TFT-LCD顯示原理

1、12021/12/22 TFT-LCD顯示原理及驅(qū)動介紹主要內(nèi)容TFT LCD WorldTFTPolarizer偏光板 CFPolarizer偏光板PCBALight Guide燈管LC cellTFT Thin Film Transistor ( 薄膜電晶體薄膜電晶體 )LCD Liquid Crystal Display ( 液晶顯示器液晶顯示器 )計算機顯示之圖像均是由一個個的像素(pixel)構(gòu)成圖像顯示原理dot每個像素均由三種顏色紅(R)綠(G)藍(lán)(B)的小光點(dot)構(gòu)成混色效果混色效果分別控制RGB dot亮度，自由組成各種圖案三角形越大所能顯示的顏色越豐富先開啟第一行，其

2、余關(guān)閉。玻璃電極Data LineScan LineONOFFOFFOFFTFT LCD的顯示方式接著關(guān)閉第一列，電壓已經(jīng)固定，所以顯示顏色也已固定。開啟第二列，其余仍保持關(guān)閉。依此類推，可完成整個畫面之顯示。ONOFFOFFOFF分辨率(Resolution)：分辨率越高，畫面越清晰。Resolution Horizontal Vertical比例VGA 640 480 4/3SVGA 800 600 4/3XGA 1024 768 4/3SXGA 1280 1024 5/4 SVGA+ 1400 1050 4/3UXGA 1600 1200 4/3Full HD 1920 1080 16/

3、9TFT LCD的指標(biāo)顏色深度(Color depth)：LCD可顯示的顏色數(shù)目對6 bit顯示器而言,共可以顯示26x26x26= 262,144對8bit顯示器而言,共可以顯示28x28x28= 16,777,216RedGreenBlueWhiteGray Scale 0816243240485663True color256 color世代 玻璃基板尺寸（mm)大致對應(yīng)的產(chǎn)品尺寸 1代線320*400 9寸 以下的移動及專用產(chǎn)品2代線370*470 9寸以下的移動及專用產(chǎn)品3代線550*650 9寸以下的移動及專用產(chǎn)品4代線680*880 9寸以下的移動及專用產(chǎn)品5代線1100*130

4、0 8寸32寸移動、筆記本、顯示器、電視 6代線1500*1850 18寸37寸 顯示器、電視7代線1950*2250 32寸42寸電視8代線2200*2500 32寸60寸電視10代線2880*3130 40寸, 50寸以上電視下面具體介紹世代的劃分及大致對應(yīng)的產(chǎn)品尺寸TFT世代TFTPolarizer偏光板 CFPolarizer偏光板PCBALight Guide燈管LC cellTFT Thin Film Transistor ( 薄膜電晶體薄膜電晶體 )LCD Liquid Crystal Display ( 液晶顯示器液晶顯示器 ) 生產(chǎn)流程 液晶分子可改變光的極化狀態(tài)，穿過扭曲液

5、晶時，光線被液晶分子扭轉(zhuǎn)90度。通過TFT電壓控制開關(guān)來控制液晶分子兩端的電壓，不同壓差下有不同穿透率，極化程度也相應(yīng)改變，從而達(dá)到控制光線的強弱的目的。偏光板Polarizer彩色濾光片 彩色濾光片為液晶顯示器彩色化的關(guān)鍵組件,透過彩色濾光片才能使高灰階的液晶顯示器達(dá)到全彩色化,所以彩色濾光片之作用在于利用濾光的方式產(chǎn)生RGB三原光,再將三原光以不同的強弱比例混合而呈現(xiàn)各種色彩,使LCD顯示出全彩.ITO sputter B R G黑色矩陣TFT-LCD用無堿玻璃最基本的彩色濾光片其結(jié)構(gòu)為玻璃基板(Glass substrate)上制作防反射之黑色遮光層,即為BM層,再依序制作上具有透光性紅

6、綠藍(lán)三原色之彩色濾光膜層(濾光層之形狀尺寸色澤配列依不同用途之液晶顯示器而異),最后濺鍍上透明導(dǎo)電膜(ITO Indium Tin Oxide).彩色濾光片1.液晶可以被光穿透，并影響光的偏振性； 2.在液晶分子兩端所加電壓的不同，液晶分子的翻轉(zhuǎn)程 度不同，根據(jù)液晶角度的不同透過光的偏振性也不同；開開關(guān)關(guān)打打開開開開關(guān)關(guān)閉閉合合液晶液晶液晶層液晶互相牽引液晶互相牽引 做個轉(zhuǎn)向的動作做個轉(zhuǎn)向的動作通過它改變光的強弱通過它改變光的強弱加電壓后轉(zhuǎn)向改變加電壓后轉(zhuǎn)向改變光源垂直偏光板玻璃電極玻璃電極液晶水平偏光板GDSScanData液晶亮度的控制原理液晶層TFT結(jié)構(gòu)G1G2G3GmGm-1S1S2S

7、3Sn-1 SnSource線儲存電容Gate線液晶電容TFTPolarizerLiquid CrystalPolarizerS26彩色濾光片彩色濾光片上偏光片上偏光片下偏光片下偏光片光源光源TFT基板基板液晶液晶TFT-LCD的穿透率：TFT-LCD面板的宿命：光學(xué)穿透率不佳。開口率：液晶分子中光線能透過的有效區(qū)域的比例。即液晶分子中有效的透光區(qū)域與全部面積的比例，就稱之為開口率。100%100%開口率開口率= =B/AB/A* *100%100%A AB B光學(xué)穿透率不佳原因： 1，TFT的開口率：約60%以上。 2，CF的濾光效率：約1/3以下。 3，偏光板的極化效率（含兩片吸收）：約4

