LCD工作(zuo)原(yuan)理
時(shi)間：2018-09-29 來源：未知
一、顯示屏的發(fa)展歷程
二、顯(xian)示(shi)屏(ping)的(de)分類
顯(xian)(xian)示屏可以分(fen)為兩類：LED顯(xian)(xian)示屏 和液晶顯(xian)(xian)示屏（LCD）
三、TFT-LCD工(gong)作原理
TFT-LCD的特(te)點：體積小(xiao)、重量(liang)輕、低輻(fu)射、低耗電(dian)量(liang)、全(quan)彩化等。
1、TFT-LCD的結構
• 背光板模組：提供(gong)光的來源；
• 上下偏光板，玻(bo)璃(li)基板，液晶：形成偏振光，控(kong)制光線的通過與否；
• 彩色濾光片：提(ti)供TFTLCD紅、綠、藍（光的三原(yuan)色）的來(lai)源；
• ITO透(tou)明導電層：提(ti)供透(tou)明的導電通路；
• Photo Spacer（間隔物(wu)）：提(ti)供一(yi)固定高度(du)給彩色濾光片和TFT Glass Substrate。作(zuo)為灌(guan)入液晶時的(de)空間.及作(zuo)為上(shang)下兩層Glass的(de)支(zhi)撐。
2、TFT-LCD顯(xian)示原理(li)
• 背(bei)(bei)光(guang)(guang)：顯示屏的光(guang)(guang)源(yuan)，LCD的背(bei)(bei)光(guang)(guang)常見的有兩種CCFL（冷陰(yin)極光(guang)(guang)燈(deng)管）背(bei)(bei)光(guang)(guang)和LED背(bei)(bei)光(guang)(guang)。
CCFL具有高功率、高亮(liang)度、低(di)功耗(hao)等優點。
LED具(ju)有功耗(hao)低、光源均勻、壽命長、體積小等優(you)點。價格(ge)稍貴。
市(shi)面上出(chu)現的LED顯示(shi)(shi)器(qi)(qi)(qi)，其實就(jiu)是(shi)“LED背光液晶顯示(shi)(shi)器(qi)(qi)(qi)”，目前比較流(liu)行的液晶顯示(shi)(shi)器(qi)(qi)(qi)是(shi)“CCFL背光液晶顯示(shi)(shi)器(qi)(qi)(qi)”。二者(zhe)都是(shi)液晶顯示(shi)(shi)器(qi)(qi)(qi)只是(shi)背光源不同而已(yi)。技(ji)術(shu)新(xin)的是(shi)OLED顯示(shi)(shi)器(qi)(qi)(qi)。
• 液(ye)(ye)(ye)晶(jing)：TFT-LCD使用(yong)的液(ye)(ye)(ye)晶(jing)為TN型(xing)液(ye)(ye)(ye)晶(jing)，液(ye)(ye)(ye)晶(jing)分子呈橢圓狀。
a、液(ye)(ye)晶的(de)(de)特性：TN型液(ye)(ye)晶一般(ban)是順(shun)著長軸方向(xiang)串接(jie)，長軸之間(jian)彼(bi)此平行方式(shi)排列。當接(jie)觸到(dao)槽狀表面時，液(ye)(ye)晶分子就會順(shun)著槽的(de)(de)方向(xiang)排列于槽中。
b、液晶的(de)垂直分(fen)(fen)布：當液晶被包含到兩個(ge)槽狀表面(mian)中(zhong)間，且槽的(de)方向互相垂直，則液晶分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)的(de)排列為，上表面(mian)分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)沿(yan)著(zhu)a方向；下表面(mian)分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)沿(yan)著(zhu)b方向；介于上下表面(mian)的(de)分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)產(chan)生旋(xuan)轉(zhuan)效應，因此液晶分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)在兩個(ge)表面(mian)間產(chan)生90度旋(xuan)轉(zhuan)。
c、光與液(ye)晶(jing)分(fen)子產生偏(pian)轉(zhuan)效(xiao)果：可以看(kan)到射(she)入(ru)上表面(mian)(mian)的(de)一束光線(xian)(xian)排列(lie)方(fang)式與槽的(de)方(fang)向相(xiang)同，但是經(jing)過中間液(ye)晶(jing)分(fen)子的(de)旋轉(zhuan)使得這(zhe)束光線(xian)(xian)的(de)方(fang)向發生了(le)偏(pian)轉(zhuan)，終(zhong)從下表面(mian)(mian)射(she)出時(shi)，這(zhe)束光線(xian)(xian)的(de)排列(lie)方(fang)向又(you)變(bian)成了(le)與下表面(mian)(mian)槽方(fang)向平行。
d、液(ye)晶在(zai)(zai)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)作用下(xia)均勻分(fen)布：當在(zai)(zai)上下(xia)表面之間(jian)加(jia)入電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)后，液(ye)晶分(fen)子會順著電(dian)(dian)(dian)場的方(fang)向(xiang)排列，形(xing)成直立(li)排列的現象。此時入射光線(xian)不受液(ye)晶分(fen)子的影響，直接射出(chu)下(xia)表面。
• 偏(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)板的特(te)性(xing)：將非(fei)(fei)偏(pian)(pian)極(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)（一(yi)般光(guang)(guang)(guang)(guang)線(xian)）過濾成偏(pian)(pian)極(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)。當非(fei)(fei)偏(pian)(pian)極(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)通(tong)過a方(fang)(fang)(fang)向(xiang)(xiang)的 偏(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)片時(shi)，光(guang)(guang)(guang)(guang)線(xian)被(bei)(bei)過濾成與a方(fang)(fang)(fang)向(xiang)(xiang)平(ping)行的線(xian)性(xing)偏(pian)(pian)極(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)。