一、显示屏的发展历程

 

二、显示屏的分类

显示屏可以分为两类：LED显示屏 和液晶显示屏（LCD）

三、TFT-LCD工作原理

TFT-LCD的特点：体积小、重量轻、低辐射、低耗电量、全彩化等。

1、TFT-LCD的结构

  

• 背光板模组：提供光的来源；

• 上下偏光板，玻璃基板，液晶：形成偏振光，控制光线的通过与否；

• 彩色滤光片：提供TFTLCD红、绿、蓝（光的三原色）的来源；

• ITO透明导电层：提供透明的导电通路；

• Photo Spacer（间隔物）：提供一固定高度给彩色滤光片和TFT Glass Substrate。作为灌入液晶时的空间.及作为上下两层Glass的支撑。

  

2、TFT-LCD显示原理

• 背光：显示屏的光源，LCD的背光常见的有两种CCFL（冷阴极光灯管）背光和LED背光。

CCFL具有高功率、高亮度、低功耗等优点。

LED具有功耗低、光源均匀、寿命长、体积小等优点。价格稍贵。

市面上出现的LED显示器，其实就是“LED背光液晶显示器”，目前比较流行的液晶显示器是“CCFL背光液晶显示器”。二者都是液晶显示器只是背光源不同而已。技术新的是OLED显示器。

 

• 液晶：TFT-LCD使用的液晶为TN型液晶，液晶分子呈椭圆状。

a、液晶的特性：TN型液晶一般是顺着长轴方向串接，长轴之间彼此平行方式排列。当接触到槽状表面时，液晶分子就会顺着槽的方向排列于槽中。

  

b、液晶的垂直分布：当液晶被包含到两个槽状表面中间，且槽的方向互相垂直，则液晶分子的排列为，上表面分子沿着a方向；下表面分子沿着b方向；介于上下表面的分子产生旋转效应，因此液晶分子在两个表面间产生90度旋转。

c、光与液晶分子产生偏转效果：可以看到射入上表面的一束光线排列方式与槽的方向相同，但是经过中间液晶分子的旋转使得这束光线的方向发生了偏转，终从下表面射出时，这束光线的排列方向又变成了与下表面槽方向平行。

d、液晶在电压作用下均匀分布：当在上下表面之间加入电压后，液晶分子会顺着电场的方向排列，形成直立排列的现象。此时入射光线不受液晶分子的影响，直接射出下表面。

• 偏光板的特性：将非偏极光（一般光线）过滤成偏极光。当非偏极光通过a方向的 偏光片时，光线被过滤成与a方向平行的线性偏极光。当然如果非偏极光通过b方向的偏光片时，光线会被过滤成与b方向平行的线性偏极光。如下图：图1中非偏极光通过第一块a方向的偏光片后，被过滤成a方向平行的线性偏极光，并且能顺利通过第二张a方向的偏光片。图2中非偏极光通过第一块a方向的偏光片后，要通过第二块偏光片时，发现第二块偏光片被旋转了90度，此时，就无法通过了。

偏光板、槽状表面、液晶组合后产生的光学现象如下（此时没有施加电压）：

施加电压后现象如下，光线被阻挡：

当电流通过电晶体产生电场变化，造成液晶分子偏转，借以改变光线的偏极性，再利用偏光片决定画素(Pixel)的明暗状态。这样就可以实现对光线亮暗的控制，如果要显示彩色，我们后面在讲彩色滤光片。

 

• 彩色滤光片（color fliters）

a、结构

b、彩色滤光片像素矩阵的排列方式如下，分别为马赛克、直条式、三角形式、四化素

c、不同颜色的显示：要显示不同的颜色只需要控制Pixel Electrode（像素电极）即可。

在这里会有一个疑问，这里的彩色滤光片上的三原色块，是每个色块对应一个像素电极还是一个像素点对应一个像素电极呢？或者说一个像素点对应一个单色块还是多个单色块（红绿蓝中的一个色块）？我的理解是每个单色块对应一个像素电极，每个像素点对应多个单色块（24位的话就应该有24个单色块），也就是说每个像素点对应多个像素电极。因为每个像素点能显示多中颜色，并不只是显示红蓝绿。

彩色单元对应到TFT的控制单元，就可以完成我们像素点的颜色控制。TFT矩阵等效电路如下：

• TFT-LCD显像原理

SCAN IC传输信号：完成图像信号输入

Driver IC传输显像控制信号：完成TFT单元控制

当某一sub-pixel导通时，该sub-pixel因无法透光呈黑色：这部分完成像素的亮暗

sub-pixel没有导通，则光通过c/f而显示颜色