8、0%上下。 三項相乘60%1/3 40%約為8% 所以，在TFT LCD的設(shè)計中，要盡量提高開口率，因為只有提高開口率，便可以增加亮度，而同時背光板的亮度也不用那么高，可以節(jié)省耗電及花費。29穿透式TFT LCD側(cè)視圖Printedcircuit boardPrismsheet偏光板TFT框膠TABDriver LSI擴(kuò)散板Spacer分光片反射板側(cè)光偏光板畫素電極儲存電容液晶配向膜共通電極共通電極OvercoatColor filterBlack matrix玻璃基板TFT(Array)Thin-Film TransistorLC(Cell)Liquid CrystalLCMModuleAr

9、ray:電電晶體晶體 (矩形陣列矩形陣列 ) TFT基板生成基板生成Cell:面板生成面板生成 (Panel)Module:產(chǎn)品模組產(chǎn)品模組 組裝組裝製造流程概述製造流程概述 TFT的製造流程概述 ( 一)BOX薄膜薄膜黃光黃光蝕刻蝕刻素玻璃TFT 基板鍍膜(sputter,cvd)上光阻(coater)光罩(reticle)顯影(developer)顯影 液對準(zhǔn),曝光(stepper)蝕刻(etch)去光阻液 stripper去光阻 酸,氣體鍍下一層膜TFT的製造流程概述 ( 二 )上光阻(coating) 鍍第一層膜空白玻璃 酸,氣體光罩對準(zhǔn),曝光(stepping)顯影 液顯影(deve

10、loping) 蝕刻(etching)TFT的循環(huán)製程圖解 顯 影去光阻液去光阻(striping)鍍第二層膜上光阻對準(zhǔn),曝光光罩顯影 液 酸,氣體蝕刻TFT的循環(huán)製程圖解 去光阻液光阻剝離鍍第三層膜,請依之前所示範(fàn)的方法舉一反三,自行模擬想像TFT的循環(huán)製程圖解CELL的製造流程概述TFT 基板(TFT Substrate)彩色濾光片(Color Filter)CELL的製造流程概述PI 塗佈PI CoatingPI 塗佈PI Coating配向Rubbing配向RubbingSpacer灑佈Spacer Spray框膠Sealant Dispenser點銀膠Ag Dispenser對位Mi

11、salignment熱壓Hot press切割裂片Scribe & Break液晶注入LC injection封口End sealing再配向Isotropic偏光片貼片Polarizer Attachment加壓脫泡Auto ClaveCell 測試Cell testTFTCF3940什么是3D？ 3D即三維立體影像，由于人的雙眼觀察物體的角度略有差異，因此能夠辨別物體遠(yuǎn)近，產(chǎn)生立體的視覺。3D電視正是利用這個原理，把左右眼所看到的影像分離，從而產(chǎn)生呼之欲出的立體視界。413D Display IntroductionKey point42快門式眼鏡的原理是將影像畫面分割成奇數(shù)畫面和

12、偶數(shù)畫面.透過Display端的無線發(fā)射器來控制眼鏡本身的液晶開關(guān)來達(dá)到和畫面同步的目的Shutter Glasses 3D techniqueShutter glasses快門眼鏡可在不同的時間輪流正確的啟動鏡片中的液晶,來遮蔽左/右眼的視覺,使得左/右眼分別僅能看到奇數(shù)及偶數(shù)影像,當(dāng)影像分別傳遞到大腦后,就會形成具有縱深感的圖像Shutter glassesShutter Glasses 3D technique44Polarization Glasses 3D technique環(huán)狀偏光眼鏡顯示方式顯示原理同線性偏光,環(huán)狀偏光對于降低cross talk有較好的效果,為目前主流45Pol

13、arization Glasses 3D technique偏極光(Polarizer light)光具前進(jìn)方向,頻率以及振動方向.若針對特定振動方向前進(jìn)的光則稱為偏極光,一般的光線為眾多不同方向的偏極光總合偏光片的功用就是只讓特定方向的偏極光通過,類似光柵的作用,來達(dá)到光偏極化的效果.偏光式立體顯示技術(shù),即是利用不同方向的偏極光透過偏光眼鏡,使左右眼接收到不同畫面的影像46Polarization Glasses 3D technique線性偏光眼鏡顯示方式如上圖示,顯示器垂直方向像素交替顯示,分別顯示左右眼畫面,透過水平跟垂直方向的偏光鏡片,使左右眼接收到不同畫面右圖示,右眼看到的是偶數(shù)數(shù)組,左眼看到的是奇數(shù)數(shù)組,因此雙眼感受到的分辨率將會是 正常畫面的一半垂直水平473D Glasses type technique comparisonShutter glassesPolarizer glasses觀賞效果1.分辨率不受影響2.亮度因液晶作動切換降低3.較無視角限制4.亦受周遭影響產(chǎn)生flicker5.眼鏡重量較重1.分辨率下降一半2.亮度因偏光眼鏡遮蔽下降3.高度視角略為受限4.眼鏡較輕,僅有偏光鏡片即可硬件需求120Hz或以上顯示器, 快門眼鏡,同步收發(fā)裝置微相位差膜顯示器,