當然(ran)如果非(fei)(fei)偏(pian)(pian)極(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)通(tong)過b方(fang)(fang)(fang)向(xiang)(xiang)的偏(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)片時(shi)，光(guang)(guang)(guang)(guang)線(xian)會被(bei)(bei)過濾成與b方(fang)(fang)(fang)向(xiang)(xiang)平(ping)行的線(xian)性(xing)偏(pian)(pian)極(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)。如下圖(tu)(tu)：圖(tu)(tu)1中非(fei)(fei)偏(pian)(pian)極(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)通(tong)過第(di)(di)一(yi)塊(kuai)(kuai)a方(fang)(fang)(fang)向(xiang)(xiang)的偏(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)片后(hou)，被(bei)(bei)過濾成a方(fang)(fang)(fang)向(xiang)(xiang)平(ping)行的線(xian)性(xing)偏(pian)(pian)極(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)，并且能順利通(tong)過第(di)(di)二(er)(er)張a方(fang)(fang)(fang)向(xiang)(xiang)的偏(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)片。圖(tu)(tu)2中非(fei)(fei)偏(pian)(pian)極(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)通(tong)過第(di)(di)一(yi)塊(kuai)(kuai)a方(fang)(fang)(fang)向(xiang)(xiang)的偏(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)片后(hou)，要通(tong)過第(di)(di)二(er)(er)塊(kuai)(kuai)偏(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)片時(shi)，發現(xian)第(di)(di)二(er)(er)塊(kuai)(kuai)偏(pian)(pian)光(guang)(guang)(guang)(guang)片被(bei)(bei)旋(xuan)轉了90度，此時(shi)，就無法通(tong)過了。
偏光板、槽狀表面、液晶組合(he)后產(chan)生的(de)光學現象如下(xia)（此(ci)時(shi)沒(mei)有施(shi)加電壓）：
施加電(dian)壓(ya)后現象如下(xia)，光線被阻擋：
當電流(liu)通過電晶體產生電場變化，造成(cheng)液晶分子(zi)偏轉，借以改(gai)變光線的(de)偏極性(xing)，再利(li)用偏光片決(jue)定畫素(su)(Pixel)的(de)明暗狀態。這(zhe)樣就可以實現對光線亮暗的(de)控制，如果要顯示彩(cai)色(se)，我們后面(mian)在講彩(cai)色(se)濾(lv)光片。
• 彩色濾光片（color fliters）
a、結構
b、彩色濾光片(pian)像素(su)矩陣的(de)排列方式如下，分別(bie)為馬賽克、直(zhi)條式、三角(jiao)形式、四(si)化(hua)素(su)
c、不(bu)同(tong)(tong)顏色的顯(xian)示：要(yao)(yao)顯(xian)示不(bu)同(tong)(tong)的顏色只需要(yao)(yao)控制Pixel Electrode（像素電極）即可。
在這里會有一(yi)個(ge)(ge)(ge)疑問，這里的(de)(de)彩色(se)濾光片上的(de)(de)三原色(se)塊(kuai)，是每(mei)(mei)個(ge)(ge)(ge)色(se)塊(kuai)對(dui)應(ying)(ying)(ying)一(yi)個(ge)(ge)(ge)像(xiang)素電(dian)極(ji)還(huan)是一(yi)個(ge)(ge)(ge)像(xiang)素點對(dui)應(ying)(ying)(ying)一(yi)個(ge)(ge)(ge)像(xiang)素電(dian)極(ji)呢？或者說一(yi)個(ge)(ge)(ge)像(xiang)素點對(dui)應(ying)(ying)(ying)一(yi)個(ge)(ge)(ge)單色(se)塊(kuai)還(huan)是多個(ge)(ge)(ge)單色(se)塊(kuai)（紅(hong)(hong)綠藍(lan)(lan)中的(de)(de)一(yi)個(ge)(ge)(ge)色(se)塊(kuai)）？我(wo)的(de)(de)理(li)解是每(mei)(mei)個(ge)(ge)(ge)單色(se)塊(kuai)對(dui)應(ying)(ying)(ying)一(yi)個(ge)(ge)(ge)像(xiang)素電(dian)極(ji)，每(mei)(mei)個(ge)(ge)(ge)像(xiang)素點對(dui)應(ying)(ying)(ying)多個(ge)(ge)(ge)單色(se)塊(kuai)（24位的(de)(de)話(hua)就應(ying)(ying)(ying)該有24個(ge)(ge)(ge)單色(se)塊(kuai)），也(ye)就是說每(mei)(mei)個(ge)(ge)(ge)像(xiang)素點對(dui)應(ying)(ying)(ying)多個(ge)(ge)(ge)像(xiang)素電(dian)極(ji)。因為每(mei)(mei)個(ge)(ge)(ge)像(xiang)素點能顯示多中顏色(se)，并不只(zhi)是顯示紅(hong)(hong)藍(lan)(lan)綠。
彩色單(dan)(dan)元(yuan)對應到TFT的控制單(dan)(dan)元(yuan)，就可以完成(cheng)我們(men)像素點的顏色控制。TFT矩(ju)陣等效電路如(ru)下：
• TFT-LCD顯像原理
SCAN IC傳輸(shu)信號(hao)：完成(cheng)圖(tu)像信號(hao)輸(shu)入
Driver IC傳輸(shu)顯像控(kong)制信(xin)號：完成TFT單元(yuan)控(kong)制
當某一(yi)sub-pixel導通時，該sub-pixel因(yin)無法透光呈黑(hei)色(se)：這部分(fen)完成像素的(de)亮暗
sub-pixel沒有導通，則光通過(guo)c/f而顯示顏色(se)
