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TFT液晶顯示�
閱讀�10558�(shí)間:2010-09-07 09:14:16

  TFT(Thin Film Transistor)即薄膜�(chǎng)效應(yīng)晶體管。所謂薄膜晶體管,是指液�顯示�上的每一液晶象素�(diǎn)都是由集成在其后的薄膜晶體管�(lái)�(qū)�(dòng)。從而可以做到高速度、高亮度、高�(duì)比度顯示屏幕信息。TFT屬于有源矩陣液晶顯示器�

  TFT-LCD液晶顯示�是薄膜晶體管型液晶顯示屏,也就是“真彩”(TFT�。TFT液晶為每�(gè)像素都設(shè)有一�(gè)半導(dǎo)��(kāi)�(guān),每�(gè)像素都可以通過(guò)�(diǎn)脈沖直接控制,因而每�(gè)節(jié)�(diǎn)都相�(duì)�(dú)�,并可以連續(xù)控制,不僅提高了顯示屏的反應(yīng)速度,同�(shí)可以精確控制顯示色階,所以TFT液晶的色彩更��

原理

  1、TFT工作原理

 ?�?)TFT是如何工作的 TFT就是“Thin Film Transistor”的�(jiǎn)�(chēng),一般代指薄膜液晶顯示器,而實(shí)際上指的是薄膜晶體管(矩陣)—� 可以“主�(dòng)的”對(duì)屏幕上的各�(gè)�(dú)立的象素�(jìn)行控�,這也就是所謂的主動(dòng)矩陣TFT(active matrix TFT)的�(lái)�。那么圖象究竟是怎么�(chǎn)生的呢?基本原理很簡(jiǎn)單:顯示屏由許多可以�(fā)出任意顏色的光線(xiàn)的象素組�,只要控制各�(gè)象素顯示相應(yīng)的顏色就能達(dá)到目的了。在TFT LCD中一般采用背光技�(shù),為了能精確地控制每一�(gè)象素的顏色和亮度就需要在每一�(gè)象素之后安裝一�(gè)�(lèi)似百葉窗的開(kāi)�(guān),當(dāng)“百葉窗”打�(kāi)�(shí)光線(xiàn)可以透過(guò)�(lái),而“百葉窗”關(guān)上后光線(xiàn)就無(wú)法透過(guò)�(lái)。當(dāng)�,在技�(shù)上實(shí)際上�(shí)�(xiàn)起來(lái)就不像剛才說(shuō)的那么簡(jiǎn)�。LCD(Liquid Crystal Display)就是利用了液晶的特性(�(dāng)加熱�(shí)為液�(tài),冷卻時(shí)就結(jié)晶為固態(tài)�,一般液晶有三種形態(tài)�

  �(lèi)似粘土的層列(Smectic)液�

  �(lèi)似細(xì)火柴棒的絲狀(Nematic)液�

  �(lèi)似膽固醇狀的(Cholestic)液�

  液晶顯示器使用的是絲狀,當(dāng)外界�(huán)境變化它的分子結(jié)�(gòu)也會(huì)變化,從而具有不同的物理特性——就能夠�(dá)到讓光線(xiàn)通過(guò)或者阻擋光�(xiàn)的目的——也就是剛才比方的百葉窗�

  大家知道三原�,所以構(gòu)成顯示屏上的每�(gè)象素需上面介紹的三�(gè)�(lèi)似的基本組件�(lái)�(gòu)成,分別控制�、綠、藍(lán)三種顏色�

  目前使用的最普遍的是扭曲向列TFT液晶顯示器(Twisted Nematic TFT LCD),下圖就是解釋的此�(lèi)TFT顯示器的工作原理?,F(xiàn)存的技�(shù)差別很大,我們將�(huì)在本文的第二部分中詳�(xì)介紹�

  在上、下兩層上都有溝�,其中上層的溝槽是縱向排�,而下層是橫向排列�。而下層是橫向排列�。當(dāng)不加電壓液晶處于自然狀�(tài),從�(fā)光圖2a扭曲向列TFT顯示器工作原理圖示意圖層�(fā)散過(guò)�(lái)的光�(xiàn)通過(guò)夾層之后,會(huì)�(fā)�90度的扭曲,從而能在下層順利透過(guò)�

  �(dāng)兩層之間加上電壓之后,就�(huì)生成一�(gè)電場(chǎng),這時(shí)液晶都會(huì)垂直排列,所以光�(xiàn)不會(huì)�(fā)生扭�(zhuǎn)——結(jié)果就是光�(xiàn)�(wú)法通過(guò)下層�

 ?�?)TF

  T象素架構(gòu)如圖4�,彩色濾光鏡依據(jù)顏色分為�、綠、藍(lán)三種,依次排列在玻璃基板上組成一組(dot pitch)對(duì)�(yīng)一�(gè)象素每一�(gè)單色濾光鏡稱(chēng)之為子象素(sub-pixel�。也就是�(shuō),如果一�(gè)TFT顯示器支�1280×1024分辨率的�(huà),那么至少需�1280×3×1024�(gè)子象素和晶體管。對(duì)于一�(gè)15英寸的TFT顯示器(1024×768)那么一�(gè)象素大約�0.0188英寸(相�(dāng)�0.30mm�,對(duì)�18.1英寸的TFT顯示器而言�1280×1024),就是0.011英寸(相�(dāng)�0.28mm�

  大家知道,象素對(duì)于顯示器是有決定意義的,每�(gè)象素越小顯示器可能達(dá)到的分辨率就�(huì)越大。不�(guò)由于晶體管物理特性的限制,目前TFT每�(gè)象素的大小基本就�0.0117英寸�0.297mm�,所以對(duì)�15英寸的顯示器�(lái)�(shuō),分辨率只有1280×1024�

特點(diǎn)

  TFT液晶顯示屏的特點(diǎn)是亮度好、對(duì)比度�、層次感�(qiáng)、顏色鮮�,但也存在著比較耗電和成本過(guò)高的不足。TFT液晶技�(shù)加快了手�(jī)彩屏的發(fā)�。新一代的彩屏手機(jī)中很多都支持65536色顯�,有的甚至支�16�(wàn)色顯�,這時(shí)TFT的高�(duì)比度,色彩豐富的�(yōu)�(shì)就非常重要了�

�(yōu)�(diǎn)

  隨著九十年代初TFT技�(shù)的成�,彩色液晶平板顯示器迅速發(fā)展,不到10年的�(shí)間,TFT-LCD迅速成�(zhǎng)為主流顯示器,這與它具有的�(yōu)�(diǎn)是分不開(kāi)�。主要特�(diǎn)是:

 ?�?)使用特性好:低壓應(yīng)用,低驅(qū)�(dòng)電壓,固體化使用安全性和可靠性提�;平板化,又輕薄,節(jié)省了大量原材料和使用空間;低功�,它的功耗約為CRT顯示器的十分之一,反射式TFT-LCD甚至只有CRT的百分之一左右,節(jié)省了大量的能�;TFT-LCD�(chǎn)品還有規(guī)格型�(hào)、尺寸系列化,品種多�,使用方便靈�、維�、更新、升�(jí)容易,使用壽命長(zhǎng)等許多特�(diǎn)。顯示范圍覆蓋了�1英寸�40英寸范圍�(nèi)的所有顯示器的應(yīng)用范圍以及投影大平面,是全尺寸顯示終端;顯示�(zhì)量從最�(jiǎn)單的單色字符圖形到高分辨�,高彩色保真�,高亮度,高�(duì)比度,高響應(yīng)速度的各種規(guī)格型�(hào)的視頻顯示器;顯示方式有直視型,投影�,透視式,也有反射��

 ?�?)環(huán)保特性好:無(wú)輻射、無(wú)閃爍,對(duì)使用者的健康�(wú)損害。特別是TFT-LCD電子�(shū)刊的出現(xiàn),將把人�(lèi)帶入�(wú)紙辦�、無(wú)紙印刷時(shí)�,引�(fā)人類(lèi)�(xué)�(xí)、傳播和記栽文明方式的革命�

 ?�?)適用范圍寬,從-20℃到+50℃的溫度范圍�(nèi)都可以正常使�,經(jīng)�(guò)溫度加固處理的TFT-LCD低溫工作溫度可達(dá)到零�80�。既可作為移�(dòng)終端顯示,臺(tái)式終端顯示,又可以作大屏幕投影電�,是性能�(yōu)良的全尺寸視頻顯示終��

  �4)制造技�(shù)的自�(dòng)化程度高,大�(guī)模工�(yè)化生�(chǎn)特性好。TFT-LCD�(chǎn)�(yè)技�(shù)成熟,大�(guī)模生�(chǎn)的成品率�(dá)�90[%]以上�

