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TFT液晶显示屏的组成与原理

2021-10-19 1983

主动矩阵式液晶屏

TFT液晶显示屏器的构造与 TN-LCD 液晶显现器根本相同,只不过将 TN-LCD 上夹层的电极改为 FET 晶体管,而下夹层改为共通电极。

TFT液晶显示屏的工作原理与 TN-LCD 却有许多不同之处。TFT液晶显示屏的显像原理是采用“背透式”映照方式。当光源映照时,先经过下偏光板向上显露出,借助液晶分子来传导光线。由于上下夹层的电极改成 FET 电极和共通电极,在 FET 电极导通时,液晶分子的排列状态同样会发作改动,也经过遮光和透光来到达显现的目的。但不同的是,由于 FET 晶体管具有电容效应,可以坚持电位状态,先前透光的液晶分子会不断坚持这种状态,直到 FET 电极下一次再加电改动其排列方式为止。

被动矩阵式液晶屏

TN-LCD、STN-LCD 和 DSTN-LCD 之间的显现原理根本相同,不同之处是液晶分子的扭曲角度有些差异。下面以典型的 TN-LCD 为例,向大家引见其构造及工作原理。在厚度不到 1 厘米的 TN-LCD 液晶显现屏面板中,通常是由两片大玻璃基板,内夹着彩色滤光片、配向膜等制成的夹板,外面再包裹着两片偏光板,它们可决议光通量的最大值与颜色的产生。彩色滤光片是由红、绿、蓝三种颜色构成的滤片,有规律地制造在一块大玻璃基板上。每一个像素是由三种颜色的单元(或称为子像素)所组成。假设有一块面板的分辨率为 1280×1024,则它实践具有 3840×1024 个晶体管及子像素。每个子像素的左上角(灰色矩形)为不透光的薄膜晶体管,彩色滤光片能产生 RGB 三原色。每个夹层都包含电极和配向膜上构成的沟槽,上下夹层中填充了多层液晶分子(液晶空间不到 5×10-6m)。在同一层内,液晶分子的位置虽不规则,但长轴取向都是平行于偏光板的。另一方面,在不同层之间,液晶分子的长轴沿偏光板平行平面连续改变 90 度。

其中,邻接偏光板的两层液晶分子长轴的取向,与所邻接的偏光板的偏振光方向分歧。在接近上部夹层的液晶分子依照上部沟槽的方向来排列,而下部夹层的液晶分子依照下部沟槽的方向排列。最后再封装成一个液晶盒,并与驱动 IC、控制 IC 与印刷电路板相衔接。

在正常状况下光线从上向下映照时,通常只要一个角度的光线可以穿透下来,经过上偏光板导入上部夹层的沟槽中,再经过液晶分子改变排列的通路从下偏光板穿出,构成一个完好的光线穿透途径。而液晶显现器的夹层贴附了两块偏光板,这两块偏光板的排列和透光角度与上下夹层的沟槽排列相同。当液晶层施加某一电压时,由于遭到外界电压的影响,液晶会改动它的初始状态,不再依照正常的方式排列,而变成竖立的状态。因而经过液晶的光会被第二层偏光板吸收而整个构造呈现不透光的状态,结果在显现屏上呈现黑色。当液晶层不施任何电压时,液晶是在它的初始状态,会把入射光的方向改变 90 度,因而让背光源的入射光可以经过整个构造,结果在显现屏上呈现白色。为了到达在面板上的每一个独立像素都能产生你想要的颜色,多个冷阴极灯管必需被运用来当作显现器的背光源。

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