TFT-LCD的结构与显示原理课件

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2LCD 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显示方式液晶显示器直视型投影型透

2、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

3、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模块的个单元，提高液晶面板的耐冲击能力。三、TFT-LCD显示模组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

4、 Switching, FFS） 模式垂直取向（Vertical Alignment, ）模式10四、模式结构与显示原理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。11四、模式结构与显示原理四、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

5、液晶层后保持原来的偏振方向，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。12IPS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。14四、模式结构与显示原理15FFS模式结构特点 FFS的上下基板都有电极

6、，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电场上偏振片像素电极（ITO）下偏振片共同电极（ITO）存储电容液晶分子17VA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18VA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

7、画面呈暗态，称为常黑模式。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模式优点缺点TN结构简单，工艺成熟、制作容易，透过率高响应速度慢，阈值效应不明显，大量显示和视频显示等受到了限制。IPS视角范围广（160），图像显示性能佳，色彩无偏移，触摸无水波纹驱动电压高（1

8、5V）；透过率低，亮度不足，响应速度慢FFS视角范围广（170），低能耗、高透过率、高亮度、快速响应、高色彩还原性、触摸无水波纹产生灰阶逆转，色差有变化VA响应速度大大高于普通TN模式，无色偏视角范围窄、视角方位不对称四、模式结构与显示原理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24四、模式

9、结构与显示原理25黑矩阵彩色滤光片矩阵封框胶Ag胶垫料上偏振片共通电极端子像素电极配向膜下偏振片存储电极液晶结构组成 五、TFT-LCD面板配向膜在LCD中的作用TFT-LCD面板27配向膜的几种形态TFT-array基板TFT信号线像素电极存储电容保护电路28TFT-array基板与单位像素示意图五、TFT-LCD面板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。29五、TFT-LCD面板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。30五、TFT-LCD面板CF基板 常见的几种彩色滤光片 31五、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