 ?�?)TFT-LCD易于集成化和更新?lián)Q�,是大規(guī)模半�(dǎo)體集成電路技�(shù)和光源技�(shù)的完美結(jié)�,繼�(xù)�(fā)�?jié)摿�?。目前有非晶、多晶和單晶硅TFT-LCD,將�(lái)�(huì)有其它材料的TFT,既有玻璃基板的又有塑料基板�

極性變換方�

  液晶分子的驅(qū)�(dòng)電壓不能固定在某一�(gè)值不�,否�,時(shí)間久�,液晶分子會(huì)�(fā)生極化現(xiàn)象,從而逐漸失去旋光特�。因�,為了避免液晶分子的特性遭到破�,液晶分子的�(qū)�(dòng)電壓必須�(jìn)行極性變�,這就需要將液晶顯示屏內(nèi)的顯示電壓分成兩種極�,一�(gè)是正極性,另一�(gè)是負(fù)極�。當(dāng)顯示電極的電壓高于common(公共電極)電極電壓�(shí),就�(chēng)為正極性;�(dāng)顯示電極的電壓低于common電極電壓�(shí),就�(chēng)為負(fù)極�。不管是正極性或�(fù)極�,都�(huì)有一組相同亮度的灰階,所以當(dāng)上下兩層玻璃的壓差值是固定�(shí),所表現(xiàn)出來(lái)的灰階是一模一樣的。不�(guò)這兩種情況下,液晶分子的�(zhuǎn)向卻完全相反,也就可以避免上述當(dāng)液晶分子�(zhuǎn)向一直固定在一�(gè)方向�(shí)所造成的特性破�。常�(jiàn)的極性變換方式有四種,即逐幀倒相方式、逐行倒相方式、逐列倒相方式和逐點(diǎn)倒相方式,如�1所��

  從圖1中可以看出,�(duì)于逐幀倒相方式,在同一幀�,整�(gè)�(huà)面所有相鄰的�(diǎn)都擁有相同的極�,而相鄰的幀極性則不同;對(duì)于逐行倒相方式,在同一行上擁有相同的極性,而相臨的行極性不�;對(duì)于逐列倒相方式,在同一列上擁有相同的極�,而相鄰的列極性不�;對(duì)于逐點(diǎn)倒相方式,則是每�(gè)�(diǎn)與自己相鄰的上、下、左、右四�(gè)�(diǎn),極性都是不一��

  目前常見(jiàn)的�(gè)人計(jì)算機(jī)液晶顯示屏,所使用的面板極性變換方�,大部分都是逐點(diǎn)變換方式,為什么呢?原因是逐點(diǎn)倒相的顯示品�(zhì)相對(duì)于其他的變換方式要好得多。表列出了逐幀倒相、逐行倒相、逐列倒相和逐點(diǎn)倒相四種極性變換方式的性能比較�

  所謂Flicker�(xiàn)�,就是畫(huà)面會(huì)有閃爍的感覺(jué),但并不是特意做出的視覺(jué)效果,而是�?yàn)轱@示的�(huà)面灰階在每次更新�(huà)面時(shí)�(huì)有些微小的變�(dòng),讓人眼感受到畫(huà)面在閃爍。使用逐幀倒相的極性變換方式最容易�(fā)生這種情況。因?yàn)橹饚瓜嗟恼麄€(gè)�(huà)面都是同一極�,當(dāng)這次�(huà)面是正極性時(shí),下次就都變成了�(fù)極�,假若common電壓有一�(diǎn)誤差,這時(shí)�、負(fù)極性的同一灰階電壓便會(huì)有差�,當(dāng)然灰階的感覺(jué)也就不一�,如�2所示。在不停切換�(huà)面的情況�,由于正、負(fù)極性畫(huà)面交替出�(xiàn),就�(huì)出現(xiàn)Flicker�(xiàn)�。而其他面板的極性變換方式,雖然也會(huì)有此Flicker的現(xiàn)�,但由于不像逐幀倒相是同�(shí)整�(gè)�(huà)面一起變換極�,只有一行或一�,甚至于是一�(gè)�(diǎn)變化極性而已,以人眼的感�(jué)�(lái)�(shuō),就�(huì)�(jué)得不明顯�

  所謂Crosstalk�(xiàn)�,指的是相鄰的點(diǎn)之間,要顯示的資料會(huì)影響到對(duì)�,以至于顯示的畫(huà)面會(huì)有不正確的狀�。雖然Ctosstalk�(xiàn)象的成因有很多種,只要相鄰點(diǎn)的極性不一�,便可以減少此現(xiàn)象的�(fā)生�

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