)電層:提供透明的導(dǎo)電通路

  *Photo Spacer:提供一個(gè)固定高度給彩色濾光片和TFT Glass Substrate,作為灌入液晶的空間,以及做為上下兩層Glass的支撐

  液晶特性:

  TFT-LCD使用的液晶為T(mén)N(Twist Nematic)型液晶,分子成橢圓狀。TN型液晶一般是順著長(zhǎng)軸方向串接,長(zhǎng)軸間彼此平行方式排列;當(dāng)接觸到槽狀表面時(shí),液晶分子就會(huì)順著槽的方向排列與槽中

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  當(dāng)液晶被包含在兩個(gè)槽狀表面中間,且槽的方向相互垂直,則液晶分子的排列為:

  a)上表面分子:沿著a方向;

  b)下表面分子:沿著b方向;

  c)介于上下表面中間的分子:產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的效應(yīng)。

  因此液晶分子在兩槽狀表面間產(chǎn)生90°的旋轉(zhuǎn)

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  當(dāng)線(xiàn)性偏極光射入上層槽狀表面時(shí),此光線(xiàn)隨著液晶分子的旋轉(zhuǎn)也產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。


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  當(dāng)線(xiàn)性偏極光射出下層槽狀表面時(shí),此光線(xiàn)已經(jīng)產(chǎn)生了90度的旋轉(zhuǎn)

  當(dāng)在上下表面之間加電壓時(shí),液晶分子會(huì)順著電場(chǎng)方向排列,此時(shí)入射光線(xiàn)不再會(huì)旋轉(zhuǎn),因而光線(xiàn)直線(xiàn)射出下表面

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  偏光片特性:

  將非偏極光(一般光線(xiàn))過(guò)濾成偏振光。

  當(dāng)非偏極光通過(guò)a方向的偏光片時(shí),光線(xiàn)被過(guò)濾成與a方向平行的線(xiàn)性偏極光

  上圖:偏振方向相同,線(xiàn)性偏極光繼續(xù)前進(jìn),通過(guò)第二片偏光片時(shí),光線(xiàn)通過(guò)。

  下圖:偏振方向不同,通過(guò)第二片時(shí),光線(xiàn)被完全阻擋

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  偏振光透過(guò)液晶分子,偏振方向發(fā)生旋轉(zhuǎn),光線(xiàn)可通過(guò)偏光片

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  當(dāng)液晶分子呈如圖方向排列時(shí),光線(xiàn)偏振方向?qū)⒉辉侔l(fā)生旋轉(zhuǎn),最終無(wú)法通過(guò)偏光片

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  TFT上下各有一片偏振方向垂直的偏光片,背光板發(fā)出的光經(jīng)背光模組散射后,先通過(guò)下層偏光片形成偏振光

  之后通過(guò)液晶分子,并由液晶分子的旋轉(zhuǎn)角度決定通過(guò)液晶分子后的偏振方向

  在經(jīng)過(guò)彩色濾光片產(chǎn)生紅、綠、藍(lán)三色光,最后通過(guò)上偏光片,并由偏振光偏振方向與偏光片偏振方向夾角決定最終輸出的光強(qiáng),以形成不同的色彩。

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  發(fā)光強(qiáng)弱由MOS管控制液晶偏轉(zhuǎn)角度,從而控制光線(xiàn)出口強(qiáng)弱達(dá)到控制色彩目的。

  假設(shè)240*320分辨率液晶則由于 基本色彩是3原色 所以總共有240*320*3個(gè) MOS管

  “像素”(Pixel) 是由 Picture(圖像) 和 Element(元素)這兩個(gè)單詞的字母所組成的,是用來(lái)計(jì)算數(shù)碼影像的一種單位,如同攝影的相片一樣,數(shù)碼影像也具有連續(xù)性的濃淡階調(diào),我們?nèi)舭延跋穹糯髷?shù)倍,會(huì)發(fā)現(xiàn)這些連續(xù)色調(diào)其實(shí)是由許多色彩相近的小方點(diǎn)所組成,這些小方點(diǎn)就是構(gòu)成影像的最小單位“像素”(Pixel)。這種最小的圖形的單元能在屏幕上顯示通常是單個(gè)的染色點(diǎn)。越高位的像素,其擁有的色板也就越豐富,越能表達(dá)顏色的真實(shí)感。



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